喀斯特石漠化環(huán)境基于牛羊健康養(yǎng)殖的林灌草優(yōu)化配置應(yīng)用價(jià)值分析

廖建軍，熊康寧，池永寬，陳 希，申小云

（貴州師范大學(xué)喀斯特研究院/國(guó)家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州貴陽(yáng)550001）

自20世紀(jì)90年代中后期以來(lái)，國(guó)際上牛羊健康養(yǎng)殖研究的內(nèi)容主要涉及養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與修復(fù)、牛羊的疫病防治、綠色藥物研究、優(yōu)質(zhì)飼料配制、牛羊的產(chǎn)品質(zhì)量安全等領(lǐng)域，但往往忽視了林灌草優(yōu)化配置對(duì)牛羊健康生長(zhǎng)的巨大作用。在喀斯特石漠化環(huán)境中，其植被覆蓋率較低，水源缺乏、土層較薄、土壤貧瘠，水土流失較為嚴(yán)重（熊康寧，2002），因此在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)急需對(duì)石漠化地區(qū)的植被及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效恢復(fù)，即需對(duì)不同喬木、喬灌及牧草的品種進(jìn)行搭配種植，選擇最優(yōu)配置方式。而石漠化地區(qū)家畜生產(chǎn)每年都遭受著林灌草配置季節(jié)分配不均勻的影響，致使草地營(yíng)養(yǎng)的供給不足。而對(duì)不同品類的林灌草進(jìn)行優(yōu)化配置，可增加牛羊的飼料來(lái)源，提高產(chǎn)草量的同時(shí)均衡草地營(yíng)養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)健康養(yǎng)殖。

1　研究區(qū)環(huán)境與牛羊健康養(yǎng)殖現(xiàn)狀

1.1花江示范區(qū) 關(guān)嶺-貞豐花江喀斯特高原峽谷中度-強(qiáng)度石漠化綜合治理示范區(qū)（簡(jiǎn)稱“關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)”）位于貴州西南部，關(guān)嶺縣以南、貞豐縣以北的北盤江花江峽谷兩岸，屬于亞熱帶干熱河谷氣候，示范區(qū)總面積51.621 km2，其中喀斯特面積45.39 km2，占總面積的87.92%。2015年總?cè)丝?612人，其中農(nóng)業(yè)人口7729人，占總?cè)丝诘?9.7%，農(nóng)業(yè)人口密度133人/km2；示范區(qū)石漠化發(fā)生范圍廣、程度深，總體呈現(xiàn)以中-強(qiáng)度石漠化景觀為主，石漠化面積13.52 km2，其中潛在、輕度、中度和強(qiáng)度石漠化分別占24.54%、40.48%、17.93%、17.06%。

1.2畢節(jié)撒拉溪示范區(qū) 畢節(jié)撒拉溪喀斯特高原山地潛在-輕度石漠化綜合治理示范區(qū)（簡(jiǎn)稱“畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)”）主要位于撒拉溪鎮(zhèn)，屬于亞熱帶高原山地氣候，海拔在1509～2180 m。該示范區(qū)總面積為86.27 km2，喀斯特面積占74.25%，核心區(qū)（朝營(yíng)小流域）總面積56.33 km2，喀斯特面積占79.36%，其中輕度石漠化面積15.27 km2，占核心區(qū)總面積的27.10%；中度石漠化面積9.13 km2，占核心區(qū)總面積的16.20%，強(qiáng)度石漠化面積1.73 km2，占核心區(qū)總面積的3.07%。2015年總?cè)丝跒?1215人，人口密度為235人/km2，農(nóng)業(yè)人口20138人，占總?cè)丝诘?4.9%。示范區(qū)石漠化面積占68.27%。

