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牧场是畜牧业的关键饲草基地,并提供ECO服务,例如开放空间保护、野生动物栖息地和生物多样性。然而,很少有长期放牧研究量化在牧场经营尺度上实施保护导向放牧系统所涉及的经济权衡。本研究评估了传统牧场管理(TRM;连续季节持续放牧)与协作适应性牧场管理(CARM;
牧场是畜牧业的关键饲草基地,并提供ECO服务,例如开放空间保护、野生动物栖息地和生物多样性。然而,很少有长期放牧研究量化在牧场经营尺度上实施保护导向放牧系统所涉及的经济权衡。本研究评估了传统牧场管理(TRM;连续季节持续放牧)与协作适应性牧场管理(CARM;利益相关者驱动的适应性轮牧系统)在科罗拉多州东北部半干旱短草草原的中央平原试验站(CPER)为期10年(2014-2023)的盈利能力,研究对象为一岁阉公牛。研究人员利用阉公牛增重数据、历史科罗拉多州牛价以及系统特定的劳动力和基础设施成本,确定TRM和CARM的经济结果。基于历史牲畜价格分布,采用蒙特卡洛模拟(100,000次迭代)计算两种放牧策略的年度和10年总净收入及劳动与管理回报。TRM的平均净收入(884,749美元)比CARM(812,655美元)高8.8%,更具盈利能力。此外,由于CARM导致动物生产性能直线下降和基础设施成本增加,TRM的总预期劳动与管理回报(243,889美元)比CARM(136,715美元)高78.4%。尽管CARM改善了一些ECO服务结果,如增加了植被异质性、灌木覆盖度,并为几种受到保护的本地草原鸟类维持了可行栖息地,但该放牧策略降低了牲畜产量和相对盈利能力。这些发现证实,在半干旱短草草原的典型市场和天气特征情况下,集约化轮牧系统可能带来财务权衡。本研究对牧场主具有现实意义,因为它量化了通过适应性轮牧实现生态效益的成本,并为考虑系统变革的牧场主以及旨在设计反映保护导向放牧管理在运营牧场上的效益与成本的激励政策制定者提供了见解。
半干旱短草草原为畜牧业提供关键饲草资源,并支撑健康土壤、野生动物栖息地和生物多样性等ECO服务。然而,在牧场经营尺度上,长期(如数十年)量化不同ECO服务之间实际权衡的研究极少。北美西部大平原的半干旱牧场历史上受迁徙有蹄类动物高强度短暂放牧后长期休牧的影响,轮牧策略旨在模拟这一模式,但需要更高基础设施成本,且在同等等级载畜量下,因高放牧密度的负效应,常导致个体和单位面积牛增重低于传统季节持续放牧。此前Windh等(2020)分析了2014-2018年短草草原中传统牧场管理(TRM)与协作适应性牧场管理(CARM)的经济结果,发现CARM虽提供一些生态效益,但更高劳动力和基础设施成本导致其盈利能力低于TRM。本研究将其扩展至十年(至2023年),假设存在因价格滑移(即牲畜价格随体重增加而每单位重量下降)、适应性能力及长期改变饲草组成的可能性,使得CARM在某些情景下可能更盈利,从而量化放牧策略对净收入、劳动力和基础设施成本的十年影响,并揭示生产与保护目标的经济后果。
研究在美国农业部农业研究服务局(USDA-ARS)的中央平原试验站(CPER)进行,该站位于科罗拉多州东北部,占地约6,400公顷,属长周期农业ECO研究(LTAR)网络站点。研究使用了10对130公顷的牧场,每对按土壤、植被和地形指数匹配,随机分配至CARM或TRM处理,年载畜率相同但放牧时空格局不同。研究人员利用实际牛增重数据(2014-2023年,记录起始和结束体重)、历史科罗拉多州牛价(1992-2023年,来自牲畜市场信息中心LMIC,经通胀调整至2023年美元)以及系统特定的劳动力成本(每周健康检查与移动牛群所需工时,按$13.42 hr?1工资计算)和基础设施成本(围栏、水井、风车和储水槽的等效年成本EAC)。采用Oracle Crystal Ball软件进行蒙特卡洛模拟(每个处理每年10,000次迭代,共100,000次),从历史价格分布中随机抽取价格,计算年度净收入和劳动与管理回报。此外,还模拟了CARM牛获得与TRM相同每公斤售价的情景(无价格滑移效益)。
