喀斯特石漠化環境基于牛羊健康養殖的林灌草優化配置應用價值分析

廖建軍，熊康寧，池永寬，陳 希，申小云

（貴州師范大學喀斯特研究院/國家喀斯特石漠化防治工程技術研究中心，貴州貴陽550001）

自20世紀90年代中后期以來，國際上牛羊健康養殖研究的內容主要涉及養殖生態環境的保護與修復、牛羊的疫病防治、綠色藥物研究、優質飼料配制、牛羊的產品質量安全等領域，但往往忽視了林灌草優化配置對牛羊健康生長的巨大作用。在喀斯特石漠化環境中，其植被覆蓋率較低，水源缺乏、土層較薄、土壤貧瘠，水土流失較為嚴重（熊康寧，2002），因此在發展經濟的同時急需對石漠化地區的植被及其結構進行有效恢復，即需對不同喬木、喬灌及牧草的品種進行搭配種植，選擇最優配置方式。而石漠化地區家畜生產每年都遭受著林灌草配置季節分配不均勻的影響，致使草地營養的供給不足。而對不同品類的林灌草進行優化配置，可增加牛羊的飼料來源，提高產草量的同時均衡草地營養，實現健康養殖。

1　研究區環境與牛羊健康養殖現狀

1.1花江示范區 關嶺-貞豐花江喀斯特高原峽谷中度-強度石漠化綜合治理示范區（簡稱“關嶺-貞豐花江示范區”）位于貴州西南部，關嶺縣以南、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年總人口8612人，其中農業人口7729人，占總人口的89.7%，農業人口密度133人/km2；示范區石漠化發生范圍廣、程度深，總體呈現以中-強度石漠化景觀為主，石漠化面積13.52 km2，其中潛在、輕度、中度和強度石漠化分別占24.54%、40.48%、17.93%、17.06%。

1.2畢節撒拉溪示范區 畢節撒拉溪喀斯特高原山地潛在-輕度石漠化綜合治理示范區（簡稱“畢節撒拉溪示范區”）主要位于撒拉溪鎮，屬于亞熱帶高原山地氣候，海拔在1509～2180 m。該示范區總面積為86.27 km2，喀斯特面積占74.25%，核心區（朝營小流域）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，占核心區總面積的27.10%；中度石漠化面積9.13 km2，占核心區總面積的16.20%，強度石漠化面積1.73 km2，占核心區總面積的3.07%。2015年總人口為21215人，人口密度為235人/km2，農業人口20138人，占總人口的94.9%。示范區石漠化面積占68.27%。

1.3牛羊健康養殖現狀 牛羊健康養殖在花江示范區的主要特點是：草灌種植面積小，搭配種類少。大多灌木主要用于燃料，沒有種植專用于牛羊飼用的灌木，資源使用方式不合理，浪費嚴重。另外，相對于種植業，畜牧業在此示范區的地位和發展沒有受到足夠重視，加之生產生活需要，草灌植被受到的破壞也較為嚴重。另外基于氣候原因，主要以禾本科牧草為主，土壤營養價值相對偏低，生態系統較為脆弱、穩定性差。在畢節撒拉溪示范區的主要特點是：單一牧草營養成分差。該示范區由于土層較薄，土地貧瘠，固土保水能力弱。造成牧草的營養成分低下。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，粗蛋白質含量低，難以滿足牛羊的健康成長需求。

2　林灌草種植現狀及價值分析

2.1林地、灌木種植現狀及價值分析 在花江示范區，植物種類豐富。從表1中可看出關嶺-貞豐花江示范區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、構樹、烏桕、棕櫚、香椿、等樹種；經濟林灌主要有花椒、火龍果、柑橘、核桃、柚木、金銀花等品種，其中成規模的主要有花椒和火龍果。花椒和火龍果經過近些年來的引進種植，已經產生了十分顯著的經濟效益。

