【生态文明关键词】之草原生态系统

关键词一：1.8草原生态系统

草原生态系统，是以草本植物为主的生物群落及其周围环境组成的生态系统类型。草原分为温带草原和热带草原。温带草原是由耐寒的旱生多年生草本植物为主（有时为旱生小半灌木）组成的植物群落，它是温带地区的一种地带性植被类型。组成草原的植物，都是适应半干旱和半湿润气候条件下的低温旱生多年生草本植物，间杂一些灌木或乔木。

温带草原地区的气候比较干燥，降水量在200~750毫米，属于大陆性气候，夏季热，冬季冷，占优势的植物是多年生的草本。在欧亚大陆北部，温带草原常常分布在森林之间；在欧亚大陆南部，温带草原常分布在荒漠之间。热带草原大致分布在南北纬10°至南北回归线之间，以非洲中部、南美巴西大部、澳大利亚大陆北部和东部为典型。本类型分布区处于赤道低压带与信风带交替控制区，全年气温高，年平均气温约25℃。当赤道使压带控制时期，赤道气团盛行，降水集中；信风带控制时期，受热带大陆气团控制，干旱少雨。年降水量一般在700~1000毫米，有明显的较长干季，其自然景观为热带稀树草原。

世界草原总面积约2400万平方公里，约占陆地总面积的1/6。在欧亚大陆，草原从欧洲多瑙河下游起向东呈连续带状延伸，经过罗马尼亚、俄罗斯和蒙古，进入我国内蒙古自治区等，形成了世界上最为广阔的草原带。在北美洲，草原从北面的南萨斯喀彻河开始，沿着经度方向，一直到达德克萨斯，形成南北走向的草原带。此外温带草原在南美洲、大洋洲和非洲也都有分布。

草原生态系统具有如下的结构与功能特点。

（1）生产者：以各种草原植物尤其草本植物为主。生态条件越适宜种类越丰富，草本群落结构也越复杂，有地上及地下层的分化。反之，生态条件越严酷，种类越简单，群落结构也较简化。草甸草原生态系统每平方米约有种子植物20~30种以上；典型草原生态系统每平方米约有15~20余种；荒漠草原生态系统每平方米仅12种左右。草原优势植物以丛生禾本科为主，其中针茅属最重要，其净生产力强、能忍受环境的剧烈变化和干扰、对营养物质的需求也较少。草原上的植物大多耐旱；在形态上往往有绒毛、卷叶、叶面狭窄、气孔下陷、机械组织发达等地下部分发达，发育良好。

（2)消费者：温带草原上拥有众多的动物。与草原相伴而生的还有大量的动物，以反当动物和部分肉食动物为代表，以冀羊、狼、鹤，天鹅、鹰，鼠、兔等动物为主。在这些物种中，有些被人类视为有害动物，如草原上栖息着170多种脑齿目动物，形成鼠害的常见种类有80多种，如田鼠、盼鼠、黄鼠、沙鼠，早微等。草原昆虫以植食性为主，也是草原食物链的重要一环。中国草原虫害以各种缠虫，草原毛虫、草地级、草原叶甲虫等为主，其中蝗虫多发生在新疆、内蒙古等干早，半干早区草原上。草原上，牧民饲养的五备(绵羊、马、牛、骆驼、山羊)也是草原动物的重要组成部分。开阔的草原，适宜善于竞走的大型植食动物的生活，如野驴、野牛、骆驼、黄羊等，以穴居为主的啮齿类动物也是草原上常见的第一性消费者。在热带草原，生活着狮子、大象、犀牛、野水牛、猎豹、斑马、羚羊、河马、火烈鸟等野生动物等消费者，两类草原均分布有多种昆虫，食草动物为初级消费者，以此分为二级消费者和三级消费者等。温带草原的顶级消费者是草原狼，热带草原则为狮子或豹，凶猛的鹰年类也往往位于消费级的顶端。

