草地生態(tài)系統(tǒng)概論

草地生態(tài)系統(tǒng)概論第1頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二第一章草地生態(tài)系統(tǒng)概論趙學(xué)春博士zxcbest@126.com第2頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二1.1草地生態(tài)系統(tǒng)的基本概念和特征草地生態(tài)系統(tǒng)的定義草地生態(tài)系統(tǒng)是在一定草地空間范圍內(nèi)共同生存于其中的所有生物(即生物群落)與其環(huán)境之間不斷進行著物質(zhì)循環(huán)、能量流轉(zhuǎn)和信息傳遞的綜合自然整體。第3頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二草地生態(tài)系統(tǒng)的重要性世界上，占陸地生態(tài)系統(tǒng)面積的20%中國，占陸地生態(tài)系統(tǒng)面積的40%第4頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二系統(tǒng)的定義及其構(gòu)成必備的條件系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用的事物所構(gòu)成，并具有一定功能的結(jié)合體。系統(tǒng)的構(gòu)成需要有三個必備條件系統(tǒng)是由若干組成成分構(gòu)成；各組分是相互聯(lián)系、相互作用的；系統(tǒng)的組分以整體的方式共同完成一定的功能。例如：根系由主根、分枝根和根毛組成，彼此相互聯(lián)系，相互作用，共同完成水分和養(yǎng)分的吸收功能。第5頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二系統(tǒng)與組分的關(guān)系系統(tǒng)和組分是相對的沒有組分也就不成系統(tǒng)沒有系統(tǒng)也就無所謂組分通常一個系統(tǒng)又是較高一級系統(tǒng)的組分每個組分又是較低一級的系統(tǒng)第6頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二系統(tǒng)的分類按照形成來劃分按系統(tǒng)組分的自然屬性來劃分按系統(tǒng)與環(huán)境聯(lián)系的方式和密切的程度來劃分按系統(tǒng)存在的狀態(tài)和時間的關(guān)系來劃分第7頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二系統(tǒng)的分類按照形成來劃分天然系統(tǒng)：是自然物天然形成的人工系統(tǒng)：是人工創(chuàng)建的復(fù)合系統(tǒng)：是天然系統(tǒng)和人工系統(tǒng)的結(jié)合體草地生態(tài)系統(tǒng)包括天然草地生態(tài)系統(tǒng)、人工草地生態(tài)系統(tǒng)以及兩者結(jié)合的復(fù)合草地生態(tài)系統(tǒng)。第8頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二系統(tǒng)的分類按系統(tǒng)組成成分的自然屬性來劃分無機系統(tǒng)：由自然界的無機物質(zhì)組成有機系統(tǒng)：由生命物質(zhì)組成社會系統(tǒng)：由人群組成草地生態(tài)系統(tǒng)是由無機系統(tǒng)和有機系統(tǒng)組成的，同時受著社會系統(tǒng)的影響第9頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二系統(tǒng)的分類按系統(tǒng)與環(huán)境聯(lián)系的方式和密切的程度來劃分封閉系統(tǒng)：不與環(huán)境發(fā)生物質(zhì)、能量和信息交換開放系統(tǒng)：與環(huán)境有物質(zhì)、能量和信息的交換，有物質(zhì)和能量的輸入和輸出相對孤立系統(tǒng)：是開放系統(tǒng)的一種特定形態(tài)，只能以特定的方式與環(huán)境發(fā)生聯(lián)系草地生態(tài)系統(tǒng)為開放系統(tǒng)第10頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二系統(tǒng)的分類按系統(tǒng)存在的狀態(tài)和時間的關(guān)系來劃分動態(tài)系統(tǒng)：動態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時間而變化靜態(tài)系統(tǒng)：不隨時間而變化狀態(tài)的系統(tǒng)靜態(tài)系統(tǒng)只是暫時的，這正的靜態(tài)系統(tǒng)是沒有的草地生態(tài)系統(tǒng)為動態(tài)系統(tǒng)第11頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二草地生態(tài)系統(tǒng)的組分生物因素動物植物微生物非生物因