草畜平衡管理系列研究(4)——草畜平衡计算软件开发

李青丰，齐智鑫

(1.内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古 呼和浩特 010019; 2.内蒙古电子信息职业技术学院，内蒙古 呼和浩特 010070)

在草畜平衡系列研究的前两篇文章中，笔者就现行草地载畜量计算方法在“冷季和暖季”划分、“参数选择的合理性和必要性”等方面进行了评述，提出了以草地可利用饲草量为基础，优化目前草畜平衡核算方法中的“时间性参数”的草畜平衡计算方法的改进思路[1-2]。根据这一思路，目前已开发出一套简单快捷的草畜平衡计算软件系统。现将软件的设计思路以及特点简介如下。

1 计算依据

根据草畜关系的基本原理，草畜平衡的计算主要依赖于2个参数：草地饲草可供给量和家畜对饲草的需求量。单位时间内草地饲草的可供给量减去该时段内家畜的需草量即可获得该时段的草畜平衡状态数据。因此，单位时间、草地饲草可供给量和家畜需草量是草畜平衡计算中的3个关键参数。

1.1计算的时段单位 在过去的草畜平衡计算中，计算的时段单位以“冷季”(6～7个月)或“暖季”(5～6个月)，甚至全年计[3-4]。而在这样长的一个“冷季”或“暖季”中，因受牧草的生长规律以及家畜的出生或出栏等因素的影响，可利用的饲草量和家畜需草量变化会很大。草地饲草集中产生于夏秋季，而家畜最缺草的时节往往是在冬春季。有草的时间与家畜需草的时间常常不相吻合。这样就会产生饲草供需的时间差，出现以长时间内供需的总体平衡掩盖季节性缺草的问题。为避免在进行草畜平衡计算时因时段跨度过长而引起的“时差”现象，时段单位应愈短愈好。为此，本软件将较长的“冷季-暖季”(甚至全年)时间段修改为以月为时段单位来进行草畜平衡核算。

1.2草地饲草可利用量 草地饲草可利用量的多少依赖于草地面积和草地生产力2个参数。但其同时受到饲草种类、收获(或利用)时间等因素的影响。计算草地饲草可利用量的基本公式为：

AH=S×P×U×M。

式中，AH为饲草可利用量，S为草地面积，P为草地生产力，U为草地利用率，M为牧草保存率。

草地面积和草地生产力参照常规草地监测程序和方法获取[5]。草地利用率采用现行草畜平衡计算方法中的参数值[3-4]。为简便起见，可根据草地放牧时“吃一半，留一半”的基本原则，统一设定为0.5。采纳现行草畜平衡计算方法中的参数值，将牧草保存率统一设定为0.5[2-4]。其仅应用于冬春季，计算时间从当年11月开始，至翌年4月结束。

本软件设计引入了牧草“月产量动态系数”这样一个因子来核算和校正生长季每个月的可利用饲草量。引用 “月产量动态系数”的依据为“牧草的生长和积累有一定的规律”。牧草的产量在各月间虽有所差别，但其存在着一定的关系。如将一定测定月(往往是产量最高月份)的产量调节系数设为1，则相应的其他月份可以通过乘以一个系数得到。 第二次全国草地普查已经根据大量测产数据对我国北方的主要草地做出了相应的动态系数[6-9]。笔者也已通过对内蒙古草地上3万余个数据的分析做出了各内蒙古主要草地类型的“月产量动态系数”。

为适合不同地区的需要，上述各参数均可根据当地情况进行修改后编入软件程序。

1.3家畜需草量 家畜需草量的计算沿用现行草畜平衡计算方法中的参数值。计算时以羊单位为基本核算单位。不同种类，以及不同年龄的家畜按一定系数折算为羊单位数。以每羊单位日需干草1.8 kg为基本参数计算单位时间内的家畜需草量。

在计算不同月份家畜的数量时，引入了“家畜数目月动态系数”。引入此参数的依据与引用“牧草月产量动态系数”的道理相同。基于内蒙古自治区1949-2009年各牧业年度和日历年度的家畜统计数据，以及2002-2003年锡林郭勒盟逐月家畜数目的调查统计数据[10]，以6月末(牧业年度统计基准时间)家畜统计数作为基准，计算出了不同月份的“家畜数目月动态系数”。

根据各地家畜种类以及畜牧业生产方式等情况的不同，软件可以修改“家畜数目月动态系数”等参数以便适应不同地区的需要。

2 计算方法

计算方法编入软件程序内。其基本计算过程如下：

1)依据草地面积、草地生产力、草地利用率以及饲草产量月动态系数计算出各月草地可利用饲草量。4月之前牧草不生长，故草地生产力计算始于4月。8月牧草产量达到最高，故设定8月的饲草产量月动态系数为1。其余月份均小于1。

