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第三节第三节 草地植物群落与演替草地植物群落与演替1第三节 草地植物群落与演替1占据一定地段，由一定种类组成，具有一定结占据一定地段，由一定种类组成，具有一定结构、外貌特征的植物组合，植物与植物，植构、外貌特征的植物组合，植物与植物，植物与环境之间有一定的相互联系，在类似的生态物与环境之间有一定的相互联系，在类似的生态环境中可以重复出现。环境中可以重复出现。一、植物群落的概念一、植物群落的概念2占据一定地段，由一定种类组成，具有一定结一、植物群落的概念2二、植物群落的形成二、植物群落的形成植物群落的形成先是从原来没有植物生长植物群落的形成先是从原来没有植物生长的的裸地裸地上开始的。上开始的。3二、植物群落的形成植物群落的形成先是从原来没有植物生长31.1.裸地裸地原生裸地：原生裸地：从来都没有过植被，基质中不含植物残体或者原来有从来都没有过植被，基质中不含植物残体或者原来有过被彻底消灭了的地段，由山崩、冰川、海底抬升、过被彻底消灭了的地段，由山崩、冰川、海底抬升、火山爆发等原因造成。火山爆发等原因造成。次生裸地：次生裸地：消灭了植被之后发生的裸露地段，保留着植被破坏前消灭了植被之后发生的裸露地段，保留着植被破坏前植物的某些残体（种子、根茎等），保留着原来土壤植物的某些残体（种子、根茎等），保留着原来土壤中的微生物，保留着对基质影响的一切痕迹。由火灾、中的微生物，保留着对基质影响的一切痕迹。由火灾、旱灾、水灾、以及人类活动如开垦、过牧、定植、伐旱灾、水灾、以及人类活动如开垦、过牧、定植、伐林。林。41.裸地42.2.定居：定居：先锋植物的繁殖体经过迁移、传播进入芜先锋植物的繁殖体经过迁移、传播进入芜原，经历发芽、出苗、生长定植的一系列原，经历发芽、出苗、生长定植的一系列过程。过程。52.定居：5n非生物环境选择非生物环境选择进入裸地的先锋植物要经历环境对其的选进入裸地的先锋植物要经历环境对其的选择，这种环境为非生物环境。择，这种环境为非生物环境。在这一阶段，选择是不严格的，仅取决于在这一阶段，选择是不严格的，仅取决于植物对非生物环境的适应程度。先锋植物植物对非生物环境的适应程度。先锋植物中一部分幼苗期死亡，部分不能开花，另中一部分幼苗期死亡，部分不能开花，另一部分不能正常繁殖。一部分不能正常繁殖。6非生物环境选择6n群落环境选择群落环境选择随着这些植物的繁殖，植物之间发生了相互关系，同时随着这些植物的繁殖，植物之间发生了相互关系，同时也使环境因素发生了变化，由原来非生物环境转变为生也使环境因素发生了变化，由原来非生物环境转变为生物环境（群落环境），开始了生物环境对植物的选择。物环境（群落环境），开始了生物环境对植物的选择。一方面植物创造了群落环境，另一方面组成了群落的成一方面植物创造了群落环境，另一方面组成了群落的成员，它们的生存和繁殖都要适应群落环境，反之会被淘员，它们的生存和繁殖都要适应群落环境，反之会被淘汰。这种生物环境的综合选择，比非生物环境选择要严汰。这种生物环境的综合选择，比非生物环境选择要严格得多。格得多。7群落环境选择7适应于裸地的先锋植物一般对自己创造的适应于裸地的先锋植物一般对自己创造的群落是群落是不甚适应的不甚适应的，但是群落环境往往，但是群落环境往往对那些原来不能生存在未经改造的裸地条对那些原来不能生存在未经改造的裸地条件下的一系列植物是件下的一系列植物是格外适应格外适应的。的。经过群落环境的选择最后形成相对稳定的经过群落环境的选择最后形成相对稳定的植物群落。植物群落。8适应于裸地的先锋植物一般对自己创造的8（一）植物群落的种类组成（一）植物群落的种类组成 稳定的植物群落常有一定的种类成分，这稳定的植物群落常有一定的种类成分，这些种类的个体数目，占据空间各不相同，些种类的个体数目，占据空间各不相同，因而在形成的生存环境中起的作用也不因而在形成的生存环境中起的作用也不同。植物生态学中通常根据植物在群落中同。植物生态学中通常根据植物在群落中的地位和作用分为不同种类。的地位和作用分为不同种类。三、植物群落的特征三、植物群落的特征9（一）植物群落的种类组成 三、植物群落的特征91.1.种类成分种类成分n建建群群种种：群群落落的的建建造造者者，在在形形成成群群落落基基本本特特征征和和群群落落环环境境中中起起决决定定的的作作用用，但但个个体体数数量量上上不不一定很多。是主要层的优势种。一定很多。是主要层的优势种。n优优势势种种：植植物物群群落落中中个个体体最最多多的的植植物物种种，即即在在数数量量上上占占优优势势地地位位的的种种类类成成分分。某某层层中中具具有有最最多的植物个体，盖度最大的种。多的植物个体，盖度最大的种。101.种类成分10n伴伴生生种种：群群落落中中常常见见，具具有有一一定定数数量量的的个个体体，同同群群落落的的优优势势种种伴伴生生在在一起，种类较多而数量比较少。