草地生态系统的详细数据收集
中文名:草原生态系统mbth:草原生态系统主体:植物、动物、微生物和环境类型:草甸草原、典型草原和荒漠草原现状:物质循环和能量交换的基本单位生态现状:生态屏障介绍、特征和现状、破坏原因、超载过牧、不适宜耕作、恢复对策、科学管理、人工草地、升级系统、简介草原生态系统是以各种草本植物为主体的生物群落及其环境的功能统一体。草原生态学的主要研究对象是以管理草食动物生产和获取畜产品为目的的草原生态系统。它是随着现代畜牧业的发展而产生的，其核心是研究和阐明草地生态系统的结构和功能，各子系统之间的生态关系和调控方式，为充分发挥草地资源的生产潜力，建立优化的生产系统提供依据。草地生态系统中国的草地生态系统是欧亚大陆温带草地生态系统的重要组成部分。它的主体是东北-内蒙古的温带草原。根据自然条件和生态学区的不同，我国草原生态系统大致可分为草甸草原、典型草原和荒漠草原三种类型。要点:草原生态系统分布在干旱地区，年降雨量少。与森林生态系统相比，草地生态系统中的动植物种类要少得多，群落结构也没有前者复杂。在不同的季节或年份，降雨量很不均匀，因此种群和群落的结构往往发生巨大的变化。热带草原生态系统由于过度放牧、鼠害和虫害，中国的草原面积正在减少，一些牧场正面临沙漠化的威胁。因此，有必要加强对草原的合理利用和保护。草原上的植物以草本植物为主，部分草原有少量灌木。由于降雨稀少，树木非常稀少。那里的动物适应了草原上的生活，大多具有挖洞或快跑的行为特征。草原上啮齿动物很多，几乎都生活在地下。瞪羚、羚羊、高鼻羚羊、跳鼠、狐狸等善于奔跑的动物都生活在草原上。由于缺水，两栖动物和水生动物在草原生态系统中非常稀少。草原是畜牧业的重要生产基地。在我国辽阔的草原上，饲养着大量的家畜，如新疆细毛羊、伊利马、三河马、滩羊、库车高皮羊等。这些牲畜可以为人们提供大量的肉、奶和皮毛。此外，草原还可以调节气候，防止土地被风沙侵蚀。全球草原总面积为45亿公顷，占陆地面积的24%，仅次于森林生态系统。在生物圈固定能量的比例中，草地生态系统约为11.6%，在陆地生态系统中也居第二位。草原生态系统处于大陆性气候强、降水少的地区，年降水量一般在250-450毫米，变化幅度大。蒸发往往超过降水。另外，这些地区晴天多，太阳辐射量大。这种气候条件使草原生态系统各组成部分的组成呈现出一些适应性特征。初级生产者主要由草本植物组成，这些草本植物大多具有适应干旱气候的结构，如收缩的叶片和蜡层、毛层，以减少蒸腾作用，防止水分过度流失。草地生态系统的空间垂直结构通常分为三层:草本层、地面层和根系层。各层结构相对简单，森林生态系统中没有复杂多样的生态位。草原生态系统的消费者主要是适合奔跑的大型食草动物，如野驴、羚羊等。还有草兔、蝗虫等很多小种。还有许多生活在洞穴里的啮齿动物，如田鼠、黄鼠狼、旱獭、鼠兔和鼢鼠。食肉动物有沙狐、雪貂和狼。食肉鸟类包括鹰、隼和鹞，其他鸟类主要是云雀、百灵鸟、松鸡和地行鸟。他们中的一些人住在山洞里。草地也是中国主要的自然生态系统类型之一。根据《中国统计年鉴》(1988)，我国可利用草地面积为3.365亿公顷，约占世界草地总面积的7.1%。中国有许多类型的草原。整体来看，内蒙古草原以多年生和旱生低温草本植物为主，草种以禾本科为主，其中以针茅和羊草最具代表性。前者为丛生草，后者为根茎草，根茎已经发达，具有防风固沙的重要作用。华中是稀疏草原，以大针茅为主；西部是荒漠草原，以针茅戈壁为主。草原在自然保护中起着巨大的作用。它不仅是重要的地理屏障，也是阻止沙漠蔓延的天然防线，起着生态屏障的作用。此外，它还是人类发展畜牧业的天然基地。总的来说，草地生态系统的物种多样性远不如森林生态系统，但食物网的结构也很复杂(图6-11)。光能利用率没有森林生态系统高，通常约为0.1-1.4%。前苏联草甸草原可达65，438+0.32%，而中国等荒漠草原不到0.65，438+0%。