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1.2 草地生态系统

1.2.1 全球草地生态系统类型及分布

草地生态系统是在一定草地空间范围内共同生存与其中的所有生物(即生物群落)与其周围环境之间不断进行着物质循环、能量流动和信息传递的综合自然整体(周寿荣，1996)，草地生态系统可分为天然草地生态系统，人工系统和复合系统。本文研究目标位自然生态系统，所以涉及到的草地生态系统为天然系统下的草地生态系统。天然草地生态系统，即天然的植物群落，是自然形成的，基本上不加任何投入，受人为干扰因素小。世界上大面积的草地都是天然草地。这种类型的草地大多组成成分复杂，结构多样，内部系统稳定性强，具有很好的抗干扰能力。另有许多天然草地，例如英国的永久性放牧地，并不是顶级植被(davies ，1960)，而是通过野生动物或农业动物的放牧以阻止它们向疏林或森林方向演替。Tansley将他们归为“亚顶级或生物偏途演替顶级植被”。资料个人收集整理，勿做商业用途 系统根据草本植被的生态学特征可将全球天然草原生态可分为草原草地生态系统、草甸草地生态系统及稀树草原草地生态系统。(王伯荪，1987)资料个人收集整理，勿做商业用途 (1) 草原草地生态系统

由喜温、旱生、多年生草本植物为主组成的植物群落，主要是由所在地区的气候因素和历史条件决定的，是一种 地带性植被。在组成关系上，多年生禾木科草本或禾草类型的丛生草，以及一部分地衣和地面藻类植物组成的层片有显著的地位，能忍受长期的干旱。而在许多 情况下，又具有忍受相当程度的暂时湿润的能力。这种半干旱半湿润气候条件不足以支持森林的发育，从而阻止其向森林或疏林发育，但却足以维持耐旱的多年生草本植物，尤其是禾草类的繁茂生长。资料个人收集整理，勿做商业用途 据Lieth(1972)统计，全球温带草原面积约900多万平方公里，除一小部分恳为农田外，大部分地段作为天然放牧场。由于地球上水陆分布的关系，草原多分布在北半球 ，面积最大的是欧亚大陆草原。在南半球，草原面积不大，只见于南美的阿根廷和非洲东南部山地。草原地区的气候夏季温和，冬季寒冷，春季和晚夏有一明显的干旱期，由于低温少雨，草群较低，地上部分一般不超过1m。典型的草原土壤为栗钙土。草原在地球上的分布是有一定的地带性规律的。一般来说，它处于湿润的森林区与干旱的荒漠区之间。靠近森林一侧，气候半湿润，草群繁茂，种类丰富，有时还出现岛状森林，如欧亚大陆的草甸草原和北美的高原草原；而靠近荒漠一侧，雨量减少，草群低矮稀疏，种类组成简单，并常混生一些旱生小半灌木或木质植物，如北美的矮草草原与欧亚大陆的荒漠草原，两者之间则为辽阔的典型草原。资料个人收集整理，勿做商业用途 草原草地生态系统采用生态外貌原则可划分为草甸草原、典型草原(真草原)及荒漠草原，依据气候所决定的群落季节戒律特征或各种气象因素的剧烈季节性变化可将草原分为：温和夏旱气候草原、温和冬旱气候草原、温和高位山地气候草原、干燥亚热带草原。资料个人收集整理，勿做商业用途 (2)草甸草地生态系统

草甸植物群落由多年生中生或旱生中生植物所构成，并且常常和地下水相联系(李博，1960)。通常是中生性的地面芽植物占优势，许多植物在雪被覆盖下，至少在整个冬季部分保持绿色。草甸植被处于森林气候的温带或亚极地，无明显的干季。草甸一般不逞地带性分布，是特殊生境的产物，是一种隐域性植被。它广泛分布于欧、亚、美各洲的森林地带。草甸大多是森林破坏后形成的次生植被，而在高纬度或高海拔的草甸可有其原生类型。资料个人收集整理，勿做商业用途 依生境或生态原则来划分，草甸草地生态系统可划分为5类：真草甸，或真中生草甸；草原化草甸，或真旱中生草甸；荒原化草甸，或高山寒土中生草甸；水生草甸，或沼泽化草甸；酸中生草甸或泥炭化草甸。依生境分类(即地形学)分类，草甸草地生态系统可分为：大

