喀斯特石漠化地區(qū)野生飼用灌木、半灌木資源及其開發(fā)利用

熊康寧，陳 磊，湯小朋

(1.貴州師范大學(xué)喀斯特研究院，貴州 貴陽 550001；2. 國家石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州 貴陽 550001)

由于受地理位置的局限性和區(qū)域性、氣候變化的多樣性和不穩(wěn)定性、地質(zhì)構(gòu)造運動的復(fù)雜性和劇烈性、土壤的貧瘠性和侵蝕性以及人類社會經(jīng)濟活動對森林和草地生態(tài)系統(tǒng)的破壞等多種綜合因素的影響，喀斯特石漠化地區(qū)成為我國生態(tài)環(huán)境脆弱、水土流失劇烈、石漠化最為嚴重的區(qū)域之一[1-2]。為改善喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟功能，有效緩解石漠化進程及人地矛盾，加快推進林業(yè)、草地生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)是喀斯特地區(qū)有效遏制生態(tài)退化的重要途徑[3-4]。近年來貴州省積極響應(yīng)國家“十三五”規(guī)劃全面實施退耕還林還草戰(zhàn)略，草地畜牧業(yè)建設(shè)在精準扶貧、生態(tài)恢復(fù)、產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化的道路上積極探索創(chuàng)新，生態(tài)環(huán)境恢復(fù)和石漠化治理成效顯著。

然而，喀斯特石漠化地區(qū)受到人工建植草地面積有限、經(jīng)營管理水平及水肥耦合要求等限制性因素，草地生產(chǎn)性能不穩(wěn)、退化快、恢復(fù)慢，飼用草地的生態(tài)防護功能下降，飼草資源缺乏?！梆B(yǎng)禽養(yǎng)畜”僅依賴人工草地建植無法滿足規(guī)?；?、集約化、系統(tǒng)化的生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展及石漠化治理需求[5]。精飼料、蛋白飼料、綠色飼料短缺及總量不足的供求關(guān)系現(xiàn)象，在生境脆弱的喀斯特地區(qū)更為甚之，飼草、飼糧資源緊缺給該區(qū)生態(tài)畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來難題。此外，山羊、牛、馬、驢等家畜對灌木有著自然習(xí)性的喜食性?？λ固氐貐^(qū)野生飼用灌木資源充裕，但有效的開發(fā)性、利用性滯后。因此，有效合理利用資源儲量豐富的野生灌木等非常規(guī)飼用資源的潛在價值顯得愈發(fā)緊迫。通過有針對性的深入挖掘喀斯特地區(qū)野生飼用灌木資源及其利用價值，分析飼用灌木開發(fā)利用存在的問題及對策，拓寬飼用資源渠道，為喀斯特地區(qū)生態(tài)畜牧業(yè)進展和生態(tài)經(jīng)濟建設(shè)提供借鑒。

1 野生灌木、半灌木飼料的特點

野生飼用灌木、半灌木資源營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，具有極強的抗寒性、耐貧瘠性、耐旱性等抗逆特性，且生物產(chǎn)量豐富、利用周期較長、青綠期長，飼用灌木林的產(chǎn)量基于同等面積比草本植物高3～4倍[6]。在喀斯特石漠化地區(qū)天然林和人工林面積廣泛，灌木資源占有率優(yōu)勢明顯，灌木地上生物量豐富，依托適宜的平茬、撫育、管理等技術(shù)手段可使灌木枝條增產(chǎn)增收，提高生物質(zhì)資源儲量，野生飼用灌木植物資源在喀斯特地區(qū)開發(fā)潛力巨大、市場可觀，可實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟建設(shè)和廣辟飼用資源的雙贏。

野生飼用灌木植物根蘗、萌生速率較快，枝葉產(chǎn)量高，與草本植物相比耐啃食、耐刈割、耐踐踏、耐放牧，砍伐、放牧后再生成林的能力極強。嫩枝嫩葉適口性好、營養(yǎng)豐富，在冬春枯草季節(jié)為家畜提供粗飼料營養(yǎng)保障，且常綠灌木四季都能為家畜放牧提供服務(wù)，飼用價值與重要性更大。灌木林是喀斯特石漠化地區(qū)脆弱生態(tài)環(huán)境的重要改良植被，其價值主要體現(xiàn)在改良土壤、水土保持、環(huán)境改良、抗逆性、生態(tài)適應(yīng)性等方面，同時可用作生物圍欄材料。世界上部分GDP高的國家把灌木植物資源視作“綠色黃金”[7]。

