《Rangelands》：Virtual fence: A tool for achieving conservation goals in USDA and NRCS programs
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**实地要点**
• 牧场放牧管理传统上依赖实体围栏来控制牲畜放牧的时间、强度和持续时间，但这些系统需要大量的初始投资和持续的维护。
• 尽管实体围栏有效，但其可能通过切断景观连通性、增加野生动物缠结风险以及在生态敏感区域集中放牧压力，从而造成环境挑战。
**实地要点**
• 牧场放牧管理传统上依赖实体围栏来控制牲畜放牧的时间、强度和持续时间，但这些系统需要大量的初始投资和持续的维护。
• 尽管实体围栏有效，但其可能通过切断景观连通性、增加野生动物缠结风险以及在生态敏感区域集中放牧压力，从而造成环境挑战。
• 虚拟围栏（VF）利用配备GPS的项圈及听觉和电刺激提示，将牲畜限制在用户定义的边界内，使生产者无需安装实体围栏即可动态管理牲畜分布。
• VF能够重新分配放牧压力，以减少局部牧场退化，并创建灵活的隔离区，帮助保护放牧景观中的敏感区域，同时可能促进作物-牲畜系统整合，例如管理覆盖作物放牧。
• 通过补充或替代实体围栏，VF具有改善野生动物迁移和连通性、支持适应性牲畜放牧管理的潜力，但仍需额外的实地评估以验证其长期效果。
• 包括美国农业部林务局、土地管理局和美国鱼类与野生动物管理局在内的联邦机构，正在公共土地上积极应用VF，且若干USDA项目为私有牧场采用VF提供资金援助。
**引言**
牧场约占地球陆地表面的40%，并提供重要的生态系统服务，如饲草、野生动物栖息地、水分入渗及其他关键服务，支撑着数百万人的生计。北美草原作为牧场的重要亚类，由于主要被广泛开垦为农田和其他人类用途，位列全球最濒危的生态系统之一。牲畜放牧可通过刺激植物生产力、增强养分循环和维护栖息地多样性而使牧场生态系统受益。然而，如果牲畜管理（包括载畜率、动物密度和放牧持续时间）与牧场的生态立地和条件不相匹配，放牧也可能导致环境威胁和景观退化。
历史上，牲畜放牧管理依赖实体围栏来控制动物移动和放牧位置。实体围栏有效，但需要大量的初始投资和维护，并可能因中断景观连通性、导致野生动物缠结以及将放牧压力集中在敏感区域而破坏保护成果。尽管临时性围栏替代方案（如多股电线电围栏）比永久性带刺铁丝网或编织网围栏更具灵活性，但其安装和拆除仍需大量劳动力，易受野生动物和天气损坏，并且无法提供新兴技术所能提供的远程、实时管理能力。这些局限性提出了一个重要问题：虚拟围栏（VF）能否作为实现保护目标的工具，以提升牲畜放牧的可持续性？
研究人员通过审视当前关于VF如何作为工具在美国牧场实现保护目标和增强针对特定目标的适应性管理机会的科学文献来解决这一问题。以往对VF的研究主要集中在其技术能力和初步应用上。其中一些论文讨论了某些环境效益，重点关注VF在环境敏感区域的排除效应，但据研究人员所知，尚无现有论文全面评估其更广泛的环境影响及其在美国农业部（USDA）保护项目中的整合。
本研究通过提供关于VF如何纳入USDA保护项目（包括由自然资源保护局（NRCS）管理的项目及成本分摊协议）的综合评估，以同时满足生产者和项目目标的方式，为VF和USDA保护文献做出贡献。鉴于VF产品演进及生产者在全国范围内潜在采用的可能性，评估VF有助于USDA及NRCS论证并将该技术整合到其保护实践标准和长期项目中。
**VF背景**
VF是一种创新技术，能够实现牲畜移动的远程管理。该技术最初为伴侣动物开发，近年来已发展到在商业规模上实际应用于牲畜系统。该技术通过允许生产者快速高效地调整牲畜分布而无需实体围栏基础设施，提供了增强牲畜放牧管理中时空灵活性和适应性的机会。
