中文名:草原生態系統mbth:草原生態系統主體:植物、動物、微生物和環境類型:草甸草原、典型草原和荒漠草原現狀:物質循環和能量交換的基本單位生態現狀:生態屏障介紹、特征和現狀、破壞原因、超載過牧、不適宜耕作、恢復對策、科學管理、人工草地、升級系統、簡介草原生態系統是以各種草本植物為主體的生物群落及其環境的功能統壹體。草原生態學的主要研究對象是以管理草食動物生產和獲取畜產品為目的的草原生態系統。它是隨著現代畜牧業的發展而產生的，其核心是研究和闡明草地生態系統的結構和功能，各子系統之間的生態關系和調控方式，為充分發揮草地資源的生產潛力，建立優化的生產系統提供依據。草地生態系統中國的草地生態系統是歐亞大陸溫帶草地生態系統的重要組成部分。它的主體是東北-內蒙古的溫帶草原。根據自然條件和生態學區的不同，我國草原生態系統大致可分為草甸草原、典型草原和荒漠草原三種類型。要點:草原生態系統分布在幹旱地區，年降雨量少。與森林生態系統相比，草地生態系統中的動植物種類要少得多，群落結構也沒有前者復雜。在不同的季節或年份，降雨量很不均勻，因此種群和群落的結構往往發生巨大的變化。熱帶草原生態系統由於過度放牧、鼠害和蟲害，中國的草原面積正在減少，壹些牧場正面臨沙漠化的威脅。因此，有必要加強對草原的合理利用和保護。草原上的植物以草本植物為主，部分草原有少量灌木。由於降雨稀少，樹木非常稀少。那裏的動物適應了草原上的生活，大多具有挖洞或快跑的行為特征。草原上嚙齒動物很多，幾乎都生活在地下。瞪羚、羚羊、高鼻羚羊、跳鼠、狐貍等善於奔跑的動物都生活在草原上。由於缺水，兩棲動物和水生動物在草原生態系統中非常稀少。草原是畜牧業的重要生產基地。在我國遼闊的草原上，飼養著大量的家畜，如新疆細毛羊、伊利馬、三河馬、灘羊、庫車高皮羊等。這些牲畜可以為人們提供大量的肉、奶和皮毛。此外，草原還可以調節氣候，防止土地被風沙侵蝕。全球草原總面積為45億公頃，占陸地面積的24%，僅次於森林生態系統。在生物圈固定能量的比例中，草地生態系統約為11.6%，在陸地生態系統中也居第二位。草原生態系統處於大陸性氣候強、降水少的地區，年降水量壹般在250-450毫米，變化幅度大。蒸發往往超過降水。另外，這些地區晴天多，太陽輻射量大。這種氣候條件使草原生態系統各組成部分的組成呈現出壹些適應性特征。初級生產者主要由草本植物組成，這些草本植物大多具有適應幹旱氣候的結構，如收縮的葉片和蠟層、毛層，以減少蒸騰作用，防止水分過度流失。草地生態系統的空間垂直結構通常分為三層:草本層、地面層和根系層。各層結構相對簡單，森林生態系統中沒有復雜多樣的生態位。草原生態系統的消費者主要是適合奔跑的大型食草動物，如野驢、羚羊等。還有草兔、蝗蟲等很多小種。還有許多生活在洞穴裏的嚙齒動物，如田鼠、黃鼠狼、旱獺、鼠兔和鼢鼠。食肉動物有沙狐、雪貂和狼。食肉鳥類包括鷹、隼和鷂，其他鳥類主要是雲雀、百靈鳥、松雞和地行鳥。他們中的壹些人住在山洞裏。草地也是中國主要的自然生態系統類型之壹。根據《中國統計年鑒》(1988)，我國可利用草地面積為3.365億公頃，約占世界草地總面積的7.1%。中國有許多類型的草原。整體來看，內蒙古草原以多年生和旱生低溫草本植物為主，草種以禾本科為主，其中以針茅和羊草最具代表性。前者為叢生草，後者為根莖草，根莖已經發達，具有防風固沙的重要作用。華中是稀疏草原，以大針茅為主；西部是荒漠草原，以針茅戈壁為主。草原在自然保護中起著巨大的作用。它不僅是重要的地理屏障，也是阻止沙漠蔓延的天然防線，起著生態屏障的作用。此外，它還是人類發展畜牧業的天然基地。總的來說，草地生態系統的物種多樣性遠不如森林生態系統，但食物網的結構也很復雜(圖6-11)。光能利用率沒有森林生態系統高，通常約為0.1-1.4%。前蘇聯草甸草原可達65，438+0.32%，而中國等荒漠草原不到0.65，438+0%。