放牧肉牛的植被偏好及其对健康的影响:揭示牧场管理新策略

《Agriculture, Ecosystems & Environment》:Grazing beef cattle vegetation preferences and their effects on fitness

【字体: 时间:2025年04月02日 来源:Agriculture, Ecosystems & Environment 6

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  在牧场生态系统中,放牧压力和土地覆盖变化影响显著。为优化牧场和动物生产,研究人员开展了关于肉牛对不同植被类别觅食偏好及对其健康影响的研究。结果发现肉牛对不同植被有偏好和厌恶差异,且影响健康。该研究为牧场管理提供了重要依据。

  在广袤的牧场中,放牧活动如同一场生态 “大戏”,对整个生态系统的运转有着至关重要的影响。随着全球范围内放牧压力的增大以及土地覆盖的不断变化,牧场生态系统面临着前所未有的挑战。一方面,过度放牧导致植被退化,优质牧草减少;另一方面,牧场植被的变化又反过来影响着食草动物的觅食选择和生存状况。以往的研究虽然探索了一些影响食草动物选择的因素,但大多具有区域局限性,对于在自然牧场,尤其是干旱和半干旱牧场中,食草动物的觅食偏好、对牧场属性的喜好和厌恶,以及植物与食草动物之间的反馈关系等方面的了解还十分有限。
在这样的背景下,为了深入探究食草动物与牧场植被之间的复杂关系,来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于放牧肉牛的植被偏好及其对健康的影响这一主题,试图揭示其中的奥秘。这项研究成果发表在《Agriculture, Ecosystems 》上,为我们理解牧场生态系统提供了新的视角和重要依据。
研究人员在 2016 年 10 月至 12 月期间,于以色列北部的自然牧场展开研究。他们首先根据反刍动物的饲料消耗、可能的风险因素和营养价值,将植被定义为六个功能组,包括 “茂密灌木丛(Dense bush)”“可食用干草(edible dry grass)”“可食用绿草(edible green grass)”“稀疏植被(sparse - vegetation)”“蓟(Thistles)” 和 “可食用树木(Edible trees)”。
在研究过程中,运用了多种关键技术方法。一是遥感技术,通过 DJI Phantom 4 v.2 无人机进行航拍,获取牧场图像,利用 Pix4D mapper 软件创建 2D 正射镶嵌图,并在 ArcPro v3.0 软件中进行基于像素的监督分类,以此来划分不同植被类别在牧场中的分布范围和比例。二是化学分析技术,对不同植被类别的样本进行化学分析,测定干物质含量、氮(N)含量、中性洗涤纤维(NDF)消化率等营养指标。三是利用 GPS 定位技术,给 42 头泌乳肉牛佩戴 GPS 标签,记录其位置数据,用于分析牛群在不同植被类别的觅食偏好和活动轨迹。
研究结果表明:
  • 牛群的日常活动规律:在整个研究期间,牛群每天的活动呈现出明显的规律性,有上午和下午两个觅食时段。上午的觅食时段从 5:30 左右开始,持续到 8 - 10 点;下午则从 3:30 左右开始,结束于 6 - 7:30。而且,牛群在觅食时段开始时的行动非常一致,在 15 分钟内,整个牛群会从休息状态迅速转变为觅食状态。
  • 植被类别及分布:研究定义的六个植被类别覆盖了研究区域的 85%,其余 15% 为石头和桉树(不可食用)。“可食用干草”“蓟”“稀疏植被” 和 “树木” 这四类植被相互交织,在某些区域,某一类植被会占据主导地位。“茂密灌木丛” 主要生长在沼泽水体中,分布范围相对较窄;“可食用绿草” 则生长在土壤水分充足(至少 20%)的特定区域。
  • 牛群的觅食偏好和厌恶:通过分析牛群的觅食位置数据,研究人员发现牛群对不同植被类别的偏好和厌恶差异明显。“可食用绿草”“稀疏植被” 和 “蓟” 这三类植被受到牛群的偏好,它们的选择指数大于 1;而 “茂密灌木丛”“可食用干草” 和 “树木” 则被牛群厌恶,选择指数小于 1。并且,牛群的觅食偏好还存在时间动态变化。在研究初期,“可食用绿草” 受到较高的选择;随着时间推移,到研究末期,“茂密灌木丛” 和 “树木” 的选择率增加,而 “可食用绿草” 和 “可食用干草” 的选择率下降,“稀疏植被” 和 “蓟” 在整个研究期间一直受到偏好。
  • 植被类别选择对健康的影响:研究人员以受孕结果作为衡量肉牛健康状况(fitness)的指标。通过多项逻辑回归分析发现,个体饮食组成(根据植被类别选择)对受孕率没有显著影响。但单独分析每个植被类别与受孕的关系时,发现 “蓟” 与受孕呈正相关,“稀疏植被” 与受孕呈负相关。进一步研究发现,当牛群同时觅食 “茂密灌木丛” 和 “稀疏植被” 时,对受孕有显著的积极影响,这表明 “茂密灌木丛” 可能凭借其优越的营养特性或次生代谢产物的抗寄生虫作用,减轻了 “稀疏植被” 对受孕的不利影响。
综合研究结论和讨论部分,这项研究具有重要意义。它揭示了在枯萎、营养受限的牧场环境中,肉牛能够根据可辨别的植被特征预先确定觅食地点,而且不同的觅食选择对其健康有着不同的影响。这为牧场管理提供了新的思路和方法,牧场主可以根据这些研究结果,制定更加科学合理的放牧管理策略,例如合理安排牛群在不同植被区域的放牧时间和强度,充分利用牛群对某些植被的偏好,同时避免过度放牧某些区域,从而实现牛群生产和生态系统功能的双赢。此外,研究中所采用的基于植被结构和光谱差异的分类方法,在不同地理区域的异质、干燥植被牧场中具有广泛的适用性,有助于深入理解牧场 - 食草动物之间的反馈关系,为全球牧场管理提供了有价值的参考。

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