生态学是研究生物及其环境间相互关系的科学。生物之间、生物与环境之间的相互作用问题始终是生态学研究的基本问题。生物之间的这一生态过程可以用严格而简明的数学模型加以阐述。草地放牧系统是一个十分复杂的系统,大体上可以分为初级生产亚系统、次级生产亚系统和管理亚系统。动物与植物界面上的采食行为是两个亚系统连接的纽带,是草地放牧系统的核心环节。放牧家畜的采食行为不仅影响草地植物的再生,而且对家畜的生产性能也起决定性作用。草地畜牧业生产既要输出更多可用畜产品,又要维持草地的自我更新能力而不危及永续利用,这中间存在生产和利用的协调、匹配问题。目前草地放牧系统的利用存在较严重的不合理性,系统破坏严重,采取合理的放牧管理策略,确定适当的放牧率,使得系统输出最多而又达到可持续发展的目的,是制定草地放牧系统管理策略的核心问题。本文旨在通过对草地放牧系统定量的分析,利用数学方法建立草地放牧系统优化模型,提出较科学的放牧策略,为草地放牧系统的长期稳定发展提供建议。首先,通过对影响草地放牧系统的各个因素的分析,确定了影响植物生长速率的几个方面:植物的生长速率、家畜采食作用造成的植物生物量的减少,以及采食作用下植物的补偿性生长。其次,根据实验结果建立1)松嫩平原草地放牧系统的地上生物量变化模型;2)家畜生产力的预测模型;最后,依据模型结果,为草地放牧系统管理提出合理建议。对松嫩平原草地放牧系统地上生物量变化模型的研究结果表明:松嫩平原草地放牧系统地上生物量主要受到再生草量、家畜采食量、以及放牧条件下植物的补偿性生长量三方面的影响。依据三个影响方面分别建立了:①再生草量预测模型。模型表明地上再生草量随着单位面积地上生物量的增加而增加,但单位面积生物量超过一定范围的时候,再生草量则随之而减少,符合logistic增长模型。②采食速率预测模型。结果表明时限状态下,家畜的采食速率与羊均占有地上生物量显著相关。羊均占有地上生物量增加,采食速率随之增大,但当占有量超过一定范围时,则呈负增长状态。③地上生物量补偿性生长模型。此模型用来模拟放牧状态下植物的预计再生草量与实际再生草量之间的差额。本研究根据三部分模型,建立地上生物量变化模型,进而依据不同月份的地上生物量,获得了使得再生速率最大的放牧率。结果表明5月份,最适放牧率为1.2只/公顷;6月份增加为4只/公顷, 7月份的最适放牧率为6.4只/公顷, 8月份继续增加为10.6只/公顷, 9月份则降低为10只/公顷。全年平均放牧率为6.4只/公顷。家畜生产力预测模型以家畜采食总量为预测指标,结果相对简单。模型表明:采食总量随放牧率的增大而增大,但是增加的速率却逐渐减小。本研究认为松嫩平原草地放牧系统是一个动态变化的系统,必须建立动态的模