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放牧强度对草甸草原植物群落特征及营养品质的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
《中国农业科学》2020,(13)
【目的】植物群落特征是草地生态系统功能变化的敏感指标,是判别干扰条件下植被退化的重要生态学指标之一。研究不同放牧强度下温性草甸草原植物特征及品质变化情况,以了解放牧作用下草原植物退化的过程和机制,为退化草地生态恢复提供理论依据。【方法】以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析6种不同放牧强度(对照区G0.00:0,轻度放牧G0.23:0.2 cow.AU/hm~2,较轻度放牧G0.34:0.34 cow.AU/hm~2,中度放牧G0.46:0.46 cow.AU/hm~2,较重度放牧G0.69:0.69 cow.AU/hm~2,重度放牧G0.92:0.92 cow.AU/hm~2)下温性草甸草原植物群落数量特征、多样性、功能群与营养品质的变化,并探讨他们之间的相关性。【结果】放牧强度大于0.34 cow.AU/hm~2时,群落盖度、群落高度、群落地上生物量、原有优势植物(羊草(Leymus chinensis))和贝加尔针茅(Stipa baicalensis))生物量、地下生物量、枯落物生物量均呈现显著降低(P0.05),退化指示植物生物量(冷蒿、二裂委陵菜、星毛委陵菜和寸草苔)显著增加(P0.05);随着放牧强度的增加,群落α多样性指数呈现先升高后降低的趋势,放牧强度为0.34—0.46 cow.AU/hm~2时,草地群落α多样性指数最高,符合中度干扰假说;植物功能群禾本科植物及其优势植物重要值随着放牧强度的增加逐渐降低,当放牧强度大于0.23 cow.AU/hm~2时,优势植物重要值显著降低(P0.05),莎草科与退化指示植物重要值显著增加(P0.05)。放牧不同程度增加了植物粗蛋白、粗灰分、总磷、钙和无氮浸出物含量,显著降低了植物粗脂肪、中性洗涤纤维和粗纤维含量(P0.05);群落α多样性指数相互之间呈极显著正相关(P0.01),与植物功能群豆科植物和杂类草重要值呈显著正相关、与禾本科植物重要值呈负相关;植物功能群禾本科和毛茛科植物重要值与植物酸性洗涤纤维和钙呈显著负相关、与中性洗涤纤维呈显著正相关,莎草科植物重要值与之相反。【结论】不同放牧强度下植物群落特征及营养品质发生不同程度的变化,放牧强度为0.23—0.34 cow.AU/hm~2较为适宜,适度放牧有利于提高群落物种多样性,保持草地植物群落稳定,促进草地生态系统可持续发展。 相似文献
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【目的】 研究草甸草原优势种羊草群落重要值（IV）和其功能性状对放牧强度的响应规律,观察羊草是否通过调整自身各功能性状（如个体、茎、叶等）来适应外界环境的变化,以便为草原合理放牧利用提供参考依据。【方法】 通过控制试验设置6个放牧强度,即对照（G0:0）、轻度（G0.23:0.23 cow.AU/hm2）、轻中度（G0.34:0.34 cow.AU/hm2）、中度（G0.46:0.46 cow.AU/hm2）、重度（G0.69:0.69 cow.AU/hm2）、极重度(G0.92:0.92 cow.AU/hm2）,3个重复,采用随机区组排列。在每个处理中分别测定优势种羊草IV以及其植株性状（株高、茎重、叶重、茎叶比、单株重）和叶片性状（形态性状:叶面积、单片叶重、比叶面积（SLA）、叶长、叶宽;生理性状:叶片C、N含量、C/N）,其中羊草IV通过随机选取试验小区内5个1 m×1 m群落样方调查得到,羊草功能性状通过随机选取每个试验小区内的羊草单株进行测定。【结果】 （1）与不放牧G0相比,羊草IV的降低幅度随着放牧强度的增加依次为42.9%、66.0%、82.7%、91.8%、91.2%;（2）羊草植株性状（株高、茎重、叶重、茎叶比、单株重）随着放牧强度增加逐渐降低。