在畢節撒拉溪示范區的石漠化治理工程之前，撒拉溪示范區內主要的林灌地種植特點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濟林，但多為農民自食，沒有形成規模和商業化；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施后，朝營小流域石漠化治理項目在朝營小流域的下小寨主要研究點人工造經濟林52 hm2，為香玲核桃和貴農5號刺梨 “林灌”間種。香玲核桃和貴農5號刺梨，具有抗旱、耐寒、喜光、抗病能力強的特性，適應石灰土生長，對水肥要求不嚴（池永寬，2015）。根據市場狀況可對現有核桃、刺梨進行產量、價值預測分析。盛果期香玲核桃和貴農5號刺梨產量分別為 3000、5250 kg/hm2，即使按照市場最低價格20元/kg和10元/kg來計算其收入也可達60000 kg/hm2和52500 kg/hm2（表 2）。

表1　關嶺-貞豐花江示范區主要植物類型

表2　朝營小流域核桃、刺梨種植面積、產量與產值表

2.2草地種植現狀及價值分析 在花江石漠化綜合治理示范區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出良好的生產性能。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。皇竹草生長期短、產量極高 （產量可高達75000 ～ 225000 kg/hm2）、分蘗多、再生能力強，養分含量高，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，可明顯增加試驗地土壤養分，且柱花草在貧瘠的酸性瘦土上也能生長，并能提高種植樣地的 pH（龍會英，2011）（表 3）。

表3　2014年花江示范區主要林灌草產量

在畢節撒拉溪示范區石漠化治理項目開展以來朝營小流域下小寨主要研究點建植了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。在朝營小流域田間試驗中單播禾本科牧草中高羊茅產量最高，其次是多年生黑麥草、扁穗雀麥、鴨茅；豆科牧草中產量最大的是紫花苜蓿，其次是白三葉與紅三葉，飼用玉米的年產量要高于菊苣。混播牧草比單播牧草一般具有產量多、抗逆性強、穩定性高等優點（王元素，2014、2006、2004），同時試驗證明幾種牧草的混播處理產量要遠高于各牧草單播處理（表4和表5）。

3　基于牛羊健康養殖的林灌草優化配置的應用價值分析

3.1林灌草優化配置的基礎條件 西南喀斯特石漠化地區受來自于太平洋東南季風與印度洋西南季風的交替影響，是典型的亞熱帶季風氣候區，地形垂直，立體結構性強，夏無酷暑，冬無嚴寒，雨熱同期，年日照時數長，降雨天數多，無霜期長，降水量大，利于灌木生長和牧草分布。而喀斯特石漠化地區，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構的林灌草，即適宜于建植林灌草地。而我國西南部區域石漠化面積分布廣，氣候垂直立體性強，垂直帶譜各段上的光照、氣溫、降雨量等氣候因素差異較大，具有發展林灌草地建植的天然優勢。

表4　2014年朝營小流域各種牧草單播產量

表5　2014年朝營小流域牧草混播產量

3.2林灌草優化配置的應用價值分析 牧草是家畜和野生草食動物的食物來源，各類型草地牧草營養物質含量直接影響著草食家畜的營養狀況、生命活動及生產性能（董雪妮，2017；李新一，2015；李馨，2011）。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，于喀斯特高原峽谷為主要地貌類型的關嶺-貞豐花江示范區選取適宜干熱河谷氣候、適口性好、營養價值高、飼用價值優良、特點作用大、應用價值高的經濟作物花椒、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、豆科牧草天藍苜蓿、柱花草等為主要對象進行優化配置研究（表6和表7）。

