全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2002) 02-0128-06
亚高山草甸植被利用的综合评价
白志明, 张玉峰, 董宽虎
(山西农业大学, 太谷 030801)
摘要: 应用多层次模糊综合评价方法建立草地资源的综合评价模型, 对山西沁源县华城乡亚高山草甸植被利用进
行动态评价。结果表明, 试验区除个别月份和少数坡向的草地属优等和中等外, 其余月份和坡向均属良等。由于评
价结果是评价对象分别属于各个不同等级的隶属度,因此, 同一等级的草地还可以进一步比较。通过对同月不同坡
向和同一坡向不同月份评价结果的比较, 可为制定全年的放牧计划提供科学依据。同时, 也为草地资源综合评价提
供一种新的方法。
关键词: 亚高山草甸; 综合评价; 评价指标
中图分类号: S812. 8　　文献标识码: A
The Comprehensive Evaluation on the Utilization
of Subalpine Meadow Resources
BAI Zhi-ming , ZHA NG Yu-feng , DONG Kuan-hu
( Shanxi Agricu ltural Univer sity, T aigu 030801)
Abstract: T he paper establishes a comprehensive evaluat ion model of meadow resour ces using the fuzzy
mathemat ical method, and then applies the model to the dynam ic evaluat ion of subalpine meadow in
Huapo, Qinyuan county, Shanxi. The resul ts indicate that the meadow resources in most differ ent slopes
and dif ferent months are evaluated as “good”. As the evaluation result is the subordinate degrees of the
evaluated meadow that belong to differ ent g rades respect ively, the meadow resources in a same grade can
be compar ed further . The compar isons of the evaluat ion r esults in the same month and the dif ferent slopes
or in the same slope and the dif ferent months can prov ide scient if ic basis for the grazing plan in g razing
management . Furthermore, the model pro vide a new method fo r the comprehensive evaluat ion of meadow
resources.
Key words : Subalpine meadow ; Comprehensive evaluation; Evaluat ion index
　　山西位于我国北部的半干旱地区,是以丘陵山
地为主体的高原省份, 丘陵和山地占全省总面积的
80. 3% ,相对高差 2813m [ 1]。在全省较大的山系中,
如五台山、太岳山、关帝山等地都有亚高山草甸类草
地出现, 一般均分布在海拔 2000～2700m 的高度,
总面积达 368161hm 2[ 1]。该地区海拔较高, 夏季气候
凉爽,牧草丰茂,历来是本省最好的夏季放牧地。然
而,长期以来,由于人们对草地生态系统的结构和功
能的变化规律了解不够, 对草地资源的利用缺乏统
一的规划,片面强调提高草地的载畜量,使得草地过
度利用,引起草地退化。
为了合理开发草地资源, 发挥其生产潜力,必须
首先对草地资源特性有详尽的了解, 通过草地调查
和对草地资源的综合评价, 了解草地的现状和发展
动态,并据此制定正确的发展方针和开发措施,发掘
积极因素,控制不利因素,促进良性循环,以保证草
收稿日期: 2001-06-21; 修回日期: 2002-03-28
作者简介: 白志明( 1955- ) ,男,山西省兴县人,副教授,研究方向为畜牧经济、畜牧系统工程等,已在国家级、省部级刊物发表论文 30余
篇。主编《畜牧系统工程》、《系统工程方法及其农业应用》,参编 21世纪统编教材《畜牧学》
第 10卷　第 2期
　Vo l. 10　　No. 2
草　地　学　报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
　2002 年　6月
June 　2002
地资源和促进草地生产持续、稳定、协调地发展。因
此可见,草地资源的综合评价是草地资源合理利用
的重要环节。
草地资源的评价可分为单指标评价和多指标综
合评价两大类 [ 2]。常规的单指标评价方法是将评价
指标按评定标准划分指标值区间, 每一个区间代表
一个等级 [ 3] , 这种评价只能反映草地资源的某个侧
面。多指标综合评价多采用描述性定性的方法[ 3] ,或
根据各评价指标的评定标准打分, 然后加权平均得
出综合评价总分[ 4]。这些方法虽然简便易行,但由于
