陳瑤瑤 ,徐亢2, ,劉源 ,郭凱文 ,魏逸衡 ,姜璐 ,石岳,余露**,常錦峰**

(1.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院 杭州 310058;2.無錫學(xué)院環(huán)境工程學(xué)院 無錫 214105;3.浙江大學(xué)公共管理學(xué)院 杭州 310058;4.北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部 北京 100080;5.中國科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點實驗室 北京 100093)

草地生態(tài)系統(tǒng)(包括灌木和稀樹草原)覆蓋了全球陸地總面積的近40%、全球農(nóng)業(yè)用地的69%[1],是最重要的陸地生態(tài)系統(tǒng)之一,具有糧食生產(chǎn)、土壤保持、固碳釋氧及涵養(yǎng)水源等重要的生態(tài)服務(wù)功能[2-3]。研究表明,全球近一半的天然草地正在發(fā)生退化,而在生態(tài)敏感地區(qū),這種退化尤為顯著[4]。當前我國青藏高原地區(qū)近90%的草原由于人類活動和氣候變化等因素發(fā)生退化[5-6]。天然草地放牧是草原的主要利用方式,但是由于寒冷、缺氧、植被生長季短、冬春季雪覆蓋時間長等自然地理因素,高寒牧區(qū)牲畜生產(chǎn)周期長。同時,由于傳統(tǒng)、文化、生態(tài)等因素的影響,當?shù)啬撩穸鄶?shù)仍存有“惜殺惜售”的觀念,導(dǎo)致當?shù)厣笮笕耗挲g結(jié)構(gòu)不合理、出欄率低、商品經(jīng)濟落后,造成了天然草料的浪費,進而加劇了草原超載的發(fā)生[7]。此外,由于氣候環(huán)境惡劣以及經(jīng)濟條件的限制,大部分牧區(qū)缺少補飼的傳統(tǒng)且暫時不具備補飼的條件,每年冬季近7 個月的枯草期間,牲畜一直處于半饑餓狀態(tài),掉膘嚴重,甚至可能發(fā)生規(guī)模性死亡[8],使得當?shù)匦竽翗I(yè)的生產(chǎn)效率低下。

近年來,青海確立了以建設(shè)包括綠色有機農(nóng)畜產(chǎn)品輸出地在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)“四地”為方向的發(fā)展目標,為青海畜牧產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展提供了根本遵循。天然草地畜牧業(yè)是青海有機農(nóng)畜產(chǎn)品的重要組成部分,2020年青海牧業(yè)產(chǎn)值占全省農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值58.2%。然而,作為我國主要牧場之一,青海畜牧業(yè)僅占全國畜牧業(yè)產(chǎn)值的0.73%[9],當前的草業(yè)經(jīng)營模式難以支撐起建設(shè)綠色有機農(nóng)畜產(chǎn)品輸出地的需求。因此,青海的天然草地畜牧業(yè)迫切需要轉(zhuǎn)型優(yōu)化?，F(xiàn)有研究從農(nóng)牧業(yè)政策、氣候變化、自然條件、畜產(chǎn)品生產(chǎn)效率等視角,分析其對青藏高原地區(qū)農(nóng)畜產(chǎn)品生產(chǎn)力水平的影響[5,10-11],并從家畜放牧組合、轉(zhuǎn)變飼喂方式、集約化養(yǎng)殖、農(nóng)牧結(jié)合、發(fā)展生態(tài)草牧業(yè)等角度提出了在高寒草地開展適應(yīng)性治理的建議[12-14]。此外,現(xiàn)有研究也顯示,青海高寒牧區(qū)牧民大多保留了傳統(tǒng)的畜牧經(jīng)營方式,以粗放式經(jīng)營為主[15],牧民惜殺惜售導(dǎo)致畜牧養(yǎng)殖低出欄率與低商品率[7,16]也是影響青海省畜牧產(chǎn)品輸出地建設(shè)的重要因素。其中,對于畜牧生產(chǎn)經(jīng)營方式的優(yōu)化研究近年來引起較多關(guān)注,例如,一項根據(jù)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)模型分析的研究表明,牧戶養(yǎng)殖數(shù)量為300～600 只羊單位時,其規(guī)模養(yǎng)殖生產(chǎn)效率達到最高[15]。徐田偉等[17]提出通過開發(fā)均衡營養(yǎng)的補劑提高牲畜生長性能及飼草轉(zhuǎn)化率,豐富文旅資源以延長產(chǎn)業(yè)鏈條等方式彌補傳統(tǒng)生產(chǎn)經(jīng)營方式的不足。但鮮有研究關(guān)注到牧民的心理與文化因素。在傳統(tǒng)牧區(qū),牲畜數(shù)量是一種家庭財富的象征,有時也被少數(shù)民族視作圖騰加以崇拜[18],因此牧民往往不愿將牲畜出欄,但目前對牧民惜殺惜售這一行為影響的相關(guān)研究較少,如何量化此因素對畜牧生產(chǎn)效率的影響尚未得到解決。

