喀斯特石漠化环境基于牛羊健康养殖的林灌草优化配置应用价值分析

廖建军，熊康宁，池永宽，陈 希，申小云

（贵州师范大学喀斯特研究院/国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心，贵州贵阳550001）

自20世纪90年代中后期以来，国际上牛羊健康养殖研究的内容主要涉及养殖生态环境的保护与修复、牛羊的疫病防治、绿色药物研究、优质饲料配制、牛羊的产品质量安全等领域，但往往忽视了林灌草优化配置对牛羊健康生长的巨大作用。在喀斯特石漠化环境中，其植被覆盖率较低，水源缺乏、土层较薄、土壤贫瘠，水土流失较为严重（熊康宁，2002），因此在发展经济的同时急需对石漠化地区的植被及其结构进行有效恢复，即需对不同乔木、乔灌及牧草的品种进行搭配种植，选择最优配置方式。而石漠化地区家畜生产每年都遭受着林灌草配置季节分配不均匀的影响，致使草地营养的供给不足。而对不同品类的林灌草进行优化配置，可增加牛羊的饲料来源，提高产草量的同时均衡草地营养，实现健康养殖。

1　研究区环境与牛羊健康养殖现状

1.1花江示范区 关岭-贞丰花江喀斯特高原峡谷中度-强度石漠化综合治理示范区（简称“关岭-贞丰花江示范区”）位于贵州西南部，关岭县以南、贞丰县以北的北盘江花江峡谷两岸，属于亚热带干热河谷气候，示范区总面积51.621 km2，其中喀斯特面积45.39 km2，占总面积的87.92%。2015年总人口8612人，其中农业人口7729人，占总人口的89.7%，农业人口密度133人/km2；示范区石漠化发生范围广、程度深，总体呈现以中-强度石漠化景观为主，石漠化面积13.52 km2，其中潜在、轻度、中度和强度石漠化分别占24.54%、40.48%、17.93%、17.06%。

1.2毕节撒拉溪示范区 毕节撒拉溪喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化综合治理示范区（简称“毕节撒拉溪示范区”）主要位于撒拉溪镇，属于亚热带高原山地气候，海拔在1509～2180 m。该示范区总面积为86.27 km2，喀斯特面积占74.25%，核心区（朝营小流域）总面积56.33 km2，喀斯特面积占79.36%，其中轻度石漠化面积15.27 km2，占核心区总面积的27.10%；中度石漠化面积9.13 km2，占核心区总面积的16.20%，强度石漠化面积1.73 km2，占核心区总面积的3.07%。2015年总人口为21215人，人口密度为235人/km2，农业人口20138人，占总人口的94.9%。示范区石漠化面积占68.27%。

1.3牛羊健康养殖现状 牛羊健康养殖在花江示范区的主要特点是：草灌种植面积小，搭配种类少。大多灌木主要用于燃料，没有种植专用于牛羊饲用的灌木，资源使用方式不合理，浪费严重。另外，相对于种植业，畜牧业在此示范区的地位和发展没有受到足够重视，加之生产生活需要，草灌植被受到的破坏也较为严重。另外基于气候原因，主要以禾本科牧草为主，土壤营养价值相对偏低，生态系统较为脆弱、稳定性差。在毕节撒拉溪示范区的主要特点是：单一牧草营养成分差。该示范区由于土层较薄，土地贫瘠，固土保水能力弱。造成牧草的营养成分低下。以天然草地、人工草地和改良地为主的高覆盖度草地占草地面积较少。以荒漠化草地为主的中、低覆盖度草地所占比例较高（申小云，2012；高渐飞，2011）。且豆科牧草与禾本科牧草所占比例不合理，多为二、三等草地，茎杆粗硬，纤维含量高，粗蛋白质含量低，难以满足牛羊的健康成长需求。

2　林灌草种植现状及价值分析

2.1林地、灌木种植现状及价值分析 在花江示范区，植物种类丰富。从表1中可看出关岭-贞丰花江示范区主要的木本植物和草本植物均较为丰富。其用于石漠化治理的水土保持林主要有小叶女贞、柏木、构树、乌桕、棕榈、香椿、等树种；经济林灌主要有花椒、火龙果、柑橘、核桃、柚木、金银花等品种，其中成规模的主要有花椒和火龙果。花椒和火龙果经过近些年来的引进种植，已经产生了十分显著的经济效益。

在毕节撒拉溪示范区的石漠化治理工程之前，撒拉溪示范区内主要的林灌地种植特点是分布在沟边坎旁的漆树、核桃、梨、板栗等在房前屋后零星分布的经济林，但多为农民自食，没有形成规模和商业化；以及次生的灌草林，多是由原始植被遭到破坏，而后演替形成。在石漠化治理工程实施后，朝营小流域石漠化治理项目在朝营小流域的下小寨主要研究点人工造经济林52 hm2，为香玲核桃和贵农5号刺梨 “林灌”间种。香玲核桃和贵农5号刺梨，具有抗旱、耐寒、喜光、抗病能力强的特性，适应石灰土生长，对水肥要求不严（池永宽，2015）。根据市场状况可对现有核桃、刺梨进行产量、价值预测分析。盛果期香玲核桃和贵农5号刺梨产量分别为 3000、5250 kg/hm2，即使按照市场最低价格20元/kg和10元/kg来计算其收入也可达60000 kg/hm2和52500 kg/hm2（表 2）。

