草地学第二章草地生态学基础2模板

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三、草地生态系统的功能——生物生产
生物生产是指把太阳能、土壤中的水和无机盐类、空气 中的CO2相结合形成有机物质和植物能，再经动物（主 要是家畜）的生命活动转化为动物产品、动物有机体和 动物能的过程。 生物生产是草地生态系统的功能之一，而且经历两个生 产过程，生态学中称之为第一性生产和第二性生产。
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顶部肉食动物 还原者
4.6 37 1.5 10.7 肉食动物 草食动物
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生物量金字塔（g/m2）
生产者
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（三）信息传递
信息传递有协调草地生态系统一个组分内各 成员以及各组分之间的联系，使之共同进行 功能运转，起着把生态系统各组分联成一个 整体的作用。
信息流主要由物理信息、化学信息、营养信 息和行为习性组成。
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2.种在群落中的数量指标
多度 (Abundance) 是某种植物在群落中的个 体数多少。

测定多度的方法有计数法和目测法，可按Drude制分 为cop3(很多)、cop2（多）、cop1（尚多）、sp（不 多）、sol（少）、un（单株）六级。
密度（Density）指单位面积上的植物株数。
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草食动物（herbivores）:初级消费者 肉食动物（carnivores）:次级消费者 大型肉食动物（top carnivores）:三级消费者
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分解者：
异养微生物，细菌、霉菌、放线菌和一些小型土壤动物 （蚯蚓、线虫等）。 其作用与生产者相反，把动植物体复杂有机物分解，释 放能量并提供生产者可以重新利用的简单无机化合物。 具有非常重要的作用。若没有它们。动植物的尸体就会 堆积成灾，物质停止循环，生态系统将毁灭。
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三、植物群落的演替
不同的群落在同一空间上的替代现象称为 群落演替。
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植物群落的变化和发展反映了群落内部植物 间的内在矛盾，同时植物群落与外界环境之 间也存在着互相影响、制约的矛盾关系。 这种群落内在的矛盾以及和外界环境的相互 矛盾，反映在群落的变化和发展过程中。
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草地的自然演替：
群落植物环境或“群落环境”发生变化而引 起群落间的替换。 如草原的“生草化过程”： 根茎—疏丛—密丛的演替需15-20年。
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能量流动是一个单向的运动过程，能流一旦通 过有机体，其流动方向就不能逆转，成为单程 流，而且能量数量逐级锐减，能流越来越细， 直到以废热形式全部散失为止。 鉴于能量进入草地生态系统通过固定、流动和 最后返回环境，而草地生态系统正常运转，该 系统必须接受源源不断的能量。
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能量流动的渠道：
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丛生禾草阶段：七八年后，土壤变坚实，丛生草 在群落中愈来愈多，最后成为优势种。常见的有 针茅、隐子草、羊草等，这时植被开始恢复到原 来的面貌。 相对稳定阶段：十年之后，草原杂草及小灌木侵 入草群，占据丛生禾草的丛间空隙。这时出现针 茅草原原有的状态。
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第四节 草地生态系统与环境保护
一、草地生态系统
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适应于裸地的先锋植物一般对自己创造的 群落是不甚适应的，但是群落环境往往 对那些原来不能生存在未经改造的裸地条 件下的一系列植物是格外适应的。
经过群落环境的选择最后形成相对稳定的 植物群落。
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三、植物群落的特征
（一）植物群落的种类组成
稳定的植物群落常有一定的种类成分，这 些种类的个体数目，占据空间各不相同， 因而在形成的生存环境中起的作用也不 同。植物生态学中通常根据植物在群落中 的地位和作用分为不同种类。
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1.种类成分


