草地放牧适宜度理论及牧场管理策略，本文主要内容关键词为：牧场论文,适宜论文,草地论文,策略论文,理论论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
当前在草地演替理论中，许多学者已达成共识：超载过牧是放牧草地退化演替的主要诱因[1～5]。然而在判定草地的超载（过牧）程度时，却常常将载畜量和放牧率两个指标混淆，造成判定结果的较大分歧。针对这一现存问题，该文在综述草地载畜量和放牧率概念的基础上概括了草地放牧适宜度理论及牧场管理策略，旨在为解决国家“西部大开发”和“生态环境建设”战略中退化草地的高效利用和生态保育之间的矛盾提供理论依据。
1 草地载畜量及相关术语
草地与草原、草场作为同义词在我国行政管理部门和科技文献中广泛使用。它们共同的定义为：主要生长草本植物，或兼有灌丛和稀疏乔木，可以为家畜和野生动物提供食物和生产场所，并可为人类提供优良生活环境、其他生物产品等多种功能的土地—生物资源和草业生产基地”[6]。实际应用中，严格意义下的“草原”一词多用于植被分类学，如典型草原、荒漠草原等；“草地”一词多用于农学范畴，如人工草地、天然草地等；“草场”一词多用于行政区划，如甘肃天祝松山滩草场、红疙瘩草场。
英文文献中，北美和澳大利亚部分地区及印度多用“rangeland”泛指草原或草地，欧洲及英联邦国家多用“grassland”泛指草原或草地。但从内涵上来讲，rangeland具有强烈的天然土地资源的含义，但不强调群落的类型；grassland在一定程度上强调和体现了人工和草本群落占优势的意义。这两个词在含意、内容和使用上的差异致使世界上存在着以研讨天然草原问题为主的International Rangeland Congress（国际草原学术会议）和以研讨人工草地问题为主的International Grassland Congress（国际草原学术会议）两个同等重要的学术会议[6]。非洲大部分地区多用“range”一词系指天然草原或野生牧草，用“pasture”一词系指人工草地或栽培牧草。因此在英文文献中译本中，多将rangeland和range译为天然草原，将grassland和pasture译为人工草地。
在草地生产、经营和管理实践中，常见牧区、牧场、牧地等概念。一般而言，牧区是指以牧业经营为主要土地利用方式的地区，在含义上和以农业经营为主要土地利用方式的农区相互对应；牧场是指一定面积和规模的牧业经营单位，在含义上和农业经营单位一农场相互对应；牧地或放牧地是指用于野生或家养动物放牧利用的土地资源，包括天然草原、人工草地和农作物茬地等。
草地载畜量的概念是由人口承载力衍生而来的。1798年Malthus在“人口论”中最先提出了人口承载力的概念[7]。1838年Verhulst提出的（人口增长）指数方程的渐进线就是指有限资源下的人口数量最大值（人口承载力）[8]，即Pearl和Reed（1920）模型中的“K”值，一定面积上所能承载的最大个体数目[9]。1953年Odum首次将承载力和“K”值等同起来[10]。其后，生态学教科书根据此理论将承载力定义为特定环境条件（尤其是有限的生存空间和食物供应）下的最大种群数量。
20世纪初Hadwen和Palmer（1922）将“承载力”一词引入草原管理学，并由此衍生出了载畜量的科学含义，即在草地资源不受破坏的条件下，特定时期内一定面积的草地能够承载的家畜数量[11]。在此基础上，植被生态学家Sampson（1923）提出了一个较为详尽的载畜量概念：在草地牧草被（家畜）正常采食而不影响下一生长季草地产草量的条件下，一定面积的草地能够承载的一种或多种家畜的数量[12]。1945年Dasmann将这一概念精确化，提出草地载畜量是在草地牧草和放牧家畜的生长不受影响、土壤资源不受破坏的条件下，年际波动（主要指产草量）的草原能够负荷的同种家畜的最大数量[13]。1964年美国草原学会规定了载畜量的标准，即每年最长放牧时间内，一定土地面积上存活的最大家畜数量（并不意味着持续生产），在草原管理学中，它与载牧量的含义基本相同[14]。其后，美国草原学会（1989）又将这一标准进行了修定，提出载畜（牧）量是以饲草（料）资源为基础（包括粗料和精料），一定土地面积上承载的家畜总数[15]。
