松嫩草地放牧系統(tǒng)優(yōu)化模型的研究.pdf

1、生態(tài)學(xué)是研究生物及其環(huán)境間相互關(guān)系的科學(xué)。生物之間、生物與環(huán)境之間的相互作用問題始終是生態(tài)學(xué)研究的基本問題。生物之間的這一生態(tài)過程可以用嚴(yán)格而簡明的數(shù)學(xué)模型加以闡述。 草地放牧系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)，大體上可以分為初級生產(chǎn)亞系統(tǒng)、次級生產(chǎn)亞系統(tǒng)和管理亞系統(tǒng)。動物與植物界面上的采食行為是兩個亞系統(tǒng)連接的紐帶，是草地放牧系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。放牧家畜的采食行為不僅影響草地植物的再生，而且對家畜的生產(chǎn)性能也起決定性作用。草地畜牧業(yè)生產(chǎn)既要

2、輸出更多可用畜產(chǎn)品，又要維持草地的自我更新能力而不危及永續(xù)利用，這中間存在生產(chǎn)和利用的協(xié)調(diào)、匹配問題。目前草地放牧系統(tǒng)的利用存在較嚴(yán)重的不合理性，系統(tǒng)破壞嚴(yán)重，采取合理的放牧管理策略，確定適當(dāng)?shù)姆拍谅?，使得系統(tǒng)輸出最多而又達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的，是制定草地放牧系統(tǒng)管理策略的核心問題。本文旨在通過對草地放牧系統(tǒng)定量的分析，利用數(shù)學(xué)方法建立草地放牧系統(tǒng)優(yōu)化模型，提出較科學(xué)的放牧策略，為草地放牧系統(tǒng)的長期穩(wěn)定發(fā)展提供建議。首先，通過對影響草地放

3、牧系統(tǒng)的各個因素的分析，確定了影響植物生長速率的幾個方面：植物的生長速率、家畜采食作用造成的植物生物量的減少，以及采食作用下植物的補償性生長。其次，根據(jù)實驗結(jié)果建立1)松嫩平原草地放牧系統(tǒng)的地上生物量變化模型；2)家畜生產(chǎn)力的預(yù)測模型；最后，依據(jù)模型結(jié)果，為草地放牧系統(tǒng)管理提出合理建議。 對松嫩平原草地放牧系統(tǒng)地上生物量變化模型的研究結(jié)果表明：松嫩平原草地放牧系統(tǒng)地上生物量主要受到再生草量、家畜采食量、以及放牧條件下植物的補償性

4、生長量三方面的影響。依據(jù)三個影響方面分別建立了：①再生草量預(yù)測模型。模型表明地上再生草量隨著單位面積地上生物量的增加而增加，但單位面積生物量超過一定范圍的時候，再生草量則隨之而減少，符合logistic增長模型。②采食速率預(yù)測模型。結(jié)果表明時限狀態(tài)下，家畜的采食速率與羊均占有地上生物量顯著相關(guān)。羊均占有地上生物量增加，采食速率隨之增大，但當(dāng)占有量超過一定范圍時，則呈負(fù)增長狀態(tài)。③地上生物量補償性生長模型。此模型用來模擬放牧狀態(tài)下植物的預(yù)

5、計再生草量與實際再生草量之間的差額。本研究根據(jù)三部分模型，建立地上生物量變化模型，進(jìn)而依據(jù)不同月份的地上生物量，獲得了使得再生速率最大的放牧率。結(jié)果表明5月份，最適放牧率為1.2只/公頃；6月份增加為4只/公頃，7月份的最適放牧率為6.4只/公頃，8月份繼續(xù)增加為10.6只/公頃，9月份則降低為10只/公頃。全年平均放牧率為6.4只/公頃。 家畜生產(chǎn)力預(yù)測模型以家畜采食總量為預(yù)測指標(biāo)，結(jié)果相對簡單。模型表明：采食總量隨放牧率的增