第四章__畜牧生态系统管理

1. 次级生产的能量转化与流动特征
畜牧生态系统的初级生产者包括动物和微生物，是系统 能量的消费者。合理的次级生产对初级生产起促进作用， 反之为负效应，如过度放牧。
次级生产的能量效率影响因素：生物种质特性、能量物 质来源、生产方式、养殖环境等。
一般，畜禽可将采食能的16%-19%同化为体内有机物的 化学能，33%用于呼吸消耗，31%-39%随粪尿排出。
1.水平（平面）结构设计
概念：一定生态区域内的畜牧业布局的设计。侧重于生 产基地的布局，良种化、区域化建设等。包括最适位置、 相应面积及密度。 2. 垂直（立体）结构设计
概念：单位面积上各生物种群在立面上的组合分布情况， 即对动物、植物和微生物的立体组合的结构设计。
目的：充分利用生态元，最大限度利用土地与自然资源， 发挥种间互利共生功能和不同生态位需求特性，使系统稳 定、协调、高效发展。
3.时间结构设计 概念：各生物群落的生长、发育、繁殖及生物量的积累
呈周期性，具明显的时间特征。 设计：对不同时段具体设计；外界物质能量的投入与生
物种群需求协调。 4. 食物链结构设计
通过设计多层次的食物链，形成错综复杂的生物结构， 可促进物质在系统内部循环利用。
畜牧生态系统结构简单，其稳定性需人类定量的物质能 量投入来调控。可以用部分人工食物链环节取代自然食物 链化解。如草食动物、食用菌、蚯蚓等种群的加入。 5.总体设计
2.加环技术
• 通过增加某些食物链环节，使系统能充分利用资源，生 产出相应的可利用产品的过程。
• 根据加环性质分为生产环、增益环、加工环等。 （1）生产环
三、畜牧生态系统的功能和特征
能量流动和物质循环是生态系统的基本过程，使各营养 级之间以及各种成分（生物和非生物）之间组成一个完整 的功能单位。
功能特点：能流单向性、不可逆性，在系统自我调节与 人工控制下，人为安排系统组分，构建适宜的食物链或事 物网，提高各营养级的能量转化效率，增加畜产品产量和 质量。
从当地资源和社会经济出发，依据生态学原理，把系统 各要素以最佳方式配备在一起，利用多种生态畜牧业技术， 改善其功能，获得较好的经济和环境效益。
（一）畜牧生态系统的结构设计
合理布局畜牧业与相关的农、林、渔等各业的比例，发 挥自然资源潜力，结构网络多样化，促使生态平衡、稳定 和可持续性。
包括水平结构设计、垂直结构设计、时间结构设计、食 物链结构设计以及总体设计。
过度放牧。由于牲畜过多，草原产草量供应不足， 使很多优质草种长不到结种或种子成熟就吃掉了。
退化草原
过度放牧。占牲畜总数一半以上的山羊，行动很快， 善于剥食沙生灌木茎皮，刨食草根，再加上践踏，使草原 产草量越来越少，形成沙化土地，造成恶性循环。
（三）集约化畜牧生态系统
概念：以人工调控的动物生产为主体，动物与植物 生产分离、半开放式、家畜密集经营的人工生态系统。
草地畜牧生态系统中，做到“草畜平衡”。
复合畜牧生态系统中，农作物生产和畜禽养殖生产有时相 互依赖，是良性物质循环的基本单元，系统养分基于平衡。 有时相互利用，但不相互依赖，需要外来养分输入的支持。
复合畜牧生态系统比单一生态系统对环境更友好。家畜 -环境相互作用取决于家畜生产目的、饲料资源利用、家畜 与农田比例、参与的物种因素等。
再如 水葫芦被引入南方水域后，疯长成灾。
（六）景观多样性和连续性原理
畜牧生态系统总体设计时考虑生产合理与高效性的同时， 应体现景观多样性，发挥各组分的相互防护、相互隔离、 边界效应等作用。
如低山丘陵地区的畜牧生态系统，饲料作物生产区、饲 料加工区、动物饲养区、废弃物处理区布局
二、畜牧生态系统构建的方法
专门化的杂交繁育体系，消弱本地传统的繁育体系， 有地方猪种灭绝或生物多样性减少的危险。 2.集约化奶牛生态系统
生产小区和奶牛场。粪尿排放和农田消纳的矛盾。 3.集约化家禽生态系统亚型
舍内环境人工控制，每只蛋鸡每年可产250-310 枚 蛋。粪尿废弃物处理不当的问题。
二、畜牧生态系统的结构和特征
畜牧生态系统的结构指系统各组分的时空配置格局及组 分间的能流、物流以及信息流顺序关系。管阔物种结构、 空间结构、时间结构和营养结构，以及生物祖组分与环境 因子之间的关系。
植物有生活周期，如小麦、玉米、苜蓿等。 动物有与季节相适应的生理周期。如羊和猪。
（四）营养结构与特征
营养结构（食物链结构）是系统内动植物间形成的食 物链与食物网，是物质循环、能量循环和信息传递的主 要路径。
复合畜牧生态系统和草地畜牧生态系统营养结构明确 而复杂。核心链“饲料牧草-家畜-畜粪-植物”，将家畜、 土壤环境、植物和微生物紧密联系。可引入新环节如蚯 蚓，延长和完善食物链。
次级生产是指动物和其他异样生物的生产，又称第二性生产。
畜牧生态系统的初级生产包括农田和草地生产。据估，我 国农业生产中，粮食作物占78%，经济作物（含蔬菜）占17%， 饲料作物与绿肥作物占5%。农田初级生产中的生物量中， 26.4%直接被人消费，30.2%用于次级生产，其他用于工业原 料、燃料等。
