牧場(chǎng)管理模型研究進(jìn)展

王貴珍，花立民

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070； 2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)-新西蘭梅西大學(xué)草地生物多樣性研究中心，甘肅 蘭州 730070)

牧場(chǎng)管理模型研究進(jìn)展

王貴珍1,2，花立民1,2

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730070； 2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)-新西蘭梅西大學(xué)草地生物多樣性研究中心，甘肅 蘭州 730070)

天然草地放牧場(chǎng)作為草地的利用終端之一，其管理水平?jīng)Q定著草地健康和牧場(chǎng)生產(chǎn)水平。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和生態(tài)學(xué)研究的定量化、微觀化，草地放牧系統(tǒng)模型的研究及其如何指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐已成為現(xiàn)代化草地畜牧業(yè)研究的重要方向。牧場(chǎng)管理模型作為草地放牧系統(tǒng)模型之一，是草地和家畜生產(chǎn)的決策支持系統(tǒng)(Decision Support System，DSS)。它通過收集草地生長(zhǎng)、家畜生產(chǎn)以及管理方式等數(shù)據(jù)，模擬不同生產(chǎn)管理方式的影響并用以指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。本文介紹了國(guó)內(nèi)外牧場(chǎng)管理模型的研究現(xiàn)狀，并對(duì)今后牧場(chǎng)管理模型的發(fā)展做出了進(jìn)一步展望，以期為國(guó)內(nèi)牧場(chǎng)管理模型的研究與應(yīng)用提供參考。

牧場(chǎng)管理模型；草地；家畜；放牧系統(tǒng)

草原畜牧業(yè)是以天然草地資源為基礎(chǔ)，以放牧為主要利用方式的畜牧業(yè)[1]。草地家畜放牧系統(tǒng)(Grassland Livestock Grazing System)是草原畜牧業(yè)最主要的生產(chǎn)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，全面掌握不同放牧管理對(duì)草原植被結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)力和家畜生產(chǎn)性能的影響，以及草-畜間的互作方式，是實(shí)現(xiàn)草原生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化管理的基礎(chǔ)[2]。草地放牧系統(tǒng)易受到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、自然等各種因素的影響，只有在最優(yōu)的放牧管理決策的導(dǎo)向下，對(duì)草地資源進(jìn)行優(yōu)化配置，才能使草地的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益均達(dá)到最佳[3-4]。

我國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)退化與小規(guī)模牧場(chǎng)粗放經(jīng)營(yíng)具有直接關(guān)系[5]。要恢復(fù)草原健康，增加農(nóng)牧民收入，必須要有一個(gè)系統(tǒng)的理念來解決問題，因此對(duì)草地放牧家畜系統(tǒng)的研究顯得尤為重要。牧場(chǎng)管理模型作為草地放牧系統(tǒng)模型之一，是草地和家畜生產(chǎn)的決策支持系統(tǒng)。它通過收集草地生長(zhǎng)、家畜生產(chǎn)以及管理方式等定性和定量的數(shù)據(jù)，模擬牧場(chǎng)系統(tǒng)對(duì)各種管理決策的響應(yīng)，并預(yù)測(cè)其可行性，同時(shí)關(guān)注與牧戶切身利益相關(guān)的經(jīng)濟(jì)收益，對(duì)牧場(chǎng)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式做出準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)分析，直觀明晰此種經(jīng)營(yíng)方式下畜牧業(yè)經(jīng)營(yíng)收支狀況。牧場(chǎng)管理模型還可以對(duì)有限的資源進(jìn)行合理的配置，同時(shí)以可持續(xù)發(fā)展理念為前提，科學(xué)權(quán)衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)政治體制與草原生態(tài)健康的發(fā)展力度，充分顯現(xiàn)其在牧場(chǎng)管理方面的優(yōu)越性，科學(xué)指導(dǎo)牧場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，切實(shí)提高牧民人均收入，實(shí)現(xiàn)草地資源生態(tài)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值的可持續(xù)利用。

由于國(guó)外對(duì)牧場(chǎng)管理模型的研究較早，所以具有比較完整的畜牧業(yè)科研機(jī)構(gòu)、高質(zhì)量的科研隊(duì)伍和現(xiàn)代化科研設(shè)備、研究手段，如澳大利亞、美國(guó)、新西蘭等，且已成功研制出能夠應(yīng)用于實(shí)踐生產(chǎn)并帶來一定收益的牧場(chǎng)管理模型和特定家畜生產(chǎn)管理模型。而國(guó)內(nèi)此項(xiàng)研究才剛剛起步，基本僅停留在純理論的放牧優(yōu)化模式以及專家系統(tǒng)等科研層面，沒有開發(fā)出能夠應(yīng)用于實(shí)踐生產(chǎn)的機(jī)制模型。

近年來，隨著信息技術(shù)在草地放牧體系中的廣泛應(yīng)用[6]，更多業(yè)內(nèi)人士將目光集聚到草地放牧系統(tǒng)的決策支持系統(tǒng)(Decision Support System,DSS)的研究和應(yīng)用方面，放牧管理模擬模型在研究和應(yīng)用方面都取得了顯著的成就[7]。本文綜述了近年來國(guó)內(nèi)外草地綜合管理DSS、家畜管理系統(tǒng)的研究進(jìn)展，并分析國(guó)內(nèi)與國(guó)外研究存在的差距,為國(guó)內(nèi)牧場(chǎng)管理模型的研究與應(yīng)用提供價(jià)值參考。

1 國(guó)外牧場(chǎng)管理決策支持模型

澳大利亞、加拿大、新西蘭、美國(guó)等畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都研發(fā)了適合本國(guó)的牧場(chǎng)管理決策支持系統(tǒng)，從生產(chǎn)、管理到投入市場(chǎng)大量運(yùn)用科技手段，基本做到了專業(yè)化、規(guī)?；⑵髽I(yè)化(表1、表2)。

