張 旭,馮琦勝,于 惠,王 瑋,梁天剛

（農(nóng)業(yè)部草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)學重點實驗室蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院,甘肅蘭州 730020）

甘南牧區(qū)是我國重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地和水源涵養(yǎng)補給區(qū),亦是黃河上游生態(tài)屏障的重要組成。自20世紀80年代以來,隨著草地畜牧業(yè)的迅速發(fā)展和人口及家畜數(shù)量的不斷增加,草畜供求的時空利用格局出現(xiàn)了失衡,天然草地90%存在不同程度的退化[1-2]。根據(jù)1985年的草地調(diào)查資料,天然草地理論載畜量為620萬羊單位,而2005年的實際載畜量為910萬羊單位,超載率達47%[3]。草地嚴重退化,生產(chǎn)力下降,水土涵養(yǎng)功能逐漸減弱,牧草生產(chǎn)與家畜生產(chǎn)耦合過程中的結(jié)構(gòu)被破壞,直接影響生態(tài)安全與畜牧業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[4]?？茖W分析影響放牧系統(tǒng)的因素,實施全年有計劃的放牧管理,對實現(xiàn)牧草供給、飼草需求與家畜生產(chǎn)量在不同階段達到有效的動態(tài)平衡具有重要意義[5-7]。

草畜平衡是指為保持草原生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),在一定區(qū)域和時間內(nèi),使草原和其他途徑獲得的飼料總量與飼養(yǎng)家畜所需的飼草總量保持動態(tài)平衡[8-9]。本研究以甘南藏族自治州瑪曲縣的阿孜畜牧試驗場為例,分析了草地生產(chǎn)力、載畜量和家畜結(jié)構(gòu)等方面的動態(tài)變化,試圖從提高草地產(chǎn)量、載畜量控制、家畜結(jié)構(gòu)調(diào)控和制定飼料供求計劃方面探討天然草地在放牧條件下的草畜平衡問題,為甘南草畜平衡及草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況瑪曲縣位于青藏高原東部邊緣,甘南藏族自治州西南部。該縣是甘肅省重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地和全國八大牧場之一。阿孜畜牧試驗場位于瑪曲縣的中南部,介于 33°47～ 33°48′N,101°48′～101°54′E,是該縣最優(yōu)良草地分布區(qū),海拔4 500 m,全年降水較充沛。為了便于放牧家畜的動態(tài)調(diào)查及統(tǒng)計,本研究選擇了阿孜畜牧試驗場內(nèi)未對外承包且草地集中連片的37戶牧民的草地作為研究對象,共計天然草地面積2 021 hm2,可利用面積1 940 hm2,栽培草地3.7 hm2。由于受氣候條件等因素的綜合影響,草地產(chǎn)草量隨季節(jié)變化很大。天然草地從5月份逐漸開始生長,8月份左右達到最高產(chǎn)量,10月份停止生長[10-12]。

1.2 草地資源調(diào)查對瑪曲縣阿孜畜牧試驗場37戶牧民在2008-2009年各月的月末草地產(chǎn)量、家畜存欄數(shù)、家畜周轉(zhuǎn)狀況、補飼飼料的種類和數(shù)量等進行了調(diào)查。

草地產(chǎn)量每月末調(diào)查一次,采用布設(shè)樣方的方法。樣地的設(shè)置主要選擇在草地分布比較均一,具有代表性的典型地段。在植被群落一致性較好的樣地內(nèi)設(shè)置1～3個0.5 m×0.5 m的樣方,在植被較為復雜、分布不均勻的區(qū)域設(shè)置3～4個1.0 m×1.0 m的樣方。樣地基本特征主要記錄了草地類型、地形、坡度、坡向、土壤質(zhì)地、地表特征、利用方式、利用狀況等。在樣方內(nèi)采用常規(guī)的植被調(diào)查方法對植被蓋度、草層的平均高度、優(yōu)勢種、總草產(chǎn)量、可食牧草產(chǎn)量等指標進行測定。此外,對阿孜畜牧試驗場37戶牧民的少量栽培草地的產(chǎn)量、草層平均高度及蓋度等指標也進行了調(diào)查和記錄。

每月末對阿孜畜牧實驗場內(nèi)的37戶牧民飼養(yǎng)家畜的基本情況逐戶進行調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括當月的成年家畜存欄數(shù)、6月齡以下的幼畜數(shù)量、出欄數(shù)及死亡數(shù),以及每月補飼飼料的種類和數(shù)量等。

