草原生态系统与破坏

草原生态系统地球上最重要的陆地生态系统类型之一草地群落以多年生草本植物占优势，辽阔无林，在原始状态下常有各种善于奔驰或营洞穴生活的草食动物栖居其上。世界草原总面积约2．4×107km2，为陆地总面积的六分之一，大部分地段作为天然放牧场。因此，草原不但是世界陆地生态系统的主要类型，而且是人类重要的放牧畜牧业基地。草地可分为草原与草甸两大类草原由耐旱的多年生草本植物组成，在地球表面占据特定的生物气候地带草甸由喜湿润的中生草本植物组成，出现在河漫滩等低湿地和林间空地，或为森林破坏后的次生类型，属隐域植被，可出现在不同生物气候地带。根据草原的地理分布。可分为温带草原与热带草原两类。前者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，春季或晚夏有一明显的干旱期。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，土壤中以钙化过程与生草化过程占优势。后者分布在热带、亚热带，其特点是在高大禾草(常达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。但一年中存在一个到两个干旱期，加上频繁的野火，限制了森林的发育。总观世界草原，虽然从温带分布到热带，但它们在气候坐标轴上却占据固定的位置，并与其他生态系统类型保持特定的联系。在寒温带，年雨量150～200mm地区已有大面积草原分布，而在热带，这样的雨量下只有荒漠分布。水分与热量的组合状况是影响草原分布的决定因素，低温少雨与高温多雨的配合有着相似的生物学效果。概言之，草原处于湿润的森林区与干旱的荒漠区之间。靠近森林一侧，气候半湿润，草群繁茂，种类丰富，并常出现岛状森林和灌丛，如北美的高草草原、南美韵潘帕斯、欧亚大陆的草甸草原以及非洲的高稀树草原。靠近荒漠一侧，雨量减少，气候变干，草群低矮稀疏，种类组成简单，并常混生一些旱生小半灌木或肉质植物，如北美的矮草草原、我国的荒漠草原以及前苏联欧洲部分的半荒漠等。在上述两者之间为辽阔而典型的禾草草原。总的看来，草原因受水分条件的限制，其动植物区系的丰富程度及生物量均较森林为低，但显著比荒漠高。值得指出的是，如与森林和荒漠比较，草原动植物种的个体数目以及较小单位面积内种的饱和度是相对丰富的。草原的净初级生产力变动较大，对温带草原而言，从荒漠草原0．5t／(hm2．a)到草甸草原15t／(hm2·a)；热带稀树草原生产力高一些，变动于2t／(hm2·a)到20t／(hm2·a)之间，平均达7t／(hm2·a)。在草原生物量中，地下部分常常大于地上部分，气候越是干旱，地下部分所占比例越大。值得指出的是，土壤微生物的生物量常达很高数量，如加拿大南部草原当植物生物量为434g／m2时，30cm土层内土壤微生物量达254g／m2；我国内蒙古草原土壤微生物的取样分析结果也与之相近。关于草原生态系统中能量沿食物链而流动的情况可用F．B．Golley(1959)在美国密执安地区对禾草草原的研究例子说呀；这是一个极简化的食物链，生产者为禾草，第一级消费者为田鼠及蝗虫，第二级消费者为黄鼠狼。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％。大部分能量损失于呼吸消耗。在热带稀树草原上，植物组成的饲用价值不高，植物中含有大量粗纤维和二氧化硅，氮、磷含量很低，N仅0．3％～1％，P仅0．1％一0．2％。因此，初级生产量虽高，但草原动物生物量仍很低。如非洲坦桑尼亚稀树草原上，主要草食动物为野牛、斑马、角马、羚羊与瞪羚，当植物量为24t／hm2时，草食动物量仅7．5kg／hm2。对放牧生态系统，家畜代替了野生动物成为主要的消费者。家畜所需要的能量用于3方面。一是维持生活，二是觅食活动，三是保证生产。它们食用的能量可用饲料单位(U．F)表示，1U．F为1kg大麦所具有的净能量，相当于1．25～1．30kg高质量的干草或5．5kg高质量的鲜草。牛、羊等家畜维持生活的能量(Ee)=0．75P饲料单位，式中P为家畜的毛重，用100kg表示。用于觅食活动所需要的能量因活动量的大小而定，一头牛觅食所消耗的能量为0．75～3．0U．F。