（通讯员  邓辉）

讲座题目：透视新科技——石头缝里种牧草

主 持 人：胜  春

做客嘉宾：王克林，中国科学院环江喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站站长。

          张  浩，中国科学院亚热带农业生态研究所副研究员。

讲座时间：2024年9月23日～9月29日

（备注：讲座视频可循环播放）

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透视新科技——石头缝里种牧草

讲座内容：

各位好，欢迎收看我们今天的《透视新科技》，我是主持人胜春。毛南族是我国少数民族当中，人口较少的民族之一。它主要分布在广西环江毛南族自治县地区，这里由于历史的原因，长期受地理环境因素的影响，可以说是广西最贫困的地区之一。但是到了2020年5月份的时候，传来了好消息，这里结束了近500年绝对贫困的历史，到底是什么促成了这些呢？科技起到了怎样的作用呢？我们通过短片去了解一下。环江毛南族自治县位于广西壮族自治区，是毛南族的发祥地和主要聚居地。这里山水相依，景色如画，是我国西南典型的喀斯特地貌带，然而正是这片风景秀丽的喀斯特地貌，成为当地群众脱贫致富的绊脚石。独特的喀斯特地貌和岩溶山区造就了环江县四周环山，中间是洼地，世代居住在这里的毛南族百姓只能以种植玉米、红薯等作物为生。然而，在九分石头一分土的岩溶山区种地，犹如在石头缝里种粮食，不仅要饱受旱涝之苦，长期耕作引起的石漠化，让他们本来就艰苦的生活变得更加严峻，环江县也因此成为广西最贫困的地区之一。短片过后，欢迎回到我们的演播室当中，首先我们还是给大家介绍一下我们今天请来的两位嘉宾，第一位是中国科学院环江喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站的站长王克林，欢迎你！主持人好！观众朋友好！接下来一位是中国科学院亚热带农业生态研究所的副研究员张浩，欢迎您！主持人好！观众朋友好！

短片当中我们也听到了说土地的石漠化，两位先给我们解释一下什么叫石漠化？石漠化是在热带、亚热带、喀斯特地质背景下，由于人类高强度的活动，造成一个植被破坏，土壤丧（漏）失，生产力退化的一个过程，它以植被的稀疏和出现类似荒漠化的这种景观为标志。石漠化它根本的本质就是说，在这个亚热带喀斯特（地貌）地区，由于水土流失的加剧，而导致这个岩石逐渐裸露的一个动态过程，它通常就是分布在我们国家的西南地区。由于石漠化的加剧，会使得土壤的流失特别严重，然后它的这个农业生产的土壤就缺乏，另外就使得其他的比如生态服务功能也急剧降低，导致整个地区生态非常脆弱。石漠化这种现象是只在我们国家那几个南方地区有，还是在全球范围其他国家也有类似的现象？石漠化是一个全球问题，石漠化出现在喀斯特（地貌）地区，喀斯特（地貌）是原来的南斯拉夫，现在的斯洛文尼亚这个地名，由于这个国家的地貌，这种类型研究比较早，所以喀斯特（地貌）实际上是一个地名。喀斯特（地貌）问题最早是在欧洲地中海地区研究比较多，其实北美的南部地区，伊朗周边的干旱地区，中国、东南亚、越南、泰国、印度尼西亚这些国家都有，全世界的喀斯特（地貌）面积2200万平方公里，占世界面积的15%。

我们国家喀斯特（地貌）面积310万平方公里，占整个国土面积的三分之一，但是裸露型的喀斯特（地貌），就是石头裸露的喀斯特（地貌），主要出现在刚才张浩副研究员说的西南八省，54万平方公里，这是以基岩裸露为标志的热带亚热带的湿润地区。说到石漠化它是导致毛南族当地人贫困的主要原因吗？石漠化的后果会造成土地生产力下降，植被的稀疏，这个是贫困的原因之一，但不是唯一的原因，贫困是一个综合因素。喀斯特（地貌）本身（以）碳酸盐为主，水分的渗漏，岩石的出露，土层的浅薄，所以它本身的生产力是低下的，跟那个红黄壤地区相比，跟那个同纬度其他地方相比，它的生产力是低下的，就是它没有出现石漠化。这个地区也不适合高强度的人类活动，很多少数民族到了这地方之后，不停的繁殖人口，人口数量越来越多，使这个不应该居住这么多人口的地方，居住了这么大（量）的人口，产生了这么多的压力，开垦了这么多耕地，造成了石漠化。如果这个地方没有这么多的人口，就不会有石漠化，也不会有贫穷、贫困和石漠化是互为因果的。由于贫困所以要砍伐森林，要种更多的地来破坏环境，加剧了石漠化。石漠化产生了之后，然后生产力下降，原来种一亩地的，现在种两亩地、三亩地，或是种五亩地，要去开垦更多的森林来种玉米这样来生活，所以它是个互为（因果）过程。

