牧场尺度放牧管理决策支持系统研究进展

牧场尺度放牧管理决策支持系统(decision support systems,DSS)是牧场管理、科学研究的重要工具.近些年来国际上开发了大量牧场放牧管理软件,不仅可以模拟牧草生长、动物生长,还可以模拟管理措施等,模拟运行结果可以为生产提供指导措施,同时为科学研究、教学和推广提供了优秀的工具.本文就国外放牧管理DSS的软件及小型计算器的开发与应用作了介绍,并简要介绍了目前国内研究现状,为国内放牧管理DSS的研究与应用提供参考.     

高寒草地放牧管理最优控制模式

通过对高寒草地植物多样性与生产力对不同放牧强度响应机制的研究表明:多样性与生产力随放牧强度的增加均呈现显著性下降趋势,其中不放牧、轻牧、中牧和重牧下的Shannon指数的平均值分别为4.35,3.89,3.66,3.01,生产力指标(地上生物量均值)分别为987.6,826.8,660.7,535.8 g/m2(鲜重).这表明多样性与生产力对放牧的响应呈现同步性,中牧和重牧是导致二者大幅度下降的主要动'因.应用生物控制论方法,组建了草地放牧管理的最大持续产量模型和最优控制模型.实例计算结果表明:样区滩地、阳坡与阴坡地等三类牧场的牧草保护指标分别为468.1,564.3,614.7 g/m2(鲜重),相应的最大持续产量分别为390.9,471.2,513.3 g/m2(鲜重).确定了草地放牧管理的最优牧草资源种群水平和最优控制量,提出了草地放牧管理的控制对策,为高寒草地保护与可持续利用提供了优化模式和定量依据.     

安哥拉山羊及其杂种羊的饱养管理技术

对凉山和茂县两个安哥拉山羊试验点的生态条件与原地产生态条件比较表明，凉山点基本、茂县点完全能满足安哥拉山羊对生态条件的要求，根据安哥拉山羊的生物学特性，营养需要及国内外饲养管理经验，结合试验点的实际情况，制订并实施了安哥拉山羊及其杂种羊以“放牧为主，辅以舍饲相结合”的饲养管理模式，放牧饲养管理日程、补饲饲饲料的种类及定额、定期预防注射和驱虫、建筑适宜的羊舍及设备等技术措施，为提高安哥拉山羊及其杂种羊的生产性能提供了饲养管理技术上的保证。     

左海涛：能源草浑身是宝

左海涛 博士，北京草业与环境研究发展中心副研究员。研究方向主要包括能源草栽培管理技术、小流域生态治理、牧草配备系统和放牧管理，主持和参与科研项目20余项。2005年以来，主要从事纤维素类草本能源植物的筛选、评价及栽培管理技术研究。2004年入选北京市科技新星计划。     

放牧条件下人工草地植物高度的异质性变化

通过对人工草地进行受控放牧实验，定量研究了草地主要植物的高度异质性受奶牛放牧率的影响，以及高度异质性的季节动态特征变化。研究结果表明：1）在以黑麦草等禾草占优势的人工草地上，每次放牧前后草地植物的高度都有不同程度的降低，而从草地植被总体看，放牧使草地植物高度的异质性提高；2）草地植物的高度异质性特征与家畜的放牧率密切相关，高放牧率条件下，由于奶牛对植物的采食选择性的降低，黑麦草与白三叶的高度异质性较低，相反在低放牧率条件下，它们的高度异质性较高；3）草地植物高度的异质性存在着季节动态变化规律。对任何一种植物，高度异质性在生长季中期达到最高，生长初期全都大于生长后期。本实验有关植物高度异质性的分析对于草地与放牧管理具有实用价值，即通过控制或调整草地高度异质性易变区对应的放牧率，可能实现对草地的均衡与最大利用。     

