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为什么不能废除放牧

来源:  发布时间:2016-03-15

侯扶江 苟晓伟 任继周
(草地农业生态系统国家重点实验室,兰州大学草地农业科技学院,兰州 730020)
  
  放牧(grazing)通过草地—家畜直接的相互作用维护草地和家畜健康、生产草畜产品及其他物质和精神产品、取得经济效益。它是地球生态系统最重要的管理方式之一,传统意义的放牧地超过全球陆地面积的一半,包括草原、部分耕地和林地[1]。放牧系统的植物生产超过全球1/3以上,生产了世界大多数动物产品,养活了1/3以上的人口[2]。放牧也是我国土地最重要的管理方式之一,是保障国家生态安全和食物安全的重要途径[3]。
  我国是放牧大国,还不是强国,因为90%草原退化,中度退化占1/3以上[4],普遍认为放牧是“罪魁祸首”,但本质原因是我们的放牧理论和技术远不能满足草原管理的需求[1]。过去20余年,人们谈“牧”色变,制定、实施了全国性“禁牧”战略。近年来,社会对放牧的认识开始向理性回归,深入了解放牧的本质,有助于我们加快研究和使用草原可持续放牧的新理论、技术和模式。
  
1.草原退化不是放牧的必然结果
  
  全球70%的草原退化,主要发生在发展中国家。发达国家的退化草原较少,甚至有放牧上百年的栽培草地。我国草原退化的原因较多,可以归纳为环境变化、过度放牧、社会管理等,但根本原因是人口压力,它直接导致超载过牧,人口密度超过150人/km2的区域,80%以上草原退化(图1)[5]。在行政村和县域尺度,社会经济管理活动不当不仅直接导致草原退化,而且通过其他因素加速草原退化。草原退化不是放牧的必然结果,人口压力导致的资源掠夺性使用是草原退化的根本原因,而且对这一点认识不足是我国草原持续退化、退化草原未能及时恢复的根本原因。草原禁牧相对于过度放牧是另一个极端,没有家畜的草原和离开草原的家畜一样,都会出现健康问题。
  
2.放牧是草原健康的基础
  
  草原生态系统的物质循环是其可持续利用的基础。家畜和牧草是系统营养循环链的两个节点,物流失调导致草原元素衰竭,是草原退化的直接原因[1]。草原放牧使得绝大多数物质存留于牧草,只有少部分被家畜同化为畜产品(图2)[6]。在美国德克萨斯州肉牛—高羊茅系统中,牧草刈割利用,P、K、S、Ca、Mg这5种元素的流失速度分别是放牧收获畜产品的11.6、236.8、36.8、6.01和101.8倍[7]。世界广泛分布的作物/天然草地—家畜综合生产系统、农林牧综合生产系统,草原通过家畜向耕地输出大量的厩肥后,依然可以通过生物过程和和大气尘降而补充[2]。从生态系统物质平衡的角度,放牧是草原可持续的利用方式。
  放牧家畜能够均匀地将排泄物施肥于草原,一年中草原最多有20%和5%的面积分别被家畜的尿和粪覆盖[8]。一般,家畜采食牧草75%-95%的N随粪便返还草地,在白三叶/禾草草地放牧肉牛和肉羊每年返还N130-240kg/ha,奶牛每年可返还300-450kg/ha,其中40%-83%为尿N[9]。家畜尿对牧草的作用是即时的,可以持续数月;家畜粪对牧草的效应要半年后才能表现出来。放牧不同的家畜,返还的营养元素也有差异,一般奶牛比肉羊把更多的N和矿质元素固定在畜产品中(表1)[10]。
  适度放牧增加草原一年生物种和多年生物种,一年生物种更明显(图2)[11]。综合分析北美、南美、欧洲、澳洲、非洲和亚洲的草原放牧研究结果(表2)[12],放牧对牧草生物量没有影响,虽然降低地上生物量,但是提高地下生物量,然而这些结果只有一个来自中国。我国的研究则表明,放牧抑制地上和地下生物量形成,降低总生物量近60%,反映了我国草原全面退化的现状;放牧对地上部分的抑制作用高出地下1倍,这一结果与全球试验研究一致(表2)[12]。
  
