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1草原生態系统的组成
草原生态系统由四种基本成分组成,其独特之处是草本群落。
非生物部分
太阳能是所有生命的源泉。此外,包括无机物质包括氧、氮、二氧化碳、磷、钾、钙、镁、水以及植物所需要的微量元素和有机物质等。
1.2草本群落
在草原生态系统中,绿色植物的主体是木本科和豆科等草本植物。阔叶杂草灌木,也能在某些草地群落中占居优势地位。它们是生产者。这些自养有机体,以水、土、二氧化碳和无机盐类为原料,由叶绿素吸收太阳能,合为复杂的有机化合物,这些有机化合物既为植物本身所利用,也为消费者提供食料。
消费者
草原生态系统的消费者有牛、羊、鹿等反刍性动物及马、驴、兔、植食性昆虫、鸟类、啮齿动物等初级消费者,还有蛙、蛇、鹰、狼等二级、三级和四级消费者,人是最高位的消费者。
1.4分解者
它由微生物区系和动物区系组成,前者包括细菌、真菌、放线菌以及土壤中腐生性微生物等;后者包括原生动物、腐食性动物,如蚯蚓、昆虫。某些软体动物和其他无脊椎动物,通过它们的分解作用,可在草原上消除“废物”。草原生态系统的空间结构有:木本层—部分草原有少量木本层,有少量乔木和灌木,但这不是草原生态系统的主体;草本层—这一层是草原生态系统的主体,占有草原的最大面积和空间;土壤层—由草原土壤组成;动物—由草原生存的动物组成。
2草原生态系统的类型
根据草原的组成和地理分布分为温带草原与热带草原两类。
2.1温带草原
分布在南北两半球的中纬度地带,如欧亚大陆草原、北美大陆草原和南美草原等。这里夏季温和,冬季寒冷,春季和晚夏有一明显的干早期。由于低温少雨,草群较低,其地上部分高度多不超过lm,以耐寒的旱生禾草为主,土壤以钙化过程与生草化过程占优势。我国有大面积的温带草原,且类型丰富,主要类型有以下几类:(1)疏林草原分布在气候湿润的森林边缘或疏林地区,适宜发展畜牧业。(2)草甸草原分布在气候适宜,雨量适中的地区,也比较适宜发展畜牧业。(3)干草原分布在半干旱地区,草况不如上两种草原,可适当发展畜牧业。(4)荒漠草原分布在干旱地区,草很少,不适宜发展畜牧业。(5)高山或高原草原分布在高山和高原,有些发展畜牧业。
2.2热带草原
分布在热带、亚热带,其特点是在高大乔草(常达2~3m)的背景上常散生一些不高的乔木等,故被称为稀树草原或萨王纳。这里终年温暖,雨量常达1000mm以上,在高温多雨影响下,土壤强烈淋溶,以砖红壤化过程占优势,比较贫瘠,但一年中存在一个到两个旱期,加上频繁的野火,限制了森林的发育。
3草原生态的服务功能
3.1防风蚀作用
草原植被可以增加下垫面的粗糙程度,降低近地表风速,从而可以减少风蚀作用的强度。不同盖度的草被植物对风蚀作用的发生具有控制作用,当植被盖度为30%~50%时,近地面风速可削弱50%,地面输沙量仅相当于流沙地段的1%。
3.2固沙作用
草本植物是绿色植被的先锋,防治荒漠化的技术措施中植物治沙是最有效的,在干旱、风沙、土瘠等条件下,林木生长困难,而草本植物却较易生长,随着流动沙丘上草本植被的生长,植被盖度逐渐增大,沙丘逐渐由流动向半固定、固定状态演替,最终形成固定沙丘、沙地。干旱区天然草原在其漫长的生物演化过程中,已成为蒸腾少、耗水量少、适于干旱区生长的主要植被类型。
3.3防治沙尘暴的作用
我国有两个沙尘暴多发区,主要集中在南疆的塔克拉玛干沙漠及其周边地区,北疆的准噶尔盆地南沿、甘肃河西走廊、内蒙古干燥沙漠及青海柴达木盆地带,它们的共同特点是土壤基质较粗,气候条件比较恶劣,年降水量350毫米以下,自然植被主要是草原,自然条件严酷,再加上人类长期不合理利用,植被减少,土地退化,土壤结构破环严重,有机质降低,土壤沙化,极易引起风蚀。研究表明,随草原植被覆盖度的增加,风蚀模数下降,当植被盖度达70%时,只有6级强风才可引起风蚀。
