牧區(qū)生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展模式研究

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1、干旱牧區(qū)水草畜平衡系統(tǒng)優(yōu)化研究徐冰郭克貞中國水科院牧區(qū)水利科學(xué)研究所，呼和浩特，010010摘要：干旱少雨，超載過牧，生產(chǎn)管理水平低下一直是制約我國牧區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的主要因索，如何高效利用有限水、草資源，制定合理的草地畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)與發(fā)展規(guī)模，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前急待解決的問題。本文依托系統(tǒng)工程理論，以水草畜系統(tǒng)平衡為核心，根據(jù)內(nèi)蒙古烏審旗牧業(yè)生產(chǎn)與草地生態(tài)狀況，進(jìn)行了典型牧八水草畜平衡系統(tǒng)優(yōu)化分析，捉出10種曖季放牧冷季舍飼的家庭生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展模式，旨在為牧區(qū)水草資源的合理利用和畜牧業(yè)健康發(fā)展提供參考。關(guān)鍵詞：牧區(qū)；水草畜平衡；系統(tǒng)優(yōu)化1前言我國的

2、牧區(qū)多處丁?土地沙漠化集中分布和水資源嚴(yán)重短缺的地區(qū)，隨著載畜量的增加,天然草地資源已被超限度利用，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。惡劣的自然條件要求必須以可持續(xù)發(fā)展為指導(dǎo)思想，以生態(tài)畜牧業(yè)為建設(shè)核心，應(yīng)用系統(tǒng)工程理論和方法建立區(qū)域性水一草畜平衡系統(tǒng)，合理配置、利用有限的水、草資源，確定科學(xué)合理的天然草地與人工飼草料基地發(fā)展規(guī)模及與Z相應(yīng)的草地適宜載畜數(shù)量，建立高產(chǎn)、高效、可持續(xù)的草地生產(chǎn)系統(tǒng)。1.1草地水一草一畜平衡系統(tǒng)水-草-畜系統(tǒng)是一個復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)成這一系統(tǒng)的主要元W：水資源的開發(fā)利川：草地結(jié)構(gòu)及其生產(chǎn)能力；養(yǎng)畜規(guī)模為畜群結(jié)構(gòu)的調(diào)整等，其具有物質(zhì)循

3、壞和能量轉(zhuǎn)換的基本功能。衡量水一草一畜平衡系統(tǒng)功能優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是：水、草資源利用效率如何，牛態(tài)環(huán)境條件是否改善，牧民經(jīng)濟(jì)收入可否捉高等，即牛態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會的整體效益如何？一個良好的草地水一草一畜平衡系統(tǒng)應(yīng)該是：既能充分地吸收、利用、轉(zhuǎn)換輸入的物質(zhì)與能量,獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的草畜產(chǎn)品，乂可促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，并獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益，整個系統(tǒng)處于正向（優(yōu)化）發(fā)展的動態(tài)平衡和良性循環(huán)狀態(tài)。1.2水一草一畜平衡系統(tǒng)工程水一草一畜系統(tǒng)工程是應(yīng)川系統(tǒng)工程方法對水一草一畜系統(tǒng)進(jìn)行綜合考查和分析、并優(yōu)化水、草、畜工程規(guī)劃和運(yùn)行管理的工程技術(shù)，是綜合水資源系統(tǒng)工程、草原系統(tǒng)

4、工程、畜牧業(yè)系統(tǒng)工程的交義前沿學(xué)科。根據(jù)水草畜整體協(xié)調(diào)發(fā)展的需要，按照系統(tǒng)木身所特有的性質(zhì)與功能，研究系統(tǒng)與環(huán)境Z間、系統(tǒng)與各子系統(tǒng)Z間、子系統(tǒng)Z間與子系統(tǒng)Z間、子系統(tǒng)與各要素Z間、各要素Z間的相互作用少相互依賴的關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)川系統(tǒng)優(yōu)化方法、系統(tǒng)建模方法、系統(tǒng)預(yù)測方法、系統(tǒng)模擬方法、系統(tǒng)評價(jià)方法、系統(tǒng)決策分析方以及結(jié)合從定性到定量綜合集成方法等，定量或半定量地求解水一草一畜系統(tǒng)規(guī)劃與管理的優(yōu)化方案。2研究區(qū)概況研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市南部的烏審旗，該區(qū)地處毛烏素沙地腹地，屬于典型的溫帶大陸性氣候，風(fēng)大沙多，干旱少雨，地