1.1ACIAR模型(Australia Centre For International Agricultural Research) ACIAR模型由澳大利亞科學(xué)家研制，可在家庭牧場(chǎng)框架內(nèi)為畜牧業(yè)生產(chǎn)提供決策支持，具有強(qiáng)大的草地家畜管理功能和模擬數(shù)據(jù)分析功能，結(jié)合影響草地的各類因素(年際氣候、家畜-草地、土壤、人為管理、經(jīng)濟(jì)、政策等)，將收集到的數(shù)據(jù)建立真實(shí)的生產(chǎn)函數(shù)，分析牧場(chǎng)生產(chǎn)體系中不同組分間的互作機(jī)理。模型主要有5大部分組成：數(shù)據(jù)庫(kù)(Database)、可行性運(yùn)行系統(tǒng)(Feasibility)、經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng)(Analysis)、決策測(cè)試系統(tǒng)(Policy Testing System)和結(jié)果輸出系統(tǒng)(Output)。數(shù)據(jù)庫(kù)主要收集牧場(chǎng)生產(chǎn)體系各項(xiàng)數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ)信息；可行性運(yùn)行系統(tǒng)主要用于分析草-畜平衡動(dòng)態(tài)，監(jiān)測(cè)草地，是畜群優(yōu)化的重要系統(tǒng)；經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng)主要是對(duì)草地、家畜、牧場(chǎng)進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)核算的子程序，是支持決策系統(tǒng)的重要依據(jù)；決策測(cè)試系統(tǒng)主要影響草地家畜管理的各種決策的實(shí)施；結(jié)果輸出系統(tǒng)是整個(gè)決策實(shí)施后的各種評(píng)估指標(biāo)的數(shù)據(jù)化反映，便于整體了解放牧系統(tǒng)內(nèi)在運(yùn)行及各種管理決策的優(yōu)劣。此模型可全面了解家庭牧場(chǎng)運(yùn)營(yíng)動(dòng)態(tài)，提出最優(yōu)牧場(chǎng)管理決策，并進(jìn)行總體規(guī)劃。運(yùn)行后可評(píng)估牧戶的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，確定合理載畜率、家畜繁殖、補(bǔ)飼、市場(chǎng)出售等，并不斷進(jìn)行參數(shù)矯正，為牧戶生產(chǎn)提供決策支持，使牧戶獲得較高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)草地的可持續(xù)性發(fā)展。該模型已在中國(guó)內(nèi)蒙古、甘肅部分地區(qū)進(jìn)行參數(shù)矯正并試點(diǎn)運(yùn)行[7-8]。

1.2草原生產(chǎn)和利用模擬模型(Simulation Production and Utilization of Rangeland，SPUR) SPUR是美國(guó)草地科學(xué)家開發(fā)的一個(gè)草地生態(tài)系統(tǒng)模擬模型，已在美國(guó)德克薩斯州試驗(yàn)29年。該模型由7個(gè)基本子模塊組成：氣象記錄模塊記錄每日降水量、極值溫度、太陽(yáng)輻射、風(fēng)速等；水文、土壤模塊管理日常的水分平衡，計(jì)算雪的積累、融化和沉降轉(zhuǎn)移，土壤組分是根據(jù)土壤特征和土壤碳、氮的含量分析土壤水分；植物模塊主要分析各種生理狀態(tài)下植物的碳氮流動(dòng)狀況、牧草生長(zhǎng)起始、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移、光合作用、死亡等生理生態(tài)過程以及植物對(duì)水和氮的吸收利用，可潛在模擬植物種內(nèi)種間競(jìng)爭(zhēng)；家畜模塊模擬家畜的采食、繁殖、體質(zhì)量增加或減少等。其中帶犢母牛和肉牛組分可模擬18個(gè)遺傳性狀對(duì)畜群個(gè)體生命周期的影響；野生動(dòng)物和昆蟲模塊模擬牧草的選擇性采食(Remove)；管理模塊可模擬多種不同管理措施下的系統(tǒng)運(yùn)行；經(jīng)濟(jì)模塊是用以成本效益分析的簡(jiǎn)單應(yīng)用程序。SPUR模型模擬草原生態(tài)系統(tǒng)的功能，預(yù)測(cè)系統(tǒng)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的改變和多種管理方式的響應(yīng)，并在整個(gè)牧場(chǎng)尺度上評(píng)估不同的管理方式對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響。模型的產(chǎn)出包括降雨地表徑流、土壤流失、土壤有機(jī)質(zhì)含量、牧草生物量以及凈收益回報(bào)的估計(jì)等。校準(zhǔn)后的模型對(duì)相同生態(tài)區(qū)的牧場(chǎng)可以預(yù)測(cè)不同管理策略的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)[9-10]。

1.3GRASIM模型(Grazing Simulation Model) 該模型是以美國(guó)肯塔基肉牛模型為基礎(chǔ)開發(fā)的一個(gè)綜合的涵蓋放牧管理所有因素并可以模擬高強(qiáng)度輪牧管理的模型。模型包括4部分：牧草生長(zhǎng)、水分平衡、土壤營(yíng)養(yǎng)和收獲管理。牧草生長(zhǎng)模塊模擬植物光合作用，頂芽的生長(zhǎng)、呼吸和死亡，外部輸入(氣候、管理)影響碳素平衡，氮脅迫因子可對(duì)牧草生長(zhǎng)模塊反饋控制；土壤營(yíng)養(yǎng)模塊分為兩部分：一部分模擬土壤對(duì)水和氮的吸收，水的蒸發(fā)和氮的轉(zhuǎn)移，另一部分動(dòng)態(tài)模擬植物對(duì)水和氮的利用，以及氮在土壤-水-植物系統(tǒng)之間的循環(huán)利用，水循環(huán)驅(qū)動(dòng)養(yǎng)分的深層滲透損失；水分平衡模塊模擬每日降水地表徑流、蒸發(fā)和淋溶損失；收獲管理模塊是基于各種管理制度下對(duì)放牧強(qiáng)度的控制，包括草地牧草生物量的極值，輪牧和休牧?xí)r期。此模塊還可預(yù)測(cè)放牧率，從而使牧戶可以科學(xué)靈活的進(jìn)行放牧利用。GRASIM以天為單位運(yùn)行，通過監(jiān)測(cè)牧草生長(zhǎng)率及生物量，牧草品質(zhì)、土壤的養(yǎng)分、淋溶等以便更好地掌控牧場(chǎng)系統(tǒng)，評(píng)估不同管理策略的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效應(yīng)，制定合理的放牧管理策略，促進(jìn)整個(gè)牧場(chǎng)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展[11-12]。

