农牧交错带讲座

1、农牧交错带讲座（一）,秦树辉 2009.11.17.,第一章 生态交错带,农牧交错带是生态交错带的典型类型,一、生态交错带的概念、类型及特征,生态交错带的概念 1905年，由美国著名生态学家克列门兹（F.E.C1ements）首次提出：用来描述一个物种从一个群落到其界限（分布边界）的过渡分布区。 美国EPOdum（1971）定义为：生态交错带为两个群落之间的过渡带。,1987年1月法国巴黎会议定义：“相邻生态系统之间的过渡带，其特征由相邻的生态系统之间相互作用的空间、时间及强度所决定。” 傅伯杰：“生态交错带是指不同景观斑块空间邻接产生的与斑块特征不同的边缘带。”,生态交错带的类型,1、生态交

2、错带的空间类型 水陆交错带 干湿交错带 农牧（林）交错带 森林边缘带 沙漠边缘带 城乡交错带 梯度联合带 地表水/地下水过渡带,2、生态交错带的时间类型 短暂交错带、季节交错带、年际交错带、永久交错带 3、生态交错带的尺度类型 微型交错带、中型交错带、大型交错带、巨型交错带,生态交错带的基本特征,生态交错带是一个生态应力带。 生态交错带具有明显的边缘效应。 生态交错带具有正负双重效应。 在一般情况下，生态交错带具有较高的生物多样性，但人类的强烈活动可导致多样性的降低。 生态交错带是环境敏感区域，很容易遭到干扰和破坏，因而是生态风险较大的区域。,二、生态交错带的描述,生态交错带的结构描述 大小生

3、态交错带的面积或体积； 形状生态交错带形状的规则与不规则性； 生物结构物种多样性和生物量的分布等； 内部异质性生态交错带的空间异质性； 密度生态交错带的单位面积上群落类型的个体数量； 垂直性生态交错带结构的总高度和成层性； 曲度直线长度除以总长度；,生态交错带的功能描述指标 稳定性生态交错带的抗干扰作用； 波动生态交错带受干扰后的恢复能力； 能量生态交错带的生产力； 功能差异生态交错带与相邻生态系统间的功能差异；,通透性生态交错带对能量流、物质流和信息流的通透能力； 过滤器生态交错带对生态流有选择的通过作用； 源生态交错带作为能量、物质聚集地向外辐射影响的作用； 汇生态交错带汇集、累积能量、物

4、质的作用；,边缘效应与原理,1、边缘效应的概念 边缘效应指不同性质的生态系统类型在空间邻接时产生的边缘地带的特殊功能。 2、影响边缘效应的主要因素： 群落形状； 群落面积 接触宽度； 接触时间； 相邻景观的相似性。 自然与人文干扰的强度、频次和时间。,3、边缘效应的基本原理,边缘生境与内部生境原理： 在群落形状规则（园形或正方形）的情况下，面积越小，边缘生境与内部生境的比值越大，边缘效应越大；反之，面积越大，边缘生境与内部生境的比值越小，边缘效应越小。,边缘比（周长面积）原理： 在面积一定的情况下，边缘比越小，群落形状越规则，内部生境越大，边缘效应越低；边缘比越大，群落形状越不规则，内部生境越

5、小，边缘效应越高。,自然与人工原理： 大多数自然类型的边缘是曲折、复杂、和缓的，而大多数人工类型的边缘是平直、简单、僵硬的。,边缘种与内部种（敏感种）原理： 边缘效应较大的群落，边缘种与内部种的比值加大，边缘效应较小的斑块，边缘种与内部种的比值减少。 平直边界与弯曲边界原理： 生物在平直边界上多与边界平行运动，而在弯曲边界上多沿垂直方向运动。,平直边界与弯曲边界原理,第二章 农牧交错带,一、农牧交错带概念的提出,感性认识上: 按农业气候资源和农业区划，以400 mm 年降水量等值线（即从大兴安岭、通辽、张北、榆林、兰州、玉树至拉萨附近）为界，可分为两大区。以东、以南是种植业为主的农区，以西、以

6、北是畜牧业为主的牧区。,赵松乔最早提出农牧交错带的 ，他认为农牧交错带是：,是我国东部季风气候区向西北内陆干旱区过渡的地带； 是集约农业区向游牧牧业区过渡的地带； 是集约农业地带向粗放农业地带过渡的地带； 是圈养畜牧业向游牧畜牧业过渡的地带； 是农耕文化向游牧文化过渡的地带。,以后，周立三等、赵松乔等、周廷儒等均对农牧交错带的定义、界线、范围以及农牧业生产配置、农业区划和环境特征等问题进行了研究。 共同的结论是：中国北方存在着由东（南）部农业区向西（北）部牧业区过渡的农牧交错带。,二、农牧交错带地理位置的确定,关于农牧交错带范围的界定，最初学者们都以400mm年降水量线为界线划分，从内蒙古高原