1.3 調(diào)查資料的整理與分析

1.3.1草畜動態(tài)變化 根據(jù)草地樣方測量得到的數(shù)據(jù)估算阿孜畜牧試驗場37戶牧民的草地在2008年和2009年每月末的產(chǎn)量、蓋度、高度等草地生產(chǎn)力基本指標。將調(diào)查得到的各月末家畜頭只數(shù)換算為標準羊單位（標準羊單位）,標準羊單位折算系數(shù)為:牛 5.0,馬 6.0,驢 3.0,騾 5.0,山羊 0.8,綿羊1.0[13]。并對兩年的實際載畜量進行分析比較。

根據(jù)幼畜（6月齡以下）及死亡家畜的種類和數(shù)量,分別計算各月幼畜的百分比及家畜的死亡率

式中,Uy為幼畜的百分比,Gy是幼畜的數(shù)量,G為成年家畜的數(shù)量；Ud為家畜的死亡率,Gd為死亡家畜的數(shù)量。

草畜平衡調(diào)控的依據(jù)是以草地放牧的適宜度為標準[14],在不破壞天然草地的基礎(chǔ)上使單位面積的畜牧業(yè)生產(chǎn)水平達到最大值。在全年放牧條件下,理論載畜量的計算公式如下:

式中,Ga為理論載畜力（標準羊單位/hm2）,Y為研究區(qū)各月可食干草產(chǎn)量（kg/hm2）,Ys為各月補飼的干草量（kg/hm2）。I為日采食量（kg/標準羊單位）,按平均每天1.8 kg干草計算[13]；D為放牧利用天數(shù)。

1.3.2草畜動態(tài)平衡分析 通過對2008-2009年每月實際載畜力與理論載畜力的對比分析,得出兩年中每月草地的超欠載狀況,分析2008-2009年的草畜動態(tài)平衡。

式中,R為單位面積草地超載率（%）,Gs為實際載畜力（標準羊單位/hm2）,即當月實際承載羊單位數(shù)。當結(jié)果為正時,草地過載；結(jié)果為負時,草地欠載。

2 結(jié)果與討論

2.1 草地產(chǎn)量的動態(tài)變化草地產(chǎn)量、蓋度、高度是衡量草地質(zhì)量的基本指標。根據(jù)2008和2009兩年各月的天然草地產(chǎn)量變化狀況分析結(jié)果（圖1）,阿孜畜牧試驗場的天然草地從5月開始生長至9月末產(chǎn)量達到最高,但在不同時期牧草產(chǎn)量變化較大。兩年平均月干草產(chǎn)量為1 927 kg/hm2。其中,2008年為1 834.6 kg/hm2,2009年增加到2 019.6 kg/hm2,增加了185.0 kg/hm2,表明2009年草地產(chǎn)量有所提高。

圖1 2008和 2009年草地產(chǎn)量動態(tài)變化

2.2 實際載畜量動態(tài)受退牧還草政策及管理措施等因素的影響,2008年研究區(qū)放牧牛的數(shù)量自4月份開始逐步減少,7月份大量減少,由于牲畜周轉(zhuǎn)減少,所以9月份后數(shù)量較為穩(wěn)定。由于出欄等原因,羊自3月份開始逐步減少,7-9月大量減少。馬則在6月份開始減少。2009年除羊7-8月及10-12月有部分的增加外,其他家畜數(shù)量變化趨勢與2008年相似,各類家畜總數(shù)量都有降低。2009年各月的羊單位數(shù)均比2008年有所減少,全年平均羊單位數(shù)從2008年的8 725.9標準羊單位下降到2009年的6 616.4標準羊單位,減少了2 109.5標準羊單位。表明阿孜畜牧試驗場的實際載畜量有所降低,緩解了天然草地的放牧壓力。變化趨勢見圖2、3。

圖2 2008和2009年實際載畜量動態(tài)