1.4牧草生長(zhǎng)模型(GrassGro) 此模型是由澳大利亞科學(xué)家在該國(guó)降水豐富的溫帶草原地區(qū)進(jìn)行大量試驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)分析模擬，構(gòu)建的具有通用性的強(qiáng)大管理功能的放牧決策模型。該模型以參數(shù)(日氣象數(shù)據(jù)、土壤類型、牧草種和牲畜品種、牲畜生產(chǎn))為基礎(chǔ)信息，全方位模擬牧草生長(zhǎng)，預(yù)測(cè)采食干擾對(duì)牧草生長(zhǎng)發(fā)育的影響。此模型結(jié)合家畜品種、生產(chǎn)能力、市場(chǎng)價(jià)格，制定具體的補(bǔ)飼量和飼草料生產(chǎn)計(jì)劃，驅(qū)動(dòng)模擬草-畜互作的過程，在保證生態(tài)系統(tǒng)良性健康發(fā)展背景下尋求可產(chǎn)生最佳生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)效益的畜群結(jié)構(gòu)。目前，GrassGro以商業(yè)軟件形式提供給牧場(chǎng)主，幫助制定適合自身草地-動(dòng)物生產(chǎn)的具體策略。GrassGro也作為牛羊肉企業(yè)的決策支持工具，為牧民和資源管理者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估，做出風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告，從而實(shí)現(xiàn)資源的較低損耗和持續(xù)利用[13]。

表1 國(guó)外牧場(chǎng)管理模型一覽表Table 1 Major pasture Management Model of foreign countries

表2 國(guó)外特定家畜管理模型一覽表Table 2 Management model for special livestock in foreign countries

1.5奶牛-飼料系統(tǒng)模型(The Dairy Forage System Model，DAFOSYM) 該模型是由美國(guó)飼草研究中心與其它機(jī)構(gòu)合作開發(fā)的，可為奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)管理策略進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。模型整合了作物生長(zhǎng)、收獲、青貯、儲(chǔ)藏、家畜飼養(yǎng)、經(jīng)濟(jì)分析等，通過歷史氣象數(shù)據(jù)模擬飼草生長(zhǎng)。收獲模塊包括刈割、田間養(yǎng)護(hù)、松耙、打草捆處理和貯藏等。模型可以評(píng)估飼草在不同的儲(chǔ)藏和調(diào)制方式對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響，動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)、牧草收獲、儲(chǔ)藏與家畜利用及飼草料品質(zhì)之間的關(guān)系。根據(jù)成本-收益評(píng)價(jià)系統(tǒng)做出相應(yīng)的管理策略。模型開發(fā)主要作為一種評(píng)價(jià)體系，如畜種選擇、草地面積、作物結(jié)構(gòu)、設(shè)備、勞力、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施、糞便的利用等，可對(duì)飼草-家畜生產(chǎn)成本進(jìn)行比較，幫助牧場(chǎng)主獲取最有利用價(jià)值的信息和管理策略，達(dá)到最佳牧場(chǎng)凈回報(bào)或盈利能力[14-16]。

1.6Cowpacity模型(A Grazing Carrying Capacity GIS Model) 此模型是以GIS為平臺(tái)應(yīng)用數(shù)字高程(DEM)技術(shù)監(jiān)測(cè)載畜量的工具，通過對(duì)保護(hù)區(qū)放牧活動(dòng)的準(zhǔn)確測(cè)算，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)野生動(dòng)物棲息地、控制雜草、減少火災(zāi)隱患和草地健康利用的目的。模型由美國(guó)WRA公司按照其6個(gè)屬性已在舊金山灣區(qū)(Bay Area)嘗試應(yīng)用。模型輸入需大量GIS空間數(shù)據(jù)(放牧單位、灌木覆蓋度、土地生產(chǎn)力、有效水資源)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，應(yīng)用GIS對(duì)牧場(chǎng)灌叢覆蓋率、可利用牧草產(chǎn)量、水源及殘存牧草干物質(zhì)的具體分布匯總掌握，以量化最優(yōu)的放牧管理體制為基礎(chǔ)，通過對(duì)殘余干物質(zhì)(RDM)的監(jiān)測(cè)和具體的輪牧規(guī)劃來實(shí)現(xiàn)保護(hù)生物種類的目的。模型的簡(jiǎn)約化程序確定其適應(yīng)性和靈活性，通過進(jìn)一步校準(zhǔn)，為模型在其它地區(qū)的應(yīng)用提供更準(zhǔn)確的生產(chǎn)值估計(jì)[17]。

1.7GrazeVision模型(A Versatile Grazing Decision Support Model) 該模型是由荷蘭科學(xué)家開發(fā)的一個(gè)通用決策支持模型?？赡M一個(gè)或多個(gè)管理措施同時(shí)實(shí)施后系統(tǒng)的響應(yīng)。此模型由以下模塊組成：尿斑衰變模型、糞斑衰變模型、牧草生長(zhǎng)模型、牧草利用模型、動(dòng)物生產(chǎn)模型。其中牧草生長(zhǎng)模型估計(jì)每天牧草干物質(zhì)(DM)的積累量，包括CF、CP、CA、OM、IHM (Initial Herbage Mass)等，牧草損失(HL)受糞斑、尿斑、放牧、踩踏、死亡的影響。該模型運(yùn)行需輸入4組參數(shù)：土水肥參數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)施氮量、土壤質(zhì)地、供水量)，牧場(chǎng)參數(shù)(牧場(chǎng)大小、放牧?xí)r間、放牧采食、載畜率)，家畜參數(shù)(家畜品種、家畜生產(chǎn)性能、牛奶產(chǎn)量)，補(bǔ)飼參數(shù)(補(bǔ)飼、飼喂水平)。輸出結(jié)果有殘余牧草生物量(RHM)、牧草利用率、牧草干物質(zhì)采食、牛奶產(chǎn)量等。該模型以12 h為單位，可迅速模擬牧場(chǎng)大小、放牧停留時(shí)間、刈割、玉米青貯料供應(yīng)以及多個(gè)管理措施改變對(duì)牧場(chǎng)的影響，還可通過一系列的管理措施(輪牧制度、施氮肥、青貯、補(bǔ)飼、載畜率、網(wǎng)圍欄等)模擬飼草與家畜需求之間的平衡。模型模擬與牧場(chǎng)實(shí)測(cè)相銜接，不斷修正模型的精確度。GrazeVision模型為放牧管理系統(tǒng)未來的發(fā)展提供可供參考的框架體系[18-19]。

