草地 农业 系统
草地农业生态系统的三个主要界面
牧草 Plant
草地 Grassland
草畜系统 GrasslandLivestock system 草地农业 生态系统 Grassland Agro-system
界面A Interface A
界面B Interface B 动物 Animal
界面C Interface C 市场 Human activity
任继周院士
Ren Jizhou (1924.11.7 -)
提出了草业科学的4个生产层、3个界面的基本科学框架，将 前植物生产层的生态功能和后生物生产层的加工流通纳入学 科范畴，体现了草业科学的人与自然和谐相处和持续发展的 观点；他所提出的时间地带性，系统耦合、系统相悖的理论 为草业科学基本理论开辟了新领域。
草地农业生态系统基本理论
动物生产 植物生产 土地 动物产品 植物产品
三 因 子 群 四 个 生 产 层
前植物生产层 植物生产层 动物生产层
社会投入
社会收益
外生物生产层
三 个 界 面
草地农业生态系统的三因子群
社 会 因 子 科技
生产
生活
非 生 物 子
大气 土地 位点
生 植物 物 因 动物 子 微生物
生态系统定义： 生物群落与生存环境之间、生物群落内生物 之间密切联系，相互作用，通过物质交换、能量转化和信息 传递，成为占据一定空间、具有一定结构和执行一定功能的 动态平衡整体。
知识复习
生态系统的共同特征

生态系统是生态学上的一个结构和功能单位，属于生态学 研究的最高层次； 生物群落是生态系统的核心； 生态系统内部具有自我调节能力；
动物生产层是传统畜牧业主要方面，植物生产 层是农业结构调整方面。 在当前退牧还草、前植物生产层与外生物生产 层生产潜力远没发掘（草产品加工、旅游等方面已 有较大发展）--- 张自和
2-3 草地生态系统的调控
了解草地农业生态系统的自身规律 ——利用与改 造（干预）有生命的一个动态系统。 包括:非生物的环境、生物因素（p38） 物理环境 ：改变植物环境的有意识的活动 草地植物(新品种吉生羊草比野生羊草产量提高4～15倍) 家畜(牦牛) ：选择与育种 其它生物：豆科植物接种根瘤菌
后生物生产层理论
(Ultra-biological production level)
草、畜产品加工、流通、交换和增值 •草产品：草捆、草块、草粉和颗粒料等；
•畜产品：肉制品、奶制品、毛制品等
青藏高原生态“资产”每年创造近万亿元“服务价值(2005)
郑度院士、姚檀栋研究员为主编的我国科学家在《青藏高 原隆升与环境效应》一书中提出，青藏高原生态系统每年创造 的服务价值达到近万亿元——9363.9亿元，占全国生态系统每 年服务价值的16.7%，占全球生态系统服务价值的0.61%。 森林、 草地、农田、湖泊、荒漠、沼泽湿地……各种生态系统都或多 或少在大气成分、气候调节、水源涵养、土壤保持、废物处理、 生物多样性、食物生产、原材料生产和娱乐休闲等方面为人类 和自然提供着“生态服务”。 另外，大气成分调节价值占10.6%,气候调节价值占10.8%, 废物处理价值占16.8%,食物和原材料生产价值占2.6%和4.1%， 娱乐和文化价值占3.6%。 专家指出，虽然对生态系统的服务价 值还有较大争议，但当全球生态系统受到更大压力时，加强和 保护青藏高原脆弱生态系统的稳定性，将显得极为重要.
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羊 群 饲 料 需 要 量 （ ）
草 地 植 物 贮 藏 量 （ ）
羊群饲料需要量
9
羊 平 均 体 重 （ ）
50 40 30
KG
羊群体重动态
7 5 3
% t
牧草亏供期
牧草赢供期
2 份
4
6
8
10 月
草地雪灾 (内蒙克什 克腾旗达里诺日镇）
在我国北方地区, 草地植物的生长完全制 约于气候的季节性变化, 表现出夏秋季的雨 季中生长旺盛, 产量高, 营养物质含量高, 而冬春季植物枯萎死亡, 牧草产量低, 品质 差。家畜动物, 虽然随着季节的变化和本身 生理生化反应的变化而表现出一定的波动, 。 但这种波动的幅度远远小于草地植物产量和 品质季节性变化 因此, 在自然放牧条件下,家畜常常表现出 “夏活、秋肥、冬瘦、春死”, 生产力极为 低下。 季节畜牧业则有效地克服了自然放牧条件 下这种恶性循环。
第二章
草地培育学原理
本章内容

