放牧场和饲草场管理的原理与实践

周道玮，王 婷，赵成振，李 强，黄迎新，钟荣珍，孙海霞

(中国科学院 东北地理与农业生态研究所，吉林省草地畜牧重点实验室，吉林 长春 130102)

0 引 言

牧场(Rangeland)及放牧场(Range)为英格兰人到达北美后特指的一类土地利用类型，包括中部大平原草原、西南部荒漠化草地、灌丛及西北部山地稀疏森林、东部灌丛及稀疏森林，几乎凡属能用于放牧或野生动物牧食的未开垦的植被稀疏的广阔地区都称为牧场，有田野(Wild land)及人烟稀少的内陆(outback)等意思[1]，用于放牧的牧场称为放牧场。牧场或放牧场尽管可能有引进的种类补播、围封、施肥及其它措施改良，但管理为自然生态系统[2]。

草场(Pastureland)及饲草场(Pasture)为英格兰、澳大利亚、新西兰及美国和加拿大所发展的一类土地利用类型，它是指周期性耕作，种植饲草或饲草作物，用于放牧、收获干草或青贮的地方，草场侧重描述地块，饲草场侧重描述草资源，类似我国的庄稼地、庄稼称谓，严格定义时还加上“围封”字样限定，管理为人工生态系统[3-4]。饲草场包括除杂草、施肥、防病虫害、甚至灌溉等农艺措施；一般种植多年生饲草，几年耕作一次，也包括一年一种或一年二种的情形。

早期到达北美的英格兰人称北美广大的草地为草甸(Meadow)，到达的法国人称其为草原(Prairie)，西班牙人称其为稀树草原(Savana)。北美本没有牛和羊，欧洲人同时带去了牛和羊，在他们所谓的草甸或草原上放牧形成了统一称谓的“牧场”及“放牧场”，并发展了放牧场原理与实践。现在的美国人称他们在世界上首先建立了放牧场管理科学及实践，并尊最早开始从事牧场系统放牧研究、撰写第一本“放牧场管理”(Range Management)教材的作者Arthur Sampson为放牧场管理之父(The Father of Range Managment)[2]。

放牧场研究，包括草原、灌丛及稀疏森林的放牧研究，在美国始于1900年，1943年出版了《放牧场管理》教科书的第一版，以后陆续修订，至2011年出版至第六版[2]，形成了系统的放牧场管理理论与实践。

欧洲人到达北美后，广泛利用各种自然植被进行放牧的同时，他们带去了英格兰人的饲草场研究成果，在中东部开始建立饲草场，利用耕作技术生产饲草，饲养牲畜。英格兰人的研究结果指导美国人在牧场放牧及饲草场建设和利用持续了50年。后来，美国的饲草场研究结果成熟，出版了《Forages,An Introduction to Grassland Agriculture》及《Forages,The Science of Grassland Agriculture》教科书和著作，至2018年已出版到第7版[5]。欧洲的饲草场研究及管理开始最早，英国人陆续出版了《Grass Farming》[6]和《Grassland,It′s Production & Utilization》[7],在指导美国研究利用饲草场的同时，推动了加拿大、澳大利亚及新西兰等世界各地的相关研究及实践。

放牧场和饲草场，在我国分别称为天然草地和人工草地或栽培草地，但美国的放牧场不仅指天然草地，还包括灌丛及稀疏森林，甚至沼泽、苔原及森林，所以在一些地区防止木本植物恢复及侵入是他们放牧场研究的一个重要领域；而饲草场是建设在优越的气候区、优质“农田”上。近百年来，放牧场和饲草场管理理论与实践日臻完善，进入了一个从哲学理念到法规、政策及实践近乎完美的境地，特别是饲草场的研究及利用类似我国农田及其耕作的研究及实践水平，但管理者、研究者也在努力寻求突破跃迁，追求达到科学与技艺高度统一的境界。温故而创新、知不足而努力，本文概括总结了美国的放牧场研究历史、放牧场管理原理及欧洲、美国饲草场管理实践，希望对我国的草原保护与利用、草地农业及草地畜牧业发展有参考意义，构筑起完整的放牧及放牧场管理体系，确定适宜的饲草场生产系统及利用途径，最后，根据降水和温度分布状况，划分了我国放牧场、饲草场的潜在分布格局。

1 放牧场管理研究简史

人类发展早期，经历了“采集-狩猎”而获取食物的阶段，并且这一阶段持续了很长时间。公元前7000-8000年间，人类驯化了水稻、小麦等谷物及牛、羊等家畜，开始了原始的种植业和养殖业[8]，食物获取方式逐渐发生了变化。后来，相继发展出“逐水草而居”、“游牧”及“转场”等牲畜生产方式，或说是发展出以获取食物为主导的新生活方式。

公元前800年，大不列颠人开始用石头或带刺的灌木作围栏围封草甸，公元前750年，大不列颠开始用大镰刀收获制作干草，并储存干草用于冬季饲喂而不是游牧；公园后50年，罗马人详细记录了干草作物的种植及干草制作方法[9]。

早在1165年，苏格兰僧侣理解定期更新草地有利于牛羊健康，1400年，僧侣通过种植2年小麦后种5年饲草的方式进行粮草轮作，后来发展为粮草轮作种植体系(Ley Farming)，此体系现在流行于一些国家和地区。公元1550年，意大利人培育了红三叶，后来分别在英格兰(1645年)和马萨诸塞(1747年)得到了应用发展。牧民不知道理由，但知道加入红三叶后的作用区别。红三叶对欧洲农业文明的影响大于任何一种其他饲草植物[10]。

美国东中部有广袤的草地，十六、十七世纪，早期到达的英格兰人称其为草甸(Meadow)，到达加拿大的法国人称相似的草地为草原(Prairie)，到达佛罗里达的西班牙人称当地的草地为稀树草原(Savana)。十八世纪，这些草地逐渐被称为牧场(Rangeland)，开发成了放牧场(Range)，美国人从土地利用意义上统一了其称谓，上面那3个术语也分别赋予了专门意义。