其他国家对于这个喀斯特地貌的石漠化现象，他们的治理有我们可以借鉴学习的东西吗？石漠化岩溶地貌在全世界，它都是一个非常严重的环境问题，但是在国外一些国家，像欧美一些发达国家，包括日本这些它面临的石漠化的问题。之所以没有像我们这么严重，因为他们人地矛盾不突出，就是人口没那么多，另外就是在这样的地区进行保护，比如说进行石漠化公园的建设这些把人口迁出去，那么这样的话，就降低了这种人地矛盾的强度，所以说他们与我们国家相比，他们并没有更多的石漠化治理的经验值得我们学习。其实在我们出现石漠化之前，在欧洲地中海地区的国家，在工业革命时期，上个世纪的三四十年代也出现了石漠化。在当时工业革命初期，扩张过程中，对森林的需求也导致了地中海地区出现了石漠化，但是后来在整个治理的过程中，他们解决了这个问题，已经把他们的喀斯特（地貌）地区，变成一个高山旅游洞穴探险这么一个保育的地区。所以现在在他们这些地区没有人地尖锐的矛盾，没有巨大的人口压力，没有这么多农业的活动，但是在伊朗这样的干旱半干旱的喀斯特（地貌）地区，在越南、泰国，在印度尼西亚这样的发展中国家地区，这个问题比我们还严重。好，关于这个话题，我们共同来看一段短片。

全世界2200万平方千米的土地上分布着喀斯特地貌，占世界土地面积的15%，对于没有人口压力的北美、地中海地区来说。针对喀斯特地貌，主要解决的是旅游带来环境保护问题，而对人口压力大、农业活动频繁的中国和东南亚地区来说，由耕作导致的土壤退化。水土流失、环境脆弱是最主要的压力，由于没有成功经验可以借鉴，中科院亚热带农业生态研究所在，在观测了当地的水土条件、环境承载量等生态数据后，开始用自己的方式帮扶这个国家级贫困县。2005年，他们在环江建成了我国第一个喀斯特生态研究的国家野外科学观测研究站，以峰丛洼地生态重建为研究方向，探索一条既有利于生态系统恢复与重建，又能推动当地农户增收的发展途径。我们通过这个背景资料了解到，过去当地农民喜欢种玉米，现在我们是让他们由玉米改种牧草，牧草有什么特点？它的经济价值在哪里？玉米是从南美过来的，16世纪从南美进入中国，先在浙江、江苏、江西这块种大概300年左右开始进入湖北这块，200多年前进入四川、贵州、云南这一块，玉米耐干旱，适合我们西南，喀斯特（地貌）地区播种，历史时期为（解决）温饱做了很大贡献，当时种植量比较小的时候，环境问题不严重，但是现在这么大的人口压力，继续种植玉米，扰动土壤，造成土壤的垂直漏失，现在是石漠化最主要的一个。您刚才用了一个扰动土壤，我们怎么理解？

就是说像森林一样的，自然森林是不需要扰动，不需要翻耕的，它的土壤是一种自然状态，种植玉米就要翻耕土壤，要除草，收获的时候要把它从里面拔出来，扰动土壤的过程，改变了土壤的团聚体结构，造成了养分的丢失，扰动土壤它是会造成土壤从这个洞穴裂隙中垂直漏石往下走，所以就产生了荒漠化，玉米为解对温饱做了很大的贡献。但是它也是水土流失的元凶，现在生态学的实验看，玉米对造成石漠化起了很大作用，所以现在我们不鼓励继续种植玉米，我们希望种植牧草。突然从种玉米改成了种牧草来喂牛，当地人毛南族有养牛的经验吗？毛南族据他们老一辈讲，是战争时期从湖南的湘西地区迁移到广西来，在这儿封闭300多年之后，形成了自己独立的语言，然后解放（新中国成立）之后就被认定为一个民族。这个民族原来叫毛难，困难的难，但是后来周（恩来）总理觉得这个毛难不好困难，生活在贫困地区，就改成了一个毛南，南方的南。毛南族世世辈辈聚居在峰丛洼地的大石山区里，过去是以种植玉米为生，用玉米的秸秆和玉米作为饲料，养殖菜牛是他们原来一个传统，原来都是用玉米来养殖。

