草原生态系统的破坏与恢复

根据北京林业大学对奈曼旗40年来气候 变化分析表明:气温、生长季(4-10月份) 地温的增加和降水量、无霜期的减少, 均在一定程度上造成了该地区生态环境 的劣变,但如果没有人为的干扰,这种变 化绝不会像目前这样剧烈。人类不适当 地利用,是导致草原退化的根源。
草原生态系统的恢复措施
• 1．实行科学管理：我国草原生态系统遭受破坏的主要原 因之一就是长期以来缺乏科学的、有效的管理措施。改革 某些落后的经营方针，实行适度放牧、以草定畜、推行季 节牧业以减轻草场压力，给牧草提供休养生息的时机使得 以恢复和发展的各种措施，实行科学化管理方式。
• 一、发展畜牧业； • 二、矿产开发； • 三、发展旅游业。
草原生态系统的局限与缺点
• 动植物结构单一，生态系统调节和恢复能 力差
草原生态环境现状
• 20世纪60年代以来，草原生态系统普遍出现草原退化现象
• 20世纪70年代中期，我国退化草原面积占草原总面积的15 ％；
• 20世纪80年代中期，增加到30％以上； • 20世纪90年代中期，增加到50％以上； • 21世纪初，达到90%以上。
• 牲畜主要有羊、牦牛、黄牛、马、驴和骆驼等，其中分布 最广、数量最多的是藏羊和牦牛。
黄牛 牦牛
犏牛 藏羊
• （五）南方草山草坡区
•
在中国南方诸省，除了广大的肥田沃土以外，还有大
片的草山草坡，比比皆是的林间草地，以及大量零星分布
的“三边”草地，这些统称为南方草山草坡区。
• 主要牧草有孟加拉野古草、丈野古草、龚氏金茅、白茅 等，以高大的禾本科草为主，豆科草种类较多，但所占比 重则较小，毒害草种类亦多。
（2）过度放牧 不合理的畜牧业生产方式导致食草家畜头(只)数的迅猛增加。 1947-1963年16年间牲畜总头数增加了45.6万头(只),折合羊单 位99.4万只,是1947年的4.5倍。其中大牲畜增加13.4万头,羊增 加了32.2万只。分别是1947年的3.9倍和7.1倍。
表2和图4中可看出,牲畜头(只)数同人口数 量相伴增加,二者的迅猛增长均开始于20世 纪50年代初期。此后,随着人口的增加,牲畜 头(只)数迅速增长,畜草矛盾日益尖锐,因此, 该地区将人口控制在20世纪50~60年代的数 量,即20万人左右为宜。
（2）、地温变化
奈曼旗近40年的地温呈不同程度的上升趋势(图2)。植物的根系 活动与0~20 cm地温有直接关系,在牧草生育期间,地温与草产量 大多处于较高的负相关。由于4月份地温与冬季地温呈显著正相 关,春季气温偏高,导致冬春土壤过早解冻,蒸发力增强,致使土 壤贮水散失严重。春季干旱天气的胁迫,对牧草的萌动发芽与返 青极为不利。
• 狐茅、鸭茅、苔草、车轴草和胡枝子等各种牧草遍地丛 生。主要牲畜有全国著名的新疆细毛羊、三北羔皮羊、伊 犁马等，其中三北羔皮羊占全国羔皮羊总数的3/4。
鸭茅
主要植物
车轴草 苔草
三北羔皮羊
新疆细毛羊
主要动物
伊ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ马
• （四）青藏草原区
• 以“世界屋脊”称著的青藏草原区，位于中国的西南部， 北至昆仑山、祁连山，南至喜马拉雅山，西接帕米尔高原， 是世界上独一无二的高原草原区，也是我国历史悠久的畜 牧业基地之一，盛产牦牛、藏羊和犏牛、黄牛等。
• 2．发展人工草场：建立围栏，实行分区轮放，合理利用 草场等，都是保护和恢复草原生态系统结构和功能的有效 措施。
• 3．建立牧业生产新体系：当前，畜牧业(特别是食草动物) 的比重日益增加，由以农业向以牧业为主或农牧并重的转 变是合理的发展趋势。
三、生态诊断分析
气候变化与草原退化的关系
（1）气候与降水量
气候变化对草原的影响十分复杂,气温升高,一方面可使草原 面积显著减少;另一方面可使草原生产力明显下降。温度和降水量 是决定某个地区湿润程度的主要因子。降水量与湿润度呈正相关, 而温度与湿润度则呈负相关。对奈曼旗而言,40年来气温的持续上 升与降水量的波动状下降,共同导致了该地区湿润程度的下降。