用火烧荒(Fire/burning)是土著美国人牧场管理的最古老办法，该方法延续了几千年，形成了“土壤-草-火-野牛-人”系统。野牛及其他野生动物是美洲本土草食动物，美洲原本没有我们现在说的奶牛、肉牛、绵羊及山羊，这些都是16-19世纪间欧洲人带去繁育发展而来。

早期移殖到美国东海岸的英格兰人利用林间空地放牧饲养牛羊，并开始培育从英格兰引进的禾草及白三叶饲草作物。1780-1820年间，英格兰人进行了很多饲草场种植及混播实验，对比研究草地产量及营养价值，这些成果被带入美国后，指导美国进行饲草场生产及管理持续了50多年。

1865年，美国内战结束，连续颁布法案促进西部大开发，西部放牧业得到了极大发展，同时，草地被大面积开垦为农田。30年后，草地发生严重退化、土地遭到广泛严重破坏，当时土地遭殃的新闻报道连篇累牍。1898年，美国政府开始通过发放执照、限制放牧牲畜数量，干预国有土地的超载放牧，情形有所好转，但私有土地超载放牧问题依然严重。

1899年，Smith[11]发表“放牧产生的问题及怎样弥补”论述，总结了无度放牧产生的放牧场破坏，使得载畜率下降；不适口植物取代理想植物；牲畜践踏导致土壤紧实；植物盖度减少；土壤肥力下降；土壤对降雨的吸收减少，急降雨导致土壤流失；草原鼠、兔增加。Smith首次建议，控制牲畜数量、建立饲草场休牧期、开发水源、控制灌木及补播等作为放牧场改良手段。美国人认为这些建议是其现今放牧场管理的基石。

1900年代，美国开始了放牧场研究[12]，Arthur Sampson于1910-1915年间，首先开始了北美的放牧系统实验。他认为，延迟放牧至种子成熟期将保证后续幼苗建植，并补充地下根茎碳水化合物的储存，有利于放牧场改良。

1920年代，美国放牧场管理教育遍地开花，到1925年，15个学院开设放牧场管理课程。这期间，Clements[13]和Weaver[14]发展出许多基础生态学概念，Clements发展了演替理论，Weaver系统研究了草地植被及草地植物根的生长发育，并在美国出版了第一本“生态学”教科书。Clements强调了草地滥用问题，建议休牧、控制放牧季节、减少放牧数量、清除有毒植物、补播以控制草地破坏从而改良草地。

1923年，Arthur Sampson撰写了第一本“放牧场管理”教材(没有该作者可引用的文献，猜测是个油印本)。现在，美国“放牧场管理”教科书认为，由于世界其他国家1900年之前没有论述放牧产生的问题的记载，也没有放牧场的科学研究，所以，“放牧场管理”是美国人建立的，Arthur Sampson被尊为“放牧场管理之父”(The Father of Range Management)。这其实是美国人和欧洲人的争辩，因为美国人同时承认，亚洲及非洲游牧部落有几千年的牧场放牧历史，游牧相当于采取轮流放牧制度，相似于美国现今采用的精致的放牧系统，维持了一个季节性“草畜平衡”体系，许多美国现今采用的放牧场管理实践在世界其他地区被采用了几世纪[15]。美国人的这一标榜有突出区别于英国人最早研究了饲草场及草牧业，而他们研究了放牧场的意味。

1930年代，美国中西部遭受了60多年的超载过牧、大面积开垦农田后果，爆发了大面积沙尘暴，甚至波及纽约、华盛顿等东海岸地区。1934年，美国联邦法律，泰勒放牧法案(The Taylor Grazing Act)颁布，根据饲养所需要的全年饲草配置需求，特别是冬季所能提供饲草能力及水源，规定了国有土地放牧点和放牧权问题，抑制了事态发展。由于考虑全年配置饲草需要准确，推动了植被组成、草地生产力的相关研究。

1948年，美国放牧场管理学会成立(Society for Range Management)，此学会凝聚放牧场研究和管理，完善出了一套规则、一门学科，并于1949年创办“放牧场管理杂志”(Journal of Range Management，2005年改名为“牧场生态与管理”(Rangeland Ecology & Management))，用于发表放牧场研究的科学发现。Dyksterhuis[16]在其上发表“基于数量生态学的放牧场状况和管理”一文，提议“用顶极群落残留量评估放牧场状况”，并引入了增加者(Increasers)、减少者(Decreasers)和入侵者(Invaders)评估植物对放牧的反应。

1940年代早期，发现生长素，开发了2-4-D农药，广泛用于放牧场控制灌木和有害植物；Cook和Harris[17-18]于1940年代后期，首次研究放牧场动物营养(Nutrition of Range Animal)，开始了放牧场饲草产量和质量耦合管理时代。

1943年，美国出版“放牧场管理”(Range Management，Principles and Practices)教科书第一版，后被陆续修订(1955、1975和2011)，形成了其现今此行业知识体系。

1950年代，美国公有土地放牧场获得巨大改良，包括供水系统、灌木控制、补播、载畜率调整、放牧期调整。同时，集水区问题、放牧场营养问题引起广泛重视。此10年的研究多于以前各年研究的总和。

1960年代，美国放牧场管理哲学发生变化，改变以前单一凝聚于生产饲草饲养牲畜观念，开始考虑多途径利用，包括野生动物保护、林木生产、休憩，并相继颁布“多途径利用法案”(1960)、“联邦土地政策和管理法案”(1976)，促进了公众环境保护意识觉醒。期间，Van Dyne 研究了“放牧场营养、植被、放牧场生态系统管理的模型模拟”，载入放牧场管理研究史。