在中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和國家第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究(簡稱“二次青藏科考”)項目的支持下,我們在青海牧區(qū)開展了牧區(qū)畜牧業(yè)生產(chǎn)、草場利用、氣候變化應(yīng)對等系統(tǒng)調(diào)研。本研究以青海省果洛藏族自治州瑪多縣為案例,基于實地調(diào)研中收集的畜牧業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)與牧戶信息:1)估算了瑪多縣2012?2021 年平均家畜牧草消耗量、肉產(chǎn)量;2)量化牧區(qū)由于牧民“惜售”等原因,牲畜出欄時間推遲導(dǎo)致的浪費,探討瑪多縣畜牧業(yè)生產(chǎn)效率現(xiàn)狀,以及改善畜群結(jié)構(gòu)和出欄方式情境下的發(fā)展?jié)摿?3)結(jié)合衛(wèi)星遙感草地凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品計算可利用牧草量,提出在瑪多縣草地合理承載力以內(nèi),達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益雙贏的畜牧業(yè)經(jīng)營模式的優(yōu)化路徑。以期為高寒地區(qū)草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展、牧民生計增長、青海綠色有機農(nóng)畜產(chǎn)品輸出地建設(shè)與草原生態(tài)保護提供科技支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū) 瑪多縣介于33°50′～35°40′N,96°50′～99°20′E,位于青海省果洛藏族自治州西北部,全縣平均海拔4500 m 以上,地形起伏不大,相對平坦(圖1),屬波狀高平原地區(qū);瑪多縣一年之中無四季之分,只有冷暖之別,通常把冷暖兩季分別稱為冬季和夏季,冬季漫長而嚴寒,干燥多大風,夏季短促而溫涼,多雨,屬高寒草原氣候[19]。

圖1 瑪多縣地形概況與可利用牧草分布Fig.1 Topographic feature and available pasture of Maduo County

瑪多縣草地面積172.29 萬hm2,遼闊的天然草場為發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)提供了有利條件,境內(nèi)的有機牛羊肉是高原天然無公害綠色食品,市場前景廣闊。但由于缺乏合理使用和保護,瑪多縣草場退化嚴重,載畜能力降低。作為黃河源頭的瑪多縣生態(tài)地位突出,是青藏高原的重要生態(tài)屏障。因此,必須對瑪多縣目前的畜牧業(yè)經(jīng)營結(jié)構(gòu)進行評估及優(yōu)化,探尋一個兼顧經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的方案。

1.2 瑪多縣草地生態(tài)承載量評估

瑪多縣滿足生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的可利用牧草量(即草地生態(tài)承載量)的計算公式[20-21]為:

式中:DMgrass為 生態(tài)可承載范圍內(nèi)可利用牧草量,以干物質(zhì)量表示,t(DM)?a?1;A為草地可利用面積,m2;NPP 為草地凈初級生產(chǎn)力,g(C)?m?2?a?1;fBNPP為牧草地下凈初級生產(chǎn)力占總凈初級生產(chǎn)力的比,數(shù)據(jù)來自Sun等[22]基于207 個同時測量的地上和地下NPP樣點數(shù)據(jù),采用機器學(xué)習方法構(gòu)建的全球fBNPP圖,瑪多縣所在格點的fBNPP均值為0.860;Use 為草地牧草利用率,瑪多縣以高寒草甸為主,本研究中按照中國農(nóng)業(yè)部頒布的行業(yè)標準《天然草地合理載畜量的計算》將其設(shè)為55%[23];0.45 為植物以碳形式植物生物量的轉(zhuǎn)換系數(shù)[21];106代表質(zhì)量單位克到噸的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

瑪多縣草地年凈初級生產(chǎn)力(NPP)通過MOD17-A3HGF 提供的500 m 分辨率年NPP 數(shù)據(jù)結(jié)合同一分辨率的土地利用數(shù)據(jù)計算得到。本研究采用MCD12Q1.006 提供的土地覆被類型(Land Cover Type)數(shù)據(jù)(500 m 空間分辨率),根據(jù)國際地圈生物圈計劃(IGBP)分類方法逐年提取瑪多縣的草地(Grassland)格點進行后續(xù)平均歸一化植被指數(shù)(NDVI)和NPP的計算。