7、东南缘，经辽西、内蒙古东南和中南及西南部、冀北、晋陕北部和宁夏中部，现在被称为北方农牧交错带。,气候寒旱，农牧交错带南进,气候寒旱，农牧交错带南进,气候暖湿，农牧交错带北退,气候暖湿，农牧交错带北退,未来暖湿期农牧交错带的变化,未来干燥期农牧交错带的变化,但用400mm等雨量线的划定方案忽略了在我国川西、滇西北地区事实上还存在着一条明显的农牧交错地带。 它在形成、演变与特点上都与北方农牧交错带有很大区别，故被称为南方农牧交错带。,这一农牧交错带位于横断山区，受东南季风和西南季风两大气候类型的影响年降水量平均可达700900 mm ，水分条件可满足农业生产的需要，而海拔较高、热量不足是农牧业发展

8、的主要限制性因素。,南方农牧交错带,北方农牧交错带的分布和界定,气候学者李世奎等：按主导指标即年降水量400 mm 的保证率为50 %20 %。 刘良梧等认为，中国北方农牧交错带，北起大兴安岭西麓的内蒙古呼伦贝尔，向西南延展，经内蒙古、河北北部、山西北部，直至鄂尔多斯、陕西北部。 中国种植业区划把包括内蒙古阴山山脉以南至宁夏、陕西、山西、河北、辽宁等长城沿线的共110 个县旗市，划为农牧交错区。,朱震达等认为，中国北方农牧交错带沙漠化地区包括黑龙江省嫩江地区的一部分，吉林省白城西部、辽宁西北部、内蒙古兴安盟东南、通辽市大部、锡林郭勒盟南部、乌兰察布市后山、鄂尔多斯市大部、河北承德地区北部和张家

9、口地区、山西西北部、陕西榆林地区北部和宁夏东南部。 赵哈林根据多年在该区的实地考察和研究经验，将我国北方农牧交错带界定于降水量300450mm，降水年变率15%30%，干燥度1.02.0范围内。,赵哈林,三、农牧交错带的形成与动态变化,（一）中国全新世时期的环境演变 中国全新世植被带南北移动特征表,历史时期我国部分地区气候变化,单位：a,B.P.,（二）早期农牧交错带的动态变化,考古学证据表明，在我国现代以半农半牧为特征的北方农牧交错带地区，史前曾是以农业为主的地区。 1、史前原始农业 最早的史前原始农业于80007000aBP发现在内蒙古东南部地区，即兴隆洼文化。,内蒙古中南部地区的原始农业

10、文化在7000aBP以后才开始出现。在此后至4300aBP期间的考古文化虽出现数次文化间断现象，但文化类型均为定居农业文化为主，兼营狩猎，其晚期，农业文化已十分发达。 因此，现在的农牧交错带地区当时基本上属于原始农业区。,2、牧业文化的兴起,40003500aBP是一个气候状态发生急剧变化的气候转折时期，标志着全新世大暖期的结束。 随着气候变冷，我国北方地区的原始农业文化普遍衰落，牧业文化兴起，发生了从农业文化向牧业文化转变的过程。,内蒙古中南部地区农业文化衰落过程两个阶段。,老虎山文化 （45004300aBP） 朱开沟文化 （42003500aBP）,内蒙古东南部地区农业文化的衰落。,夏家

11、店下层文化 （40003500aBP） 魏营子文化 （3500aBP ）,（三）古代与近代农牧交错带的进退,3500aBP以后，长城沿线地区的游牧文化进一步向南、向东南扩展，并在北方长城沿线地区形成以半农半牧、时农时牧的土地利用方式为特征的农牧交错带。 战国以后所修建起来的长城成了中原农业的汉民族文化与北方游牧的少数民族文化的分界线，西汉司马迁称其为“农牧地区分界线”。,秦和西汉为本区历史上第一次农业大规模开发时期。 东汉以后，由于停止移民屯垦和北方游牧民族的内迁，农牧界线曾向南推移，使草原和森林植被有所恢复，牧区范围有所扩大。 唐宋时期是继秦汉之后，在本区历史上第二次大规模的农业开发时期。在

