草原生態

草原生態由地理和氣候條件決定。草原生態系統主要包括植物、遷徙的野生動物、人類和飼養的牲畜等組成。

基本介紹

• 中文名：草原生態
• 決定：地理和氣候條件
• 包括：植物、遷徙的野生動物
• 詞性：名詞

草原生態

草原生態由地理和氣候條件決定。

草原生態系統主要包括植物、遷徙的野生動物、人類和飼養的牲畜等組成。

草原是地球最大的碳儲庫之一，占地球有機碳總量的33%—34%，是目前人類活動影響最為嚴重的區域，草原生態系統對維持全球及區域性生態平衡有極其重要的作用。

這裡說的是內蒙古大草原，千年來中國人對這片大草原最著名和最準確的描述是白居易的“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風吹又生。遠芳浸古道，青翠接荒城。。。”。

當代學者對這片大草原生態系統最準確的描述來自下面的文字：

“首先向各位概述一下中國北方草原生態和社會的一些特點，事實上在中國所謂長城以北是一個乾旱區和半乾旱區的生態系統，實際上是有自身獨特的生態特點的，就表現在自然資源高度的不確定性，主要體現在降水量非常少，可能在有些地區低於年降水量150毫米，而且降水的變率非常大，雨量、降水時間、地點都非常不確定，在這種自然資源高度不確定的情況下，人們如何維持他的生計?在草原區事實上生活著蒙古的遊牧族群，他們在適應這種高度不確定的環境當中有自身的策略，這個策略的核心特點就是流動。這個流動並不是我們很多人所想像的那樣，是一種漫無邊際、沒有目的的流動，事實上在這個看不到邊的蔚藍的草原上有著非常清晰的社會邊界，雖然這種邊界不是固定的，但是它非常清晰，這種邊界是依賴於社會的規範來實踐的，它非常明確的規範著人們的行動。事實上這種流動性不僅體現在遊牧族群能夠在多變的生態條件下靈活應對的這樣一種能力，而且也體現了他們自身的社會組織在不確定的條件下保持秩序和整合的一種能力，可能對現代社會的社會組織方式有很多借鑑的意義。” -荀麗麗（中國社科院）

草原變化

現在的內蒙古大草原生態已經發生了很大變化，主要是大量農業人口進入請看下圖：

為波尼地區的能流模型，該地區植物生長期內 (154天)的太陽輻射總量為每平方米4158000千焦耳，生理輻射量為每平方米1966000千焦耳，植物淨生產量約固定總輻射量的0.34%，生理輻射量的0.73%。植物所固定的能量約15%分配於地上部分，而85%分配於地下部分（在水分條件較好的馬特多，相應數字為43%與57%）。植物地上部分能量約有 6.7%流入消費者體內，其餘大部分隨枯死部分進入凋落物中。植物地下部分的能量大部分轉入土壤生物，主要是進入土壤微生物。由於土壤微生物的能量不僅僅得自植物地下部分，因此它的流通總量高於當年流入植物地下部分的總量。

草原的物質循環

物質循環是草原生態系統的另一重要機能

氮循環

固氮微生物對草原生態系統氮的輸入起重要作用，其中共生固氮菌，特別是豆科植物的根瘤菌更為重要。在適宜的生長條件下，根瘤菌在人工草地上的固氮量達每年每公頃100～300千克(1970)，高產苜蓿地上甚至可達每年每公頃 670千克(1965)。但多數天然草地上豆科植物較少，如中國及北美草原上豆科植物比例一般不到草群總重量的10%,有時甚至不到1%,因此,這裡共生固氮菌的固氮量遠低於上述數字。即使如此，它們的固氮量仍是可觀的。除豆科植物外，草原上還有一些植物能與根瘤菌共生，如盧多維奇氏蒿、纖細仙人掌等。非共生固氮菌在草原氮素輸入中也起一定作用，一般固氮量為1～2千克/（公頃·年）；藍藻的作用不大；而通過降水輸入的氮約為3～4千克/(公頃·年)(1980)。大致講來,植物地上部分氮素周轉率至少在50%以上,而地下部分均為19%。研究表明，植物體的氮素只有一部分流入腐殖質，另一部分流入微生物，還有相當一部分以無機氮形式釋放出來(ƒ2，ƒ4)。1980年估計，北美矮草草原上從植物體進入土壤腐殖質的氮不超過10%，而腐殖氮的礦化率每年僅為 0.2%。如波尼附近草原上的植物每年需氮量約每年每平方米7克，其中僅1.8克來自腐殖質，5.2克直接來自凋落物。