1.8IMAGES 2.1(An Integrated Model of an Arid Grazing System) 該模型是在西澳大利亞灌木牧場(chǎng)評(píng)估管理策略和確定關(guān)鍵生態(tài)過程研究時(shí)建立的專用于干旱放牧系統(tǒng)的綜合決策系統(tǒng)。在西澳大利亞5大牧場(chǎng)人工收集的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上確定模型參數(shù)。主程序控制模型的輸入、輸出，協(xié)調(diào)各子程序間運(yùn)行。運(yùn)行所需參數(shù)有4部分：1)牧場(chǎng)季節(jié)條件，土壤水分，植物種休眠，生長(zhǎng)，死亡；2)氣候(降雨和溫度)，物種組成，多年生物種生態(tài)特征，系統(tǒng)承載能力(最高生物量)；3)重要生態(tài)關(guān)系公式；4)功能擴(kuò)充數(shù)據(jù)。生長(zhǎng)子程序包括一年生和多年生牧草的生長(zhǎng)，其中可利用牧草生物量的計(jì)算包括立枯體；損失子程序包括牧草因家畜采食、枯黃凋落、踩踏損失等造成的生物量損失等；種群子程序包括牧草的發(fā)芽、生長(zhǎng)、死亡等一系列的生理過程和植物群落間的相關(guān)異質(zhì)性，在數(shù)學(xué)公式中輸入真值或概率分布值驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)模擬不同氣候條件下的牧草產(chǎn)量，草地群落動(dòng)態(tài)及生態(tài)常量的具體變化等。模型輸出3個(gè)文件：1)RBIMO.DAT模擬飼草生物量；2)RPOPN.DAT模擬多年生牧草種群動(dòng)態(tài)機(jī)制；3)RECOL.DAT包含導(dǎo)出的模擬參數(shù)。每個(gè)子程序的不斷更新方便使用者靈活使用真實(shí)的NWP(Number of Wet Pentads)或NWP的概率分布值作為模型運(yùn)行前的輸入值[20]。

1.9GrazFeed DSS 該模型是澳大利亞CSIRO開發(fā)的基于Windows TM操作系統(tǒng)簡(jiǎn)易的計(jì)算機(jī)程序決策支持系統(tǒng)。GrazFeed在澳大利亞溫帶被認(rèn)為是放牧牲畜營(yíng)養(yǎng)研究的標(biāo)桿，GrazFeed通過更有效地利用牧草資源和科學(xué)補(bǔ)飼方式，幫助牧民提高畜牧業(yè)生產(chǎn)的盈利能力，并提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的方法，即根據(jù)澳大利亞的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算放牧牛羊的能量和蛋白質(zhì)需求。此模型能夠根據(jù)復(fù)雜的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)快速解決補(bǔ)飼問題[21-22]。

1.10SimSAGS 此模型是模擬半干旱放牧系統(tǒng)的決策支持工具。可根據(jù)逐日降水資料計(jì)算植被生長(zhǎng)和植物有效水利用，建立土壤水分平衡機(jī)制，研究家畜對(duì)牧草的選擇性攝入影響其能量和蛋白質(zhì)的平衡,機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖和死亡等。系統(tǒng)通過耦合家畜-牧草生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，模擬家畜種群動(dòng)態(tài)機(jī)制。SimSAGS建模軟件開發(fā)作為數(shù)學(xué)關(guān)系在稀樹草原動(dòng)態(tài)研究和動(dòng)物生理學(xué)及普通生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用。作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的決策模擬工具，模型提供了長(zhǎng)期平均生態(tài)承載力和年平均降雨量之間的合理的預(yù)測(cè)關(guān)系。模型輸入包括草地類型、面積、降雨等強(qiáng)大的用戶自定義數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，輸出結(jié)果可繪制成圖形文件進(jìn)行分析。SimSAGS設(shè)有模型參數(shù)的搜索機(jī)制，并在不同地點(diǎn)自動(dòng)保存矯正過的模型參數(shù)，GIS在資源管理方面的應(yīng)用可全面輔助用戶獲取更多可利用信息(網(wǎng)站、文獻(xiàn)檔案)，從而合理、精細(xì)、有效的匹配資源利用，此模型可定性、定量的指導(dǎo)系統(tǒng)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)草地放牧系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)[23]。

1.11KMETIJA模型 該模型是一種開放的、易于補(bǔ)充的高度靈活的經(jīng)濟(jì)決策系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)管理、模擬決策、經(jīng)濟(jì)分析、結(jié)果輸出4部分組成，模型結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)銀行、模擬核心、經(jīng)濟(jì)核算。數(shù)據(jù)銀行有3部分組成：系統(tǒng)數(shù)據(jù)、牧場(chǎng)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)模型。由數(shù)據(jù)管理程序管理各數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部運(yùn)作關(guān)系；模擬核心由兩個(gè)子模型來模擬植物和動(dòng)物生產(chǎn)，植物生產(chǎn)中模擬市場(chǎng)和飼料作物的生產(chǎn)，動(dòng)物生產(chǎn)模塊中模擬乳品生產(chǎn)、良種繁育、家畜育肥，模擬獲得的信息進(jìn)一步用于財(cái)務(wù)計(jì)算和制定詳盡的生產(chǎn)計(jì)劃；經(jīng)濟(jì)核算可計(jì)算總盈利狀況、月資金收支、投資決策等。此模型可對(duì)牧場(chǎng)管理中由于生產(chǎn)、環(huán)境、社會(huì)因素的改變而產(chǎn)生的變化做出及時(shí)規(guī)劃和評(píng)估。其優(yōu)點(diǎn)是模擬核心開放的系統(tǒng)架構(gòu)，具有良好的發(fā)展?jié)摿21]。

1.12Ceser DSS 該模型是在蘇格蘭的農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)施的基于PC平臺(tái)的交互式專家決策支持系統(tǒng)。作為決策輔助工具在農(nóng)場(chǎng)或農(nóng)業(yè)區(qū)進(jìn)行反復(fù)校正，通過數(shù)學(xué)模型和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)(土壤侵蝕和沉降、土壤養(yǎng)分和污染、氨排放等)優(yōu)化管理決策，旨在減少食品中的放射性銫和放射性鍶，確保食品的污染程度不超過設(shè)定的限制水平，保護(hù)人類的健康。同時(shí)慎審輻射及決策對(duì)環(huán)境、農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的潛在影響。其中ES組分指導(dǎo)使用者在大范圍的牧場(chǎng)管理尺度上設(shè)計(jì)出適合特殊地區(qū)和管理方式下的措施，DSS組分允許決策者使用多決策(MCDM)方法，也稱為理想點(diǎn)分析，采用用戶指定的標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重分析，排名并優(yōu)化對(duì)策。此外還可以讓牧戶、農(nóng)業(yè)顧問及政府代表共同商討詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)分析做出最終對(duì)策[22]。