本研究采用2005?2021 年的MODIS 遙感產(chǎn)品MOD09GA 中提供的500 m 空間分辨率、1 d 時間分辨率的NDVI 數(shù)據(jù)產(chǎn)品結(jié)合土地覆被數(shù)據(jù),計算了瑪多縣草地平均月NDVI,由NDVI季節(jié)波動判斷牧草生長季(具體見2.1 節(jié))。

1.3 不同情景牲畜草料需求計算

1.3.1 情景設(shè)置

根據(jù)在瑪多縣政府與牧戶訪談信息,瑪多縣牧戶飼養(yǎng)的主要牲畜品種為牦牛和藏系綿羊,其中,公牛主要集中在5～6 歲出欄,母牛8～9 歲出欄,公羊4～5 歲出欄,母羊5～6 歲出欄(此處的公畜是指作為商品牛/羊出售的公牛與公羊,不包含種畜)。因此本研究共設(shè)置了1 個現(xiàn)實情景和2 個假設(shè)情景,分別計算這些情景下的草料需求(dry matter intake,縮寫為DMI),以探尋當?shù)靥烊徊莸匦竽翗I(yè)生態(tài)效益、經(jīng)濟效益的優(yōu)化路徑:

1)現(xiàn)實情景:根據(jù)瑪多縣2012?2021 年10 年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)推算的當前實際年齡結(jié)構(gòu),其中公牛5～6歲出欄,公羊4～5 歲出欄,母牛8～9 歲出欄,母羊5～6歲出欄。

2)假設(shè)情景:由于牧區(qū)的傳統(tǒng),牧民往往將牛羊視為一種資產(chǎn),同時牧民也將飼養(yǎng)的牲畜看作一種生計保障方式,以應(yīng)對天氣災(zāi)害帶來的牲畜死亡給家庭生計帶來的潛在沖擊。出于對牧民固有資產(chǎn)期望的考慮,本研究假設(shè)一個存欄量穩(wěn)定的情景;出欄量是與產(chǎn)量粗略相關(guān)的指標,一定程度上與牧民對收入的期望掛鉤,因此本研究的第2 個假設(shè)情景為出欄量穩(wěn)定的情景。通過實地調(diào)研收集到牲畜分齡體重數(shù)據(jù)以及計算得到的消化能消耗,可以比較牧草消耗速率與體重增長速率,由此得出牦牛3 歲、藏系綿羊2 歲時出欄飼喂效率最高(具體說明見1.3.3 節(jié))。

假設(shè)情景1:出欄量不變-提前出欄,以近10 年平均出欄量為基準,假設(shè)出欄量恒定的情況下,公牛出欄年齡提前至3 歲,公羊出欄年齡提前至2 歲,母羊出欄時間調(diào)整至4～6 歲。

假設(shè)情景2:存欄量不變-提前出欄,以近10 年平均存欄量為基準,假設(shè)公牛出欄年齡提前至3 歲,公羊出欄年齡提前至2 歲,母羊出欄時間調(diào)整至4～6 歲,同時存欄量仍保持恒定。

1.3.2 草料需求及浪費計算

草料需求(DMI)以分齡單體牲畜的草料需求和分齡單體牲畜畜群數(shù)量乘積之和來計算,在全縣性別為g的i類牲畜(即牦?；虿叵稻d羊)y年草料需求量DMIg,i,y,計算公式如下:

式中:DMIi,j,k為i種牲畜單體j歲k天的牧草消耗量(區(qū)分公母),kg;MEi,j,k為i種牲畜j歲k天的消化能(metabolisable energy)消耗,MJ?d?1,具體計算見1.3.3節(jié);11.18 為天然牧草消化能,MJ?kg?1,本文采用青海典型高山嵩草的天然牧草消化能[24];DMIg,i,y代表性別為g的i種牲畜y年牧草消耗量,kg;DMIwaste,i,y為i種牲畜y年浪費的牧草量,kg;STg,i,j,y代表性別為g、j歲的i種牲畜y年年內(nèi)存欄量,頭;d為牲畜開始出欄的年齡,對于瑪多縣,公牛d=6,母牛d=8,公羊d=3,母羊d=5;w為本研究界定w歲后未出欄的公畜造成牧草消耗的浪費,在實際情景中,3 歲以上公牦牛、2 歲以上藏系綿羊消耗的草料定義為浪費(具體說明見1.3.3節(jié));274 代表本研究中根據(jù)實地訪談信息假設(shè)的出欄日(即9 月30 日)后的第一天,是一年中的第274 天,第274?365 天當年出欄的牲畜不再產(chǎn)生能量消耗,需將此部分進行扣除。