建群种：群落的建造者，在形成群落基本特征 和群落环境中起决定的作用，但个体数量上不 一定很多。是主要层的优势种。 优势种：植物群落中个体最多的植物种，即在 数量上占优势地位的种类成分。某层中具有最 多的植物个体，盖度最大的种。
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伴生种：群落中常见，具有一定数 量的个体，同群落的优势种伴生在 一起，种类较多而数量比较少。 偶见种：在群落中个体数量很少的 植物种，存在是不稳定的。偶然出 现。
一、二年生植物
寸草苔 糙隐子草 贝加尔针茅
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草原撂荒演替：
开垦不当被迫弃耕，撂荒地上植被恢复生长的过 程。
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针茅—杂类草群落撂荒地
杂草阶段：第1-2年，一、二年生植物、黄蒿占 优势，其它如灰菜、苍耳、狗尾草、虎尾草 根茎禾草阶段：第4-5年，草原植物开始侵入， 杂草逐渐减少或消失，土壤比较疏松，适于根茎 禾草生长。主要种有羊草、狼尾草、野古草、 大油芒。
化学信息数量很少，但作为传递的信息，对生物种间 和种内关系都有深刻的影响，有的相互克制，有的互 惠，有的相互排斥。例如：植物的向光性。
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营养信息： 食物和养分也是一种信息。草地生态系 统中的田鼠是老鹰的食物，田鼠便是老 鹰的食物信息。田鼠多的地区老鹰也多， 田鼠少时饥饿的老鹰就迁移到其它有田 鼠或别的食物的地方去觅食。
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四、草地生态系统的功能 ——能量流动、物质循环和信息传递
主要功能是使物质在生物与无机环境之间， 不停顿地反复循环，同时使能量沿单向不 断流动，通过信息传递调节生态系统的动态 平衡。
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（一）物质循环 草地上的生物从环境中获得物质，再被 其他生物重复利用，最后复归于环境。
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（二）能量流动 在特定的时间和空间范围内，能量在草 地生态系统各组分内或各组分间的运动 与转移是一种连续的动态过程，形成能 量流动（能流）。
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物理信息：
光、声音、温度、湿度和颜色等均属于草地生 态系统的物理信息。
物理信息起着组分内和组分间的各种行为的调节作用。
①鸟鸣、蛙鸣、碟飞、花色等有吸引异性、种间识别、
威吓和警告等限制生命有机体行为的作用。 ②光强、温度、湿度、日照等物理信息都对生物生存施 加影响。
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化学信息：
生物化学代谢产生的物质如酶、维生素、生长 素、抗菌素和性刺激素均可为传递信息的化 学物质。
食物链 = 病毒链
SARS H5N1 疯牛病 口蹄疫 农药 激素 ……
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能量流动的生态效率：
指能流在草地生态系统各营养级之间的传递比率。 能量沿着食物链逐级向上传递，每传递一个营养 级，就要消耗大量的能量，用以维持生物的呼吸 和新陈代谢活动。可见能量是随流动级数的增加 而减少。在两个营养级之间生态效率一般约以 10％的比例进行能量的传递。 由 Lindemen 提出的十分之一定律。
第三节 草地植物群落与演替
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一、植物群落的概念
占据一定地段，由一定种类组成，具有一定结 构、外貌特征的植物组合，植物与植物，植 物与环境之间有一定的相互联系，在类似的生态 环境中可以重复出现。
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二、植物群落的形成
植物群落的形成先是从原来没有植物生长 的裸地上开始的。
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1.裸地
原生裸地：
从来都没有过植被，基质中不含植物残体或者原来有 过被彻底消灭了的地段，由山崩、冰川、海底抬升、 火山爆发等原因造成。
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能量流动的金字塔现象：
通过能量流动规律可以看到，草地生态系统中食物链 的加长不是无限的，营养级通常只有4－5级。当能量 沿食物链营养级逐渐流动时，后一营养级的生命有机 体因不能全部利用前一营养级贮藏的能量，故总有一 部分能量未被利用。
这样能量流动每经一个营养级，能流都要减少，如果 把通过各营养级的能流按前后顺序绘制成图，就成为 一个金字塔形，成为能量金字塔。

频度(Frenquency)： 某种植物在群落水平分布特征中的出现率， 表示种在群落中分布配置的状况（均匀 与否）。
群落中某种植物出现的样方的百分率。
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盖度（Coverage）：
某种植物枝叶遮盖地面的面积，表明植物的大 小和所占空间的大小，可分为种盖度、层盖 度、总盖度（群落盖度）、基盖度。
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非生物环境选择
进入裸地的先锋植物要经历环境对其的选 择，这种环境为非生物环境。 在这一阶段，选择是不严格的，仅取决于 植物对非生物环境的适应程度。先锋植物 中一部分幼苗期死亡，部分不能开花，另 一部分不能正常繁殖。
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群落环境选择
随着这些植物的繁殖，植物之间发生了相互关系，同时 也使环境因素发生了变化，由原来非生物环境转变为生 物环境（群落环境），开始了生物环境对植物的选择。 一方面植物创造了群落环境，另一方面组成了群落的成 员，它们的生存和繁殖都要适应群落环境，反之会被淘 汰。这种生物环境的综合选择，比非生物环境选择要严 格得多。
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（一）第一性生产
是指草地绿色植物通过光合作用，将太阳 能从物理能转化为化学能加以固定，并以 此为能源将水和CO2合成碳水化合物，进 行有机物质生产的过程。 第一性生产提供消费者和分解者以物质和 能量，是生态系统中物质循环和能量流动 的基础。
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（二）第二性生产
草地生态系统中的异养生物利用第一性生产 的产品形成动物和动物产品（统称动物有机 物质）的过程。