水分往往是草地生態系統初級生產力的決定性因素。據統計，全球草地生態系統平均凈初級生產力為500g/m2·a，但在水分不足的溫帶幹旱區僅為100-400g/m2·a，在水分充足的亞熱帶草地可提高到600-1500g/m2·a。草地生態系統凈初級生產力最高可達3000-4500g/m2·a(breymeyer，1978)。在草原生態系統的初級生產力中，地下部分的生物量占有很大的比重。中國草甸草原第壹性生產力的分布為地下/地上=2.29。總的來說，草地的初級生產力在所有陸地生態系統中屬於中等或中下水平。初級生產從食物鏈向食草動物和食肉動物營養級的轉化效率約為1%-20%。以牛為例，壹頭牛所消耗的植物能量中，約有48%是維持正常生理活動所消耗的，43%的能量以糞便的形式排出，只有9%用於身體組織的構建。然而，能量轉化效率在不同的物種或品系之間變化很大。選擇適宜的動物物種，建立合理的食物鏈，提高初級生產的轉化效率，是草原生態學研究的主要課題之壹。我國大部分草原不同程度地存在草原退化、堿化沙化、氣候惡化、鼠害嚴重等壹系列生態問題，是人類不合理利用草原造成的生態後果。草地退化的標誌之壹是產草量減少。據調查，我國各類草原的牧草產量普遍比五六十年代低30-50%。比如新疆烏魯木齊縣，1965年草原平均畝產草量為85公斤，1982年已經下降到53公斤，平均每年減少1.5公斤。草地退化的第二個標誌是牧草質量的變化，食用牧草的減少和毒草雜草的增多，使牧草的利用價值下降。如青海果洛地區，草地退化前，雜草和毒草僅占總草量的65，438+09-365，438+0%，退化後增加到30-50%，而優質草從33-565，438+0%減少到4-65，438+09%。草地退化、植被稀疏導致氣候惡化，許多地方大風日數和沙塵暴日數逐漸增多(表6-1)。氣候的惡化促進了草地退化和荒漠化的進程。中國是世界上遭受沙漠化危害最嚴重的國家之壹。中國北方荒漠化面積已達近654.38+0.8萬平方公裏。從20世紀50年代末到70年代末的20年間，已有3.9萬平方公裏的土地資源因荒漠化而流失。草原鼠患越來越嚴重。據1982全國草原鼠害防治會議統計，我國草原牧區鼠害成災面積為6600萬公頃，部分草原鼠洞密度高達每公頃4600多個。草原被徹底破壞，失去了利用價值。據估計，我國每年因鼠害損失牧草約50億公斤，直接經濟損失十幾億元。鼠害的發生不僅是草原生態系統失衡的惡果，也是草原生態環境進壹步惡化的原因之壹。長期以來，我國畜牧業生產不是以畜產品的數量和質量為標準，而是以牲畜總增長率或手頭牲畜凈增長率為標準。於是，養的牲畜越來越多，而每頭牲畜所占的草地面積卻越來越少，牲畜的生長速度在下降，放養時間在不斷延長，這必然會增加牲畜的載畜量，打破畜草的內部平衡。超載過牧導致的草地退化是壹個漸進的過程。隨著單位面積牲畜的增加，食用的草被放牧的越多，就沒有足夠的草種來維持草的再生，草的產量要麽降低，要麽毒草、雜草增加。如果這種情況得不到控制，就會出現惡性循環:單位面積可食用的飼草數量減少，但牲畜數量多，牲畜不得不增加覓食的範圍和頻率，加劇了對草地土壤結構的物理破壞，進而限制了飼草的生長。這種長時間的惡性循環，會使草原逐漸貧瘠、退化，甚至沙化。在中國北方草原荒漠化的原因中，過度放牧是第二個最重要的因素(表6-2)。據研究，在歐洲殖民者入侵後的數百年間，美國壹些州的荒漠化是由過度放牧造成的。人為和自然因素都可以控制草原的承載力，但人為控制是有意識的控制，可以達到發展畜牧業和保護草原生態平衡的效果，是有益的。而自然控制是草原生態系統超載和過度放牧的反應，是災難性的控制，結果往往是大量牲畜死亡，影響畜牧業發展。在人類發展過程中，開墾草地壹直是增加耕地面積的主要途徑之壹。而且，古今中外，很多草原確實成了“大糧倉”。