不同放牧强度下羊草植株茎叶比均小于1,并且与G0相比,G0.92显著降低39.22%;叶片性状中叶面积、单片叶重、叶长、叶宽均随着放牧强度的增加逐渐降低,而SLA却随着放牧强度的增加而增加,且在G0.92时最大,为136.61 cm2·g-1,其与G0、G0.23、G0.34、G0.46、G0.69相比,增加幅度分别为23.7%、19.0%、17.8%、20.2%、13.2%;（3）羊草叶片C、N含量在极重度放牧（G0.92）下分别为44.2%、2.8%。随着放牧强度的增加,羊草叶片C含量整体变化相对稳定,但叶片N含量则不断增加,相比于G0,G0.69与G0.92中N含量分别增加21.8%、43.2%;（4）相关分析表明,羊草叶片SLA与N含量存在极显著正相关,与C含量存在极显著负相关;叶片形态性状与生理性状存在显著相关。同时典型相关分析表明,形态性状中主要以单片叶重为主,生理性状中以C/N为主。【结论】 放牧强度改变了羊草的优势度,使羊草植株个体变小,茎叶比降低,但羊草为适应外界环境的变化而改变自身叶片SLA、N含量,尤其在极重度放牧条件下,SLA与N含量协同增加。 相似文献
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【目的】明确山地草甸毒害草蔓延现状下的合理载畜量,研究不同放牧强度下草地植被特征、毒害草白喉乌头种群的变化规律。【方法】采用野外调查取样的方法,在那拉提山地草甸测定不同放牧强度(轻牧13.5只羊/hm2,中牧20.3只羊/hm2,重牧26.3只羊/hm2,极牧33.0只羊/hm2)下绵羊增重量、白喉乌头的种群特征以及草场质量指数状况。【结果】(1)随着放牧强度的增加,可食牧草的生物量、高度、盖度均呈逐渐下降的变化趋势,放牧区可食牧草生物量和草场质量指数比对照区极显著降低了32.2%~70.2%、23.6%~65.7%(P<0.01);(2)白喉乌头重要值随放牧强度的增加呈逐渐下降的变化趋势,且放牧区极显著高于对照的51.5%~114.7%(P<0.01);(3)放牧强度与单位绵羊增重、可食牧草生物量、草场质量指数呈显著(P<0.05)或极显著负相关系(P<0.01),但与白喉乌头重要值呈极显著正相关关系(P<0.01)。【结论】在毒草增生的山地草甸合理的放牧强度为20.0只羊/hm2。 相似文献
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施氮与刈割留茬高度对草场生产力及植物群落组成的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】 改善打草场土壤养分,提高草地生产力及维持草地可持续利用。【方法】 2016—2018年在呼伦贝尔草地农业生态系统实验站打草场设置5个施氮水平（0、10、20、30、40 g·m-2·a-1）与2个刈割留茬高度（4、8 cm）,裂区试验设计,分别于每年6月中旬和8月中旬进行试验处理,研究其对草地植物群落及功能群的物种丰富度、地上生物量、主要物种组成的重要值、优势种功能性状及土壤理化性质的影响过程。【结果】 施氮与刈割留茬高度对群落及功能群的物种丰富度无显著影响（P<0.05）。施氮显著增加禾草功能群及群落的地上生物量（P<0.05）,分别提高了72.7%—126.3%、61.6%—96.1%,但施氮量在10—40 g·m-2·a-1的各处理间差异不显著（P<0.05）,低刈割留茬高度使禾草的地上生物量显著降低了18.3%（P<0.05）。施氮显著增加羊草（Leymus chinensis）的重要值,降低无芒雀麦（Bromus inermis）的重要值（P<0.05）。施氮时低刈割留茬高度显著降低羊草的重要值,增加无芒雀麦的重要值,不施氮时则相反。低留茬高度显著增加二裂委陵菜（Potentilla bifurca）和星毛委陵菜（Potentilla acaulis）的重要值,降低糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）的重要值（P<0.05）。