素土壤無機鹽類水、CO2第12頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二第13頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二(草地)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)不同區(qū)域，不同類型的草地生態(tài)系統(tǒng)，其環(huán)境條件和生物種類都不同，當(dāng)從營養(yǎng)結(jié)構(gòu)來講，都可以分為四部分生產(chǎn)者消費者分解者環(huán)境生物成分非生物成分第14頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二非生物環(huán)境屬于無生命的物質(zhì)，構(gòu)成無機環(huán)境基質(zhì)參加物質(zhì)循環(huán)的無機元素和化合物聯(lián)結(jié)生物和非生物成分的有機質(zhì)氣候溫度、氣壓等物理條件第15頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二土壤第16頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二巖石第17頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二水第18頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二生產(chǎn)者定義能以簡單的無機物制造復(fù)雜的有機物質(zhì)的自養(yǎng)生物草地生態(tài)系統(tǒng)中的主要生產(chǎn)者有根的綠色植物，特別是草本植物綠色植物具有葉綠素，通過光和作用把吸收的水、二氧化碳和無機鹽類合成碳水化合物和其他有機物質(zhì)，太陽能以化學(xué)能的形式被固定在化合物中第19頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二生產(chǎn)者第20頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二消費者定義直接或間接依賴于生產(chǎn)者制造的有機物質(zhì)為其生存的營養(yǎng)來源異養(yǎng)生物。特點不能夠利用無機物制造有機物質(zhì)—異養(yǎng)生物依靠生產(chǎn)者制造的有機物質(zhì)生存第21頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二消費者的類型劃分依據(jù)按其在營養(yǎng)級中的地位和獲得營養(yǎng)的方式不同草食動物----一級消費者肉食動物----二級消費者大型肉食動物（頂級肉食動物）----三級消費者第22頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二草食動物草食動物：直接采食草地植物獲得營養(yǎng)來源的動物草食動物統(tǒng)稱為一級消費者第23頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二第24頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二肉食動物肉食動物：以捕食草食動物為營養(yǎng)源的動物，肉食動物（不捕食肉食動物）統(tǒng)稱為二級消費者第25頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二第26頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二頂級肉食動物頂級肉食動物：以捕食其他肉食動物為營養(yǎng)源的動物（有時也捕食草食動物）頂級肉食動物統(tǒng)稱為三級消費者第27頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二白頭鷲捕殺星椋鳥第28頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二分解者定義把動植物體的復(fù)雜有機物分解，釋放出能量，并提供給生產(chǎn)者可以重新利用的簡單無機化合物的異養(yǎng)生物特點異養(yǎng)生物作用與生產(chǎn)者相反第29頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二分解者的類型菌類細(xì)菌、真菌霉菌、放線菌土壤小型動物蚯蚓、線蟲如果沒有分解者，動植物的尸體將會堆積成災(zāi)，物質(zhì)循環(huán)停止，生態(tài)系統(tǒng)將毀滅。第30頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二食物鏈與食物網(wǎng)定義植物所固定的能量通過一些列的取食與被食關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，把生物之間存在的這種關(guān)系成為食物鏈（foodchains）第31頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二食物鏈與食物網(wǎng)第32頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二為什么一山不容二虎？