內蒙古呼倫貝爾大草原（攝影：黃紅焰）
新疆那拉提草原（攝影：黃紅焰）
放牧在草原生態系統中的角色
草原是一個龐大的生態系統，按照生態學原理，草原生態系統由生産者、消費者和分解者組成，草原生生不息的能量來源於三者之間的物質交換、流動和迴圈。據任繼周（1995年）草原氮迴圈數據，草原“生産者”牧草的氮素，通過“消費者”家畜放牧，被採食66%，通過消化可吸收其中的53%，此外還有35%轉化為家畜糞尿進入草原土壤，通過“分解者”微生物轉化，可再被牧草吸收利用其中的97%。在這個迴圈系統中，家畜放牧是草原生態系統的驅動力，牧草是草原的第一性生産，當牧草與家畜採食達到平衡時，這個放牧系統就會促進草原的不斷更新與持續利用。
無論是遊牧還是定居、半定居放牧，在社會人口比較稀少、草原承載力比較充裕的情況下，都表現出巨大的優越性，它以極少的投入換取了人們所需的各種畜産品，而且能夠實現草原的天然更新與持續利用。試驗證明，草原合理放牧還具有以下幾方面的功效：
放牧可有效控制草原鼠害的破壞。例如我國高寒草原鼠兔危害嚴重，每公頃草地鼠兔數量達444隻，但通過牦牛合理放牧可有效控制至319隻，通過牦牛和藏羊的混合放牧可以降低到233隻。通過家畜放牧，鼠兔控制效果可以提高90.6%。
放牧可促進草原植被生産力和穩定性以及土壤微生物的多樣性。東北師範大學王德利在松嫩草原試驗證明，合理放牧與不放牧相比，地上生物量增加了52.9%，植物豐富度增加91.7%，種係多樣性增加了10%。
放牧可加速草原氮沉降和碳—氮營養迴圈，從而提高草原新陳代謝和物質交換。
不合理放牧打破草原生態系統平衡
放牧對草原生態系統的物質交換和能量流動産生正向效應，但是不合理的過度放牧必將打破草原生態系統平衡，對草原造成破壞。
2000年春天，北京沙塵暴引起了人們的深思，追根問源，原因之一就是過度放牧引起草原退化，形成大面積的流動沙地和鹽漬化裸地，成為京津地區重要的沙塵源之一。
造成草原過度放牧的一個重要社會原因就是人口數量不斷增加，家畜飼養數量也不斷增加，而草原面積卻日益縮減，草原負荷日趨增重，草原生態系統平衡打破，草原承載力極度下降。
調查數據表明，21世紀初與20世紀50年代相比，我國增加了4億人口，其中五大牧區人口增加了6000萬，放牧家畜數量增加了1.7倍，但是草原放牧面積減少了3000萬公頃。按照國際公認的乾旱草原區生態容量為5人/平方千米的標準，我國乾旱草原區人口密度達到了11.2人/平方千米，超過國際標準2.24倍。在人口和家畜數量雙重壓力下，草原平均超載36%，和20世紀80年代相比超載程度增加了18%。
新疆的數據表明，從20世紀50年代到80年代的30年間，全疆不同類型草場優質牧草産量減少了30%-70%，載畜能力平均下降26.3%，春秋草場甚至下降到38.3%。草原長期得不到休養生息，導致生産力不斷下降。
此外，開墾草原是增加草原放牧壓力的另一個重要原因。自20世紀50年代以來，為了滿足糧食生産的需求，我國累計開墾草原約2000多萬公頃，此外還有部分草原被工礦開採、道路修建、城鎮建設等佔用，迫使草原超載過牧問題更加突出。草原地區的開墾多是廣種薄收、粗放經營，加之開墾區大都降雨量偏低，利用年限短，一經開墾，草原表土破壞，兩三年內就不得不棄耕撂荒，從而加快了土地沙化過程。此外，長期在草原上採挖藥材、樵灌伐草，同樣嚴重破壞草原植被和土壤表層結構，也加劇了草原的退化進程。
上述原因導致草原放牧系統出現了巨大的問題，家畜—牧草—環境之間的迴圈和平衡遭到破壞，造成草原大面積退化。據《中國草業可持續發展戰略》研究結果，20世紀70年代中期，全國退化草原面積約佔15%，到21世紀初，已經增加到90%以上，嚴重退化草原達1.8億公頃，並且以每年200萬公頃的速度繼續擴張，天然草原面積每年減少約65萬-70萬公頃。草原放牧系統的惡變導致整體生態狀況惡化，草原生産潛力喪失，草原多功能性削弱，最終影響到區域經濟和社會可持續發展。