施氮显著增加无芒雀麦及羊草的株高、叶面积和地上部氮素含量（P<0.05）,但施氮量在20—40 g·m-2·a-1的各处理间差异不显著。土壤pH、土壤含水量随施氮量增加而显著降低,土壤NH4+-N、NO3--N及总无机氮（ION）含量随施氮量增加而显著增加（P<0.05）。群落、禾草及杂类草的物种丰富度与土壤含水量显著正相关,群落及禾草的地上生物量与土壤含水量显著负相关（P<0.05）。【结论】 短期施氮与适宜的刈割留茬高度提高草地植物群落生产力及稳定群落的物种组成,施氮效应依赖于水分的有效性。呼伦贝尔草甸草原打草适宜刈割留茬高度为8 cm,适宜施氮量为10—20 g·m-2·a-1。 相似文献
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放牧对山地草甸草地植物多样性与生产力关系的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】 研究不同放牧强度下,山地草甸草地植物群落变化,为合理利用该类草地提供科学依据。【方法】 2016~2018年连续3年采用野外取样和室内分析相结合的方法,以天山北坡中段山地草甸草地为研究对象,设置轻度放牧(LG)、重度放牧(HG)和无放牧对照(CK),分析山地草甸草地植物群落数量特征、多样性指数,以及多样性指数与地上生物量间的关系。【结果】 (1)不同放牧强度下山地草甸草地以多年生草本植物为绝对优势,主要优势种有细果苔草(Carex stenocarpa)、溚草(Koeleria cristata)、针茅(Stipa capillata)、醉马草(Achnatherum inebrians);在重度放牧(HG)条件下,家畜首先采食适口性较好的植物,群落中适口性好的植物数量减少,群落优势地位逐步被有毒植物醉马草所替代。(2)CK与LG、HG条件下,随着放牧强度的增加,2016~2018年间植物群落地上生物量、群落高度和盖度呈下降趋势(P<0.05);群落密度在2016~2017年间呈下降趋势(P<0.05)。(3)随着放牧强度的增加,植物群落物种Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均下降趋势,表现为CK＞LG＞HG;2016~2017年CK、LG、HG之间差异不显著(P＞0.05),2018年CK与LG、HG之间差异显著(P＜0.05)。(4)植物群落Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数与地上生物量在LG、HG和CK条件下,均呈现正线性相关关系(P＜0.05)。【结论】 不同放牧强度下,山地草甸植物群落Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数和Shannon-Wiener多样性指数随放牧强度的增加而降低;群落地上生物量与均匀度指数、多样性指数和丰富度指数均有显著的正线性相关关系(P<0.05)。 相似文献
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【目的】研究封育对草地群落特征和植物多样性的影响规律,为该类退化草地恢复治理和科学经营提供理论依据。【方法】以玛纳斯县封育3a的伊犁绢蒿荒漠草地为对象,采用野外调查取样的方法,测定不同生长季(5月、7月和9月)围栏内外的群落数量特征,计算植物多样性指数。【结果】(1)与放牧区相比,伊犁绢蒿荒漠草地短期封育(3a)后群落高度、盖度和生物量分别显著提高52.55%~91.80%,40.28%~108.75%和44.36%~75.32%(P<0.05),但植物多样性指数对封育的响应较小;(2)5月围栏内外的群落盖度、密度、Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均显著高于7月和9月(P<0.05),群落高度均显著低于7月和9月(P<0.05),而围栏内外生物量在月际间差异不显著(P>0.05)。【结论】短期封育(3a)有利于退化伊犁绢蒿荒漠草地植被的恢复,但对植物多样性影响相对较小。 相似文献
