草地、三叶草和药草是瑞士农业的基础:瑞士三分之二的农业用地是草地,其中大部分勉强适合耕种。大片草地主要分布在阿尔卑斯山麓、阿尔卑斯山本身和汝拉山脉。而草地又是瑞士乳制品和肉类生产的基础。
然而,与森林相比,草原为人类提供的生态系统服务种类繁多,例如木材生产、水资源调节、气候和休闲娱乐等,已深深植根于公众意识中。相比之下,草原为人类提供的生态系统服务种类繁多,却很少被提及。然而,草原在我们的粮食供应中发挥着更为重要的作用。
草原是重要的碳储存地,也是生物多样性的避难所。它能防止水土流失,并提供文化服务,例如,吸引徒步旅行者和游客的食草动物的迷人景观。这些只是研究人员赋予草原的众多好处或功能的几个例子。
服务和农业实践紧密相连
但哪种类型的耕作特别适合促进草地提供的服务?苏黎世联邦理工学院和农业研究机构 Agroscope 的研究人员已经解决了这个问题,研究成果最近发表在《自然通讯》杂志上。
在他们的研究中,研究人员仔细观察了瑞士北部索洛图恩州 30 多个农场的 90 个永久草地。在他们的研究中,他们考虑了三种草地耕作方式:施肥(使用肥料或未施肥的大面积草地,即所谓的生物多样性促进区)、使用类型(草地或牧场)和耕作系统(传统的 IP Suisse 或有机)。
为了了解农耕作业如何影响各种生态系统服务,研究人员分析了所有涉及的永久草地的土壤和植物群落。由于不同的利益相关者群体偏好不同的生态系统服务,研究人员将分析分为三组进行分析:供给服务、调节服务和文化服务。
“我们观察到,农耕方式对许多生态系统服务有显著影响,”这项研究的共同作者、苏黎世联邦理工学院农业科学研究所高级科学家瓦伦丁·克劳斯 (Valentin Klaus) 说。“然而,没有一种农耕方式能像瑞士军刀一样提供所有生态系统服务。”
广阔的草地上,更多的是美观,更少的饲料
不使用肥料的粗放耕作对生态系统服务的影响最大。例如,半天然牧场和草地。这些地区大大增强了生物多样性、土壤保护和景观美化的好处。另一方面,粗放的草地耕作大大降低了农民饲料生产的数量和质量。
“饲料生产和文化或调节服务之间的这种权衡是众所周知的。然而,我们能够清楚地表明,广泛的草地农业不仅能产生生物多样性效益,还能产生许多与社会相关的生态系统服务,”克劳斯说。
草地和牧场有很大不同
研究人员还发现,当草地被用作牧场或草地时,生态系统服务会受到显著影响;换句话说,这取决于该地区主要是放牧还是割草。但服务之间仍然存在权衡,克劳斯说:“牧场的植物种类更丰富,动物饲料质量更高,而且由于牲畜丰富了景观,牧场也很漂亮。另一方面,草地生产的动物饲料更多,这对农民来说很重要。”此外,草地上的植物群落更美观,因为未施肥的草地尤其含有最多的开花草本植物。
至于为什么草地和牧场提供如此不同的服务,克劳斯认为这是因为频繁修剪草地有利于某些植物物种的生长,而抑制了其他植物物种的生长。草地的平均施肥强度也高于牧场,这对许多生态系统服务产生了额外的影响。
有机草地益处不多
令克劳斯惊讶的是,有机农业对草原的生态系统服务只有轻微的积极影响。“尽管我们发现这些地区的共生真菌更多,氮流失风险更低,但传统和有机耕作的草原在所有生态系统服务方面的表现大致相同,”克劳斯说。他认为有机农业影响较弱的原因在于传统和有机耕作的草原的管理方式非常相似。只要施肥充足,两者都可以相对密集地使用。
因此,克劳斯很清楚,没有任何一种草地管理方式能够同时提供所有生态系统服务。“为了具体增加和促进我们景观中的草地生态系统服务,我们需要将上述农业实践进行综合运用;换句话说,就是有施肥和无施肥的区域以及相邻的草地和牧场相结合,”克劳斯说。“由于没有一种理想的草地类型,我们总是要权衡利弊。我们必须问自己:谁从哪种管理方式和在什么地方受益最多?”
如果草地主要用于生产饲料,生物多样性和其他重要服务就会受到影响。同时,在未施肥的大面积草地中,农民必须考虑相当大的生产损失。“如果我们想维持和促进所有生态系统服务的提供,我们需要在农场和景观层面结合不同类型的草地,”克劳斯说。
研究人员现在将利用这些研究成果来支持农民、土地合作社和州政府。这项研究还有助于平衡各种需求和利益,并在景观层面实现高水平的生态系统服务多功能性。