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陆草甸；河漫滩草甸。资料个人收集整理，勿做商业用途 (3)稀树草原草地生态系统

稀树草原，是热带或亚热带草地，生长在具有周期性干湿季节交替的热带地区，群落以草本植物为主，乔灌木通常有规则地出现在草被之中，这些散生乔木都是旱生结构，如半矮生、多分枝、树干不整齐、树冠呈伞状、叶多为羽状具毛茸等。热带稀树草原有多种多样的类型，从没有树木的干旱草原直到几乎郁闭的森林都可以见到。从演替角度来看，稀树草原是一种气候顶级群系，或是一种主要受放牧和周期性火焚所制约的生物顶级群落，或者是一种由特殊土壤条件形成的土壤顶级群落。资料个人收集整理，勿做商业用途 稀树草原是较特殊的植被类型，关于它的分类一向有较多争议。Ellenberg和Mueller-Dombois(1967)把稀树草原与草原、草甸并列，同属于陆生草本群落这一最高分类单位。《中国植被》把它作为一个独立植被型与草原植被型平行组成草原和稀树草原植被型组，而与草甸植被型组并列。资料个人收集整理，勿做商业用途 1.2.2 天然草地生态系统功能

草地(grassland)是人类重要的自然资源。世界草原、草甸(meadow)、森林区的次生草地和可利用的稀疏矮灌丛草地共计约5×107km2，占世界陆地面积的33.5%(Horton，1979)。草地在人类生存空间占有相当重要的地位，它不仅是草原畜牧业的生产基地，也在防止水土流失、土壤沙化及防风固沙等方面起着积极重要的作用。基于草地重要的经济、环境、社会价值，很久以来，它都是中外生态学家所关注的热点。资料个人收集整理，勿做商业用途 天然草地作为全球重要的陆地生态系统，起着十分重要的作用，这种作用可概括为两方面，及经济功能和生态功能。资料个人收集整理，勿做商业用途 (1)经济功能

提供食物来源。草地是地球上的生产者，人类的食物有相当一大部分靠其为主。首先，草地是野生动物重要的食物来源，天然草地上具有丰富的动物资源，种类繁多的野生动物不仅是陆地生态系统中的重要组成部分，而且也是当地牧民狩猎业的对象和经济来源。其次，草地也是家畜重要的实用饲料，尤其是禾木科、豆科的一些种是优良的牧草。我国草地面积近4×106km2，占国土面积的41%左右，是我国农田面积的3倍多。据1990年统计，全国牧业产值1964.07亿元，占农业总产值的25.63%，今年来又有新的发展。草地孕育了丰富的野生动物，为人类提供了大量的肉、禽、蛋、奶制产品，丰富了人们的饮食结构。再次，随着科学技术的发展和绿色食品工业的兴起，天然草地也是食品植物的重要产地，如蕨菜、黄花菜、白蘑等早已被利用。资料个人收集整理，勿做商业用途 衣着。利用兽皮、绒毛、毛和裘皮为衣着，这是草地对人类健康做出的巨大贡献，使人能抵御比无衣着时所能忍受的更为寒冷的气候。在人类需要的衣着中(包括毡毯和动物性纤维的其他家庭用途方面等)，原料来自家畜的或来自整个草地动物的比例是很高的。资料个人收集整理，勿做商业用途 其他。高大的草本植物是造纸的原料之一，如芦苇、大叶章、芒、五节芒等。沙棘、西伯利亚杏等是饮料食品的重要原料。草原地区还可提供多种药用植物(如人参、党参等)、野生花卉植物、资源动物、珍惜动植物和许多珍贵的家畜品种。资料个人收集整理，勿做商业用途 草地重要的经济功能促进了草地产业的迅速兴起，。早在20世纪80年代初，著名科学家钱学森就提出了“立草为业”的概念。现经过20年的发展，人们已经开发出了草地的许多新的经济功用。但这种开发又必须注意合理与适度，因为草地还具有另外一个重要的功能即生态功能。资料个人收集整理，勿做商业用途 (2) 天然草地生态系统的生态功能与社会功能