各指标的每一个得分对应一个指标值区间, 使得评
价结果准确性不够高。草地资源综合评价是多因素
(产量、质量)多层次(质量又包括适口性和营养成分
等)的评价,各因素的级别划分又带有模糊性,因此,
本文应用多层次模糊综合评价方法 [ 5]试图建立一个
更加精确的牧草资源综合评价的模型,并应用该模
型对亚高山草甸类草地进行定位调查和综合评价。
1　材料与方法
1. 1　试区自然概况
试验在山西省中部沁源县华坡乡的草地定位点
进行。试验区属太岳山主峰区, 海拔 2100m, 气候寒
冷。土壤属山地草甸土。年均气温 3. 6℃,年均降水
量 656. 7mm, 无霜期 104d。草地属亚高山草甸类五
花草甸,植被覆盖率达 99%。
1. 2　定位点以东西、南北设立十字交叉的样条, 样
条以刺丝围栏围建。围栏内分别在东坡、南坡、西坡、
北坡和山顶部五处设固定样方进行研究,样方面积
为 1m×1m= 1m2。
表 1　不同坡向可食牧草百分比和产草量月际动态( %、kg / hm2)
T able 1　The per centag e of edible herbage and the herbage yield in different slopes on subalpine meadow s( %、kg/ hm2)
月　份
Month
东坡
East slope
南坡
S outh slope
西坡
Wes t slope
北坡
North slope
山顶
Hil ltop
五月 68* 69* 89* 86* 69*
May 138. 5 109. 0 31. 0 17. 0 105. 0
六月 73* 69* 80* 72* 72*
June 567. 1 1066. 6 818. 9 833. 7 777. 4
七月 76* 73* 76* 80* 74*
Ju ly 1634. 6 1306. 5 1468. 4 1823. 0 1152. 8
八月 79* 81* 79* 72* 74*
Augus t 1554. 4 1428. 5 1404. 7 2342. 4 1647. 0
九月 81* 82* 82* 77* 79*
S eptember 1422. 0 1042. 0 1087. 6 1568. 0 884. 0
十月 75* 77* 79* 72* 70*
October 1062. 0 838. 2 872. 2 1088. 7 657. 3
　　注: * 为可食牧草百分比( % ) ,无* 者为产草量(干重 kg/ hm 2)
　　
　　样方采取随机区组排列, 各坡向设固定样方 9
个,重复 3 次, 每月 15日测产。青草期每月测定一
次,枯草期隔月测定一次,留茬 4cm ,分草种剪割,分
别测其鲜草和干草产量。
1. 3　每月测产时, 取混合草样, 风干后分析营养成
分。营养成分测定结果表明,不同坡向牧草营养成分
的变化在同一月中差异不显著, 因此取其五个坡向
的平均值。
1. 4　观测记载各草种的叶层高度,生殖枝高度,生
育期。计算可食牧草百分比(可利用牧草占产量的百
分比)。
1. 5　草地资源综合评价数学模型
　　草地植被利用综合评价包括质量和数量, 质量
又包括适口性、营养价值和利用性状[ 3]。由于适口性
指标难以量化, 故质量指标采取可食牧草百分比和
牧草营养成分含量。以粗蛋白质、粗纤维和 TDN 含
量作为牧草营养评价指标。
设主因素集为
U = { u1, u2 , u3} = {可食牧草百分比, 牧草营养
129第 2期 白志明等:亚高山草甸植被利用的综合评价
成分,产草量}
表 2　牧草营养含量月际动态(占干物质% )
Table 2　T he content s o f the herbage nut rit ive
on subalpine meadow (% DM )
月份 Month
五月
May
六月
June
七月
Ju ly
八月
Aug.
九月
S ept .
十月
OctB) .
粗蛋白质
Protein
15. 42 13. 57 11. 01 10. 05 8. 87 5. 45
粗纤维
Fibre
23. 91 27. 58 29. 29 29. 85 30. 27 32. 39
总消化养分
TDN
75. 05 75. 80 75. 62 75. 90 72. 75 73. 31
　　小因素集为
u2= { u21, u22 , u23} = {粗蛋白质,粗纤维和 T DN
含量}
决策评语集为
V = { v1 , v2, v3 , v4, v 5} = {优等,良等, 中等, 低
等,劣等}
1. 5. 1可食牧草百分比 u1和产草量 u3 的单因素评
价　可食牧草百分比 u1和产草量 u3 没有小因素,
所以是单层次的。其中u1的分级标准采用草原综合
评分分级标准[ 4]。由于本文侧重于草地资源动态评
价, 即按月评价, 因此, 参照产草量评价分级标准 [ 3]
和试验区产草量的月际动态变化调整并确定产草量
的等级划分。可食牧草百分比和产草量与决策集之
间的模糊隶属关系见表 3。
表 3　可食牧草百分比、产草量与决策评语集间的模糊隶属关系
Table 3　T he fuzzy subordinat e r elation betw een the edible herbage percentag e u1,
the herbage yield u3 and the comment set V
可食牧草百分比
u1( % )
产草量(干重) ( kg/ hm 2)
u3( DM kg/ hm2)
u i对优等隶属度

