草原生态系统

草原生态系统
刘晓娟
草原生态系统是草原地区生物〔植物、动物、微生 物〕和草原地区非生物环境构成的，进行物质循环 与能量交换的基本机能单位。
温带草原 热带草原 草甸草原 典型草原 荒漠草原 高寒草原 欧亚大草原（steppe） 北美大草原(prairie) 南美大草原 (pampas) 非洲大草原(savanna) 澳洲草原
温带草原分布图 温带草原分布在南北半球的中纬度地带，如 欧亚大陆草原、北美大陆草原、南美大陆草 原等

二、草原水分热量分布
1 温带草原
夏季温和，夏季有明显的干旱期
热带草原分布图 热带草原大部分位于非洲、澳洲和南美洲的热 带森林和半荒漠之间

2 热带草原
分布在热带、亚热带草原受水分条件限制
三、草原植被分布特征


草原植物中旱生结构普遍存在如叶面积缩小，叶 片内卷，气孔下陷，机械组织和保护组织发达 草原植物的发育节律与草原气候呈明显的适应.草 原上主要建群植物的生长、发育盛期都在6～7月 间

四、中国草原植被分布特征

我国的草原是欧亚草原的一个组成部分。主要在 松辽平原、内蒙古高原和黄土高原等地，连续呈 带状分布，面积十分辽阔。一小部分位于新疆北 部的阿尔泰山区，但通过蒙古的草原区与我国内 蒙古高原的草原区相联系。
Ni 对中国18 个草地类型进行了碳密度和碳蓄积的估算。研 究表明, 中国草地生态系统碳储量为44.09PgC。就全国水平 来看, 草原和草甸类草地蓄积了全国草地有机碳的2/3, 分别 为17.03PgC(38.6% ) 和16.83PgC ( 38.2%) 。 根据方精云的研究, 我国草地的总碳储量占我国陆地生态系 统的16.7%。从全球草地植被碳蓄积的格局来看, 中国草地生 态系统碳储量约占世界草地生态系统的8% 左右, 其中土壤层 碳储量是植被层的1 倍左右, 而且单位面积的碳密度高于世界 平均水平, 这说明中国草地生态系统在全球碳循环和碳蓄积 中占有十分重要的地位
调节气候
Aguiar的研究表明, 草地生态群落由于结构、组成及覆被状 况的不同, 导致地表能量反射率的改变, 进而对气候产生一定 的影响作用。 李胜功通过对内蒙古奈曼草地热量平衡的研究发现, 草地具 有较高的净辐射。 1996 年刘树华利用能量闭合二维路面过程与大气边界层耦 合模式, 研究了我国西北地区夏季下垫面物理特征的变化对 区域边界层气候的影响。结果表明, 土壤湿度、植被覆盖度 对局地环流和区域边界气候起着决定性的作用。

我国的草原由于草原区水热条件的差异,草 原植被生态外貌特点，划分成四主要类型: 1草甸草原 2典型草原 3荒漠草原 4高寒草原
上述4个主要类型在盖度、生产量、种的饱和 度，均随旱生强度的加强而有规律地减少。

草甸草原：集中分布在东北平原和内蒙古的东
北部,位于草原向森林过渡的地区. 草甸草原还见 于草原地带的阴坡和低洼地,即水湿条件较为优越 的地点.气候上处于半湿润区.优势土壤类型为草甸 黑土或暗栗钙土。
2 北美大陆草原(prairie)
北美洲草原从北面的南萨 斯喀彻河开始约跨越30个 纬度达到得克萨斯,东西 约跨20个经度，降水量从 东到西逐渐减少，温度由 北向南逐渐升高
3 南美大陆草原(pampas)
分布在32°～38°S,约占 70万km2,包括阿根廷的中 东部,乌拉圭的全部以及巴 西的里奥-格朗德的南部.一 直分布到大西洋沿岸.处于 温暖气候，在潘帕斯西北 降水量约为1000mm,西南 降水约为500mm,但是蒸发 量可达到700mm。
草甸草原种类组成丰富，覆盖度大，生产量较高。 草群中含有大量中生杂类草。主要建群种有贝加尔 针茅、吉尔吉斯针茅 、白羊草、羊草、日 阴苔草。
贝加尔针茅

