食性选择策略

放牧家畜所面临的采食环境极其复杂,复杂的采食环境可能为放牧家畜的采食造成各种生态制限(ecological constraints)，放牧条件下的草食动物为了生存、生长和繁殖后代，必须不断对这些因素做出权衡(trade-off)。事实上，动物在这种复杂的环境下能够成功地生存应归功于动物具有的高度复杂的采食过程和行为对策。有关放牧家畜食性选择策略的假说或理论已被提出.基于这些理论或假说建立食性选择预测模型,可以对动物食性选择进行定量预测.

1、经验法则(ruleof thumb，RT)

动物做出采食选择是由本身的饥饿生理需求及自身能力决定的。动物的自身能力，特别是认知及学习判断能力在后天的采食过程中不断强化，逐渐在家畜的/脑中0形成某种经验式的判断，即经验法则。RT是以动物/离开斑块决定(patch-leaving decisions)0为判断依据分析家畜在进行草地斑块采食过程中的反应与行为对策的。RT有数量法则、时间法则、放弃时间法则与速率法则，动物在不同植物斑块的数量、分布等特征有差异时,可能采取不同的经验法则，经验法则为异质化草地放牧动物的采食决策提供了一个基本的理论解释。然而，对于同质化的草地采食环境，用RT将很难解释采食的优化问题。此外，当动物具有基本的认知和空间记忆时，RT在采食选择过程中发挥作用的程度仍不清楚。目前仍缺少足够的试验来证实该假设。

2、边际值法则(marginal value theorem，MVT)

Charnov(1976)提出用边际值法则来描述动物利用斑块化草地的采食策略。按照MVT预测，动物在一个斑块中采食，当采食速率低于它在整个生境的平均采食速率时，会立即离开这个斑块。一些实验验证了MVT的正确性，也有研究发现，动物在斑块中实际的滞留时间比MVT预测的长,采食速率比MVT预测的低。MVT对采食行为的分析解释相对简单，没有考虑斑块的质量因素以及动物的密度和生理状态。MVT的一个前提假设是采食者不能收集有关斑块特征的信息，而一些实验已经证明牛羊能够积累有关斑块特征的经验。

3、优化采食理论(optimal foraging theory，OFT)

优化采食理论认为,动物当前的采食行为是长期自然选择的优化结果，动物在特定的环境中总是选择最佳的食物,使其适合度(fitness)达到最大化。而适合度的测量是困难的甚至是不可能的，因此试图找到一个与适合度相关的通货(currency)，即OFT模型目标值的确定，是OFT得以应用的关键所在。一些学者已提出将采食速率、采食时间作为目标值(通货)，还有学者建议,将建立OFT模型的目标确定为寻找一个优化的采食策略(如使采食成功最大化)，而不是一个能够达到最大适合度的优化采食行为可能会更好。OFT的提出已有相当长一段时间，但是人们对这一概念的认识仍有分歧。草食动物消化生理的复杂性，使人们很少进行有关草食动物OFT的研究，而更集中于建立放牧草地系统中家畜的优化采食模型。

4、最小总不适感(minimal total discomfor，tMTD)

Forbes提出了放牧家畜寻求获得最小总不适感的概念,并试图将其应用于预测放牧家畜的食性选择。他认为，动物在某一既定的生理状态下，对每种养分均需要一个最优供应率。超过这个值，就会引起动物的过食甚至中毒；低于这个值，就会造成动物对该养分的缺乏。事实上，如果这种过食和缺乏不十分严重时，动物能通过代谢调节来适应因偏离最佳养分供应所带来的不适感，但这并不意味着动物没有产生不适感。动物每天对其采食的食物量以及在不同食物间的选择进行试验，直到由食物成分过量或缺乏而产生的不适信号总和降到最小为止。可见，MTD的关键问题是确定动物对各种养分的最优值。然而，在复杂的采食环境中，这种最优值的确定是相当困难的。因此，如何利用MTD进行食性选择的预测仍需进一步深入研究，相对其它理论来说，MTD仍是一个较新的概念。1

采食研究方法

1、模拟法

Intake=放牧时间×采食速度×单口采食量

2、三结合法

食道瘘管采样，离体消化法测定牧草消化率，三氧化二铬指示剂估测排粪量

3、内外指示剂结合法

外指示剂三氧化二铬测排粪量，食道瘘管法收集牧草标样，内指示剂盐酸不溶灰分测定牧草消化率

4、内源指示剂－链烷法（Alkane technique)