我国的载畜量概念产生于20世纪80年代。1981年内蒙古农牧学院提出载畜量是单位面积的草场，在放牧适当的情况下，能够容纳的牲畜头数和放牧时间[16]。1982年贾慎修指出草地载畜量是一定放牧时期内，一定草地面积上，在不影响草地生产力及保证家畜生长发育时，所能容纳的放牧家畜的数量[17]。1985年我国草原学家任继周在借鉴和参阅国外文献的基础上得出了载畜量的综合概念：单位时间内单位草地面积可以正常养活的家畜数量[18]；并由此提出了载畜量的准确表示方法：时间单位法、面积单位法和家畜单位法[19]。
载畜量与许多草原管理学术语密切相关，且在专业文献中相伴出现，彼此间容易相互混淆。其中，较为常见的术语有放牧率、放牧密度、放牧密度指数、放牧压力和放牧强度等。放牧率或载畜率，也叫放牧密度，指单位时间内单位草地面积上的放牧家畜头数（单位与载畜量相同）；从含义上讲，它是草地的实际载畜量。放牧密度指数是草地载畜量的一种比较单位，指一定时间内一次可以负担一定数量家畜的份额。放牧压力，也叫放牧强度，是指单位可食牧草面积上放牧家畜的头数[18]。
2 载畜量的估算
针对公园和野生动植物管理，野生生物种群生态学家提出了许多描述载畜量的方法。草原生态学家对这些方法进行综合比较，期望得到用于非洲公共草原放牧管理的载畜量标准。1979年Caughley得出的不同放牧密度下植物和草食动物的关系图（1985年经Bell修改）表明（图1）：当植物的生长量和动物的采食量相等时，受食物供应量的限制，动物种群的数量不再增加（动物的出生率等于死亡率），此时植物和草食动物的关系处于平衡状态，草地的承载力最大（即种群生态学中的“K”值），达到了生态载畜量[20]（点D）。从生产角度讲，放牧系统达生态载畜量时，草地承载的草食动物数量最多，但其体况并非最好、生产力并非最高；同时与未放牧系统相比，草地植物的群落组成发生了较大变化。为此，Caughley（1979）和Bell（1985）在关系图中引入了草食动物出栏率的变化，他们强调指出：草食动物的数量应以动物健康状况和草地稳定程度而定，当草地载畜密度达生态载畜量的1/2或2/3时，草食动物的可持续出栏率最大、生产力最高（点F），此时的载畜量为草地经济载畜量[21]（点E）。当草地经济载畜量向生态载畜量增加（草地放牧率增大）时，草地资源的退化趋势也会随之增加[22]。
图1 放牧系统中动物与植物间的关系
从生态载畜量和经济载畜量的概念可以看出，一般文献中述及的多为生态载畜量。其估算方法为：根据草地产草量和家畜采食量，求算一定时期内单位草地面积能够承载的家畜数量。这种估算方法只考虑满足家畜短期生产的草（原）地承载力，并不考虑长远利益下的草地退化问题。因此从严格意义上讲，它只是“短期草畜供求关系”[23]。
在“供求关系”中，草地产草量为校正后的产草量，即单位草地面积的可食牧草产草量（t干草·hm[-2]·9[-1]）与“合理利用”系数30％～45％（被家畜安全采食而不引起草地退化）的乘积。校正后的草地产草量除以单个家畜的（干草）采食量，即为草地载畜量[24]。例如1999年甘肃省天祝县抓喜秀龙乡永丰滩高寒嵩草草甸的产草量为2900kg干草·hm[-2]，其中可食牧草产量为2300kg干草·hm[-2]），则校正后的产草量为1035kg干草·hm[-2]（“合理利用”系数按45％计）。该草地为牦牛的冬季牧场（放牧时间180d），放牧牦牛的牧草采食量平均约为5kg干草·d[-1]，则该草地冬季的载畜量为1.2头牦牛·hm[-2][1035·（180×5）[-1]]。