氮素可以通過動物移動，植物產品的收割、揮發、淋溶等方式流出生態系統而損失。一般情況下，草原上氮的損失量要比農田小得多，因為在乾旱、半乾旱地區，通過淋溶而損失的氮素微不足道。但在過牧地或施氮肥後，氨態氧可能通過揮發而大量損失。1970年有報導說，排泄在草原乾燥土壤上的牛尿中，90%的氨態氮被揮發掉。野生動物的移動對草原養分循環的影響不大，一般家畜攝取養分的80%～90%以糞便等形式返回土壤，它們帶走的營養物質通常不超過其攝取量的10%（1956）。總之，在自然狀態下氮素的流出量不大。常常是流入量略大於流出量，即土壤庫中的氮素逐年積累。但另一方面，系統內氮素的年輸入量遠不能維持植物年生長對氮素的需求量，如北美矮草草原上植物體所含氮素量達每年每公頃 428千克(1977)，這可能是當地氮素年輸入量的10倍以上。可見，已存在於系統中的氮素的再循環對草原是重要的。據同一地點測定,0～36厘米土層中的氮素達每公頃3725千克，幾為植物體氮素的9倍,這說明參與循環的氮素僅為系統內總氮量的一小部分。

值得指出的是，人為地從草原上取走大量動植物產品，便可使草原的氮素循環失去平衡。例如中國草原區東部的天然割草場，常常由於連年刈割而導致產量、質量持續降低。在這種情況下，則須通過施氮肥或種植豆科牧草以增加草原的氮素輸入，保持氮素平衡。開墾原始草原也會使土壤中有機物質的分解加速，收割和水土流失又帶走大量的氮。因此，開墾草原實際上是在開採土壤中的氮貯庫，因此必須通過增施氮肥來維持氮素平衡。

磷循環草原土壤中磷的總量以及有機磷對無機磷的比例，與氣候條件尤其是氣溫有密切聯繫(1961)。如在美國草原,從南往北隨著氣溫的降低,土壤表層15厘米內總磷量呈現有規律的增高。此外，在總磷中可利用的有機磷數量常常超過無機磷，這點與耕作土壤迥異。看來，在草原的磷循環中，有機磷的轉移起著重要作用。

植物吸收的磷僅為土壤中可利用磷的一小部分。植食動物所攝取的磷,約有60%以上通過糞便排出,歸還土壤,通過動物所移走的磷不到動物吸收總量的10%(1967)。大部分磷在有機物殘體中長期保存下來。土壤中有機磷的礦化與有機氮和碳的礦化有密切關係。1977年估計，在北美草原上，磷的礦化速率約為每平方米3～6.4克。分解者對磷的攝取幾乎5倍於植物吸收量,有機磷的礦化量與磷的總攝取量接近平衡，因此當生長季結束時土壤中有效無機磷的含量幾乎與生長季開始時相等。

草原的開發利用

以單位面積動物量計算，草原在所有陸地生態系統中名列前茅。早在舊石器時代，人們就大量捕殺非洲稀樹草原和歐亞大陸草原的野生動物；當人類第一次越過白令海峽移入北美時，那裡草原動物也遭到同樣的命運。在最近的一次冰期，僅非洲和北美就有61個大型草原哺乳動物的屬被消滅，當然這主要由氣候的重大變化引起，但人類的捕殺也無疑起了一定作用。當人類學會使用武器之後，摧毀草原野生動物的速度加快了。1870年前後，北美草原上還有千萬頭野牛到處遊蕩，隨著對美國西部的開發，30餘年間已把野牛消滅殆盡。現在，這種動物只能在國家公園內才能見到。歐亞大陸草原上的野馬已近絕跡，野驢、野駱駝也已很少。

