【走笔自然】

　　修复草原远比想象中艰难！怎么办？

　　讲述人：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员 辛晓平

　　我对草原的认识一直都在变化。最初，草原只是父亲故乡的美丽风景；后来，它是我博士论文研究的对象。一直到入职中国农科院，经历了在呼伦贝尔草原近30年科学观测，草原在我心中才有了今天的样子：它是抵御沙尘暴的生态屏障和前沿阵地，它也是1100万户牧民赖以生存的家园，是国家生态安全和食物安全的战略资源。

　　我国拥有世界上多样性最高的草地生态系统，从内蒙古高原到青藏高原，从东北平原到新疆内陆，每一处草原都有独特生态和生产价值，更拥有形形色色的美。然而，给我印象同样深刻的，还有草原的退化——不仅仅是生产力的下降，还会伴随鼠害、蝗灾肆虐，沙尘暴频发，是整个生态系统功能的减弱甚至丧失。

　　草原为什么会退化？说到底，不合理利用是主因，气候变化又加剧了这一问题。十年科考，我们走访了成千上万的牧民家庭，认识到一个朴素的道理：不解决牧民的生产生活问题，就难以从根本上解决生态退化。草原对牧民而言是生存之所、生计来源，他们更希望草原丰茂。但传统的生产方式已经走到了尽头——既难以满足日益增长的生活需求，更难以支撑他们增收致富的愿望。

　　如何走出这个困局？2010年国家决定建立草原补奖机制，通过政策投入保障草原的均衡利用。但退化的草原还得靠技术重新恢复生产力，修复后要依靠高水平管理避免落入“退化—修复—再退化—再修复”的死循环。所以，我们团队把研究重点锚定了这两个方面：一是退化草原修复技术，二是智慧牧场管理技术。

　　修复草原远比想象中艰难。灌溉、施肥、切根、松土、补播，教科书上的常规方法在草原上屡屡碰壁——灌溉只适用于小面积，施肥遇上干旱反成负担，翻耕松土却损失三分之一土壤碳库，就连围封禁牧也不是每块地都能恢复。我们用了近十年时间，在内蒙古和东北地区做了几千个实验组合，才慢慢摸到门道，总结出两条核心经验——

　　草原长期利用必然导致土壤养分亏缺，自然恢复需要漫长的积累过程。所以，修复草原，施肥是必要的。但施什么肥？比起氮磷，退化草原更需要的是有机质——有机质可以激活土壤中的微生物和土壤动物，让生态系统进入更良好的、自组织的养分循环状态。但有机质投入的效果不是线性的，有最低阈值，投入不够等于白费。我们利用草原上现成的牛羊粪，结合现有有机肥产品和植物生长素，形成了一套成本可控的改良配方。

　　草原退化后土壤板结，透水透气性不佳导致地力进一步下降，所以松土是有效的。但松土要有巧劲，既要达到疏松目的，又要保护土壤碳库。我们研制了专用草原疏松机，在入冬前或返青期打上密孔，经冻融和雪水渗透后土地自然疏松。配合有机肥，修复后的草场产量达到对照组的2到6倍，效果持续8年以上。我们发现，修复后草原线虫和大型土壤动物增加了80%——草原修复不是单纯的植被恢复，而是从植被、土壤到微食物网的系统功能提升。

　　然而，修复草原不能一劳永逸。只要还在利用，退化风险就仍然存在。要让草原持续健康，必须用智慧管理替代粗放利用。基于这样的认识，我们先后开展了数字草业、数字牧场到智慧牧场研究。

　　我们构建了大型数据库，借鉴澳大利亚和新西兰的经验开发了草畜平衡诊断、牧场经营规划等一系列软件，帮牧民实现草地和家畜资源的时空匹配，预防灾害、节本增效。但是软件系统应用不尽如人意。我们反思后决定换个思路——不再盯着专家系统，而是看看牧民到底需要什么。

　　传统草原管理方式下，牧区面临两大难题。一是定居后需要大量实体围栏，投入大且每隔若干年就要重修，投入高。二是放牧劳动强度大，牧民每天跟着牛羊在草原上跑几十公里，严寒酷暑、风吹日晒，太辛苦。这两个问题光靠软件解决不了，因此，我们研发了虚拟围栏和放牧机器人。

　　虚拟围栏结合智能项圈和家畜适应性训练，实现放牧家畜的边界管理。佩戴智能项圈的家畜一旦越过虚拟边界，就会接收到警报，从而被阻止越过围栏。但技术落地还需解决一系列问题，最核心的就是训练标准化。这些问题不解决，智能项圈就是一堆废铁。

　　放牧机器人集成了自主导航、精准避障、边缘计算等技术，替代羊倌完成放牧任务。与普通羊倌只管“不丢羊”不同，我们的智能放牧策略融合了两方面的智慧：一是羊群运动的相变物理学，二是长期跟随牧民学习积累的乡土放牧知识。让机器人在照顾动物福利的同时，以最合理的方式完成放牧。目前，虚拟围栏和放牧机器人样机都已进入应用测试阶段。下一步，我们要重点解决能源供给、硬件与家畜适配等问题。

　　智慧牧场的这些进展，是在国家重点研发计划“现代牧场专项”支持下取得的。还记得2021年申报项目时我们提出的愿景——让放牧成为令人向往的职业。坦白地说，让所有人都向往放牧，可能很难；但降低野外工作强度、让牧民也能享受到信息时代的技术红利，我们充满信心。

　　（光明日报记者杨舒、高平采访整理）

　　《光明日报》（2026年06月27日 09版）