1.3牛羊健康養(yǎng)殖現(xiàn)狀 牛羊健康養(yǎng)殖在花江示范區(qū)的主要特點(diǎn)是：草灌種植面積小，搭配種類少。大多灌木主要用于燃料，沒(méi)有種植專用于牛羊飼用的灌木，資源使用方式不合理，浪費(fèi)嚴(yán)重。另外，相對(duì)于種植業(yè)，畜牧業(yè)在此示范區(qū)的地位和發(fā)展沒(méi)有受到足夠重視，加之生產(chǎn)生活需要，草灌植被受到的破壞也較為嚴(yán)重。另外基于氣候原因，主要以禾本科牧草為主，土壤營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相對(duì)偏低，生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱、穩(wěn)定性差。在畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)的主要特點(diǎn)是：?jiǎn)我荒敛轄I(yíng)養(yǎng)成分差。該示范區(qū)由于土層較薄，土地貧瘠，固土保水能力弱。造成牧草的營(yíng)養(yǎng)成分低下。以天然草地、人工草地和改良地為主的高覆蓋度草地占草地面積較少。以荒漠化草地為主的中、低覆蓋度草地所占比例較高（申小云，2012；高漸飛，2011）。且豆科牧草與禾本科牧草所占比例不合理，多為二、三等草地，莖桿粗硬，纖維含量高，粗蛋白質(zhì)含量低，難以滿足牛羊的健康成長(zhǎng)需求。

2　林灌草種植現(xiàn)狀及價(jià)值分析

2.1林地、灌木種植現(xiàn)狀及價(jià)值分析 在花江示范區(qū)，植物種類豐富。從表1中可看出關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)主要的木本植物和草本植物均較為豐富。其用于石漠化治理的水土保持林主要有小葉女貞、柏木、構(gòu)樹、烏桕、棕櫚、香椿、等樹種；經(jīng)濟(jì)林灌主要有花椒、火龍果、柑橘、核桃、柚木、金銀花等品種，其中成規(guī)模的主要有花椒和火龍果?；ń泛突瘕埞?jīng)過(guò)近些年來(lái)的引進(jìn)種植，已經(jīng)產(chǎn)生了十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

在畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)的石漠化治理工程之前，撒拉溪示范區(qū)內(nèi)主要的林灌地種植特點(diǎn)是分布在溝邊坎旁的漆樹、核桃、梨、板栗等在房前屋后零星分布的經(jīng)濟(jì)林，但多為農(nóng)民自食，沒(méi)有形成規(guī)模和商業(yè)化；以及次生的灌草林，多是由原始植被遭到破壞，而后演替形成。在石漠化治理工程實(shí)施后，朝營(yíng)小流域石漠化治理項(xiàng)目在朝營(yíng)小流域的下小寨主要研究點(diǎn)人工造經(jīng)濟(jì)林52 hm2，為香玲核桃和貴農(nóng)5號(hào)刺梨 “林灌”間種。香玲核桃和貴農(nóng)5號(hào)刺梨，具有抗旱、耐寒、喜光、抗病能力強(qiáng)的特性，適應(yīng)石灰土生長(zhǎng)，對(duì)水肥要求不嚴(yán)（池永寬，2015）。根據(jù)市場(chǎng)狀況可對(duì)現(xiàn)有核桃、刺梨進(jìn)行產(chǎn)量、價(jià)值預(yù)測(cè)分析。盛果期香玲核桃和貴農(nóng)5號(hào)刺梨產(chǎn)量分別為 3000、5250 kg/hm2，即使按照市場(chǎng)最低價(jià)格20元/kg和10元/kg來(lái)計(jì)算其收入也可達(dá)60000 kg/hm2和52500 kg/hm2（表 2）。