一起，种类较多而数量比较少。n偶见种：在群落中个体数量很少的偶见种：在群落中个体数量很少的植物种，存在是不稳定的。偶然出植物种，存在是不稳定的。偶然出现。现。11伴生种：群落中常见，具有一定数量的个体，同群落的优势种伴生在2.2.种在群落中的数量指标种在群落中的数量指标n多多度度(Abundance)(Abundance)是是某某种种植植物物在在群群落落中中的的个个体数多少。体数多少。测测定定多多度度的的方方法法有有计计数数法法和和目目测测法法，可可按按DrudeDrude制制分分为为copcop3 3(很很多多)、copcop2 2（多多）、copcop1 1（尚尚多多）、spsp（不不多）、多）、solsol（少）、（少）、unun（单株）六级。（单株）六级。密度（密度（DensityDensity）指单位面积上的植物株数。）指单位面积上的植物株数。122.种在群落中的数量指标12n频度频度(Frenquency)(Frenquency)：某种植物在群落水平分布特征中的出现某种植物在群落水平分布特征中的出现率，表示种在群落中分布配置的状况率，表示种在群落中分布配置的状况（均匀与否）。（均匀与否）。群落中某种植物出现的样方的百分率。群落中某种植物出现的样方的百分率。13频度(Frenquency)：131414n盖度（盖度（CoverageCoverage）：）：某种植物枝叶遮盖地面的面积，表明植物的大某种植物枝叶遮盖地面的面积，表明植物的大小和所占空间的大小，可分为种盖度、层盖小和所占空间的大小，可分为种盖度、层盖度、总盖度（群落盖度）、基盖度。度、总盖度（群落盖度）、基盖度。n测定方法：测定方法：目测法、样方方格法、点测法、线测法目测法、样方方格法、点测法、线测法15盖度（Coverage）：151616n高度（高度（HeightHeight）：）：各各种种植植物物的的株株高高，可可分分为为自自然然高高度度和和伸伸直直高度高度。n对对于于有有顶顶生生花花序序的的植植物物，应应分分出出叶叶丛丛高高度度和和生殖枝高度生殖枝高度。17高度（Height）：171818n重量（重量（WeightWeight）：）：某种植物在单位面积上的某种植物在单位面积上的生物量生物量(鲜鲜重或干重重或干重),),包括地上和地下部分，草原植物包括地上和地下部分，草原植物群落指地上部分的产量。群落指地上部分的产量。19重量（Weight）：192020（二）植物群落的结构（二）植物群落的结构1.1.垂直结构垂直结构 成层现象：成层现象：群落中高度不同的植物排列成不同群落中高度不同的植物排列成不同的层次，在温带森林地区可分为乔木的层次，在温带森林地区可分为乔木层、灌木层、草本层、苔藓地衣层。层、灌木层、草本层、苔藓地衣层。21（二）植物群落的结构212222成层现象还表现在地成层现象还表现在地下部，由于根系分布下部，由于根系分布深度不同而构成。草深度不同而构成。草甸或草原植物根系可甸或草原植物根系可分为分为三层三层。23成层现象还表现在地232.2.水平结构水平结构n植物群落的镶嵌性植物群落的镶嵌性 由由于于小小地地形形造造成成局局部部环环境境的的差差异异从从而而使使群群落结构的复杂化。落结构的复杂化。n群落复合体群落复合体 由于环境条件有规律的交替变化，而使得由于环境条件有规律的交替变化，而使得两个或两个以上的不同类型的独立群体多次的两个或两个以上的不同类型的独立群体多次的同样有规律地重复交替分布所组成的植被。同样有规律地重复交替分布所组成的植被。242.水平结构24不同的群落在不同的群落在同一空间同一空间上的替代现象称为上的替代现象称为群落演替。群落演替。三、植物群落的演替三、植物群落的演替25不同的群落在同一空间上的替代现象称为三、植物群落的演替25植物群落的变化和发展反映了群落内部植物植物群落的变化和发展反映了群落内部植物间的内在矛盾，同时植物群落与外界环境之间的内在矛盾，同时植物群落与外界环境之间也存在着互相影响、制约的矛盾关系。间也存在着互相影响、制约的矛盾关系。这种群落内在的矛盾以及和外界环境的相互这种群落内在的矛盾以及和外界环境的相互矛盾，反映在群落的变化和发展过程中。矛盾，反映在群落的变化和发展过程中。26植物群落的变化和发展反映了群落内部植物间的内在矛盾，同时植物n草地的自然演替草地的自然演替：群落植物环境或群落植物环境或“群落环境群落环境”发生变化而引发生变化而引起群落间的替换。起群落间的替换。如草原的如草原的“生草化过程生草化过程”：根茎根茎疏丛疏丛密丛密丛的演替需的演替需15-2015-20年年。27草地的自然演替：27n草地的利用演替草地的利用演替：外界因素引起植物群落的演替。外界因素引起植物群落的演替。