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放牧强度对伊犁绢蒿荒漠草地植物群落特征的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】研究不同放牧强度对伊犁绢蒿荒漠草地植物群落数量特征及多样性的影响。【方法】以新疆天山北坡伊犁绢蒿荒漠退化草地为研究对象,选择对照、轻度放牧、重度放牧3个强度,野外测定群落的高度、盖度、密度及生物量并计算多样性指数。【结果】3种放牧强度下,伊犁绢蒿的重要值呈先增加后降低的趋势,一年生植物的比例均较高;随放牧强度的增加,群落高度、盖度、密度、生物量及重要值呈下降趋势,家畜不喜食的猪毛菜和灰藜的密度、生物量和重要值逐渐增加;植物群落Margalef指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数分别从0.45、0.5和0.72显著降低到0.25、0.20和0.33,而Pielou指数则无显著差异;植物群落多样性指数与伊犁绢蒿重要值呈正相关,与一年生植物重要值呈负相关。【结论】随着放牧强度的增加,植物群落趋于低矮稀疏,物种丰富度和多样性降低;一年生植物在植物群落中占主要优势。 相似文献
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【目的】 刈割是草原主要利用方式之一,植物功能群和群落物种多样性是判别干扰条件下草地生态系统退化的重要生态学指标。研究不同刈割干扰下羊草草甸草原植物功能群和群落物种多样性的变化,了解刈割干扰下草原功能群与多样性变化过程和机制,为退化割草地生态恢复提供理论依据。【方法】 以呼伦贝尔羊草草甸草原时空刈割配置为试验平台,于2014—2018年植物生长最旺盛的季节（即每年8月初）,采用样方法对各个小区进行群落植被调查。分析一年一割（G1）、两年一割（G2）、漏割带10 m（G3）、漏割带5 m（G4）和对照（CK）处理下草甸草原群落功能群和物种多样性变化以及刈割时间和不同刈割处理间的交互作用,探讨植物功能群与群落物种多样性的相关关系。【结果】 研究发现羊草（Leymus chinensis）在不同刈割制度下均为优势物种,但是随着刈割频次的增加呈现出羊草重要值逐渐降低,退化指示物种星毛委陵菜（Potentilla acaulis）、披针叶黄华（Thermopsis lanceolate）等重要值增加的趋势;两年一割处理下羊草、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）、长柱沙参（Adenophora stenanthina）、柴胡（Bupleurum scorzonerifolium）和草地早熟禾（Poa ratensis）等植物重要值均高于其他处理。一年一割和常年不刈割处理下草地植物禾本科和豆科植物重要值所占比例减少,以退化植物居多的菊科和莎草科植物所占比例增加,在漏割带为10 m处理草地的豆科植物增加;刈割处理5年后,不同刈割制度下植物群落物种多样性指数均有增加,其中漏割带为10 m处理Shannon-Wiener多样性和Simpson优势度指数增加明显。5个刈割处理均匀度指数变化趋势不同,其中G3和G4处理草地的群落均匀度有增加的趋势,分别增加16%和5.8%,G1、G2和CK草地群落均匀度指数下降,其中G1下降最大（下降了1.8%）,其次是CK（下降1.6%）,G2草地下降最少。植物群落物种多样性指数变化分析表明经过5年不同刈割处理,漏割带10 m处理的草地植物群落物种多样性提高。群落物种多样性指数与植物功能群禾本科重要值存在极显著负相关关系,与毛茛科和菊科重要值呈现显著正相关关系。【结论】 长期高频度刈割会导致草原退化,同样对草原长期不利用也会致使草原发生逆行演替;两年一割和漏割带为10 m的连年刈割均可以缓解群落中禾本科等优势植物比例下降,促进毛茛科植物比例增加;经过5年的不同刈割处理,漏割带为10 m的刈割处理植物群落物种多样性有所提高,即对草原进行适度刈割干扰（两年一割和漏割带10 m）有利于草原的可持续发展。 相似文献
