中国科学院是伴随着新中国成立而诞生的我国自然科学最高学术机构，建院以来，它为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。在实施创新驱动发展战略、建设创新型国家的新时期，中国科学院启动实施了"率先行动"计划，目前已经取得了一系列显著的成果。今年下半年，这些成果将以实体展项形式呈现在大家面前。
在我国北方，有一片辽阔的大草原，东起东北平原，向西经内蒙古高原和黄土高原，一直延伸至青藏高原和新疆山地，总面积300多万平方公里，约占国土面积的1/3，构成了欧亚大草原的东翼，这就是中国北方草原。我们印象中的美丽草原一直以来，人们对这片草原的印象是“天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊”的自然景色，是“蓝蓝的天上白云飘，白云下面马儿跑”的美丽风光。
但那些世世代代生活在此的牧民，对这片草原却忧心忡忡，因为他们赖以生存的草原正经历着剧烈的退化。中国北方草原正面临严重的退化威胁由于放牧场连年放牧、打草场连年刈割等种种不合理利用，中国北方草原正面临着严重的退化威胁。据统计，90%的中国北方草原已经处于不同程度的退化之中。
退化后的草原生产力不断下降，优质牧草比例不断降低，恢复能力越来越差，最终变得植被稀疏、地表裸露、毒草肆虐、鼠害横行……过度放牧导致草原退化作为中原地区的绿色生态屏障，中国北方草原在涵养水源、调节气候等方面发挥着极其重要的生态功能。因此，草原退化问题严重地威胁了国家的生态安全。近年来，国家投入了大量人力、物力和财力用于草原的生态环境治理，但“局部改善，总体恶化”的态势没有从根本上转变。
这主要是因为，中国北方草原牧区，仍然一直沿袭着传统的掠夺式的草原畜牧业经营模式。这种经营模式的问题在哪呢？在自然条件下，草原生态系统中的物质和能量沿着食物网在生产者、消费者和分解者之间转移，构成了一个完整的物质循环。其中，牧草等各种植物是生产者，家畜及其它草原动物是消费者，微生物包括真菌和细菌等是分解者。植物被动物采食、动物的尸体又被微生物分解，其分解后的养分重新回到土壤供应植物的生长。
这样一个闭合的循环系统具有一定的自我调节能力。在游牧时代，北方草原人口稀少，饲养的家畜数量有限。如果一片草场状况不好，牧民“逐水草而居”，就迁移到其它草场，等这片草场经过长时间的自我修复再迁移回来。因此，传统的畜牧业经营模式是可以维持的。但是，随着草原人口的持续增长，家畜的数量节节攀升，这种经营模式的问题就显现出来了。草原再广袤，空间总是有限，人口的增长使得游牧越来越不现实。
以内蒙古地区为例，从西汉到清代，内蒙古的人口一直徘徊在200万左右。 1947年，内蒙古自治区成立时人口只有561.7万人。然而到了20世纪80年代初，内蒙古地区的人口数已经激增到了2100万。与此同时，家畜的数量也急剧增加。
以锡林郭勒草原为例，解放初期，在锡林郭勒20.3万平方公里的草原上，牲畜头数不足300万个羊单位，到了1990年，这一数字增加到了1300多万，而到了2000年前后，牲畜头数超过了2400万。数量翻了8倍！而这些牲畜又不可能全部在草原地区消耗。因此，随着牲畜被卖往其他地方，就把草原生态系统中大量的物质和能量移走了。
年复一年，草原生态系统的物质循环和能量流动就出现问题，进而导致生物多样性锐减、生产力水平降低，显著地消弱了草原的自我修复能力，直到生态系统陷入崩溃。同时，由于牲畜喜欢啃食优质牧草，导致优质牧草生长、发育、繁殖的过程都受到更严重的破坏，而牲畜不吃的毒草开始蔓延。总之，这种经营模式片面追求草原的生产功能，而不重视其生态功能，不断地从草原上索取而没有回补，最终导致草原越来越退化。