2 喀斯特石漠化地區(qū)野生飼用灌木、半灌木資源

我國灌木、半灌木資源種類繁多、儲量豐富，南北方均有野生灌木分布。灌木植物主要集中分布于干旱、半干旱區(qū)域的丘陵、沙漠、荒漠地帶，基于各地不同的氣候條件與地理環(huán)境，灌木類資源不盡相同。如：內(nèi)蒙古人工建植灌木以沙柳、檸條、羊柴、沙鞭為主；陜西重視發(fā)展檸條、紫穗槐、羊柴；山西重點推廣檸條、沙棘；新疆著重發(fā)展木地膚、優(yōu)苔菜；寧夏及甘肅大力推廣梭梭、花棒、沙篙?？λ固氐貐^(qū)主要區(qū)域性植被有：亞熱帶常綠闊葉林帶、云貴高原半濕潤常綠闊葉林帶、貴州高原濕潤常綠闊葉林帶，野生飼用灌木資源面積分布廣泛、種類豐富[8-10]。貴州是中國南方喀斯特地區(qū)的核心區(qū)，是國家“十三五”規(guī)劃石漠化治理的典型性、代表性關(guān)鍵示范區(qū)。貴州省地勢西高東低，位于云貴高原大斜坡地帶，亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候年降水量1100～1300 mm，年均溫15℃，年相對濕度>70%，平均海拔1100 m。獨特的地勢與氣候因素造就了貴州琳瑯滿目的灌木資源，天然草地灌木資源約有32科、164屬、406種，優(yōu)良野生飼用灌木主要有12科、32屬、60種，貴州豆科飼用灌木主要分布于海拔150～2900 m的山坡、灌叢[11]。羅天瓊等人依據(jù)喀斯特氣候生境相近原理從廣西、云南等地引進優(yōu)良飼用灌木，如：銀合歡、木豆、多花木蘭、羽葉決明，并在熱量較好的貴州南部及西南部地區(qū)推廣利用[12]。

表1 喀斯特石漠化地區(qū)野生飼用灌木、半灌木資源

續(xù)表1 喀斯特石漠化地區(qū)野生飼用灌木、半灌木資源

續(xù)表1 喀斯特石漠化地區(qū)野生飼用灌木、半灌木資源

注：數(shù)據(jù)來源于《Flora of China》、《貴州飼用植物彩色圖譜》和貴州、廣西、云南植物志等。

Note:Data from the “Flora of China”，“ The color atlas of Guizhou forage plants” and “Flora of Guizhou”，“ Flora of Guangxi” and “Flora of Yunnan”.

3 野生灌木、半灌木飼用植物的價值

3.1 營養(yǎng)價值

喀斯特石漠化地區(qū)飼用灌木及半灌木(野生種、栽培種)植物資源具有：適口性好、適生性強、抗逆性強、生物量高、營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富等特征，牛、羊、豬等家畜對灌木枝葉的喜食性較高，尤其是山羊的全部日糧中灌木的嫩枝嫩葉采食量可占據(jù)50%～80%[13]。飼用灌木、半灌木植物富含粗纖維、粗脂肪、粗蛋白、維生素、礦物質(zhì)、氨基酸、胡蘿卜素等營養(yǎng)元素。王政宇基于9種灌木葉片營養(yǎng)成分及適口性的分析，提出灌木葉片富含高蛋白可作為日糧添加劑[14]。與部分灌木植物相比，豆科牧草的營養(yǎng)成分則相形見絀，如：牛枝子、冷蒿、伏地膚、駝絨藜等與禾本科的羊草相比，其蛋白質(zhì)含量明顯占優(yōu)[15]。字學(xué)娟對18種熱帶喬灌木的粗脂肪EE、粗蛋白CP、干物質(zhì)DM、酸性洗滌劑ADF、中性洗滌劑NDF、有機物、總能的營養(yǎng)成分及其動態(tài)變化進行研究[16]，結(jié)果表明：熱帶喬灌木CP、EE及總能含量高，ADF、NDF含量適中，營養(yǎng)價值及開發(fā)利用價值較高。喀斯特石漠化地區(qū)巖溶地貌發(fā)育完善，鈣質(zhì)土壤、酸性土壤鑲嵌交錯分布，水、巖、土中鈣離子含量豐富，野生灌木植物CaP含量充足。

