第二章

草地培育學(xué)原理

本章內(nèi)容草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的概念、內(nèi)涵及特點(diǎn)四個(gè)生產(chǎn)層理論的基本內(nèi)涵與外延草地的發(fā)展演替草地資源可持續(xù)利用的概念與內(nèi)涵；理論對(duì)指導(dǎo)草業(yè)生產(chǎn)的意義

2-1草地生態(tài)系統(tǒng)

系統(tǒng):是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成的、具有特定功能的有機(jī)整體?；拘再|(zhì)：一定的邊界、兩個(gè)以上的組分、一定的結(jié)構(gòu)、特定的功能。

生態(tài)系統(tǒng)定義：生物群落與生存環(huán)境之間、生物群落內(nèi)生物之間密切聯(lián)系，相互作用，通過物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)化和信息傳遞，成為占據(jù)一定空間、具有一定結(jié)構(gòu)和執(zhí)行一定功能的動(dòng)態(tài)平衡整體。知識(shí)復(fù)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)生物成分非生物環(huán)境氣候因子（太陽輻射、溫度、濕度、風(fēng)等）無機(jī)物有機(jī)物生產(chǎn)者（最基本和最關(guān)鍵的部分）消費(fèi)者分解者大氣土地生物因子社會(huì)因子科技生產(chǎn)生活草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)植物動(dòng)物微生物非生物因子任繼周主編《草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)通論》

根據(jù)古今中外農(nóng)業(yè)文明的發(fā)展歷程,作者們分析了中國農(nóng)耕文化和旅游文化轉(zhuǎn)變史,認(rèn)為草地農(nóng)業(yè)是支持華夏文明數(shù)千年長盛不衰的基礎(chǔ)。

草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是自然生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)人類的智慧不斷加工改造的物質(zhì)生產(chǎn)系統(tǒng),是利用自然生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)規(guī)律使原始的草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)不斷向高級(jí)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的過程,因此,草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展不是無源之水無本之木。1、草地生態(tài)系統(tǒng)的概念“草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)”亞系統(tǒng)，是由生物因素（植物,動(dòng)物,微生物）、非生物因素（Atmosphere，Soil）和生產(chǎn)勞動(dòng)因素所構(gòu)成的開放系統(tǒng)。通過綠色植物（producers）

家畜與草食動(dòng)物（consumers）

腐生性微生物及昆蟲原生動(dòng)物（decomposers）

（foodchain）2草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)三因子：生物因子，非生物因子，社會(huì)因子社會(huì)因素-生產(chǎn)勞動(dòng)因素（核心）的干預(yù)下，才表現(xiàn)出農(nóng)學(xué)特性。Pyramid（1/10定律）：數(shù)量、質(zhì)量、能量、經(jīng)濟(jì)效益（倒金字塔）能流、物流、信息流。開放系統(tǒng)：向系統(tǒng)外不斷輸出產(chǎn)品。

生態(tài)金字塔

能量金字塔

能量在生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級(jí)生物流動(dòng)過程中逐級(jí)遞減的原因：

不能完全利用；不能完全同化；呼吸消耗。2-2草地生態(tài)系統(tǒng)四個(gè)生產(chǎn)層理論前植物生產(chǎn)層（前初級(jí)）：以草原動(dòng)植物及土壤、大氣所構(gòu)成的草原景觀（旅游）及生態(tài)服務(wù)功能（水土保持、自然保護(hù)區(qū)、城市綠地草坪）、人文歷史價(jià)值、生物多樣性保護(hù)。2-2草地生態(tài)系統(tǒng)四個(gè)生產(chǎn)層理論前植物生產(chǎn)層（前初級(jí)）：以草原動(dòng)植物及土壤、大氣所構(gòu)成的草原景觀（旅游）及生態(tài)服務(wù)功能（水土保持、自然保護(hù)區(qū)、城市綠地草坪）、人文歷史價(jià)值、生物多樣性保護(hù)。青藏高原生態(tài)“資產(chǎn)”每年創(chuàng)造近萬億元“服務(wù)價(jià)值(2005)