人類大量捕殺草原野生動物的同時，又把一些對自己有用的動物馴養起來。逐漸地，家養動物代替大型野生動物成為草原上主要的消費者。在原始狀態下，草原生態系統中的食物鏈比較長，食物網也比較複雜。各種動物之間以及動物與植物之間通過相互制約和自然調節而保持穩定與平衡。一旦家畜代替了野生草食動物，種類貧乏了，食物鏈縮短了，草原生態系統變得比較脆弱。當然，放牧畜牧業較之狩獵是人類社會的一大進步，也給人類提供了更多的動物性產品。但在人口壓力日漸增加的今天，不少地區無限制地利用草原，不考慮草原的生產力而盲目增載入畜量，結果使草原生態系統入不敷出，破壞了生態平衡，導致草原生產力的持續降低。因此，在放牧利用條件下，應以草定畜，把牲畜數量保持在能使草原正常更新的範圍內，據試驗，當牲畜採食量長期超過地上產量的50%時，就會引起產量降低，草質變壞，導致經濟收入的降低，只有在這一限度內實行輕牧，報酬才是最高的。因此應在研究不同草原類型的生產力及其動態的基礎上制定適宜的載畜量，以保證草原的更新、保持草原的生態平衡。同時，可通過培育牲畜良種以及加快周轉等措施，增加單位草原面積的畜產品。

除放牧利用外，今天世界草原的很大一部分已被農田所代替。如北美的高草草原目前已開墾殆盡，成為美國玉米和小麥的主要產區；在匈牙利，昔日的“無林草地”目前幾乎皆成為農田；南美東部的草原亦殘存無幾，大部為農田和人工草地所取代；蘇聯草原也進行了大面積墾植。在中國,黃土高原早在千年前已被徹底開墾;鄂爾多斯草原也在幾百年前開墾殆盡，這些地區開墾之後，由於作物單一和粗放經營，水土流失嚴重，土壤肥力迅速消耗，不少地段已成為不毛之地，是中國土地單產最低的區域之一。天然草原的土壤質量較高，尤其當禾草中混生適當比例的蟲媒傳粉的雜類草時，可形成肥力極好的土壤類型，草原黑土與黑鈣土便是地球上最肥沃的土壤。草原轉為農田,消除了天然禾草與多種雜類草,代之以一年生作物，後者腐殖質形成作用很低，而且其產品被大部分取走。因此，草原開墾後若不通過施肥來補充養分，則土壤肥力很快降低。如中國東北平原的黑土，原始狀態下腐殖質層厚達50～70厘米,有機質含量達6%～15%，開荒後4～5年內產量很高，若不施肥，15年後僅及前5年產量的一半,40年後肥力基本耗竭。至於條件較差的草原，這一過程更短得多。可見，草原的開發必須伴隨恢復肥力、保持生態平衡的一些措施，否則將導致資源枯竭。目前草原開墾後保持養分平衡的辦法有幾種：一是輪歇,如美國西部，有些草原開墾後種小麥,呈條帶狀間隔種植，種一年歇一年，條帶間互相輪換。這不但對恢復地力有益，而且對保持土壤水分也起一定作用。二是輪作，作物與苜蓿多年生牧草輪流種植，藉助豆科牧草固定氮素，從而保持土地資源的生產力。三是對已墾農田進行灌水、施肥等耕作措施，不斷施入補加能量。進行集約經營，保持高的生產力。一般地說，施入的補加能量越多，生產力也越高。但近來不少地區發現，當生產力達到一定水平之後，即使繼續投入高額補加能量，生產量的增加也越來越少，而且土壤性狀亦趨變壞。因此，利用輪作維持土壤養分平衡的辦法日益受到重視。中國草原區的農田，過去開墾後廣種薄收，連續單一種植，只取不還，只用不養，結果不少地區土壤肥力及生產力持續下降。今後，草原的利用、改造須考慮到資源的持續利用。在開墾時，就要設計出保持生態平衡的有效措施。

參考書目

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