動物生產的地境適應性

侯扶琴,袁 航,侯扶江

（1.新疆西部牧業股份有限公司,新疆 石河子 832000；2.蘭州大學草地農業科技學院 甘肅省草原生態研究所,甘肅 蘭州 730020）

①地境是草業系統發生與發展的原點[1]。它與牧草互作構成草地,成為動物生產的基礎,動物生產又是草地農業系統繁盛的具體表現,是系統的核心組件[2-3]。同時,地境要素（氣候、土地和位點）也直接作用于動物。動物生產對地境的適應性是各種時空尺度生產布局的原則,是動物生產適應性管理的本質。動物生產中的地境健康指地境要素滿足動物生產的要求,有利于提高畜產品的品質和產量,增強市場競爭力,減少市場、自然與疾病風險。下面從地境的3個方面分析動物生產的適應性原則,力圖為動物生產優化布局提供參考。

1 氣候適應性原則

動物生產的區域布局與氣候相適應。每一特定的家畜總是分布在一定的氣候區域,在這個區域之外,家畜不能生存、不能正常繁殖或生產力喪失。盡管人類能夠創造出適應特定家畜生存的人工環境,但目前由于技術和經濟的限制,還不能大規模普及。在我國,水牛Bubalus bubalis、黃牛Bostaurus domesticus和牦牛B.grunniens分別分布在熱帶、亞熱帶、溫帶地區和青藏高原（表1）。羊科動物自西向東分布依次為盤羊Ovis ammon、巖羊O.nayaur、麻羊 、灘羊O.aries、黃羊Procapra gutturosa、小尾寒羊[4-8]。鹿科動物分布從南到北依次為海南坡鹿Cervus eldii hainanus、水鹿C.unicolor kerr、麋鹿Elaphurus davidianus、梅花鹿Cervusnippon temminck和馬鹿C.elaphus、馴鹿Rangi f er tarandus[9]。即便是馬鹿,由于不同地理區域之間的氣候隔斷,演化了一系列亞種,相互之間雖沒有雜交繁殖的障礙,但是生產性能受到一定影響。同一地境的不同小環境內,動物分布也各不相同,如高寒沼澤地域內,大型水鳥分布于寬谷沼澤,食蟲鳥類多分布于坡積裙沼澤,猛禽類常見于低洼積水草甸草地[10]。因此,動物生產的布局首先要符合家畜分布的自然規律,在不適宜的氣候地區開展不適宜的家畜生產,將事倍功半。

表1 主要牛科家畜的分布

溫度對綿羊膘情的影響非常大,研究表明,全牧條件下,氣溫低于-5℃,綿羊日減體質量80 g,低于-20℃日減體質量最大可達235 g[11]。

畜舍設計有利于發揮動物的生產性能,減少負面的環境效應。家畜的代謝活動能夠隨著環境變化而變化,表現出一定的適應能力,但是環境變化超越了家畜的適應能力,家畜就會遭受脅迫,導致生產力降低,甚至造成家畜死亡。以溫度為例,在等熱區,家畜可以通過物理調節機能維持體溫穩定,溫度超越了等熱區的下限臨界溫度或上限臨界溫度,家畜將動用化學調節機能[12]。這會損害動物生產,因此畜舍的設計上要避免氣候因子大的波動,以幫助家畜應對可能的環境脅迫。

在適宜環境下的家畜飼料報酬高、生長速度快,動物生產的經濟效益好。反之,如果環境因子超越了家畜的生理調節范圍,會造成動物生產不必要的損失。一般幼年家畜的適宜范圍比成年家畜窄。環境溫度超過26℃,蛋雞的攝入能量和產蛋能都會迅速下降[12]。豬的日增體質量隨環境溫度呈拋物線變化,年齡不同,最適溫度也有差異,當溫度超過 35℃,大豬的活體質量將下降[12]。同樣,溫度也影響奶牛的產奶量[13],而且奶牛產奶量的最適溫度隨品種而變化[12]。就溫度適應性而言,羊的適應幅度比豬和牛較為寬泛,雞較為嚴格,幼年家畜的適宜范圍最窄[14]。而且,隨著環境溫度升高,家畜糞便分解釋放的溫室氣體迅速增加[15]。因此,畜舍設計要重視小氣候,大小家畜既要區別對待,還要方便母畜與幼畜的聯系,并且不能忽視家畜排泄物的分解。