DMI 計算是以單體牲畜能量需求和畜群年齡結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的,而牲畜能量需求的計算與牲畜的體重及其變化密切相關(guān)。因此,在以下部分中,我們分別在1.3.3 節(jié)描述了牲畜能量需求計算,1.3.4 節(jié)描述了畜群日體重變化,畜群年齡結(jié)構(gòu)推算方法見電子版附件。

1.3.3 牲畜能量消耗計算

本研究選取瑪多縣的主要家畜類型?牦牛和藏系綿羊作為測算對象,采用《〈2006 年IPCC 國家溫室氣體清單指南〉2019 年改進版》(下簡稱IPCC 指南)提供的估算方法計算家畜能量需求[25]。具體計算公式如下:

式中:DEi,j,k為i種牲畜j歲k天的總消化能(digestable energy)消耗,MJ;NE為凈能量消耗,NEmaint,i,j,k、NEa,i,j,k、NEl,i,j,k、NEwork,i,j,k、NEp,i,j,k、NEg,i,j,k、NEwool,i,j,k為i種牲畜j歲k天分別用于維持體重、活動、泌乳、勞役、妊娠、生長以及生產(chǎn)羊毛的凈能量,MJ?d?1;REM為攝入的可消化能轉(zhuǎn)化為維持生命活動所需能量的效率,無量綱;REG為攝入的可消化能轉(zhuǎn)化為生長所需能量的效率,無量綱;NE、REM、REG的具體計算方式見電子版附件?？紤]到瑪多縣海拔高氣溫低,牲畜能量消耗比一般情況高,因此本研究采用IPCC 指南中的方法對每日凈能量消耗的系數(shù)根據(jù)當日氣溫進行了折算;同時,考慮到當?shù)厣蠖撅暡莶蛔?牲畜用夏秋季節(jié)儲存在體內(nèi)的脂肪進行供能,掉膘明顯,因此本研究在計算能量和牧草需求時考慮了這部分掉膘對牲畜能量需求的影響,具體計算方式見電子版附件。

根據(jù)本節(jié)計算得到的消化能與體重的關(guān)系,可找出生產(chǎn)效率最高的年齡。如圖2 所示,兩種主要的牲畜均是越早出欄生產(chǎn)效率越高,但考慮種群延續(xù),公牛、公羊出欄時間不宜早于3 歲、2 歲。因此,本研究認為,公牛3 歲出欄、公羊2 歲出欄能夠達到最高的生產(chǎn)效率,遲于此年齡出欄導(dǎo)致增加的牧草消耗,均可定義為浪費。

圖2 瑪多縣典型牲畜牦牛(A)和藏系綿羊(B)消化能隨體重的變化Fig.2 Change in digestable energy of typical livestock yak (A) and Tibetan sheep (B) with live weight in Maduo County

1.3.4 日體重變化

根據(jù)瑪多縣2012?2021 年的NDVI 年內(nèi)波動可知,5?9 月為牧草生長期,因此,本研究將牲畜的生長期定義為5?9 月。其中:5?6 月為牲畜的體況恢復(fù)期,牲畜采食牧草主要是用于恢復(fù)冬春季的掉膘;7?9 月為牲畜的抓膘、保膘期,牲畜持續(xù)增重;10月及以后為牲畜的掉膘期。成年牲畜在體況恢復(fù)期結(jié)束后,體重達到MWi,不再繼續(xù)增長[26]。模擬的牲畜日體重變化曲線如圖3 所示。

圖3 瑪多縣典型牲畜公牦牛(A)和公藏系綿羊(B)日體重變化曲線Fig.3 Daily live weight curves of typical livestock male yak (A) and male Tibetan sheep (B) in Maduo County