3 超载程度判定
“供求关系”估算方法虽能在一定程度上反映草地的载畜能力，但其精确度较差。主要在于：①产草量不能反映牧草的品质（营养物质含量），无法根据营养物质的供求关系切实求算草地载畜量；②“合理利用”系数对载畜量估测值影响较大，45％比30％求得的载畜量估测值高1/2[23]；③降雨量对草地产草量的影响较大，忽略水分效应会造成估测结果的偏差；④放牧是一个动态过程（如家畜游走、饮水和休憩等），通常无法明确划定放牧草地的面积大小；⑤家畜对牧草具有选食性，对某一草地的采食量估测值并不一定准确。
由“供求关系”估算的生态载畜量无法准确反映草地的载畜能力，且不能明确判定草地的超载程度，缺乏直接、广泛的生产实用性。因此，在进行草地基况或草地健康评价时，必须估测草地的放牧率（实际载畜量）。根据放牧率与载畜量的平衡关系，结合草地植被、土壤和动物的表现特征说明草地的放牧利用程度。
放牧草地的土壤状况、植被组成和动物产量的变化与草地的放牧率密切相关[25]，草地超载与否取决于放牧率与载畜量的平衡关系。载畜量可以理解为最适放牧压力下的放牧率[26]，或者为不破坏植被和相关资源条件下的最大放牧率[14]，或者为不破坏植被土壤和相关资源且不影响家畜生产条件下的最大放牧率[27]。
从放牧率与载畜量的关系可以看出，载畜量是放牧率的额定标准。当放牧率高于载畜量时，放牧压力和植物再生能力之间的平衡关系被破坏，草地基况变差，这就是所谓的草地超载过牧[24]。如同运输业中货重长期大于车体载重，车况受到严重破坏一样，高强度、长时间的超载过牧最终导致放牧草地的退化演替。
超载程度的表现判定可以通过草地土壤、植被和动物等指标的变化来实现（表1）。草地土壤、植被和动物等资源的退化程度越严重，草地的超载程度也越严重。超载程度的实际判定必须通过放牧率和载畜量的相对大小来反映。如前例中甘肃省天祝县抓喜秀龙乡永丰滩高寒嵩草草甸的冬季载畜量为1.2头牦牛·hm[-2]，而草地的实际放牧率为2.5头牦牛·hm[-2]，则该草地的超载量为1.3头牦牛·hm[-2]，超载率为108％。
表1 草地退化的表现特征
Table 1 Apparent characteristics of grassland degradation
4 放牧适宜度
一般而言，在草地超载程度的判定指标中，土壤和植被变化较为明显，而动物生产不如前二者直观[21]。有些情况下，放牧可以完全改变草地的植被组成，但对动物生产却没有影响[28]。甚至有些情况下植被组成变化反而有利于动物生产力的提高[29]。可见，放牧状态下，动物生产是植物变化和土壤变化综合作用的结果，评价草地放牧适宜度时，必须以动物生产为标准[25]。
放牧率对草地可食牧草的产量和品质有一定影响，放牧家畜的牧草（干物质）采食量也因此受到影响，最终表现在家畜生产力的变化[26]。为此，Jones和Sandland提出了放牧率与家畜生产力关系的线性模型[30]：
Y[，a]=a-bS（1）
式中：Y[，a]表示每头家畜增重；S表示年放牧率；a表示家畜的生产潜力（最高生产力）的近似值；b表示放牧率增加时每头家畜的体重变化。
这个线性关系模型可以扩展并应用到放牧家畜的群体表现。一定草地面积上放牧畜群的生产力与放牧率的关系二次方程来表达：
Y[，a]=aS-bS[2]（2）
式中：Y[，a]表示单位草地面积的放牧畜群总增重；a，b，S与（1）式相同。
上述两式可以很好地用图式（图2）来反映。结合图式，可以用此公式估测草地“最佳放牧率”。当草地放牧率达a·（2b）[-1]时（点M），单位面积的畜群增重量最高，为a[2]·（4b）[-1][31，32]，此时的放牧率称为生态最佳放牧率（点N）。
图2 放牧放与单个家畜生产力（直线）和每公顷草地生产力（曲线）的关系模型
