五十年放牧研究中犊牛生产性能的影响因素：气候变化与品种选择对北美混交草原的启示

本研究通过分析47年北美混交草原放牧数据，采用回归树模型解析了生物物理（温度、降水、ANPP）、动物个体（品种、体重、年龄）及管理（载畜率AUD/ha）因素对犊牛增重的影响。结果表明：杂交牛种增重优势显著（+26%），气候因素影响力逐年上升，揭示了从管理主导到气候主导的生产力驱动转变，为应对气候变化的适应性放牧管理提供了科学依据。

　　

论文解读

在北美大平原北部混交草原这片占全美20%肉牛存栏的生态系统中，气候变化正悄然改写放牧业的规则书。过去半个世纪里，温度持续攀升（r=0.62）、降水逐渐减少（r=-0.17），而依赖夏季增重的犊牛生产体系面临前所未有的挑战。传统认知中，牧场主更关注品种选择和载畜率（SR）等可控因素，但美国农业部农业研究服务局（ARS）的高原草地研究站长达47年的观测数据揭示了一个颠覆性趋势：气候因素正取代管理手段，成为影响犊牛日增重（ADG）的首要驱动力。

研究人员利用Landsat卫星NDVI数据反演的草地净初级生产力（ANPP），结合1109组牛群个体数据，构建了包含8个预测因子的回归树模型。关键技术包括：1）基于NDVI时间序列的ANPP估算；2）动物单位日（AUD/ha）载畜率计算；3）70%-30%数据集分割验证的回归树分析。研究覆盖463公顷原生草原，对比了1975-2001年海福特牛与2003-2021年杂交牛（红安格斯×萨莱尔×夏洛莱）的表现。

结果部分

生物物理趋势
温度与降水呈现显著相反趋势，而ANPP因同时受降水正相关（r=0.59）和温度负相关（r=-0.47）影响未显现时间趋势。这种"气候抵消效应"解释了为何草地生产力未随年代明显下降。

关键影响因素排序
回归树模型（R²=0.65）显示因素重要性依次为：品种＞载畜率＞温度＞母牛体重＞降水＞母牛年龄＞ANPP＞犊牛性别。杂交牛犊日增重达1.2 kg/头，显著高于海福特牛的0.88 kg/头。

品种特异性响应
海福特牛群体中，母牛体重阈值（488 kg）和载畜率（30 AUD/ha）主导生产差异：超过488 kg的母牛所产犊牛增重高12%，但高载畜率会使增重降低17%。而杂交牛群体对气候更敏感，温度≤16°C时增重提高17%，年轻母牛（≤3岁）的犊牛增重低8%。

模型优化发现
深入分析揭示：1）雄性犊牛增重比雌性高8%；2）高温（≥17°C）下，低ANPP（≤899 kg/ha）反而使雌犊增重更高，反映复杂的气候-植被互作。

讨论与意义
这项跨越物种更替期（海福特牛→杂交牛）的研究，首次量化了气候变化对放牧系统的渐进式重塑。杂交牛26%的增重优势印证了杂种优势（heterosis）的价值，但其对温度升高的敏感性（-17%）也暴露了新挑战。值得注意的是，随着时间推移，温度与降水的影响力已超越传统管理因素，这种转变要求牧场主采用"适应性放牧管理"——通过实时监测ANPP、动态调整载畜率和放牧周期来应对气候波动。

研究同时揭示了体重阈值效应：488 kg以上的海福特母牛能更好缓冲环境压力，但该策略在杂交牛中失效，说明不同品种需要差异化管理。作者特别指出，未来研究需关注未被建模的因素如个体泌乳量和性情，并建议将结论推广到其他草原类型时保持谨慎。

这项发表在《animal》的工作，为全球温带草原区的气候适应性管理提供了范式。其核心启示在于：在"气候主导时代"，单纯优化品种和载畜率已不足够，必须建立融合卫星遥感（NDVI）、气象预测和个体监测的智能决策系统，才能在变局中维持可持续牛肉生产。