2 結(jié)果與分析

2.1 瑪多縣草地生產(chǎn)力現(xiàn)狀

根據(jù)MODIS NPP 遙感產(chǎn)品結(jié)合土地覆被類型的計算結(jié)果(圖1),2012?2021 年的瑪多縣平均NPP 為(128.1±14.7) g(C)?m?2?a?1,平均海拔超過4500 m的瑪多縣地上部年均積累生物量為(39.9±4.6) g?m?2?a?1(干物質(zhì)量),略低于Chen等[27]在三江源地區(qū)海拔3876 m 處測得的地上部生物量60.3 g?m?2?a?1,與Sun等[28]發(fā)布的全球草地NPP 數(shù)據(jù)集顯示海拔在4400～4600 m 的青藏高原鄰近區(qū)域的地上部年積累生物量[(43.7±36.3) g?m?2?a?1]較為符合。根據(jù)第三次全國國土調(diào)查,瑪多縣草地面積172.29 萬hm2,地上部牧草量為68.65 萬t (干物質(zhì)量)。按照2015 年農(nóng)業(yè)部發(fā)布的農(nóng)業(yè)標準《天然草地合理載畜量的計算》中55%牧草利用率,根據(jù)式(1),瑪多縣草地的生態(tài)承載量為平均每年37.76 萬t。調(diào)研顯示瑪多縣以天然草地放牧為主,極少出現(xiàn)補飼的現(xiàn)象,因此牲畜的體重變化高度依賴天然牧草的長勢。根據(jù)圖4 可知5?10月為瑪多縣牧草生長期,牲畜的體重增長集中在這段時期。而冷季(11 月到來年4 月)草地生產(chǎn)力低,飼草匱乏,且受雪災(zāi)等天氣的影響,因此牲畜普遍出現(xiàn)掉膘減重。

圖4 瑪多縣2012—2021 年逐年歸一化植被指數(shù)(NDVI)月波動Fig.4 Monthly variations of normalized differential vegetation index (NDVI) of Maduo County from 2012 to 2021

2.2 瑪多縣畜牧業(yè)現(xiàn)狀

根據(jù)當?shù)仃笈?、藏系綿羊分齡體重數(shù)據(jù)以及當?shù)啬撩窆浪愕哪坍a(chǎn)量數(shù)據(jù),計算得到瑪多縣各年齡段牛羊每年消耗的能量如表1、表2 所示,牛羊的消化能消耗均逐年升高。根據(jù)瑪多縣目前的畜牧業(yè)養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)和牧草營養(yǎng)價值,瑪多縣近10 年平均每年需消耗約44.30 萬t 牧草,結(jié)合上述計算的生態(tài)承載量37.76 萬t 牧草,超載17.34%。

表1 瑪多縣不同類型不同年齡牦牛的消化能消耗Table 1 Digestable energy consumption of different types of yaks in different ages in Maduo County×103MJ?a?1?head?1

表2 瑪多縣不同類型不同年齡藏系綿羊的消化能消耗Table 2 Digestable energy consumption of different types of Tibetan sheep in different ages in Maduo County×103 MJ?a?1?head?1

2.3 現(xiàn)實情景下瑪多縣畜牧業(yè)浪費情況

本研究量化了由于牧民“惜售”等原因,牲畜出欄時間推遲而導(dǎo)致的牧草浪費?，敹嗫h當前的牧草消耗情況如圖5 所示,牧草總浪費量達13.69 萬t,浪費比例為牧草總消耗量的30.90%;其中,牛和羊晚出欄造成的牧草浪費分別為12.33 萬t 和1.35 萬t 干物質(zhì)量,分別占當前牦牛和藏系綿羊牧草總消耗的32.27%和22.27%。但若僅考慮公畜,公牛養(yǎng)殖的草料浪費比例為72.74%,而公羊為50.77%,公畜草料浪費比例均大于實際所需的牧草比例。而其中,公牛的養(yǎng)殖牧草浪費率高于公羊,公牛養(yǎng)殖效率有更大的提升空間。因此,畜牧業(yè)經(jīng)營模式的改變,特別是牲畜出欄時間的優(yōu)化將有助于緩解天然草地放牧對草場退化的壓力,促進當?shù)氐牟莸厣鷳B(tài)保護。

圖5 現(xiàn)實情景下瑪多縣牧草消耗量(A)和牧草消耗比例(B)Fig.5 Forage consumption (A) and forage consumption ratio (B) of Maduo County in reality

2.4 不同假設(shè)情景下畜牧養(yǎng)殖肉類生產(chǎn)效率比較

2.4.1 不同情景畜牧業(yè)生產(chǎn)效率比較

不同情景下瑪多縣畜牧業(yè)生產(chǎn)牧草消耗量及肉產(chǎn)量如圖6 所示,現(xiàn)實情景的肉產(chǎn)量是最大的,為1741.99 t,分別比情景1、2 多262.46 t、230.84 t。然而,現(xiàn)實情景的牧草消耗量也是最大的,為44.30 萬t,分別比情景1、2 多13.74 萬t、23.62 萬t。

圖6 不同情景瑪多縣畜牧業(yè)生產(chǎn)狀況[牧草消耗量(A)和肉產(chǎn)量(B)]Fig.6 Forage consumption (A) and meat production (B) of livestock production under different scenarios for Maduo County

