草畜平衡管理系列研究(4)
——草畜平衡計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)

李青豐，齊智鑫

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019; 2.內(nèi)蒙古電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070)

在草畜平衡系列研究的前兩篇文章中，筆者就現(xiàn)行草地載畜量計(jì)算方法在“冷季和暖季”劃分、“參數(shù)選擇的合理性和必要性”等方面進(jìn)行了評(píng)述，提出了以草地可利用飼草量為基礎(chǔ)，優(yōu)化目前草畜平衡核算方法中的“時(shí)間性參數(shù)”的草畜平衡計(jì)算方法的改進(jìn)思路[1-2]。根據(jù)這一思路，目前已開(kāi)發(fā)出一套簡(jiǎn)單快捷的草畜平衡計(jì)算軟件系統(tǒng)?，F(xiàn)將軟件的設(shè)計(jì)思路以及特點(diǎn)簡(jiǎn)介如下。

1 計(jì)算依據(jù)

根據(jù)草畜關(guān)系的基本原理，草畜平衡的計(jì)算主要依賴于2個(gè)參數(shù)：草地飼草可供給量和家畜對(duì)飼草的需求量。單位時(shí)間內(nèi)草地飼草的可供給量減去該時(shí)段內(nèi)家畜的需草量即可獲得該時(shí)段的草畜平衡狀態(tài)數(shù)據(jù)。因此，單位時(shí)間、草地飼草可供給量和家畜需草量是草畜平衡計(jì)算中的3個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。

1.1計(jì)算的時(shí)段單位 在過(guò)去的草畜平衡計(jì)算中，計(jì)算的時(shí)段單位以“冷季”(6～7個(gè)月)或“暖季”(5～6個(gè)月)，甚至全年計(jì)[3-4]。而在這樣長(zhǎng)的一個(gè)“冷季”或“暖季”中，因受牧草的生長(zhǎng)規(guī)律以及家畜的出生或出欄等因素的影響，可利用的飼草量和家畜需草量變化會(huì)很大。草地飼草集中產(chǎn)生于夏秋季，而家畜最缺草的時(shí)節(jié)往往是在冬春季。有草的時(shí)間與家畜需草的時(shí)間常常不相吻合。這樣就會(huì)產(chǎn)生飼草供需的時(shí)間差，出現(xiàn)以長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)供需的總體平衡掩蓋季節(jié)性缺草的問(wèn)題。為避免在進(jìn)行草畜平衡計(jì)算時(shí)因時(shí)段跨度過(guò)長(zhǎng)而引起的“時(shí)差”現(xiàn)象，時(shí)段單位應(yīng)愈短愈好。為此，本軟件將較長(zhǎng)的“冷季-暖季”(甚至全年)時(shí)間段修改為以月為時(shí)段單位來(lái)進(jìn)行草畜平衡核算。

1.2草地飼草可利用量 草地飼草可利用量的多少依賴于草地面積和草地生產(chǎn)力2個(gè)參數(shù)。但其同時(shí)受到飼草種類、收獲(或利用)時(shí)間等因素的影響。計(jì)算草地飼草可利用量的基本公式為：

AH=S×P×U×M。

式中，AH為飼草可利用量，S為草地面積，P為草地生產(chǎn)力，U為草地利用率，M為牧草保存率。

草地面積和草地生產(chǎn)力參照常規(guī)草地監(jiān)測(cè)程序和方法獲取[5]。草地利用率采用現(xiàn)行草畜平衡計(jì)算方法中的參數(shù)值[3-4]。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，可根據(jù)草地放牧?xí)r“吃一半，留一半”的基本原則，統(tǒng)一設(shè)定為0.5。采納現(xiàn)行草畜平衡計(jì)算方法中的參數(shù)值，將牧草保存率統(tǒng)一設(shè)定為0.5[2-4]。其僅應(yīng)用于冬春季，計(jì)算時(shí)間從當(dāng)年11月開(kāi)始，至翌年4月結(jié)束。

本軟件設(shè)計(jì)引入了牧草“月產(chǎn)量動(dòng)態(tài)系數(shù)”這樣一個(gè)因子來(lái)核算和校正生長(zhǎng)季每個(gè)月的可利用飼草量。引用 “月產(chǎn)量動(dòng)態(tài)系數(shù)”的依據(jù)為“牧草的生長(zhǎng)和積累有一定的規(guī)律”。牧草的產(chǎn)量在各月間雖有所差別，但其存在著一定的關(guān)系。如將一定測(cè)定月(往往是產(chǎn)量最高月份)的產(chǎn)量調(diào)節(jié)系數(shù)設(shè)為1，則相應(yīng)的其他月份可以通過(guò)乘以一個(gè)系數(shù)得到。 第二次全國(guó)草地普查已經(jīng)根據(jù)大量測(cè)產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)我國(guó)北方的主要草地做出了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)系數(shù)[6-9]。筆者也已通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古草地上3萬(wàn)余個(gè)數(shù)據(jù)的分析做出了各內(nèi)蒙古主要草地類型的“月產(chǎn)量動(dòng)態(tài)系數(shù)”。