2)根据相关部门发布的家畜数目统计数据(或实际查验的数据)，结合各折算系数，将所有家畜折算为羊单位数。按每羊单位日需1.8 kg饲草计算每月的家畜需草量。

3)用饲草可利用量减去家畜需草量即可获得每月剩余(或亏缺)的饲草量。当月饲草如有剩余，则转入下一个月的可利用饲草量中。如有亏缺，则止于此月，不对下月产生影响。

4)对11月的可利用饲草量乘以0.5的饲草保存系数。

5)将每月的剩余(或亏缺)饲草量除以当月每羊单位所需的饲草量(当月天数乘以1.8 kg)，即可得到当月欠载(或超载)的羊单位数。

3 草畜平衡计算软件系统

图1为草畜平衡计算系统的主界面。现将其主要功能简介如下：

图1 草畜平衡计算系统主界面

1)数据录入及导出功能：可直接录入数据，也可将预先录入在Excel中的数据直接导入到当前系统中；为方便用户数据备份，系统设置了数据导出功能；导出的数据为Excel格式，可以方便地用于其他统计计算(图2)。

图2 草畜平衡计算系统的数据导出界面

2)计算功能：输入系统要求的基本数据后，即可完成全部计算，系统会显示出各月可利用饲草量以及超载家畜量等数据(图3)。用户可以根据计算结果确定购置饲草料的数量。

3)成图和报告功能：在得到饲草各月份盈缺数量及各月份草畜平衡状况数据的同时，系统会自动生成一份草畜平衡报告(图4)。点击“数据分析”按钮，系统会绘制分析统计图(图5)。该图将每月的余(缺)草数据和家畜的超(欠)载量数据显示为直观的柱形图。

图3 草畜平衡计算系统的计算页面

图4 饲草盈缺以及草畜平衡与否统计报表

图5 直观的饲草盈缺以及草畜平衡柱形图

4 软件的特点以及运行环境

1)占用空间小，界面友好，简单易用。该软件仅占用144 Mb计算机空间，几乎在各种计算机上均可使用。普通工作人员参照软件使用说明可直接上机操作。

2)操作简单。仅需输入草地面积、产草量、家畜头数等数据，即可计算出未来一年内每月的草畜平衡状态数据。一般情况下，在9月获得草地生产力数据和家畜6月末统计数据后，即可预测当年冬季以及翌年春、夏季的草畜平衡状况。

3)适用范围广。适用于各级、各类业务部门以及个体用户。可以利用实测草地数据进行计算，也可利用遥感估测的草地生产力数据。可用于盟(市)或旗(县)级的草畜平衡预测管理，也可用于家庭牧场或其他比较小的生产单位的草畜平衡适时管理。

4)所用草地生产力仅需一次测产(一般为产量最高的8月)的数据。在不失准确度的前提下，大大减少了基层草地监测部门的工作量。

5)本系统网站(www.livestockbalance.net)会提供软件更新及在线辅助服务，后续会为授权用户提供数据共享等服务。

致谢：内蒙古自治区锡林郭勒盟草原监理局、畜牧业局和草原工作站等单位为本文的撰写提供了草地监测数据、畜牧业统计数据、草畜平衡管理文件等相关基础材料。内蒙古自治区畜牧厅提供了家畜统计资料。在此表示诚挚的谢意。

[1]李青丰.草畜平衡管理系列研究(1)——现行草畜平衡管理制度刍议[J].草业科学，2011，28(10)：1869-1872.

[2]李青丰.草畜平衡管理系列研究(2)——对现行草地载畜量计算方法的剖析和评价[J].草业科学，2011，28(11):2042-2045.

[3]内蒙古自治区标准计量局.蒙DB604-90 内蒙古自治区地方标准：天然草地适宜载畜量计算标准[S].1990.

[4]苏大学，孟有达，武保国.NY/T635-2002 中华人民共和国农业行业标准：天然草地合理载畜量的计算[S].北京：中国标准出版社,2002.

[5]许鹏.草地调查与规划[M].北京:中国农业出版社,1994:284-295.

[6]邢旗，刘东升.内蒙古天然草地地上生物量动态研究[A].李博等编.草地资源生态研究丛书：中国北方草地畜牧业动态监测研究(一)——草地畜牧业动态监测系统设计与区域实验实践[C].北京：中国农业科技出版社，1993:143-154.

[7]刘东升，邢旗.内蒙古草甸草地地上生物量动态研究[A].李博等编.草地资源生态研究丛书：中国北方草地畜牧业动态监测研究(一)——草地畜牧业动态监测系统设计与区域实验实践[C]. 北京：中国农业科技出版社，1993:155-159.

[8]邢旗，吕新龙.内蒙古典型草地地上生物量动态研究[A].李博等编.草地资源生态研究丛书：中国北方草地畜牧业动态监测研究(一)——草地畜牧业动态监测系统设计与区域实验实践[C]. 北京：中国农业科技出版社，1993:160-166.

[9]刘东升.内蒙古荒漠草地地上生物量动态研究[A].李博等编.草地资源生态研究丛书：中国北方草地畜牧业动态监测研究(一)——草地畜牧业动态监测系统设计与区域实验实践[C].北京：中国农业科技出版社，1993:167-177.

[10]乌云其木格.锡林郭勒盟天然草地牧草产量季节变化动态及草畜平衡调控策略研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2004:15-18.