3.放牧是草地最经济的利用方式
  
  与割草等利用方式相比,草原放牧因人力、机械、能源、畜圈、道路、运输、排泄物处理等投入成本少,是草原最经济的利用方式(表3)[13]。澳大利亚70余年的草田轮作试验表明,刈割替代放牧导致作物减产[14]。
  草原单一放牧利用与改良后放牧利用相比,产草量和能量转化效率不及补播的一半,甚至只有施肥+补播的1/3;但其投入不足改良草原的1/4,甚至不足1/10;因此,产出/投入比是其3倍以上。能量效率常用来表示生态效率,能够指示生态系统的可持续性,可见放牧的草原具有更高的生态可持续性(表4)[15]。
  草原放牧与收获干草、种植青贮玉米相比(表5),土地利用的总收入不足后者的1/3,因为成本不及后者的40%,所以纯收益高于收获干草和青贮玉米,甚至高出5倍以上;放牧利用的产出/投入比是收获干草或种植青贮玉米的2倍以上。集约放牧虽然经济效率不如自由放牧,成本也高于粗放放牧82.9%,但因集约化措施大大提高了产出72.3%,因而集约放牧的纯收益比粗放放牧高72.0%(表5)[16]。
  改变放牧制度和放牧方法可以提高放牧率或家畜生产力,以及牧场整体生产水平。与连续放牧相比,北美大草原奶牛轮牧的牛犊断奶重与妊娠率差异不显著,但放牧率和单位面积的牛犊活体增重分别高38.7%和37.5%,但对干草补饲的需求比连续放牧低31.1%(表6)[17]。德克萨斯州,趋前放牧每头牛活体增重低于连续放牧11.6%,因放牧率高39.5%,所以草原生产的畜产品多23.3%(表7)[18]。
  
4.放牧是优质畜产品的生产方式
  
  放牧符合家畜的生活习性,家畜自由、充分地“食其所需”、“行其所想”,增强体质,减少兽药用量,生产安全、营养、保健的畜产品。3种管理方式的奶牛,牛奶中共轭亚油酸(CLA)、瘤胃酸(cis-9, trans-11 C18:2)和异油酸含量依次为放牧>放牧+舍饲>舍饲,这些酸具有提高人体抗肿瘤、抑制脂肪沉积等保健作用(表8)[19]。瑞士放牧奶牛的牛奶生产的奶酪中瘤胃酸(cis-9, trans-11 C18:2)含量为舍饲奶牛的2.7倍[20]。
  放牧羊的背最长肌中共轭亚油酸不饱和脂肪酸含量高于放牧+补饲和全舍饲(表9)[21]。放牧牛的肉中不饱和脂肪酸和脂溶性维生素含量显著高于饲喂谷物的牛(图3)[22]。
  
5.放牧现代化转型是我国食物安全和生态安全的重要保障
  
  放牧是“双刃剑”,用得好可以保障全球和我国的食物安全、生态安全和社会安定,用得不好则相反。世界放牧系统已经经历了原始游牧、粗放游牧、过度放牧和现代化放牧4个发展阶段[23],现阶段我国放牧系统的主体仍过度放牧,过去10多年实施了禁牧等一系列措施以扭转不利局面,这种治标的做法为治本赢得了时间,治本的根本途径是实现放牧现代化转型,目标是建立以划区轮牧为核心的草原—家畜—人居耦合系统。
  主要包括三方面内容。一是划区轮牧的制度,如放牧区的空间与季节配置,轮牧小区的放牧/刈割轮换,放牧区的围栏、牧道、饮水等支撑系统等。二是划区轮牧的技术保障体系,如围栏工业,草业科技队伍和知识传播、技术培训体系,包含职业教育的草业科学教育体系等。三是划区轮牧法律、经济和社会支撑体系,如保护放牧地产权的相关法律,鼓励牧场联合经营的政策法规,草畜产品交易的市场机制等。
  