典型草原：在草原区占有最大的面积，在草原生 态系列中居中心位置。在内蒙古高原和鄂尔多斯 高原大部、东北平原西南部及黄土高原中西部， 均为大面积的典型草原群落所占据。在气候上属 半干旱区，年降水量约为250～300mm，优势土 壤类型为栗钙土
草原生态系统的动物生产功能
初级生产量通过食物链转入草食动物和肉食动物各营养级之 间的转化效率为1%-20%左右。以牛为例，一条牛所采食的 植物能中，约Fra Baidu bibliotek48%因维持正常生理活动而消耗掉，43%的 能量以粪便形式排出，只有9%用于躯体组织的建造。但不 同种类或不同品系之间，能量的转化效率差别很大。
碳蓄积与碳汇
对光能的利用率通常为0.1-1.4%左右，据统计，全世界草原 生态系统的净初级生产力的均值为500g/m2· a，但水分不足 的温带干旱地区却只有100-400g/m2· a，水分较充足的亚热 带草原，可提高到 600-1500g/m2· a。草原生态系统净初级 生产力的最高水平可达3000-4500g/m2· a(Breymeyer）， 1978)。草原生态系统的初级生产力中，地下部分的生物量 所占的比例较大。在生物圈固定能量的比例中，草原生态系 统约为11.6%，也居陆地生态系统的第二位。
改良土壤
王根绪在青藏高原东南部高寒草甸草原上进行的试验显示, 土壤 特别是0cm~20cm 的表层土壤, 有机质含量和全氮含量与植被覆 盖度有明显的正相关: 当植被覆盖度大于60% 以上时, 土壤有机 质和全氮含量急剧增加, 当覆盖度小于30% 时, 土壤养分含量也 随之明显降低; 并通过实验初步估算,植被覆盖度从90%下降到 30% 以下时, 土壤有机质将流失1.49 ~104kg/hm2 , 氮素损失将 达到5~ 505kg/hm2。由此可见, 草地植被具有较好的土壤保持功 能。
一、草原分布

草原世界分布
主要分布在欧亚大陆、北美洲、南美洲、非 洲以及澳洲
1 欧亚大陆草原（steppe）
从欧洲多瑙河下游起向东呈连续带状分布，经过罗马尼亚、 前苏联和蒙古，进入我国内蒙古等地，形成世界上广阔的草 原带，全长约8000余米，东西约跨100个经度，南北跨28个 纬度。处于大陆腹地荒漠区和森林区之间
4 非洲大陆草原
主要分布在热带雨林南北 两侧、东部高原赤道区以 及马达加斯加岛，呈马蹄 状分布包围热带雨林，约 占全洲面积的1/3，是世界 上最大的热带草原区
二、草原类型

根据草原的组成和地理将草原分为 温带草原（temperate grassland） 热带草原（savanna grassland）
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种特殊类型。在青藏高原它从祁连山向西南延至 羌塘和藏南，草丛低矮稀疏，伴生有垫状植物层 片，主要优势种类有紫花针茅 、紫羊茅、高山早 熟禾、和莎草科的西藏苔草 、西藏嵩草等。
五、功能
1 草原生态系统的植物生产功能 2 草原生态系统的动物生产功能
3 碳蓄积与碳汇 4 调节气候 5 改良土壤
草原生态系统的植物生产功能

草原通常以多年生低温和中温旱生丛生禾草植物 占优势。草原植被的区系特征是以禾本科、豆科 和莎草科植物为主，菊科、藜科和其他杂类草也 占有重要的地位。在禾本科植物中，丛生禾草针 茅属最为典型。 草原上植物体具有抵抗夏季干旱的某些适应，生 活型以地面芽植物（包括丛生禾草）为主。针茅 属、狐茅属、拂子茅 属草属冰草属和早熟禾属的 种类以及包括许多双子叶草本植物均 属此种生活 型
荒漠草原是草原中旱生程度最强的一类。在种的丰 富度、草群高度、盖度以及生产量等方面，都比典 型草原有明显降低。群落中以旱生丛生禾草为主， 但也出现大量更旱生的小半灌木。主要建群种有戈 壁针茅、短花针茅、沙生针茅、东方针茅、高加索 针茅以及丛生的多根葱。
小针茅

高寒草原 :适应高海拔地区寒冷半干旱气候的一
草甸草原相比，典型草原种的丰富度明显下降，盖 度减小，生产量降低。草群中以旱生丛生禾草占绝 对优势。主要建群种有大针茅、克氏针茅、长芒草 、针茅、羊茅、沟叶羊茅、糙隐子草、冰草、冷蒿 及百里香等。
大针茅

荒漠草原:处于草原区的西侧，以狭带状呈东北西南向分布，往西逐渐过渡到荒漠区，主要分布 在内蒙古中部及宁夏一带。气候上处于干旱区和 半干旱区的边缘地带，发育的优势土类为淡栗钙 土与棕钙土.