生产所需能量平均1kg肉需3．5～4．5U．F，1L牛奶需0．4U．F。需要能量的同时，还需要一定数量的蛋白质，对肉牛来讲，每个饲料单位应有80g可消化蛋白质，奶牛则需150g。P．Duvigneaud(1974)引用了英国草地上饲养肉牛的例子来说明饲草转化效率。这里草地净初级生产力为干草16t／hm2，饲养1．2头350kg的肉牛，只有29％的草被牛吃掉，吃掉部分的4％构成净次级生产量，其他以粪便形式和呼吸作用消耗掉。肉牛之外的其他消费者消耗33．6％的植物物质。而分解者所消耗的能量要比上述数字高得多。草原生态系统的作用草原生态系统是将太阳能转化为化学能的绿色能源库。草原上的植物比较矮小，群落结构较为简单，单位面积的植被固定太阳能形成的有机物不如森林多，但是，由于草原植被植株矮小，呼吸消耗的有机物少，可供动物和微生物利用的有机物还是很多的。此外，由于草原的面积广阔，每年所固定的太阳能总量更为可观。因此，草原生态系统在生物圈的物质循环和能量流动中，同样起着非常重要的作用。草原生态系统有着丰富的生物资源。草原上不仅生活着大量的牧草和牲畜，还生活着许多其他动植物和微生物。草原上的动物种类繁多，由于气候干旱，草原上鱼类、两栖类和爬行类较少，但却是许多昆虫、鸟类和哺乳类(尤其是啮齿类)的乐园，也是许多珍稀动物的故乡。草原生态系统在水土保持和防风固沙等方面起着重要作用。与干旱少雨的气候条件相适应，草原植被的根系发达，对土壤有较强的固着作用；茂密的茎叶能够阻挡风雨对土壤的侵蚀；土壤中动物和微生物的活动使土壤多孔而疏松，能够吸纳雨水，减少地表径流，进而保持水土。草原是人类的畜牧业基地。草原上的牲畜不仅能够为人类提供大量的肉和奶等食品，还能为人类提供重要的工业原料。

我国草原生态系统的现状我国的草原面积将近四亿公顷，约占国土面积的百分之四十，居世界第二位。但是，长期以来，由于对草原的不合理利用，我国的草原面积正在急剧减少，草场退化十分严重，不少地方的草原已经或正在沦为寸草不生的沙漠。草场退化的具体表现是牧草稀疏低矮，杂草和毒草增多，严重时导致草场的沙漠化。草场沙漠化的原因有很多，其中过度放牧和盲目开垦是主要原因。适当的放牧可以刺激牧草分蘖，促进牧草生长，但是，如果草场上放养的牲畜过多，牲畜吃掉的牧草量就会超过牧草的生长量，使牧草地上部分逐渐稀疏低矮，影响牧草通过光合作用制造有机物的过程；牧草的根由于得不到充足的养料，就会导致根系变短，根量变少，并且影响种子的形成，进而影响牧草的繁殖；同时，土壤受到牲畜的过度践踏而板结，也会影响到牧草的生长。由于草原植被具有很强的保持水土和防风固沙的能力，草原植被的大量减少必然导致水土流失和沙漠化。草原生态系统一般都分布在干旱少雨的地区，盲目地将草原开垦为农田，不仅粮食产量低，还会破坏草原植被，导致草地沙漠化。此外，由于乱捕滥猎草原有益动物，使鼠类天敌减少，导致鼠类猖獗；破坏与草原接壤地带的森林等，也是导致草场沙漠化的原因。由于人类的不合理利用，草原上动植物资源也遭到严重破坏。名贵药材肉苁蓉、锁阳和内蒙黄芪已经非常少见，野驴、野马、野骆驼、野牦牛等动物都处于濒危状态(如图)。草原生态系统的合理利用和保护通过上面的分析可以看出，在草原上应当以发展畜牧业为主，不能盲目开垦种植农作物。在发展畜牧业时，应当根据牧草的产量和质量，合理确定载畜量，防止过度放牧。为了实现对草原资源的合理利用，应当发展季节性放牧和划区轮牧。在我国大多数草原地区，每年6～9月是牧草生长旺盛的时期，因此，应当充分而合理地利用水草丰美的季节，多养牲畜，肥育肉畜，达到夏壮秋肥的目的。而在缺草的寒冷季节到来之前，大量屠宰牲畜，就可以减轻冬春草场压力，避兔发生“冬瘦春死亡”的现象划区轮牧就是根据草场的产草量和畜群的大小，把草场划分成若干个小区，每个小区放牧一定天数，在这些小区轮流放牧。划区轮牧能够使牲畜充分均匀地采食牧草，并且能够使牧草获得充足的生长时间，有利于牧草的恢复。此外，实行划区轮牧，还可以使牲畜的活动范围缩小，减少对牧草的践踏，同时减少牲畜自身能量的消耗，有利于牲畜的肥育。为了提高牧草的产量和质量，还应当采取合理灌溉、施肥、灭鼠防虫等措施。这里应当强调的是，在灭鼠防虫方面，如果单纯依赖毒饵和农药，就会造成严重的环境污染，使鼠类和害虫的天敌大量减少