放牧强度递变规律及对草场的影响

用数学方法对放牧影响草场的因子进行了量化，定量地研究了放牧强度对草场的影响，在已知草场的基本情况下，建立草场退化程度与放牧强度之间的关系，用实例分析说明了牧畜超载对草场的破坏程度，对放牧强度R值的分析表明，只有调整放牧强度或减少牧畜头数，才能减缓放牧对草场的破坏和压力。     

存在周期制约作用的草原放牧系统管理的最优控制模型及其应用

应用生物控制论的有关理论与方法,提出了存在周期制约作用的草原放牧系统管理的最优控制模型,并以祁连山东段山间荒漠草原放牧系统为研究对象进行了实例计算.提出的最优控制模型和对策为草地放牧系统的管理提供了新的理论模式和定量依据.     

内蒙古典型草原蛴螬群落对放牧强度变化的响应研究

在长期的放牧演替过程中，大针茅草原和羊草草原蛴螬群落的优势种组成无明显变化。即东方绢金龟和弓斑常丽金龟为优势种，明显的变化表现为优势种群优势度的波动，以及常见种的递减，不同的放牧强度下，蛴螬群落之间的相似性指数均较低。比较而言，中轻度放牧强度下蛴螬群落之间的相似性是最高的，放牧强度提高时，群落多样性各指数呈下降趋势。总体上，中轻度放牧压力下蛴螬群落各指数的组合显得较为合理。因此，在内蒙古典型草原的管理和利用中，中轻度放牧强度是可取的。     

季节性数据特征驱动的草原放牧优化模式研究

依据内蒙古锡林郭勒牧区草原地面常规监测资料，调查选取四位示范牧户的基本数据，建立季节性时间序列分析模型，通过植被覆盖率、土壤湿度、土壤肥力三个分析指标，研究不同放牧强度对土地状态的影响，求解最优放牧策略，建立草原放牧管理优化模式。实现在保障畜牧经济发展的同时，维持草原生态系统循环，达到经济和环境的长期可持续发展目标。     

日本那须地区人工草地牧草生物量随时间变化的解析--Ⅱ地下生物量

国立草地研究所位于日本中部的西那须地区，在其所辖人工草地的放牧试验区内，进行了以下实验：(1)研究不同放牧压对地下生物量的影响(1974-1981年)，(2)研究不同施肥水准对地下生物量的影响(1982-1989年)．在与上述相同的放牧样地内，除去了放牧条件的差异(以相同的放牧压和施肥水准)，继续进行了5年的放牧试验(1990-1994)．结果表明地下生物量(包括新鲜的根和地下茎)的季节和年度变化较大，呈现出随着放牧年限增加而年年递减的趋势．     

时变需求下的物流中心进货优化控制策略

研究了物流系统中物流中心存在冗余库存情况下,在分销系统时变需求下的物流中心进货量控制轨线·物流中心要求保持满意库存,以便能及时给零售商供货,提高顾客服务水平;同时,进货轨线比需求轨线延迟以节省库存管理费用·首先对物流系统进行了分析;其次利用最优控制理论,借助哈密顿函数和协态方程,得到在要求保持满意库存条件下的进货量控制策略,为物流中心进货量控制提供预测数据,为制定进货计划提供依据,以保证最大限度地满足满意库存量的要求·最后给出了算例分析,证明了进货量控制策略的有效性·     

放牧压力下高寒草甸夏秋草场潜在生产力的研究

采用最优控制理论研究矮嵩草草甸能量动态分室模型的潜在生产力，通过放牧强度随时间的最优变化，使作为目标函数的累积采食量最大。结果指出：夏秋的高寒草甸在常放牧压力下，采食地上生活部分的最优放牧强度为２５．９０ｋＪ／（ｍ２ｄ），其最大累积采食量为３．２６８ＭＪ／ｍ２。采食地上生物量的最优放牧强度为２５．９４ｋＪ／（ｍ２ｄ），其最大累积采食量为３．６３１ＭＪ／ｍ２。在变放牧压力下，最优放牧强度的最大累积采食量为８．７４９ＭＪ／ｍ２。是常放牧压力下的２．５倍。     

一类具功能反应和脉冲扰动的种群生物系统动力学分析

利用脉冲微分方程建立一类在两个不同固定时刻分别收获与放养的具有Holling Ⅳ类功能反应和相互干扰的捕食者 食饵脉冲动力系统, 并由脉冲微分方程的Floquet理论和比较定理, 得到了系统灭绝和持续生存的充分条件.     