鄭度院士、姚檀棟研究員為主編的我國科學(xué)家在《青藏高原隆升與環(huán)境效應(yīng)》一書中提出，青藏高原生態(tài)系統(tǒng)每年創(chuàng)造的服務(wù)價(jià)值達(dá)到近萬億元——9363.9億元，占全國生態(tài)系統(tǒng)每年服務(wù)價(jià)值的16.7%，占全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的0.61%。森林、草地、農(nóng)田、湖泊、荒漠、沼澤濕地……各種生態(tài)系統(tǒng)都或多或少在大氣成分、氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、土壤保持、廢物處理、生物多樣性、食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)和娛樂休閑等方面為人類和自然提供著“生態(tài)服務(wù)”。

另外，大氣成分調(diào)節(jié)價(jià)值占10.6%,氣候調(diào)節(jié)價(jià)值占10.8%,廢物處理價(jià)值占16.8%,食物和原材料生產(chǎn)價(jià)值占2.6%和4.1%，娛樂和文化價(jià)值占3.6%。專家指出，雖然對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值還有較大爭議，但當(dāng)全球生態(tài)系統(tǒng)受到更大壓力時(shí)，加強(qiáng)和保護(hù)青藏高原脆弱生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將顯得極為重要.植物生產(chǎn)層：傳統(tǒng)的草產(chǎn)品生產(chǎn)（牧草或其它飼用植物。如青草、青干草、草粉、青貯等）

動(dòng)物生產(chǎn)層：傳統(tǒng)的畜產(chǎn)品生產(chǎn)（家畜等草食動(dòng)物的肉、奶、蛋和皮毛等）

直接或間接地依靠綠色植物為生的各種動(dòng)物，特別是草食動(dòng)物，利用它們特殊的消化功能，將經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低的植物形式的熱能轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的動(dòng)物形式的熱能，并貯存于動(dòng)物體內(nèi)。

植物可直接利用的只有12.5%(最高25%),若通過草食家畜可把75%的植物轉(zhuǎn)變?yōu)槿丝衫玫?我國畜牧業(yè)合理比例應(yīng)為50%,美國60%,新西蘭80~90%

直接或間接地依靠綠色植物為生的各種動(dòng)物，特別是草食動(dòng)物，利用它們特殊的消化功能，將經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低的植物形式的熱能轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的動(dòng)物形式的熱能，并貯存于動(dòng)物體內(nèi)。

植物可直接利用的只有12.5%(最高25%),若通過草食家畜可把75%的植物轉(zhuǎn)變?yōu)槿丝衫玫?畜牧業(yè)合理比例:中國50%美國60%新西蘭80~90%后生物生產(chǎn)層（外生物）：動(dòng)、植物產(chǎn)品的深加工（葉蛋白、色素、酶、生長激素、纖維素、蔬菜汁液（作保健飲料）與流通環(huán)節(jié)。

即畜產(chǎn)品加工業(yè)。人為將次級(jí)產(chǎn)品經(jīng)深度加工后變成商品，并使之多次增值。如果僅出售原料，帶走的物質(zhì)(養(yǎng)份)和能量最多，換回的貨幣卻最少。后生物生產(chǎn)的次數(shù)愈多，帶走的物、能愈少，而流回系統(tǒng)的財(cái)流則愈多。云南省富寧縣是黃牛主要產(chǎn)地之一，生產(chǎn)力都十分低。1984年以來，開展了肉制品加工業(yè)，并從德國引進(jìn)包裝設(shè)備，其經(jīng)濟(jì)效益則顯著提高，這是致富潛力最大的一個(gè)層次。后次級(jí)生產(chǎn)的動(dòng)力是市場需要，必須有專人組織“產(chǎn)后”的貯藏、運(yùn)輸、加工和銷售等社會(huì)化服務(wù)。中國通過加工增值:70%;而臺(tái)灣130%;日本:240%;美國:270%

動(dòng)物生產(chǎn)層是傳統(tǒng)畜牧業(yè)主要方面，植物生產(chǎn)層是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面。在當(dāng)前退牧還草、前植物生產(chǎn)層與外生物生產(chǎn)層生產(chǎn)潛力遠(yuǎn)沒發(fā)掘（草產(chǎn)品加工、旅游等方面已有較大發(fā)展）---張自和2-3草地生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控了解草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的自身規(guī)律——利用與改造（干預(yù)）有生命的一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。