圖3 2008和2009年分畜種實際載畜量變化趨勢

2.3 畜群結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化幼畜百分比與家畜死亡率是衡量家畜正常發(fā)展的重要指標。分析畜群的年齡結(jié)構(gòu)動態(tài)變化,對調(diào)整畜群結(jié)構(gòu)及保持畜群的健康發(fā)展具有重要意義。根據(jù)式（1）和式（2）計算出研究區(qū)2008、2009年幼畜百分比與家畜死亡率,結(jié)果（表1、2）表明,2008年羔羊主要集中在1-6月,牛犢在5-11月,馬駒在6-11月。2009年各類幼畜比例有所增加。在各類家畜中,羊的死亡率偏高,兩年平均達22.6%。由此可見,研究區(qū)應(yīng)對家畜結(jié)構(gòu)做適當調(diào)整,減少家畜死亡。

家畜周轉(zhuǎn)可以在一定程度上緩解家畜對牧草飼料的需求,也能夠緩解草畜供求矛盾。并且增加家畜周轉(zhuǎn)能夠增加牧民收益,加快牧業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。在研究區(qū)2008、2009兩年中,牛均為主要的周轉(zhuǎn)畜種。2009年較2008年多周轉(zhuǎn)612頭牛,而羊、馬的周轉(zhuǎn)數(shù)量則少于2008。2009年比2008年共多周轉(zhuǎn)出2 947標準羊單位的家畜（圖4）。

2.4 補飼及栽培草地補飼及建植栽培草地是應(yīng)對天然草地飼草供應(yīng)不足的有效措施。2009年補飼的精飼料與干草料較2008年有所減少,栽培草地建設(shè)由2008年初的4.93 hm2下降至2009年末的3.50 hm2（表3）?？梢?2009年研究區(qū)飼養(yǎng)的家畜數(shù)量下降,但天然草地的生產(chǎn)力水平有所提高,因此補飼數(shù)量相對減少。

2.5 草畜平衡動態(tài)與飼料預(yù)算根據(jù)公式（3）并結(jié)合阿孜畜牧試驗場的平均草地產(chǎn)量,計算得到該牧場平均理論載畜力為2.96標準羊單位/hm2。2008年平均實際載畜力為4.5標準羊單位/hm2,2009年為3.4標準羊單位/hm2,兩年平均超載率為33%。

根據(jù)2008、2009年草畜供求變化動態(tài)和草地超欠載狀況（圖5）,阿孜牧畜試驗場 7-10月是牧草的生長高峰期,飼料供應(yīng)供給過剩；1-7月飼料供給短缺,12月基本持平。為達到全年牧草供給量維持在一個合理的水平,應(yīng)將 8-10月的多余牧草調(diào)制成青干草,1-7月的牧草產(chǎn)量不能滿足家畜采食的需要時,可以補飼貯備的青干草及一定的精飼料。

表1 2008和2009年研究區(qū)幼畜比例

表 2 2008和2009年家畜死亡率

為解決飼草的季節(jié)分配不均的問題,可以對全年的飼草供應(yīng)與載畜狀況做預(yù)算,通過制定全年的飼料供求計劃對全年生產(chǎn)過程中的牧草產(chǎn)量及家畜需求、補飼飼料與家畜的增減進行客觀合理的估計,對可能會出現(xiàn)的飼草過剩或者短缺做預(yù)先的處理,防止草地因過度放牧而引起退化。根據(jù)阿孜畜牧試驗場2008年全年平均載畜量（8 725.9標準羊單位）,全年牧草的供應(yīng)量與家畜的需求量相差37%（表4）。1-7月應(yīng)當減少家畜并增加補飼,8-10月適當增加家畜并儲存過剩牧草,11、12月在原有的基礎(chǔ)上少量提高家畜的數(shù)量。2009全年平均載畜量下降到6 616.4標準羊單位,草地的放牧壓力減輕不少。由于實際載畜量大幅下降,僅短缺干草243.4×104kg。

圖4 2008和2009年家畜出欄變化趨勢

表3 2008和2009年補飼量及栽培草地面積及產(chǎn)量

圖5 2008和2009年甘南瑪曲阿孜畜牧場草畜供求動態(tài)變化

表4 2008和2009年甘南瑪曲阿孜畜牧試驗場飼料預(yù)算

2.6 調(diào)控對策草地載畜能力決定著放牧系統(tǒng)畜產(chǎn)品的生產(chǎn)能力,載畜量超標,草地的牧草生產(chǎn)不但無法滿足家畜的需求,而且會造成草地退化、生產(chǎn)力水平下降；如果載畜過低,則會造成草地資源的浪費,草地生產(chǎn)潛力不能充分發(fā)揮。這兩種方式都不能使放牧系統(tǒng)發(fā)揮出最大的產(chǎn)出效率[15-16]。因此,對放牧系統(tǒng)中的各因素加以調(diào)整和控制,對實現(xiàn)草畜供求動態(tài)平衡及草原生態(tài)環(huán)境的恢復具有重要意義。通過對阿孜畜牧試驗場2008-2009年的草畜動態(tài)監(jiān)測研究,提出以下調(diào)控對策,以期實現(xiàn)草畜平衡的目的。