• 这里土地肥沃，地势平坦，景观开阔，植物种类多，野 生牧草达400余种，优良牧草近百种，主要有羊草、无芒雀 麦、披碱草、鹅观草、冰草、草木栖、花苜蓿、山野豌豆、 五脉山黧豆、胡枝子等，亩产鲜草300～400公斤，是中国 最好的草原之一。
羊草
鹅观草
花苜蓿
山野豌豆
三河牛
• （二）蒙宁甘草原区
•
蒙宁甘草原区包括内蒙古、甘肃两省区的大部和宁夏
人类活动与草原退化的关系
（1）人口失控 20世纪初期,奈曼旗人口仅6.75万人。1953年第一次人口普查 时为16.40万人,到2000年第五次人口普查时增至42.87万,是 1953年的2.6倍,是20世纪初期的6.4倍(表2)。人口增长失控 及后来一系列不合理的社会经济活动,包括盲目垦荒、无计划 地扩大牲畜头(只)数,导致草原生态系统严重失衡。
• 原始的温带草原动物有迁徙性的成群食草动物、龋齿类和 相应的食肉动物组成，如：狼、鼬、猛禽等。
我国的草原分布
• 我国是世界上草原资源最丰富的国家之一，草原总面积 占全国土地总面积的40%，为现有耕地面积的3倍。
• 中国草原广泛分布于东北的西部、内蒙古、西北荒漠地区 的山地和青藏高原一带，横亘于北纬30～50°之间，蜿蜒 万里，十分广阔。从行政区来看，主要分布在黑龙江、吉 林、辽宁、内蒙古、宁夏、甘肃、青海、新疆、陕西、河 北、山西和四川等12个省区。
1、可利用草原面积减少,生产力下降 据奈曼旗1982年草原普查结果,可利用草原面积为40.8万hm2, 可食草产量64.2万t;到2019年, 可利用草原面积减少至10.0万 hm2,仅为1982年的24.5%,可食草产量减少至13.2万t,仅为 1982年的20.6%。
2、载畜量下降 草原理论载畜量,为可食草产量与每羊单位年食草量的比 值,据测算,按每个羊单位平均日采食牧草5.2 kg,每只羊全 年需鲜草1.9 t,则1982年奈曼旗草原理论载畜量为33.8万 个羊单位;而到2019年减少至7.0万个羊单位,仅为1982年 的20.6%。
的牲畜主要有牛、马、绵羊、山羊和骆驼等。地方优良
品种以滩羊、中卫山羊最多，阿拉善的骆驼为全国之首。
冷嵩 早熟禾
狐茅
锦 鸡 儿
中卫山羊 骆驼
绵羊 马
• （三）新疆草原区
• 新疆草原区位于中国西北边陲，北起阿尔泰山和准噶尔 界山，南至昆仑山与阿尔金山之间，面积约占全国草原总 面积的22％以上。地处大陆中心，距海洋十分遥远，周围 高山环耸，湿润的海洋气流无法到达这里，因而干燥少雨， 是典型的大陆性气候。
• 全国草原退化面积以1000－2000万亩的速度扩展。
中国草场现状：
退化和沙化情况严重
• 草原退化的主要特征： ➢群落优势种和结构发生改变； ➢生产力低下，产草量下降；
➢草原土壤生态条件发生巨变，出现沙化 (sandification)和风暴;
➢固定沙丘复活、流沙在掩埋草场； ➢鼠害现象严重； ➢动植物资源遭破坏，生物多样性下降。
的全部以及冀北、晋北和陕北草原地区。
•
高原是构成这一草原区的主要地貌特征，此外，还有
部分山地、低山丘陵、平原和沙地等。是典型的季风气
候。牧草种类丰富，饲用植物达900多种，其中优良牧草
200多种，如羊草、披碱草、雀麦草，狐茅、针茅、隐子
草、冰草、早熟禾、野苜蓿、草木栖、冷蒿、野葱、锦
鸡儿等，青嫩多汁，营养丰富，各种牲畜都爱吃。本区
一年中大部分时间土壤保持较低的含水量，从而限 制了微生物活动和养分的循环，植被以热带型干旱草 本植物占优势。非洲萨王纳以金合欢属构成上层疏林 为特征，树木具有小叶和刺，有些旱季落叶。
非洲萨王纳生长的草食动物有斑马、野牛、长颈鹿、 犀牛等。肉食动物数量大，如狮、豹、鬣狗等。
• 温带草原
• 分布在南北两半球的中纬度地带，如亚欧大陆草原、北 美大陆草原和南美草原等。这里季节温和，冬季寒冷，春 季或晚夏有一明显的干旱期，年降雨量250~600mm 。由于 低温少雨，草群较低，其地上部分高度多不超过1m。以耐 寒的旱生禾草为主。土壤中以钙化过程占优势。
• (1) 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。
