王 堃，張玉娟，劉克思，郭建鑫，唐士明，白雅芳

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院草地所，北京 100193)

加強(qiáng)人工草地建設(shè)推進(jìn)我國(guó)畜牧業(yè)健康發(fā)展

王 堃，張玉娟，劉克思，郭建鑫，唐士明，白雅芳

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院草地所，北京 100193)

人工草地建設(shè)對(duì)我國(guó)畜牧業(yè)的健康發(fā)展起到非常重要的作用，并且是保障我國(guó)糧食安全和生態(tài)安全的重要措施。如何建立優(yōu)質(zhì)高效人工草地已經(jīng)成為科學(xué)界共同關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，是我國(guó)未來(lái)草業(yè)建設(shè)、環(huán)境治理、優(yōu)化農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)及促進(jìn)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。結(jié)合世界人工草地建設(shè)水平，分析了我國(guó)人工草地發(fā)展現(xiàn)狀，指出我國(guó)人工草地建設(shè)過(guò)程中依然存在許多問(wèn)題亟待解決。

人工草地建設(shè)；畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展；糧食安全；生態(tài)安全

目前，我國(guó)草原面積逐年減少，草原的生態(tài)屏障的功能已經(jīng)減弱有的甚至消失。雖然我國(guó)自1999年就開(kāi)始實(shí)施退耕還林(草)工程，并投入大量的財(cái)力物力用于人工草地建設(shè)、天然草地的改良、草畜平衡技術(shù)等方面的研究推廣，但迄今草地生產(chǎn)力并沒(méi)有得到有效提高，草地生態(tài)退化的趨勢(shì)尚未得到根本好轉(zhuǎn)。農(nóng)業(yè)部草原監(jiān)理中心《2012年全國(guó)草原監(jiān)測(cè)報(bào)告》顯示，全國(guó)268個(gè)牧區(qū)半牧區(qū)縣(旗、市)天然草原的牲畜超載率達(dá)34.8%。顯然，無(wú)論是從生態(tài)效益、還是經(jīng)濟(jì)效益方面，天然草地都無(wú)法滿足我國(guó)現(xiàn)代畜牧業(yè)綜合生產(chǎn)力提高的需求。因此，發(fā)展高效優(yōu)質(zhì)人工草地迫在眉睫。

1 人工草地建設(shè)是保證國(guó)家糧食安全和生態(tài)安全的剛性需求

我國(guó)是一個(gè)多人口的發(fā)展中國(guó)家，糧食安全始終是國(guó)之大事。近年來(lái)，我國(guó)居民的膳食消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化，肉類(lèi)和奶制品消費(fèi)比例明顯增加。根據(jù)2012年《中國(guó)農(nóng)業(yè)年鑒》，當(dāng)前我國(guó)城鄉(xiāng)居民食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)中牛羊肉等畜產(chǎn)品比例已增至10年前的1.9倍，同期牛羊肉產(chǎn)量也增至1.3倍。2013年我國(guó)糧食進(jìn)口量高達(dá)7000萬(wàn)噸，在過(guò)去的5年里我國(guó)玉米進(jìn)口量增長(zhǎng)了104倍，苜蓿干草進(jìn)口增長(zhǎng)了22.5倍，大豆進(jìn)口增長(zhǎng)1.5倍，其中60%用作飼料糧。任繼周院士(2014)指出，我國(guó)畜產(chǎn)品的人均消費(fèi)量在未來(lái)15-20年內(nèi)將保持較快增長(zhǎng)，此后還將進(jìn)入一段相當(dāng)長(zhǎng)的緩慢增長(zhǎng)時(shí)期，但是依靠大面積低產(chǎn)的天然草地承擔(dān)草食動(dòng)物飼料供給的空間有限，人畜爭(zhēng)糧導(dǎo)致的糧食安全問(wèn)題將日益凸顯，而牧草資源短缺成為畜牧業(yè)發(fā)展不可回避的瓶頸。人畜爭(zhēng)糧不僅威脅到我國(guó)糧食安全，加之長(zhǎng)久過(guò)度利用導(dǎo)致草地生態(tài)嚴(yán)重惡化，同時(shí)也加大了對(duì)生態(tài)環(huán)境的威脅。人工草地群落的蓋度、密度、高度和生物量等均優(yōu)于天然草地，具有突出的保護(hù)生態(tài)環(huán)境的能力，尤其在水土流失區(qū)、嚴(yán)重退化的草地、撂荒地、礦業(yè)廢棄地和礦渣地的植被恢復(fù)方面(胡自治，2000)。顯然，探索發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效人工草地，提高草地畜牧業(yè)綜合生產(chǎn)力水平，是保障國(guó)家糧食安全和生態(tài)安全的迫切需求。

2 人工草地建設(shè)對(duì)我國(guó)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要性