若保持兩種假設(shè)情景的畜牧養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)不變,擴大養(yǎng)殖規(guī)模,將畜牧業(yè)肉產(chǎn)量與近10 年平均水平(即現(xiàn)實情景的水平)保持一致,則相應(yīng)的牧草消耗量如圖7 所示,兩種假設(shè)情景的生產(chǎn)效率均比現(xiàn)實情景高。情景1,即出欄量不變情景,在滿足牧民心理收入預(yù)期的基礎(chǔ)上,平均每萬噸牧草可以生產(chǎn)33.43 t牦牛肉或147.04 t 藏系綿羊肉;情景2,即存欄量不變情景,在滿足牧民心理存欄預(yù)期的基礎(chǔ)上,平均每萬噸牧草可以生產(chǎn)56.22 t 牦牛肉或132.84 t 藏系綿羊肉。情景1 和情景2 的肉類總體生產(chǎn)效率分別為現(xiàn)實情景的1.23 倍和1.86 倍,但是,情景1 的羊肉生產(chǎn)效率更高。因此,若按照出欄不變假設(shè)(情景1)進行藏系綿羊的養(yǎng)殖、按照存欄不變假設(shè)(情景2)進行牦牛的養(yǎng)殖,總體生產(chǎn)效率可達到更高的水平,僅需消耗現(xiàn)實情景52.78%的牧草(圖7)即可生產(chǎn)出等量的牛羊肉。

圖7 不同情景瑪多縣畜牧業(yè)生產(chǎn)效率比較Fig.7 Comparison of livestock production efficiency under different scenarios for Maduo County

2.4.2 草畜平衡下最高肉產(chǎn)量預(yù)測

根據(jù)本研究計算的草地生態(tài)承載量和實際年均牧草消耗量,瑪多縣目前的畜牧業(yè)超載17.34%。然而,如果能夠?qū)崿F(xiàn)提前出欄,在本文的2 個提前出欄假設(shè)情景下,即使將養(yǎng)殖規(guī)模擴大至現(xiàn)實情景下的年均肉產(chǎn)量1741.99 t (根據(jù)出欄量及出欄體重相應(yīng)計算得到),所消耗的牧草量均小于該縣的草地合理承載量(圖6)。因此,考慮到充分合理利用草地資源,進一步計算了在草畜平衡情形下(即年消耗牧草在草地承載力37.76 萬 t 范圍內(nèi)),保持現(xiàn)實情景(當前的年齡結(jié)構(gòu)和出欄年齡)與2 個提前出欄假設(shè)情景下牲畜的年齡結(jié)構(gòu),通過調(diào)整養(yǎng)殖規(guī)?？蛇_到的肉產(chǎn)量潛力。在草畜平衡情形下的肉產(chǎn)量潛力如圖8所示。按當前實際牲畜年齡結(jié)構(gòu),肉產(chǎn)量僅能達到1484.61 t;而如果采用提前出欄假設(shè)情景下牲畜的年齡結(jié)構(gòu),情景2 潛在肉產(chǎn)量最高可達2758.20 t,其中牦牛肉1656.57 t、藏系綿羊肉1101.63 t,按2021年青海省畜產(chǎn)品平均價格計算,通過出欄結(jié)構(gòu)與時間的調(diào)整,可帶來近6226 萬元畜牧業(yè)經(jīng)濟收益增長;情景1 模式下,潛在肉產(chǎn)量為1827.65 t (牦牛肉1095.91 t、藏系綿羊肉731.73 t),可增加526 萬元的經(jīng)濟收益。

圖8 不同情景年齡結(jié)構(gòu)瑪多縣畜牧業(yè)生產(chǎn)潛力Fig.8 Livestock production potential under scenarios with different age structures for Maduo County