28草地的利用演替：28草甸草原放牧演替：草甸草原放牧演替：羊草群落羊草群落羊草羊草贝加尔针茅贝加尔针茅贝加尔针茅贝加尔针茅糙隐子草糙隐子草羊草羊草29草甸草原放牧演替：羊草贝加尔针茅29羊草羊草贝加尔针茅贝加尔针茅贝加尔针茅贝加尔针茅糙隐子草糙隐子草羊草羊草糙隐子草糙隐子草贝加尔针茅贝加尔针茅羊草羊草寸草苔寸草苔糙隐子草糙隐子草贝加尔针茅贝加尔针茅草甸草原放牧演替：草甸草原放牧演替：羊草群落羊草群落30羊草贝加尔针茅糙隐子草寸草苔草甸草原放牧演替：30草甸草原放牧演替：草甸草原放牧演替：羊草群落羊草群落羊草羊草贝加尔针茅贝加尔针茅寸草苔寸草苔糙隐子草糙隐子草贝加尔针茅贝加尔针茅糙隐子草糙隐子草贝加尔针茅贝加尔针茅羊草羊草贝加尔针茅贝加尔针茅糙隐子草糙隐子草羊草羊草一、二年生植物一、二年生植物裸地裸地31草甸草原放牧演替：羊草寸草苔糙隐子草贝加尔针茅一、二年生植物草原撂荒演替：草原撂荒演替：开垦不当被迫弃耕，撂荒地上植被恢复生长的过开垦不当被迫弃耕，撂荒地上植被恢复生长的过程。程。32草原撂荒演替：32针茅针茅杂类草群落撂荒地杂类草群落撂荒地杂草阶段杂草阶段：第：第1-21-2年，一、二年生植物、黄蒿占年，一、二年生植物、黄蒿占优势，其它如灰菜、苍耳、狗尾草、虎尾草优势，其它如灰菜、苍耳、狗尾草、虎尾草根茎禾草阶段根茎禾草阶段：第：第4-54-5年，草原植物开始侵入，年，草原植物开始侵入，杂草逐渐减少或消失，土壤比较疏松，适于根茎杂草逐渐减少或消失，土壤比较疏松，适于根茎禾草生长。主要种有羊草、狼尾草、野古草、禾草生长。主要种有羊草、狼尾草、野古草、大油芒。大油芒。33针茅杂类草群落撂荒地杂草阶段：第1-2年，一、二年生植物、丛生禾草阶段丛生禾草阶段：七八年后，土壤变坚实，丛生草：七八年后，土壤变坚实，丛生草在群落中愈来愈多，最后成为优势种。常见的有在群落中愈来愈多，最后成为优势种。常见的有针茅、隐子草、羊草等，这时植被开始恢复到原针茅、隐子草、羊草等，这时植被开始恢复到原来的面貌。来的面貌。相对稳定阶段相对稳定阶段：十年之后，草原杂草及小灌木侵：十年之后，草原杂草及小灌木侵入草群，占据丛生禾草的丛间空隙。这时出现针入草群，占据丛生禾草的丛间空隙。这时出现针茅草原原有的状态。茅草原原有的状态。34丛生禾草阶段：七八年后，土壤变坚实，丛生草34一、草地生态系统一、草地生态系统 在一定草地空间范围内共同生存于其中的所在一定草地空间范围内共同生存于其中的所有生物（即生物群落）与其环境之间不断进行着有生物（即生物群落）与其环境之间不断进行着物质循环、能量流动和信息传递的综合自然整体。物质循环、能量流动和信息传递的综合自然整体。进一步说明：进一步说明：生物与环境之间是长期互相影响，而不是孤立存在的，生物与环境之间是长期互相影响，而不是孤立存在的，经过充分适应而形成的具有生态功能的自然综合总体。经过充分适应而形成的具有生态功能的自然综合总体。第四节第四节 草地生态系统与环境保护草地生态系统与环境保护35一、草地生态系统进一步说明：第四节 草地生态系统与环境保护二、草地生态系统的组成二、草地生态系统的组成由生物因素和非生物因素组成由生物因素和非生物因素组成 生物因素包括生物因素包括：动物、植物和微生物。：动物、植物和微生物。非生物因素包括非生物因素包括：土壤、无机盐类、水、：土壤、无机盐类、水、COCO2 2、太阳能、岩石、太阳能、岩石、N N、O O等。等。36二、草地生态系统的组成由生物因素和非生物因素组成 36从草地生态系统的营养特性来讲，草地生态系统从草地生态系统的营养特性来讲，草地生态系统可分为生产者、消费者、分解者和环境四个部分。可分为生产者、消费者、分解者和环境四个部分。n非生物环境非生物环境：属于无生命的物质，构成无机环境。：属于无生命的物质，构成无机环境。n生产者生产者：指自养生物，能以简单的无机物制造复杂的：指自养生物，能以简单的无机物制造复杂的有机物质。主要是牧草，也包括一些光合细菌。有机物质。主要是牧草，也包括一些光合细菌。37从草地生态系统的营养特性来讲，草地生态系统37n消费者消费者：属于异养生物，不能直接利用无机物制造有机物，而属于异养生物，不能直接利用无机物制造有机物，而是直接或间接依赖于生产者制造的有机物质为其生存是直接或间接依赖于生产者制造的有机物质为其生存的营养来源。的营养来源。草食动物（草食动物（herbivores）:初级消费者初级消费者肉食动物（肉食动物（carnivores）:次级消费者次级消费者大型肉食动物（大型肉食动物（top carnivores）:三级消费者三级消费者38消费者：38n分解者：分解者：异养微生物，细菌、霉菌、放线菌和一些小型土壤动物异养微生物，细菌、霉菌、放线菌和一些小型土壤动物（蚯蚓、线虫等）。（蚯蚓、线虫等）。其作用与生产者相反，把动植物体复杂有机物分解，释其作用与生产者相反，把动植物体复杂有机物分解，释放能量并提供生产者可以重新利用的简单无机化合物。