北方农牧交错带农牧系统耦合及相悖的机理及效应

【摘要】： 以系统耦合理论为核心，运用系统科学和生态工程的理论和方法，宏观农牧业统计资料、北方旱区农业研究资料和数据、内蒙古草地基础数据、畜牧气象观测资料等为基础，系统观测农耕区和畜牧区农户、牧户的农牧业生产模式，进行系统耦合及相悖的运算及分析，在总结现有农牧耦合成功模式的基础上，建立农牧系统耦合的生产范式。应用能值分析方法进行农牧耦合功率最大化设计。主要结论有： ● 北方农牧交错带内蒙古段牧草种植适宜和次适宜的年份占65％，不适宜的年份出现概率35％；粮食作物在77％以上的年份都是不适宜种植的。现存植物生产系统生态适应性差，产生地境—植物界面(A)的系统相悖。 ● 以粮食作物为主的农田系统，成为水土流失，土地荒漠化的直接原因。如将农田系统恢复为人工草地，风蚀降低率76.3％；人工草地经济效益能达到粮食作物的2倍以上。 ● 草食家畜主要分布在草原畜牧区，畜牧区现实载畜量是适宜载畜量的1.15～2.60倍；农耕区少数旗县现实载畜量为适宜载畜量的70％左右，大部分旗县现实载畜量只能达到适宜载畜量的35％以下。 ● 种植业生产模式农户年人均纯收入在600～1500元之间。自繁自育农牧业生产模式绵羊年净利润5.6元／只·a。自繁自育肉用牛年净利润217.0元／只·a。自繁自育生产模式净利润微薄，没有经济利益驱使，农户缺少养畜的动力，是农耕区草食家畜缺载的原因。 ● 易地育肥农牧耦合依赖于草原畜牧区和农耕区之间饲草料资源、草食家畜时空分布的互补性，农产追逐净利润的动力因素是其发展的直接原因，其净利润来自农耕区与畜牧区牲畜单位重量价格差和牲畜体重增加、屠宰率升高的牲畜个体价格差。2002年易地育肥羊的年净利润是自繁自育的20倍；易地育肥牛年净利润是自繁自育的6.5倍。年育肥规模在200只羊单位左右农产，年净利润10800元左右；年育肥规模在800～1200只之间农户，年净利润在22720～34080元之间。 ● 农牧耦合对农耕区植物生产系统的效应直接表现为改变种植结构，系统耦合前农产几乎没有人工牧草种植。而系统耦合后，人工牧草种植比例达到20％～36％。 ● 易地育肥农牧耦合可以提高动物生产系统效率，使草原畜牧区畜产品生产效率增长3.27倍；农耕区畜产品生产效率增长1.84倍。 ● 以农耕系统从畜牧系统输入的能量为限制因子，研究区农耕系统尚剩余其总能流单位12.3％～39.2％的能量，需要进行其它多种形式的系统耦合，才能使农耕系统和畜牧系统的总体功率达到最大。 ● 易地育肥农牧耦合模式的发展，需要技术和政策支持，畜舍小气候调控技术是其中之一。该地区普遍使用的羊圈几乎没有保温效果，舍饲后羊舍内温度可达到-1℃。 畜牧草原区和农耕区植物生产系统和动物生产系统的空间相悖，是本地区生态系统最根本的相悖。易地育肥农牧耦合把畜牧系统和农耕系统统一起来，能有效减少草原畜牧区草食家畜分布密度，使草原区草地封育和家畜舍饲成为可能；也是提高农耕区草食家畜承载能力的最有效途径，从而促进农田系统恢复为草地系统。易地育肥是恢复农牧交错带生态系统、提高农牧业整体生产力的成功范例。