1970年代，公共放牧场“非消费性利用”(Nonconsumptive use)观念形成，至1990年代，联邦土地放牧率减少25%。由于信息宣传及教育普及，牧场主受教育程度提高，私有土地在1980年代至1990年代得到改良。

1990年代后，集水区作为管理单元越来越受到重视，拒绝放牧场使用农药潮流形成，火烧作为管理工具被接受。

尽管研究者及政府做出了巨大努力，但美国放牧场改良一度进展缓慢，直到1990年代，放牧场管理原理也没广泛应用到私有土地。原因有如下几个方面：

-美国西部降水少(<300 mm)，放牧场自放牧滥用后恢复缓慢；降水是放牧后自然恢复的驱动力。降水少，恢复缓慢，认识到这一点很重要。

-放牧生态系统高度复杂，并多变动，需要很长的时间段，各项研究才能获得结论。

-自1970年代，政府机构花费大量人力物力，用于发展环境信息发布，有人争辩这些信息主要来自公有土地改良，并浪费了时间，浪费了资源，缺少有效的行动。

-政府政策、项目及补贴常常是创造阻碍，而不是激励进步，减缓了可持续放牧实践。

始于1985年的美国水土保持项目，“退易风蚀边际农田还多年生草地”(…retired erodible marginal farmland to permanent perennial grassland…)近1 500万hm2，1990年代及2000年代，稳固土壤、水土流失控制、河岸修复、放牧场恢复取得成效。无论是国有土地还是私有土地，超载放牧面积减少。调查系统、监测系统的完善及国有土地调节机制的集约对此做出了保障作用。

现在，成熟的理论、完善的管理技艺及越来越趋近合理的政策，公有放牧场及私有放牧场管理良好率都达85%以上。

2007年，美国政府开支支出3万亿，饲草场管理支出仅40亿，占1%的十分之一。美国科学家呼吁政府多投入牧场管理，毕竟牧场占美国陆地面积的一半，1998年饲草产出278亿[19]。1998年，美国饲草价值占总饲料价值的60%多，精饲料所占不足40%，草食动物消耗总饲料约80%。草食动物除消耗了几乎所有饲草外，按成本价值计算，消耗了45%的精饲料。

总体，美国东部及中部土地大部分被开垦为饲草作物生产，建设成了多年生饲草场，西部多为天然放牧场(图1)。公有土地被呼吁多作为野生动物保护和休憩。生物燃料项目开垦了中部大平原草地，挤压牲畜生产向西部转移。随着人口增加及城市化的面积扩展，美国期待牧场管理政策完善及放牧场管理科技进步。

特别需要说明的是，在上述美国放牧场科技及政策发展过程中，美国放牧场、饲草场事业发展伴随着机械改造及进步，从镰刀、搂耙到各种叉子及现代大型割草机、方捆机和圆捆机，还有电围栏及牲畜饮水系统，甚至，这些机械进步对放牧场、饲草场产业发展是决定性的。

2 放牧场管理原理

放牧场管理，基于可持续，为了获得最优化的产出商品和生态服务，对牧场组分进行调控操作(Manipulation)[20-21]。

草原、灌丛甚至森林被用于放牧为几千年的人类生活方式，不放牧也无所谓管理不管理，放牧即发展为放牧场，牧场放牧是为了获取动物生产收益，不是为了管理草原，人们的“贪欲”希望短期高强度放牧获得更多，但高强度放牧导致放牧场退化，丧失长期效益并降低生态系统服务价值，甚至丧失游憩收入，因此放牧需要实现生态价值与经济价值的“双赢”，需要管理政策与实践符合“双赢”原则。美国人一百多年的放牧场研究结果积累了一套相对完善的知识体系和经验[2]，下面这些原理和经验对我们有积极的参考意义。

-放牧场是可更新资源，放牧场植被类型及生产力决定于气候、土壤和地形；地形甚至是区域范围内生产力及其放牧场管理成败的决定因素。相比于耕作农田，放牧场为人类提供食物及纤维所花费的能量成本低；放牧场提供的产品除食物和纤维外，还有皮张、药材、水、野生动物、游憩、矿物、林木及场地；未来，放牧场的游憩、生物多样性保护价值可能高于商品价值。

-降水是决定植被类型和生产力的首要因子；各类型放牧场，降水量、降水时间、降水频次是制定放牧场管理对策的第一要素；特定气候区，土壤是决定饲草产量的主要因子，土壤形成缓慢而破坏很快，放牧场管理的最重要内容就是维持足够的植被盖度以保护土壤。

-由于各放牧场的降水、土壤及地形各不相同，适合于某一植被类型的综合管理实践很少适合于另一种植被类型；为了持久维护放牧场的植被类型，需要管理投入，放牧本身是一种管理投入，但没有一个放牧体系适合所有植被类型及放牧场的管理目标。

-演替的驱动力为降水和温度，随降水和温度增加，放牧场对重度放牧表现出更强的退化阻抗，若重度放牧降为中度、轻度放牧，恢复速度加快。相比于湿润放牧场，干旱区牧场退化后的逆行演替少线性，多不可预测；干旱区，各类型退化反转为恢复很难，所以，干旱区需要更轻度的放牧强度。气候波动、放牧及火烧是引起放牧场植被变化的主要因子，分离开这些因子的影响作用是放牧场管理的重要工作。

-过度放牧去除植物叶片损伤植物光合能力，最后杀死植物；植物叶片组织过多积累降低植物光合能力。放牧管理的主要目标是控制放牧去叶水平，使光合作用最大化。相比于低耐牧植物，高耐牧植物通常低产、低适口性，这是因为一些光合产物被用于物理及化学的牧食保护，而未用于植物的生长和繁殖。