在我们普通人听来，玉米总比，米总比草要值钱一点吧。我们开始也没有选择更好的牧草品种，但是通过长期的这个田间实验和小区实验，我们最后选择了这个适应性比较好的一个牧草，叫桂牧一号。首先它是一个象草和狼尾草的杂交品种，它的特点就是生物量特别大，产量高，每年它的产量能，每亩地能达到15吨。这个牧草还有一个特点就是像那个韭菜一样，可以一年割很多茬，另外一个它的营养价值比较高，它的蛋白质含量在12%以上，它实际上比玉米还高一些。那么这样的话对于牛羊，它的适口性比较好，如果是粉碎以后，那么这些鸡鸭也可以吃，这样的话它在实际生产，实际生活过程当中，它有很多用途，它还有一个优点，对于老百姓的技术要求不高，它易于种植。因此在我们的科研当中，我们开展了，比如说像刈割次数，刈割的高度，还有就是施肥的量，施多少肥，施什么样的品种，然后能达到一个最优化，这个实验我们现在还在做，已经持续做了十年，还在做，并且已经筛选出来一个比较好的最优的这种模式。我明白了，长得好，劳动力成本又低，一茬一茬地长，不停不停地割，能卖得出去，能用得上吗？

这么说玉米一亩地三、五百斤，也就三、五百块钱，种植牧草一亩地可以三万多斤，三万多斤可以养一头牛。养一头牛，一头牛可以增值8000块钱到10000块钱，它的生态系统服务的价值就是涵养水源、固持养分，是原来种植玉米的十倍，经济效益是原来种植玉米的八倍。牧草种了一年之后，30年之内产量都是三万斤左右，就是说不需要再翻耕土壤，不会再造成土壤的漏失，不会再造成石漠化。刚才说了它的经济价值，易种植，易生长，那说说它对当地石漠化土壤改善的帮助是什么？像峰丛洼地地区，它容易在夏季或者是秋季形成这个涝灾，像一般在当地老百姓种植玉米，这个玉米它不耐涝。比如说涝上一周，那么这个玉米很可能减产特别多，但是对于这个牧场来讲，它就不存在这样的情况，比如说涝上个一周两周它还能恢复过来，这样的话对于老百姓来讲，就会有效降低了这个涝灾对当地老百姓影响。第二个就是说这个牧草，因为它是多年生的，它还有一个比较大的生态服务功能，因为现在固碳也是我们国家，比如说像草地固碳，它是个很重要的功能。通过我们研究来讲，它的这个生物量和固碳功能都比像这个灌木生物量和固碳功能都要强。种植牧草另外一个好处，不光是一亩地可以养一头牛，增值8000块钱到10000块钱，这个经济效益是显而易见的，更重要是它的生态服务功能巨大。牧草生物量很大，他刚才说到是十五吨，甘蔗一般是七吨左右到十吨左右，其实比甘蔗这样高秆作物，生物量还要大一倍到50%，生物量大一年四季都覆盖，所以不存在降水降雨下的冲蚀问题，更重要是种植牧草之后，它就会两三年之后形成厚厚的生物结皮。

苔藓类的，这种藓类它是涵养水分，更加有效地让这个降雨之后的水分渗透到这个土壤，和下面的基岩裂隙带涵养水源。另外一个是固持养分，它这个苔藓里面接受碳氮养分沉降过程这一块，有个很好的效果。另外有了苔藓之后，苔藓下面的土壤呼吸的二氧化碳就增加了，土壤二氧化碳浓度的增加，就会促进岩石的风化，一个生物继续繁衍的过程，促进我们岩石养分的释放，土壤的形成。当然了，这个牧草也有一些问题，比如说这么大的生物量移走，拿去养畜，就会带走大量碳氮养分，我们就要补充大量的化肥，补充大量的化肥就会造成生态成本的上涨，也会造成地下河流污染的风险，所以我们采取的办法就是在牧草里面开始混种一些豆科灌木，豆科灌木通过混种，变成一个林草复合生态系统，这样可以通过豆科灌木和牧草的混种，提升这个固氮的能力。它的养分提升量，可以相当于我们施肥量的1/3左右，是这么一个系统低成本、低环境风险，固碳固氮涵养水源，防止土壤（漏失）它的生态服务价值，就是原来种植玉米的十倍。好，关于这个话题，我们共同来看一段短片。