表1　关岭-贞丰花江示范区主要植物类型

表2　朝营小流域核桃、刺梨种植面积、产量与产值表

2.2草地种植现状及价值分析 在花江石漠化综合治理示范区其气候冬春温暖干旱，夏秋湿热，热量资源丰富；年均温18.4℃，年均降水量1100 mm，适合皇竹草、柱花草等暖季型牧草种植，另外紫花苜蓿也能够表现出良好的生产性能。尤其是皇竹草，叶软汁多、口感好，是各种草食性牲畜的最佳饲料，也是防止水土流失、治理荒山、陡坡的理想植株。皇竹草生长期短、产量极高 （产量可高达75000 ～ 225000 kg/hm2）、分蘖多、再生能力强，养分含量高，病虫害少（张雪尽，2004）。柱花草、紫花苜蓿为豆科牧草，其根瘤可以固氮，能改良土壤，种植柱花草后，可明显增加试验地土壤养分，且柱花草在贫瘠的酸性瘦土上也能生长，并能提高种植样地的 pH（龙会英，2011）（表 3）。

表3　2014年花江示范区主要林灌草产量

在毕节撒拉溪示范区石漠化治理项目开展以来朝营小流域下小寨主要研究点建植了27.14 hm2人工草地，主要品种有禾本科的高羊茅、多年生黑麦草、扁穗雀麦、鸭茅，豆科的白三叶、红三叶和紫花苜蓿，以及饲用玉米和菊苣。在朝营小流域田间试验中单播禾本科牧草中高羊茅产量最高，其次是多年生黑麦草、扁穗雀麦、鸭茅；豆科牧草中产量最大的是紫花苜蓿，其次是白三叶与红三叶，饲用玉米的年产量要高于菊苣。混播牧草比单播牧草一般具有产量多、抗逆性强、稳定性高等优点（王元素，2014、2006、2004），同时试验证明几种牧草的混播处理产量要远高于各牧草单播处理（表4和表5）。

3　基于牛羊健康养殖的林灌草优化配置的应用价值分析

3.1林灌草优化配置的基础条件 西南喀斯特石漠化地区受来自于太平洋东南季风与印度洋西南季风的交替影响，是典型的亚热带季风气候区，地形垂直，立体结构性强，夏无酷暑，冬无严寒，雨热同期，年日照时数长，降雨天数多，无霜期长，降水量大，利于灌木生长和牧草分布。而喀斯特石漠化地区，山地丘陵面积大，地形崎岖，基岩裸露面大，土层较薄，土壤肥力低，不适宜耕作，适宜栽植不同品种结构的林灌草，即适宜于建植林灌草地。而我国西南部区域石漠化面积分布广，气候垂直立体性强，垂直带谱各段上的光照、气温、降雨量等气候因素差异较大，具有发展林灌草地建植的天然优势。

表4　2014年朝营小流域各种牧草单播产量

表5　2014年朝营小流域牧草混播产量

3.2林灌草优化配置的应用价值分析 牧草是家畜和野生草食动物的食物来源，各类型草地牧草营养物质含量直接影响着草食家畜的营养状况、生命活动及生产性能（董雪妮，2017；李新一，2015；李馨，2011）。基于气候的差异和灌木、牧草资源种类的分布，在牛羊喜食的前提下，于喀斯特高原峡谷为主要地貌类型的关岭-贞丰花江示范区选取适宜干热河谷气候、适口性好、营养价值高、饲用价值优良、特点作用大、应用价值高的经济作物花椒、火龙果，豆科饲用灌木刺槐、白刺花、紫花苜蓿和禾本科牧草扁穗牛鞭草、皇竹草、豆科牧草天蓝苜蓿、柱花草等为主要对象进行优化配置研究（表6和表7）。

由表7可知，在花江示范区不同林灌草品种的10种配置方式中，在牛羊喜食的前提下，满足适口性好、营养价值高、饲用价值优的林灌草品种种植中，产量最高的是刺槐、白刺花、柱花草与多年生黑麦草的搭配种植，其鲜草产量达40370 kg/hm2、干物质产量为7486 kg/hm2，但其远低于火龙果与皇竹草的组合种植方式的产量；火龙果与皇竹草的种植其鲜草产量高达75500 kg/hm2、干物质产量为12074 kg/hm2，远超其他所有试验组合，但其适口性与饲用价值相比其他组合相对较差；粗蛋白质含量最高的是火龙果与紫花苜蓿的搭配，但其产量低下。因此，在具体实施环节上，需要根据当时的适地状况与牛羊的营养需求，合理选择与分配不同组合种植方式的比例，进行林灌草的优化配置，达到应用价值的要求。