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北方草地及农牧交错区草地植被碳储量及其影响因素 总被引：2，自引：1，他引：1
【目的】 草地生态系统在全球碳平衡中有重要的意义,草地植被碳库及其变化机制研究是植被生态学的重要命题。本文研究北方草地和农牧交错区草地植被碳密度及其空间格局,解析不同区域草地植被碳密度的关键影响因素,分析了气候、土壤、放牧等因素对地上地下植被碳库的相对贡献。【方法】 基于2002—2009年北方草地及农牧交错带草地植被调查数据,结合同期MODIS/NDVI遥感影像和1﹕100万草地类型图,建立了我国主要草地类型的生物量估算模型;整合野外考察数据和前人研究结果,探讨了研究区地上地下生物碳库及其空间格局;基于研究区255个县级行政单元,分析了不同类型草地植被碳库与气候要素、土壤要素及家畜承载量的关系,应用一般线性模型（GLM）解析了不同影响因素对草地碳密度的相对贡献。【结果】 （1）北方草地与农牧交错区草地地上平均生物碳密度为36.9 g C·m-2,地下生物碳密度为362.9 g C·m-2,地下生物碳密度高于地上10倍,均呈从东到西递减的趋势,频率分布图基本服从对数正态分布,不同草地类型的生物碳密度存在明显差异;（2）整个研究区及草原亚区、荒漠亚区、农牧交错亚区内,地上生物量与年降水量（MAP）呈极显著正相关、与年均气温（MAT）均呈极显著负相关,与土壤黏粒含量（Clay%）呈显著正相关、与土壤砂粒含量（Sand%）呈显著负相关,整个研究区家畜承载量与草地地上生物量之间呈极显著正相关;（3）一般线性模型（GLM）分析结果表明,年平均降水量（MAP）、年均气温（MAT）、土壤黏粒含量（Clay%）、放牧强度对地上生物量空间变异的解释率分别达到29.6%（P<0.001）、5.8%（P<0.001）、0.8%（P<0.05）、1.3%（P<0.001）;地下生物量的空间变异主要来自于年降水量（MAP）、年均气温（MAT）、土壤砂粒含量（Sand%）,对方差的解释率分别达到12.1%（P<0.001）、6.8%（P<0.001）、1.9%（P<0.005）,放牧强度没有明显贡献。【结论】 气候条件尤其是年降水量是草地生物量碳库的主要影响因素,但对地上生物量影响更为明显;土壤质地对植被生物碳库也有显著贡献,尤其对地下生物量的影响更加显著;放牧强度只能解释地上生物量变化的1.3%、对地下生物量没有显著贡献,这一发现意味着气候对生物量碳库的贡献远大于放牧影响。 相似文献
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不同放牧强度下温性草甸草原土壤生物性状及与地上植被的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】土壤微生物数量和酶活性是土壤质量和生态系统功能变化的敏感指标,是判别干扰条件下土壤生态系统退化的重要生物学指标。研究不同放牧强度下温性草甸草原土壤生物性状及其与地上植被的关系,以了解放牧作用下草原土壤与植被退化的过程和机制,为退化草地生态恢复提供理论依据。【方法】以呼伦贝尔草甸草原肉牛控制放牧试验为平台,分析4种不同放牧强度（对照区G0.00：0.00 Au·hm-2、轻度放牧G0.23：0.23 Au·hm-2、中度放牧G0.46：0.46 Au·hm-2、重度放牧G0.92：0.92 Au·hm-2）下温性草甸草原地上植被、土壤微生物生理群数量以及土壤酶活的特性,并探讨土壤生物性状与地上植被指数的相关性。【结果】氨化细菌、好气性纤维素分解菌、嫌气性纤维素分解菌的最高值出现在轻度放牧G0.23处理,好气性固氮菌、嫌气性固氮菌在中度放牧G0.46处理最多。随着放牧强度的增加,除过氧化氢酶外,碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶均随放牧压力的增加显著降低（P＜0.05）,植被盖度、群落生物量、植被多样性指数明显下降。各土壤微生物数量（除硝化细菌外）与地上植被物种丰富度、植被盖度、群落多样性指数、生物量均成正相关;碱性磷酸酶和脲酶均与植被盖度、群落多样性指数、群落生物量显著正相关（P＜0.05）。【结论】不同放牧强度下温性草甸草原土壤生物性状出现了不同程度的变化,土壤酶活性比微生物生理群数量更能表征土壤生态系统当前所处状态,其同地上植被指数有更好的相关性。 相似文献