2 土地適應性原則

土地因素包括地形（坡度、坡向和坡位）和土壤。

大空間尺度上,地形是氣候的控制性因素之一,也制約著植被與動物的分布,決定著農業系統的類型[16]。青藏高原隆升影響整個東亞的氣候與植被格局,與黃土高原的形成關系密切[17-19],并且在東亞版圖上刻畫出不同的農業生態區。

在我國,家畜與環境互作形成7大畜牧區。其中青藏高原區以藏系畜種為主,包括牦牛、藏系綿羊、藏系山羊、藏馬及藏豬[20]；蒙新高原區以蒙古系和哈薩克系家畜為主,包括蒙系黃牛、蒙古馬、蒙古綿羊、哈薩克羊、駱駝等[21]；黃土高原區以生產力較高的畜種為主,主要有秦川牛、關中驢、關中馬、裘皮羊、灘羊、同羊及關中奶山羊；西南地區家畜經濟價值較高,主要有水牛、豬、山羊、西南馬等[22]；東北地區以鄂倫春馬、延邊黃牛、遼寧絨山羊、東北細毛羊為主；黃淮海區的代表家畜有魯西黃牛、南陽牛、德州驢、寒羊、小尾寒羊、青山羊與白山羊；東南區主要以適應濕熱氣候的水牛為主[23]。

中等空間尺度上,地形影響局部的水、熱再分配,形成小氣候[24]。陰坡和陽坡的植被和動物的差異即源于此[25]。我國西北內陸的高山地區,季節性放牧的場地輪換也依地形而變化,與氣候、植被匹配,冬季牧場常常布局于逆溫層[26]。在天山北坡,冬季牧場（俗稱“冬窩子”）一般為綠洲周邊的荒漠或山地荒漠草原；春季和秋季牧場則移到海拔較高的山地草原,有時也利用灌叢草甸；夏季放牧地位于高山和亞高山草甸,大家畜經常放牧森林灌叢草甸（圖1）。這些都依賴于大地形控制下的坡向、坡位。海拔同樣會影響到動物分布,如高寒草原上的嚙齒動物,在海拔2 700 m以上,植被以草甸為主,嚙齒動物主要為高原鼢鼠Myospaiax baileyi、喜馬拉雅旱獺Marmotahimalayana、狹顱鼠兔Ochotona thomasi、高原兔Lepus oiostolus、藏鼠兔O.thibetana、長尾倉鼠Cricetuluslongicaudat等；海拔 2 500～ 3 000m,為山地禾草草原,嚙齒動物主要為達烏爾鼠兔O.daurica、長爪沙鼠Meriones unguiculatus、五趾跳鼠Allactaga sibirica、灰倉鼠Cricetulus migratorius等[27]。

圖1 天山北坡地形、植被與放牧地關系模式圖

小空間尺度上,地形仍然控制著植被和家畜的分布。較為普遍的是,地形控制山風、谷風、焚風等[28],對家畜的放牧行為有重要作用。家畜因為身體結構的差異,尤其是四肢,適宜于不同地形的區域。牛、馬等大家畜重心高、四肢關節靈活性不足,適宜于平緩地帶和地面較為均一的區域,而山羊的放牧活動區域則復雜得多（表2）。同時,坡向和地形部位也會對土壤動物群落的空間分布格局產生顯著影響[29]。

表2 土地因素與家畜放牧分布的關系

即便是在同一生境尺度上,地形也對植被有影響[28],并對動物行為產生作用[30]。如放牧家畜主要選擇復合坡、山體的下部等生境,水熱條件較好,便于活動和取食[31]。資源的空間分布對動物行為也造成一定的影響,若各種資源的隔離度較高,資源的空間配置就決定了部分動物行為[32-33]。一個被選做筑巢或分娩地的位置可能遠離取食地[34]。

3 位點適應性原則

位點因子是系統所處的地理坐標,是交通的通量評價和資源密度等的函數,表征著該系統與其他系統的關聯程度,在高強度的人類活動之下,位點往往居于系統發展的關鍵地位[1]。它是各級政府和企業制訂和實施動物產業布局首先需要考慮的因素。