第33頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二草地生態(tài)系統(tǒng)的兩個生產(chǎn)過程生產(chǎn)者的生產(chǎn)過程—第一性生產(chǎn)（初級生產(chǎn)）消費者的再生產(chǎn)過程—第二性生產(chǎn)（次級生產(chǎn)）分解者的主要功能是把復(fù)雜的物質(zhì)分解為簡單的無機物，為分界過程第34頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型次級生產(chǎn)初級生產(chǎn)分解過程第35頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二1.2草地生態(tài)系統(tǒng)在自然界的地位和作用生物圈的功能單位世界草地面積約占陸地總面積的1/3，是發(fā)展草地畜牧業(yè)的最基本的生產(chǎn)資料和基地穩(wěn)定陸地環(huán)境保護南美的潘帕斯，澳大利亞草地，歐亞的斯太普，北美普列利；非洲薩王納第36頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二世界草地資源分布斯太普草地薩王納草地普列利草地澳大利亞草地潘帕斯草地第37頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二世界主要草地生態(tài)系統(tǒng)溫帶草地生態(tài)系統(tǒng)熱帶草地生態(tài)系統(tǒng)寒帶和高山草地生態(tài)系統(tǒng)荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)第38頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二主要分布在具有明顯干濕季的熱帶地區(qū)：非洲東部巴西高原的大部分澳大利亞和印度半島等我國熱帶稀樹草原主要分布于云南南部元江、瀾滄江、怒江山地峽谷地區(qū)。熱帶稀樹高草草地生態(tài)系統(tǒng)第39頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二濕季盛行由赤道來的潮濕氣團，帶來一定的降水，干季盛行由信風(fēng)帶來的干燥熱帶大陸氣團。年降雨量500—1500mm，全年高溫。熱帶稀樹高草草地氣候特征第40頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二熱帶稀樹高草草地群落特征薩王納（樹木很少而草很高）群落以高達(dá)1米以上的旱生禾草為主要成分所組成的草被層占優(yōu)勢，在這種草被層的背景上散生著一些旱生矮喬木，它們常常具有分枝多的叢生樹干和扁平的傘狀樹冠，葉小堅硬，常綠或落葉。第41頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二分布范圍歐亞大陸：從匈牙利往東經(jīng)過黑海沿岸、中亞、蒙古，一直延伸到我國的黃土高原和松嫩平原。北美大草原：從加拿大中部到美國中部。南美草原：阿根廷、烏拉圭的大部分領(lǐng)土也有草原分布。溫帶草地生態(tài)系統(tǒng)第42頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二大陸性氣候特征明顯，年降水量250—450mm，且集中在夏秋兩季，蒸發(fā)量大于降水量。溫帶草地生態(tài)系統(tǒng)氣候特征第43頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二以多年生旱生禾草植物占優(yōu)勢，幾乎沒有喬木和灌木；具有明顯的季相更替，在整個生長期內(nèi)，可有多個以不同種類優(yōu)勢開花的時期。溫帶草地生態(tài)系統(tǒng)群落特征第44頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二根據(jù)生物學(xué)和生態(tài)特點，劃分如下：草甸草原典型草原荒漠草原高寒草原第45頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二草甸草原第46頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二草甸草原:又稱雜類草草原，是草原群落中最濕潤的類型。氣候：處于半濕潤區(qū)。土壤：優(yōu)勢土壤類型為草甸黑土或暗栗鈣土。群落：種類組成豐富，覆蓋度大，生產(chǎn)量較高。我國草甸草原的分布：東北平原和內(nèi)蒙古的東北部，位于草原向森林過渡的地區(qū)。