草地培育学原理

150
38
180
0.10
180
18
200
0.00
200
0
式中N为种群个体总数, r为种群增长潜力指数,K为环境最大容纳 量.
理论依据之二 ：肥羔对饲草的转化效率最高. （10 月龄的羊每生产1 公斤肉消耗饲草10.411公斤, 转化 率为9.6 %,而4岁羊每生产1 公斤肉消耗牧草21.12 公斤, 转 化率为4.7%)
基本性质： 一定的边界、两个以上的组分、一定的结构、特 定的功能。
生态系统定义： 生物群落与生存环境之间、生物群落内生物 之间密切联系，相互作用，通过物质交换、能量转化和信息 传递，成为占据一定空间、具有一定结构和执行一定功能的 动态平衡整体。
知识复习
生态系统的共同特征
生态系统是生态学上的一个结构和功能单位，属于生态学 研究的最高层次；
牧草 Plant
界面A Interface A
地境 Site
草地 Grassland
界面B Interface B
动物 Animal
草畜系统 GrasslandLivestock
system
界面C Interface C
市场 Human activity
草地农业 生态系统
Grassland Agro-system
社 会 产 出 Social output
Social Output Social input
Pre-Plant Production Level Plant Production
Level animal Production
Level Post Biological Production Level
近5年来，中国政府在西部地区生态保护的投入达 1100亿元，这些生态工程的实施对改进当地的生态环 境质量，促进经济发展，起到了巨大作用。
中国的森林覆盖率已经达到了18.21％，自然保护 区面积占国土面积的14.81％，水土流失面积近10年 来减少了11万平方公里。中国西部的生态环境质量对 东部乃至东亚地区的环境都具有重大意义。
动物性生产： 在其自然转化过程中，动物自身大约消耗90%的能量，只有 10%的物质转化为动物热能。但 随着科学技术的进步，在饲料和家畜都经过人们长期培育以 后，其转化效益就不是1/10，已经达到1/5的水平。 对奶牛、肉兔、肉鸡来说，甚至可以达到1/3到1/2的高效率 水平。 美、法、英、德、日等国植物产品转化为动物产品的比值为 5.7:1，而目前我国北方牧区的转化比值普遍超过20:1。甚至高达 30:1，说明我国动物性生产的落后和巨大潜力。
物理环境 ：改变植物环境的有意识的活动
草地植物
(新品种吉生羊草比野生羊草产量提高4～15倍)
家畜
(牦牛) ：选择与育种
其它生物：豆科植物接种根瘤菌
传统的“土—草—畜三位一体”的草地农业系统
植物 生产
动物 生产
土地
动物产品 植物产品
植物生产与动物不平衡性 ：时间、空间、种间 “草畜平衡”-草适应畜、畜适应草（以草定畜） Feed - Animal Balance Control (management system)
另外，大气成分调节价值占10.6%,气候调节价值占10.8%, 废物处理价值占16.8%,食物和原材料生产价值占2.6%和4.1%， 娱乐和文化价值占3.6%。 专家指出，虽然对生态系统的服务价 值还有较大争议，但当全球生态系统受到更大压力时，加强和 保护青藏高原脆弱生态系统的稳定性，将显得极为重要.
• 家畜,野生动物及其产品; •草畜平衡; •发展现代畜牧业:畜种组合,畜群结构,改良
后生物生产层理论
(Ultra-biological production level)
草、畜产品加工、流通、交换和增值 •草产品：草捆、草块、草粉和颗粒料等； •畜产品：肉制品、奶制品、毛制品等
青藏高原生态“资产”每年创造近万亿元“服务价值(2005)
郑度院士、姚檀栋研究员为主编的我国科学家在《青藏高 原隆升与环境效应》一书中提出，青藏高原生态系统每年创造 的服务价值达到近万亿元——9363.9亿元，占全国生态系统每 年服务价值的16.7%，占全球生态系统服务价值的0.61%。 森林、 草地、农田、湖泊、荒漠、沼泽湿地……各种生态系统都或多 或少在大气成分、气候调节、水源涵养、土壤保持、废物处理、 生物多样性、食物生产、原材料生产和娱乐休闲等方面为人类 和自然提供着“生态服务”。
直接或间接地依靠绿色植物为生的各种动物， 特别是草食动物，利用它们特殊的消化功能，将经 济价值较低的植物形式的热能转化为营养价值与经 济价值较高的动物形式的热能，并贮存于动物体内。
植物可直接利用的只有12.5%(最高25%),若通过 草食家畜可把75%的植物转变为人可利用的.