• (2) 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。
• (3) 土壤层 由草原土壤组成。 • (4) 动物 由草原生存的动物组成。
草原的分类
草甸
草地
温带草原
草原
热带草原
草地可分为草原与草甸两大类。草原以旱生草本植物占优势，是半湿润 和半干旱气候条件下的地带性植被；而一般的草甸属于非地带性植被，可出 现在不同植被带内。在湿润气候区，草甸可以伴同针叶林或落叶阔叶林出现。
3、植被组成变化显著 奈曼旗草原植被组成变化,主要表现为:多年生牧草种
减少,一、二年生杂类草增加;优良牧草减少,适口性差的植 物种增加;草本植物在草群中的比率减少,沙生灌木、半灌 木比率增加。
20世纪80年代初,优势植物中,草本主要有麻黄、白草、 赖草等;灌木、半灌木主要为差不嘎蒿、小叶锦鸡儿等。 2019年三芒草、沙蓬、猪毛菜等一年生植物在群落中所占 比例日益增加。
（3）人类其他的活动影响 人类不合理的活动,包括草原垦荒,乱开乱伐,采挖治沙植物和药 材等, 其规模相对于放牧家畜对草原的破坏也很有限,但它已对 草原生态系统构成严重威胁。当草原生产力与放牧家畜间的供 需平衡遭到破坏时,草原生态系统将会自动反馈调节,但当这种 自我调节超出了一定限度时,生态系统将会逆行演替,甚至瓦解。
根据草原的组成和地理分布，可分为热带草原与温带草原两大类。
热带草原
分布在热带、亚热带，其特点是在高大禾草 （常 2~3m）的背景上常散生一些不高的乔木，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1~2个干旱期， 加上频繁的野火，限制了森林的发育。
（3）霜冻、大风 图3示出,近40年无霜期呈下降趋势。无霜期的减少,标志着草原 植物生活周期的缩短。图3还显示, 1984-1993年,大风日数的10 年变率高达42.1%,但1994-2019年,大风日数的10年变率为10.8%,大风日数低于40年平均值。自1978年“三北”防护林工 程开始实施以来,奈曼旗的森林覆盖率由1978年的12.7%,提高到 2019年的25.1%,增加了近一倍。
• 历来就有养牛的习惯，曾被列为全国耕畜十大繁殖基地
之一。
水牛
白茅
孟
加
拉
谷
南方草山草坡生物 草
• 草原生态系统的作用
一、草原生态系统有丰富的生物资源； 二、草原生态系统是太阳能转化为化学能 的绿色能源库； 三、草原生态系统在水土保持、防风固沙 以及气候调节方面也有不容忽视的重要作 用。
目前对草原生态系统的开发和利用
草原生态系统的破 坏与恢复
• 定义： 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。草地与
森林一样，是地球上最
重要的陆地生态系统类
型之一。世界草原总面
积约2.4×107 km2，为陆 地总面积的1/6，大部分 地段作为天然放牧。
• 草原生态系统成分
• (1)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。
• (2)草本群落 在草原生态系统中，绿色植物的主体是禾本 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。
• (3)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。
• (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。
• 草原生态系统的空间结构
• 根据自然地理及行政区划，中国草原一般可划分为5个大 区，即东北草原区、蒙宁甘草原区、新疆草原区、青藏草 原区和南方草山草坡区。
• （一）东北草原区
• 东北草原区包括黑龙江、吉林、辽宁三省和内蒙古的东 北部，地处大陆性气候与海洋季风的交错地带，受东亚季 风影响，属于半干旱半湿润地区，冬长而干寒，夏短而湿 润。雨量充沛，且多集中在夏季。