VF系统整合软件和硬件组件，无需实体屏障即可管理牲畜。虚拟边界通过智能手机应用或网络平台定义，并通过蜂窝通信或蜂窝通信至远程广域网（LoRaWAN）塔基基站传输至配备GPS的项圈。当动物接近这些虚拟边界时，它们会收到听觉提示，并通过训练学会将这些提示与边界相关联。如果动物继续前进，它们会收到电刺激提示作为阻止其越过虚拟边界的威慑。音频和电刺激对动物造成的痛苦极小；动物通常学会仅对听觉提示做出反应，从而最大限度地减少其暴露于电刺激。这使得生产者无需实体围栏即可控制牲畜分布，并提供从计算机或移动电话平台快速构建、调整和开关VF的灵活性。GPS项圈按用户定义的时间间隔记录动物位置，使生产者能够了解其放牧景观中动物的位置。
虽然VF在美国是一种新兴的精准技术，但初始采用率仍然较低，主要原因是高昂的初始投资成本及其净经济效益方面的重大不确定性。肉牛养殖部门的其他精准畜牧业技术因对其经济效益的不确定性以及无法将这些技术产生的大量数据转化为可操作的决策见解而经历了类似的缓慢采用。研究发现，牧场主最愿意在能够小规模试用并看到明确效益的情况下采用VF。诸如野火损坏的围栏或成本分摊项目等外部因素可以增加采用的可能性，特别是当生产者更加了解该技术的环境效益和效率提升时。
**VF作为改善景观和栖息地保护的工具**
VF技术是一种能够为放牧管理提供灵活性，同时为实现保护和环境管理目标创造机会的工具。VF的环境效益可以增强牧场植被健康和野生动物连通性，减少围栏影响，改善水质，并改善土壤健康。
**增强牧场植被健康**
**针对植被管理的定向放牧**
VF允许对牲畜分布进行更精确的控制，能够在一个景观中不同空间尺度上实现特定的植被管理目标。例如，可以在相对较小的区域（如2至4公顷[5至10英亩]）内创建围栏，以增加对目标物种的放牧压力。相比之下，生产者可以使用VF提供隔离区，限制对敏感区域的放牧，例如河岸带，而在西部山间地区，这些区域否则很难排除重度牛只使用。该技术还可以在大尺度（<405公顷[1,000英亩]）上使用，允许在特定放牧季节对部分牧场进行延迟放牧，以促进非目标物种的恢复。这些应用可以支持多项NRCS保护实践标准（CPS），包括规定放牧（CPS 528）及其相关增强活动，如通过E528H或E528I进行放牧管理以改善或维持饲草的质量和数量。
**入侵物种控制**
通过VF，牧场主可以围封区域以处理入侵植物，或使其动物远离有毒杂草，如高大飞燕草（Delphinium barbeyi），否则这些杂草可能杀死牲畜。有毒植物对牲畜健康和盈利能力构成重大风险，每年因动物死亡、流产和生产力下降造成约2.5亿美元的损失。相反，VF也可用于控制可口的入侵物种，通过引导动物前往这些物种生长的期望区域。
**改变精细燃料负荷**
战略性放牧可以作为调节或减少易发火灾景观中精细燃料的工具，例如创建野火燃料断带以帮助降低干旱和半干旱牧场的野火风险。利用VF进行靶向放牧也有助于调节精细燃料生物量，以改善计划火烧的控制线。
**防止过度放牧和促进休牧期**
通过创建动态围场，VF促进了轮牧系统，允许牧场获得充足的休整和恢复期。这可以防止过度放牧，过度放牧会导致土壤退化、侵蚀和植物多样性降低。最近的试验表明，VF成功地将牛只排除在指定牧场区域之外，证实了该技术在实施提供充足休牧期的轮牧系统中的实用性。
**保护敏感生态区域**
VF允许生产者在不使用实体围栏的情况下，在生态敏感区域周围创建隔离区。这些应用与CPS一致，如河岸森林缓冲带（CPS 391）及其增强措施（如E391B、E391C），以及针对河岸和敏感区域管理的放牧增强措施（如E528L）。对于河岸带和水道，将牲畜排除在河岸和湿地之外可保护水质、减少侵蚀并保护水生栖息地。对于野生动物栖息地，VF可以保护特定的野生动物筑巢地点、关键繁殖地或迁徙廊道免受牲畜干扰。对于近期过火区域，防止牲畜在野火恢复区域放牧可以促进自然再生，并在非均匀过火斑块上进行靶向放牧。研究表明，在俄勒冈州东南部的山艾树草原，VF将禁止放牧区域的饲草利用率降低至<3%，而未设围栏的牧场利用率为70%。
