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[科普中國]-草原植被

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草原植被(grassland vegetation),是溫帶半濕潤(rùn)地區(qū)向半干旱地區(qū)過渡的一種地帶性植被類型,由低溫旱生多年生草本植物組成的植物群落。草原植被,由低溫旱生多年生草本植物(有時(shí)為旱生小半灌木)組成的植物群落。

形態(tài)特征在歐亞大陸,草原植被自歐洲多瑙河下游起,呈連續(xù)的帶狀東伸,經(jīng)羅馬尼亞、蘇聯(lián)和蒙古,直達(dá)中國,構(gòu)成世界上最寬廣的草原帶;在北美洲,由南薩斯喀徹溫河始,沿經(jīng)度方向南抵得克薩斯,形成南北走向的草原帶(Pra-irie);在南美洲,主要集中于阿根廷和烏拉圭,稱為潘帕斯群落(Pampas);在非洲主要分布于南部,面積很小。在草原植物中,旱生結(jié)構(gòu)普遍存在,如葉面縮小、葉片內(nèi)卷、氣孔下陷等;植物的地下部分發(fā)達(dá),其郁閉程度常超過地上部分。多數(shù)植物根系分布較淺,集中在0~30厘米的土層中。植物的發(fā)育節(jié)律與氣候相適應(yīng),季相明顯。以營養(yǎng)繁殖為主。就生活型而言,以地面芽植物為主。雖然各地組成草原的植物種類差異很大,但針茅屬(Stipa)植物普遍,特別在歐亞草原植被中表現(xiàn)更為明顯。

草原植被分類依據(jù)草地類型是反映植被基本特征一致、生境條件基本一致的所有草原地段的總稱。草地類型本身就客觀地反映了區(qū)域的水熱、地形和土壤等生態(tài)條件,而且是用草原分類系統(tǒng)來表達(dá)各類型草地的從屬關(guān)系,并通過草地類型組合特點(diǎn),分析草地植被發(fā)生學(xué)上的聯(lián)系。草地類型劃分的理論依據(jù)是:在草地發(fā)生與發(fā)展規(guī)律指導(dǎo)下,根據(jù)草地的自然特性和經(jīng)濟(jì)特性加以抽象、類比,按其實(shí)質(zhì)的區(qū)別與聯(lián)系,探討各類草地的發(fā)生學(xué)關(guān)系,確定其發(fā)生系列等。其中,草地的生境條件,包括氣候、土壤、水文等,以及草地植被是劃分草地類型的重要依據(jù)。

(1)氣候條件

氣候條件是草地植被發(fā)生學(xué)屮最為關(guān)鍵的生境條件之一,同時(shí)決定著草地類型的形成與發(fā)展,也是劃分草地類型的重要依據(jù)。草地類型學(xué)理論產(chǎn)生于草地發(fā)生學(xué),即草地類型來源于草地的發(fā)生。草地受氣候、地形、土壤、生物等多種因素綜合作用和相互影響下,不斷地發(fā)展變化,并形成了類型各異的草地。其中,氣候條件是最基本的影響因素,特別是水熱要素的差異決定著草原生物生存與繁衍的基本糸件,水熱條件越好,草原植物生長(zhǎng)越繁茂,草原生物群落結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,反之,則逐漸衰亡或衰敗,表現(xiàn)為草原生物對(duì)環(huán)境中水熱要素的高度依賴性。同時(shí),氣候要素空間上的有規(guī)律分布,也促成了草原植被的地帶性分異,并決定著草原類型的基本特征,表現(xiàn)為草原生物對(duì)氣候因素的高度適應(yīng)性。具體地說,這種草原生物對(duì)氣候要素的適應(yīng)性就是指在一定的水熱條件下產(chǎn)生相應(yīng)的草原生物群落,形成各具特色的草原生態(tài)系統(tǒng),更為主要的是氣候因素的復(fù)雜性,以及廣泛而持久的影響性,在草地植被形成過程的諸因素中具有較髙的穩(wěn)定性,并在生境條件各項(xiàng)因素中居主導(dǎo)地位,并成為草原植被形成與發(fā)展的決定因素。