1）載畜量調(diào)控:草地載畜量取決于全年的草地產(chǎn)量,增加載畜量能夠提高草地利用率,但若超過一定限度,會對草地的可持續(xù)利用造成嚴重的破壞,同時也會對家畜個體的生產(chǎn)產(chǎn)生負面影響。載畜量過低是對草地資源的一種浪費。應(yīng)在牧草產(chǎn)量動態(tài)監(jiān)測及研究的基礎(chǔ)上,確立合理的家畜養(yǎng)殖數(shù)量,在確保草地能夠健康的可持續(xù)利用的條件下,使草地的生產(chǎn)效率與利潤達到最高[17-21]。阿孜畜牧場2-6月草地處于過載狀態(tài),平均過載43%,應(yīng)在該期間降低載畜量。阿孜畜牧場平均每月應(yīng)減少690標準羊單位家畜。

2）補飼:1-7月牧草的供應(yīng)有較大缺口,在此段時間中應(yīng)對家畜進行補飼。補飼飼料包括青貯牧草、干草以及混合飼料、精飼料。但補飼的成本較放牧要高。2008-2009年1-6月均欠缺牧草,平均缺口達382.7×104kg干草。但僅2-5月份增加了補飼,而全年在不減少家畜的前提下,只有補充足量的飼料,才能達到草畜平衡。

3）刈割、儲存牧草:在8-10月牧草產(chǎn)量較高而放牧家畜明顯低于草地所能承載的家畜數(shù)量。這個階段平均每月過剩272.0×104kg干草,若能將多余的牧草進行刈割或制成干草,作為牧草不足時的補飼飼料,在一定程度上能夠緩解阿孜畜牧試驗的草畜供求矛盾。

4）家畜周轉(zhuǎn):在相應(yīng)的季節(jié)出售或購入家畜是較為快捷有效的調(diào)整家畜數(shù)量的辦法,合理調(diào)整家畜的數(shù)量對調(diào)節(jié)飼草供求平衡能夠起到積極的作用。冬季及春季時提高該場的家畜出欄率能夠減小家畜在冬季牧草匱乏時對飼草的需求,也能減輕次年春季放牧壓力,該手段是實現(xiàn)草畜平衡的重要手段之一。根據(jù)2008-2009年家畜周轉(zhuǎn)及草畜平衡狀況,阿孜畜牧試驗場1月時平均應(yīng)轉(zhuǎn)出786.5標準羊單位的家畜。實現(xiàn)阿孜畜牧場的草畜平衡需要采取載畜量調(diào)控、補飼、刈割及儲存牧草,以及施肥等手段相結(jié)合的綜合方法。

3 結(jié)論

甘南地區(qū)是以放牧為主的草地畜牧業(yè)基地,對自然條件依賴很高,生態(tài)系統(tǒng)敏感而脆弱。阿孜畜牧場作為瑪曲縣的一個典型牧場,能夠在一定程度反映瑪曲縣的草畜動態(tài)平衡狀況。有計劃地利用草地資源才能保持甘南高寒放牧生態(tài)系統(tǒng)的均衡發(fā)展并維持該系統(tǒng)的活力。

從研究的結(jié)果可以看出阿孜畜牧場逐步向良性狀態(tài)發(fā)展。在2008-2009年時,實際載畜量超出理論載畜量。2009年全年的載畜量下降,過載率降低。但季節(jié)不平衡仍然存在。其中8-10月實際載畜量低于理論值較多,應(yīng)適當提高。并對過剩的飼草資源進行刈割、青貯、調(diào)制干草等措施。避免在牧草高產(chǎn)季節(jié)造成資源的浪費。但也應(yīng)保留一定數(shù)量牧草,保證牧草能夠正常生長與維持草地可持續(xù)發(fā)展。

合理的調(diào)控措施能緩解阿孜畜牧試驗場草畜不平衡的矛盾。如果能在瑪曲全縣應(yīng)用,對減輕過牧壓力及維持草畜平衡具有重要作用。針對季節(jié)載畜不合理的狀況仍然需要后續(xù)的研究工作。

[1]杜國禎,李自珍,惠蒼.甘南草地資源保護及資源優(yōu)化利用模式[J].蘭州大學學報（自然科學版）,2001,37（5）:82-87.

