摘要:草场是地球上分布最广的陆地生态系统,维系着超过20亿人的生计,但其日益退化的状况引人担忧。人们通常将牧场退化的主因归咎于过度放牧。然而,气候变化或许才是更根本的罪魁祸首。一项针对蒙古国的大规模准实验研究,旨在理清气候与牲畜规模对牧场生产力的真实影响。研究发现,
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草场是地球上分布最广的陆地生态系统,维系着超过20亿人的生计,但其日益退化的状况引人担忧。人们通常将牧场退化的主因归咎于过度放牧。然而,气候变化或许才是更根本的罪魁祸首。一项针对蒙古国的大规模准实验研究,旨在理清气候与牲畜规模对牧场生产力的真实影响。研究发现,尽管庞大的畜群规模确实会带来负面影响,但与气候因素相比,其作用微乎其微。
我们利用蒙古国1984年至2024年全国范围的空间分解数据,通过分析牧民季节性迁徙的放牧模式,设计了一项准实验研究,以估算牲畜规模、短期天气和长期气候变化对草场初级生产力的因果效应。研究显示,在年际(短期)尺度上,不断增加的畜群规模对草场初级生产力存在统计上显著但影响温和的负面效应,且这种影响在不同生态区差异明显。然而,天气波动所带来的影响强度,要比畜群规模的影响高出一个数量级。在牧民可适应气候变化的十年(长期)尺度上,畜群规模的影响消失,而温度效应占据主导地位。研究结果表明,在蒙古国,气候变化似乎是驱动草原初级生产力长期变化的主要因素。
草原的有效保护对于维系全球生态和人类生计至关重要,而这需要我们准确理解影响草原健康状况的核心驱动因素。长期以来,学术界存在两种主流观点:一种认为畜群规模的波动是关键,另一种则强调非生物因素(如气候)在非平衡牧场系统中的决定性作用。这两种观点的政策导向截然不同:如果牲畜管理是主因,那么牲畜税或限制放牧等政策便是有效的保护工具;如果气候等非生物因素才是关键,那么地方层面可采取的有效措施将十分有限。
因此,识别多重潜在驱动因素间的因果关系,对于制定有效的牧场管理政策至关重要。然而,尽管已有大量研究描述了牧场状况与各类因素的关联,但由于普遍存在统计推断上的挑战——尤其是畜群规模本身受到牧场和天气状况的影响——关于牧场退化成因的大规模、强有力的因果证据仍然匮乏。例如,牧民可能倾向于在更优质的牧场放牧(选择偏差),或者牧场生产力的提升本身就能促进畜群增长(反向因果),这些统计混杂因素都可能导致研究结论偏离真实的因果效应,从而误导政策制定。
这些问题在蒙古国尤为突出。该国约70%的国土是草场,是其农村生计的根基。自1990年代市场化转型后,牲畜被私有化,而草场仍为开放式管理,导致牲畜数量急剧膨胀(从约2500万头增至目前的7000万头以上)。截至2018年,该国超过57%的牧场出现不同程度的退化。许多研究将此归咎于过度放牧。然而,与此同时,蒙古国的气温与风速持续攀升,降水量却呈下降趋势,气候变化的影响日益凸显。
本研究利用蒙古国1984年至2024年的全国数据,采用准实验方法,成功分离出畜群规模、短期天气和长期气候变化对草原初级生产力(以归一化植被指数NDVI为核心指标)的独立因果效应。我们利用蒙古牧民的季节性迁徙模式作为识别策略:牧民在冬春季会利用山谷等避风区域放牧,而在夏秋季则转向更开阔的牧场。我们利用冬春季牧场发生的暴风雪等外生冲击来预测夏季的畜群规模,从而排除了其他混杂因素的干扰,得出了如同实验数据般可靠的因果推断结论。为区分短期天气波动与长期气候变化的影响,我们还对数据进行了十年周期的差分处理。
总体而言,在短期(年际)时间尺度上,我们的准实验估计表明,较大的畜群规模对草场初级生产力产生了轻微的负面影响,平均而言,畜群规模翻倍会导致植被指数下降4%。这种负面影响主要集中在气候凉爽、生产力更高的山地针叶林和森林草原区。
然而,在考虑到牧民有时间适应气候变化的十年长周期内,畜群规模对草场生产力的负面影响完全消失,在任何生态区均不显著。这一发现具有重大的政策启示:旨在缩减畜群规模的干预措施或许能带来微弱的短期效益,但从长期来看并无可测量的成效,这可能是因为牧民和土地管理者会通过调整行为来自然适应,从而使政策干预变得多余甚至造成不必要的成本。
相比之下,气温升高对初级生产力的负面影响则非常显著。短期估计显示,夏季每增加3.5个生长积温日(GDD > 20°C),对牧场生产力的负面影响就相当于牲畜数量翻倍。而气候变化的长期估计显示,高温暴露带来的负面影响更为严重。通过对比气候与畜群规模的估计效应,可以明确气候变化(而非畜群规模增长)是过去40年蒙古草原初级生产力变异的主要驱动因素。
为了更直观地比较不同因素的贡献,我们使用了夏普利-欧文分解法。结果显示,在解释草场初级生产力的年际变化时,畜群规模的贡献率不足2%,而天气变化的贡献率高达38%。在十年长周期尺度上,气候变化的贡献率更是达到45%,而畜群规模的贡献率依然低于10%。
我们的发现对科学界和政策制定者具有多重重要启示。
首先,研究表明,仅针对畜群规模的政策杠杆(如蒙古国已实施的牲畜税),对于改善草场健康的作用可能非常有限,尤其是在多年尺度上。
其次,减缓草场生产力损失的努力应更具针对性。例如,可以优先改善受气候变化影响最显著的低海拔草原和半沙漠地带的管理措施,以降低牧民对高海拔优质牧场的依赖。
第三,这项研究展示了,随着大尺度时空遥感数据的日益丰富,运用准实验方法来研究复杂的生态系统变化成为可能,这为未来的相关研究开辟了新途径。
核心发现是,气候变化是蒙古国长期牧场初级生产力的主要驱动因素。这意味着,蒙古牧场的健康状况,受到全球温室气体排放行为的影响,远大于当地牧民活动的影响。因此,政策制定者或许应将关注重点从向牧民征税,转向推动全球减排和建立气候损害的国际补偿机制。因为这些牧民似乎已经在适应不断变化的气候,而在过去四十年来蒙古草原生产力的变化中,他们所应承担的责任微乎其微。
作者: 奥德·普列夫扎夫 (A-Od Purevjav), 图门库赛尔·阿维尔梅德 (Tumenkhusel Avirmed), 史蒂文·W·威尔科克斯 (Steven W. Wilcox), 克里斯托弗·B·巴雷特 (Christopher B. Barrett)来源:无敌浩克一点号