-在大多数草地和灌丛放牧场，演替系列后期(保留51%～75%的顶极植被)植物和野生动物多样性最大化；此阶段的顶极植被能保证土壤稳定，并有高牲畜生产回报。传统的Clements演替模型提供了一个良好的“植被对放牧反应”的普遍描述，但在极度退化的干旱区灌丛放牧场，为了进行有意义的改良，常常需要人为对植被进行操作。

-在放牧场，“顶极植被残留量”一直被用作牧场状况的评估标准。顶极状态或近于顶极状态的天然放牧场能为牲畜生产最多的饲草，但相比于演替系列早期，其植物多样性及野生动物多样性较低。管理者分级牧场状况时，需要考虑及利用土壤稳定性、其特殊用途适合度及生态目的，总之，需要将土壤纳入评估。

-站立的植被生物量、倒伏腐烂的植被生物量对放牧场健康起重要作用。降水的入渗、土壤流失、植物活力、美景价值、野生动物生境质量都与站立及倒伏的植被生物量密切相关。植被剩余量也是维持植物福利的重要部分，虽然休眠季节可以移除更多剩余量，但仍需要有足够剩余量以保护根冠和土壤。

-大多数情况下，放牧场植被变化趋势是评估管理有效性的最重要因素，需要排除气候波动引起的变化。良好的放牧场管理决策需要结合载畜量、利用程度、生态条件及趋势信息。

-有效的放牧场管理是一个动态过程，决定于对曾经的气候变化、生物条件、财政条件及政策条件的快速反应。监测是对这些条件数量化的基本手段。

-放牧管理的4个基本要素为：适宜的载畜率、适宜的利用时间、适宜的牲畜分布及适宜的放牧体系。适宜的载畜率是放牧场成功管理的最重要部分，载畜率的科学计算处第一位。

-在干旱区，为了可持续发展较低放牧强度是必要的；温暖湿润地区，生长季高降水，土层深厚、地形平坦，生长季长，可以承受高强度放牧。

-多数情况下，维持理想植被状况的载畜率，无论是长期还是短期，都将获得最高的经济收益。在大多数退化放牧场，保护性载畜率是改良饲草生产的低成本、低风险途径。然而，在一些灌木占优势的放牧场，为了有意义的改良，需要火烧、除草剂、机械及生物处理等管理工具，即仅降低载畜率不能实现管理目标，甚至需要加大载畜率，但加大载畜率又降低牲畜生长。

-在地形平坦的干旱、半干旱区，保证水源情况下，连续放牧运转良好，生物和财政方面衡量都适宜；在地形起伏地区、湿润地区、植物群落存在异质性地区，划区轮牧系统最有效。无论是对植被或是对牲畜生产，划区轮牧系统分多块草地(>8块)并不比分4块草地有优势。载畜率及去叶强度是决定植被、牲畜生长及财政长期放牧收益的决定因素，而不是划区轮牧系统；若超载放牧，没有一种放牧在生态或财政方面是有效益的。

-确定载畜量需要考虑水源地，水源地不足是放牧场退化的一个重要因素，即围绕行走路线及水源地退化，远离5 km水源的草地一般不应考虑作放牧场。地形及坡度也是确定载畜率的重要因子，对此重视不足是丘陵山地放牧场退化的一个主要原因。坡度大于10%时，牛的利用降低；坡度大于45%时，羊的利用降低。当坡度大于上述值时，载畜率需要调整。

-为了实现放牧场成功管理，优化围栏数量及水源点是重要部分。一般，在湿润区放牧场，饲草产量高，多围栏及多水源点更合理。除了水源和崎岖地形因素外，动物种类、年龄及经历都影响牲畜对各地形区的均匀使用程度；对于一个特定的牧场或景观，选择适合的畜群，为放牧场成功管理的重要部分。淘汰喜欢平坦近水源处的牛及有特殊癖好的牛，为改善放牧区均匀利用的有效途径。

-在大多数干旱、半干旱放牧场，顶极植被保留55%～70%(为良好的牧场状况)，将最大化植物多样性及牲畜营养状态。管理放牧场实现最大的植物多样性，可以优化平衡牲畜及野生动物所获饲草数量和质量。即使载畜率适合的放牧场，饲草的N、P营养往往也短缺；在饲草休眠期，没有青绿草及嫩枝叶时，补充牲畜所需蛋白有经济效益。在湿润热带地区，提供矿物质补充，可以获得牲畜生产增加。

-需要统筹管理放牧场所在的集水区，集水区管理的最重要原则是维持全年、全区有足够的植被残留量，以保护土壤免遭冲刷。载畜率是放牧场集水区管理的最重要组成部分。剩余植被很大程度决定放牧场健康程度，多途径利用决定于放牧后饲草剩余量及饲草场健康状况。

-放牧减少保护土壤的植被盖度，这可能引起土壤侵蚀及紧实。如果载畜率不超量，一些特定的放牧系统可能克服这些潜在的负影响。保持牲畜分散分布及远离河岸带，可以最小化与放牧相关联的水质问题。

-游憩利用过度如超载一样伤害放牧场，控制游憩过度的原理与控制超载放牧相似，包括用户适宜数量、适宜时间、适宜分布。

-有毒植物增多、植物繁殖率降低、特殊不良现象等相关于牲畜的饲草及放牧场问题，可以通过调整适合的载畜率而最小化。

-干旱、半干旱区，周期性干旱是放牧场所有者面临的最大挑战，提前规划是躲避干旱的关键措施。保护性放牧是最小化生物和财政风险的最好途径，以规避干旱。

-特定放牧场中，幼畜学习的经验如成年畜一样，对有效高产地利用饲草资源起重要作用，发展和维持一个良好适应有经验的畜群对于放牧场运行是重要的。轻度、保护性放牧对策是规避干旱年份畜群崩溃的有效措施。