**作物-牲畜系统整合**
除了牧场应用之外，VF还有潜力促进作物-牲畜系统整合，例如在农田上进行覆盖作物的管理性放牧。通过使生产者能够精确控制牲畜在覆盖作物田地上放牧的地点和时间，VF可以支持土壤健康改善和多样化农场收入。
**野生动物连通性和减少围栏影响**
VF最重要的保护效益之一是消除传统带刺铁丝网围栏的潜力。这些围栏可能是野生动物移动的重要屏障。它们可能阻碍大型有蹄类动物的季节性迁徙，如叉角羚（Antilocapra americana）、骡鹿（Odocoileus hemionus）和麋鹿（Cervus canadensis），从而限制其获取重要的觅食和繁殖地。野生动物，尤其是鸟类和哺乳动物，可能被带刺铁丝网缠住，导致受伤或死亡。传统围栏还可能分割大尺度景观，隔离野生动物种群并降低遗传多样性。
值得注意的是，目前大多数VF应用涉及移除或替换内部交叉围栏，而非周边围栏。大多数应用保留传统周边围栏用于围堵，同时使用虚拟边界进行内部围场管理。即使采用这种方法，VF仍然可以通过减少景观内实体围栏的总线性长度来惠及野生动物连通性。即使保留周边围栏，移除内部围栏也可以为有蹄类动物开辟移动廊道，并降低大型放牧区域内的缠结风险。这与保护管理计划（CSP）下的野生动物友好围栏增强措施（E382A）一致。然而，关于VF带来的野生动物连通性效益尚未在试验中得到证实，这代表了未来研究的重要领域。
**水质和土壤健康改善**
将牲畜排除在水道之外可直接改善水质，减少沉积物、养分负荷和病原体污染。然而，由于难以衡量这些效益，大多数VF试验专注于量化直接排除效果，而非衡量由这种排除产生的间接环境效益。
通过VF实现的精准放牧可以管理更健康的牧场土壤。凭借直接管理牧场上牲畜分布的能力，有潜力更均匀地利用饲草，并为多年生禾草的更新提供充足的休整。动物分布的管理允许在牧场中创造异质性并改善饲草利用，这可以导致更多凋落物融入土壤，从而增加土壤有机质含量。随着土壤有机质含量的增加，土壤的持水能力也随之增加。鉴于VF在轮牧中的成功（即研究表明，牛只停留在VF边界内的时间>99%），该技术是在大尺度上实施复杂放牧策略以增强土壤健康的有前景的工具。
短期内，VF通过靶向牲畜排除和轮牧提供上述环境效益。长期来看，扩大采用可以在更广泛的景观尺度上显著增强生态系统健康，提供广泛的保护效益。这些保护效益通常代表社会收益而非生产者的私人收益，除非得到激励计划的支持，否则可能限制采用。将这些效益纳入政策和激励计划可以进一步激励VF的采用，并促进可持续土地管理实践。
**VF在联邦土地管理机构中的整合：USDA保护项目**
VF的成功采用不仅取决于其在控制牲畜分布和支持放牧管理目标方面的技术性能，还取决于其融入经济和项目框架。其作为广泛保护工具的潜力取决于其是否符合USDA保护项目批准实践的资格。这些项目由NRCS和农场服务局（FSA）管理，并提供激励措施，以弥合采用成本与社会环境效益之间的差距。
**联邦土地管理机构**
除针对私有土地的USDA项目外，多个联邦土地管理机构正在积极使用VF在公共土地上实现放牧目标。USDA林务局、土地管理局（BLM）和美国鱼类与野生动物管理局（USFWS）在其管理的土地上正在进行VF项目，与许可证持有者提供成本分摊协议，例如承担VF基础设施所需基站的成本。这些伙伴关系表明联邦政府对VF作为管理工具的承诺日益增强，并将潜在用户群扩展到私有土地所有者之外。随着联邦机构继续制定这些计划，它们为在公共土地上放牧牲畜的生产者提供了更多途径，以获取VF技术并将其整合到其运营中。
**NRCS保护实践标准和虚拟围栏**
任何实践若要获得USDA保护项目的资金援助，必须符合NRCS制定的CPS。目前，NRCS并未为VF创建新的CPS，而是通过将其整合到两个现有标准中来授权为该技术提供资金：围栏（CPS 382）和规定放牧（CPS 528）。国家CPS每五年更新一次，但可以更早修订以应对技术变化，从而为未来进一步整合VF留出空间。