3 討論與結(jié)論

青海地理優(yōu)勢得天獨厚,享有天然草地面積0.42 億hm2[29],是我國四大牧區(qū)之一,但是受人口增長、氣候變化等因素影響,加之超載過牧等行為,草場退化日益嚴重,不利于當?shù)氐纳鷳B(tài)保護與畜牧業(yè)健康發(fā)展[30]。2020 年青海畜牧業(yè)產(chǎn)量為36.70 萬t,產(chǎn)值295.1 億元[31],但畜牧業(yè)貢獻僅占全國畜牧業(yè)產(chǎn)值的0.73%[9],這種資源稟賦與畜牧業(yè)產(chǎn)出間的“背道而馳”有其天然的因素:高寒牧區(qū)牧草的生長季短,冷季草地生產(chǎn)力低,冬季牲畜體重增長消耗的能量更多,達到酮體重需要更長時間;干旱與雪災(zāi)成為制約牲畜出欄的主要因素[32],且實地調(diào)研中發(fā)現(xiàn),高原缺氧也進一步增加了牲畜體重增長所需的時間。然而青海高寒畜牧業(yè)的出欄率低也與其生產(chǎn)模式有極大關(guān)系。傳統(tǒng)的牧業(yè)經(jīng)營模式下,牧戶多有“惜售”的觀念,導(dǎo)致牲畜出欄時間晚、出欄率低[17]、出欄品質(zhì)低[33],難以充分發(fā)揮天然草原、綠色有機農(nóng)畜產(chǎn)品的優(yōu)勢,帶動畜牧業(yè)穩(wěn)步增收。

本研究基于實地調(diào)研數(shù)據(jù),設(shè)定了2 個可能的優(yōu)化路徑,在充分考慮當?shù)啬撩裥螽a(chǎn)品產(chǎn)量需求和心理存欄期望的基礎(chǔ)上,通過情景模擬,探尋最優(yōu)的畜牧業(yè)經(jīng)營模式。研究結(jié)果顯示,兩個情景(情景1:出欄量不變;情景2:存欄量不變)下,通過適當提早家畜的出欄時間均能夠在有效節(jié)約草地資源利用、加快生態(tài)恢復(fù)的基礎(chǔ)上達到甚至超過當前的產(chǎn)量。通過出欄時間的優(yōu)化,畜牧業(yè)生產(chǎn)效率(即草料轉(zhuǎn)化率,以每萬噸牧草干物質(zhì)可生產(chǎn)的肉產(chǎn)量衡量)在情景1 和情景2 的情況下可分別增長23%和86%;生產(chǎn)現(xiàn)實情景的等量牛羊肉的情況下,最高可節(jié)約近47%的天然草料(圖7)。在保證草畜平衡,即牧草消耗量不高于草地生態(tài)承載力(即37.76 t)的情況下,通過適當提早家畜的出欄時間,肉產(chǎn)量潛力仍可分別達到1827.65 t (情景1:出欄量不變)和2758.20 t (情景2:存欄量不變),較當前產(chǎn)量(1741.99 t)分別增長近6%和58%,分別可帶來526 萬元和6226 萬元的畜牧業(yè)產(chǎn)值提升。考慮到由于經(jīng)營模式優(yōu)化可能帶來的畜產(chǎn)品質(zhì)量提升,以及牧畜產(chǎn)業(yè)規(guī)?；瘞淼某杀窘档?產(chǎn)值增長可能更進一步攀升。

此外,瑪多縣當?shù)貍鹘y(tǒng)的“惜售”觀念與畜牧經(jīng)營模式,不僅難以支撐起建設(shè)綠色有機農(nóng)畜產(chǎn)品輸出地的政策需求,也會造成大量的飼草浪費和草地超載,破壞草原的生態(tài)功能。根據(jù)前文計算的生態(tài)承載量,瑪多縣當前超載17.34%,且平均每年30.90%的牧草消耗是由于牧民“惜售”晚出欄造成的浪費。尤其是春秋季,由于天然草場大多遠離牧民定居點,家畜放牧的范圍、距離較遠,轉(zhuǎn)場會加劇牲畜能量消耗,導(dǎo)致飼草大量浪費?，敹嗫h既是優(yōu)勢生態(tài)資源富集地,又肩負著國家生態(tài)安全屏障、落實三江源生態(tài)保護綜合治理二期、退牧還草生態(tài)修復(fù)等重大草原生態(tài)修復(fù)工程的重任[34],如何在保護天然草原的同時,破除生產(chǎn)規(guī)模的掣肘,是建設(shè)綠色有機農(nóng)畜產(chǎn)品輸出地、推動高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵,也是當下迫切需要解決的問題。

因此,當下急需優(yōu)化牧業(yè)經(jīng)營模式,轉(zhuǎn)變牧民傳統(tǒng)的“惜售”的經(jīng)營理念,科學(xué)設(shè)定牲畜出欄時間,從而在有限的草原條件下,增加出欄量,擴大生產(chǎn)規(guī)模,建立起穩(wěn)定的輸出渠道。考慮到依賴于天然放牧業(yè)的家庭飼養(yǎng)條件單一、飼養(yǎng)模式粗放,應(yīng)適當轉(zhuǎn)變經(jīng)營模式,充分利用家庭牧場、扶貧合作社等抓手,整合牧區(qū)的固定資產(chǎn)、草地、牲畜、研發(fā)創(chuàng)新與政策資源,投入并推廣畜種培育、飼養(yǎng)管理等改良技術(shù),以提高飼草消化效率,創(chuàng)新經(jīng)營模式也將在畜產(chǎn)品精深加工及銷售渠道方面的拓展有所裨益。而本研究僅僅考慮了牲畜出欄時間的影響,其他方式對畜產(chǎn)品產(chǎn)量與效益仍有一定的提升空間,值得后續(xù)探討研究。