菜牛是环江特色农产品之一，当地毛南族百姓世世代代就有养殖菜牛的传统。以前村民养牛都是清晨把牛赶到山上吃草或上山打草，晚上回家用玉米拌上青草喂牛，一年到头只能收入500多元。这片近三米高的牧草就是科研人员针对喀斯特地貌土地贫瘠、季节性干旱严重、洼地内涝频发等特征，专门引进的桂牧一号，这种牧草根系发达，耐洪涝干旱，只要种植一次，就可以生长二三十年。用牧草代替玉米养牛，既能增加收入，还可以提升土壤肥力。种植牧草后，由于不耕种，扰动土壤，原本光秃秃的石头上逐渐形成了一种类似苔藓的生物结皮，不但能够固定养分，涵养水源，改善生态环境，还为村民带来了可观的收入。现在农户养一头牛就能增加十倍收入，养两头牛就可以脱贫，环江县每年能收割200万吨牧草，每亩牧草纯收入相当于种植玉米的八到十倍。刚才几位给我们算了一笔经济账，说种玉米的区别跟这种牧草的区别，在实际数据上对当地土地的涵养，这个我们有数据可以告诉我们大家吗？环江县原来是玉米（种植）面积很大，现在最近10年来，在我们科技人员的推荐下，和县政府共同努力，种植了18万亩牧草。再加上自然退耕还林森林的保育，我们最近10年的监测，环江县全县的土壤流失量，就是土壤侵蚀量已经从10年前的35万吨，减少到目前的22万吨，减少了三分之一，我想这里面有种植牧草的贡献，也有退耕还林的贡献。

我特别想知道你们刚刚去的时候看到的景象，跟现在看到的景象，那个绿是不一样的吧。变化确实很大，原来很多林，像人工林，我们退耕还林的人工林，它是比较单一的，现在我们就在人工林下面就种植一些像这样的牧草，一方面提高了植被覆盖率。这个从我们的遥感影像上也得到了回答，通过大面积的遥感影像发现广西整个喀斯特地区，它的这个绿度持续增加，这个是非常显著的。1994年你就这里扎根，用我们的科学技术去帮助他们，我们通过信息当中知道了让这个村民搬到山下，当时的目的是什么？喀斯特（地貌）地区由于地质背景的脆弱，一方水土养不了一方人，过度的人口压力造成石漠化，所以说（要）调整人地关系，所以在1994年刚来的时候，我们就研究了这个地区的人口承载能力，发现了大石山区的人口是超载的，而在环江县还有很大的土山地区，没有得到有效开发，也没有人口，所以我们就建议跟地方政府建议合作探讨搞异地扶贫开发工程，把大石山区过多的人口压力缓解一下，移出来了。当时在本县里移了2万多人，在外县移了6万多人，移来了8万多人，缓解了大石山区压力。搬到山下的这个群众靠什么方式来脱贫呢？

作为我们（中国）科学院来讲，我们主要是做了两方面的工作，第一个就是做了一个肯福（模式）的一个移民的产业规划。那么规划第一选择产业，根据当地的实际情况，选择了红心香柚、柑橘，核桃、板栗以及水果蔬菜，那么适合当地发展的这些产业。另外从产业布局上来讲，根据当地的地形条件，就设计了山上种树，山腰和山下就种果，果下面就养鸡，这样的话构成一个复合的生态模式，然后开发了土山地区。这样使原来没有地种的农民，到了土山地区，我们建了个叫肯福屯，异地扶贫开发示范区，来了97户，500多人，设计了长短结合的产业。刚开始比如种植蔬菜，后面长远是果树，这个效果非常好。迁移下来的97户500多人，没有一人后来返迁到原来大石山区。留下来的人以种植果树为主，现在的平均收入到2018年是13000多（元），2019年已经18000多（元）了，远远超出了全县平均水平。肯福模式被联合国教科文组织称为肯福可持续移民模式，向全世界推广，这个模式又被中国国际扶贫中心，联合国粮农组织和世界银行入选为向全球南南合作减贫案例的一百个最佳案例，向全世界推广。好，关于这个话题，我们共同来看一段短片。