畜牧业合理比例: 中国50% 美国60% 新西兰80~90%
因此, 在自然放牧条件下,家畜常常表现出 “夏活、秋肥、冬瘦、春死”, 生产力极为 低下。
季节畜牧业则有效地克服了自然放牧条件 下这种恶性循环。
“季节畜牧业”
“季节畜牧业”, 就是在草地植物大量生长, 牧草供给 充足, 营养价值高的时期,饲养比较多的家畜, 而在饲草 数量少, 品质差的时期,大大减少饲养的家畜数量,其核心 是组织肥羔生产, 秋季屠宰肥羔和淘汰其它不必要过冬的 牲畜。
2 草地农业生态系统的特点
三因子：生物因子，非生物因子，社会因子 社会因素-生产劳动因素（核心）的干预下，才表现
出农学特性。 能流、物流、信息流。 开放系统：向系统外不断输出产品。
草地农业生态系统基本理论
(The theory of grassland agro-ecosystems)
KG
% t
羊
草地植物贮藏量
平
均
11
体
羊草
羊群饲料需要量
重
群地
（
Байду номын сангаас饲植
9
料物 需贮
羊群体重动态
）
要藏
7
量量
50
（（
））
5
40
3 30
牧草亏供期
牧草赢供期
2
4
6
份
8
10 月
草地雪灾 (内蒙克什 克腾旗达里诺日镇）
在我国北方地区, 草地植物的生长完全制 约于气候的季节性变化, 表现出夏秋季的雨 季中生长旺盛, 产量高, 营养物质含量高, 而冬春季植物枯萎死亡, 牧草产量低, 品质 差。家畜动物, 虽然随着季节的变化和本身 生理生化反应的变化而表现出一定的波动, 。 但这种波动的幅度远远小于草地植物产量和 品质季节性变化
草地农业生态系统的四个生产层
社 会 投 入 Social input
前植物生产层 Pre plant production level
植物生产层 Plant production level
动物生产层 Animal production level
外生物生产层
Ultra-biological production level
•科学利用草地资源, 维持草原的景观功能 和环境效应; •遵循自然规律, 保护和合理利用草地资源, 将生态治理和整顿放牧相结合. •旅游业, 民族风情
前植物生产层理论 (Plant production level)
•牧草生产(天然草原); •高产栽培草地 (高蛋白或能量饲料); •加强管理
动物生产层理论 (Animal production level)
1995年当选为中国工程院院士。
前植物生产层（前初级）： 以草原动植物及土壤、大气所构成的草原
景观（旅游）及生态服务功能（水土保持、自 然保护区、城市绿地草坪）、人文历史价值、 生物多样性保护。
植物生产层：传统的草产品生产（牧草或其它饲用植 物。如青草、青干草、草粉、青贮等）
动物生产层：传统的畜产品生产（家畜等草食动物的 肉、奶、蛋和皮毛等）
任继周院士
Ren Jizhou (1924.11.7 -)
提出了草业科学的4个生产层、3个界面的基本科学框架，将 前植物生产层的生态功能和后生物生产层的加工流通纳入学 科范畴，体现了草业科学的人与自然和谐相处和持续发展的 观点；他所提出的时间地带性，系统耦合、系统相悖的理论 为草业科学基本理论开辟了新领域。
他对我国草业教育贡献卓著，是我国最早的草业科学博士生 导师，创建4门专业课，编写了相应的专著，著有《草地农业 生态系统通论》等专著13种，主编《中国大百科全书》和 《中国农业百科全书》草原牧草部份。获国家科技进步奖三 等奖两次，省部级一等奖一次，二等奖二次，其他奖项多次。 2001年获“全国农业科技先进工作者”称号。现任国际草原 学会（IRC）常设委员会委员，英国《Arid and Environment》 杂志编委，新西兰梅西大学设有"任继周奖学金"（Ren Jizhou Scholarship）。