表1　關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)主要植物類型

表2　朝營(yíng)小流域核桃、刺梨種植面積、產(chǎn)量與產(chǎn)值表

2.2草地種植現(xiàn)狀及價(jià)值分析 在花江石漠化綜合治理示范區(qū)其氣候冬春溫暖干旱，夏秋濕熱，熱量資源豐富；年均溫18.4℃，年均降水量1100 mm，適合皇竹草、柱花草等暖季型牧草種植，另外紫花苜蓿也能夠表現(xiàn)出良好的生產(chǎn)性能。尤其是皇竹草，葉軟汁多、口感好，是各種草食性牲畜的最佳飼料，也是防止水土流失、治理荒山、陡坡的理想植株。皇竹草生長(zhǎng)期短、產(chǎn)量極高 （產(chǎn)量可高達(dá)75000 ～ 225000 kg/hm2）、分蘗多、再生能力強(qiáng)，養(yǎng)分含量高，病蟲害少（張雪盡，2004）。柱花草、紫花苜蓿為豆科牧草，其根瘤可以固氮，能改良土壤，種植柱花草后，可明顯增加試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分，且柱花草在貧瘠的酸性瘦土上也能生長(zhǎng)，并能提高種植樣地的 pH（龍會(huì)英，2011）（表 3）。

表3　2014年花江示范區(qū)主要林灌草產(chǎn)量

在畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)石漠化治理項(xiàng)目開展以來(lái)朝營(yíng)小流域下小寨主要研究點(diǎn)建植了27.14 hm2人工草地，主要品種有禾本科的高羊茅、多年生黑麥草、扁穗雀麥、鴨茅，豆科的白三葉、紅三葉和紫花苜蓿，以及飼用玉米和菊苣。在朝營(yíng)小流域田間試驗(yàn)中單播禾本科牧草中高羊茅產(chǎn)量最高，其次是多年生黑麥草、扁穗雀麥、鴨茅；豆科牧草中產(chǎn)量最大的是紫花苜蓿，其次是白三葉與紅三葉，飼用玉米的年產(chǎn)量要高于菊苣?；觳ツ敛荼葐尾ツ敛菀话憔哂挟a(chǎn)量多、抗逆性強(qiáng)、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)（王元素，2014、2006、2004），同時(shí)試驗(yàn)證明幾種牧草的混播處理產(chǎn)量要遠(yuǎn)高于各牧草單播處理（表4和表5）。

3　基于牛羊健康養(yǎng)殖的林灌草優(yōu)化配置的應(yīng)用價(jià)值分析

3.1林灌草優(yōu)化配置的基礎(chǔ)條件 西南喀斯特石漠化地區(qū)受來(lái)自于太平洋東南季風(fēng)與印度洋西南季風(fēng)的交替影響，是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，地形垂直，立體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，雨熱同期，年日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)，降雨天數(shù)多，無(wú)霜期長(zhǎng)，降水量大，利于灌木生長(zhǎng)和牧草分布。而喀斯特石漠化地區(qū)，山地丘陵面積大，地形崎嶇，基巖裸露面大，土層較薄，土壤肥力低，不適宜耕作，適宜栽植不同品種結(jié)構(gòu)的林灌草，即適宜于建植林灌草地。而我國(guó)西南部區(qū)域石漠化面積分布廣，氣候垂直立體性強(qiáng)，垂直帶譜各段上的光照、氣溫、降雨量等氣候因素差異較大，具有發(fā)展林灌草地建植的天然優(yōu)勢(shì)。

表4　2014年朝營(yíng)小流域各種牧草單播產(chǎn)量

表5　2014年朝營(yíng)小流域牧草混播產(chǎn)量

3.2林灌草優(yōu)化配置的應(yīng)用價(jià)值分析 牧草是家畜和野生草食動(dòng)物的食物來(lái)源，各類型草地牧草營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量直接影響著草食家畜的營(yíng)養(yǎng)狀況、生命活動(dòng)及生產(chǎn)性能（董雪妮，2017；李新一，2015；李馨，2011）?；跉夂虻牟町惡凸嗄?、牧草資源種類的分布，在牛羊喜食的前提下，于喀斯特高原峽谷為主要地貌類型的關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)選取適宜干熱河谷氣候、適口性好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、飼用價(jià)值優(yōu)良、特點(diǎn)作用大、應(yīng)用價(jià)值高的經(jīng)濟(jì)作物花椒、火龍果，豆科飼用灌木刺槐、白刺花、紫花苜蓿和禾本科牧草扁穗牛鞭草、皇竹草、豆科牧草天藍(lán)苜蓿、柱花草等為主要對(duì)象進(jìn)行優(yōu)化配置研究（表6和表7）。