在巨尺度上（國家和國際）[35],世界四大農牧交錯帶均分布于半干旱半濕潤區,位點因子決定了該區域的發生與發展（圖2）[36]。我國古代沿農牧交錯帶形成一系列“茶馬市”,也是農耕文化與畜牧文化相互作用的區域[37]。黃土高原巨型畜牧業基地的發生與發展在大時空尺度的位點上,主要原因是黃土高原位于河西走廊、華北平原、內蒙古高原、青藏高原的“十字路口”,具有利用畜牧區和農耕區優勢資源,建設耦合系統的位點條件（圖 2）[38]。

圖2 黃土高原巨型畜牧業基地模式圖

在大地區尺度上（生態區）,河西走廊山地—荒漠—綠洲耦合系統的發生與發展,其位點因素主要是發源于祁連山地的石羊河、黑河、疏勒河等水系,在河西走廊臺地上哺育了一系列綠洲,最終消失于荒漠,在人類活動和自然過程的共同作用下,高山、綠洲、荒漠分別為各個河流所串聯,形成現今的耦合系統格局（圖3）[39]。

在中等地區尺度上（城市）,動物生產企業的布局,一要便于接近市場,最方便地獲取利益；二要臨靠原料基地,最有效地降低成本；三要遠離城市和水源,最大限度地保證生態安全。

圖3 河西走廊生態格局模式圖

在小地區尺度上（農場、企業）,動物生產的布局和設計要做到方便管理、利于防疫、保證安全、符合衛生。在此基礎上,生產單元的設置要促進生產力提高,減少排泄物污染。專門化的動物生產系統,可以分為生產區、飼草儲藏和配置區、產品貯存區、輔助區、排泄物堆放和處理區、生活區、辦公區,各區要分開、隔離。生產畜舍的安排,公畜舍在上風向、母畜舍在下風向、幼畜舍居中,避免發情母畜的氣味刺激公畜爬跨和頂斗[40]。病畜隔離舍要遠離生產畜舍,并且在下風向,要注意防火安全。排泄物堆積和處理區即要遠離其他區域,還要在地勢最低處。整體設計要有利于防災、救災。

4 討論

在地境因子群中,氣候、土地與位點對動物生產的作用不是孤立的,而是相互融合,不能嚴格區別,卻時有側重。動物生產的地境適應性原則,既要適應地境因素固有的變化規律,還要消除地境因素偶然干擾。盡管如此,動物生產層的內在機制仍然是適應性管理最重要的基礎,包括它與其他生產層發生系統耦合的能力和發生系統相悖的缺陷。管理的目標就是克服相悖,促成耦合。草畜耦合是一條基本途徑,有利于防災、消災、減災。

[1]任繼周,侯扶江.草業科學框架綱要[J].草業學報,2004,13（4）：1-6.

[2]張玉杰,于海波,劉新,等.應用草地農業系統理論發展半農半牧區農村經濟[J].草業科學,1998,15（4）：40-44.

[3]毛新安,張衛國.生態結合部的農業產業結構調整淺析——以甘肅省臨潭縣為例[J].草業科學,2004,21（9）：43-46.

[4]余玉群,姬明周,劉楚光,等.中國盤羊的地理分布和歷史變遷[J].生物多樣性,2008,16（2）：197-204.

[5]劉振生,王小明,李志剛,等.賀蘭山巖羊的數量與分布[J].動物學雜志,2007,42（3）：1-8.

[6]王杰,歐陽熙,王永,等.成都麻羊的生態地理分布及其生態類型[J].西南民族大學學報（自然科學版）,2007,33（6）：1312-1315.

[7]楊智明,王琴,楊剛,等.新疆盤羊的地理分布特征[J].生物多樣性,1999,7（4）：270-276.

[8]銀山,巴特爾,賽西雅拉圖,等.內蒙古小尾寒羊分布及養殖環境評價[J].內蒙古師范大學學報（自然科學漢文版）,1998,27（2）：134-137.

[9]侯扶江,常生華,于應文.我國鹿況簡介[J].草業科學,2003,20（11）：47-50.

[10]侯眾,李元華,方平.若爾蓋高寒沼澤與草甸中脊椎動物分布規律淺析[J].草業科學,2003,20（3）：18-20.

[11]鄧曉東,蓋煜,郝斯琴,等.根據氣候特點合理營建家畜棚舍[J].內蒙古氣象,2004（3）：38-39.