水分往往是草地生态系统初级生产力的决定性因素。据统计，全球草地生态系统平均净初级生产力为500g/m2·a，但在水分不足的温带干旱区仅为100-400g/m2·a，在水分充足的亚热带草地可提高到600-1500g/m2·a。草地生态系统净初级生产力最高可达3000-4500g/m2·a(breymeyer，1978)。在草原生态系统的初级生产力中，地下部分的生物量占有很大的比重。中国草甸草原第一性生产力的分布为地下/地上=2.29。总的来说，草地的初级生产力在所有陆地生态系统中属于中等或中下水平。初级生产从食物链向食草动物和食肉动物营养级的转化效率约为1%-20%。以牛为例，一头牛所消耗的植物能量中，约有48%是维持正常生理活动所消耗的，43%的能量以粪便的形式排出，只有9%用于身体组织的构建。然而，能量转化效率在不同的物种或品系之间变化很大。选择适宜的动物物种，建立合理的食物链，提高初级生产的转化效率，是草原生态学研究的主要课题之一。我国大部分草原不同程度地存在草原退化、碱化沙化、气候恶化、鼠害严重等一系列生态问题，是人类不合理利用草原造成的生态后果。草地退化的标志之一是产草量减少。据调查，我国各类草原的牧草产量普遍比五六十年代低30-50%。比如新疆乌鲁木齐县，1965年草原平均亩产草量为85公斤，1982年已经下降到53公斤，平均每年减少1.5公斤。草地退化的第二个标志是牧草质量的变化，食用牧草的减少和毒草杂草的增多，使牧草的利用价值下降。如青海果洛地区，草地退化前，杂草和毒草仅占总草量的65，438+09-365，438+0%，退化后增加到30-50%，而优质草从33-565，438+0%减少到4-65，438+09%。草地退化、植被稀疏导致气候恶化，许多地方大风日数和沙尘暴日数逐渐增多(表6-1)。气候的恶化促进了草地退化和荒漠化的进程。中国是世界上遭受沙漠化危害最严重的国家之一。中国北方荒漠化面积已达近654.38+0.8万平方公里。从20世纪50年代末到70年代末的20年间，已有3.9万平方公里的土地资源因荒漠化而流失。草原鼠患越来越严重。据1982全国草原鼠害防治会议统计，我国草原牧区鼠害成灾面积为6600万公顷，部分草原鼠洞密度高达每公顷4600多个。草原被彻底破坏，失去了利用价值。据估计，我国每年因鼠害损失牧草约50亿公斤，直接经济损失十几亿元。鼠害的发生不仅是草原生态系统失衡的恶果，也是草原生态环境进一步恶化的原因之一。长期以来，我国畜牧业生产不是以畜产品的数量和质量为标准，而是以牲畜总增长率或手头牲畜净增长率为标准。于是，养的牲畜越来越多，而每头牲畜所占的草地面积却越来越少，牲畜的生长速度在下降，放养时间在不断延长，这必然会增加牲畜的载畜量，打破畜草的内部平衡。超载过牧导致的草地退化是一个渐进的过程。随着单位面积牲畜的增加，食用的草被放牧的越多，就没有足够的草种来维持草的再生，草的产量要么降低，要么毒草、杂草增加。如果这种情况得不到控制，就会出现恶性循环:单位面积可食用的饲草数量减少，但牲畜数量多，牲畜不得不增加觅食的范围和频率，加剧了对草地土壤结构的物理破坏，进而限制了饲草的生长。这种长时间的恶性循环，会使草原逐渐贫瘠、退化，甚至沙化。在中国北方草原荒漠化的原因中，过度放牧是第二个最重要的因素(表6-2)。据研究，在欧洲殖民者入侵后的数百年间，美国一些州的荒漠化是由过度放牧造成的。人为和自然因素都可以控制草原的承载力，但人为控制是有意识的控制，可以达到发展畜牧业和保护草原生态平衡的效果，是有益的。而自然控制是草原生态系统超载和过度放牧的反应，是灾难性的控制，结果往往是大量牲畜死亡，影响畜牧业发展。在人类发展过程中，开垦草地一直是增加耕地面积的主要途径之一。而且，古今中外，很多草原确实成了“大粮仓”。