草地农业生态系统的概念、内涵及特点 四个生产层理论的基本内涵与外延 草地的发展演替 草地资源可持续利用的概念与内涵； 理论对指导草业生产的意义
2-1 草地生态系统
知识复习
系统:是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的、 具有特定功能的有机整体。 基本性质： 一定的边界、两个以上的组分、一定的结构、特 定的功能。
云南省富宁县是黄牛主要产地之一，生产力都十分低。1984年以来，开 展了肉制品加工业，并从德国引进包装设备，其经济效益则显著提高，这是 致富潜力最大的一个层次。后次级生产的动力是市场需要，必须有专人组织 “产后”的贮藏、运输、加工和销售等社会化服务。
中国通过加工增值:70%;而台湾130%;日本:240%;美国:270%
生态效益
倒金字塔
效益放大：“倒金字塔效应 ”
四个生产层理论对畜牧业发展的指导意义 肃北县为例:
• • • • • •
地处甘肃省河西走廊西端; 对草地的利用和管理不善 天然草地的日趋退化; 风沙肆虐、自然灾害频繁; 生态环境更加恶化; 草畜矛盾突出.
前植物生产层理论(Pre-plant production level) •科学利用草地资源, 维持草原的景观功能 和环境效应; •遵循自然规律, 保护和合理利用草地资源, 将生态治理和整顿放牧相结合.
直接或间接地依靠绿色植物为生的各种动物， 特别是草食动物，利用它们特殊的消化功能，将经 济价值较低的植物形式的热能转化为营养价值与经 济价值较高的动物形式的热能，并贮存于动物体内。
植物可直接利用的只有12.5%(最高25%),若通过 草食家畜可把75%的植物转变为人可利用的.
畜牧业合理比例: 中国50% 美国60% 新西兰80~90%
前植物生产层（前初级）： 以草原动植物及土壤、大气所构成的草原 景观（旅游）及生态服务功能（水土保持、自 然保护区、城市绿地草坪）、人文历史价值、 生物多样性保护。
植物生产层：传统的草产品生产（牧草或其它饲用植 物。如青草、青干草、草粉、青贮等）
动物生产层：传统的畜产品生产（家畜等草食动物的 肉、奶、蛋和皮毛等）
和生产劳动因素所构成的开放系统。
2 草地农业生态系统的特点
三因子：生物因子，非生物因子，社会因子 社会因素-生产劳动因素（核心）的干预下，才表现
出农学特性。
能流、物流、信息流。 开放系统：向系统外不断输出产品。
草地农业生态系统基本理论
(The theory of grassland agro-ecosystems)
地境 Site
草地农业生态系统的四个生产层
前植物生产层 Pre plant production level 社 会 投 入 Social input
植物生产层 Plant production level 动物生产层 Animal production level
外生物生产层
Ultra-biological production level



传统的“土—草—畜三位一体”的草地农业系统
动物 生产
植物 生产
动物产品 植物产品
土地
植物生产与动物不平衡性 ：时间、空间、种间 “草畜平衡”-草适应畜、畜适应草（以草定畜） Feed - Animal Balance Control (management system)
草地植物贮藏量
动物性生产：
在其自然转化过程中，动物自身大约消耗90%的能量，只有
10%的物质转化为动物热能。但
随着科学技术的进步，在饲料和家畜都经过人们长期培育以 后，其转化效益就不是1/10，已经达到1/5的水平。 对奶牛、肉兔、肉鸡来说，甚至可以达到1/3到1/2的高效率 水平。
美、法、英、德、日等国植物产品转化为动物产品的比值为
社 会 产 出 Social output
Pre-Plant Production Level Plant Production Level animal Production Level Post Biological Production Level
Social Output
Social input



生态系统的三大功能：能量流动、物质循环和信息传递；
生态系统中营养级的数目一般不超过5－6个；
生态系统是一个动态系统，经历从简单到复杂、从不成熟 到成熟的发育过程。
1、草地生态系统的概念
“草地农业生态系统”亚系统，是由生物因素（植物, 动物,微生物）、非生物因素（Atmosphere，Soil）
•旅游业, 民族风情
前植物生产层理论 (Plant production level)
•牧草生产(天然草原); •高产栽培草地 (高蛋白或能量饲料);
•加强管理
动物生产层理论 (Animal production level)
• 家畜,野生动物及其产品; •草畜平衡;
•发展现代畜牧业:畜种组合,畜群结构,改良
式中N为种群个体总数, r为种群增长潜力指数,K为环境最大容纳 量.
理论依据之二 ：肥羔对饲草的转化效率最高. （10 月龄的羊每生产1 公斤肉消耗饲草10.411公斤, 转化 率为9.6 %,而4岁羊每生产1 公斤肉消耗牧草21.12 公斤, 转 化率为4.7%) 理论依据之三 : 冬春饲草的质和量大大降低, 因此在秋 季牲畜膘肥体壮时, 必须及时大量淘汰牲畜, 减少冬春牲 畜的掉膘和死亡损失。