一类含时滞和放养的广义Logistic单种群模型的Hopf分支

研究一类含离散时滞和放养项的广义Logistic单种群模型的Hopf分支问题.首先利用函数理论和特征值理论,给出了系统有唯一正平衡态的条件、唯一正平衡态稳定的条件和Hopf分支存在的条件;然后利用周期函数正交性方法得到了分支周期解的近似表达式.     

一类食饵-捕食系统的定性分析

文章研究一类食饵具常数投放且增长率含h(x)的食饵-捕食系统。利用常微分方程定性和稳定性理论分析了平衡点的性态,借助Dulac函数法得到了正平衡点全局渐近稳定的充分条件,最后利用Poincare-Bendixson环域定理和张芷芬唯一性定理,证明了极限环存在唯一的充分条件,并给出了数值模拟结果。     

甘南高寒草地资源保护及优化利用模式

分析了高寒草地资源的时空分布特征及其在环境条件影响下的阻滞增长动态,依据生态学中的K／2值原理组建草地资源保护性利用的模型。依据在甘草玛曲县草地的调查结果,分别对山地草原化草甸、山地草甸和沼泽草甸等草地资源,建立了相应的保护指标,提出了草地资源优化利用的放牧管理对策。     

一类带常存放率的捕食诱饵系统的动力性态

考虑具有常数存放率的带Holling-Ⅱ类功能性反应函数的捕食—被捕食系统的动力性态.应用规范形理论和平面系统的定性理论,研究了生物模型的定性性质,得到了平衡点在各种不同参数下的局部性质.在不同的参数下,它们可以为鞍点、稳定结点、鞍-结点、不稳定结点、弱中心等.利用计算第一系数的方法,研究了弱中心附近的超临界Hopf分岔与跨临界Hopf分岔.     

不同放牧强度高寒草甸种群优势度的动态变化

对不同放牧强度下高寒草甸草本植物不同种群的优势度变化进行了试验观察。结果表明，放牧强度不同，优势度值大的植物种类也不同，且在不同处理之间和年际之间发生变化。随着放牧强度的降低，禾本科等优良牧草在优势度较大的植物种类中所占的比例逐渐增加；同种植物的优势度也随着放牧强度的加重或减轻而发生改变。     

水蚤类浮游动物孳生的生物控制试验研究

对利用滤食性鲢鱼、鳙鱼的生物操纵作用抑制水源水中孳生的剑水蚤类浮游动物进行了探讨.在不投加任何饵料的条件下,进行微型生态系统的试验研究.结果表明:鱼类的放养生物量对其生物操纵作用具有重要的影响,适宜生物量的鲢鱼、鳙鱼的放养,可以有效地抑制剑水蚤类浮游动物的孳生,并通过影响水体中营养物质水平和生物群落结构,帮助水体水质的恢复;放养生物量过低难以有效地控制剑水蚤的生长,过高的放养生物量会导致鱼类捕食活动过于剧烈,加速营养物质自下而上的补充,甚至有可能会破坏水中正常的食物链关系.     

生产矿井炸药雷管库存系统的计算机模拟

本文通过对某生产矿井炸药雷管库存系统的计算机模拟,确定生产矿井的最佳库存系统控制,提出具体可行的库存管理方式,并对库存炸药雷管的保管费、订货费、缺货费之间的关系进行了探讨。