这种配对确保资金与环境管理相关，而不仅仅是技术获取。围栏国家CPS（CPS 382）设定了VF实施或安装的标准，而与规定放牧国家CPS（CPS 528）的必要配对则确保其应用于保护目的，包括增强土壤健康、保护水质、改善野生动物栖息地和降低野火风险。VF通过虚拟围场和隔离区实现动态放牧管理，直接支持这些目标，促进采用传统围栏在经济和运营上不可行的适应性放牧策略。
尽管有这些明确的益处，仍存在一些行政障碍；主要障碍是VF的动态虚拟边界与某些要求连续实体围栏的项目规则之间的冲突。这种差异，加上配对标准所需的全面规划，将使项目参与复杂化，可能减少采用，除非通过调整项目规则以适应VF来解决。
这些行政挑战需要长期解决方案，但当前整合框架通过结合围栏国家CPS（CPS 382）与规定放牧国家CPS（CPS 528）的支付方案提供资金援助。一旦围栏标准得到满足，规定放牧计划为VF项圈或基站提供预付成本分摊援助，以支持实施。由于FSA通过连续的物理边界（如实体围栏或永久水道）划分农场，一个实用的策略是保留传统周边围栏，并使用项目资金在该边界内为内部围场安装VF。
**VF与NRCS报告合规性**
VF技术的一个优势是其简化NRCS规定放牧计划合规性报告的潜力。VF项圈生成的GPS数据和软件记录提供了带时间戳的牲畜位置和移动的详细文档。这些记录有可能被用于证明遵守放牧规定，为生产者提供一种证明其符合项目要求的更省力的方法。虽然此功能尚未被NRCS正式采用，但它代表了项目现代化的一个有前景的领域。
**支持VF采用的USDA项目**
支持VF采用的主要USDA保护项目在以下小节中总结（表1）。以下组织目前已在各自领域的项目中提供了关于VF使用的指导。
**农业保护地役权项目**
农业保护地役权项目（ACEP）通过保护地役权保护湿地、生产性农场和牧场。VF能够实现与湿地保护相一致的放牧实践，并在增强自然资源的同时维持生产性土地。
**保护创新拨款**
保护创新拨款（CIG）是竞争性拨款项目，支持创新技术的开发和采用，以解决水质、土壤健康和野生动物栖息地问题，同时改善私有土地上的农业运营。VF通过提供一种创新方法来管理牲畜放牧和支持私有土地上的保护实践，与CIG保持一致。反映这种一致性，NRCS已资助了国家CIG项目，例如俄克拉荷马州立大学的一项倡议，重点评估VF技术的有效性并制定其成功实施的指南，以及科罗拉多州鹰县水土保持区的一项项目，旨在测试VF在困难地形中的有效性，并教授牧场主如何设计适当的轮牧方案。鹰县项目也作为一个有用的案例研究，说明协调一致的景观级VF实施在实践中如何运作，包括在邻近牧场和土地管理机构（即USDA林务局和BLM）之间共享基站覆盖以降低成本的潜力。
**保护储备项目**
保护储备项目（CRP）为将敏感土地退出生产用于保护或根据草地CRP登记生产性草原提供支付，该计划为批准的实践提供成本分摊援助，并可覆盖建立批准实践成本的50%。VF目前不是CRP下成本分摊援助的批准实践，但它显示出与草地CRP对齐的巨大潜力，因为该计划旨在保护现有草原免于转为农田，同时允许可持续的牲畜放牧。通过对项目进行适当的修改，VF可能成为草地CRP注册生产者的有力工具。由于VF以更简单、更省力的方式帮助生产者实现草地CRP目标，未来将VF纳入该计划可能会鼓励更高的注册率。VF提供的这种灵活性至关重要，因为对CRP项目的研究表明，牧场主通常抵制项目合同中强制性的轮牧要求。除草地CRP外，VF还与保护储备增强项目（CREP）保持一致，在该项目中，VF可以在大规模区域尺度上实现保护努力。