由表7可知，在花江示范區(qū)不同林灌草品種的10種配置方式中，在牛羊喜食的前提下，滿足適口性好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、飼用價(jià)值優(yōu)的林灌草品種種植中，產(chǎn)量最高的是刺槐、白刺花、柱花草與多年生黑麥草的搭配種植，其鮮草產(chǎn)量達(dá)40370 kg/hm2、干物質(zhì)產(chǎn)量為7486 kg/hm2，但其遠(yuǎn)低于火龍果與皇竹草的組合種植方式的產(chǎn)量；火龍果與皇竹草的種植其鮮草產(chǎn)量高達(dá)75500 kg/hm2、干物質(zhì)產(chǎn)量為12074 kg/hm2，遠(yuǎn)超其他所有試驗(yàn)組合，但其適口性與飼用價(jià)值相比其他組合相對(duì)較差；粗蛋白質(zhì)含量最高的是火龍果與紫花苜蓿的搭配，但其產(chǎn)量低下。因此，在具體實(shí)施環(huán)節(jié)上，需要根據(jù)當(dāng)時(shí)的適地狀況與牛羊的營(yíng)養(yǎng)需求，合理選擇與分配不同組合種植方式的比例，進(jìn)行林灌草的優(yōu)化配置，達(dá)到應(yīng)用價(jià)值的要求。

表6　關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)部分林灌草品種飼用價(jià)值

表7　關(guān)嶺-貞豐花江示范區(qū)部分林灌草品種搭配飼用價(jià)值

在以喀斯特高原山地為主的畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)，基于氣候的差異和灌木、牧草資源種類的分布，在牛羊喜食的前提下，選取適宜其溫涼氣候、適口性好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、飼用價(jià)值優(yōu)良、特點(diǎn)作用大、應(yīng)用價(jià)值高的的經(jīng)濟(jì)作物刺梨、核桃，豆科飼用灌木紫穗槐和紅三葉、白三葉，禾本科飼用植物高羊茅、鴨茅、多年生黑麥草、扁穗雀麥，蓼科飼用植物金蕎麥等牧草進(jìn)行重點(diǎn)搭配試驗(yàn)研究（表8和表9）。

表8　畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)部分林灌草品種飼用價(jià)值

表9　畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)部分林灌草品種搭配飼用價(jià)值

由表9可知，在畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)不同林灌草品種的10種配置方式中，在牛羊喜食的前提下，滿足適口性好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、飼用價(jià)值優(yōu)的林灌草品種種植中，產(chǎn)量最高的是紫穗槐、多花木藍(lán)、紅三葉與多年生黑麥草的配置方式，其鮮草產(chǎn)量達(dá) 41720 kg/hm2、干物質(zhì)產(chǎn)量為 7954 kg/hm2；但其低于刺梨與扁穗雀麥組合種植的產(chǎn)量，刺梨與扁穗雀麥組合種植的產(chǎn)量最高，其鮮草產(chǎn)量達(dá)47310 kg/hm2、干物質(zhì)產(chǎn)量為 8468 kg/hm2，刺梨富含維生素C和SOD，具有較高的經(jīng)濟(jì)與藥用價(jià)值，但其適口性差，扁穗雀麥有較強(qiáng)的再生性及分蘗能力，產(chǎn)草量較高，抗冬性較強(qiáng)，在南方是解決冬春飼料的優(yōu)良牧草，常作短期牧草種植，牧草產(chǎn)量較高，但其質(zhì)地較粗，適口性相對(duì)較差，次于黑麥草與燕麥等牧草品種。