3.2 飼用價值

常綠野生飼用灌木植物在傳統(tǒng)畜牧業(yè)中扮演著重要角色，灌木植物的飼用價值最終表現(xiàn)在其營養(yǎng)成分經(jīng)家畜消化、吸收、轉(zhuǎn)化帶來的生長效果，家畜的體重變化是最直觀性的表現(xiàn)。飼喂家畜日糧中營養(yǎng)成分的消化利用率與飼喂價值成正比。反芻動物由于其特殊的瘤胃結(jié)構(gòu)及消化特性，需在其日糧中添加適宜比例的粗飼料。李愛華等在枯草期140 d通過飼喂檸條草粉對灘羊進行補飼實驗，與放牧組相比，檸條組增重150.0%，胴體質(zhì)量、凈肉質(zhì)量、屠宰率、凈肉率分別增加34.9%、41.7%、11.3%、16.5%[17]。飼用灌木還廣泛應(yīng)用于兔、鴨、雞、豬等單胃動物的飼喂，灌木飼料富含粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、礦物質(zhì)、維生素、總能，可提高家畜腸胃蠕動能力，消化機能改善則生產(chǎn)性能提高。石傳林等在肉兔日糧中添加10%的紫穗槐葉粉，發(fā)現(xiàn)肉兔采食量幾乎沒變，但對增重卻有顯著效益[18]。邵淑麗等在雞的日糧中添加沙棘嫩枝葉，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)利用率提高6.82%，雞增重5.5%，雞肉中蛋白質(zhì)、氨基酸含量提高，肉質(zhì)改善且機體免疫力增強[19]。吳志勇等在肉鴨日糧中添加營養(yǎng)期刈割的胡枝子粉，結(jié)果表明可替代10%的日糧[20]。崔茂忠等在豬日糧中添加5%的檸條粉代替麩皮，肉質(zhì)不變但增重性能良好[21]?？λ固厥貐^(qū)豐富的飼用灌木，飼用價值及開發(fā)為優(yōu)質(zhì)草料的潛力巨大。

3.3 藥用價值

喀斯特地區(qū)大多野生灌木植物嫩枝葉富含黃酮類、生物堿類、糖苷類、酚類、抗生素、維生素、酶、微量元素、甾醇等寶貴藥用化學(xué)物質(zhì)及營養(yǎng)物質(zhì)，部分灌木籽實、枝葉富含的營養(yǎng)物質(zhì)對家畜及人的健康生長具有重要意義。如：構(gòu)樹、葫蘆茶、銀合歡、錦雞兒、鹽膚木、火棘、連翹、白刺花、刺梨、薔薇、山櫻桃、南天竹等藥用灌木，有清熱除濕、通經(jīng)活絡(luò)、止咳平喘、殺蟲防腐、活血祛風(fēng)等重要藥用功能。據(jù)《本草綱目》詳細記載，構(gòu)樹種子、根、莖、葉、皮及白色乳汁均可入藥，梁桂榮等對構(gòu)樹果實、根、皮、葉子、及乳汁藥理和臨床作用進行了綜述[22]。卞美廣等基于達克寧軟膏與自制構(gòu)樹軟膏用于臨床皮疹治療對比實驗[23]，結(jié)果表明自制構(gòu)樹軟膏與達克寧軟膏的治療率平分秋色，分別為76.67%、80%，并未見任何副作用，其藥用價值可見一斑。汪敬富用構(gòu)樹果實(楮實子)、澤蘭、黑料豆等制作成蘭豆護肝顆粒，具有抗纖維化、保肝降酶功能[24]。野生灌木植物具有藥用、材用、飼用等多重開發(fā)潛力，刺梨及無籽刺梨還是喀斯特石漠化地區(qū)特色扶貧產(chǎn)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟型植物。

3.4 生態(tài)價值

世界喀斯特面積約為5.1億km2，占全球總面積的10%[25-26]，中國南方喀斯特地區(qū)面積超過55萬km2，該區(qū)受印度洋亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候、地質(zhì)地貌、人類社會經(jīng)濟活動等多因素共同作用下，水土流失嚴峻、植被覆蓋率低、基巖裸露、生態(tài)脆弱。喀斯特地貌的極端發(fā)育滯緩了生態(tài)經(jīng)濟及草地畜牧業(yè)的發(fā)展，通過對喀斯特石漠化治理區(qū)野生灌木植物通過保護性開發(fā)利用，可以有效解決冬春季節(jié)禁牧舍飼家畜飼料匱乏難題，為畜牧業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化、規(guī)?；?、集約化經(jīng)營提供支持與保障。灌木林是石漠化區(qū)改善生態(tài)環(huán)境的重要優(yōu)良植被，其生態(tài)價值集中體現(xiàn)在改良土壤、涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、防水固土、抗逆性、生態(tài)適應(yīng)性等方面[27-28]。如：刺梨、構(gòu)樹、多花木蘭、胡枝子、紫穗槐等灌木植物枝葉茂密、根系發(fā)達、蓋度大，能有效截留雨水，降低土壤沖刷侵蝕度。拓寬飼用灌木資源渠道既可緩解草原壓力、保持水土、修復(fù)退化草原生態(tài)系統(tǒng)，還可促進生態(tài)平衡，緩解旱枯季節(jié)及災(zāi)年飼草、飼糧供給不平衡問題，促進農(nóng)村經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整、生產(chǎn)生活方式優(yōu)化、農(nóng)牧民增產(chǎn)增收，實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)效益及經(jīng)濟效益的可持續(xù)發(fā)展。