长期以来，我们都比较看重草地的经济功能，一提到草地，都注意到草地是重要的生产资料，是重要的可更新的资源，能生产肉、奶、皮、毛、能提供大量的产品，有大量的宝

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贵的特有的经济职能，而往往忽略其生态功能与社会功能。2000年10余次袭击北京的沙尘暴 ，西部大开发，长江的洪灾等许多大问题，使我们对此有所反思。认识到草地的生态功能其实更为重要、更为突出。天然草地的生态功能与社会功能，概括起来，主要有保持水土、形成土壤、净化空气、调节气候、防风固沙、维持碳氧平衡等。资料个人收集整理，勿做商业用途 a.保持水土

草的水土保持功能十分重要，在许多情况下，它比树的作用更为突出。据西北水保所测定，种草的坡地在大雨状态下可减少地面径流47%，减少冲刷量77%，保持水土能力比农田大数十倍。生长2年的草地拦截地面径流和含沙能力分别为54%和70.3%，比3~8年林地拦截地面径流和含沙能力高出58.5%和88.5%。资料个人收集整理，勿做商业用途 b.土壤形成的主要因素

地球表面覆盖的一层薄薄的土地，对于大自然，对于我们人类本身都具有十分重要的作用。没有肥沃的土壤，就不会有茂盛的植物，丰富的大自然和我们人类的今天。在土壤形成中，草地的作用尤为重要。栗钙土、黑钙土、草甸土、沼泽土等草原土壤的形成，是草地植被作用的结果。与木本植物相比，草地植被在形成、改良土壤中的作用十分重要，而且很有特色。资料个人收集整理，勿做商业用途 c.调节气候

草地调节气候的功能主要有三方面作用:

(1)草地可截留降水，且比空旷地有较高的渗透率，对涵养土壤中的水分有积极作用。据试验，冰草的降水截留量可达50%。资料个人收集整理，勿做商业用途 (2)由于草地的蒸腾作用具有调节气温和空气中湿度的能力，与裸地相比，草地上湿度一般较裸地高20%左右。资料个人收集整理，勿做商业用途 (3)由于草地可吸收辐射外地表面的热量，故夏季地表温度比裸地低3~5℃，而冬季相反，草地比裸地高6~6.5℃。资料个人收集整理，勿做商业用途 1.2.3 草地生态系统的组分、影响因素及其相互关系(图)

草地生态系统结构模型(图) 1.2.4 草地生态平衡

草地生态平衡是指草地生态系统中生物系统的相对平衡，是把生物间的相互关系与物理的、化学的环境条件，通过能量流动和物质循环及信息传递等过程联系起来的一个整体。一个草地生态系统是其结构和功能相互依存、相互制约的统一体。结构是功能发挥作用的基础，功能又依赖结构来完成。结构和功能的相互适应，相互完善，使生态系统在一定时间内各组分通过制约、转化、补偿、反馈等处于最优化的协调状态，表现出高的生产力，能量和物质的输入和输出接近相等，物质的贮存量相对稳定，信息的控制自如，在外来因素的一定程度干扰下，通过自我调节可以恢复到原初的稳定状态。资料个人收集整理，勿做商业用途 任何一个草地生态系统都具有一定的自我调节能力，以保持系统的稳定性和生态平衡。这种调节能力与其成分的多样性、能量流动和物质循环途径的复杂性密切相关。如果一个草地生态系统成分多样，能量流动和物质循环复杂，则较容易保持稳定，因为系统的一部分发生机能障碍，可以被不同部分的调节所补偿。但这种自我调节能力有一定的生态范围和条件，如果干扰过大，超过了生态系统本身调节能力的限度，草地生态平衡就会破坏，即超过临街限度“生态阈限”。如今的许多草地退化问题都是由于草地的不合理开发和使用，破坏了草地生态系统的能量流动、物质循环和信息传递，从而超过了草地的生态平衡而引起的。资料个人收集整理，勿做商业用途 在漫长的历史岁月中，由于自然选择和人类活动的影响，草地上的野生动物，无论是种类和数量，均已发生很大变化。但现在，在广袤的草地上仍然有许多飞禽走兽和各种野生动物。如果实行合理保护和措施，进一步研究它们在生态系统中的地位和给予科学的调控，将

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