**保护管理计划**
保护管理计划（CSP）为现有保护努力提供资金援助，并鼓励采用新技术。VF可以作为CSP下的相关增强措施。增强措施是超过CSP最低要求的管理活动，允许生产者实现更高水平的保护实践。VF实现了广泛的牧场管理和野生动物栖息地增强措施。它使生产者能够满足增强实践（如高级放牧管理（E528G））的复杂要求，通过基于植物生长管理牲畜移动、在敏感区域保持覆盖，或在关键时期延迟放牧。此外，通过消除内部物理屏障，VF与野生动物友好围栏（E382A）增强措施保持一致，为叉角羚等物种提供通道并允许季节性迁徙。采用VF可能有资格使生产者因实施此类增强措施而获得补充支付。
**环境质量激励项目**
环境质量激励项目（EQIP）是采用VF的主要资金来源。EQIP根据估计的安装和实施成本提供固定实践实施支付。在州已采纳VF支付方案的情况下，VF可以（即通常仅用于交叉围栏）在2024年10月1日生效的规定放牧（528）计划下获得资助。支付率为固定金额，基于保护实践安装或实施估计成本的百分比（即通常约为50%成本分摊，但费率因州和生产者身份而异），历史上服务不足的群体和初始生产者通常可获得更高费率。VF项圈服务的年度订阅费通常不包含在当前成本分摊协议中，该协议侧重于初始实施成本。支付支持计划中规定的放牧管理变更的实施。NRCS根据申请在多大程度上有效解决国家、州和地方环境优先事项，在竞争性池中对EQIP申请进行评分。因此，成功的申请必须明确将VF系统与解决已识别的优先资源关注点联系起来。
**区域保护伙伴关系项目**
区域保护伙伴关系项目（RCPP）提供了将VF从单一牧场使用扩展到协调的景观级解决方案的理想框架，例如保护野生动物廊道或整个流域。例如，合作伙伴主导的RCPP项目可以协调流域内多个牧场的VF部署，共享基站基础设施以降低每个牧场的成本，并实现超出个别财产边界的保护成果。
**非政府资金来源**
除联邦项目外，多个非政府组织（NGO）提供资金支持VF采用。例如，财产与环境研究中心（PERC）设立了虚拟围栏保护基金，这是一项250,000美元的倡议，为那些展示出对土地、水或野生动物明确保护效益的牧场主、保护组织和原住民社区提供10,000至75,000美元的赠款。同样，国家鱼类和野生动物基金会（NFWF）已资助VF项目，包括向密苏里大学再生农业中心提供370万美元的赠款，用于在密苏里州和内布拉斯加州的200名牲畜生产者中部署VF项圈。对VF感兴趣的生产者应结合USDA项目探索这些额外资源，以最大化可用的资金支持。
**州级实施**
VF的资金援助在州级确定，国家管理的项目或赠款除外。每个州将资金分配至符合其特定区域目标的保护实践。这种州主导的方法导致越来越多的州通过EQIP、CSP和RCPP等项目为VF提供成本分摊，特别是在美国西部，广阔的牧场使VF成为一种极具吸引力的管理工具（表1）。相反，VF在其他项目（如ACEP或CRP/CREP）中的纳入在州级定义不太明确，即使该技术与更广泛的保护目标一致。
将VF从有前景的试点项目扩展到广泛使用是一个重要步骤，但USDA保护项目为这一转变提供了坚实的基础。虽然个体生产者可能会注册EQIP、CSP或合作伙伴主导的RCPP项目，但更广泛的项目组合为大规模采用创造了必要的支持。最终，这一系统的成功将取决于将生产者对VF技术的需求与资助该实践的机制相结合。
**结论**
研究人员评估了VF作为创造保护管理机会和改善环境条件的工具，同时为牲畜管理提供灵活性。最近的试验证实，VF可以有效增强牧场的生态系统服务。然而，VF本身并不能保证这些成果。作为一种灵活的工具，当整合到具有适当载畜率、持续时间和时机的合理放牧计划中时，它可以通过维持生物多样性、减少土壤侵蚀和改善土壤健康来促进牧场的生态完整性。
研究人员的评估存在若干局限性。VF的长期生态有效性仍不确定。经济可行性和采用率也可能受到基站和硬件初始投资的限制。此外，其实际成功不仅仅取决于技术。生产者需要了解该技术是否在牲畜运营规模上对邻居或可信赖的群体有效，以及他们是否能认识到将该技术整合到其运营中的经济、物流和生态效益的潜力。
未来研究应侧重于VF的经济可行性和评估更广泛环境效益的试验，包括量化移除实体围栏的野生动物连通性效益。持续的研究，加上降低成本的有利政策框架、改进VF技术和提供生产者教育，可以实现其作为具有保护意识的牲畜系统基石技术的承诺。