3.4水土保持和水源涵养功能
完好的天然草原不仅具有截留降水的功能,而且比空旷裸地有较高的渗透性和保水能力,对涵养土地中的水分有着重要的意义。草原抵御水蚀的作用体现在草原植被能有效削减雨滴对土壤的冲击破坏作用;促进降雨入渗,阻挡和减少径流的产生;根系对土体有良好的穿插、缠绕、网络、固结作用,防止土壤冲刷;增加土壤有机质,改良土壤的结构,提高草原抗蚀能力。
草原对大气候和局部气候都具有调节功能。草原通过对温度、降水的影响,缓冲极端气候对环境和人类的不利影响。
3.5调节局部小气候
草原植物在生长过程中,从土壤吸收水分,通过叶面蒸腾,把水蒸气释放到大气中,能提高环境的湿度、云量和降水,减缓地表温度的变幅,增加水循环的速度,从而影响大气中的热交换,起到调节小气候的作用。
3.6影响全球气候
健康的草原生态系统可起到维持大气化学平衡与稳定,抑制温室效应的作用。但人类对草原不恰当的利用(开垦、过度放牧等)加速了草原土壤碳向大气中的排放,导致气温的升高,而全球气温升高加剧了生态环境的恶化。CH4温室效应影响强度是CO2的20倍~50倍,草原破坏引起的CH4排放对气候变化也具有重要影响。
3.7净化空气
草原生态系统还具有减缓噪声、释放负氧离子、吸附粉尘、去除空气中的污染物的作用。草原还是一个良好的“大气过滤器”。草原能吸收、固定大气中的某些有害、有毒气体。据研究,很多草类植物能把氨、硫化氢合成为蛋白质;能把有毒的硝酸盐氧化成有用的盐类。如多年生黑麦草和狼尾草就具有抗SO2污染的能力;许多草坪草能吸收空气中的NH4、H2S、SO2、HF、Cl2和某些重金属气体如汞蒸气、铅蒸气等有害气体,从而起到改善环境、净化空气的作用。
草原生态系统由四种基本成分组成,其独特之处是草本群落。
非生物部分
太阳能是所有生命的源泉。此外,包括无机物质包括氧、氮、二氧化碳、磷、钾、钙、镁、水以及植物所需要的微量元素和有机物质等。
1.2草本群落
在草原生态系统中,绿色植物的主体是木本科和豆科等草本植物。阔叶杂草灌木,也能在某些草地群落中占居优势地位。它们是生产者。这些自养有机体,以水、土、二氧化碳和无机盐类为原料,由叶绿素吸收太阳能,合为复杂的有机化合物,这些有机化合物既为植物本身所利用,也为消费者提供食料。
消费者
草原生态系统的消费者有牛、羊、鹿等反刍性动物及马、驴、兔、植食性昆虫、鸟类、啮齿动物等初级消费者,还有蛙、蛇、鹰、狼等二级、三级和四级消费者,人是最高位的消费者。
1.4分解者
它由微生物区系和动物区系组成,前者包括细菌、真菌、放线菌以及土壤中腐生性微生物等;后者包括原生动物、腐食性动物,如蚯蚓、昆虫。某些软体动物和其他无脊椎动物,通过它们的分解作用,可在草原上消除“废物”。草原生态系统的空间结构有:木本层—部分草原有少量木本层,有少量乔木和灌木,但这不是草原生态系统的主体;草本层—这一层是草原生态系统的主体,占有草原的最大面积和空间;土壤层—由草原土壤组成;动物—由草原生存的动物组成。
2草原生态系统的类型
根据草原的组成和地理分布分为温带草原与热带草原两类。
2.1温带草原
分布在南北两半球的中纬度地带,如欧亚大陆草原、北美大陆草原和南美草原等。这里夏季温和,冬季寒冷,春季和晚夏有一明显的干早期。由于低温少雨,草群较低,其地上部分高度多不超过lm,以耐寒的旱生禾草为主,土壤以钙化过程与生草化过程占优势。我国有大面积的温带草原,且类型丰富,主要类型有以下几类:(1)疏林草原分布在气候湿润的森林边缘或疏林地区,适宜发展畜牧业。(2)草甸草原分布在气候适宜,雨量适中的地区,也比较适宜发展畜牧业。(3)干草原分布在半干旱地区,草况不如上两种草原,可适当发展畜牧业。(4)荒漠草原分布在干旱地区,草很少,不适宜发展畜牧业。(5)高山或高原草原分布在高山和高原,有些发展畜牧业。