放能量并提供生产者可以重新利用的简单无机化合物。具有非常重要的作用。若没有它们。动植物的尸体就会具有非常重要的作用。若没有它们。动植物的尸体就会堆积成灾，物质停止循环，生态系统将毁灭。堆积成灾，物质停止循环，生态系统将毁灭。39分解者：39生物生产是指把太阳能、土壤中的水和无机盐类、空气生物生产是指把太阳能、土壤中的水和无机盐类、空气中的中的COCO2 2相结合形成有机物质和植物能，再经动物（主相结合形成有机物质和植物能，再经动物（主要是家畜）的生命活动转化为动物产品、动物有机体和要是家畜）的生命活动转化为动物产品、动物有机体和动物能的过程。动物能的过程。生物生产是草地生态系统的功能之一，而且经历两个生生物生产是草地生态系统的功能之一，而且经历两个生产过程，生态学中称之为第一性生产和第二性生产。产过程，生态学中称之为第一性生产和第二性生产。三、草地生态系统的功能三、草地生态系统的功能生物生产生物生产40生物生产是指把太阳能、土壤中的水和无机盐类、空气三、草地生态（一）第一性生产（一）第一性生产 是指草地绿色植物通过光合作用，将太阳是指草地绿色植物通过光合作用，将太阳能从物理能转化为化学能加以固定，并以能从物理能转化为化学能加以固定，并以此为能源将水和此为能源将水和COCO2 2合成碳水化合物，进合成碳水化合物，进行有机物质生产的过程。行有机物质生产的过程。第一性生产提供消费者和分解者以物质和第一性生产提供消费者和分解者以物质和能量，能量，是生态系统中物质循环和能量流动是生态系统中物质循环和能量流动的基础。的基础。41（一）第一性生产 是指草地绿色植物通过光合作用，将太阳41草地生态系统中的异养生物利用第一性生产草地生态系统中的异养生物利用第一性生产的产品形成动物和动物产品（统称动物有机的产品形成动物和动物产品（统称动物有机物质）的过程。物质）的过程。（二）第二性生产（二）第二性生产 42草地生态系统中的异养生物利用第一性生产（二）第二性生产 42主要功能是使物质在生物与无机环境之间，主要功能是使物质在生物与无机环境之间，不停顿地反复循环，同时使能量沿单向不不停顿地反复循环，同时使能量沿单向不断流动，通过信息传递调节生态系统的动态断流动，通过信息传递调节生态系统的动态平衡。平衡。四、草地生态系统的功能四、草地生态系统的功能 能量流动、物质循环和信息传递能量流动、物质循环和信息传递43主要功能是使物质在生物与无机环境之间，四、草地生态系统的功能草地上的生物从环境中获得物质，再被草地上的生物从环境中获得物质，再被其他生物重复利用，最后复归于环境。其他生物重复利用，最后复归于环境。（一）物质循环（一）物质循环 44草地上的生物从环境中获得物质，再被（一）物质循环 4445454646在特定的时间和空间范围内，能量在草在特定的时间和空间范围内，能量在草地生态系统各组分内或各组分间的运动地生态系统各组分内或各组分间的运动与转移是一种连续的动态过程，形成能与转移是一种连续的动态过程，形成能量流动（能流）。量流动（能流）。（二）能量流动（二）能量流动 47在特定的时间和空间范围内，能量在草（二）能量流动 47能量流动是能量流动是一个单向的运动过程一个单向的运动过程，能流一旦通，能流一旦通过有机体，其流动方向就不能逆转，成为单程过有机体，其流动方向就不能逆转，成为单程流，而且能量数量逐级锐减，能流越来越细，流，而且能量数量逐级锐减，能流越来越细，直到以废热形式全部散失为止。直到以废热形式全部散失为止。鉴于能量进入草地生态系统通过固定、流动和鉴于能量进入草地生态系统通过固定、流动和最后返回环境，而草地生态系统正常运转，该最后返回环境，而草地生态系统正常运转，该系统必须接受源源不断的能量。系统必须接受源源不断的能量。48能量流动是一个单向的运动过程，能流一旦通484949n能量流动的渠道：能量流动的渠道：草地生态系统中能量流动的渠道是草地生态系统中能量流动的渠道是食物链食物链和和食物网食物网。50能量流动的渠道：50n食物链食物链：生物之间通过采食与被采食，捕食与被生物之间通过采食与被采食，捕食与被 捕食而相互结成的一个食物链条关系。捕食而相互结成的一个食物链条关系。食物链上的每一个环节叫做营养级。食物链上的每一个环节叫做营养级。n食物网食物网：草地生态系统中由许多长短不等的食物链草地生态系统中由许多长短不等的食物链相互交织在一起，构成复杂的网状结构。相互交织在一起，构成复杂的网状结构。51食物链：食物网：51牧牧 草草蝗蝗 虫虫蛙蛙蛇蛇鹰鹰共五个营养等级共五个营养等级52牧 草蝗 虫蛙蛇鹰共五个营养等级52食物链食物链 =病毒链病毒链 SARS SARS H5N1 H5N1 疯牛病疯牛病 口蹄疫口蹄疫 农药农药 激素激素53食物链 =病毒链 53n能量流动的生态效率能量流动的生态效率：指能流在草地生态系统各营养级之间的传递比率。