(2)土壤條件

土壤條件也是草原植被發(fā)生與發(fā)展過程中必不可少的關(guān)鍵生境因素之一。土壤和土壤質(zhì)地是植物在陸地環(huán)境中生長(zhǎng)發(fā)育的基本攴撐體和營養(yǎng)物質(zhì)的供給體,土壤類型及其理化性質(zhì)直接影響草地植物的營養(yǎng)組成、生長(zhǎng)發(fā)育、種類成分和草地生態(tài)經(jīng)濟(jì)類群,而氣候和土壤對(duì)草地植物的作用又因?yàn)榈匦?、地貌、地?shì)的不冋而發(fā)生著改變,特別是地形、地勢(shì)有把區(qū)域水熱條件再分配的作用過程和能力,進(jìn)一步影響著土壤的堆積和剝蝕盡管地形對(duì)草原植物的影響是間接的,它主要是通過調(diào)節(jié)環(huán)境中光、熱、水、氣資源的再分配過程而影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育,特別是巨地形制約著當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)的氣候和土壤等生態(tài)條件,使草原植被按著地形、地勢(shì)特點(diǎn)進(jìn)行有規(guī)律的分布,并且也使這些自然條件和草原植被特征具有明顯的地域性特征。因此,生境條件中的地形因素也是草原分類中不可忽視的重要依據(jù)之一。

(3)草地植被

草地植被是構(gòu)成草地的主體因素,也是劃分草地類型的主要依據(jù)。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,草地植被是自然條件和生物活動(dòng)綜合作用的直接反映,也是人類從事草原保護(hù)、放牧利用等生產(chǎn)性經(jīng)營活動(dòng)的直接對(duì)象。每一類型的草地植被都反映著本草地植物群落的物種組成、植被發(fā)育的強(qiáng)度和草地的自身性狀。草原植被的物種組成、群落結(jié)構(gòu)、草群覆蓋度、草層髙度、株叢密度、物種頻度,以及生物生產(chǎn)力水平、植物的生物學(xué)性狀等,都是草地植被綜合性狀的具體表現(xiàn),不同的草地植被類型反映著不同的自然條件。因此,草地植物種類、群落結(jié)構(gòu)、植被特征是反映草地自然特性和生態(tài)經(jīng)濟(jì)特性最活躍、最靈敏的指標(biāo),也是劃分草地類型最重要的依據(jù)之一1。

草原植被的作用草原植被主要由各種天然雜草或人工牧草及分散生長(zhǎng)的樹木組成。牧草特別是豆科牧草能改良草原土壤。豆科牧草根部與固氮根瘤菌共生,能將大氣中的氮合成含氮化合物,具有生物固氮功能。如每年每公頃草木樨能固氮127.5千克,苜蓿能固氮330千克。草原植被每年產(chǎn)生的大量有機(jī)物殘?bào)w經(jīng)微生物分解后增加了土壤有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)積累。

草原植被與森林植被一樣,具有涵養(yǎng)水分,保持水土,凈化、美化環(huán)境的作用,還有一個(gè)重要作用是固定流沙。據(jù)測(cè)定,北方牧場(chǎng)、農(nóng)閑地與莊稼地土壤沖刷比林地和草地大40—110倍。在降水較多地區(qū),牧草地的保土力為作物地的300~800倍,保水力為作物地的1000倍。我國南方亞熱帶草山牧場(chǎng),降雨量大且多暴雨,容易發(fā)生水土流失,故牧場(chǎng)只能設(shè)在緩坡。近年國家推行草場(chǎng)實(shí)行圍欄分區(qū)輪放,控制適宜的放牧強(qiáng)度和輪放周期,促進(jìn)牧草再生,實(shí)現(xiàn)持續(xù)利用,同時(shí)防止水土流失與沙漠化2。

生長(zhǎng)環(huán)境草原植被為適應(yīng)干旱的氣候,一般葉面積縮小,葉片內(nèi)卷、氣孔下陷、機(jī)械組織和保護(hù)組織完善;根系發(fā)達(dá),根量大于地上枝葉生物量;草群中地面芽植物和地下芽植物占多數(shù),高位芽植物極少。草原植物更新以營養(yǎng)繁殖為主,種子繁殖為輔,增加新生個(gè)體和繁衍后代的主要方式是分株撒裂和不定芽根蘗。草原群落的種類組成比較復(fù)雜,種的飽和度變化較大,每平方米波動(dòng)幅度在8~35種之間??拷謪^(qū)一側(cè),水熱組合條件比較優(yōu)越,草群高大茂密,層片結(jié)構(gòu)復(fù)雜,季相華麗,生產(chǎn)力較高;毗鄰荒漠區(qū)一側(cè),降水少,干燥度高,草群逐漸稀疏低矮,外貌單調(diào),生產(chǎn)力明顯降低。根據(jù)草群組成和層片結(jié)構(gòu)的差異,通常把草原劃分為草甸草原、典型草原和荒漠草原 3個(gè)亞型。

草甸草原是草原中較濕潤(rùn)的類型。發(fā)育在黑鈣土(或黑壚土)上,建群種為中旱生的多年生草本植物,經(jīng)常混生大量中生或中旱生雙子葉雜類草及根莖禾草和苔草。