-在大多数草地和灌丛牧场，维持放牧场于演替系列后期的生态条件，将最大化植物和野生动物生物多样性。相比重度放牧的放牧场和未放牧的放牧场，中度放牧的放牧场一般支持更多的野生动物多样性。为了维护和增加某些草原鸟类，保护性放牧及轻度放牧是必要的；特定放牧系统能有效增加一些野生动物的种群。昆虫害、鼠类害及某些不希望动物问题多由重度放牧引起。

-超载放牧、开垦、弃耕、修路及房屋建设引起的景观裸露，往往造成有毒植物入侵放牧场。集约的放牧场管理实践，如灌木控制、补播、施肥，常常快速改变放牧场植物种类组成，并极大增加饲草产量，但常常伴随高成本，高风险，其效益往往在10～20年内消失。火烧是最便宜、最自然的植被操作工具；除草剂仅可以用于缺少足够可燃物的退化荒漠作为植被操作的工具。放牧场补播成本高，出苗率低，仅适用于理想饲草种类消失的高地力地段。

-仔细研究放牧场管理项目和政策成功与失败的原因，可以更好地理解成功的途径与实践。放牧场管理决策需要考量文化传统、经济、社会及技术各个综合组成部分，没有考虑人类习惯、文化传统的管理往往失败。

-规划是放牧场管理的基础，需要整合资源管理途径及措施；放牧场管理需要自然资源知识、深度的社会知识及金融经济技巧。放牧场管理政策有成功、有失败，超越现有政策的知识将有助于管理者及政策制定者避免过去的错误，建立更成功的政策。全世界经验表明，保障牧户放牧权及有经济效益的管理政策是防止放牧场退化、实现放牧场管理成功的根本。

上述放牧场管理原理总体适宜中国草原及其它植被的放牧场管理，中国各类型草原放牧场管理需要强调的原理包括如下基本原理。

-确定合理的放牧季节，一般为补偿春季用于再生的地下消耗后，对于丛生禾草为4～6叶期，根茎禾草为9～11 cm高时，相当于6月初。对于草原保护而言，可放牧至次年春开始返青之前，但决定于地上残留的用于保护土壤的枯落物数量；对于牲畜生产而言，秋季饲草枯黄后放牧，饲草质量低劣，加之游走消耗，牲畜没有生长获得，甚至掉膘消瘦，应该停止放牧，具体秋季什么时间停止，决定于人力消耗、饲草储备等综合管理投入产出，经济效益。

-确定正确的载畜率，我们多采用的《中国草地资源》一书的单位面积载畜量(载畜率)计算公式是收获饲草后用于全年饲喂的草畜平衡计算公式，不能用于草地放牧的载畜率计算。适宜放牧季节的载畜率计算需要采用单位面积日产量除以羊单位的日采食量，乘以相应的草地保护所需的保留量或利用率，单位面积日产量有规范的研究方法。实践中，日采食量以可放牧羊群体重的4%为常数计算，即单位面积日产草量除以4%为可放牧的羊群体重，根据羊的大小估计可以放牧的数量。

-分散均匀放牧，集中在一个地区放牧导致再生草被频繁采食，导致退化，尽管干草原区划区轮牧处于争论状态，但分散均匀放牧是一种变相的划区轮牧，简单做法是将每畜群(羊群或牛群等)占有的放牧草地分成几大片，每天或每几天放牧一片。水源地均匀分布是保证均匀放牧的基础，诱导畜群均匀分布的方法还有撒盐、撒扬籽粒粮等。

-建立饲草营养质量与牲畜生长需要的关系，重视牲畜生长的饲草营养需要，不仅仅是谈论牲畜对饲草的数量需求，开展牲畜生长的全过程营养需要管理和全过程福利管理，可以获得草原保护及牲畜生产事半功倍的作用。从牲畜能量及营养需要着眼，研究草原保护及牲畜生产。

-建立放牧场管理的集水区理论体系，无论如何，草原放牧场地形起伏，降雨汇集流入同一低洼地的区域单元构成集水区，集水区内起伏地形上饲草种类组成及产量不同、不同牲畜喜好不同，产生不均匀的利用水平，导致枯落物保护土壤的程度不同，局域管理不当产生总体区域系列生态问题，特别是对于水资源保护。统筹考虑集水区范围，有利于草原保护，有利于草原利用，有利于牲畜生长。

草原放牧场管理政策需要保证草原生态系统健康及生物多样性保护，同时，需要保证草原的最有效经济产出，最大程度满足草原使用者的经济收入，实现二者“双赢”。未来，促进草原多功能利用，非消费性利用的理念及政策需要进一步加强。

3 饲草场管理实践

欧洲英伦三岛地区多山地、阳光不充分、有效积温少，天然草地放牧及种草建设饲草场放牧，发展草牧业，为他们的传统农业模式，英格兰人也最早开始了草地农业及草牧业研究。英格兰人到达北美后，也带去了牛羊，继承欧洲传统，在林间草地放牧，后来广泛开发了中西部放牧，发展了放牧场。在天然草地、灌丛和林间草地放牧的同时，欧洲人也带去了英格兰人培育的禾草作物、豆草作物及相关研究知识，开始了耕地种草养牲畜，开发了饲草场及草地农业，逐渐发展出了草地农业科学及实践。

草地农业：培育饲草作物(Forage crops)、饲草场(Pasture)及牧场(Rangeland)，生产食物及纤维的科学与技艺[3]。生产实践中，草地农业表述为种植饲草作物，发展饲草场，用于放牧、收获干草或青贮，饲养牲畜的体系(Grassland Farming)[22]。这非常相似于我们的农田，简单说就是种地，种饲草作物地，但我们的农田是收获籽粒或经济作物，而饲草场多用于饲养牲畜收获牲畜，少部分收获干草或青贮饲喂牲畜；利用饲草场饲养牲畜是饲草场建设及管理的核心。所以说，饲草场也有放牧研究，但饲草场的放牧研究独立成体系，饲草场的放牧研究目标是维持饲草丛的最大光合作用、最优饲草营养利用、最佳化牲畜生长，并保持饲草场的可持续性(Persistence，即保持每次播种所建植的饲草场多用几年)[23]，这是饲草场管理的四项基本原则。饲草场管理原理不同于放牧场管理原理，饲草场管理原理相似于农田管理原理；放牧场的放牧研究与饲草场的放牧研究有很大的区别，这一点需要充分认识。这也是为什么山羊放牧研究多在放牧场(Range)，而绵羊的放牧研究多在饲草场(Pasture)，一般，饲草场不用于放牧山羊。