指能流在草地生态系统各营养级之间的传递比率。能量沿着食物链逐级向上传递，每传递一个营养能量沿着食物链逐级向上传递，每传递一个营养级，就要消耗大量的能量，用以维持生物的呼吸级，就要消耗大量的能量，用以维持生物的呼吸和新陈代谢活动。可见能量是随流动级数的增加和新陈代谢活动。可见能量是随流动级数的增加而减少。在两个营养级之间生态效率一般约以而减少。在两个营养级之间生态效率一般约以1010的比例进行能量的传递。的比例进行能量的传递。由由 Lindemen Lindemen 提出的十分之一定律。提出的十分之一定律。54能量流动的生态效率：54n能量流动的金字塔现象：能量流动的金字塔现象：通过能量流动规律可以看到，草地生态系统中食物通过能量流动规律可以看到，草地生态系统中食物链的加长不是无限的，营养级通常只有链的加长不是无限的，营养级通常只有4 45 5级。当能级。当能量沿食物链营养级逐渐流动时，后一营养级的生命有量沿食物链营养级逐渐流动时，后一营养级的生命有机体因不能全部利用前一营养级贮藏的能量，故总有机体因不能全部利用前一营养级贮藏的能量，故总有一部分能量未被利用。一部分能量未被利用。这样能量流动每经一个营养级，能流都要减少，如这样能量流动每经一个营养级，能流都要减少，如果把通过各营养级的能流按前后顺序绘制成图，就成果把通过各营养级的能流按前后顺序绘制成图，就成为一个金字塔形，成为能量金字塔。为一个金字塔形，成为能量金字塔。55能量流动的金字塔现象：55 8093710.71.5顶部肉食动物顶部肉食动物肉食动物肉食动物草食动物草食动物生产者生产者4.6还原者还原者生物量金字塔（生物量金字塔（g/mg/m2 2）56 8093710.71.5顶部肉食动物肉食动物草食信息传递有协调草地生态系统一个组分内各信息传递有协调草地生态系统一个组分内各成员以及各组分之间的联系，使之共同进行成员以及各组分之间的联系，使之共同进行功能运转，起着把生态系统各组分联成一个功能运转，起着把生态系统各组分联成一个整体的作用。整体的作用。信息流主要由物理信息、化学信息、营养信信息流主要由物理信息、化学信息、营养信息和行为习性组成。息和行为习性组成。（三）信息传递（三）信息传递 57信息传递有协调草地生态系统一个组分内各（三）信息传递 57n物理信息物理信息：光光、声声音音、温温度度、湿湿度度和和颜颜色色等等均均属属于于草草地地生生态系统的物理信息。态系统的物理信息。物理信息物理信息起着组分内和组分间的各种行为的调节作用。起着组分内和组分间的各种行为的调节作用。鸟鸣、蛙鸣、碟飞、花色等有吸引异性、种间识别、鸟鸣、蛙鸣、碟飞、花色等有吸引异性、种间识别、威吓和警告等限制生命有机体行为的作用。威吓和警告等限制生命有机体行为的作用。光强、温度、湿度、日照等物理信息都对生物生存施光强、温度、湿度、日照等物理信息都对生物生存施加影响。加影响。58物理信息：58n化学信息化学信息：生物化学代谢产生的物质如酶、维生素、生长生物化学代谢产生的物质如酶、维生素、生长素、抗菌素和性刺激素均可为传递信息的化素、抗菌素和性刺激素均可为传递信息的化学物质。学物质。化学信息数量很少，但作为传递的信息，对生物种间化学信息数量很少，但作为传递的信息，对生物种间和种内关系都有深刻的影响，有的相互克制，有的互和种内关系都有深刻的影响，有的相互克制，有的互惠，有的相互排斥。例如：植物的向光性。惠，有的相互排斥。例如：植物的向光性。59化学信息：596060n营养信息营养信息：食物和养分也是一种信息。草地生态系食物和养分也是一种信息。草地生态系统中的田鼠是老鹰的食物，田鼠便是老统中的田鼠是老鹰的食物，田鼠便是老鹰的食物信息。田鼠多的地区老鹰也多，鹰的食物信息。田鼠多的地区老鹰也多，田鼠少时饥饿的老鹰就迁移到其它有田田鼠少时饥饿的老鹰就迁移到其它有田鼠或别的食物的地方去觅食。鼠或别的食物的地方去觅食。61营养信息：61n行为信息行为信息：草地的生物间草地的生物间表现出来的行为表现出来的行为反应，可能是识反应，可能是识别、威吓或挑战别、威吓或挑战的信号。的信号。62行为信息：62指草地生态系统中生物系统的相对平衡，是把生物间指草地生态系统中生物系统的相对平衡，是把生物间的相互关系与物理的化学的环境条件，通过能量流的相互关系与物理的化学的环境条件，通过能量流动和物质循环以及信息传递等过程联系起来的一个动和物质循环以及信息传递等过程联系起来的一个整体。整体。一个草地生态系统是其结构和功能相互依存相互制约一个草地生态系统是其结构和功能相互依存相互制约的统一体。的统一体。五、草地生态平衡五、草地生态平衡63指草地生态系统中生物系统的相对平衡，是把生物间的相互关系与物n调节能力与其成分的多样性、能量流动和物质调节能力与其成分的多样性、能量流动和物质循环途径的复杂性密切相关。