為適合不同地區(qū)的需要，上述各參數(shù)均可根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行修改后編入軟件程序。

1.3家畜需草量 家畜需草量的計(jì)算沿用現(xiàn)行草畜平衡計(jì)算方法中的參數(shù)值。計(jì)算時(shí)以羊單位為基本核算單位。不同種類，以及不同年齡的家畜按一定系數(shù)折算為羊單位數(shù)。以每羊單位日需干草1.8 kg為基本參數(shù)計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的家畜需草量。

在計(jì)算不同月份家畜的數(shù)量時(shí)，引入了“家畜數(shù)目月動(dòng)態(tài)系數(shù)”。引入此參數(shù)的依據(jù)與引用“牧草月產(chǎn)量動(dòng)態(tài)系數(shù)”的道理相同?；趦?nèi)蒙古自治區(qū)1949-2009年各牧業(yè)年度和日歷年度的家畜統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及2002-2003年錫林郭勒盟逐月家畜數(shù)目的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[10]，以6月末(牧業(yè)年度統(tǒng)計(jì)基準(zhǔn)時(shí)間)家畜統(tǒng)計(jì)數(shù)作為基準(zhǔn)，計(jì)算出了不同月份的“家畜數(shù)目月動(dòng)態(tài)系數(shù)”。

根據(jù)各地家畜種類以及畜牧業(yè)生產(chǎn)方式等情況的不同，軟件可以修改“家畜數(shù)目月動(dòng)態(tài)系數(shù)”等參數(shù)以便適應(yīng)不同地區(qū)的需要。

2 計(jì)算方法

計(jì)算方法編入軟件程序內(nèi)。其基本計(jì)算過(guò)程如下：

1)依據(jù)草地面積、草地生產(chǎn)力、草地利用率以及飼草產(chǎn)量月動(dòng)態(tài)系數(shù)計(jì)算出各月草地可利用飼草量。4月之前牧草不生長(zhǎng)，故草地生產(chǎn)力計(jì)算始于4月。8月牧草產(chǎn)量達(dá)到最高，故設(shè)定8月的飼草產(chǎn)量月動(dòng)態(tài)系數(shù)為1。其余月份均小于1。

2)根據(jù)相關(guān)部門發(fā)布的家畜數(shù)目統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(或?qū)嶋H查驗(yàn)的數(shù)據(jù))，結(jié)合各折算系數(shù)，將所有家畜折算為羊單位數(shù)。按每羊單位日需1.8 kg飼草計(jì)算每月的家畜需草量。

3)用飼草可利用量減去家畜需草量即可獲得每月剩余(或虧缺)的飼草量。當(dāng)月飼草如有剩余，則轉(zhuǎn)入下一個(gè)月的可利用飼草量中。如有虧缺，則止于此月，不對(duì)下月產(chǎn)生影響。

4)對(duì)11月的可利用飼草量乘以0.5的飼草保存系數(shù)。

5)將每月的剩余(或虧缺)飼草量除以當(dāng)月每羊單位所需的飼草量(當(dāng)月天數(shù)乘以1.8 kg)，即可得到當(dāng)月欠載(或超載)的羊單位數(shù)。

3 草畜平衡計(jì)算軟件系統(tǒng)

圖1為草畜平衡計(jì)算系統(tǒng)的主界面?，F(xiàn)將其主要功能簡(jiǎn)介如下：

圖1 草畜平衡計(jì)算系統(tǒng)主界面

1)數(shù)據(jù)錄入及導(dǎo)出功能：可直接錄入數(shù)據(jù)，也可將預(yù)先錄入在Excel中的數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入到當(dāng)前系統(tǒng)中；為方便用戶數(shù)據(jù)備份，系統(tǒng)設(shè)置了數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能；導(dǎo)出的數(shù)據(jù)為Excel格式，可以方便地用于其他統(tǒng)計(jì)計(jì)算(圖2)。