[12]李震中.家畜生態學[M].鄭州：河南科學技術出版社,1985：17-33.

[13]古少鵬,高斌戰,袁建琴,等.溫度風速對奶牛產乳量的影響[J].當代畜牧,2001：10-11.

[14]李玉娥,董紅敏,林而達.氣候變化對畜牧業生產的影響[J].農業工程學報,1999,13（增刊）：20-23.

[15]陸日東,李玉娥,萬運帆,等.溫度對奶牛糞便溫室氣體排放的影響[J].生態與農村環境學報,2008,24（1）：29-31.

[16]侯扶江,南志標,任繼周.作物-家畜綜合生產系統[J].草業學報,2009,18（5）：211-234.

[17]劉東生,郭正堂,吳乃琴,等.史前黃土高原的自然植被景觀[J].地球學報,1994（3-4）：226-234.

[18]李吉均,方小敏,潘保田,等.新生代晚期青藏高原強烈隆起及其對周邊環境的影響[J].第四紀研究,2001,21（5）：381-391.

[19]劉東生.六次破譯黃土高原的密碼[J].學會,2002（10）：38-39.

[20]黃薇,夏霖,楊奇森,等.青藏高原獸類分布格局及動物地理區劃[J].獸類學報,2008,28（4）：375-394.

[21]黃薇,夏霖,楊奇森,等.新疆獸類分布格局及動物地理區劃探討[J].獸類學報,2007,27（4）：325-337.

[22]韓冰,歐陽志云,徐衛華,等.我國西南地區物種多樣性保護效果[J].生態學報,2008（9）：4589-4593.

[23]逯玉,夏萬忠,韓龍.我國草地動物的地帶性分布規律[J].畜牧市場,2009（5）：25-26.

[24]朱新勝,張耀存.次網格地形坡度坡向參數化及其對區域氣候模擬的影響[J].高原氣象,2005,24（2）：136-142.

[25]張錫成.伊犁果子溝山地植被的坡向分布[J].兵團教育學院學報,1999,9（3）：5-7.

[26]任繼周,劉學錄,侯扶江.生物的時間地帶性及其農學涵義[J].應用生態學報,2002,13（8）：1013-1016.

[27]李春濤,曹永林,王樹青,等.甘肅天祝嚙齒動物區系調查[J].草業科學,2001,18（1）：30-36.

[28]任繼周.草原調查與規劃[M].北京：農業出版社,1985.

[29]劉繼亮,李鋒瑞.坡向和微地形對大型土壤動物空間分布格局的影響[J].中國沙漠,2008,8（6）：1104-1112.

[30]萬秀蓮,江小雷,張衛國.鼢鼠鼠丘不同坡位和坡向對植被恢復的影響[J].西北植物學報,2008,28（4）：812-818.

[31]冉江洪,劉少英,王鴻加,等.小相嶺大熊貓與放牧家畜的生境選擇[J].生態學報,2003,23（11）：2253-2259.

[32]Brown J S.Patch use as an indicator of habitat preference,predation risk,and competition[J].Behavioral E-cology and Sociobiology,1988,22：37-47.

[33]Lima S L,Dill L M.Behavioral decisions made under the risk of predation：a review and prospectus[J].Canadian Journal of Zoology,1990,68：619-640.

[34]Schoner TW.Generality of the size distance relation in models of optimal feeding[J].American Naturalist,1979,114：902-914.

[35]侯扶江.河西景觀類型初探[J].水土保持學報,2000,14（6）：18-22：26-32.

[36]趙學勇.農牧交錯帶荒漠化生態系統評估[EB/OL].http：//www.cern.ac.cn/ftp,2006-06-09.

[37]任繼周,侯扶江.中國西部草地資源及其發展戰略[A].西部資源環境科學中心年報（1994-1996）[M].蘭州：蘭州大學出版社,1998.

[38]任繼周,侯扶江,張自和.發展草地農業,推進我國西部可持續發展[J].地球科學進展,2000,15（1）：19-24.

[39]任繼周,萬長貴.系統耦合與荒漠—綠洲草地農業系統——以祁連山—臨澤剖面為例[J].草業學報,1994,3（3）：1-8.

[40]石民鹿業.梅花鹿養殖場的合理布局[BE/OL].http：//www.51deer.com/html/lm_59/20090923053 634.htm,2009-09-23.