草地载畜量的自组织临界理论解释

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1、草地载畜量的自组织临界理论解释李旭东辽宁省凤城市畜牧技术推广中心，118100摘要：以解决我国传统草畜平衡问题为目的，从全新角度出发，结合草原载畜量的原始定义，全面阐述载畜量的自组织临界理论特征。将此问题上升至更为宏观、更为系统的层面。尤其在关键的阈值定性分析上，采用数学建模、因子分解等方法，清楚明了地解释了载畜量利用率的阈值意义，为今后的系统研究提供了一种新的思路。关键词：载畜量；自组织临界理论；阈值Grasslandcarryingcapacityofself-organizedcriticalitytheorytoexplainLIX

2、udongLiaoningProvinceFengchengCityAnimalHusbandryTechnologyPromotionCenter，118100Abstract:Inordertosolvetheproblemoftraditionallivestockbalanceforthepurpose,fromanewperspective,combinedwiththeoriginaldefinitionofgrasslandstocking,stockingacomprehensiveexpositionofthetheory

3、ofself-organizedcriticalitycharacteristics.Thisissuerosetomoremacro,moresystematiclevel.Especiallyinthecriticalthresholdqualitativeanalysis,usingmathematicalmodeling,factorizationandothermethods,clearexplanationofthesignificanceofcarryingcapacityutilizationthresholdsforfut

4、uresystematicresearchprovidesanewwayofthinking.Keywords:stocking;self-organizedcriticality;threshold1引言我国共有天然草场60亿亩，每年产值数百亿元，是几个以畜牧业为支柱产业的省份的主要经济来源。改革开放以来，人民生活水平逐步提高，特别是最近几年，市场需求量的不断增加，消费者对于畜牧产品的高品质要求，更使得畜牧产品市场空前火爆。但问题也随之而来，经济利益的驱动，使得各大牧区草场面临巨大压力。再加之环境问题不断凸显，天然草地的面积和生产能力也受

5、了一定程度的影响。如何利用有限的草场既实现可持续发展，又获得更大的经济效益，是广大畜牧工作者，尤其是草业工作者所要面临的挑战。笔者采用引入概念、逐条对应、找出重点、数学建模、得出结论的分析方法，寻找出一条全新解释并可能彻底解决草畜平衡问题的道路，为此方面研究提供了参考指标。2载畜量定义中引入自组织临界理论2.1载畜量简介草原生产能力的一个重要指标就是载畜量，也就是一定的草地面积，在放牧季内以放牧为基本利用方式（也可以适当配合割草），在放牧适度的原则下，能够使家畜良好生长及正常繁殖的放牧时间及放牧的家畜头数，一般用标准羊单位来表示。根据其含义

6、，草地生产能力是由草地面积、放牧时间和家畜头数三个要素构成，在这三个要素中只要有两个定量，一个为变量，即可以表示载畜量。载畜量可区分为理论载畜量和实际载畜量。2.2自组织临界理论简介自组织临界理论（self-organizedcriticality，简称SOC）是近些年迅速崛起的一门新兴科学，它在各个领域中都发挥出巨大的作用，显示了不可比拟的潜力[1]。该理论认为，由大量相互作用成分组成的系统会自然地向自组织临界态发展；当系统达到自组织临界态时，即使小的干扰事件也可引起系统发生一系列灾变。Bak等人（1988，Bak，1996）用著名的“沙

7、堆模型”（sandpilemodel）[2]来形象地说明自组织临界态的形成和特点。沙堆模型模拟了一个沙堆的形成和坍塌过程。简单说来，一个流量近乎平稳的沙流在平地上逐渐形成一个沙堆，抛除其他外界因素，沙堆在达到一定高度和范围的时候，就处于一种不断发生“沙崩”的状态，由于沙堆的范围不断扩大，其影响面积也就越大[3]。扩展到实际应用中，就是所谓的牵一发，而动全身，比如核物理中的链式反应、经济学中的蝴蝶效应等等[4]。如何确定沙堆发生“沙崩”的临界状态，即确定阈值（threshold），就是这个问题的关键。因为在实际生产中如果发生超阈值情况，那就会

8、引起非常大，并且是难以预计的负面影响。2.3自组织临界理论引入载畜量的意义古语有云：千里之堤，毁于蚁穴。如果在载畜量这个问题上，我们不谨小慎微、防微杜渐，认为几块草场发生草畜失衡