受損放牧生態系統的修復
面對草原植被恢復和生態修復問題，是放牧還是禁牧成為問題的焦點。2000年以來，國家先後啟動了天然草原植被恢復、草原圍欄封育、退牧還草和草原禁牧、休牧、輪牧以及“放牧+舍飼”等多項工程項目和政策，取得了一定的效果。
多項禁牧休牧實驗證明：退化草地如果滿足休養生息的條件，是可以逐漸恢復的。呼倫貝爾草原工作站從20世紀80年代中期開始進行的草原封育改良實驗表明：經過10年封育的羊草草原，群落總生物量由1988年的126.8克/平方米增加到237.8克/平方米，並且恢復形成以大針茅、羊草、冰草為優勢種的穩定群落。
但是，草場封育10年之後是否需要解禁放牧，草原的放牧屬性如何實現管理，是亟須我們重視的問題。
據《中國草業可持續發展戰略》報道，禁牧、休牧試點工作開展以來，內蒙古、陜西、寧夏、河北、吉林、雲南、甘肅等省區禁牧、休牧面積已達2933.33萬公頃，其中完全禁牧面積已達733.33萬公頃，休牧1200萬公頃。
有的省區如寧夏、陜西已經實行全省區禁牧。牧民飼養家畜是其生産資料和生活依靠，長期禁牧和舍飼，減少了牧民家庭畜牧業的收入，增加了舍飼勞力和購買飼草的成本。寧夏可利用草原面積約65萬公頃，放牧家畜存欄1932萬個羊單位，畜牧業産值59.3億元。如果全部禁牧，並且維持原畜牧業産值，按照每只羊單位消耗飼草700千克/年，每只羊每年舍飼成本約500元，全部放牧家畜需要提供人工種植飼草料1300萬噸，飼養成本約消費10億元。這是禁牧需要付出的巨大代價。
被動的防禦就是進攻的突破口。牧民為了放養家畜，許多地區白天禁牧，夜間偷牧，佔用、偷用和強用草原的現象時有發生。2016年違反禁牧休牧規定案件發案數量11828起，違反草畜平衡規定案件發案數量1029起，這也成為草原監理執法的高發案件（《全國草原監測報告2016》）。
所以在我國草原放牧過程中，一禁就死、一放就亂的問題始終存在，簡單、粗放的放牧管理制度長期影響著我國草原的合理利用和科學管理。
像管理共用單車一樣管理放牧家畜
2016年開始，我國的共用單車管理模式進入人們的視野。這是基於我國網際網路和大數據平臺，對每輛單車實行雲端平臺的中控管理，並通過車控終端，實現車輛鎖控、GPS定位和數據傳輸及調度佈局功能。到2017年7月，共有1600萬輛共用單車投放到我國主要城市。
如果每只放牧羊相當一輛共用單車，按照共用單車的管理模式，實行放牧制度的雲端中控，從草原生態平衡原則出發，從遙感監測草地生産力，到設立電子虛擬圍欄，到羊群的放牧監控管理，到舍飼管理和全混合日糧（TMR）配方補飼，再到最佳出欄時間調控，全程實現智慧化管理，就可改造我國傳統落後的放牧管理，實現放牧管理制度的轉型升級。
根據我國現有的技術手段和成果積累，草原高效放牧系統的智慧化管理是完全可以做到的。我們分析，在這個智慧化放牧體系中，目前國內可以達到如下技術水準：
已建立數字草原的生産力數據庫標準
從20世紀80年代開始，歷經30餘年，我國已經利用遙感技術（RS）、全球定位系統技術（GPS）和地理資訊系統（GIS）建立了成熟的數字草原數據庫，對草原要素資訊、過程資訊和管理資訊中的對象、現象、過程的相關數據進行記錄和結果表述，包括野外調查數據的植被結構和生産力監測數據，草原牧草生長髮育模擬數據，不同尺度下草地面積、長勢、病蟲害、沙化退化等草原動態監測數據以及草原不同類型草地邊界、行政管轄邊界、地形與地貌、氣候土壤、草地類型、草地利用狀況。可以採集的數據包括中解析度成像光譜儀（MODIS）數據、Landsat TM/ETM數據，並且數字化精度對於圖形定位控制點方根誤差小于0.075米，對於工作地圖的掃描點位誤差不大於0.1毫米。