循环途径的复杂性密切相关。任何一个草地生态系统都具有一定的自任何一个草地生态系统都具有一定的自我调节能力，以保持系统的稳定性和生我调节能力，以保持系统的稳定性和生态平衡。态平衡。64调节能力与其成分的多样性、能量流动和物质循环途径的复杂性密切n如果一个草地生态系统成如果一个草地生态系统成分多样，能量流动和物质分多样，能量流动和物质循环途径复杂，较易保持循环途径复杂，较易保持稳定，因为系统的一部分稳定，因为系统的一部分发生机能障碍，可以被不发生机能障碍，可以被不同部分的调节所补偿。同部分的调节所补偿。生态系统有一定的调节能生态系统有一定的调节能力，生态系统内某一环节，力，生态系统内某一环节，在允许限度内，若有变化整在允许限度内，若有变化整个系统可以进行适当调节，个系统可以进行适当调节，维持相对稳定状态，受到轻维持相对稳定状态，受到轻度破坏后可以自我恢复。度破坏后可以自我恢复。鹰鹰蛇蛇蝗虫蝗虫蛙蛙牧草牧草兔子兔子鼠鼠65如果一个草地生态系统成分多样，能量流动和物质循环途径复杂，较n草地生态系统在进化过程中，依靠生物和非生物环境的草地生态系统在进化过程中，依靠生物和非生物环境的相互作用，自动逼近生态平衡状态。相互作用，自动逼近生态平衡状态。人工建造的草地生态系统，组分简单，结构单一，自我调人工建造的草地生态系统，组分简单，结构单一，自我调节能力较差，对剧烈的干扰如干旱、低温等反映敏感，节能力较差，对剧烈的干扰如干旱、低温等反映敏感，生态平衡通常很脆弱，容易遭到破坏。生态平衡通常很脆弱，容易遭到破坏。反之一个成熟的天然草地生态系统的物种多样性指数较高，反之一个成熟的天然草地生态系统的物种多样性指数较高，食物链较复杂，能流和物质循环多渠道运行，则系统的食物链较复杂，能流和物质循环多渠道运行，则系统的自我调节能力很强，生态平衡就容易维持。自我调节能力很强，生态平衡就容易维持。这就是这就是“多样性导致稳定性多样性导致稳定性”的自我调节作用。的自我调节作用。66草地生态系统在进化过程中，依靠生物和非生物环境的相互作用，自破坏生态系统平衡的因素破坏生态系统平衡的因素n人类对自然资源不合人类对自然资源不合理的开发利用理的开发利用 森林毁灭森林毁灭 水土流失水土流失 水源枯竭水源枯竭 草原退化草原退化 土地沙漠化、盐渍土地沙漠化、盐渍化化67破坏生态系统平衡的因素人类对自然资源不合理的开发利用67n人类对自然环境的污染人类对自然环境的污染 工业污染工业污染：有毒物质、农药、杀虫剂有毒物质、农药、杀虫剂 温室效应温室效应 生物入侵生物入侵：380 380多种，一枝黄花、水葫芦、豚草、紫茎泽兰、大米多种，一枝黄花、水葫芦、豚草、紫茎泽兰、大米草等。草等。2000 2000年统计紫茎泽兰造成我国经济损失年统计紫茎泽兰造成我国经济损失133133亿元；外来亿元；外来有害物种每年给农林牧渔业生产造成的经济损失达有害物种每年给农林牧渔业生产造成的经济损失达574574亿亿多元。多元。68人类对自然环境的污染68一枝黄花一枝黄花黄花开处百花杀黄花开处百花杀69一枝黄花黄花开处百花杀69六、草地生态系统与环境保护六、草地生态系统与环境保护n（一）草地生态系统的功能与作用n（二）我国草地生态受损现状n（三）草地生态系统与环境保护70六、草地生态系统与环境保护（一）草地生态系统的功能与作用70六、草地生态系统与环境保护六、草地生态系统与环境保护（一）草地生态系统的功能与作用n1 生物圈的功能单位n2 稳定陆地环境保护水域n3 天然生物种质资源库和物种演化场地n4 草地生态系统是人类获取动物产品和发展草地畜牧业的基地。n5 草地生态系统与运动和游览观光71六、草地生态系统与环境保护（一）草地生态系统的功能与作用71（一）草地生态系统的功能与作用n1 生物圈的功能单位n生物圈：指围绕地球外壳的生命层，包括陆地、水域和空气三者中的动物、植物和微生物，成为一个巨大的生态系统，它们通过空气、水和动物活动发生联系。72（一）草地生态系统的功能与作用1 生物圈的功能单位72n生物圈的高度上限可达9km的高空，有时分布上限可达1510km的高空，下限可深抵10km的海底，大部分生物分布于地面和水面上下各100m范围内。构成草地生态系统的基本成分草群在自然生态系统中分布较为广泛，而且还参与其它生态系统的功能，是生物圈的功能单位之一。（一）草地生态系统的功能与作用73生物圈的高度上限可达9km的高空，有时分布上限可达1510n提供生活物质和能量稳定其生态环境n在热带和温带地区分布的天然草地共同特点是干旱少雨，不能形成森林，主要靠草本植被覆盖，保护地面免遭风蚀。n靠近赤道的热带草地名叫萨瓦纳（Savanna）。n南美潘帕斯（Pampas）：世界最大的温带草地之一，分布于巴西南部、乌拉圭和阿根廷。n北美普列利（Prairies）：美国和加拿大。n欧亚斯太普（Steppe）：从东欧一直延伸到西伯利亚。