非生物的環(huán)境、生物因素（p38）物理環(huán)境：改變植物環(huán)境的有意識(shí)的活動(dòng)草地植物(新品種吉生羊草比野生羊草產(chǎn)量提高4～15倍)家畜(牦牛)：選擇與育種其它生物：豆科植物接種根瘤菌“季節(jié)畜牧業(yè)”,就是在草地植物大量生長,牧草供給充足,營養(yǎng)價(jià)值高的時(shí)期,飼養(yǎng)比較多的家畜,而在飼草數(shù)量少,品質(zhì)差的時(shí)期,大大減少飼養(yǎng)的家畜數(shù)量,其核心是組織肥羔生產(chǎn),秋季屠宰肥羔和淘汰其它不必要過冬的牲畜。優(yōu)點(diǎn)：1、充分地利用了草地的可利用飼草,使其轉(zhuǎn)化為盡可能多的畜產(chǎn)品,2、減少了對(duì)飼草的需求,使得冬春季的補(bǔ)飼成為可能,從而有效地增加家畜產(chǎn)品的數(shù)量和冬春季的成活率;3、減輕了草地的放牧壓力,有利于草地生產(chǎn)力的維持和提高。4、如果結(jié)合家畜改良,提高優(yōu)良品種的比重,那么,家畜的單產(chǎn)的提高,不但可以補(bǔ)償家畜總數(shù)減少所造成的產(chǎn)量下降,而且可以超過家畜總數(shù)減少前的總產(chǎn)。

“季節(jié)畜牧業(yè)”

“季節(jié)畜牧業(yè)”生產(chǎn)實(shí)踐的理論根據(jù)理論依據(jù)之一：生態(tài)學(xué)理論-邏輯斯諦方程dN/dt=rN(K-N)/K.

式中N為種群個(gè)體總數(shù),r為種群增長潛力指數(shù),K為環(huán)境最大容納量.理論依據(jù)之二：肥羔對(duì)飼草的轉(zhuǎn)化效率最高.

（10月齡的羊每生產(chǎn)1公斤肉消耗飼草10.411公斤,轉(zhuǎn)化率為9.6%,而4歲羊每生產(chǎn)1公斤肉消耗牧草21.12公斤,轉(zhuǎn)化率為4.7%)

理論依據(jù)之三:冬春飼草的質(zhì)和量大大降低,因此在秋季牲畜膘肥體壯時(shí),必須及時(shí)大量淘汰牲畜,減少冬春牲畜的掉膘和死亡損失。2-4草地的發(fā)展演替

1．

概念：（succession）草地一種植物群落被另一種植物群落的替代的變化發(fā)展過程。自Clements（1916）提出“頂級(jí)與植物演替”理論后，Sampson(1919)將其引入草地研究中，認(rèn)為探測(cè)過度放牧最可靠和最有效的方法是識(shí)別一種植被形式被另一種形式所代替，要把這些不同植被類型的放牧價(jià)值和生態(tài)演替階段聯(lián)系起來。

階段性：初級(jí)階段、過渡階段、相對(duì)穩(wěn)定階段按起始的基質(zhì)分：原生演替，次生演替按基質(zhì)的性質(zhì)分：水生演替，旱生演替按主導(dǎo)因素分：內(nèi)因生態(tài)演替、外因生態(tài)演替按內(nèi)外因的特點(diǎn)分：自然演替、利用演替按演替速度分：快速演替，長期演替，世紀(jì)演替（演化）按代謝特征分：自養(yǎng)演替，異養(yǎng)演替按發(fā)展方向分：“進(jìn)展演替”（內(nèi)蒙草地封育恢復(fù)為例）、“退化演替”（逆行）（今夕河西及新西蘭為例）演替分類群落演替的一般規(guī)律