[2]王鶯,夏文韜,梁天剛,等.基于MODIS植被指數(shù)的甘南草地凈初級生產(chǎn)力時空變化研究[J].草業(yè)學報,2010,19（1）:201-210.

[3]李曉媛,張勝智,陳昌平,等.甘南州天然草場載畜能力分析與研究[J].甘肅畜牧獸醫(yī),2007,193（2）:15-17.

[4]劉興元,陳全功,王永寧.甘南草地退化對生態(tài)安全與經(jīng)濟發(fā)展的影響[J].草業(yè)科學,2006,23（12）:39-42.

[5]高迎軍,張祥云,李云廷,等.強化草畜平衡推動鄂爾多斯市畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展[J].畜牧與飼料科學,2009,30（2）:107-108.

[6]焦樹英,韓國棟,趙萌莉,等.荒漠草原地區(qū)不同載畜率對功能群特征及其多樣性的影響[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2006,20（2）:161-165.

[7]李剛,王道龍,辛曉平,等.錫林浩特市草地載畜量及草畜平衡分析[J].草業(yè)科學,2009,26（1）:87-93.

[8]蔚俊,龍瑞軍,高新才,等.甘肅甘南地區(qū)草畜平衡現(xiàn)狀與發(fā)展對策[J].草原與草坪,2007,122（3）:52-55.

[9]宋理明,馬曉虹,魏永林,等.海北州天然草地退化沙化成因與對策[J].草業(yè)科學,2009,26（7）:186-190.

[10]王靜,郭鈮,蔡迪花,等.瑪曲縣草地退牧還草工程效果評價[J].生態(tài)學報,2009,29（3）:1276-1284.

[11]張國軍,張勝智,吉哲君.瑪曲草原氣候生態(tài)環(huán)境變化及牧草產(chǎn)量灰色預(yù)測[J].干旱氣象,2009,27（1）:61-65.

[12]王迅,徐丹丹,李文龍.瑪曲濕地遙感影像提取及精度分析[J].國土資源遙感,2009,4:96-100.

[13]許鵬.草地資源調(diào)查規(guī)劃學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000:119-121.

[14]Jouven M,Agabriel J,Baumont R.A model predicting the seasonal dynamics of intake and production for sucker cows and their calves fed indoors or at pasture[J].Animal Feed Science and Technology,2008,143:256-279.

[15]岳東霞,惠倉.高寒草地生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)價值流、畜群結(jié)構(gòu)、最優(yōu)勢控制管理及可持續(xù)發(fā)展[J].西北植物學報,2004,24（3）:437-442.

[16]錢拴,毛留喜,侯英雨,等.青藏高原載畜能力及草畜平衡狀況研究[J].自然資源學報,2007,22（3）:389-397.

[17]劉榮.鄂爾多斯草地產(chǎn)量動態(tài)和草畜平衡狀況的初步研究[J].內(nèi)蒙古草業(yè),2009,21（3）:11-16.

[18]范青雌,杜鐵瑛,王立亞,等.青海省海南州自然因素和載畜量對牧草產(chǎn)量的影響[J].草業(yè)科學,2002,19（2）:16-18.

[19]馬忠義,張衛(wèi)國,周九菊,等.甘南州天然草地利用現(xiàn)狀及發(fā)展現(xiàn)代畜牧業(yè)生產(chǎn)的探討[J].草業(yè)與畜牧,2009,160（3）:34-38.

[20]譚忠厚,馬軒龍,陳全功.基于“3S”技術(shù)與地面調(diào)查相結(jié)合的草原監(jiān)測——以青海省黃南和海南地區(qū)為例[J].草業(yè)科學,2009,26（11）:25-31.

[21]鄭群英,澤柏,朱昌平.新西蘭畜牧業(yè)發(fā)展思路和放牧管理系統(tǒng)中的飼養(yǎng)策略[J].草業(yè)科學,2005,22（12）:70-73.