6.放牧的其他作用
  
  放牧具有多功能性,广泛用于管理各类生态系统和传承文化传统。
  6.1 对作物生产的作用。
  作物—家畜综合生产系统是发达国家较为普及的草业系统类型,是食物生产的主体[24],其中,放牧是作物稳产、增产、增效的关键,它能够抑制毒害草、控制病虫害、保持土壤水分、促进作物分蘖、削弱他感抑制等。美国得克萨斯州,蓝茎冰草(Bothriochloabladhii)栽培草地若每年刈割1次,杂草盖度40%,而放牧区则不到2%[25]。澳大利亚东南部,绵羊在小麦营养生长晚期或生殖生长早期高强度放牧(25羊/hm2)20d,因为土壤水分增加,作物灌浆期水分利用效率提高,小麦大幅增产[26]。美国得克萨斯州西部,棉花/小麦/休闲/黑麦轮作—肉牛轮牧系统,黑麦产草量和棉花产量分别增加33%和29%,经济效益增加[27](表10)。北美大平原,春小麦收获籽实没有经济效益,但是在禾本科/豆科轮作—家畜综合系统中则经济效益显著[28]。
  6.2 对森林生产的作用
  多数森林通过家畜或野生草食动物的放牧管理,农林牧或林牧系统早期的收益主要来自家畜生产。林地放牧可改善土壤水分和养分循环,降低牧草与树木的养分竞争,促进树木的生长[29]。放牧显著地降低森林中地衣和矮灌木的生物量,但物种组成没有变化,放牧对土壤腐殖质和矿质碳也没有影响,对植物和土壤碳的比例影响,但是显著增加地衣、树、灌木的碳量,但是所以放牧对植株碳库、土壤碳库和总没有影响(表11)[30]。
  6.3 对文化传承的作用
  人、草、畜是草原文化的三个基本要素,通过放牧而构成草原文化的框架,其中充实了草原生产和生活方式、艺术形式、民族性格等,并延伸到政治、经济、军事等行为[31]。草原是草原文化的自然立地条件,草原将太阳能固定成化学能,放牧推动草原物质、能量有序、持续的流动,在此过程中产生信息的交流,孕育了草原文化[31]。因此,放牧是一切草原文化衍发的基本途径,它创造了草原文化深沉厚重、质朴自然、热情奔放的特征。在放牧的驱动下,草原文化与农耕文化、工业文化板块碰撞,这种“文化造山运动”推动人类文明不断从沉闷中崛起,在人类历史上形成一座又又一座文化高峰,推动人类进入现代文明阶段[32]。
  
作者简介:
  任继周,中国工程院院士,教授,博士生导师。兰州大学草地农业科技学院名誉院长、草地农业生态系统国家重点实验室学术委员会委员、中国草学会首席顾问。主要学术成就为建立了我国高山草原改良利用的理论体系和技术措施,提出草原综合顺序分类法、草原季节畜牧业、草地农业系统理论、畜产品单位,开展草坪应用研究等。主持完成的科研项目先后获国家科技进步二等奖一项、三等奖两项、省部级科技进步一等奖两项等多项奖励。1991年被评选为国家有突出贡献的优秀专家,1999年获何梁何利基金科学与技术进步奖,2000年被国家授予全国农业科技先进工作者等。新西兰梅西大学出资设有任继周教授奖学金,专门用以资助中、新两国农业领域内学者、学生的交流。
  侯扶江,教授,博士生导师。兰州大学草地农业科技学院院长,甘肃草原生态研究所所长,草地农业生态系统国家重点实验室副主任,《草业科学》主编,中国草学会副理事长,是“草地农业系统耦合与管理”教育部创新团队带头人。主要从事草地资源利用与管理的研究与教学,主持和参加国家重大科研项目和国际科研合作重大项目等数十项。发表论文150余篇,参编专著7部,获国家科技进步二等奖(第5)和国家教学成果特等奖(第4)。
  苟晓伟,1989年5月生于内蒙古自治区,2014级草业专业学位硕士研究生,研究方向为草地资源利用与管理。
  
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