（3）分解者：草原上动植物死亡之后需要各种微生物、真菌或低等动物将其分解，些食腐动物也充当分解者的角色。

（4）草原能量流动：草原能量流动是通过食物链实现的，即通过生产者与消费者之间吃与被吃这种关系。草原食物链包括生产者→初级消费者一次级消费者，在温带草原存在的主要食物链包括，草一田鼠一鹰；草一兔一鹰；草一蝗虫→麻雀一鹰；草→黄羊→狼等。营养级越多食物链越长。对中国羊草草原的能量流动研究发现，每年到达羊草群落的太阳辐射能为232万千焦/(平方米·年)，其中被反射约18%，被羊草吸收约42%，其他的被地面吸收。经羊草光合作用固定的占3%，群落净光合作用积累仅占太阳辐射能的1.5%。对美国禾草草原的食物链进行调查，发现生产者为禾草，一级消费者主要为田鼠和蝗虫，二级消费者主要为黄鼠狼。植物对太阳能的利用率约为1%，田鼠消费植物总净初级生产力的约2%，由田鼠转移给黄鼠狼约2.5%，大部分能量损失用于呼吸消耗。

（5）草原元素循环：草原上元素循环由生物合成作用和矿化作用完成，这两个过程紧密结合实现元素地球化学循环。合成作用是指绿色植物吸收空气、水、土壤中的无机元素(如碳、氮、硫、磷、氧等）后合成自身的有机质；植物有机质被动物吸收，通过食物链后又合成动物有机质；动植物残体经微生物分解为无机物释放回到环境中去。这种循环是开放性的，并具有不可逆性。需要指出的是，由于草原环境相对湿度小，温度低，元素循环多较缓慢，反刍动物如牛羊等起了很大的作用；草原火也起到了加速元素循环的作用。中国草原生态系统是欧亚大陆温带草原生态系统的重要组成部分。它的主体是东北一内蒙古的温带草原，绵延约4500公里，南北延伸纬度17°(N35°~52°)，东西跨越经度44(E83°~127°)。面积400万平方公里，占国土面积的41%。中国境内主要草原生态系统类型如下：

(1)草甸草原：这是草原生态系统最湿润的类型，多分布在森林与干草原的中间地带，干早区的河床附近也有分布，代表地段呼伦贝尔等。典型的草甸草原年降水量为350～420毫米，年均温为-2.8~3.1℃，黑钙土上的建群种为中早生植物和广旱生的多年生草本植物。优势植物有贝加尔针茅、羊草和线叶菊等。还有花色艳丽而高大的杂草类，如芍药、马先满等，群落茂密而高大，生产力较高，是优质草场。在外貌上，夏季多花，也有人称该类型为“五花草甸”。

（2)典型草原：是草原中的典型类型。分布于比草甸草原更干燥的地区，以锡林郭勒草原为代表的类型，这里年降水量为218~400毫米，年均温为一2.3~4.5℃，建群种为早密丛禾草植物，以大针茅、克氏针茅、羊茅和冰草等组成优势植物群落。层次分化明显，第一层由羊草及高杂草组成，高50厘米左右；第二层由丛生禾草的叶丛构成，高20~25厘米；第三层为寸草墓等，高度多在10厘米以下。

（3）荒漠草原：是草原生态系统中最旱的类型。分布在锡林郭勒往西到二连浩特、鄂尔多斯西部一带。建群种由强旱生丛生小禾草组成。这里气候越来越干燥，年降水量仅150~280毫米，年均温2.6~4.7℃，土壤为棕钙土，草丛低矮不到20厘米，覆盖稀疏，不足20%。以戈壁针茅、石生针茅、者状亚菊等为优势植物。在上述三个东西并列的中温型草原生态系统以南，即阴山山地以南、鄂尔多斯高原中部和东部等地，分布有暖温型草原。这里年降水量为330~477毫米(赤峰、宁城)，年均温较高为4.5~7.9℃。

（4)山地草原：山地草原生态系统是指一定海拔高度以上的草原类型。如天山草原其基带气候非常干旱，是典型的荒漠地区，年平均气温多在-5℃，年降水量都在150500毫米，但随着海拔升高，气候变为冷湿，就发育了山地草原生态系统，甚至有与阴城森林相间分布的草原。优势种为羽茅、狐茅等。

（5）高寒草原：是草原中高寒类型，在高山和青藏高原寒冷条件下，有非常耐寒的卓生矮草本植物占优势。常见的植物在藏北草原有紫花针茅、荒漠蒿等。作为陆地上重要的绿色生态系统，草原具有多种生态功能，这些功能包括以下几个方面：