美国的草地农业及草地农业科学主要针对的是饲草场，类似于我们的农田及农田耕作学及农艺学，但草地农业后面还有放牧及饲养(图2)[24]，而不仅仅是目标于收获干草或青贮。

图2 饲草生产、收获、利用的二元体系Fig.2 Binary system of forage production,harvesting and utilization

饲草场、草地农业研究及管理的基本内容是饲草作物培育及其适宜性、饲草场农艺、饲草场利用，包括放牧、干草调制、青贮及饲养[5]。培育及选择适宜饲草作物建植饲草场是基础，饲草再生及其储存在根茎或根颈部的碳水化合物转化是其利用的理论关键，产量过程耦合营养动态[25]，结合动物营养需要的放牧或收获给喂饲养是目标。基本研究内容分类为如下3方面：

-饲草培育及其适应性评价、种植的经济效益评估。

-饲草场建植、施肥、病虫害防治、草丛管理、老饲草场更新。

-饲草生产及其质量调控、干草调制、青贮制作、放牧利用及收获饲养。

生产实践中，首先是根据“适地适种”原则，确定适宜的饲草作物种类或品种。一般，除将牧场的天然植物称为饲草外，将培育的广泛种植的饲草称为饲草作物(饲草作物也是饲草)，并分三类，主要用于建植饲草场放牧的饲草作物(Forage crops)，此类饲草作物种植最多的为黑麦草、白三叶，黑麦草-白三叶饲草场为世界饲草场的典型代表，类似我国农田的小麦田、水稻地和玉米地，广泛而普遍；主要用于收获干草或青贮的饲料作物(Fodder crops)，此类饲料作物的代表为紫花苜蓿、青贮玉米和燕麦草；第三类为饲枝作物(Browse crops)，主要种植于热带及干旱地区，供牲畜采食嫩枝叶。有时，饲草作物特指饲料作物，其他二类泛称为饲草，因为其培育改良的变化微弱。

确定生态适应、种植有经济效益的饲草作物种类或品种为饲草场建植第一要事。美国近乎全国种植紫花苜蓿(图3)，但是，为了充分发挥紫花苜蓿的遗传生长潜力，保证相应产量，除温冷湿润地区外，其他地区都有灌溉。在我国，除为了草地培肥改良目的补播紫花苜蓿以外，雨养条件下，单作或混作紫花苜蓿生产干草或青贮仅适宜温冷湿润地区，半湿润、半干旱及干旱地区种植紫花苜蓿生产干草或青贮必须有灌溉，对此我们有太多的政策及实践教训。

图3 美国主要气候区及其紫花苜蓿种植区[26](Koppen气候的第一级分类,依Peel等,2007重绘)Fig.3 Major climate areas and alfalfa planting areas in the United States (Koppen Climate Classification I,According to Peel et al.,2007,redrawn)

确定了种植种类或品种后，依耕作学实践：整地、施肥、种植；依农艺学实践：除杂草、防病虫害；实行一整套类似农田的种地程序。

饲草场建植成功后，饲草场管理的重要工作就是利用，特别是放牧利用。划区轮牧为饲草作物所建饲草场的主要利用途径和策略[27]，也用于调制干草及青贮；饲料作物所建饲草场主要用于收获干草或青贮[28]，也有不同形式的放牧利用[29]。在利用过程中，各环节、各措施的实施都需要兼顾饲草场的可持续性，针对不同饲草种类或品种有不同的技艺。

产量是饲草场建植成功与否的的第一标志，衡量标准是产量与气候及土壤的匹配程度，我们积累的许多农田经验可以加深我们对饲草场建植及管理的理解。饲草作物一般为多年生，这点稍不同于农田。投入、产量决定的产出经济效益，为决定能否种植饲草、种植什么种类的市场约束，我们多数草地农业研究人员对饲草场的经济效益评估缺少清晰判断。

饲草作物或饲料作物主要收获营养体，并且是用于放牧饲养或收获给喂饲养，所以其营养质量评价极为重要。植物体的总能值一般为17～18 MJ·kg-1，适口性决定的采食量、消化率及过瘤胃速率影响消化能、代谢能获取量，最终影响用于牲畜生产的净能量。所以，评价饲草种类或品种的质量不仅仅是粗蛋白等营养化学指标，消化率第一重要。决定饲草消化率及总营养浓度的主要因素为植物生长阶段，禾草抽穗时、豆草初花时的产量、消化率及营养浓度三者的乘积最高，即总可消化营养(TDN)最大[30]，为利用的最佳时期。饲料芸苔的营养质量在生长的不同阶段一直相对稳定。

饲草场建植的一道独特农艺为混播(Mixed seeding),混播有增加饲草产量及质量的作用，还有改良土壤的作用，特别是豆草-禾草混播[31]。混播的另一个重要作用是平衡季节间饲草产量、延长春秋两端绿草期及放牧期(图4)。

注：产量是以单位面积、单位时间为标准，不是生物量的单位。Note: Yield is based on unit area and unit time,not on biomass.图4 混播平衡产量及延长生长期模式图Fig.4 Model chart of balanced yield and extended growth period of mixed seeding