2 國(guó)外奶牛牧場(chǎng)管理軟件

2.1Cow-Calf Production模型 此模型是由美國(guó)蒙大拿州立大學(xué)研發(fā)的具有很好兼容性能的小型肉牛生產(chǎn)計(jì)算機(jī)模型。該模型目的是模擬肉牛的基因、生理狀態(tài)、飼料質(zhì)量、草地管理范圍之間的動(dòng)態(tài)交互關(guān)系。并通過飼料的攝入量(能量、蛋白質(zhì))，家畜生長(zhǎng)，繁殖，哺乳，身體組成機(jī)能模擬動(dòng)物個(gè)體完整的生命周期。模型模擬肉?；蛐汀暡萜焚|(zhì)、生理狀態(tài)之間動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)。并試圖使用計(jì)算機(jī)程序預(yù)測(cè)動(dòng)物生產(chǎn)性能，還可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)不同生理狀態(tài)和季節(jié)條件下家畜的采食量，模擬短期性改變飼料結(jié)構(gòu)后家畜的生理反應(yīng)。該模型的主要用途包括系統(tǒng)對(duì)肉牛生產(chǎn)、繁殖、銷售及飼料的科學(xué)管理，以提高肉牛生產(chǎn)、營(yíng)銷策略。此模型還不斷嘗試將科研成果整合成可以實(shí)踐操作的技術(shù)，并帶來豐厚的收益[24-26]。

2.2COWEL模型 此模型是一個(gè)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的決策支持系統(tǒng)。旨在動(dòng)物福利(Animal Welfare)，為動(dòng)物提供保持健康和精力所需要的食物，提供舒適的棲息場(chǎng)所，做好防疫，及時(shí)診治患病動(dòng)物，擁有良好的條件和處置(包括宰殺過程)、足夠的空間及適當(dāng)?shù)脑O(shè)施，且具有與同伴在一起，自由表達(dá)正常的習(xí)性等條件。模型設(shè)置不同畜舍和管理?xiàng)l件等高低層次，根據(jù)這些劃分層次給動(dòng)物福利等級(jí)排名，使用加權(quán)分類技術(shù)分析各種動(dòng)物基礎(chǔ)參數(shù)對(duì)動(dòng)物福利的影響程度，計(jì)算每個(gè)屬性(畜舍、管理?xiàng)l件)的權(quán)重因子對(duì)動(dòng)物福利的重要性。模型適用于4種飼養(yǎng)體系：拴系圍欄圈舍、小型圈舍、放牧與舍飼場(chǎng)、放牧場(chǎng)。COWEL可在福利水平上對(duì)各種飼養(yǎng)體系進(jìn)行排名，模型是為奶牛飼養(yǎng)而開發(fā)的新工具，是友好的可持續(xù)的福利評(píng)價(jià)系統(tǒng)[27-29]。

2.3SEPATOU模型 該模型是法國(guó)開發(fā)的牧場(chǎng)尺度上對(duì)奶牛場(chǎng)輪牧管理的離散生物機(jī)制模型。旨在保證草地資源與集約輪牧之間的供需協(xié)調(diào)，可以動(dòng)態(tài)模擬每日牧草產(chǎn)量-家畜采食兩種交互系統(tǒng)以及生物物理?xiàng)l件對(duì)牧草產(chǎn)量、家畜消耗、牛奶產(chǎn)量的影響。氣象數(shù)據(jù)(日均溫、日降水量、日平均太陽(yáng)輻射等)和管理數(shù)據(jù)模擬牧戶的決策對(duì)牧場(chǎng)系統(tǒng)的影響，科學(xué)管理牧草生產(chǎn)、奶牛采食、輪牧方式、施肥、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、家畜日糧搭配、刈割、施肥和青貯等，并逐年記錄，方便分析和制定具體、可行的牧場(chǎng)管理措施。SEPATOU具有一個(gè)靈活的操作環(huán)境，此模型可以模擬和評(píng)估乳品生產(chǎn)體系的管理策略，不斷將奶牛生產(chǎn)管理推向數(shù)字化、信息化的發(fā)展新平臺(tái)[30-31]。

2.4乳制品擴(kuò)展決策支持系統(tǒng)(The Dairy Expansion Decision Support System) 此模型是奶牛生產(chǎn)系統(tǒng)中以計(jì)算機(jī)模型為基礎(chǔ)的決策支持系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)和高等數(shù)學(xué)輔助作用下科學(xué)管理畜群結(jié)構(gòu)，降低飼養(yǎng)成本，改善奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境條件。此模型旨在模擬奶牛場(chǎng)的生產(chǎn)和乳品加工銷售，積極管理奶牛場(chǎng)的各種預(yù)知風(fēng)險(xiǎn)。該模型預(yù)測(cè)母牛生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)、奶牛生產(chǎn)、采食、勞力需求及月資金收支等，模型研究和推廣涉及多學(xué)科和參與式的方法，全面管理牧場(chǎng)設(shè)施建設(shè)及奶牛生產(chǎn)、銷售，旨在幫助奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)以提高經(jīng)濟(jì)效益為最高目的性[32]。

2.5PC·Dairy模型 該模型是由計(jì)算機(jī)程序制定、分析奶?？诩Z的決策系統(tǒng)。系統(tǒng)增加放牧模塊，計(jì)算奶牛日采食量。該模塊由3部分組成，即輸入、計(jì)算和輸出。在輸入部分，用戶輸入牧場(chǎng)(類型、面積、質(zhì)量、生物量)，家畜(畜群大小、放牧季節(jié)、畜群結(jié)構(gòu))，補(bǔ)飼量(精料和飼料添加劑)及氣象數(shù)據(jù)，然后該程序可計(jì)算并調(diào)整牧場(chǎng)最大的牧草干物質(zhì)攝入量(kg·d-1)、牧場(chǎng)放牧類型、草f 質(zhì)量、載畜量等，該程序會(huì)把計(jì)算出的最大放牧的牧草干物質(zhì)采食量，用于飼料中的PC乳品程序列表添加的最大值或最小值[33-34]。