n非洲费尔德（Veldts）2 稳定陆地环境保护水域74提供生活物质和能量稳定其生态环境2 稳定陆地环境保护水域7n尽管草地植物种类丰富，但大多以禾本科为主，具有很强的生命力，覆盖地面防止风蚀和水蚀，稳定环境。草地在水土保持中也有其重要作用。在降水量多的地区，牧草保土的能力为作物的300800倍。我国高寒草地是黄河、长江两大水系地分布地区，所以我国大面积天然草地既关系当地环境的稳定，也关系许多水域的保护。2 稳定陆地环境保护水域75尽管草地植物种类丰富，但大多以禾本科为主，具有很强的生命力，n跨越多种水平气候区和垂直气候带n生物种种群的多样性禾本科我国有225属1200余种；豆科牧草130属，1000余种；莎草科30余属670余种n除饲用植物外，还有其它经济植物如药用植物约300余种n柴胡、甘草；虫草、贝母；缬草、芸香；人参果、珠芽蓼n草地生态系统中物种丰富，也是物种自然演替的重要场所。物种通过自然选择和天然杂交，可能形成一些新的特性和新地变种，推动草地生态系统的发展。3 天然生物种质资源库和物种演化场地76跨越多种水平气候区和垂直气候带3 天然生物种质资源库和物种演7777n草地生态系统不仅在生物圈和自然生态系统中有着重要的地位和作用，而且与人类一直有着很重要很密切的关系。n在人类强烈改造大陆之前，草地上繁衍着大量种类繁多的野生动物，人类依靠猎取这些野生动物为食物、衣着和其它用品的重要来源。4 草地生态系统是人类获取动物产品和发展草地畜牧业的基地78草地生态系统不仅在生物圈和自然生态系统中有着重要的地位和作用n当人类进入畜牧时代以后，人类在草地上牧养牲畜以获得肉、乳、毛皮作为主要生活资料。n在漫长的历史岁月中，自然选择和人类活动的影响，草地上的野生动物，无论是种类和数量上均已发生了很大的变化。n如果实行合理的保护和猎取，既不能灭绝其繁衍，又能不断地为人类提供珍贵的药物、华丽的服饰和山珍海味，还可以进一步研究它们在生态系统中的地位和给予科学的调控，将会诱导出对人类更有益的生态效果。4 草地生态系统是人类获取动物产品和发展草地畜牧业的基地79当人类进入畜牧时代以后，人类在草地上牧养牲畜以获得肉、乳、毛n草地是赛马、越野赛跑、赛车等运动的良好场地，在我国少数民族地区每年都在草地上举行赛马、摔交、射击等活动，在活跃当地人民生活中有着重要意义。n草地生态系统也是旅游观光的良好场所，我国河北坝上、内蒙古、川西北及其它有些地方先后开展了草地牧区旅游观光活动，设置了许多蒙古包及帐篷旅店供游人居住，提供民族食品供游人品尝牧区民族风味，吸引大量中外游者。草地风光，无边无际的原野，使人心旷神怡。5 草地生态系统与运动和游览观光80草地是赛马、越野赛跑、赛车等运动的良好场地，在我国少数民族地8181（二）我国草地生态受损现状n1“三化”草地面积迅速扩大n2 草地植被破坏严重导致野生动植物濒临灭绝n3 草原鼠虫灾害得不到有效控制n4 草地水土流失日益严重n5 草原自然灾害频繁82（二）我国草地生态受损现状1“三化”草地面积迅速扩大82n天然草地退化面积不断增加。北方牧区20 世纪70 年代退化草原面积约占10%，80年代初占30%，90年代中期己达50%。退化草地中轻度退化占57%,中度退化的占31%,重度退化的占12%。n近年来，我国虽然加大了退化草地的治理，但1991年到2003年我国治理退化草地的速度仅为草地退化速度的1/5，目前退化面积仍以每年200万hm2的速度增加，约为草地总面积的0.5%。沙漠化面积正在不断扩大，发展速度加快。n2003年，全国草地沙化和强烈沙化面积为450806km2,约占全国草地面积的32.9%。以地区而论，2003 年沙化程度最严重的省份依次是甘肃、内蒙古、青海,沙化草地面积分别达到71918.5 km2、258040 km 2,117460 km2。2005年我国风蚀沙化土地面积174万km2，占国土面积的18.1%。1“三化”草地面积迅速扩大83天然草地退化面积不断增加。北方牧区20 世纪70 年代退化草n目前我国沙漠化面积仍以每年2460km2的速度扩展，其中80%的土地荒漠化、沙化发生在天然草地。n19912003年我国次生盐碱化土地新增1464km2，其中75.7%是盐渍化草地，大面积发生于东北西部的松嫩草原、内蒙古西部、新疆、甘肃、青海等干旱荒漠区、绿洲边缘及大水漫灌的改良草地。n干旱、半干旱地区的低地草甸和低地盐化草甸，因长期超载过牧，草地土壤板结，导致地下盐分上升至地表滞留，造成草地盐碱化。84目前我国沙漠化面积仍以每年2460km2的速度扩展，其中80n草地退化不仅使草地生产力下降，草地生态环境恶化，而且使草地畜牧业变得更加脆弱和不稳定。牲畜体重降低，出栏率和商品率下降，春乏死亡率上升。同时畜产品质量不断下降，牛的胴体重降低30%以上，羊胴体重下降25%以上。