由表7可知，在花江示范區不同林灌草品種的10種配置方式中，在牛羊喜食的前提下，滿足適口性好、營養價值高、飼用價值優的林灌草品種種植中，產量最高的是刺槐、白刺花、柱花草與多年生黑麥草的搭配種植，其鮮草產量達40370 kg/hm2、干物質產量為7486 kg/hm2，但其遠低于火龍果與皇竹草的組合種植方式的產量；火龍果與皇竹草的種植其鮮草產量高達75500 kg/hm2、干物質產量為12074 kg/hm2，遠超其他所有試驗組合，但其適口性與飼用價值相比其他組合相對較差；粗蛋白質含量最高的是火龍果與紫花苜蓿的搭配，但其產量低下。因此，在具體實施環節上，需要根據當時的適地狀況與牛羊的營養需求，合理選擇與分配不同組合種植方式的比例，進行林灌草的優化配置，達到應用價值的要求。

表6　關嶺-貞豐花江示范區部分林灌草品種飼用價值

表7　關嶺-貞豐花江示范區部分林灌草品種搭配飼用價值

在以喀斯特高原山地為主的畢節撒拉溪示范區，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、營養價值高、飼用價值優良、特點作用大、應用價值高的的經濟作物刺梨、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行重點搭配試驗研究（表8和表9）。

表8　畢節撒拉溪示范區部分林灌草品種飼用價值

表9　畢節撒拉溪示范區部分林灌草品種搭配飼用價值

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

3.3林灌草優化配置的意義 林灌草植物的空間優化配置是石漠化地區植被建設的核心內容，也是調整土地利用結構、防治水土流失、治理石漠化的關鍵措施（王國剛，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題，不僅關系到植物的物種選擇與植被的經濟效益；也關系到種植區的氣候狀況、土壤養分平衡、水土保持效益；林灌草的結構配置狀況還會影響到喀斯特石漠化地區植被恢復與群落演替的進度，其次，不同林灌草植物品種的優化搭配種植會具有不同的產量、效益及營養價值，因此是實現牛羊健康養殖的重要飼喂來源，同時也是防治水土流失、實現石漠化綜合治理的新途徑 （楊振海，2008）。通過林灌草的優化配置，使林、灌、草有機結合，可以優化種植模式、延長利用年限，增加植被覆蓋度、防治土壤流失、實現保水固土，改善動植物小生境、提高生物生產量、實現生態系統良性循環，增加能源、生態、經濟和社會效益。

4　結論與討論

根據喀斯特石漠化地區土層淺薄、土壤貧瘠的特性（侯向陽，2015），可以針對其不同地區、不同地形地勢、不同小氣候環境和小生境條件下，對草地資源、樹種品類進行合理交叉搭配種植，根據適樹則樹、宜草則草的原則，優化土地利用模式，進行科學合理的牧草配置，提升林灌草的結構配置狀況和其整體的營養價值水平。實現牛羊的健康養殖，進而實現石漠化治理中牛羊養殖的產業化，達到綜合防治的效果。

草地畜牧業是緩解石漠化地區人地矛盾突出、提高地表植被覆蓋度、加快群落演替、改善生態環境、增加生物多樣性、合理利用土地、增加農民收入、改善農村面貌、緩解就業壓力、促進社會經濟發展的有效方式 （賈存輝，2017；高雅，2015）。牛羊的健康養殖是石漠化地區草地畜牧業發展的重要方向，也是緩解石漠化地區生存壓力的重要舉措（熊康寧，2016）。石漠化環境下牛羊的健康養殖通過種植牧草增加植被覆蓋度，改善生態環境，合理利用土地緩解人地矛盾，通過提高家畜屠宰率與出欄率增加農村經濟收入，促進經濟社會發展，實現石漠化治理的生態、經濟和社會效益高度統一。

通過對石漠化地區林灌草搭配現狀及其影響因素的調查及試驗分析，結合林灌草的篩選及其搭配技術，將石漠化地區可飼用林灌草進行優化配置。擬構建不同的林灌草搭配模式，如關嶺—貞豐花江示范區以高大熱性灌木、草叢的搭配模式為宜，畢節撒拉溪示范區以農作物秸稈和現有可飼用適生灌木、牧草綜合利用搭配。在順應自然演替規律、充分利用現有的林灌草資源的同時，結合牛羊的喜食性、適口性及其營養需求，使林灌草優化配置與牛羊健康養殖緊密聯系、有機結合起來，以此創建適宜于喀斯特石漠化環境下牛羊健康成長需求的林灌草優化配置技術模式。

[1]池永寬，熊康寧，王元素，等.西南石漠化地區兩種經濟林木光合日動態特征[J].經濟林研究，2015，33（1）：45 ～ 49，55.