**CRediT作者贡献声明**
Hanifi Otgun：撰写 – 初稿，概念化。Rory C. O'Connor：撰写 – 审阅与编辑。Elliott Dennis：撰写 – 审阅与编辑，监督。Mitchell Stephenson：撰写 – 审阅与编辑。Kristin Dickinson：验证，资源。
**论文解读**
**一、研究背景与问题**
牧场约占地球陆地表面40%，是提供饲草生产、野生动物栖息地、水源涵养等关键生态系统服务的重要自然资源基础。北美草原作为牧场的重要组成，因农业开垦和人为活动已成为全球最濒危生态系统之一。牲畜放牧在适度管理下可通过刺激植物生产力、增强养分循环和维护栖息地多样性而有益于牧场生态系统；然而，一旦载畜率、动物密度和放牧持续时间等管理要素与生态立地条件不匹配，放牧便可能导致植被退化、土壤侵蚀和栖息地破坏等一系列生态问题。
传统放牧管理主要依赖实体围栏控制家畜移动与放牧区位。尽管实体围栏行之有效，但其建设与维护成本高昂，且可能通过阻断景观连通性、增加野生动物缠结风险、在生态敏感区集中放牧压力等途径损害保护成果。临时性围栏替代方案虽提供了一定灵活性，但仍需大量人工且不具备远程实时管控能力。在这一背景下，虚拟围栏（Virtual Fencing，VF）技术应运而生——其利用GPS定位项圈及音频和电刺激提示，在无实体屏障条件下将牲畜约束于管理者自定义的虚拟边界内，为放牧管理提供了高度时空灵活性。
然而，现有VF研究多聚焦于技术可行性验证和初步应用示范，部分文献虽提及特定环境效益（如敏感区域排除效应），但尚未有研究系统评估VF更广泛的环境影响及其融入美国农业部（USDA）保护项目的路径。这一研究空白直接关系到VF能否从试验性技术走向国家级保护实践工具。
**二、研究目的与结论**
研究人员通过系统梳理VF在实现保护目标方面的科学文献，综合评估其纳入USDA保护项目（特别是自然资源保护局〔NRCS〕管理项目及成本分摊协议）的可行性和实施路径，旨在回答“VF能否作为提升牲畜放牧可持续性的保护工具”这一核心问题。研究得出以下基本结论：近期试验已证实VF在控制牲畜分布、实施轮牧和敏感区域排除方面效果显著（如牛只在VF边界内停留时间超过99%）；VF本身并不自动产生生态效益，唯有将其作为合理放牧计划（含适当载畜率、放牧持续时间和时机）中的一种灵活工具，方可通过维护生物多样性、减少土壤侵蚀和改善土壤健康等手段促进牧场生态完整性。VF的广泛采用还依赖政策框架和经济激励的支撑，其长期生态有效性和经济可行性仍需进一步验证。
**三、主要技术方法**
该研究属于综合性政策评估与文献综述类研究，未涉及具体实验操作。研究人员系统梳理了现有VF技术文献及USDA保护项目政策文件，结合NRCS各州办公室的沟通信息（相关负责人确认信息），分析了VF与多个保护项目的适配性。样本信息来源于美国西部多个州的VF试验案例（如俄勒冈州东南部山艾树草原的燃烧区排除试验、蒙大拿州和内布拉斯加州的VF部署项目等），数据来源包括已发表试验、NRCS项目指南及非政府组织资助案例。
**四、研究结果**
**VF作为改善景观和栖息地保护的工具**
研究从六个维度论证了VF的生态保护潜力。其一，靶向放牧方面，VF可在小范围（如2至4公顷）内集中放牧压力管理目标植被，亦可在大尺度（<405公顷）上实施延迟放牧促进非目标物种恢复，契合NRCS规定放牧（CPS 528）及其增强措施。其二，入侵物种控制方面，VF既可围封处理区又可引导牲畜采食可控入侵植物，同时避免牲畜接触有毒植物（如高大飞燕草，其每年造成约2.5亿美元经济损失）。其三，精细燃料管理方面，VF靶向放牧可调控易火景观中的精细燃料生物量，降低野火风险。其四，防止过度放牧方面，动态围场支持轮牧系统实现充足休牧期——Murray等和Campbell等的试验证实VF能有效将牛只排除于指定区域。其五，敏感生态区域保护方面，VF可创建围绕河岸带、野生动物筑巢地、繁殖地、迁徙廊道及过火恢复区的排除区——Boyd等在俄勒冈州山艾树草原的试验显示，VF将火烧禁止区的饲草利用率降至<3%，而未设围栏的对照牧场利用率高达70%。其六，作物-牲畜整合方面，VF可精准控制覆盖作物田地上的放牧位置和时间，同时改善土壤健康并增加农场收入。