其次,本研究僅考慮了公畜推遲出欄導(dǎo)致的浪費,而未將高齡母畜遲遲不出欄的牧草消耗定義為浪費。一方面,母畜的產(chǎn)仔率會隨著歲齡的增加而降低[35];另一方面,母畜的產(chǎn)奶量和產(chǎn)奶品質(zhì)也會逐年降低[36]。但是目前的數(shù)據(jù)主要針對工業(yè)化養(yǎng)殖的奶牛和肉牛,缺乏有關(guān)自然放牧的研究。因此,若有進一步的調(diào)研數(shù)據(jù)或試驗數(shù)據(jù)支撐,可以對不同年齡母畜的生殖效率和產(chǎn)奶效率進行量化,借鑒公畜核算標準,模擬出最高的生殖年齡及出欄年齡?？梢灶A(yù)見的是,瑪多縣畜牧業(yè)仍有很大的生態(tài)節(jié)約潛力和經(jīng)濟效益潛力有待挖掘。

此外,高寒牧區(qū)冷季漫長,期間草地生產(chǎn)力難以滿足牲畜的營養(yǎng)需求,自20 世紀60 年代以來,草業(yè)科技工作者在青藏高原采集優(yōu)良天然草地牧草種質(zhì)資源,并引進國外優(yōu)良牧草種質(zhì)資源,選育適應(yīng)青藏高原獨特地理位置和氣候條件的牧草新品種,并初步應(yīng)用于三江源生態(tài)環(huán)境治理中,但其研究利用的水平仍較為落后[37],未能改變當下草地生產(chǎn)力低的局面。同時,高原缺氧等因素也進一步惡化了牲畜的生長環(huán)境。夏季干旱疊加冬季雪災(zāi),可能導(dǎo)致牲畜大量死亡[據(jù)實地調(diào)研,2008 年雪災(zāi)瑪多縣共死亡各類牲畜35 855 頭(只、匹)],而牧民沒有長期補飼的傳統(tǒng)?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn),高寒草原地區(qū)推行冷季舍飼或牧歸補飼以有效緩解冷季牲畜掉膘甚至死亡的惡性循環(huán),是高寒牧區(qū)應(yīng)對極端氣候的必要措施[38-39]。極端的氣候變化也對進一步完善防災(zāi)政策動態(tài)調(diào)控體系,加強飼草料儲備,提升飼草空間調(diào)配能力,健全配套的棚圈、水利、機械化等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。而瑪多縣公路交通較為便利,共玉高速、214 國道為主干線的公路四通八達,為補飼及異地育肥提供了可能。未來的研究可以進一步量化補飼對于能量需求、肉奶產(chǎn)量以及肉奶品質(zhì)的影響,從投入產(chǎn)出的角度來進一步探索補飼的生態(tài)和經(jīng)濟效益。

最后,本研究以瑪多縣為例,研究高寒草原的生態(tài)與經(jīng)濟效益,可以為青藏高原高海拔、生態(tài)脆弱、氣候敏感區(qū)的草地畜牧業(yè)經(jīng)營模式優(yōu)化提供實踐參考。然而青海地區(qū)草地類型豐富、畜牧業(yè)傳統(tǒng)不同,經(jīng)營方式差異顯著。例如位于中腹部的中海拔地區(qū)干旱、多風,有“夏放高山,秋放川,冬季防災(zāi)山窩里,春放圍欄或走圈”的畜牧經(jīng)營傳統(tǒng),冬春季草場退化嚴重,牲畜普遍晚熟、生長周期長[40];而東部青藏高原和黃土高原過渡地帶,海拔較低,地形復(fù)雜,土地利用類型為農(nóng)牧交錯區(qū),以舍飼與放牧相結(jié)合的粗放型畜牧業(yè)為主[41]。因此,未來有必要針對不同海拔地區(qū)開展調(diào)研與具體分析,為青海地區(qū)乃至整個青藏高原的畜牧業(yè)經(jīng)營模式優(yōu)化與草畜平衡政策提供科學(xué)依據(jù)。