第一，固定二氧化碳，提供氧气。通过光合作用，草原植物可吸收大气中的二氧化碳并放出氧气。平均25平方米的草原就把一个人呼出的二氧化碳全部还原为氧气。草地生态系统中的植物、凋落物、土壤腐殖质构成了系统的三大碳库，是全球碳循环中的重要环节，对全球气候具有重大影响。

第二，过滤有害物质，净化空气。草原被誉为“大气过滤器”，发挥着改善大气质量的显著作用，为人类提供舒适怡人的生活环境。草原植物可以吸收、固定大气中的氨气、硫化氢、二氧化硫和汞蒸气等有害有毒气体，减少空气中有害细菌含量，并可过滤、吸附、空气中的尘埃，有效减少空气中的粉尘含量。据研究，草原上空的粉尘量仅为裸地的1/6~1/3。

第三，防风固沙，稳定陆地表土。草原是陆地上重要的绿色植被覆盖层，广泛分布于陆地表面。草原植物对风蚀作用的发生具有很强的控制作用，寸草能遮丈风。据研究，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%。如果在干旱地区建立与风向垂直的高草草幢，风速要比空旷地区低19%~84%。草原植被贴地面生长，根系发达，能覆盖地表，深入土壤。

第四，涵养水源、防治水土流失。草原具有良好的拦截地表径流和涵养水源的能力草原植被可以吸收和阻截降水，降低径流速度，减弱降水对地表的冲击，并渗入到地下形成地下水。据研究，天然草原不仅能截留可观的降水量，而且因其根系细小，且多分布于表土层，因而比裸露地和森林有较高的渗透率，其涵养土壤水分、防止水土流失的能力明显高于灌丛和森林。这是由于草原植物具有发达的根系，具有极强大的固土和穿透作用，能有效增加土壤孔隙度和抗冲刷、风蚀的能力，有效降低水土流失和土壤风蚀沙化。

第五，保护生物多样性，为人类社会可持续发展提供大量种源。我国天然草原有野生植物1.5万种，冬虫夏草、雪莲等珍稀濒危植物数百种，植物种类占世界植物总数的10%以上。已知的草原饲用植物有6352种，其中包括200余种我国特有的饲用植物。草原上的药用植物多达6000种。有野生动物2000多种，草食家畜300多种，其中野骆驼、野托牛、野驴、藏羚羊、白唇鹿等40余种被列为国家一级野生保护动物。草原还具有十分重要的生产功能，即可为人类直接提供食物，满足人类物质生活的需要。以草原为基本生产资料的牧业，可为人类提供大量的肉、皮、乳、毛、绒，改善人类的生活条件，丰富人们的物质生活。内蒙古呼伦贝尔、锡林郭勒、科尔沁、乌兰察布、鄂尔多斯和乌拉特六大著名草原，生长着1000多种饲用植物，其中饲用价值高的就有100多种，尤其是羊草、羊茅、冰草、无芒雀麦、披碱草、野黑麦、黄花苜蓿、野豌豆、车轴草等禾本和豆科牧草，是著名的优良牧草。肥美的草原，孕育出丰富的畜种资源；充足的日照，更有利于植物的光合作用；丰富自然的植被食物链，尤其是独特的饲草饲料资源、富含奶牛所需的粗蛋白、粗脂肪、钙、磷等多种营养素，为奶牛提供了最优质的营养。家生态安全和食物安全方面发挥主导作用。遗憾的是，目前我国草业的生产方式极其落后，生产功能十分低下，畜牧业占农业总产值的比例较低，如内蒙古、新疆、四川、西藏、青海、甘肃等六大牧区，土地面积占全国的59.4%，但畜牧业产值仅占全国畜牧业产值的16%，占全国农业总产值的5%。从这组简单的数据不难看出，我国草地的生产功能并没有发挥应有的水平。亿人口，并为4亿城市人口提供绝大多数的粮食、蔬菜、肉、蛋、奶等；全国耕地生产的地上生物产量（秸秆+粮食）高达12亿吨，而草地生物产量仅3亿吨，为农田的25%。测算表明，我国草地的生活供给能力仅为耕地的4%~5%；如果将其提高到耕地的10%那么就相当于新增“耕地”6亿亩，能养活3.5亿~4亿人。因此，我国草地的生产潜力是巨大的。