表6　关岭-贞丰花江示范区部分林灌草品种饲用价值

表7　关岭-贞丰花江示范区部分林灌草品种搭配饲用价值

在以喀斯特高原山地为主的毕节撒拉溪示范区，基于气候的差异和灌木、牧草资源种类的分布，在牛羊喜食的前提下，选取适宜其温凉气候、适口性好、营养价值高、饲用价值优良、特点作用大、应用价值高的的经济作物刺梨、核桃，豆科饲用灌木紫穗槐和红三叶、白三叶，禾本科饲用植物高羊茅、鸭茅、多年生黑麦草、扁穗雀麦，蓼科饲用植物金荞麦等牧草进行重点搭配试验研究（表8和表9）。

表8　毕节撒拉溪示范区部分林灌草品种饲用价值

表9　毕节撒拉溪示范区部分林灌草品种搭配饲用价值

由表9可知，在毕节撒拉溪示范区不同林灌草品种的10种配置方式中，在牛羊喜食的前提下，满足适口性好、营养价值高、饲用价值优的林灌草品种种植中，产量最高的是紫穗槐、多花木蓝、红三叶与多年生黑麦草的配置方式，其鲜草产量达 41720 kg/hm2、干物质产量为 7954 kg/hm2；但其低于刺梨与扁穗雀麦组合种植的产量，刺梨与扁穗雀麦组合种植的产量最高，其鲜草产量达47310 kg/hm2、干物质产量为 8468 kg/hm2，刺梨富含维生素C和SOD，具有较高的经济与药用价值，但其适口性差，扁穗雀麦有较强的再生性及分蘖能力，产草量较高，抗冬性较强，在南方是解决冬春饲料的优良牧草，常作短期牧草种植，牧草产量较高，但其质地较粗，适口性相对较差，次于黑麦草与燕麦等牧草品种。

3.3林灌草优化配置的意义 林灌草植物的空间优化配置是石漠化地区植被建设的核心内容，也是调整土地利用结构、防治水土流失、治理石漠化的关键措施（王国刚，2015；张浩，2012；郑海峰，2007）。乔木、灌木与草本植物的空间分布与搭配比例的问题，不仅关系到植物的物种选择与植被的经济效益；也关系到种植区的气候状况、土壤养分平衡、水土保持效益；林灌草的结构配置状况还会影响到喀斯特石漠化地区植被恢复与群落演替的进度，其次，不同林灌草植物品种的优化搭配种植会具有不同的产量、效益及营养价值，因此是实现牛羊健康养殖的重要饲喂来源，同时也是防治水土流失、实现石漠化综合治理的新途径 （杨振海，2008）。通过林灌草的优化配置，使林、灌、草有机结合，可以优化种植模式、延长利用年限，增加植被覆盖度、防治土壤流失、实现保水固土，改善动植物小生境、提高生物生产量、实现生态系统良性循环，增加能源、生态、经济和社会效益。

4　结论与讨论

根据喀斯特石漠化地区土层浅薄、土壤贫瘠的特性（侯向阳，2015），可以针对其不同地区、不同地形地势、不同小气候环境和小生境条件下，对草地资源、树种品类进行合理交叉搭配种植，根据适树则树、宜草则草的原则，优化土地利用模式，进行科学合理的牧草配置，提升林灌草的结构配置状况和其整体的营养价值水平。实现牛羊的健康养殖，进而实现石漠化治理中牛羊养殖的产业化，达到综合防治的效果。

草地畜牧业是缓解石漠化地区人地矛盾突出、提高地表植被覆盖度、加快群落演替、改善生态环境、增加生物多样性、合理利用土地、增加农民收入、改善农村面貌、缓解就业压力、促进社会经济发展的有效方式 （贾存辉，2017；高雅，2015）。牛羊的健康养殖是石漠化地区草地畜牧业发展的重要方向，也是缓解石漠化地区生存压力的重要举措（熊康宁，2016）。石漠化环境下牛羊的健康养殖通过种植牧草增加植被覆盖度，改善生态环境，合理利用土地缓解人地矛盾，通过提高家畜屠宰率与出栏率增加农村经济收入，促进经济社会发展，实现石漠化治理的生态、经济和社会效益高度统一。

通过对石漠化地区林灌草搭配现状及其影响因素的调查及试验分析，结合林灌草的筛选及其搭配技术，将石漠化地区可饲用林灌草进行优化配置。拟构建不同的林灌草搭配模式，如关岭—贞丰花江示范区以高大热性灌木、草丛的搭配模式为宜，毕节撒拉溪示范区以农作物秸秆和现有可饲用适生灌木、牧草综合利用搭配。在顺应自然演替规律、充分利用现有的林灌草资源的同时，结合牛羊的喜食性、适口性及其营养需求，使林灌草优化配置与牛羊健康养殖紧密联系、有机结合起来，以此创建适宜于喀斯特石漠化环境下牛羊健康成长需求的林灌草优化配置技术模式。

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