最佳放牧率的确定不仅要考虑家畜生产，还要考虑经济效益。一般而言（图3），每单位面积草地毛利润最大时的放牧率（点0）低于总收入最大时的放牧率（点P）。干旱地区年际间牧草产量波动较大，高额的抗旱成本迫使草地经营者把长年的平均放牧率水平定得低于各季节的最佳放牧率水平[33]。有时低的放牧率比雇用更多的劳动力或者靠增加设备条件以提高放牧率有更大的经济效益。为此，草地生态学家又提出了经济最佳放牧率的概念，并给出了相应模型[34～36]：
π[，p]=P[aS-bS[2]]-cS-EC（3）
式中：π[，p]表示单位面积总收益；P表示单位畜产品的价格；c表示每头家畜的可变支出；EC表示单位面积的固定支出；a，b，S与（1）式相同。
图3 放牧率对毛收入、可变成本及毛利润的影响
该模型中，P[aS-bS[2]]代表单位面积的总收入，cS+EC代表单位面积的总支出（图4）。根据这一模型可以推知：当单位草地面积的总收入与总支出的差值最大时，放牧系统的经济收益最高。这完全符合微观经济优化原则，即总收入最大、总支出最小时，利润最高[37]。放牧系统利润最高时的放牧率称为经济最佳放牧率（Se[，max]），其值为[a-c·p[-1]]·（2b）[-1]（点X）。
图4 不同放牧率下放牧草地经济效率模型
根据生态最佳放牧率和经济最佳放牧率的概念，可以将生态最佳放牧率理解为接近生态载畜量的草地放牧率；可以将经济最佳放牧率理解为接近经济载畜量的草地放牧率。生态最佳放牧率和经济最佳放牧率是草地放牧利用适宜度的参照标准，此标准适用于任何一个草地放牧系统。但对不同的行为主体其意义不尽相同。对一个草地生态学家而言，其目标在于草地放牧系统的稳定性，因此生态最佳放牧率是他所强调的对象；但对一个草地经营者而言，其利益在于草地放牧系统的经济收入，因此经济最佳放牧率是他所追求的目标。
对于生态功能和经济功能并重的草地资源，生态—生产稳定性是其合理利用的基础。当放牧利用率达经济最佳放牧率时，草地放牧系统的经济收益最高且其生态稳定性不受影响，可以较好地维持草地资源的持续发展和高效生产。因此，草地放牧适宜度可以理解为：最大经济收益下，维系草地持续生产的最大放牧利用强度。
5 牧场管理策略
放牧适宜度理论是牧场合理利用和高效管理的基本原则。精明的草地管理者可以用放牧率为指挥棒，奏出一曲曲优美的草地畜牧业交响乐[33]。相反，放牧率的调控失误会导致严重的后果。放牧率过高，草地没有特殊情况下的应变能力，出现退化现象；放牧率过低，草地收益不抵成本，导致经营者破产[33]。
长期以来，我国的牧场管理策略严重违背了放牧适宜度理论。解放初期，在“以粮为纲”的方针政策误导下，北方大部分地区的放牧草地被大面积开垦，造成了家畜数量较多、放牧草场面积较小的草畜“供需矛盾”，引发了草地植被的退化演替。改革开放后，随着家畜和草场的承包到户，“头数观念”驱动牧区群众盲目扩大畜群数量，从而进一步加深了“草畜矛盾”、加速了放牧草地的退化进程[38]。退化草地的经济载畜量和最佳放牧率降低，草地的经济收益并未随放牧家畜数量的增加而增加，反而随草地生产力的下降而下降[33]。
因此，我国草地管理者和经营者应根据放牧适宜度理论对当前的牧场管理策略进行调整，实现放牧草地的最大经济收益和生态功能的发挥。具体途径为：系统分析当地自然条件、草地生产力、牧业生产措施和市场价格动态，统筹计算草地的经济最佳放牧率，结合优化的放牧管理措施，维系放牧草地的持续发展。
6 结 语
载畜量和放牧率是两个截然不同的概念。载畜量是特定时期内一定面积的草地能够放牧的家畜数量的理论值，而放牧率则是特定时期内一定草地面积上实际放牧的家畜数量。载畜量可以理解为放牧率的额定标准（上限）。当放牧率超过载畜量时，放牧系统的草畜“供求平衡”关系被破坏，草地土壤、植被和动物等资源出现退化现象，这就是超载过牧导致的严重结果。草地的放牧适宜度取决于草地的最佳的放牧率。当草地放牧率达经济最佳放牧率、低于生态最佳放牧率时，才能维持放牧系统的生态—生态稳定性，实现草地资源的永续利用。
标签：草原论文; grassland论文;