5、表水系很不發(fā)達(dá)，以開發(fā)利用地下水為主。該區(qū)是一個典型的牧業(yè)旗縣，80年代起率先開始進(jìn)行農(nóng)出草場建設(shè)和以家庭草庫倫灌溉為主的草原生態(tài)建設(shè)，形成了“水、草、林、料、機(jī)”配套的灌溉草地發(fā)展模式。但因缺乏科學(xué)的規(guī)劃與管理，未能將天然草場與灌溉草地的發(fā)展有機(jī)結(jié)合起來，水、草資源沒有得到合理利用，超載過牧，草地沙化仍然制約著當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展。鑒于烏審旗的生態(tài)為生產(chǎn)現(xiàn)狀，研究從水資源系統(tǒng)一草地生態(tài)系統(tǒng)一社會經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)耦合機(jī)理方面入手，抓住水一草一畜系統(tǒng)平衡這一核心問題，綜合考慮水、草資源對地區(qū)人口、資源、壞境和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的支撐能力，應(yīng)用線性規(guī)劃法建立區(qū)域

6、水一草一畜平衡調(diào)控系統(tǒng)與生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展模式，為牧區(qū)水草資源的合理利用和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考。3模型構(gòu)造研究將系統(tǒng)屮農(nóng)山業(yè)系統(tǒng)、草地業(yè)系統(tǒng)、家畜業(yè)系統(tǒng)聯(lián)合起來綜合考慮，結(jié)合烏審旗實(shí)際生產(chǎn)情況，進(jìn)行暖季放牧冷季舍飼畜牧業(yè)發(fā)展模式的優(yōu)化計(jì)算。主要進(jìn)行天然草場的規(guī)劃利用；優(yōu)化種植基地結(jié)構(gòu)與規(guī)模；開發(fā)勞動力；有限水資源的優(yōu)化配置及經(jīng)濟(jì)效益分析研究。3.1合理利用、改良天然草場天然草場是草地畜牧業(yè)飼草的主要來源，天然草場的數(shù)量和質(zhì)量是決定種祥結(jié)構(gòu)的主要因素，也是種植業(yè)基地發(fā)展規(guī)模的主要因索。因此，合理利用和改良犬然草場是草地畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)牛態(tài)系統(tǒng)效益最優(yōu)化

7、的基礎(chǔ)。3.2確定種植業(yè)發(fā)展規(guī)模及種植結(jié)構(gòu)合理確定種植業(yè)結(jié)構(gòu)和規(guī)模，特別是在水資源一定的條件下，經(jīng)濟(jì)合理的飼草種植比例，是解決冬春飼草不足，取得草地畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng)效益最優(yōu)化的重要條件。3.3分析確定牧區(qū)水利設(shè)施的布局與規(guī)模牧區(qū)水利設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的高低是衡量草地畜牧業(yè)生產(chǎn)水平高低的重要方而，具體包括水源工程、提水工具、輸配水型式及灌水技術(shù)等措施。特別在西部干旱區(qū)，節(jié)水節(jié)能水利設(shè)施的布局與規(guī)模是影響草地灌溉效果的垂要因素。綜上所述，以牧區(qū)水利建設(shè)為基礎(chǔ)的草地畜牧業(yè)生產(chǎn)，主要由天然草場、種植業(yè)慕地、水利設(shè)施、牲畜、林業(yè)、牧民六個子系統(tǒng)構(gòu)成，各系統(tǒng)相互協(xié)

8、調(diào)、制約，構(gòu)成涵蓋草地所有資源的完整的草地畜牧業(yè)牛產(chǎn)系統(tǒng)。4數(shù)學(xué)模型根據(jù)草地畜牧業(yè)系統(tǒng)各要素，建立水草畜平衡的工態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展線性規(guī)劃模型，經(jīng)參數(shù)優(yōu)選、