( ui, v1)
ui 对良等隶属度

( ui, v2)
ui 对中等隶属度

( ui, v3)
u i对低等隶属度

( ui, v4)
ui 对劣等隶属度

( ui, v5)
> 80 > 1500 0. 67 0. 33 0 0 0
60～80 1000～1500 0. 25 0. 50 0. 25 0 0
40～60 500～1000 0 0. 25 0. 50 0. 25 0
20～40 250～500 0 0 0. 25 0. 50 0. 25
< 20 < 250 0 0 0 0. 33 0. 67
　　将表 3中
( u i, vj ) ( i= 1, 3; j= 1, 2, 3, 4, 5)表示
因素 ui 对评语 v j 的隶属度。可食牧草百分比 u1和
产草量 u3的单因素评价结果分别为:
R1～ = (
( u1 , vj) ) 1×5
R3～ = (
( u3 , vj) ) 1×5　　i= 1, 2, 3, 4, 5
1. 5. 2　牧草营养成分含量的多因素综合评价　牧
草营养成分是一个多因素指标,因此要对它进行综
合评价。根据饲用植物营养价值的评定标准[ 4] (表
4)。
表 4　饲用植物营养价值评定标准( % )
Table 4　The evaluation standard o f the nut ritiv e value o f for ag e gr ass( % )
优
Best
良
Good
中
Mediocre
低
Bad
劣
Worst
粗蛋白质含量 u21
Th e content of pr otein
> 25. 1 20. 1～25 15. 1～20 10. 1～15 < 10
粗纤维含量 u 22
T he content of f ibre
< 25 25. 1～30 30. 1～35 35. 1～40 > 40
T DN 含量 u23
T he content of TDN
> 85 75～84. 9 65～74. 9 55～64. 9 < 55
　　将表 4中各因素的划分区间取其平均值得矩阵 S:
S=
s 11　s12　s 13　s 14　s15
s 21　s22　s 23　s 24　s25
s 31　s32　s 33　s 34　s35
=
25. 1　22. 6　17. 6　12. 6　10
25. 0　27. 6　32. 6　37. 6　40
85　　80　　70　　60　　55
130 草　地　学　报 第 10卷
由矩阵 S 建立因素 u2i对评语 vj 的隶属函数:

( u2i , v1) =
0　　　　　　　　　 ,　u2i
si2( i≠2)或 u22
s22
1
s i1- si2 ( u
2i- si2) 　　,　s i2
u2i< si1 ( i≠2)或 s21< u22< s 22　　　　　　　　　( 1)
1 　　　　　　　　　,　u2i
s i1 ( i≠2)或 u22
s 21

( u2i , vj) =
0　　　　　　　　　 ,　u2i
s ij+ 1, u2i
sij- 1 ( i≠2)或 u22
s 2j- 1 , u22
s 2j+ 1
1
sij- s ij- 1 ( u
2i- s ij- 1 )　 ,　s ij< u2i< sij- 1 ( i≠2)或 s2j- 1< u22< s 2j　　　　　　　　( 2)
1
sij- s ij+ 1
( u2i- s ij+ 1 )　 ,　s ij+ 1< u2i< sij( i≠2)或 s2j< u22< s 2j+ 1
j= 2, 3, 4

( u2i , v5) =
0　　　　　　　　　 ,　u2i
si4( i≠2)或 u22
s24
1
s i5- si4 ( u
2i- si4) 　　,　s i5< u2i< si4 ( i≠2)或 s24< u22< s 25　　　　　　　　　( 3)
1 　　　　　　　　　,　u2i
s i5 ( i≠2)或 u22
s 25
　　由( 1)、( 2)、( 3)式可建立因素 u2和决策评语集
V 之间的模糊关系矩阵。
R2～ = (
( u2i, vj ) ) 3×5　i= 1, 2, 3; j= 1, 2, 3, 4, 5
考虑到三个小因素在饲用植物营养价值评定中
的重要程度相同,所以可设因素集 u2上的因素模糊
子集为:
A 2～ =
a21
u21
+
a22
u22
+
a23
u23
= 0. 33
u21
+ 0. 33
u22
+ 0. 34
u23
= ( 0. 33, 0. 33, 0. 34)
因此可得因素 u2的综合评价结果
B2～ = A 2～ R 2～
这里模糊矩阵的运算模式“ ”采用
(·,