人工草地的數(shù)量和質(zhì)量是一個(gè)國(guó)家畜牧業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平的一個(gè)重要標(biāo)志。隨著我國(guó)人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，畜產(chǎn)品的需求將持續(xù)增加，但是天然草地的生產(chǎn)力比較低，阻礙了畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。人畜爭(zhēng)糧，草地生態(tài)惡化等一系列問(wèn)題的根本原因在于尖銳的草畜矛盾。人工草地能有效解決飼草料的季節(jié)不平衡問(wèn)題，滿足家畜的生產(chǎn)需求。世界草地畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的人工草地在總草地面積中占有很大的比重，歐洲的人工草地占全部草地面積50%以上，草地牧草占全部飼料生產(chǎn)的49%；新西蘭人工草地約占全部草地面積的70%，飼養(yǎng)家畜幾乎全部依靠牧草，是低成本、高效益的種草養(yǎng)畜典范。然而我國(guó)人工草地面積僅為天然草地面積的2%，單位面積草地的畜產(chǎn)品產(chǎn)量只有世界平均水平的30%，單位面積草地產(chǎn)值只相當(dāng)于澳大利亞的1/10，美國(guó)的1/12，荷蘭的1/50。缺乏高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)人工草地的支撐，將嚴(yán)重制約著我國(guó)草地畜牧業(yè)的綜合發(fā)展。

3 我國(guó)人工草地建設(shè)存在的問(wèn)題及建議

3.1優(yōu)化地帶性人工草地空間配置，提高資源利用效率和適應(yīng)性管理水平

如何對(duì)種草進(jìn)行適宜種植區(qū)劃和合理空間布局已成為當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家草地畜牧業(yè)生產(chǎn)力提高的重要途徑之一。我國(guó)氣候與土壤的地帶性分布明顯、生態(tài)環(huán)境復(fù)雜多樣，依據(jù)各地的特點(diǎn)建立一套完整的人工草地建植、利用和保護(hù)方案的難度比較大。以往各地區(qū)牧草種植的盲目性和隨意性非常突出，嚴(yán)重制約區(qū)域人工草地的應(yīng)有作用與持續(xù)發(fā)展。主要問(wèn)題在于：(1)草種選擇及其適宜性分布與區(qū)劃未能充分考慮地域間氣候與環(huán)境要素的較大分異，典型牧草宜植區(qū)在宏觀管理層面上缺乏應(yīng)有的產(chǎn)業(yè)帶指導(dǎo)規(guī)劃；(2)各地區(qū)人工草地的牧草種類(lèi)及其種植配置多以人為主觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)判為主；(3)缺乏區(qū)域性與針對(duì)性人工草地生產(chǎn)與適應(yīng)性管理。

人工草地的地帶性格局和空間分布異質(zhì)性與草畜綜合生產(chǎn)力有著顯著的內(nèi)在聯(lián)系(Sharp et al. 2013, Smitet al. 2008)。發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)運(yùn)用先進(jìn)的空間分析技術(shù)(spatial analysis modeling)和地理信息系統(tǒng)(GIS，geographic information systems)對(duì)牧草生物生態(tài)學(xué)性狀與氣候、土壤和地形環(huán)境等信息要素進(jìn)行了詳盡的綜合分析，并制作出精細(xì)的牧草適宜種植區(qū)劃圖(Hannawayet al. 2005a,b)。USDA-NRCS(2004)通過(guò)構(gòu)建生態(tài)氣候環(huán)境要素本底數(shù)據(jù)庫(kù)疊加牧草生物生態(tài)學(xué)信息數(shù)據(jù)庫(kù)(PLANTS database)建立了牧草適宜度評(píng)價(jià)決策模型。所以，利用草種宜植性評(píng)價(jià)模型及技術(shù)途徑對(duì)我國(guó)草地空間分布格局在物種、時(shí)間、空間維度上進(jìn)行科學(xué)配置，正確指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，對(duì)于我國(guó)人工草地地帶性分布格局優(yōu)化調(diào)控及草地資源優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效管理利用具有重大意義。此外美國(guó)USDA-NRCS(2006)及中國(guó)科學(xué)院南京土壤所(Shi et al.2004)都相繼建立了1∶1000000的土壤地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。這些信息庫(kù)和決策模型的建立為我國(guó)區(qū)域人工草地科學(xué)化配置提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障?，F(xiàn)代“3S”空間分析技術(shù)的應(yīng)用，為牧草適宜性區(qū)劃與人工草地地帶性分布格局優(yōu)化配置提供了新的發(fā)展機(jī)遇。雖然我國(guó)人工草地區(qū)劃已具有一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用，但是，如何利用這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行不同牧草的適宜度評(píng)價(jià)、宜植區(qū)域劃分、空間合理配置等方面，尚未取得明顯突破。因此，實(shí)現(xiàn)種草適宜性種植區(qū)劃與地帶性空間配置、保障草產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展是我國(guó)畜牧業(yè)當(dāng)前及今后相當(dāng)一段時(shí)期所面臨的重要任務(wù)。