12、唐代中叶以后农牧地区分界线又向北推移。 唐朝以后的五代、两宋以至元代时期，农牧界线大体在今陕北与内蒙古之间。,辽代建立前，北方地区相继为匈奴、乌恒、鲜卑所统治，农业衰退，畜牧业兴旺，植被恢复。全辽文描述当时“春来草色一万里，芍药牡丹相间红”，“平沙软草天鹅肥，胡儿千骑晓打围”，反映了当时平坦开阔的沙质草原景观。 辽建国初期，大批战俘和汉民迁入，给当地农业带来巨大影响，到10世纪中期已成为“编户数十万，耕垦千余里”的农区。,13世纪以后，元朝统治中心南移，这里成了蒙古族的活动范围，经济活动重新转为以畜牧业为主，天然植被逐步恢复。 明朝末年由于实行“军屯”和“民屯”，以就地解决当地军民粮食问题，造

13、成“屯田遍天下，而西北为最”。,古代与近代干湿期变化 26001800a,B.P，为干期，历时800年 18001600a,B.P，为湿期，历时200年 16001000a,B.P，为干期，历时600年 1000 600a,B.P，为湿期，历时400年 600 200a,B.P，为干期，历时400年,交错带年降水量变化的波动性（史培军） (一)40年来降水量变化的波动 1年降水变率一般在2050%之间，交错带东部在20%左右，西部在30%左右。 连续旱年不断发生，23年连旱常有发生，甚至出现连续5年之久的干旱。 2年内46月降水变率一般在30一35；西部可达40以上。7-8月降水变率在2540

14、之间。,(二)250年来降水量变化的波动 逐年最大值与最小值之差可达23倍，年变率在30一35之间。 (三)500年来降水量变化的波动 依据树木年轮和历史资料恢复了这个时期的降水量，结果表明逐年最大值与最小值之差可达263mm，年变率也在30以上。 (四)2000年来降水巳变化的波动 极端值之差可达300mm早涝比变化幅度在0-12之间。 (五)10000年来的降水量波动 降水波动的表现在湿润期增加30-40，干燥期减少3540,秦初,隋唐,明,现今,赤峰地区农牧交错带变化,170004000a，B. P. 温暖湿润，农业文化时期，锅撑子山遗址出土大量石犁、石锹、石磨盘、石环、刮削器、多种骨器

15、和夹沙陶器等。 2、40001000a，B. P. 初期雨量逐渐减少，森林草原景观可能已较典型。西拉木伦河以北河谷农业似已衰退，但赤峰附近农业仍很发达。属于夏家店下层和上层文化。林木砍伐和畜牧业规模显著加强。,3、公元900至1200年 辽金时期重视农业。大量人口从事农业、冶炼和制造业劳动促进了地方经济繁荣，城邑增加和文化进步，农业逐渐加大其经济影响，但牧业仍占重要地位。“上京地沃宜耕种，水草便畜牧”，农用土地集中在乌尔吉木伦河谷、嘎斯大河、查干木伦河及巴林桥以上的西拉木伦河南北河谷。,4、公元12001900年 元、明和清初基本停止农业活动，以牧为主经营方式。据称当地知州射虎以万计足见林牧茂

16、密人烟稀少。后两路居民更少，到1270年和1295年才分别建城。明朝控制本区时间极短，连同清朝早中期均为蒙古牧民活动地盘，很少发生战乱。虽然气候经历了冷暖变化，但700年的休养生息仍然保证次生森林在山区和沙地获得恢复发展。土壤天然肥力也大为提高，为共用农垦创造优越条件。,5公元1901年至今 光绪二十七年(1901)开始蒙地屯垦，执行移民实边政策。此时垦殖大军已把围场南部森林全部伐光，其前线到达翁牛特旗乌丹城(200户)与克什克腾经棚至刘家营子一带，巴林旗仍为野草丛生的草地。1908年为了管理西拉木伦河以北、查干木伦刘家营子间的巴林垦务，正式设立林西县。到1926年此县迁出蒙族牧民约1500户

17、但总人口已达8.76万人，共放荒地5000公顷，标志本区进入第三次农业开发新高潮也是对沙地和山地植被破林的最大冲击。,（四）近现代农牧交错带的动态变化,一般来讲，长城一线就是我们通常所说的现代北方农牧交错带的大致区域。这是因为： 从气候上讲，长城的走向基本与400mm降雨等值线一致，是半干旱与半湿润气候的分界线； 从土壤类型上讲，其南侧以黄土为主，北侧以风沙土为主，是黄土和风沙土的分界线；,从历史上讲，长城既是政治军事分界线，又是汉族的定居人口和少数民族游牧人口的分界线。 从民族习惯上讲，历史上长城以外的少数民族很少从事农业生产活动，而长城以内的汉族在屯垦戍边过程中，既要从事农业，又要从事牧业