圖2 草畜平衡計(jì)算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出界面

2)計(jì)算功能：輸入系統(tǒng)要求的基本數(shù)據(jù)后，即可完成全部計(jì)算，系統(tǒng)會(huì)顯示出各月可利用飼草量以及超載家畜量等數(shù)據(jù)(圖3)。用戶可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定購(gòu)置飼草料的數(shù)量。

3)成圖和報(bào)告功能：在得到飼草各月份盈缺數(shù)量及各月份草畜平衡狀況數(shù)據(jù)的同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成一份草畜平衡報(bào)告(圖4)。點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)分析”按鈕，系統(tǒng)會(huì)繪制分析統(tǒng)計(jì)圖(圖5)。該圖將每月的余(缺)草數(shù)據(jù)和家畜的超(欠)載量數(shù)據(jù)顯示為直觀的柱形圖。

圖3 草畜平衡計(jì)算系統(tǒng)的計(jì)算頁(yè)面

圖4 飼草盈缺以及草畜平衡與否統(tǒng)計(jì)報(bào)表

圖5 直觀的飼草盈缺以及草畜平衡柱形圖

4 軟件的特點(diǎn)以及運(yùn)行環(huán)境

1)占用空間小，界面友好，簡(jiǎn)單易用。該軟件僅占用144 Mb計(jì)算機(jī)空間，幾乎在各種計(jì)算機(jī)上均可使用。普通工作人員參照軟件使用說(shuō)明可直接上機(jī)操作。

2)操作簡(jiǎn)單。僅需輸入草地面積、產(chǎn)草量、家畜頭數(shù)等數(shù)據(jù)，即可計(jì)算出未來(lái)一年內(nèi)每月的草畜平衡狀態(tài)數(shù)據(jù)。一般情況下，在9月獲得草地生產(chǎn)力數(shù)據(jù)和家畜6月末統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后，即可預(yù)測(cè)當(dāng)年冬季以及翌年春、夏季的草畜平衡狀況。

3)適用范圍廣。適用于各級(jí)、各類業(yè)務(wù)部門以及個(gè)體用戶?？梢岳脤?shí)測(cè)草地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，也可利用遙感估測(cè)的草地生產(chǎn)力數(shù)據(jù)?？捎糜诿?市)或旗(縣)級(jí)的草畜平衡預(yù)測(cè)管理，也可用于家庭牧場(chǎng)或其他比較小的生產(chǎn)單位的草畜平衡適時(shí)管理。

4)所用草地生產(chǎn)力僅需一次測(cè)產(chǎn)(一般為產(chǎn)量最高的8月)的數(shù)據(jù)。在不失準(zhǔn)確度的前提下，大大減少了基層草地監(jiān)測(cè)部門的工作量。

5)本系統(tǒng)網(wǎng)站(www.livestockbalance.net)會(huì)提供軟件更新及在線輔助服務(wù)，后續(xù)會(huì)為授權(quán)用戶提供數(shù)據(jù)共享等服務(wù)。

致謝：內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟草原監(jiān)理局、畜牧業(yè)局和草原工作站等單位為本文的撰寫(xiě)提供了草地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、畜牧業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、草畜平衡管理文件等相關(guān)基礎(chǔ)材料。內(nèi)蒙古自治區(qū)畜牧廳提供了家畜統(tǒng)計(jì)資料。在此表示誠(chéng)摯的謝意。

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[7]劉東升，邢旗.內(nèi)蒙古草甸草地地上生物量動(dòng)態(tài)研究[A].李博等編.草地資源生態(tài)研究叢書(shū)：中國(guó)北方草地畜牧業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究(一)——草地畜牧業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與區(qū)域?qū)嶒?yàn)實(shí)踐[C]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1993:155-159.

[8]邢旗，呂新龍.內(nèi)蒙古典型草地地上生物量動(dòng)態(tài)研究[A].李博等編.草地資源生態(tài)研究叢書(shū)：中國(guó)北方草地畜牧業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究(一)——草地畜牧業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與區(qū)域?qū)嶒?yàn)實(shí)踐[C]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1993:160-166.

[9]劉東升.內(nèi)蒙古荒漠草地地上生物量動(dòng)態(tài)研究[A].李博等編.草地資源生態(tài)研究叢書(shū)：中國(guó)北方草地畜牧業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究(一)——草地畜牧業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與區(qū)域?qū)嶒?yàn)實(shí)踐[C].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1993:167-177.

[10]烏云其木格.錫林郭勒盟天然草地牧草產(chǎn)量季節(jié)變化動(dòng)態(tài)及草畜平衡調(diào)控策略研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004:15-18.