5、差额法

进食量=草地供给量-剩余量

破坏性测定：刈割法

非破坏性测定：测草盘；电容法

6、根据家畜性能估测牧草干物质采食量

干物质采食量 =（家畜维持代谢能EM+ 生产代谢能EP）/牧草干物质中所含代谢能EH。2

对草地的影响

放牧家畜通过采食、践踏和排泄（粪和尿）对草地产生影响，这些因素影响草地牧草的产量、品质和植物学组成；反之，这些因素又受草地牧草属性的影响。所以，它们之间的因果关系很难加以区分。此外，许多影响还直接或间接地受到环境状况（气候与土地）的影响。

（一）采叶 家畜在草地放牧，主要是采食牧草茎叶，因此对牧草产量、牧草营养物质、牧草繁殖、草地植物学组成诸方面产生影响 。

1．采叶对牧草产量的影响 放牧家畜采食牧草茎叶，从放牧草地获取营养物质，采食的次数和高低，直接影响牧草的分蘖与叶面积指数。叶片是牧草制造养料的器官，叶面积与光照、温度等因素一样，直接

影响着牧草光合作用的速度。据测定，不同种类的牧草，光合速度为每小时制造0.8—1.8g糖/m2叶面积。在过度放牧的情况下，牧草叶面积不断减少，有时甚至全部丧失。这样就使牧草减少或失去养分供给的来源，此时牧草只能依靠贮藏营养物质进行生长，使生长发育受到抑制，严重时便招致牧草死亡。

2．采叶对根系的影响 牧草的地上部分和地下部分是统一的整体，放牧对牧草地下部分（主要是根系）生长发育的影响也是十分明显的。

根与牧草的茎叶生长有相互依赖的关系，根从茎叶获得碳水化合物的供给，而茎叶所需水分、养分则从发育健全的根系得到保证。一般来说，在过度利用的情况下，牧草根系变短，根量减少。在牧草生长盛期，过度利用会导致根系向上生长，根系的功能随之而减退

3．采叶对牧草繁殖的影响 频繁采叶对牧草的繁殖也有一定影响。反复放牧的结果，牧草生殖枝几乎全部被牧食掉，牧草正常的贮藏物质的积累也因此而遭到破坏，妨碍了种子的形成。过度放牧的草地，牧草在春季要晚4～7天产生生殖技，完成结籽也要延迟6～10天。过度放牧对牧草营养繁殖同样产生重大影响。频繁连年极度放牧，抑制了营养繁殖器官根茎的生长发育，作为生命活力重要指标的根茎重量减少。据呼盟草原站资料，如以适度放牧的根茎重量为100%。则过度放牧为61.5%，极度放牧则为28%。

4．采叶对草地植物学成分的影响 研究表明，放牧密度与时间对草地植物学成分具有很大影响。在放牧下，草地植物学成分将出现重大变化：草群中高大草类减少并逐渐消失，此时为下繁草的生长发育创造了有利条件；以种子繁殖的草类数量大大减少或完全消失；适口性好的牧草数量减少或消退，而适口性差牧草和家畜不食牧草的数量增加；草群中出现莲座状植物、根出叶植物和匍匐型植物。因为这些植物不易被家畜采食，对放牧有较强的适应性，在某些地段可使草群中灌木增加。

（二）遗弃牧草 在放牧过程中，家畜除采食牧草的茎叶外，总伴随采食行为把植物整株从土中连根拔出，把发育中的草茎和它们的叶鞘撕裂，把它们不吃的草弄碎和遗弃。在各类放牧草地上，放牧后都能看到被拔出的和被遗弃的植物残体，这些被遗弃的植物很可能一部分被草地动物用作筑巢的材料，但大部分被白白浪费。

（三）畜蹄践踏 家畜在草地放牧生产过程中，无不通过畜蹄的践踏对草地的状况产生重要影响。畜蹄践踏对草地植被与土壤的作用，使草地的植物特性、土壤理化特性发生改变，从而对草地产生影响。

1．践踏植物 践踏对草地的影响常常可从牧草上看到，其对植物的直接影响是在家畜奔跑走动中可把植物踩碎、碰伤和折断。据研究，在相当于正常放牧强度的情况下，多年生黑麦草和草地早熟禾非常耐践踏，而红三叶则非常敏感。在单播草地上，抗踏种类的产量只减少5%，而敏感种类的减少则可高达50%。混播牧草依草地植物学成分变化总产量只减少5%～ 10%。在潮湿情况下，践踏对草地的影响最大，而在夏季干燥条件下影响最小。有人认为，在牧草生长早期适度践踏和倒伏能增加牧草产量，但在花期和结果期，践踏和倒伏将导致草地明显减产。