18、生产活动。,虽然，历史上在一些地区和时期，农牧交错区也时有越过长城向北推进，但它毕竟是局部的，并不影响农牧交错带大的历史分布格局。只是到了清朝，随着人口的大量增长，这条分界线才受到破坏。,清乾隆以后我国人口已从1亿人发展到超过4亿人，迫于人口压力，实施蒙旗放垦，农田又发展到阴山以北，特别是到了清光绪年间，长城内外所留“草地仅十分之二三”，境内草原被开垦殆尽，使得农牧交错带的北界向北推移。,在垦荒政策指导下，大批农民越过长城从事农业活动，使农牧交错带迅速向北推进几百公里。农牧交错带的北移错位，使之进入了气候不稳定，旱灾频繁，风沙流活动强烈的生态脆弱区。,全国解放以后因为错误的指导思想和经济上的原

19、因以及失于监管，一些不宜开垦的草原、荒漠地区也被相继开垦，扩大了农牧交错带的范围，导致该区生态环境的恶化。,盲目开垦形成的沙尘暴,五、农牧交错带生态环境恶化的主要因素,（一）土壤基质的不稳定性与贫瘠性 农牧交错带土质结构疏松，在内营力和外营力的作用下，易受土壤侵蚀。黄土高原土壤侵蚀面积43万平方公里，严重的水土流失面积28万平方公里，最为严重的粗沙区面积15.6万平方公里。年均侵蚀模数0.51万吨平方公里，高的可达2万吨平方公里。黄河河流含沙量居世界诸大河流之首。,农牧交错带风力侵蚀也十分严重，仅2002年我国就出现7次大的沙尘暴，横扫我国甘肃、内蒙、宁夏、山西、陕西、河北、天津、北京8省（市

20、区）140万平方公里，耕地28.5万公顷，草地236万公顷，涉及总人口1.3亿。 据有关资料统计，农牧交错区黄河干流风沙入河地段长402km，主流段风沙入河泥沙量每年达5000吨，支流进沙河段总长1330km，年入河泥沙量达1亿吨。,我国沙漠化地区共有灌溉渠道12.6104km，经常受风沙危害的有5.1万公里，占40.5%。 同时，农牧交错带地区土地比较贫瘠，生产水平低，大部分耕地有机质N、P含量低，农作物产量100200kg亩的占耕地面积的23以上，长城沿线风沙区粮食单产为59kg亩，个别地区只有15kg亩。,（二）自然灾害的频发性,1、旱涝灾害 陕甘宁青蒙1964年11月1965年4月的1

21、71天内平均降水量只有26mm；陕西从1979年9月1980年5月连续“双百日”大旱，科尔沁沙地20世纪2040年代平均每5年发生一次旱灾，4060年代每34年发生一次旱灾，到70年代以后则每23年发生一次旱灾。松嫩平原19491969年的20年间，旱灾发生频率为23.8%，涝灾为33.3%，而19701990年的20年间，旱灾发生频率为33.3%，涝灾为47.6%，分别增加了39.9%和14.3%。,2、暴雨 农牧交错带地区降雨集中，且多暴雨，降雨强度大，汛期降雨量约占全年降雨量60%-70%，日降雨量曾有700800mm的记录，极易造成洪害，并继发滑坡、泥石流和水土流失灾害。 3、水土流失

22、 在陕北、陇东和晋西等地，地面切割破碎，沟道密度5公里平方公里，地形坡度陡，侵蚀极为强烈，年侵蚀量在2000 5000吨平方公里以上，若遇上特大暴雨输沙量可达30000-40000吨平方公里。,4、土地沙化 贺兰山以东沙漠化总面积33万平方公里，占全国沙漠化土地总面积的82.9%，其年均增长率为1.39%。 乌兰察布市和锡盟沙漠化发展最快，20世纪70年代到80年代中期年均增长率分别为6.2%和9.2%。 毛乌素沙地沙漠化面积达到35559.6平方公里，占监测区总面积的72%。 科尔沁沙地从70年代到80年代严重沙漠化土地从2908.3平方公里增加到5419.8平方公里，平均每年丧失可利用土地资源20900.3hm2。,5、大风和沙尘暴 在春夏季大风可加剧土壤蒸发失墒，在秋季可使作物严重减产，在冬季可加重越冬作物冻害。严重时可直接造成人、畜生活困难甚至死亡。例如：2000年一年12次的沙尘暴造成的经济损失达5.64亿元人民币。 再如，河北张北县50年代年平均风速、春季风速、年大风日数分别为4.5米秒、5.8米秒和16天，到70年代分别增至4.9米秒、6.4米秒和66天。宁夏盐池县50年代年均扬沙日数和沙暴日数分别是72.5天和12.5天，到70年代增至97天和22.8天。,（三）自然植被的退化,内蒙古1983年有退化草地21万平方公里