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【目的】 研究伊犁绢蒿荒漠群落数量特征、多样性对短期围封的响应规律,为退化蒿类荒漠恢复与重建提供理论依据。【方法】 以伊犁绢蒿荒漠为研究对象,通过对群落盖度、高度、密度、生物量的野外测定,并计算群落Simpson(D)、Shannon-Wiener(H)、Pielou(J)及Margalef(P)指数,研究短期围封对荒漠群落特征及其多样性的影响。【结果】 围封后,群落高度、盖度和生物量分别显著增加了89.7%,153.9%,130.8%(P<0.05),而群落密度显著降低了19.8%(P<0.05)。(2)与围封区相比,放牧区的Simpson指数和Pielou指数显著高于围封区(P<0.05),Shannon-Wiener指数略高于围封区,而Margalef指数低于围封区,但差异不显著(P>0.05)。【结论】 围封已成为恢复及重建退化草地的最有效的措施,通过围封可以提高退化荒漠植被生物量,但植被多样性指数偏低,放牧降低丰富度指数。 相似文献
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基于LCA的呼伦贝尔生态草牧业技术集成示范效益评估 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】 对天然草场修复过程中的经济环境综合效益进行评估。【方法】 基于全生命周期分析（LCA）方法对内蒙古呼伦贝尔市谢尔塔拉牧场奶牛集约化养殖-牲畜粪便处理（包括菌剂发酵有机肥、蚯蚓养殖生成有机肥和蘑菇种植3种模式）,利用谢尔塔拉农场奶牛集约化养殖、牲畜粪便处理利用、天然草场改良数据和当地畜牧生产经营物料投入数据相结合,建立不同养殖模式下牛奶生产的生命周期清单,从畜牧生产全生命周期的角度对牲畜饲养、粪便处理利用和草场修复这整个草原畜牧生产循环过程中每生产1 t标准牛奶（FPCM）的资源环境综合成本（温室气体排放、土地占用、耗水量和不可再生能源消耗）和总体经济效益进行定量分析。【结果】 牧户散养奶牛和集约化奶牛养殖场在出售牲畜和牛奶方面产生的毛收益分摊在每头成年母牛上分别为0.89和2.11万元,如扣除经营成本,两种乳牛饲养模式下每头成年母牛产生的净收益分别为0.42万元（牧户散养）和0.41万元（集约化养殖）。此外集约化养殖场每生产1 t FPCM造成的环境影响为:占用草场1.19 hm2、占用耕地0.15 hm2、耗水216.47 t、消耗化石燃料1 944.19 MJ、排放温室气体0.73 t二氧化碳当量（CO2eq）。当地散养牧户生产牛奶除去草场占用面积（3.25 hm2）外,造成的环境影响（占用耕地0.04 hm2、耗水70.70 t、消耗化石燃料892.80 MJ、排放温室气体0.55 t CO2eq）均小于集约化奶牛养殖场。开展天然打草场改良可显著增加每公顷草地牧草产出（增幅68.57%）和收益（增长10.71%）,改良后生产1 t FPCM可降低40.50%的草场占用面积。但改良中施肥和燃料消耗的增加会造成温室气体排放（增加17.70倍）、燃料消耗（增加2.10倍）等环境问题。在牲畜粪便处理利用技术应用方面,集约化养殖场产生的牛粪通过发酵有机肥、蚯蚓处理牛粪和蘑菇种植等处理利用方式,在解决牲畜饲养中粪便污染问题的同时,创造的净收益相当于生产牛奶净收益的5%—12%,整体看带来的环境影响相对较少。【结论】 集约化养殖场在提高草原利用效率方面优势明显,在提升饲料能量转化效率、提升牛奶产量和质量方面具有很大的潜力,但是会增加苜蓿、燕麦等高蛋白饲草料的种植面积,在控制牛奶生产中的温室气体排放、水资源和能源消耗等方面会产生不利影响。此外,天然打草场改良和牲畜粪便处理利用技术在呼伦贝尔当地畜牧产业中具有较大的应用潜力。 相似文献