4 喀斯特地區(qū)野生飼用灌木資源開發(fā)利用存在的問題及對策

4.1 飼用灌木自身營養(yǎng)物質(zhì)存在缺陷，探尋科學(xué)高效的技術(shù)手段將抗營養(yǎng)因子控制在臨界范圍

飼用灌木中含有的抗營養(yǎng)因子是生物學(xué)特性復(fù)雜的化學(xué)成分，基于物理及化學(xué)的負面效應(yīng)，飼用灌木在家畜養(yǎng)殖業(yè)領(lǐng)域并未實現(xiàn)廣泛推廣、應(yīng)用。抗營養(yǎng)因子酚類物質(zhì)中包括皂素、木質(zhì)素、生物堿、酚醛樹脂、草酸鹽、單寧等，其含量失調(diào)會直接影響家畜采食量及健康生長，容易誘發(fā)牲畜疾病，其作用集中體現(xiàn)在蛋白質(zhì)利用率、消化率、礦物質(zhì)溶解率、適口性、采食量等都降低。文亦芾等基于不同生育期豆科飼用灌木(山螞蝗、假大青藍、假木豆、木豆、銀合歡、多花木蘭)酚類化合物含量研究顯示，當單寧含量達20 mg/g干物質(zhì)時，飼料出現(xiàn)不良味覺，顯著降低食草動物采食量，當縮合單寧含量均55 mg/g時，如不控制日糧添加比例，則采食量減少[29]。因此，深入分析灌木飼料中抗營養(yǎng)因子的含量、作用及動態(tài)變化，探尋科學(xué)高效的技術(shù)手段將抗營養(yǎng)因子控制在臨界范圍的任務(wù)愈發(fā)急迫。減少飼用灌木中抗營養(yǎng)因子的技術(shù)手段包括：①完善人工脫毒的工藝流程及科研技術(shù)手段，對灌木飼料進行化學(xué)(氫氧化鈉、氨水、生石灰等浸泡)及物理處理(冷、溫水浸泡；沸水煮沸)，能大幅度降低抗營養(yǎng)因子對家畜的毒害；②改良植物基因，優(yōu)化灌木雜交品種，選育適生性強的灌木栽培，建立蛋白飼料基地，降低毒素含量；③基于先進生物科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)中添加酶制劑(植酸酶、微生物復(fù)合酶制劑)[30]，使抗營養(yǎng)因子失去活性來緩解毒性；④采用加熱、厭氧處理及機械方法在加工中減少抗營養(yǎng)因子的含量并破壞其結(jié)構(gòu)，降低其對營養(yǎng)成分的作用。

4.2 飼用灌木生產(chǎn)加工技術(shù)工藝滯后且利用率低，改良加工調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)灌木資源合理飼用

中國南方喀斯特石漠化地區(qū)生態(tài)畜牧業(yè)的發(fā)展必須依托強勢的飼草、飼料補給作為物質(zhì)保障，野生灌木、半灌木植物一般需經(jīng)物理、化學(xué)、厭氧及微生物處理后才可被家畜利用?？λ固厥貐^(qū)關(guān)于灌木飼料的生產(chǎn)、加工技術(shù)起步較晚，科技水平有限，應(yīng)用推廣范圍小，部分加工方式成本高、能耗大、甚至破壞了灌木的營養(yǎng)價值，灌木資源的潛在優(yōu)勢及經(jīng)濟價值并未得到深入挖掘。如在貴州花江-北盤江石漠化治理示范區(qū)，農(nóng)戶把構(gòu)樹葉作為飼養(yǎng)豬的青飼料來源之一，蕁麻葉、鹽膚木也用作家畜飼料，但缺乏科學(xué)的優(yōu)化配置。當下國際上工業(yè)發(fā)達的國家對灌木、半灌木植物的加工處理方式主要有：制粒、葉粉、青貯、水貯、微貯發(fā)酵、熱噴、發(fā)酵、蒸煮、鹽浸、堿化、膨化、氨化、酸化等先進工藝加工技術(shù)[31]。政府、科研單位及相關(guān)農(nóng)業(yè)部門應(yīng)高度重視依托生物科學(xué)技術(shù)，加強對灌木植物草粉、搭配飼料、膨化飼料的改良加工調(diào)制，實現(xiàn)“以牧用木，以木帶牧”的高效化、集約化、現(xiàn)代化的生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展模式。