典型草原是草原中分布最廣泛的一個(gè)類型。發(fā)育在栗鈣土上,建群種由典型旱生草本植物組成,以叢生禾草為主,伴生少量旱生和中旱生雜類草,有時(shí)還混生旱生小半灌木和灌木,形成獨(dú)特的灌木草原。

荒漠草原是草原中最干旱的類型。發(fā)育在棕鈣土(或灰鈣土)上,建群種由強(qiáng)旱生叢生小禾草組成,并?;焐罅砍瞪哪」嗄竞托“牍嗄?,有時(shí)還可成為共建種,形成荒漠化草原,雨季一年生植物層片和地衣、藻類層片的作用明顯增強(qiáng)。

從熱量生態(tài)來看,在北半球溫帶北方的草原屬中溫型草原,溫帶南方的草原更接近暖溫型草原,而在高寒山地發(fā)育形成的草原(如中國青藏高原中部海拔4500米以上的草原),屬高寒型草原。在土壤水分狀況不穩(wěn)定和發(fā)生生理性干旱的鹽漬化條件下,往往會(huì)形成耐鹽耐旱的草本群落,稱鹽濕草原或堿性草原。

分布范圍世界各地的草原有其各自的地方性名稱:歐洲匈牙利草原叫普斯塔(Puszta),俄羅斯草原叫斯特帕(Steppe),北美草原通稱普列利(Prairia),南美草原稱潘帕斯(Pampas)。

在北半球溫帶,天然草原幾乎是連續(xù)地分布在歐亞大陸和北美大陸,介于森烈地帶和荒漠地帶之間的遼闊平原、高原和臺(tái)地上,構(gòu)成一個(gè)完整的歐亞-北美環(huán)球草原帶。南半球溫帶地區(qū),在南美洲的南部和亞熱帶非洲,草原也占一定面積,但遠(yuǎn)不如北半球發(fā)達(dá)。另外,在具有同等微溫干旱生態(tài)效應(yīng)的特殊環(huán)境下,草原還可以越帶出現(xiàn)在遠(yuǎn)離典型草原中心的荒漠區(qū)山地,并在垂直帶譜中占據(jù)著相應(yīng)的位置。

①歐亞草原,世界上面積最大的草原。自歐洲多瑙河下游起,呈連續(xù)帶狀往東延伸,經(jīng)東歐平原、西西伯利亞平原、哈薩克丘陵、蒙古高原,直達(dá)中國東北松遼平原,東西綿延近110個(gè)經(jīng)度,構(gòu)成地球上最寬廣的歐亞草原區(qū)。根據(jù)區(qū)系地理成分和生態(tài)環(huán)境的差異,歐亞草原區(qū)可區(qū)分為3個(gè)亞區(qū):黑海-哈薩克斯坦亞區(qū)、亞洲中部亞區(qū)和青藏高原亞區(qū)。

②北美草原,分布在北緯30°~60°、西經(jīng)89°~107°之間的北美平原,從東向西形成高草普列利、中草普列利和矮草普列利3個(gè)草原類型。

③南美草原,分布于南緯29°~39°之間的南美廣大平原。

特點(diǎn)依建群種的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特點(diǎn),草原植被分為:

①草甸草原。草原中最喜濕潤(rùn)的類型。建群種為中旱生的多年生草本植物;?;焐罅恐猩蚝抵猩参?,主要是雜草類,其次為根莖禾草與叢生苔草,典型旱中生叢生禾草仍起一定作用;

②典型草原。建群種由典型旱生植物組成,以叢生禾草為主,伴有中旱生雜類草及根莖苔草,有時(shí)還混生旱生灌木或小半灌木;

③荒漠草原。為草原中最旱生的類型。建群種由旱生叢生小禾草組成,常混生大量旱生小半灌木,并在群落中形成穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)層片。

開發(fā)和利用草原植被的生產(chǎn)力因地區(qū)和群落類型的不同,而有很大的差異,在75~1050克/米2之間形成一個(gè)連續(xù)的變異梯度,為發(fā)展農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)提供了優(yōu)越的條件。世界各地的黑鈣土草原大多已被開墾為農(nóng)田,成為生產(chǎn)糧食的主要基地。草原群落中擁有多種藥用植物、珍奇動(dòng)物等,可供開發(fā)利用。草原作為一種自然生態(tài)系統(tǒng),還在防止風(fēng)蝕、減輕水土流失、促進(jìn)土壤肥力發(fā)育等方面具有重要的自然保護(hù)價(jià)值。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李學(xué)強(qiáng) - 教授 - 寧夏大學(xué)