2.2热带草原
分布在热带、亚热带,其特点是在高大乔草(常达2~3m)的背景上常散生一些不高的乔木等,故被称为稀树草原或萨王纳。这里终年温暖,雨量常达1000mm以上,在高温多雨影响下,土壤强烈淋溶,以砖红壤化过程占优势,比较贫瘠,但一年中存在一个到两个旱期,加上频繁的野火,限制了森林的发育。
3草原生态的服务功能
3.1防风蚀作用
草原植被可以增加下垫面的粗糙程度,降低近地表风速,从而可以减少风蚀作用的强度。不同盖度的草被植物对风蚀作用的发生具有控制作用,当植被盖度为30%~50%时,近地面风速可削弱50%,地面输沙量仅相当于流沙地段的1%。
3.2固沙作用
草本植物是绿色植被的先锋,防治荒漠化的技术措施中植物治沙是最有效的,在干旱、风沙、土瘠等条件下,林木生长困难,而草本植物却较易生长,随着流动沙丘上草本植被的生长,植被盖度逐渐增大,沙丘逐渐由流动向半固定、固定状态演替,最终形成固定沙丘、沙地。干旱区天然草原在其漫长的生物演化过程中,已成为蒸腾少、耗水量少、适于干旱区生长的主要植被类型。
3.3防治沙尘暴的作用
我国有两个沙尘暴多发区,主要集中在南疆的塔克拉玛干沙漠及其周边地区,北疆的准噶尔盆地南沿、甘肃河西走廊、内蒙古干燥沙漠及青海柴达木盆地带,它们的共同特点是土壤基质较粗,气候条件比较恶劣,年降水量350毫米以下,自然植被主要是草原,自然条件严酷,再加上人类长期不合理利用,植被减少,土地退化,土壤结构破环严重,有机质降低,土壤沙化,极易引起风蚀。研究表明,随草原植被覆盖度的增加,风蚀模数下降,当植被盖度达70%时,只有6级强风才可引起风蚀。
3.4水土保持和水源涵养功能
完好的天然草原不仅具有截留降水的功能,而且比空旷裸地有较高的渗透性和保水能力,对涵养土地中的水分有着重要的意义。草原抵御水蚀的作用体现在草原植被能有效削减雨滴对土壤的冲击破坏作用;促进降雨入渗,阻挡和减少径流的产生;根系对土体有良好的穿插、缠绕、网络、固结作用,防止土壤冲刷;增加土壤有机质,改良土壤的结构,提高草原抗蚀能力。
草原对大气候和局部气候都具有调节功能。草原通过对温度、降水的影响,缓冲极端气候对环境和人类的不利影响。
3.5调节局部小气候
草原植物在生长过程中,从土壤吸收水分,通过叶面蒸腾,把水蒸气释放到大气中,能提高环境的湿度、云量和降水,减缓地表温度的变幅,增加水循环的速度,从而影响大气中的热交换,起到调节小气候的作用。
3.6影响全球气候
健康的草原生态系统可起到维持大气化学平衡与稳定,抑制温室效应的作用。但人类对草原不恰当的利用(开垦、过度放牧等)加速了草原土壤碳向大气中的排放,导致气温的升高,而全球气温升高加剧了生态环境的恶化。CH4温室效应影响强度是CO2的20倍~50倍,草原破坏引起的CH4排放对气候变化也具有重要影响。
3.7净化空气
草原生态系统还具有减缓噪声、释放负氧离子、吸附粉尘、去除空气中的污染物的作用。草原还是一个良好的“大气过滤器”。草原能吸收、固定大气中的某些有害、有毒气体。据研究,很多草类植物能把氨、硫化氢合成为蛋白质;能把有毒的硝酸盐氧化成有用的盐类。如多年生黑麦草和狼尾草就具有抗SO2污染的能力;许多草坪草能吸收空气中的NH4、H2S、SO2、HF、Cl2和某些重金属气体如汞蒸气、铅蒸气等有害气体,从而起到改善环境、净化空气的作用。