) [ 5] ,其中
·
=
×
,


= m in{ 1,
+
} ,即两
个模糊矩阵经运算“ ”后的第 i行第 j列的元素等
于左矩阵的第 i行和右矩阵第 j列的对应元素先做
乘法运算(·运算) ,然后将所有乘积结果做
运算,

和
为模糊矩阵中的元素,以下同。
1. 5. 3　草地资源多因素综合评价　对于主因素,根
据草地资源评价标准的给分情况 [ 4] , 生产力质量指
标得分中, 营养指标 (包括粗蛋白质、粗纤维和
TDN)占 30分,则可食牧草比例应占 70分。如果草
地数量(即干草产量)得分占 50分,则可建立主因素
集 U 上的因素模糊子集为
A～ =
a1
u1
+
a2
u2
+
a3
u3
= ( a1, a2 , a3)
= ( 0. 47, 0. 20, 0. 33)
令　B～= A～
R 1～
B2～
R 3～
= A～
R 1～
A 2～ R 2～
R 3～
= ( b1 , b2, b3, b4 , b5 )
B～中各分量的含义为草地资源分别隶属于各决
策评语等级的程度。根据最大隶属度原则,分量中最
大者所对应的等级即为被评价对象的等级。如果被
评价对象为多个,为便于被评价对象之间的比较, 可
设一等级矩阵 C,即 C= ( c1　c2　c3　c4　c5 )
矩阵 C 中元素的取值应满足 1
c1> c2> c3> c4
> c5
0, 再令 W= B～CT ( B～CT 为一般矩阵乘法运
算) ,则W 为综合评价结果,其值越大, 被评价对象
等级越高。
2　结果与分析
2. 1　草地植被利用动态综合评价
为了解亚高山草甸年际动态变化, 对试区各坡
向草地在放牧期月际动态综合评价。将表 1、2的试
验数据代入综合评价模型中计算(取等级矩阵 C=
( 1, 0. 8, 0. 6, 0. 4, 0. 2) ) , 各坡向月际综合评价结果
131第 2期 白志明等:亚高山草甸植被利用的综合评价
见表 5。
表 5　亚高山草甸植被利用综合评价
T able 5　The results of the comprehensiv e evaluation on the ut ilization o f subalpine meadow
五月
May
六月
June
七月
Jul .
八月
Aug .
九月
Sept .
十月
Oct .
东坡
Eas t s lope
B～
　
　
　
　
　
0. 18 0. 12 0. 34 0. 34 0. 40 0. 20
0. 27 0. 42 0. 43 0. 42 0. 37 0. 43
0. 19 0. 32 0. 16 0. 18 0. 17 0. 31
0. 14 0. 14 0. 03 0 0 0
0. 22 0 0. 04 0. 06 0. 06 0. 06
W ( 0. 61) ( 0. 70) ( 0. 80) ( 0. 80) ( 0. 81) ( 0. 74)
南坡
S outh s lope
B～
　
　
　
　
　
0. 18 0. 20 0. 20 0. 40 0. 40 0. 12
0. 27 0. 50 0. 48 0. 39 0. 37 0. 34
0. 19 0. 24 0. 25 0. 15 0. 17 0. 39
0. 14 0. 06 0. 03 0 0 0. 08
0. 22 0 0. 04 0. 06 0. 06 0. 07
W ( 0. 61) ( 0. 77) ( 0. 75) ( 0. 81) ( 0. 81) ( 0. 67)
西坡
West s lope
B～
　
　
　
　
　
0. 38 0. 12 0. 20 0. 20 0. 40 0. 12
0. 19 0. 42 0. 48 0. 48 0. 37 0. 34
0. 07 0. 32 0. 25 0. 26 0. 17 0. 39
0. 14 0. 14 0. 03 0 0 0. 08
0. 22 0 0. 04 0. 06 0. 06 0. 07
W ( 0. 67) ( 0. 70) ( 0. 75) ( 0. 75) ( 0. 81) ( 0. 67)
北坡
North slope
B～
　
　
　
　
　
0. 38 0. 12 0. 34 0. 34 0. 34 0. 20
0. 19 0. 42 0. 43 0. 42 0. 39 0. 43
0. 07 0. 32 0. 16 0. 18 0. 20 0. 31
0. 14 0. 14 0. 03 0 0 0
0. 22 0 0. 04 0. 06 0. 07 0. 06