2．践踏土壤 家畜在草地放牧行走时，它们的重量对土壤产生压力，畜蹄也会使草地表面的土壤产生位移与滑动。家畜体重的物理压力导致土壤紧实，畜蹄的践踏使表全松散和易受侵蚀。

由上述资料可以看出，对草地土壤而言，家畜的站立对草地所产生的静压力，并没有超过土壤的支撑能力。当家畜在草地上行走或跑动时，其对土壤的压力往往超过土壤的承压能力，结果使干燥的土壤表面碎裂，微湿的土壤紧实，潮湿的土壤变形。压实使土壤孔隙度变小，密度增大，从而导致土壤的透水性、通气性、蓄水能力、根的穿透深度和土壤微生物的活动大大减弱，最终导致草地退化，生产能力下降。 （四）排泄粪尿 放牧家畜的粪尿对草地牧草的产量、质量、适口性和植物学成分均有局部影响，但对草地的总体影响不十分明显。

1．营养物质的归还 据测定，在放牧过程中由家畜排泄粪尿而归还给草地营养物质的总量约为：氮 100～150kg/hm2，钾 75～125kg kg/hm2，磷 10～20 kg/hm2。其量的大小取决于放牧频率、放牧家畜的大小和年龄及牧草的适口性和化学成分同正常施肥量相比，这些数量貌视很大，但并非所有这些营养物质都是可自由利用的。其利用率主要取决于归还的养分种类和方式，大约 60%～ 70%的排泄氮和 80%～ 90%的以尿排泄的钾可自由利用。其余部分则以粪的形式存在而被草地缓慢利用。养分的利用率还受牧草消化率与成分的影响，通常尿中的磷很少，粪中的磷虽然决定于牧草含磷量，但它被利用的速度是最慢的。

2．影响草地利用面积 在一年中，大约有 4%～ 20%放牧草地的面积会在一定时间被畜尿覆盖，覆盖率的高低则取决于放牧强度和家畜种类。在这样的覆盖率下，牧草可从尿中获得相氮和钾的养分供给。尿中这两种营养物质均可自由地被利用，由于这些养分的转入则可缓慢地刺激牧草生长达6个月之久。不足之点是有时会对牧草生理产生毒害作用，被污染的牧草通常在两个月内也不为家畜所采食。每年被家畜粪块覆盖的放牧草地约占总面积的1%～5%。就整体而论，对放牧草地有积极的影响，亦有不利影响的一面。放牧强度和放牧管理的差异、原土地肥力与施肥的差异，常常产生相同的结果。

监测系统

在某一特定区域内（200平方公里），对大规模多用户集中放牧牛羊鹿等牲畜或对多种群动物位置实时监控而设计，通过给牛羊鹿等牲畜佩带卫星定位设备，将牲畜编号、牲畜位置、移动路线等信息通过VHF频率无线转发到服务器端，在后台处理后，使牧民能够在远离牛羊时也能查看到自己牛羊的位置，实施牧养。同时，这套系统还可以对动物生活秉性研究，动物疾病预警及超区域活动报警等功能提供技术上保障。

牧场监测系统实现对牲畜个体或牲畜群位置的实时监测和定位，为搜索牲畜提供技术手段。牧场监测系统主要由佩带在牲畜上的信号发生器、分布在牧场周边的若干个信号监测站和控制中心等组成。

信号发生器按设定周期连续发射无线电信号，该信号的频率和功率都是相同的，波形采用脉冲方式，这样有利于提高效率、降低功耗、采用电池供电，不同的牲畜其信号编码不同，并在放牧前登记备案，这样可以区别是牲畜个体或牲畜群。

信号监测站内含多台无线电接收机，分布在牧场周边的若干个信号监测站共同工作，接收信号发生器发出的信号，数字化该信号，输出数据，通过移动通信或计算机网络把这些数据传输到控制中心。

控制中心是一台计算机和通信设备，可以解码该信号，获得牲畜信息和信号发生器与信号监测站的状态，通过采用信号到达时差定位技术实现对牲畜进行定位，通过显示屏显示信息、数据和位置，对这些数据进行记录、回放和管理等，并可把相关信息传输到牧场主或相关人员的手机。

通过信息化技术,实现对牧群的监控、是科学牧业发展的需要,具有重要的研究意义。本系统使牧民不用外出放牧,通过电脑、手机就能掌握牧群动态,以达到对放牧工作的信息化管理。本系统同时可以和牧场环境监测、畜牧业产品的流通等数据集成，真正实现畜牧业的信息化。