4 中国饲草生产系统

饲草生产系统(Forage system)，基于气候，包括地下水及灌溉等水分条件和温度条件，确定形成的饲草种类及其组合的生产过程、生产模式。世界范围内，自然生长的饲草或种植的饲草作物发展形成了3类饲草生产系统。

天然草地的饲草生产系统，天然草原，苔原、荒漠、灌丛或森林，所形成的饲草生产系统，主要采用低强度或保护性放牧，形成放牧场，并管理为自然生态系统。可补播或施加其他改良措施，维持稳定的地力和产量，一般产量为1～3 t·hm-2。干旱、半干旱区草原、苔原及灌丛甚至稀疏森林为此类饲草生产系统。

饲草作物的饲草生产系统，通过种植饲草作物，并进行系列的农艺管理，形成饲草场的饲草生产系统，周期性耕作，管理为人工生态系统，多采用划区轮牧的放牧体系饲养牲畜，也用于收获干草或青贮给喂饲养牲畜，一般产量4～9 t·hm-2。半湿润区、湿润区发展的一类土地利用类型，黑麦草-白三叶饲草场为典型代表。

饲料作物的饲草生产系统，通过种植高大高产饲料作物，并进行系列的农艺管理，所建植的饲草生产系统，周期性耕作，并管理为人工生态系统，多用于收获干草或青贮给喂牲畜，也用于带状放牧(Strip grazing)，一般干物质年产量>10 t·hm-2，多达80 t·hm-2。美国东部地区的青贮玉米及其大规模高效饲养为典型代表。

有时，农田残茬及秸秆也被称为饲草，利用农田残茬和秸秆放牧及饲养为一类独特的饲草生产系统，或是上述3类饲草生产系统的补充。另外，饲枝作物也往往用于补充于上述某一饲草生产系统。

中国气候决定的中国植被分布格局[31]，决定了中国放牧场分布及潜在的饲草场发展。本文依据《世界植被》[34]划分草原与其过渡到森林的年降水标准320 mm，识别出中国草原及更干旱荒漠的分界线，作为区分中国天然饲草生产系统与饲草作物生产系统的分区界线。然后，在降水>320 mm的饲草作物生产系统区内，依据历年日平均温=0 ℃为标准，区分出全年饲料作物生产系统与夏季饲料作物生产系统，夏季饲料作物生产系统可以分为南北两个亚区(图中虚线分隔的南北两部分)。最后，依据≥0 ℃积温=3 000 ℃的等值线，区分天然饲草生产系统与饲料作物生产系统过渡区(称半天然饲草作物生产系统)，半天然饲草生产系统存在2个区域，北方寒冷区和青藏高寒区，其中青藏寒冷区更寒冷部分不再独立分出。根据上述标准，利用全国气象系统数据(http://data.cma.cn/site/index.html),进行Krigin插值，(0.1*0.1)°的经纬网格精度，并利用GIS实现数字化制图，获得中国潜在饲草生产系统分布格局图(图5)。

图5 中国饲草生产系统分布格局Fig.5 Distribution pattern of forage production system in China

干旱荒漠区、半干旱、干旱草原区，降水量<320 mm，天然植被为草原、荒漠，灌丛，没有灌溉情况下，产草量<3 t·hm-2[33]。降水量决定，这些地区没有发展雨养饲草作物饲草场或称栽培草地的能力，即使有灌溉的地区，现行市场价格体系情形下，种植饲草作物用于放牧的投入、产出效益相比于种植粮食作物或经济作物低，发展面临市场挑战。此区适宜于发展天然饲草生产系统。温带地区广泛利用的豆科饲草作物有30～40种、禾本科饲草作物有40～50种，各种类间比较，青贮玉米为生长速率及产量最高的饲草作物。现在，生长期最短的青贮玉米至少需要大于0 ℃积温>3 000 ℃。降水量>320 mm，大于0 ℃积温<3 000 ℃的半湿润区、湿润区，自然植被类型为寒温带针叶林、针阔叶混交林，可选择种植的饲草作物有限，燕麦草、饲料油菜为潜在可选择的种类，局域地区或可发展早熟青贮玉米。此区发展多年生饲草作物饲草场有一定的潜力，但生长期短、可利用期短，产出效益有待评估。此区为天然饲草生产系统与饲草作物生产系统的过渡区间，最是复杂。

历年日平均气温>0 ℃的地区，全年为生长季，天然植被为常绿阔叶林区，苏丹草及高丹草等在温带地区为一年生的饲草作物，刈割或放牧条件下，在此区成为越年生长或多年生长的作物，具有高产、高质量的特点。此区具有发展全年饲料作物饲草生产系统的条件。

大于0 ℃积温>3 000 ℃、历年日平均气温<0 ℃的之间的湿润、半湿润区域，植物地上部分有被霜冻杀死的机会，停止生长1～270 d不等(>270 d即进入积温<3 000 ℃、降水量>320 mm的区域)，此区域降水量丰富、积温丰富，天然植被为夏绿阔叶林，青贮玉米可以正常种植生长，收获产量高，质量好的饲草饲料，此区具有发展夏季或近全年饲料作物饲草生产系统的条件。由于霜冻导致停止生长天数不同，各局域地区可酌情选择适宜饲料作物品种，此区的南部区甚至也可以种植全年生长的饲料作物。

总之，决定饲草分布及生长的水分和温度条件，决定了中国的饲草生产系统及潜在饲草场类型，结合现阶段中国人多地窄的不可回避事实，也决定了中国饲草场后续的可能利用途径及潜在的草食牲畜生产模式。

中国西部降水量<320 mm的地区，称为天然饲草生产系统，降水制约，适宜发展天然饲草生产系统，维持低强度放牧适度产出，可以补播以及其他改良措施，管理为自然生态系统，保护生态优先，为此区需要确定的管理策略。在一些隐域生境或有地表水及地面水灌溉条件下，具有发展高产饲料作物生产系统的潜力。