但由于草原多位于气候条件恶劣、生态平衡脆弱的干旱寒冷地区，盲目开垦和开垦后管理不当，往往会导致粮食增产目的达不到、草原原有植被遭到破坏的局面。国内外都有例子和教训。如中国青海省，50年代在草原地区开垦近40万公顷，1963年抛荒21000公顷。有些土地开垦后根本无法耕种，不仅浪费了大量的人力物力，还破坏了草原植被。3.人类对资源的掠夺性开采:从表6-2可以看出，在破坏草原生态环境的诸多因素中，自然因素所占比例不到6%，人口的增加和经济活动的增强对草原生态系统造成了巨大的压力。特别是对草原资源的掠夺式开发，也造成了一些草原的严重破坏。例如，发菜、蘑菇和药材生长在内蒙古苏尼特右旗的草原上。每到收获季节，成千上万的人涌向草原，大量挖掘这些植物，破坏了这面旗帜20%的草原。草原生态系统的保护已经引起了国家的重视。我国草原法自6月1985 65438+10月1日起正式实施，这是我国对草原现状和草原生态环境恶化危害的认识达到新水平的标志，也是我国草原生态系统从自然利用走向科学管理的开始。根据我国的具体情况，草原生态系统的保护和恢复对策应着重于以下几个方面:科学管理我国草原生态系统遭到破坏的主要原因之一是长期缺乏科学有效的管理措施。在国际上，从20世纪60年代末开始，系统分析被应用于草地生态系统的科学管理(Eoodall，1979)。然而，时至今日，我国大部分草原仍处于“牧草自食”、“靠天养畜”的落后状态。加强对载畜量、畜牧业生产最佳模式、科学管理技术等草原生态学基础理论的研究，是草原生态系统保护对策首先要重视的问题。包括改革一些落后的管理政策，实行适度放牧，以草定畜，开展季节性畜牧业以减轻对草原的压力，提供牧草休养生息的机会等可以恢复和发展草原植被的措施，实行科学的管理方法。保护和恢复草地生态系统结构和功能的有效措施已被证实，如在人工草地建立围栏，实行分区轮垦，合理利用草地等。否则，中国的草原退化等问题还会继续发展。据中国农科院草地研究所预测，如果不能尽快完善现行畜牧业生产经营政策，未来15年内蒙古草地产量年均递减率将达2.3%，全国主要畜牧业省区2000年和19年草地产量将分别减少15%和30%。另外，从长远来看，通过技术改造和适当增加投资，草业集中经营会有更大的经济效益。随着畜牧业的发展和草原生态环境的保护，需要培育草地和种植饲料，以获得较高的经济效益和环境效益。目前，我国人工草地面积仅占草地总面积的0.4%，仅为美国和苏联的1/25。据专家估算，种植0.5-1%的饲草，可使总生产能力提高0.5-1.0倍。可见，发展人工草地产业是一项可以在短期内获得巨大经济效益的措施，也有利于草原生态系统的恢复。目前世界农业发展的规律是畜牧业(尤其是草食动物)的比重日益增加。大多数发达国家已经完成了由农业向畜牧业或两者兼而有之的转变，畜牧业产值占农业总产值的50%以上。我国草地约占土地总面积的40%，是现有农田的3倍。而且我国南方还有几千万公顷的荒山荒坡，发展畜牧业潜力巨大。据统计，云南省荒山草坡面积是农田的5倍，贵州的8倍，四川的1.7-4.8倍。这些地区水热气候条件好，草可以四季常青，草的生长速度快，单位面积产量一般是北方的3-4倍，所以这里是我国发展草产业的主要基地。草是农业、林业和畜牧业的纽带。我们要充分利用这些自然和资源条件，发展草业和畜牧业，形成新的农业生产结构体系。这也是弥补这些地区耕地不足，减轻耕地压力的有效措施。牧区现代草生产是一项包括种植业、畜牧业和养殖业的综合事业，也是一项知识密集型产业。比如在饲草生产过程中，涉及到天敌的繁育、引种、防治等科研问题。在畜牧业中，涉及放牧方式、育肥与饲养、畜草平衡等。畜产品的加工利用应采用现代生物技术和综合加工获得有价值的产品，如栽培食用菌、饲喂废弃物、生产沼气等。因此，发展牧区现代草业，将形成符合生态规律的畜牧业生产新体系，保护和促进草原生态系统的恢复和发展。