如今，在环江县石漠化地区，裸露的石山重新披上绿衣，真正实现了好山好水好收成，从九分石头一分土到山顶林、山中果、山脚粮的丰饶局面，从劝说山里居住的群众搬迁，到引导水源进行灌溉，再到鼓励群众种植经济作物，中科院的帮扶团队和基层干部做了许多尝试。为了确保村民进得来，住得下，富得起，针对喀斯特山区降雨分配不均，水资源匮乏，水利交通条件差的特点，中科院科技扶贫团队进行了喀斯特适生经济作物的引种与筛选工作。科技帮扶的力量解决了生态与耕地、贫穷与发展之间的种种矛盾，既提高了示范区生态移民的经济效益，生态效率也得到了极大提升，植被覆盖率达到90%，水土流失减少54%，水分利用率提高36%到45%，这个位于西南喀斯特山区的贫困县已成为鲜活的科技扶贫样本，2014年环江喀斯特成功入选《世界遗产名录》。这是科技给我们带来了巨大的一个改变，当时王站长跟我说了，其实我们也得到了很多，这是相得益彰，您告诉我们您得到的是什么？

总书记（在）科学家座谈会上，提出了一个判断社会的需求比十所大学还能推动科技的进步。在中国的国情条件下，面向社会需求来解决问题，一方面我们科学家能获得经济的支持，能为农民选择关键技术，能为地方政府提供规划，能为国家提供决策。在解决这个问题过程中，我们也开始获得了大量的（成绩），建立一个野外台站，申请了大量的基金项目，然后发了很多论文，我们个人就是说像我们研究团队，过去10年在喀斯特生态领域发表的论文，占全球喀斯特生态领域SCI（科学引文索引）论文的23%，五分之一还要强。这就是一个双赢的过程，既解决了农民的贫困，也丰富了我们的知识，让我们从知识的贫困户变成了知识富裕户，变成了国内喀斯特领域优势团队，变成国际上（该领域）发文最好的一个优势团队，这是一个双赢的过程。我们的定位，包括我们这个研究所，我们这个研究站的定位，就是我们的研究就是应用基础研究，就是无论是在项目申请和这个论文写作当中，首先要有一个出口，要有一个现实需求。通过这样的话，比如我们争取的国家基金项目，还有广西的重点研发项目，我们都是面向这个需求的，然后其次在我们这个研究过程当中，我们产生的论文不仅仅是一个单纯的一个写在纸上的论文，而是说它有可能随后就变在扶贫田间地头上的一个论文了，就是一个产品了。

喀斯特（地貌）问题，是中国（生态）最严峻的问题（之一）。美国和地中海地区，他们这个问题，人口压力舒缓，没有巨大的压力，他们主要是保育的问题，所以他们没有石漠化的研究对象，像越南、印度尼西亚，甚至包括泰国这样国家也有石漠化问题，但他们政府还不能支持科学家做这么多项目。所以我们很幸运，我们政府支持我们研究，这样我们就有可能在全世界形成这个领域的优势团队，形成这个领域的最好的成果。所以我们现在要把我们治理石漠化的经验写成论文，提炼成模式。向“一带一路”的喀斯特（地貌）国家推广，现在科技部已经在支持我们，中国科学院在支持我们做这样的事情，把喀斯特（地貌）治理的中国方案，向“一带一路”地中海地区，尤其像伊朗这样的发展中国家来推广，向越南、泰国、印度尼西亚这样的，我们相邻的东南亚国家推广。这是不是我们解决了毛南族脱贫的这个问题之后，我们的工作告一段落，接下来的目标？我想这个问题还没有解决完，脱贫攻坚是总书记提出来三大攻坚战略第一个战役，脱贫攻坚要对接乡村振兴行动，后面美丽中国的建设，农村知识产业的发展还需要更多的工作，而且现在我们仅仅解决石漠化，面积控制的问题，就是绿化的问题。

绿化了之后的效益还很低下，比如说这个森林水源涵养能力，养分的固持能力，生物多样性提升还有更大的空间，所以研究没有尽头，需求没有尽头。对接乡村振兴，这么一个美丽中国建设这个未来行动，还需要我们在科技扶贫上做更多文章。所以我们已经在（中国）科学院支持了1000多万，广西科技厅支持了1000多万2000多万，建了一个世界上第一个喀斯特（地貌）观监站研究平台，要把地上地下过程有一个更系统研究，要把原来关注荒漠化面积的消减转向提升生态系统服务，转向高质高效这么一个新的阶段，其实还有更多的工作要做，所以巩固脱贫攻坚成果，对接乡村行动计划，提升喀斯特（地貌）地区的生态系统服务能力，我们还有很多问题要解决，所以我想未来五十年，未来一百年，我们都有干不完的事情。好，感谢您收看我们今天的《透视新科技》，如果您想了解我们更多内容，可以下载央视频，我是胜春，咱们下期节目再见。