**总体经济表现**:在考虑价格滑移(CARM牛更轻但单价更高)的情况下,TRM十年平均未贴现净收入为$884,749,高于CARM的$812,655;TRM的十年总劳动与管理回报为$243,889,明显高于CARM的$136,715。若去掉价格滑移效益,CARM净收入降至$777,130,回报降至$101,189,TRM经济优势更明显。
**牛群分拆效应**:2020年将CARM牛群从一群分拆为两群以降低放牧密度(从10倍TRM密度降至5倍)后,动物生产性能差异缩小(分拆前CARM增重比TRM低13.6%,分拆后仅低1%),但CARM仍因更高基础设施成本(每年$5,743,十年$57,430)而利润较低。即使在基础设施成本分摊情景下,TRM仍比CARM高出约$50,000的十年利润。
**年度波动**:2020和2022年为干旱年,2023年为最湿年份,CARM与TRM的增重差异在极端干湿年份缩小,但CARM从未超越TRM。2021年(近正常降雨)CARM增重仍比TRM低9.6%。
CARM的高放牧密度对动物生产性能产生负面效应,导致净收入较低;尽管劳动力成本因健康检查时间更短而低于TRM,但基础设施成本(尤其是更大储水槽)更高。经济差异在最后四年(牛群分拆后)有所减小,但CARM仍不盈利。生态上,CARM增强了植被异质性、灌木覆盖度,并维持了某些受保护草原鸟类(如厚嘴铁爪鹀Rhynchophanes mccownii)的栖息地,但在Loamy Plains生态位点上,CARM增加了C3多年生禾草产量,却减少了C4禾草并损害了该鸟类的栖息地,表明需根据空间明确的管理目标来平衡饲草与野生动物产出。
在长达十年的经济表现比较中,我们的根据结果得出,即使考虑CARM处理中较轻动物获得的更高牲畜价格,CARM放牧策略也无法达到TRM的经济表现。这源于动物生产性能直线下降和基础设施成本增加。然而,即使有成本分摊以抵消本研究基础设施增加的成本(例如,安装更大储水槽以适应牧场内更大牛群),我们的结果仍表明TRM更具财务优势。因此,TRM在十年间持续产生显著更高的净回报,平均年利润高出约$100,000。我们预期,在要增加交叉围栏来细分大型连续牧场以实施CARM的情景下,这些结果将更加稳健。将CARM牛群分拆为两群以降低放牧密度,似乎帮助利益相关者团队实现了在CARM的某些生态效益与TRM更高经济回报之间取得平衡的目标。较低放牧密度可能使CARM阉公牛在觅食行为上更具选择性,从而缩小了动物生产性能差异。然而,这一结果应谨慎解读,因为较低放牧密度的三年中出现了异常干旱或湿润条件,唯一正常年份(2021年)CARM增重仍低9.6%。因此,不能将观察到的变化完全归因于放牧密度降低。即便如此,尽管这一变化缩小了处理间动物性能差异,CARM仍不如TRM盈利。然而,CARM的适应性策略(包括轮牧灵活性和响应式管理)可能缓冲天气/气候变率的影响,在环境挑战年份提供更大稳定性,但需进一步研究验证。与Raynor等(2022)类似,我们的根据结果得出,管理多种ECO服务要求牧场主平衡其预期结果。不存在一种单一管理策略能在牧场尺度上提供所有ECO服务的顶配水平。管理者需明确其管理目标,并在空间和时间上适应性管理。