4.3 日糧中灌木飼料適宜添加比不確定，應(yīng)完善營養(yǎng)價值數(shù)據(jù)庫，優(yōu)化營養(yǎng)價值參照表

長期以來，中國南方喀斯特石漠化地區(qū)的畜牧業(yè)習(xí)慣依托牧草、糧食的轉(zhuǎn)化來生產(chǎn)乳畜品，農(nóng)牧民對野生灌木、半灌木植物的開發(fā)利用及其重要性認識不足，部分灌木的嫩枝葉甚至以廢棄物形式被拋棄[32-33]。此外，由于灌木植物的品種、采收時間及部位、加工處理、貯藏形式及條件等多方面的差異性，導(dǎo)致灌木飼料營養(yǎng)組成失去平衡性、營養(yǎng)成分的差異失去穩(wěn)定性。在家畜的日糧飼料中沒有安全、可靠、合理高效的營養(yǎng)成分參照表為適宜添加比提供保障。野生灌木、半灌木飼料既可以代替部分常規(guī)飼料，還能節(jié)約農(nóng)牧民飼料支出，增加經(jīng)濟收益。但基于經(jīng)濟效益、養(yǎng)殖效益良好的前提下，關(guān)于如何在反芻動物日糧中達成確切添加量的研究成果存在一定差異性。為此，政府可依托現(xiàn)有技術(shù)積極推進灌木資源飼用化，引導(dǎo)農(nóng)牧民發(fā)展“林-草-畜”一體化的生態(tài)產(chǎn)業(yè)模式，加快脫貧攻堅步伐，必須深入探索對喀斯特石漠化地區(qū)野生灌木、半灌木植物資源的基礎(chǔ)性研究，完善營養(yǎng)價值數(shù)據(jù)庫，優(yōu)化營養(yǎng)價值參照表。

5 討論與展望

伴隨喀斯特石漠化地區(qū)生態(tài)畜牧業(yè)規(guī)模化的發(fā)展，飼料需求增加、供給失衡，人畜爭糧的矛盾愈演愈烈，常規(guī)飼料價格上漲，野生灌木、半灌木資源的開發(fā)利用需求愈發(fā)迫切[34-35]?；诳λ固氐貐^(qū)不同石漠化等級生態(tài)環(huán)境背景，應(yīng)因地制宜，掌握并尊重野生灌木、半灌木植物資源的生長發(fā)育規(guī)律。通過“灌-草-畜”一體化模式，結(jié)合喀斯特石漠化地區(qū)野生灌木、半灌木抗逆性、適生性強的優(yōu)勢特性，適時適量刈割飼用灌木植物與科學(xué)安排輪伐期相結(jié)合，提高對灌木飼料的采集、加工、貯藏等技術(shù)工藝，加強對野生灌木、半灌木的綜合開發(fā)利用及集約化經(jīng)營。

我國林業(yè)發(fā)展已實現(xiàn)由單一的木材生產(chǎn)向以森林多目標培育、多功能利用、生態(tài)建設(shè)為主的過渡。野生灌木、半灌木飼用資源的綜合開發(fā)利用是有效緩解喀斯特石漠化地區(qū)林糧、林牧爭地的有效途徑之一，也是推動精準扶貧、脫貧攻堅，建設(shè)發(fā)展生態(tài)扶貧產(chǎn)業(yè)的有效途徑，能帶動廣大農(nóng)牧民脫貧。灌木、半灌木的人工建植緩解了草地載畜壓力、拓寬了冬春季飼料來源、可固碳釋氧及防水保土。通過對灌木、半灌木植物的多功能利用，既改善了集約化經(jīng)營程度，又增加了單位面積的經(jīng)濟效益，且拓寬了土地邊際生產(chǎn)力的渠道。野生灌木、半灌木飼用植物的綜合開發(fā)利用兼具生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益，深入挖掘飼用灌木林的利用方式、利用價值具有極強的重要性、緊迫性。此外，加強喀斯特石漠化地區(qū)野生飼用灌木、半灌木資源的綜合開發(fā)、營養(yǎng)價值、飼喂效果的深入研究，不僅具有重要的理論意義，且對喀斯特石漠化地區(qū)脫貧攻堅、生態(tài)經(jīng)濟建設(shè)、畜牧業(yè)發(fā)展、石漠化治理具有重要作用。