第二章 草地培育学原理
本章内容
草地农业生态系统的概念、内涵及特点 四个生产层理论的基本内涵与外延 草地的发展演替 草地资源可持续利用的概念与内涵； 理论对指导草业生产的意义
2-1 草地生态系统
知识复习
系统:是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的、 具有特定功能的有机整体。
动物生产层是传统畜牧业主要方面，植物生产 层是农业结构调整方面。
在当前退牧还草、前植物生产层与外生物生产 层生产潜力远没发掘（草产品加工、旅游等方面已 有较大发展）--- 张自和
2-3 草地生态系统的调控
了解草地农业生态系统的自身规律——利用与改 造（干预）有生命的一个动态系统。
包括:非生物的环境、生物因素（p38）
效益放大：“倒金字塔效应 ”
生态效益 倒金字塔
四个生产层理论对畜牧业发展的指导意义
肃北县为例:
• 地处甘肃省河西走廊西端; • 对草地的利用和管理不善 • 天然草地的日趋退化; • 风沙肆虐、自然灾害频繁; • 生态环境更加恶化; • 草畜矛盾突出.
前植物生产层理论(Pre-plant production level)
“季节畜牧业”生产实践的理论根据
理论依据之一：生态学理论-逻辑斯谛方程 dN/dt=rN(K-N)/K.
表1 种群增长率与种群密度的关系(K=200，r=1.0)
种群密度N
( K- N) / K
Rn
增加量(dN/ dt)
20
0.90
20
18
50
0.75
50
38
100
0.50
100
50
150
0.25
后生物生产层（外生物）：动、植物产品的
深加工（叶蛋白、色素、酶、生长激素、纤维素、蔬
菜汁液（作保健饮料）与流通环节。
即畜产品加工业。人为将次级产品经深度加工后 变成商品，并使之多次增值。如果仅出售原料，带走 的物质(养份)和能量最多，换回的货币却最少。后生 物生产的次数愈多，带走的物、能愈少，而流回系统 的财流则愈多。
优点： 1、充分地利用了草地的可利用饲草, 使其转化为尽可能多的畜产品, 2、减少了对饲草的需求, 使得冬春季的补饲成为可能,从而有效地增加 家畜产品的数量和冬春季的成活率; 3、减轻了草地的放牧压力, 有利于草地生产力的维持和提高。 4、如果结合家畜改良, 提高优良品种的比重,那么, 家畜的单产的提 高, 不但可以补偿家畜总数减少所造成的产量下降, 而且可以超过家畜总 数减少前的总产。
云南省富宁县是黄牛主要产地之一，生产力都十分低。1984年以来，开 展了肉制品加工业，并从德国引进包装设备，其经济效益则显著提高，这是 致富潜力最大的一个层次。后次级生产的动力是市场需要，必须有专人组织 “产后”的贮藏、运输、加工和销售等社会化服务。
中国通过加工增值:70%;而台湾130%;日本:240%;美国:270%
生物群落是生态系统的核心； 生态系统内部具有自我调节能力； 生态系统的三大功能：能量流动、物质循环和信息传递； 生态系统中营养级的数目一般不超过5－6个； 生态系统是一个动态系统，经历从简单到复杂、从不成熟
到成熟的发育过程。
1、草地生态系统的概念
“草地农业生态系统”亚系统，是由生物因素（植物, 动物,微生物）、非生物因素（Atmosphere，Soil） 和生产劳动因素所构成的开放系统。
草地农业生态系统基本理论 三
因
动物生产
动物产品
子
植物生产
植物产品
群
四
土地
个
生
前植物生产层
产
层
植物生产层
三
动物生产层
个
外生物生产层
界 面
社会收益 社会投入
草地农业生态系统的三因子群
社 科技
会 因
生产
子 生活
非 生
大气
物 因
土地
子 位点
生 植物
物 因
动物
子 微生物
草地 农业 系统
草地农业生态系统的三个主要界面