2.6Grazemore模型 該模型是北愛爾蘭農(nóng)業(yè)研究所開發(fā)的奶牛放牧管理軟件。系統(tǒng)基于實(shí)測(cè)和模擬的數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤模擬輪牧區(qū)牧草生長(zhǎng)發(fā)育、家畜采食、可利用及損失的牧草產(chǎn)量、畜群的產(chǎn)奶量、繁殖率等。此模型能夠有效管理牧場(chǎng)資源，增強(qiáng)管理者經(jīng)營(yíng)和利用草地的自信度。由于牧草生長(zhǎng)受氣候和管理的影響，故從奶牛數(shù)量、體況、懷孕、斷乳、補(bǔ)飼、管理方式等多方面考慮奶牛營(yíng)養(yǎng)攝入狀況。其中牧草生長(zhǎng)模型和動(dòng)物采食模型可實(shí)際模擬運(yùn)用。Grazemore軟件適合于牧場(chǎng)所有管理類型，目前正在歐盟國(guó)家進(jìn)行校正[35-36]。

2.7DairyMGT奶牛場(chǎng)管理模型 該模型是一套奶牛養(yǎng)殖的高度動(dòng)態(tài)和綜合性生產(chǎn)系統(tǒng)，目的是幫助奶農(nóng)或牧場(chǎng)顧問做出應(yīng)急各種問題的積極決策。由于奶牛場(chǎng)各因子(家畜、飼草料、土壤、天氣、管理、經(jīng)濟(jì))是彼此緊密關(guān)聯(lián)且相互影響的，因此充分考慮各因子對(duì)牧場(chǎng)體系的相關(guān)影響是十分必要的。此模型包括6個(gè)部分：家畜營(yíng)養(yǎng)和補(bǔ)飼、家畜繁殖效率、小母牛的管理和母牛的繁殖、生產(chǎn)和生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和外部環(huán)境管理。用多個(gè)線性和非線性的數(shù)學(xué)矩陣方程式優(yōu)化決策，做出可行的經(jīng)濟(jì)預(yù)算，還可鏈接外部模擬模型(作物生產(chǎn)模型等)和軟件進(jìn)行更復(fù)雜的集成和開發(fā)，使模型具有更高的應(yīng)用價(jià)值和全方位模擬能力，同時(shí)也從反饋意見中不斷得到改進(jìn)[37-38]。

2.8其它模型介紹 Grazplan模型是為牧場(chǎng)管理者快速獲知新信息和技術(shù)，并指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐為目的而研制的，模型通過分析當(dāng)?shù)氐臍庀蠹澳翀?chǎng)管理數(shù)據(jù)，評(píng)估優(yōu)化的管理決策與牧場(chǎng)盈利能力和可持續(xù)發(fā)展之間的關(guān)系[39-40]。DairyWIN是由新西蘭Massey大學(xué)EpiCentre中心開發(fā)在Windows環(huán)境下運(yùn)行，為奶牛場(chǎng)主、獸醫(yī)和牧場(chǎng)咨詢師服務(wù)的奶牛場(chǎng)管理軟件包。此軟件可對(duì)畜群逐日管理，對(duì)畜群的行為活動(dòng)進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)并作必要分析[41-42]。P·turIN是基于牧場(chǎng)尺度的并具有兩大功能模塊(牧草生長(zhǎng)模塊和動(dòng)物采食模塊)的奶牛放牧管理軟件，牧場(chǎng)主可以根據(jù)實(shí)際的模擬結(jié)果對(duì)各管理措施不斷優(yōu)化[43]。Artturi是芬蘭的奶牛生產(chǎn)模型。該模型可以確定牧草適時(shí)收獲期，保證牧草的品質(zhì)和質(zhì)量，并合理搭配奶牛營(yíng)養(yǎng)需求，在營(yíng)養(yǎng)水平上管理奶牛生產(chǎn)[44]。還有以色列KIbbutz Afikim公司研制的阿菲金智能牧場(chǎng)管理系統(tǒng)(AfiFarmWebsite，2007)，Delaval公司開發(fā)的Alpro牛群自動(dòng)管理系統(tǒng)等(Delaval Website，2007)。這些軟件在國(guó)內(nèi)一些奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)和牧場(chǎng)都有良好的應(yīng)用，并獲得了一定的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值[45-47]。

3 國(guó)外綿羊生產(chǎn)管理模型或軟件

3.1Sheep Version 4.0 此軟件是澳大利亞農(nóng)業(yè)研究所為維多利亞州地區(qū)開發(fā)的應(yīng)用數(shù)學(xué)關(guān)系模擬不同氣候條件下牧草和綿羊生產(chǎn)的DSS管理軟件。而Sheep Version 3.0版本是適合于南部澳大利亞草地冬季降水環(huán)境下模擬試驗(yàn)的版本。為了拓展適用性，繼而開發(fā)了水平衡模型、莖葉死亡模型和消化模型，更精確地分析目前管理策略的優(yōu)劣，該軟件已在羊毛生產(chǎn)及不同放牧率對(duì)牧草生長(zhǎng)和羊毛的影響進(jìn)行了模擬、驗(yàn)證，并取得一定的成效[48]。

3.2SummerPack模型 該模型是西澳大利亞農(nóng)業(yè)部綿羊和羊毛分部開發(fā)的用于綿羊放牧干草場(chǎng)、留茬地管理的交互式模擬軟件。主要用于地中海氣候區(qū)的夏秋季綿羊管理，所需參數(shù)包括初始牧草干物質(zhì)量、牧草可消化性、綿羊品種、初始活體質(zhì)量等信息，模型可跟蹤預(yù)測(cè)綿羊活體質(zhì)量、可消化干物質(zhì)的采食量、牧草可消化率、自然遞減率、維持體況的飼料需求等，該模型已經(jīng)用放牧率實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，并幫助研究者制定最優(yōu)放牧方案。SummerPack軟件主要適用于研究者、咨詢者和農(nóng)場(chǎng)主等，但其缺陷是不能模擬牧草生長(zhǎng)[49]。Lambalive 模型是用來提前預(yù)測(cè)惡劣天氣條件下成群羔羊死亡的風(fēng)險(xiǎn)，盡量減少死亡損失[50-51]。

3.3小反芻動(dòng)物決策支持系統(tǒng)(SRDSS) 該模型的開發(fā)是為了提高埃及北沿海區(qū)的干旱條件下羊群的生產(chǎn)力?？涩F(xiàn)場(chǎng)收集數(shù)據(jù)描述小反芻動(dòng)物的生產(chǎn)系統(tǒng)，不斷降低生物和經(jīng)濟(jì)潛力制約因子的影響。SRDSS包括4個(gè)模塊：羊群建立模塊可輸入羊舍、設(shè)施、勞力、畜群結(jié)構(gòu)、畜種選育、飼養(yǎng)管理等；管理模塊動(dòng)態(tài)管理羊群交配、懷孕、分娩、羔羊哺乳和斷奶；飼喂模塊以獲得最佳的日糧配方，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和探索飼料資源的最佳利用方式為目的而設(shè)置；生產(chǎn)和銷售模塊管理羊群生產(chǎn)、銷售，并在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)層面上進(jìn)行評(píng)估，以提高生產(chǎn)效率和盈利能力，幫助牧戶建立最佳的畜群結(jié)構(gòu)。模型作為降水干旱區(qū)有利的推廣工具，目的是提高羊群的生產(chǎn)能力和盈利能力[52]。