干濕地區(qū)年降水量（mm）干燥度氣候和生物特征濕潤區(qū)＞800＜1.0氣候濕潤，能生長森林半濕潤區(qū)400－8001.0-1.49氣候比較濕潤，能生長森林和草原半干旱區(qū)200－4001.5-4氣候比較干燥，主要是草原干旱區(qū)＜200＞4氣候干燥，但高山冰雪和地下水資源豐富，只要解決灌溉問題，農(nóng)牧業(yè)可發(fā)展第47頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二典型草原第48頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二典型草原：是草原中的典型類型，在草原區(qū)占有最大的面積。我國典型草原分布：內(nèi)蒙古高原和鄂爾多斯高原大部、東北平原西南部及黃土高原中西部。氣候：屬半干旱區(qū)，年降水量約為250—300mm，土壤：優(yōu)勢土壤類型為栗鈣土。第49頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二荒漠草原：是草原中旱生程度最強的一類。是草原向荒漠過渡的一類草原。荒漠草原主要分布于亞洲大陸內(nèi)部。如內(nèi)蒙古西部和新疆就有荒漠草原分布。第50頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二高寒草原：是適應(yīng)高海拔地區(qū)寒冷半干旱氣候的一種特殊類型。高寒草原主要分布在青藏高原中部和南部、帕米爾高原及天山、昆侖山和祁連山等亞洲中部高山。第51頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二荒漠：是地球上最耐旱的，以超旱生的灌木、半灌木或小喬木占優(yōu)勢的地上部分不能郁閉的一類生態(tài)系統(tǒng)。南北緯15°～50°之間?；哪c苔原生態(tài)系統(tǒng)第52頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二終年少雨或無雨，年降水量一般少于200毫米，降水為陣性，愈向荒漠中心愈少。氣溫、地溫的日較差和年較差大，多晴天，日照時間長。風(fēng)沙活動頻繁，地表干燥，裸露，沙礫易被吹揚，常形成沙暴，冬季更多?；哪性谒摧^充足地區(qū)出現(xiàn)綠洲，具有獨特的生態(tài)環(huán)境利于生活與生產(chǎn)?；哪鷳B(tài)系統(tǒng)-氣候特征第53頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二荒漠植被的生活型組成十分多樣；荒漠灌木及半灌木、肉質(zhì)植物、短命植物與類短命植物。深根植物在此相當(dāng)普遍，它們的地下器官所占重量比值很大，草本植物地下部分占總重量的80—95%，木本植物地下部分也占到65%?；哪鷳B(tài)系統(tǒng)-群落特征第54頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二苔原分布在北美和亞歐大陸的北冰洋沿岸及附近島嶼，南半球只有副克蘭島、南佐治亞群島等有分布。苔原生態(tài)系統(tǒng)-分布特征第55頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二夏季短而溫涼夏季長晝無夜

冬季慢慢長夜苔原生態(tài)系統(tǒng)-氣候特征第56頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二森林不能生長，植物種類少，以苔蘚、地衣為主，植株矮小，多呈匍匐狀或墊狀，并且有根深、多刺、白毛等旱生結(jié)構(gòu)。動物種類和數(shù)量都比較稀少。苔原生態(tài)系統(tǒng)-群落特征第57頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二我國：草地占國土面積41%羊草為廣旱生根莖禾草，由羊草作為建群種而形成的羊草草原被認(rèn)為是歐亞大陸草原區(qū)東部所特有的一種草原類型。我國內(nèi)蒙古東部以及東北地區(qū)分布廣泛。第58頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二禾本科植物是草地上主要植物種調(diào)節(jié)氣候涵養(yǎng)水分；防風(fēng)固沙，保持水土改良土壤培肥地力凈化空氣，美化環(huán)境天然生物種質(zhì)資源庫和物種演化場地

——摘自《中國草地資源》我國禾本科植物有225屬，1200余種；莎草科有30余屬，670余種；藥用植物300余種第59頁，共68頁，2023年，2月20日，星期二1.3草地生態(tài)系統(tǒng)與人類的關(guān)系草地生態(tài)系統(tǒng)是人類獲取動物產(chǎn)品和發(fā)展草地畜牧業(yè)的基地草地生態(tài)系統(tǒng)自然保護區(qū)和人類關(guān)系草地生態(tài)系統(tǒng)自然保護區(qū)的意義研究自然生態(tài)規(guī)律，觀光旅游，合理開發(fā)自然資源。草地生態(tài)系統(tǒng)自然保護區(qū)的類型和主要內(nèi)容保護具有代表性的典型生態(tài)系統(tǒng)：東北高草草原、高寒草原、內(nèi)蒙古典型草原。保護和發(fā)展特有、珍稀、瀕危生物資源：丹頂鶴、黃羊，野馬、野驢；草地特殊自然景觀的保護：濕地，黑龍江的三江濕地，扎龍濕地；第60頁，共68頁，202