減少增加物種弱化成熟土壤剖面發(fā)育惡化優(yōu)化群落生境旱生或濕生中生群落趨向rK選擇壓力減少增加生物量簡單復(fù)雜種間關(guān)系簡化多樣化生活型小，短大，長優(yōu)勢(shì)植物體形與壽命簡單復(fù)雜群落結(jié)構(gòu)逆行演替進(jìn)展演替項(xiàng)目自然演替----自學(xué)部分實(shí)例：森林草原地區(qū)“生草土”

根莖期—疏叢期—密叢期演替自然

交互共生

大自然做得最好，而且免費(fèi)利用演替（次生）---自學(xué)部分

撂荒地的演替（不同土壤類型的地區(qū)演替實(shí)例）演替特點(diǎn)、利用方式與措施：割草地的演替：割草對(duì)草地的影響；割草地的退化演替的特點(diǎn)；利用方式與措施

放牧地的演替：采食牧草、畜蹄踐踏、排泄糞尿、演替特點(diǎn)、利用方式與措施：兩個(gè)“危機(jī)時(shí)期”（忌牧期）：重牧之下：偏途演替：——合理的畜群結(jié)構(gòu)2-4草地資源可持續(xù)發(fā)展

一、概念（Sustainabledevelopment）亦稱“可持續(xù)發(fā)展”和“持續(xù)發(fā)展”。1987年挪威首相布倫特蘭夫人在她任主席的聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)的報(bào)告《我們共同的未來》中，把可持續(xù)發(fā)展定義為“既滿足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”，這一定義得到廣泛的接受，并在1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上取得共識(shí)。中國古代哲學(xué)家提出的“天人合一”的觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)人與自然的和諧相處?？沙掷m(xù)發(fā)展的內(nèi)涵：系統(tǒng)觀、整體觀、平等觀、全球觀持續(xù)發(fā)展需要遵循的三個(gè)原則是：公平性原則、持續(xù)性原則、共同性原則。

“生態(tài)補(bǔ)償說到底是個(gè)社會(huì)公平問題。”環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家安德雷·維斯特認(rèn)為，一些人多占環(huán)境資源，另一些人占有得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，國家應(yīng)該在他們之間進(jìn)行平衡和調(diào)整。毋庸置疑，這種平衡和調(diào)整指的就是生態(tài)補(bǔ)償。生物多樣性的定義與內(nèi)涵生物多樣性是指地球上所有生物（動(dòng)物、植物、微生物等）、它們所包含的基因以及由這些生物與環(huán)境相互作用所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)的多樣化程度

生物多樣性一般劃分為遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。

Simpson指數(shù)的公式Shannon-Wiener指數(shù)

Pielou指數(shù)E=H/Ln(s)(均勻度指數(shù))1、生物多樣性保護(hù)對(duì)策二、可持續(xù)利用的草地管理對(duì)策

效益/效能

森林系統(tǒng)草原系統(tǒng)濕地系統(tǒng)海洋系統(tǒng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)碳分離***水土保持***水循環(huán)

***污染清除******水災(zāi)控制***氣候調(diào)節(jié)***營養(yǎng)物循環(huán)*****科研/教育****旅游/娛樂******木材生產(chǎn)**木柴/燃料****狩獵/漁業(yè)*******藥物

**非木材植物*****遺傳資源********文化/科學(xué)*****表1、中國五類主要生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性效益**=極其重要*=其次重要

維護(hù)草地生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性是草地畜牧業(yè)持續(xù)發(fā)展的前提條件。放牧家畜作為草地生態(tài)系統(tǒng)中的一員,與牧草植物相互競爭、相互適應(yīng),協(xié)同進(jìn)化,共同維持著草地生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。適度的放牧活動(dòng)調(diào)節(jié)著不同植物間的相互關(guān)系,使草地維持著較高的生物多樣性和一定的穩(wěn)定性。過度放牧則破壞草地植被,草地的生物多樣性和穩(wěn)定性下降。3、可持續(xù)利用的原則---閥限

閥限，生態(tài)適合度與經(jīng)濟(jì)適合度的統(tǒng)一。-----“最大持續(xù)產(chǎn)量”如果牧食壓力維持在未放牧前植物生產(chǎn)量的一半左右,就會(huì)出現(xiàn)周期