4 國(guó)內(nèi)牧場(chǎng)管理模型研究現(xiàn)狀

嚴(yán)格意義來講，我國(guó)目前尚無(wú)專業(yè)化的牧場(chǎng)管理模型。但是，我國(guó)科學(xué)工作者從系統(tǒng)論的角度出發(fā)，按照草地家畜放牧系統(tǒng)的理念，從大尺度的植被遙感應(yīng)用，到小尺度的家畜放牧管理等方面也開發(fā)出了各種不同的模型。為有效提高草原生態(tài)建設(shè)工程效率，促進(jìn)資源管理的科學(xué)化、信息化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

4.1草地植被遙感監(jiān)測(cè)模型研究 20世紀(jì)80年代中期，李博[53]研究并建立了草地生態(tài)統(tǒng)計(jì)模型，并著有《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》一書。一些學(xué)者[54-59]設(shè)計(jì)出了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)庫(kù)以及利用遙感的模型，研究重點(diǎn)旨在通過遙感技術(shù)來反映草地牧草生物量及產(chǎn)草量；吳全等[60]以GIS為核心，建立中國(guó)西北部草地資源信息系統(tǒng)。劉海亮[61]對(duì)烏珠穆沁草原的生態(tài)狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，資源環(huán)境管理信息化。

4.2放牧管理模式研究 李自珍等[4]以甘肅甘南青藏高原高寒草地放牧體系為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)出放牧管理的最優(yōu)控制模式，并根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行實(shí)例計(jì)算及生態(tài)效益的分析，在此基礎(chǔ)上提出了可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策。白瑋杰[62]對(duì)于荒漠草原家庭牧場(chǎng)優(yōu)化管理模式研究中，采用模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，探討管理模式對(duì)于改變荒漠草原區(qū)家庭牧場(chǎng)家畜生產(chǎn)性能及家庭收入的影響。李文龍等[63]通過研究不同的放牧強(qiáng)度對(duì)草地生物多樣性和生產(chǎn)力的影響，確定了放牧管理的最優(yōu)牧草資源種群水平和最優(yōu)控制量，提出草地放牧管理模式的控制對(duì)策，為高寒草地保護(hù)和持續(xù)利用提供了優(yōu)化模式和定量依據(jù)。這些研究通過改變放牧強(qiáng)度、優(yōu)化放牧方式來實(shí)現(xiàn)草地植被結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定和生產(chǎn)力的不斷提高，可為我國(guó)草地放牧體系優(yōu)化研究提供很好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

4.3線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型研究 應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃法、層次分析法、灰色預(yù)測(cè)法和模糊優(yōu)化法等方法建立概念模型，如楊金波和劉德福[64]運(yùn)用線性規(guī)劃模型，將烏拉蓋牧場(chǎng)的畜種和畜群結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化和量化，形成了以產(chǎn)肉為最終目標(biāo)的最佳畜種畜群結(jié)構(gòu)模式，多杰龍智等[65]利用線性規(guī)劃建立數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)以草定畜，草畜平衡及三江源生態(tài)環(huán)境保護(hù)和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展作為最終目標(biāo)。

4.4國(guó)內(nèi)奶牛管理軟件 國(guó)內(nèi)奶牛管理軟件起步較晚，但近幾年，出現(xiàn)多種研發(fā)的軟件，如上海益民科技有限公司開發(fā)的“奶業(yè)之星”系列軟件包[45]；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所熊本海等[66]研究采用Visual Basic 6.0、Access 數(shù)據(jù)庫(kù)、水晶報(bào)表等軟件開發(fā)技術(shù)，通過對(duì)母牛的泌乳和原奶的質(zhì)量和衛(wèi)生監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集，產(chǎn)生關(guān)系型數(shù)據(jù)表，由此開發(fā)出針對(duì)于集約管理的奶牛場(chǎng)產(chǎn)乳過程的數(shù)字化管理系統(tǒng)；南京豐頓科技有限公司開發(fā)的DMS系統(tǒng)[45]；吉林工業(yè)大學(xué)楊印生等研制的面向奶牛生產(chǎn)管理的專家決策支持系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)學(xué)、決策理論、計(jì)算機(jī)等技術(shù)優(yōu)化管理奶牛生產(chǎn)，研制出奶牛生產(chǎn)高效管理的NSG-EDSS[67]；中農(nóng)博思科技發(fā)展公司開發(fā)的《乳業(yè)專家2004》牧場(chǎng)管理軟件等[45]；華中農(nóng)大黃漢英開發(fā)的模糊線性規(guī)劃方法飼料配方軟件，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院章子儀教授開發(fā)的中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)[68]。奶牛場(chǎng)疾病管理模型可以管理每個(gè)階段奶牛疾病，包括奶牛信息文件的創(chuàng)建，常規(guī)監(jiān)測(cè)，疾病預(yù)防和控制，在系統(tǒng)的分析和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)的幫助下，有效、科學(xué)的管理奶牛疾病[69-70]。

5 總結(jié)及展望

5.1國(guó)外牧場(chǎng)管理模型的分類 國(guó)外牧場(chǎng)管理模型主要分為3類。第1類是以植物為主要研究對(duì)象，通過模擬不同的放牧、刈割或者栽培管理措施，來監(jiān)測(cè)植物對(duì)各種干擾的響應(yīng)。這類牧場(chǎng)管理模型如DAFOSYM模型。第2類是以草畜互作為研究對(duì)象，主要通過模擬來改善牧場(chǎng)管理手段對(duì)草地、家畜生產(chǎn)性能以及牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益的正影響。這類牧場(chǎng)模型屬于牧場(chǎng)綜合管理模型，涉及的參數(shù)較多，其代表有ACIAR、GrassGro、SPUR、GRASIM。第3類牧場(chǎng)模型為特定的畜種飼養(yǎng)管理而設(shè)計(jì)，主要以奶牛和綿羊?yàn)檠芯繉?duì)象，特別是奶牛牧場(chǎng)管理模型，如Grazemore、DairyMGT、Sheep vision 4.0、Summerpack、SEPATOU和P·turIN等商業(yè)化應(yīng)用程度很高的模型。