但由於草原多位於氣候條件惡劣、生態平衡脆弱的幹旱寒冷地區，盲目開墾和開墾後管理不當，往往會導致糧食增產目的達不到、草原原有植被遭到破壞的局面。國內外都有例子和教訓。如中國青海省，50年代在草原地區開墾近40萬公頃，1963年拋荒21000公頃。有些土地開墾後根本無法耕種，不僅浪費了大量的人力物力，還破壞了草原植被。3.人類對資源的掠奪性開采:從表6-2可以看出，在破壞草原生態環境的諸多因素中，自然因素所占比例不到6%，人口的增加和經濟活動的增強對草原生態系統造成了巨大的壓力。特別是對草原資源的掠奪式開發，也造成了壹些草原的嚴重破壞。例如，發菜、蘑菇和藥材生長在內蒙古蘇尼特右旗的草原上。每到收獲季節，成千上萬的人湧向草原，大量挖掘這些植物，破壞了這面旗幟20%的草原。草原生態系統的保護已經引起了國家的重視。我國草原法自6月1985 65438+10月1日起正式實施，這是我國對草原現狀和草原生態環境惡化危害的認識達到新水平的標誌，也是我國草原生態系統從自然利用走向科學管理的開始。根據我國的具體情況，草原生態系統的保護和恢復對策應著重於以下幾個方面:科學管理我國草原生態系統遭到破壞的主要原因之壹是長期缺乏科學有效的管理措施。在國際上，從20世紀60年代末開始，系統分析被應用於草地生態系統的科學管理(Eoodall，1979)。然而，時至今日，我國大部分草原仍處於“牧草自食”、“靠天養畜”的落後狀態。加強對載畜量、畜牧業生產最佳模式、科學管理技術等草原生態學基礎理論的研究，是草原生態系統保護對策首先要重視的問題。包括改革壹些落後的管理政策，實行適度放牧，以草定畜，開展季節性畜牧業以減輕對草原的壓力，提供牧草休養生息的機會等可以恢復和發展草原植被的措施，實行科學的管理方法。保護和恢復草地生態系統結構和功能的有效措施已被證實，如在人工草地建立圍欄，實行分區輪墾，合理利用草地等。否則，中國的草原退化等問題還會繼續發展。據中國農科院草地研究所預測，如果不能盡快完善現行畜牧業生產經營政策，未來15年內蒙古草地產量年均遞減率將達2.3%，全國主要畜牧業省區2000年和19年草地產量將分別減少15%和30%。另外，從長遠來看，通過技術改造和適當增加投資，草業集中經營會有更大的經濟效益。隨著畜牧業的發展和草原生態環境的保護，需要培育草地和種植飼料，以獲得較高的經濟效益和環境效益。目前，我國人工草地面積僅占草地總面積的0.4%，僅為美國和蘇聯的1/25。據專家估算，種植0.5-1%的飼草，可使總生產能力提高0.5-1.0倍。可見，發展人工草地產業是壹項可以在短期內獲得巨大經濟效益的措施，也有利於草原生態系統的恢復。目前世界農業發展的規律是畜牧業(尤其是草食動物)的比重日益增加。大多數發達國家已經完成了由農業向畜牧業或兩者兼而有之的轉變，畜牧業產值占農業總產值的50%以上。我國草地約占土地總面積的40%，是現有農田的3倍。而且我國南方還有幾千萬公頃的荒山荒坡，發展畜牧業潛力巨大。據統計，雲南省荒山草坡面積是農田的5倍，貴州的8倍，四川的1.7-4.8倍。這些地區水熱氣候條件好，草可以四季常青，草的生長速度快，單位面積產量壹般是北方的3-4倍，所以這裏是我國發展草產業的主要基地。草是農業、林業和畜牧業的紐帶。我們要充分利用這些自然和資源條件，發展草業和畜牧業，形成新的農業生產結構體系。這也是彌補這些地區耕地不足，減輕耕地壓力的有效措施。牧區現代草生產是壹項包括種植業、畜牧業和養殖業的綜合事業，也是壹項知識密集型產業。比如在飼草生產過程中，涉及到天敵的繁育、引種、防治等科研問題。在畜牧業中，涉及放牧方式、育肥與飼養、畜草平衡等。畜產品的加工利用應采用現代生物技術和綜合加工獲得有價值的產品，如栽培食用菌、飼餵廢棄物、生產沼氣等。因此，發展牧區現代草業，將形成符合生態規律的畜牧業生產新體系，保護和促進草原生態系統的恢復和發展。