3.2探索草畜系統(tǒng)生產(chǎn)力形成與耦合機(jī)理與調(diào)控途徑及其生產(chǎn)范式，是我國(guó)現(xiàn)代草地畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的當(dāng)務(wù)之急

近些年來(lái)，我國(guó)草地畜牧業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了轉(zhuǎn)變，但草地系統(tǒng)和家畜系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系還沒(méi)有理清甚至嚴(yán)重脫節(jié)，存在不同程度的種間、空間及時(shí)間上的系統(tǒng)相悖，極大地制約我國(guó)現(xiàn)代草地畜牧業(yè)的形成和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。究其原因在于：(1)沒(méi)有把草畜作為同一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的概念，缺乏區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間的協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃；(2)不清楚地帶性草種以及配置導(dǎo)致人工草地生產(chǎn)力的差異性，缺乏地帶性人工草地生產(chǎn)力形成與調(diào)控途徑的基礎(chǔ)理論研究；(3)缺乏草畜系統(tǒng)互作及其耦合機(jī)理的基礎(chǔ)理論研究；(4)缺乏區(qū)域性科學(xué)易行的生產(chǎn)范式。

因此，迫切需要開(kāi)展人工草地和家畜關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的集成研究。水肥優(yōu)化耦合模式對(duì)人工草地個(gè)體和群體生產(chǎn)力影響的協(xié)同性更是當(dāng)前國(guó)際研究的重點(diǎn)(Hartmann and Niklaus, 2012)。水肥的有機(jī)耦合既增加植物生物量(Rozema and Flowers, 2008)，又提高水分利用效率(Hattori et al. 2008)。但是這種研究過(guò)多地強(qiáng)調(diào)了領(lǐng)域的專(zhuān)一性(Peyraud et al. 2014)，嚴(yán)重割裂開(kāi)植物生產(chǎn)和動(dòng)物生產(chǎn)間耦合研究，并已經(jīng)對(duì)土地的穩(wěn)定性和環(huán)境安全產(chǎn)生了長(zhǎng)期的負(fù)面影響(Lemaireet al. 2005, Tilmanet al.2002)，如土壤貧瘠度的增加，系統(tǒng)多樣性喪失，局部區(qū)域富氧化(Velthof, Oudendag, et al. 2009)。不同的區(qū)域因氣候的差異性具有不同的草地類(lèi)型和草地生產(chǎn)力(Smitet al. 2008)，而草地的不同又影響著畜牧產(chǎn)品品質(zhì)(Lind et al. 2009, Steinshamnet al. 2010)。這就要求需把牧草生產(chǎn)與家畜生產(chǎn)系統(tǒng)與生產(chǎn)帶有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從多個(gè)方面去研究草畜系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)制。

研究表明，缺乏高的植物-家畜生產(chǎn)轉(zhuǎn)化效率，高度專(zhuān)一的草或畜生產(chǎn)系統(tǒng)就不具穩(wěn)定持續(xù)性(Hoagland et al. 2010)，而且這種不穩(wěn)定的生產(chǎn)系統(tǒng)，就可能成為環(huán)境污染之源，溫室其氣體排放之源，且對(duì)氣候變化極為敏感。這已在歐洲(Barth et al. 2014)，美國(guó)(Russelleet al. 2007, Sulc and Tracy, 2007)等區(qū)域得到驗(yàn)證。在不同區(qū)域和不同范圍內(nèi)有機(jī)耦合草畜生產(chǎn)能有效降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，產(chǎn)生有價(jià)值的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益(Lemaireet al. 2005)。

綜上所述，建植高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)人工草地，不僅可以解決蛋白質(zhì)飼料緊缺問(wèn)題，增加飼草料供給，減輕飼料(糧)進(jìn)口壓力，而且是保證我國(guó)糧食安全和生態(tài)安全的客觀需求。目前，我國(guó)科學(xué)家在人工草地的區(qū)劃配置、草地生產(chǎn)管理等方面已取得了很大進(jìn)展，為人工草地健康有序發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)，但仍面臨的關(guān)鍵問(wèn)題是：人工草地宜植區(qū)劃科學(xué)系統(tǒng)性還不足；在人工草地生產(chǎn)力形成機(jī)理與調(diào)控研究方面還很薄弱；對(duì)草畜系統(tǒng)生產(chǎn)力高效耦合機(jī)制及利用耦合機(jī)制建立易行的生產(chǎn)范式缺少研究。因此，迫切需要建立以草畜為核心，優(yōu)化地帶性人工草地配置、家畜管理、生態(tài)保護(hù)等多學(xué)科密切合作的研究平臺(tái)，加強(qiáng)人工草地建設(shè)，極大提升我國(guó)現(xiàn)代畜牧業(yè)的健康發(fā)展。

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S8-1；S812.8

A

2095—5952(2014)02—0001—04

2014-06-05

王 堃(1962-)，男，內(nèi)蒙古赤峰市人，博士、教授，從事草業(yè)科學(xué)和生態(tài)學(xué)研究。