北方寒冷区及青藏高寒区，称为半天然饲草生产系统，积温制约，大部分地区适宜发展天然饲草生产系统，特别是森林区的林间草地放牧场，管理为自然生态系统。部分地区具有发展燕麦草、饲料油菜及早熟青贮玉米为主的饲料作物生产系统潜力，部分地区具备发展多年生饲草作物生产系统的潜力，进行放牧饲养利用或收获给喂饲养利用，这二部分可管理为人工生态系统，但市场决定的经济效益有待权衡评估。青藏高原寒冷部分只有留待未来利用。

东中部历年日平均气温<0 ℃，积温>3 000 ℃的地区，称为夏季饲草生产系统，降水基本充分，积温充足，除局部地区具有土壤障碍以外，各地均有发展高产饲料作物生产系统的潜力，此区南部亚区(一月份平均温>0 ℃)近乎具有全年生产的可能，进一步发展规模化、工业化、集约化牲畜生产模式。

南部日平均温>0 ℃的地区，称为全年饲草生产系统，降水丰富、积温充足，除局域地区或有土壤障碍外，各地均有发展高产饲料作物生产系统的潜力，管理为人工生态系统，进一步发展规模化、工业化、集约化牲畜生产模式。

夏季饲草生产系统及全年饲草生产系统区，具有发展饲草作物生产系统的潜力，但由于此区地少人多，并需要保留足够多的粮食作物及经济作物生产用地，现阶段，此区没有发展饲草作物生产系统用于放牧的选择，合理的对策就是发展高产饲料作物饲草生产系统，并实现规模化、工业化牲畜生产，这一点还需要我们加强认识，少一点书本种草，多一点饲草应用生态学研究，多一点市场评估。

5 结 语

RANGE(放牧场)一词在我国多理解为天然草地或天然草场，这弱化了其为放牧所利用的标志属性，弱化了其牧食这一关键管理要素，理解为天然草地似可以不管理，但作为放牧场就需要管理，这也是美国标定“放牧场”为一类土地利用形式，而不是泛泛的草原或草地，进行以放牧管理为核心研究的原因。另外，若将RANGE理解为天然草地，Arthur Sampson被尊为天然草地管理之父，恐怕美国人都不会同意，也没必要再解释亚洲及非洲存在的放牧经验了。牧场几乎都在用于放牧而形成了放牧场，所以，牧场、放牧场二者多混用。英美的FARM或RANCH为我们称谓的有行政管理及设施的某某农场或某某牧场。

天然草原及其他自然植被用于放牧生产食物及纤维是人类几千年的生活方式，反刍动物及草食动物可以消化饲草中所固定的太阳能，转换给人类利用，为最经济有效的植物资源利用途径，也是大自然对人类的恩惠。人类对此做出回馈，通过研究牧食或放牧行为，建立适合的放牧场管理原理及实践，这是保持人与自然和谐相处的正确选择，草原放牧场的核心管理要素是放牧原理及实践[35]。

PASTURE(饲草场)一词在我国理解为人工草地或栽培草地，这弱化了其在欧洲、美洲、澳大利亚及新西兰为一类优质“农田”的意义，弱化了其后续放牧或收获给喂饲养，平行于我们的耕作农田，称其为“草田”或更准确。这里要特别说明，放牧场与饲草场的联系及区别，犹如我们常称谓的森林与果园、甚至是自然景观与园林景观等，有极密切的联系又有分异，但这样比拟还是弱化了其放牧利用。草场、饲草场二者的意义区别微弱，但我们常称呼的“草场”则包括天然饲草部分。

根据北美放牧场管理理论及实践、欧洲饲草场管理理论及实践，我国放牧场及饲草场研究及管理需要在概念抽象化的生态学理论指导下落实到具体的应用生态学层次，放牧场及饲草场的研究及管理属于应用生态学范畴。放牧场需要针对具体单元或区域，具体牲畜种类及其牧食行为，研究其管理原理及实践；饲草场需要针对具体单元或区域，基于特定土壤类型，选择适宜饲料作物种类或品种，研究其自然生长及再生的产量过程、营养动态，利用途径及可持续性。

我国相关草业科学、资源学、环境学、畜牧学等教育及研究有必要促进这种分异，以系统化教育培训、强化专业研究，如森林与果园所在的专业及培训差异一样，因为其依据理论及实践有很大差异。同时，因为我国天然放牧场及在现有农田发展饲草场的空间有限，依据欧洲、美洲及澳大利亚和新西兰的经验，我国需要推动开放所谓的林业用地发展放牧场、饲草场。

美国乡村人口少，土地多，地广人稀，平均每户600多hm2农业用地，即使采用大机械设备进行耕作，也顾不及在播种季节全部用于种植每年都要播种的粮食作物或经济作物，且有粮食市场及经济作物市场饱和之患，所以，美国人、澳大利亚人及新西兰人在优质土地上，通过种植饲草作物，特别是多年生饲草作物发展饲草场，任由牲畜在其上“自然生长”，生产肉、奶及毛，赚取更好的利润，这是人力资源及收益权衡决定的土地利用模式。

我国乡村人口多，土地少，地窄人稠，平均每户不足2 hm2农业用地(包括草原及荒漠)，即使手刨脚埋也满足不了耕种需要，且我国需要有充足的农田以保证口粮生产、瓜果菜棉麻油糖等经济作物生产。所以说，我国没有充足的优质土地用于发展如美国、新西兰那样的饲草场，并用于放牧饲养生产牲畜；除了相应的天然草地放牧场以外，我国其他各地区充分发展高产饲料作物饲草场，发展规模化、工业化草食牲畜饲养成为必然选择。仔细认真地认识到这一点至关重要，这关系到我国草食动物发展的空间布局及草食动物生产模式，关系到我国的动物性食物生产保障。