提高初级生产力的措施：既要改善草种配置、提高植物群 落结构，又要重视种养结构的合理性，也要注意社会、经济、 科技水平等因素的作用。
属于开放系统。系统投入-输出。不仅发生在动物-植物 -微生物，还与发生人类社会互作效应。
（一）能量转化与流动特征
1. 初级生产的能量转化与流动特征 初级生产是系统能量流动的基础。初级生产效率的高低决
定了初级生产力的大小，进而调控次级生产者的生产和效率。
初级生产是指植物等自养型生物固定太阳能或制造有机物质的过程，又称 第一性生产。
（三）环境节律与生物机能节律配合原理
环境节律是自然环境因素的周期性变化在不同区域、不 同类型的生态系统中不同，这种周期性的波动称为环境节 律。
自然生态系统生物种群的机能节律与环境节律的配合合 理且稳定；人工生态系统两种节律配合不尽合理，要提高 生态系统功能，需利用两者配合的原理，生物对资源的需 求与环境资源的供应吻合。
宏观上，动物种群和植物群落所占面积不同，分布形式多样， 层次结构清楚。
如郊区养殖 “陕北羊，关中牛，陕南猪”的水平格局 珠江三角洲低洼处抬高的基面上种桑、蔗、蕉、果、菜、
花，水中鱼虾，水上鹅鸭的立体养殖格局。 微观上，一个牧场，一个养殖户（万头猪场的规划布局）
（三）时间结构与特征
空间结构是在一定生态区域内，动物种群及植物种群生 活周期在时间分配上形成的格局。 时序性
特点：采用先进技术和设施设备，以程序化方式， 按照固定生产周期，均衡、批量的规格化或标准化生产， 饲料利用率、家畜生产效率和劳动力效率均高。系统边 界小，如一个牛场（猪场）。
集约化畜牧生态系统包含饲料、动物、畜产品和粪 尿等组分。这些组分在体积、产品经济价值和运输难以 程度方面有很大区别。
分类：集约化养猪生态系统亚型、集约化奶牛生态系统 亚型、集约化家禽生态系统亚型。 1.集约化养猪生态系统亚型
3.草地农牧系统亚型
以农场式生产经营管理方式，进行有计划的家畜定点放牧 饲养的草地生态系统。草地资源和放牧家畜隶属关系明确， 形同能量、物质及信息的投入与管理具营利性特点。在世界 各国，已具不同程度的规模、集约化和专业化特点。
在气候潮湿区域，多为人工草地（管理草地），依 据管理程度可分为： （1）一般管理草地
如组织季节性养羊。
（四）物种多样性原理
稳定而持续的生态系统的生物组分种类多而均衡，食物 链纵横交织，食物网特征明显，保证系统较强的自我组织 能力。
如 高效益生态养猪，以饲料、能源的所层次利用为纽带， 以养猪为中心的多物种有机结合的生态系统。
（五）种群置换原理
• 畜牧生态系统应最大限度利用经济价值高、生态效益好 的种群。
（一）物种结构与特征
由不同动物、植物种类的组成与数量关系的格局构成。 主体是动物，基础是植物。
畜种配置可以单一（如北方农户养鸡），也可多元化， 如南方水网区的鸭、鹅、鱼混养。游牧的多元化以及集约 化的单一性。
植物资源
（二）空间结构与特征
空间结构是动物种群也植物群落在一定大小的三位空间中的 垂直与水平格局及其变化。
对某一区域以畜牧业为中的生态、经济 （）、社会整个生态系统的综合设计。
（二）畜牧生态系统的设计技术
包括接口技术、加环技术和延链技术。 1.接口技术 • 将原来构不成循环关系又互不相关的两条或多条食物链
通过适宜的配置连接起来，形成一个比和循环的食物链 技术。接口就是能量、物质和信息交汇场所。 • 农牧业接口技术由饲料工程、肥料工程、加工工程组成。 • 运用生态接口技术，解决专业生产造成的生态循环阻断 现象。
如以豆科作物、高产牧草替代也生草本植物
以人工培育的禽类替代野生鸟类
• 在生态系统引入新的物种时，避免“外来品种入侵的弊 端”。
如澳大利亚兔子泛滥成灾的例子：1859年，好事的移民从英
国带来12只欧洲野兔，由于澳洲没有老鹰、狐狸这些天敌，兔子大量繁 殖，到1907年，兔子遍布大洋洲大陆，与牛羊争夺牧草，结果澳洲畜牧 业遭受巨大损失。
畜牧生产（肉蛋奶），也可用于保护野生动物和自 然景观。 （2）禾本科与豆科牧草混播的改良草地
大农场中用于牛羊肉生产，没有或少量化肥投入。 （3）集约管理的人工草地
奶牛生产。种植单一牧草，使用氮磷钾化肥，还要 制作青贮饲料。
4. 林地和草地共存的系统亚型
复合草地生态系统，林草结合，如森林草原、疏林 草地，乔、灌、草立体草地。
青海草原
青海草原 内蒙草原
张家口草原草原天路
丰宁坝上草 原-孤石牧场
北京延庆大海 陀山-高山草甸
草地生态系统中保持适当比例的草地和适宜数量的 家畜，使系统生产具有弹性，具有稳定性。
草地生态系统存在问题： （1）牧区仍处于靠天养畜状态。 （2）草场超载，草地退化。
如在草原畜牧业发达国家，0.086 hm2草场可养一只 良种羊，而我国牧区1.333 hm2采养一只普通羊，6.667 hm2草原的畜产品产量只为新西兰的1/82、美国的1/27、 澳大利亚的1/100。