**野生动物连通性和减少围栏影响**
传统带刺铁丝网围栏会阻碍大型有蹄类动物（如叉角羚、骡鹿、麋鹿）的季节性迁徙，导致野生动物缠结伤亡、景观破碎化及种群遗传多样性降低。目前大多数VF应用是移除内部交叉围栏而保留周边围栏，即便如此，仍可通过减少景观内实体围栏总长度来开辟有蹄类移动廊道并降低缠结风险。该效益与CSP下野生动物友好围栏增强措施（E382A）相契合，但VF在野生动物连通性方面的实际效益尚未经试验量化证明，是未来研究的关键方向。
**水质和土壤健康改善**
将牲畜排除于水道之外可直接减少沉积物、养分负荷和病原体污染从而改善水质。VF支持的精准放牧可均匀利用饲草、延长多年生禾草休整期、促进凋落物归还有机质，进而提升土壤有机质含量和持水能力。鉴于VF在轮牧中的高可靠性（>99%边界保持率），其在大尺度实施复杂放牧策略方面前景广阔。
**VF在联邦土地管理机构中的整合**
USDA林务局、土地管理局（BLM）和美国鱼类与野生动物管理局（USFWS）已在公共土地上开展VF项目并通过成本分摊协议支持基站建设。目前NRCS未为VF单独立项，而是将其纳入围栏（CPS 382）和规定放牧（CPS 528）两项现有标准，将资金援助与环境管理绑定。
**USDA项目支持VF采用**
研究逐一分析了六大USDA保护项目中VF的适用性：农业保护地役权项目（ACEP）中VF支持湿地保护与生产性用地兼容；保护创新拨款（CIG）已资助多项VF示范项目（如俄克拉荷马州立大学评估项目、科罗拉多州鹰县复杂地形测试项目）；保护储备项目（CRP/草地CRP）虽尚未将VF列入成本分摊批准实践，但其与草地CRP目标高度契合且具有未来纳入潜力；保护管理计划（CSP）中VF可作为高级放牧管理（E528G）和野生动物友好围栏（E382A）等增强措施的支撑工具，使生产者获得补充支付；环境质量激励项目（EQIP）是当前VF采用的主要资金来源（通常约50%成本分摊），但其年度订阅费一般不在覆盖范围内；区域保护伙伴关系项目（RCPP）则为VF从单牧场尺度扩展至流域级或廊道级协同部署提供了理想框架。州级实施情况显示，截至当前已有多个西部州（如亚利桑那、加利福尼亚、科罗拉多、蒙大拿、内华达、得克萨斯、怀俄明等）在EQIP或CSP中提供VF成本分摊。
**非政府资金来源与州级实施**
除联邦项目外，非政府组织亦提供补充资金——财产与环境研究中心（PERC）设立25万美元虚拟围栏保护基金（单项赠款1万至7.5万美元），国家鱼类和野生动物基金会（NFWF）向密苏里大学再生农业中心拨款370万美元用于在200个牧场部署VF项圈。
**五、讨论与结论总结**
讨论部分指出，VF的成功采用不仅取决于技术性能，更关键的是其能否融入经济激励和政策框架。当前主要行政障碍在于VF的动态虚拟边界与部分项目规则中关于连续实体围栏的要求存在冲突，加之配对标准所要求的全面规划，可能降低生产者参与意愿。研究人员建议采用“保留传统周边围栏、使用项目资金在内部安装VF”的实用策略以符合FSA的农场划分规则。VF产生的GPS时间戳数据尚可简化NRCS规定放牧计划的合规性报告，尽管此功能尚待NRCS正式采纳。
研究结论强调：VF作为整合于合理放牧计划中的灵活工具，可通过维持生物多样性、减少土壤侵蚀和改善土壤健康促进牧场生态完整性；但其长期生态有效性、经济可行性及野生生物连通性效益均需进一步研究验证，并且VF大规模应用的最终成功取决于将生产者需求与项目资金机制有效对接，以及持续的政策创新、技术进步和生产者教育。