如何修复退化的草原如何修复这些退化的草原是草原牧区各级政府和广大牧民最关心的问题。中国科学院植物研究所的科学家们从生态学的基本原理入手，基于长期的定位监测数据，结合最新的生物学研究成果，针对草原畜牧业的经营特点，开出了一套“药方”。“一休”和“二轮”打好基础由于草原退化的最重要原因是传统经营模式在草原管理上的竭泽而渔，因此，恢复退化草原的一个重要举措就是变革草原管理制度。
“一休”和“二轮”就是对此开出的“药方”。所谓“一休”是指季节性休牧，主要包括了春季休牧和秋季休牧。春季休牧是让牧草能够很好地返青，进入快速生长期；而秋季休牧是让牧草能够正常结实，种子能够入土，以补充土壤种子库。而“二轮”是指放牧场的“牧刈轮替”和打草场的“分区轮刈”。“牧刈轮替”技术就是把传统的“连年放牧”改为“一年放牧、一年刈割相轮替”，这样能够给牧草一段充足的调整期，保持生态系统的恢复力。
“分区轮刈”主要针对打草场连年刈割、导致生态系统养分大量流失的问题，通过把一块草场分成3个区，每年只在其中2个区打草， 让1/3的草场能够休养生息，并通过对其养分调节，促进物种多样性和优质牧草比例的恢复。 “三调”和“四补”提升质量不过，对于退化严重的草场，仅仅通过变革草原管理制度，还远不足让其快速恢复。因此，科学家将草场恢复和改良的技术集成，又开出了“三调”和“四补”的“药方”。
“三调”是根据牧草生长发育的特点，利用植物所自主研发的“天然草地改良剂”和“羊草促进剂”等新型植物调节剂，通过对植物生长、土壤微生物和生态位进行精准调控，帮助草原生态系统中优质牧草快速生长，抑制毒草、杂草的蔓延，使草场快速恢复生产力和优质牧草比例。
“四补”则是针对退化较严重的草地采取的恢复措施，通过补充养分、补播豆科牧草、补播优质禾本科牧草、补播草原特色植物的手段，提高草场生产力和生物多样性，恢复美丽的草原景观。图 羊草促进剂促进根孽发生实践证明，“一休、二轮、三调、四补”是恢复退化草原行之有效的方案。
2016年，在呼伦贝尔谢尔塔拉农牧场草牧业试验区，通过一个生长季的恢复，退化草原的生产力由870千克/公顷提高到 2595 千克/公顷，产草量提高了1.98倍；收获的牧草中，优质牧草（如羊草）的比例由17% 提高到81%，产草量和牧草品质得到了双重改善。
已经恢复的羊草草原（内蒙古呼伦贝尔谢尔塔拉农牧场）2017年，呼伦贝尔苏沁农场采用植物所研发的系列草地改良技术，改良了130公顷的草场，牧草最高产量达到了3775千克/公顷，比对照区产量（1236千克/公顷）翻了2倍；优质牧草的比例由18%提高的62%，生物多样性提高了35%。远远望去，改良过的条带植被浓绿，分外醒目；近看时，浓绿色的条带内鲜花盛开，蜂飞蝶舞。
草丛的高度已经超过了60厘米，真正再现了“风吹草低见牛羊”的景观。退化草地恢复示范区（内蒙古呼伦贝尔苏沁农场）恢复的条带内牧草茂密，鲜花盛开（内蒙古呼伦贝尔苏沁农场）更为关键的是，这套“药方”非常经济，一次性投入约为400元/公顷，一次投入，五年受益。
测算起来，年均成本约80元/公顷，每年可增收牧草750-1500公斤/公顷，经过1-2年时间即可收回成本，还可以恢复美丽的草原景观，能够实现生产和生态功能“双提升”。通过这套“药方”，可以使天然草原逐步过渡到以“生态功能为主、生产功能为辅”的环境友好、经济高效的可持续利用道路上。目前，植物所科学家们的“药方”，已经在呼伦贝尔草原累计推广20多万亩。
2016年8月29日，国务院副总理汪洋来到呼伦贝尔草牧业试验区，对天然草地恢复示范区进行了调研。2017年8月21日，内蒙古自治区组织全区的草原工作者150多人，到该示范区进行了考察和观摩。相信随着这项技术的不断推广和新技术的不断研发，在不远的将来，我国北方草原将再现“风吹草低见牛羊”的美丽景观。