[2]池永寬.石漠化治理中農草林草空間優化配置技術與示范[D].貴陽：貴州師范大學，2015.

[3]董雪妮，唐宇，丁夢琦，等.中國蕎麥種質資源及其飼用價值[J].草業科學，2017，4（2）：78 ～ 88.

[4]高漸飛，蘇孝良，熊康寧，等.貴州巖溶地區的草地生態環境與草地畜牧業發展[J].草業學報，2011，20（4）：279 ～ 286.

[5]高雅，林慧龍.草業經濟在國民經濟中的地位、現狀及其發展建議[J].草業學報，2015，24 （1）：141 ～ 157.

[6]侯向陽.我國草牧業發展理論及科技支撐重點[J].草業科學，2015，32（5）：823 ～ 827.

[7]賈存輝，錢文熙，土爾遜阿依·賽買提，等.粗飼料營養價值指數及評定方法[J].草業科學，2017，34 （2）：415 ～ 427.

[8]李新一，王加亭，韓天虎，等.我國飼草料生產形勢及對策[J].草業科學，2015，32（12)：2155 ～ 2166.

[9]李馨，熊康寧，龔進宏，等.人工草地在喀斯特石漠化治理中的作用及其研究現狀[J].草業學報，2011，20（6）：279 ～ 286.

[10]龍會英，張德，金杰，等.干熱河谷退化山地不同立地條件種植柱花草效應研究[J].熱帶農業科學，2011，31（8）：5 ～ 10.

[11]申小云，蔣會梅，苑榮，等.草地施肥對牧草和放牧貴州半細毛羊的影響[J].草業學報，2012，21（3）：275 ～ 280.

[12]王國剛，王明利，王濟民，等.中國南方牧草產業發展基礎、前景與建議[J].草業科學，2015，32（12)：2114 ～ 2121.

[13]王元素，蔣文蘭，洪紱曾，等.白三葉與不同禾草混播群落17年穩定性比較研究[J].草業學報，2006，15（3）：55 ～ 62.

[14]王元素，李莉，王堃.喀斯特地區三葉草混播草地群落組分20年動態[J].草地學報，2014，22（3）：475 ～ 480.

[15]王元素.云貴高原山區混播草地初級生產力和群落時間穩定性研究[D].蘭州：甘肅農業大學，2004.

[16]熊康寧，黎平，周忠發，等.喀斯特石漠化的遙感-GIS典型研究—以貴州省為例[M].北京：地質出版社，2002.8.

[17]熊康寧，許留興，劉凱旋，等.喀斯特山區生態畜牧業發展與石漠化治理耦合關系[J].家畜生態學報，2016，37（10）：72 ～ 79.

[18]楊振海.加快喀斯特地區草地建設步伐實現草食畜牧業發展和石漠化治理雙贏[J].草業科學，2008，25（9）：59 ～ 63.

[19]張浩，熊康寧，蘇孝良，等.貴州晴隆縣種草養畜治理石漠化的效果、存在問題及對策[J].中國草地學報，2012，34（5）：107 ～113.

[20]張雪盡.貴州喀斯特地區林間皇竹草栽培利用技術[J].貴州林業科技，2004，32（4）：16 ～ 20.

[21]張俞.喀斯特石漠化草地營養優化配置與牛羊健康養殖技術示范[D].貴陽：貴州師范大學，2016.

[22]鄭海峰，陳利頂，于洪波.黃土丘陵溝壑區喬灌草植物空間優化配置——以甘肅省定西地區為例[J].地理研究，2007，26（1）：101 ～ 109.