5.2國(guó)內(nèi)外研究的比較

5.2.1牧場(chǎng)管理模型研究方面 我國(guó)對(duì)于牧場(chǎng)管理模型的研究比較晚，目前還沒有適合我國(guó)草原地理、氣候與獨(dú)特放牧管理模式的牧場(chǎng)管理模型(PMM)， 而目前僅在草地監(jiān)測(cè)，放牧管理模式的優(yōu)化以及數(shù)學(xué)規(guī)劃法在模型中的應(yīng)用研究方面有初步進(jìn)展，而草業(yè)專家在研究牧草生長(zhǎng)栽培適宜性、病蟲害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等與診斷方面開發(fā)的系統(tǒng)，只是靜態(tài)的指導(dǎo)，不具有模擬草畜相互作用等方面的動(dòng)態(tài)模擬機(jī)制[71]。與國(guó)外相比，畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)模相當(dāng)滯后，各生產(chǎn)層面互不銜接，管理方式也僅僅停留在粗放模式，沒有形成各體系綜合管理的思想。對(duì)牧場(chǎng)管理模型的研究才剛剛起步，目前僅僅停留在理論層面，沒有研制出適合本國(guó)的可具體操作的模型用于生產(chǎn)實(shí)踐。近年來，隨著國(guó)際合作的不斷加強(qiáng)，國(guó)外的ACIAR、GrssGro等模型在我國(guó)西部地區(qū)的高寒草原、典型草原牧場(chǎng)管理的科研試驗(yàn)也不斷深入[5，72]。

5.2.2特定家畜生產(chǎn)管理軟件開發(fā)方面 與國(guó)外相比，我國(guó)的畜牧業(yè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展相當(dāng)緩慢，主要是由于國(guó)民的飲食結(jié)構(gòu)與家畜養(yǎng)殖的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致從業(yè)的積極性長(zhǎng)期偏低，家畜良種比例低、單產(chǎn)低，不重視選種選配，忽視重要數(shù)據(jù)的測(cè)定、記錄。近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展，國(guó)內(nèi)對(duì)奶牛場(chǎng)管理軟件方面的研究有所突破，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的在各領(lǐng)域的普及，以及政府加大力度的扶持，一些牧業(yè)公司和科研高校，逐步將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)方面，同時(shí)更加注重對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科的研究，但是國(guó)內(nèi)大型的養(yǎng)殖場(chǎng)相對(duì)較少，在軟件的應(yīng)用方面只是單個(gè)裝置，目前和畜牧軟件結(jié)合成為閉合系統(tǒng)的應(yīng)用主要還是依賴國(guó)外的一些系統(tǒng)[68]。

5.3展望 我國(guó)的草地畜牧業(yè)的主體是千家萬(wàn)戶的家庭牧場(chǎng)，其管理水平是影響草地生態(tài)環(huán)境和牧區(qū)畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要因素之一。2013年中央提出大力發(fā)展“家庭農(nóng)場(chǎng)”的政策，也為家庭牧場(chǎng)的發(fā)展提供了契機(jī)。要使家庭牧場(chǎng)呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、集約化和規(guī)?；陌l(fā)展勢(shì)態(tài)，必須加大牧場(chǎng)管理模型，特別是小規(guī)模、區(qū)域性家庭牧場(chǎng)管理模型的研究迫在眉睫。家庭牧場(chǎng)的研究要虛心借鑒國(guó)外模型成熟的研究經(jīng)驗(yàn)或方法，如ACIAR、SPUR、Cowpacity、Grass Gro、KMETIJA等，此類模型在內(nèi)容和適應(yīng)草地類型方面都可引用到國(guó)內(nèi)相應(yīng)地區(qū)，在國(guó)外模型參數(shù)矯正的基礎(chǔ)上探索研制出適合我國(guó)不同地區(qū)草原生產(chǎn)管理的牧場(chǎng)管理DSS，并不斷加強(qiáng)機(jī)制模型的研究。而且要不斷整合現(xiàn)有的各種資源的定性和定量數(shù)據(jù)，包括遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、土-草-畜數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)以及牧戶信息電子存檔等，做好遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與PMM的對(duì)接工作，實(shí)現(xiàn)PMM的實(shí)時(shí)性和時(shí)效性。此外，牧場(chǎng)管理模型的建立需要考慮各方面的因素，如文化、社會(huì)、土地政策、市場(chǎng)價(jià)格、國(guó)家政策及管理方式等，進(jìn)而深入認(rèn)識(shí)草原問題，深刻體會(huì)可持續(xù)發(fā)展的理念，滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求與生態(tài)保障的雙重利益。

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Researchadvancesonpasturemanagementmodel

WANG Gui-zhen1,2， HUA Li-min1,2

(1.Department of Education Key Laboratory Grassland Ecosystem, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China; 2.Gansu Agricultural-New Zealand Massey University Central of Grassland Biodiversity, Lanzhou 730070, China)

The healthy and production level of natural pasture, which is one of the most important utilization terminals of grassland, depend on its management level. With the developing of information technologies, and the quantifying and segmenting of ecological studies, studies on pasture management model and how to use these models to guide actual production have become one of the hotspots of modern grassland agricultural study. As one of grazing system models, pasture management model is the decision support system(DSS) of grassland production and livestock production. It simulates the effects of different production and management modes, and guides actual production, by collecting data of grassland growth, livestock growth, livestock production and management modes. To provide references for domestic researches on pasture management model, research advances on pasture management model at home and abroad were reviewed, and further prospect on development of pasture management model in future was made in this study.

pasture management model; grassland; livestock; grazing ecosystem

HUA Li-min E-mail:hualm@gsau.edu.cn

S812.95

A

1001-0629(2013)10-1664-12

2013-04-03 接受日期：2013-05-28

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)項(xiàng)目(No.201003061)；草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué))開放基金(CYZS-2011013)；科技部支撐計(jì)劃(2012BAC01B02-4)作者簡(jiǎn)介:王貴珍(1990-)，女，甘肅臨夏人，在讀碩士生，研究方向?yàn)椴莸厣鷳B(tài)學(xué)。E-mail:wgz2013@sina.cn

花立民(1971-)，男，甘肅臨洮人，副教授，博士，主要從事草地生態(tài)及草原保護(hù)科研教學(xué)工作。E-mail:hualm@gsau.edu.cn