已建立較為完整有效的數字草原資訊管理系統
該套資訊系統包括草原管理資訊系統、決策支援系統和草原專家系統，其功能可以進行草原空間數據以及屬性數據的管理應用，包括草原資源分佈、利用，草原經營狀況，畜群資訊，牧戶區域、地點，草場位置，家畜數量等數據的雙向查詢、統計分析、數據添加、輸入輸出，能夠完成草地品質評價、載畜量分析、草地放牧設計、家畜放牧歸牧動態監測等，可以實現對放牧決策的分析、畜群結構的配置，並可提出最佳放牧方案和調控閾值。目前，國內能夠達到如此草原資訊管理水準的研究機構有3-5家。
實現“家畜移動身份證”的核心功能和産品設計
要實現像共用單車一樣的個體化管理，就需要對放牧家畜進行“移動身份”管理。目前國內已有多家智慧科技公司和研究院所設計完成了各種標識，可用作放牧家畜的“移動身份證”，其功能不同於電子耳標，也不同於共用單車的車控終端，它的功能是對放牧牛羊進行智慧化識別、定位、跟蹤、軌跡、報警、監控和管理，牛羊佩戴該類放牧終端設備，可對家畜從出生到出欄的整個生長過程及日常活動、草場資訊、防疫資訊及視頻影像資訊等進行記錄，客戶端每日可實時查看家畜的生長、活動狀態。終端承載了定位模組和物聯網通信模組，支援GPS、北斗定位，實時定位精度可達5米級。
可實現電子虛擬圍欄的牧場設計和配置
在草原資訊決策系統的支援下，可以按照草地生態系統的平衡參數，設計放牧範圍和放牧時間。依靠放牧電子終端，根據專家決策系統確定草場承載力面積和牛羊群採食範圍及實際營養需要，自定義設置圓形、四邊形及不規則多邊形的電子圍欄，靈活適用於各種大小形狀的草場。牛羊牧野過程中，一旦超出電子圍欄所圈定範圍，則發出實時報警，實施糾偏，便於精細化管理。也可根據棚圈實地位置，在APP端地圖上設置棚圈位置，用以顯示牛羊與棚圈的實時距離。
可支援視頻監控系統的接入、資訊追溯和科學監管
放牧終端系統可支援視頻監控等系統的接入並有機結合，將視頻監控設備安裝的實際位置的經緯度坐標投射到APP和PC端地圖上，並以圖標展示出來，可在地圖上定位牛羊位置、攝像設備圖標，可調取觀看實時的監控畫面。在科學管理方面，可按區域（省、市、縣、鎮）多維度統計分析有關綁定時間、電子圍欄、監控、圈棚位置、畜群類型、移動範圍等多項參數。通過資訊溯源，確定生産過程，獲取綠色信任，促進産業長足穩定發展。也可依據各環節及整個産業鏈數據的統計分析，挖掘關聯模型、數據特徵，發現潛在規律和客觀聯繫，形成專業性專題諮詢報告，為企業産業鏈升級、企業戰略決策，提供切實的數據分析依據。
已具備TMR日糧舍飼配套技術的成熟應用和示範
在智慧化放牧管理中，依據草場利用程度和放牧壓力，會及時將放牧家畜從放牧場撤離進入棚圈舍飼，以確保草場休養生息和草畜平衡。進入舍飼期後，可以利用TMR飼喂技術，滿足家畜的營養需求。TMR是全混合日糧的英文簡稱，是指按照反芻動物不同生理階段的營養需要，把切碎(揉搓)適當長度的粗飼料、精飼料和各種營養添加劑按照一定的配比進行充分攪拌混合而得到的一種營養相對均衡的日糧。目前我國已經完成TMR機械設備的設計和製造，也已完成各類家畜不同生長階段的營養標準。TMR飼養技術在TMR機械的基礎上能夠保證家畜日糧的精粗比例穩定、營養濃度一致。目前，這種成熟的家畜飼喂技術在以色列、美國、義大利、加拿大等國已經普遍使用，我國在奶牛飼養上正在逐漸推廣。
上述技術都是孤立的單項成果，如果將上述幾個方面的智慧化技術進行整合和串聯，就可以完成從草原承載力測定——放牧強度設計——虛擬圍欄設計——放牧週期管理——圈舍補飼——放牧評價——産業鏈追溯全過程的智慧化管理。這樣，我國的放牧系統管理不僅可以確保草原生態系統的可持續平衡，而且可以確保放牧畜牧業走在世界前列。