85草地退化不仅使草地生产力下降，草地生态环境恶化，而且使草地畜 仅内蒙古就因滥挖、滥搂，已破坏草原1267万hm2，其中200万hm2已完全沙化。草原上的药用植物如贝母、雪莲、红景天已近濒危。在新疆、青海、西藏、内蒙古等草原区，大量的藏羚羊、野驴、藏雪鸡、北山羊等草原珍稀野生动物被猎杀、偷捕。2 草地植被破坏严重导致野生动植物濒临灭绝86 仅内蒙古就因滥挖、滥搂，已破坏草原1267万u目前我国北方和西部牧区草地鼠害严重，每年鼠害发生面积都在3000万hm2以上。u我国草地上栖息着各种啮齿动物170多种，约80余种在草地上形成鼠害，其中尤以田鼠、鼢鼠、鼠兔、黄鼠、沙鼠、旱獭等危害最严重。仅青藏高原草地，每年因鼠害损失的载畜量达2000万羊单位。u我国每年都有草地虫害发生，每年草地虫害面积约2000万hm2左右。新疆、内蒙古、青海、四川等省(区)每年草地虫害发生面积均在几百万公顷以上，且有蔓延之势。3 草原鼠虫灾害得不到有效控制87目前我国北方和西部牧区草地鼠害严重，每年鼠害发生面积都在30鼠洞遍地88鼠洞遍地884 草地水土流失日益严重n据水利部与中科院监测调查，2002年全国水土流失面积达356万km2，占国土面积37.1%。与上世纪80年代末相比，中东部水土流失面积减少25.9%，西部增加2.8%，达到107 km2。n我国西部耕地面积不大，故主要水土流失发生于西部连片分布的草地。n开垦草地、滥挖、滥采草地植被，造成草地植被覆盖度降低，草地土壤裸露，使草地水土流失逐渐加重，成亿吨泥沙输入长江、黄河。据测，来自草地的泥沙已占长江宜昌站泥沙量的35%。泥沙淤积造成江河水灾害，已成国家心腹之患。目前我国草地水土流失面积已达1230万hm2。894 草地水土流失日益严重据水利部与中科院监测调查，2002年5 草原自然灾害频繁n牧区恶劣寒冷的干旱气候条件，使适于冬季放牧和宜于割草的草地严重不足，草地超载过牧，越冬草料储备能力低，牧业基础设施薄弱，致使我国北方和西部草原牧区自然灾害频繁，每年受灾面积约在500万hm2以上。n所以，重视和恢复受损草地生态系统，使其发挥正常功能是当务之急。905 草原自然灾害频繁牧区恶劣寒冷的干旱气候条件，使适于冬季放（三）草地生态系统与环境保护n1 草与沙漠化防治n2 草与荒漠化、石漠化n3 草与防治水土流失n4 草与土地盐碱化治理 n5 草与退化草地植被恢复重建n6 草在轮作中的作用91（三）草地生态系统与环境保护1 草与沙漠化防治911 草与沙漠化防治n我国的草地“三化”严重，其主要原因是近代人类的过度垦殖和放牧，当然还与气候变化有关。n我国在防治“三化”方面有成功的经验，如内蒙古乌兰察布盟的“一退三还”，科尔沁沙地腹地建立的“奈曼生物圈”等，都收到了很好的效果。921 草与沙漠化防治我国的草地“三化”严重，其主要原因是近代人2 草与荒漠化、石漠化n近年来，我国北方的几大沙地、沙漠呈扩展趋势，而西南地区的山地石漠化也很严重，原因很复杂，但与人类的过度干扰有关。我国在该方面的治理技术处于国际领先水平，如宁夏的沙坡头沙障治理模式，内蒙古四子王旗的柠条种植等，均为草灌先行。932 草与荒漠化、石漠化近年来，我国北方的几大沙地、沙漠呈扩展94943 草与防治水土流失n水土流失包括风蚀和水蚀，水蚀主要发生在南方和黄土高原，而北方大部分地区风蚀严重。我国目前的治理经验证明，草的防护效果好，而且能够将经济效益和社会效益有机地结合起来，如南方种植的香根草、百喜草、黑麦草等。953 草与防治水土流失水土流失包括风蚀和水蚀，水蚀主要发生在4 草与土地盐碱化治理 n我国的盐碱化是人类不合理利用造成的。盐碱地分原生型和次生型。我国是以草地生物技术为主进行治理，吉林省农科院培育的碱茅已在我国的盐碱地治理中发挥着重要作用，当然也有相应的治理工程和农业措施。964 草与土地盐碱化治理 我国的盐碱化是人类不合理利用造成5 草与退化草地植被恢复重建n在退耕还林还草中应该尊重自然规律，宜林则林宜草则草。退化草地恢复是一项艰巨复杂的系统工程，目前的退牧还草、围栏禁牧和划区轮牧，都是十分有效的生态措施，已收到明显效果。975 草与退化草地植被恢复重建在退耕还林还草中应该尊重自然规6 草在轮作中的作用n草田轮作是农牧结合的纽带，是实现我国未来农业持续发展的重要保证。n“三元”种植结构是我国农业生产的一项变革，也是良性循环田间生态系统建立的前提。n苏联土壤学家威廉士建立了草田轮作、培肥地力的科学理论，核心是利用了草的生态功能，特别是豆科牧草和多种作物的轮作体系。n草地农业的观点应该得到重视，灌、草、乔结合的农田防护林网仍是未来农田建设的重要部分。986 草在轮作中的作用草田轮作是农牧结合的纽带，是实现我国未n作业：请简述草地“四度一量”分别指什么？99作业：99
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