3.3林灌草優(yōu)化配置的意義 林灌草植物的空間優(yōu)化配置是石漠化地區(qū)植被建設(shè)的核心內(nèi)容，也是調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)、防治水土流失、治理石漠化的關(guān)鍵措施（王國(guó)剛，2015；張浩，2012；鄭海峰，2007）。喬木、灌木與草本植物的空間分布與搭配比例的問(wèn)題，不僅關(guān)系到植物的物種選擇與植被的經(jīng)濟(jì)效益；也關(guān)系到種植區(qū)的氣候狀況、土壤養(yǎng)分平衡、水土保持效益；林灌草的結(jié)構(gòu)配置狀況還會(huì)影響到喀斯特石漠化地區(qū)植被恢復(fù)與群落演替的進(jìn)度，其次，不同林灌草植物品種的優(yōu)化搭配種植會(huì)具有不同的產(chǎn)量、效益及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，因此是實(shí)現(xiàn)牛羊健康養(yǎng)殖的重要飼喂來(lái)源，同時(shí)也是防治水土流失、實(shí)現(xiàn)石漠化綜合治理的新途徑 （楊振海，2008）。通過(guò)林灌草的優(yōu)化配置，使林、灌、草有機(jī)結(jié)合，可以優(yōu)化種植模式、延長(zhǎng)利用年限，增加植被覆蓋度、防治土壤流失、實(shí)現(xiàn)保水固土，改善動(dòng)植物小生境、提高生物生產(chǎn)量、實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，增加能源、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

4　結(jié)論與討論

根據(jù)喀斯特石漠化地區(qū)土層淺薄、土壤貧瘠的特性（侯向陽(yáng)，2015），可以針對(duì)其不同地區(qū)、不同地形地勢(shì)、不同小氣候環(huán)境和小生境條件下，對(duì)草地資源、樹種品類進(jìn)行合理交叉搭配種植，根據(jù)適樹則樹、宜草則草的原則，優(yōu)化土地利用模式，進(jìn)行科學(xué)合理的牧草配置，提升林灌草的結(jié)構(gòu)配置狀況和其整體的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值水平。實(shí)現(xiàn)牛羊的健康養(yǎng)殖，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)石漠化治理中牛羊養(yǎng)殖的產(chǎn)業(yè)化，達(dá)到綜合防治的效果。

草地畜牧業(yè)是緩解石漠化地區(qū)人地矛盾突出、提高地表植被覆蓋度、加快群落演替、改善生態(tài)環(huán)境、增加生物多樣性、合理利用土地、增加農(nóng)民收入、改善農(nóng)村面貌、緩解就業(yè)壓力、促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效方式 （賈存輝，2017；高雅，2015）。牛羊的健康養(yǎng)殖是石漠化地區(qū)草地畜牧業(yè)發(fā)展的重要方向，也是緩解石漠化地區(qū)生存壓力的重要舉措（熊康寧，2016）。石漠化環(huán)境下牛羊的健康養(yǎng)殖通過(guò)種植牧草增加植被覆蓋度，改善生態(tài)環(huán)境，合理利用土地緩解人地矛盾，通過(guò)提高家畜屠宰率與出欄率增加農(nóng)村經(jīng)濟(jì)收入，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)石漠化治理的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益高度統(tǒng)一。

通過(guò)對(duì)石漠化地區(qū)林灌草搭配現(xiàn)狀及其影響因素的調(diào)查及試驗(yàn)分析，結(jié)合林灌草的篩選及其搭配技術(shù)，將石漠化地區(qū)可飼用林灌草進(jìn)行優(yōu)化配置。擬構(gòu)建不同的林灌草搭配模式，如關(guān)嶺—貞豐花江示范區(qū)以高大熱性灌木、草叢的搭配模式為宜，畢節(jié)撒拉溪示范區(qū)以農(nóng)作物秸稈和現(xiàn)有可飼用適生灌木、牧草綜合利用搭配。在順應(yīng)自然演替規(guī)律、充分利用現(xiàn)有的林灌草資源的同時(shí)，結(jié)合牛羊的喜食性、適口性及其營(yíng)養(yǎng)需求，使林灌草優(yōu)化配置與牛羊健康養(yǎng)殖緊密聯(lián)系、有機(jī)結(jié)合起來(lái)，以此創(chuàng)建適宜于喀斯特石漠化環(huán)境下牛羊健康成長(zhǎng)需求的林灌草優(yōu)化配置技術(shù)模式。

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