W ( 0. 67) ( 0. 70) ( 0. 80) ( 0. 80) ( 0. 79) ( 0. 74)
山顶
Hil ltop
B～
　
　
　
　
　
0. 18 0. 12 0. 20 0. 34 0. 20 0. 12
0. 27 0. 42 0. 48 0. 42 0. 45 0. 34
0. 19 0. 32 0. 25 0. 18 0. 28 0. 39
0. 14 0. 14 0. 03 0 0 0. 08
0. 22 0 0. 04 0. 06 0. 07 0. 07
W ( 0. 61) ( 0. 70) ( 0. 75) ( 0. 80) ( 0. 74) ( 0. 67)
　　注: B～为综合评价结果矩阵,　B～右边的 5个数字(从上到下)是被评价对象分别属于优等、良等、中等、低等和劣等的隶属度,　W 右边括弧
中的数字为被评价对象的综合评价值
2. 2　分析比较
2. 2. 1　结果表明, 5月的西坡、北坡及 9月的东坡、
南坡和西坡的草地均属优等(因为评价结果 B～的第
一个分量值最大) ; 在 10月, 南坡、西坡和山顶的草
地则属中等;其余月份各坡向的草地均属良等(表
5)。
2. 2. 2　从总评价值W 的分布分析,各坡向的月际
变化都是7、8和9月最高,虽然南坡 6月的W 值0.
77大于 7月( 0. 75) , 但这并不影响整体的分布规
律。由此可见, 7、8和 9月是亚高山草甸植被的最佳
利用时间。
2. 2. 3　不同坡向不同月份草地资源的动态评价可
以为合理有效地利用草地资源提供依据。例如,在青
草期划区轮牧, 可根据评价结果围栏划区,制定轮牧
方案。同一月份可首先利用评价值高的坡向,如 5月
的西坡和北坡可先利用, 6月的南坡、7 月的东坡和
北坡亦可先利用等。
2. 2. 4　即使同属一个等级的草地之间仍有很大差
别,如 5月的东坡和 7月的南坡均属良等,但 7月的
南坡属良等的隶属度 0. 48, 比 5月东坡属良等的隶
属度 0. 27要大的多,结果表明,从利用的角度分析,
132 草　地　学　报 第 10卷
7月的南坡比 5月的东坡价值更大。对于那些评价
值很低的草地,可以及时采取改良措施。可见用模糊
综合评价方法动态评价草地资源比常规评价方法得
到的信息量更大, 更能体现草地的动态变化。在全年
的放牧管理中,可根据评价结果制定详细的放牧计
划,达到在最大限度取得畜产品的同时,维持草地生
产能力的长存不息。
3　讨论
3. 1　应用多层次模糊综合评价方法对牧草资源进
行综合评价是一种新的尝试, 将该方法用于华北亚
高草甸植被利用的综合评价得到了较为满意的结
果。由于多数评价因素与评语集之间建立了隶属函
数,避免了一个得分值对应一个因素指标值区间。评
价结果不再是一个得分值或一个等级,而是分别属
于各个不同等级的隶属度,结果更能客观地反映草
地的实际情况。为便于比较,通过等级矩阵和评价结
果矩阵的运算, 得到一个评价值W,这为实际应用
提供了方便。
3. 2　本评价模型特别适用于草地资源的动态评价,
评价结果所含信息量大,可为草地管理和利用提供
更可靠的科学依据。另外,本模型还具有可调整的特
点,如增加或减少评价因素,改变各因素上的模糊子
集等。在本文的评价中,取主因素集 U 上的因素模
糊子集 A～ ( a1 , a2, a3 ) = ( 0. 47, 0. 20, 0. 33) ,若评价侧
重于牧草的营养价值, 则可以加大 a2的取值,同理,
若侧重于产草量,则可以加大 a3的取值。通过调整
模型,可用于不同草地类型和不同地区草地资源的
综合评价。
4　结语
草地资源综合评价是了解草地生态系统的结构
和功能变化规律的重要方面, 仅用一个得分值或一
个等级来评价草地的优劣是远远不够的,它缺乏草
地动态变化的信息,从而也就不能很好地指导放牧
计划的制定。本文给出的模糊综合动态评价模型尽
管尚存在这样那样有待改进的方面, 但做为一种新
的方法,它恰好弥补了常规评价方法的某些不足。从
表面上看这种方法似乎计算复杂, 但事实上, 由于它
已经数学模型化,很容易实现计算机运行,并且模型
也便于在计算机上调整。经过不断改进和完善,这种
方法将会是一种很有应用价值的方法。
参考文献
[ 1] 　董宽虎,靳宗立.山西亚高山草甸青草期羔羊划区轮牧试验
[ J] .山西农业大学学报, 1993, 13( 3) : 222～224
[2]　许鹏.草地资源调查规划学[ M ] .北京:中国农业出版社, 2000.
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