测定方法： 目测法、样方方格法、点测法、线测法
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高度（Height）：
各种植物的株高，可分为自然高度和伸直 高度。 对于有顶生花序的植物，应分出叶丛高 度和生殖枝高度。
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重量（Weight）： 某种植物在单位面积上的生物量(鲜重或 干重),包括地上和地下部分，草原植物群落 指地上部分的产量。
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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。
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行为信息：
草地的生物间表 现出来的行为反 应，可能是识别、 威吓或挑战的信 号。
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五、草地生态平衡
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 动和物质循环以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。
在一定草地空间范围内共同生存于其中的所 有生物（即生物群落）与其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。 进一步说明： 生物与环境之间是长期互相影响，而不是孤立存在的， 经过充分适应而形成的具有生态功能的自然综合总体。
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二、草地生态系统的组成 由生物因素和非生物因素组成
生物因素包括：动物、植物和微生物。 非生物因素包括：土壤、无机盐类、水、 CO2、太阳能、岩石、N、O等。
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（二）植物群落的结构
1.垂直结构
成层现象： 群落中高度不同的植物排列成不同的 层次，在温带森林地区可分为乔木层、 灌木层、草本层、苔藓地衣层。
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成层现象还表现在地 下部，由于根系分布 深度不同而构成。草 甸或草原植物根系可 分为三层。
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2.水平结构


植物群落的镶嵌性 由于小地形造成局部环境的差异从而使群落 结构的复杂化。 群落复合体 由于环境条件有规律的交替变化，而使得两 个或两个以上的不同类型的独立群体多次的 同样有规律地重复交替分布所组成的植被。
次生裸地：
消灭了植被之后发生的裸露地段，保留着植被破坏前 植物的某些残体（种子、根茎等），保留着原来土壤 中的微生物，保留着对基质影响的一切痕迹。由火灾、 旱灾、水灾、以及人类活动如开垦、过牧、定植、伐 林。
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2.定居： 先锋植物的繁殖体经过迁移、传播进入芜 原，经历发芽、出苗、生长定植的一系列 过程。
草地生态系统中能量流动的渠道是食物链 和食物网。
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食物链： 生物之间通过采食与被采食，捕食与被 捕食而相互结成的一个食物链条关系。 食物链上的每一个环节叫做营养级。 食物网： 草地生态系统中由许多长短不等的食物链 相互交织在一起，构成复杂的网状结构。
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鹰
蛇 蛙 蝗虫 牧草
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共五个营养等级
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草地的利用演替：
外界因素引起植物群落的演替。
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草甸草原放牧演替： 羊草群落
羊草 贝加尔针茅
贝加尔针茅 糙隐子草 羊草
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草甸草原放牧演替： 羊草群落
羊草 贝加尔针茅
贝加尔针茅 糙隐子草 羊草 糙隐子草 贝加尔针茅 羊草
寸草苔 糙隐子草 贝加尔针茅
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草甸草原放牧演替： 羊草群落
裸地
羊草 贝加尔针茅 贝加尔针茅 糙隐子草 羊草 糙隐子草 贝加尔针茅 羊草
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从草地生态系统的营养特性来讲，草地生态系统 可分为生产者、消费者、分解者和环境四个部分。

非生物环境：属于无生命的物质，构成无机环境。 生产者：指自养生物，能以简单的无机物制造复杂的 有机物质。主要是牧草，也包括一些光合细菌。
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消费者：
属于异养生物，不能直接利用无机物制造有机物，而 是直接或间接依赖于生产者制造的有机物质为其生存 的营养来源。