《草原生态系统》PPT课件.ppt

草原生态系统,刘晓娟,草原生态系统是草原地区生物植物、动物、微生物和草原地区非生物环境构成的，进行物质循环与能量交换的基本机能单位。温带草原 欧亚大草原（steppe）热带草原 北美大草原(prairie)南美大草原(pampas)草甸草原 非洲大草原(savanna)典型草原 澳洲草原荒漠草原高寒草原,一、草原分布,草原世界分布主要分布在欧亚大陆、北美洲、南美洲、非洲以及澳洲,1 欧亚大陆草原（steppe）从欧洲多瑙河下游起向东呈连续带状分布，经过罗马尼亚、前苏联和蒙古，进入我国内蒙古等地，形成世界上广阔的草原带，全长约8000余米，东西约跨100个经度，南北跨28个纬度。处于大陆腹地荒漠区和森林区之间,2 北美大陆草原(prairie),北美洲草原从北面的南萨斯喀彻河开始约跨越30个纬度达到得克萨斯,东西约跨20个经度，降水量从东到西逐渐减少，温度由北向南逐渐升高,3 南美大陆草原(pampas),分布在3238S,约占70万km2,包括阿根廷的中东部,乌拉圭的全部以及巴西的里奥-格朗德的南部.一直分布到大西洋沿岸.处于温暖气候，在潘帕斯西北降水量约为1000mm,西南降水约为500mm,但是蒸发量可达到700mm。,4 非洲大陆草原,主要分布在热带雨林南北两侧、东部高原赤道区以及马达加斯加岛，呈马蹄状分布包围热带雨林，约占全洲面积的1/3，是世界上最大的热带草原区,二、草原类型,根据草原的组成和地理将草原分为温带草原（temperate grassland）热带草原（savanna grassland）,温带草原分布图温带草原分布在南北半球的中纬度地带，如欧亚大陆草原、北美大陆草原、南美大陆草原等,二、草原水分热量分布,1 温带草原夏季温和，夏季有明显的干旱期,热带草原分布图热带草原大部分位于非洲、澳洲和南美洲的热带森林和半荒漠之间,2 热带草原分布在热带、亚热带草原受水分条件限制,三、草原植被分布特征,草原通常以多年生低温和中温旱生丛生禾草植物占优势。草原植被的区系特征是以禾本科、豆科和莎草科植物为主，菊科、藜科和其他杂类草也占有重要的地位。在禾本科植物中，丛生禾草针茅属最为典型。草原上植物体具有抵抗夏季干旱的某些适应，生活型以地面芽植物（包括丛生禾草）为主。针茅属、狐茅属、拂子茅 属草属冰草属和早熟禾属的种类以及包括许多双子叶草本植物均 属此种生活型,草原植物中旱生结构普遍存在如叶面积缩小，叶片内卷，气孔下陷，机械组织和保护组织发达草原植物的发育节律与草原气候呈明显的适应.草原上主要建群植物的生长、发育盛期都在67月间,四、中国草原植被分布特征,我国的草原是欧亚草原的一个组成部分。主要在松辽平原、内蒙古高原和黄土高原等地，连续呈带状分布，面积十分辽阔。一小部分位于新疆北部的阿尔泰山区，但通过蒙古的草原区与我国内蒙古高原的草原区相联系。,我国的草原由于草原区水热条件的差异,草原植被生态外貌特点，划分成四主要类型:1草甸草原 2典型草原3荒漠草原4高寒草原上述4个主要类型在盖度、生产量、种的饱和度，均随旱生强度的加强而有规律地减少。,草甸草原：集中分布在东北平原和内蒙古的东北部,位于草原向森林过渡的地区.草甸草原还见于草原地带的阴坡和低洼地,即水湿条件较为优越的地点.气候上处于半湿润区.优势土壤类型为草甸黑土或暗栗钙土。草甸草原种类组成丰富，覆盖度大，生产量较高。草群中含有大量中生杂类草。主要建群种有贝加尔针茅、吉尔吉斯针茅、白羊草、羊草、日 阴苔草。,贝加尔针茅,典型草原：在草原区占有最大的面积，在草原生态系列中居中心位置。在内蒙古高原和鄂尔多斯高原大部、东北平原西南部及黄土高原中西部，均为大面积的典型草原群落所占据。在气候上属半干旱区，年降水量约为250300mm，优势土壤类型为栗钙土草甸草原相比，典型草原种的丰富度明显下降，盖度减小，生产量降低。草群中以旱生丛生禾草占绝对优势。主要建群种有大针茅、克氏针茅、长芒草、针茅、羊茅、沟叶羊茅、糙隐子草、冰草、冷蒿及百里香等。,大针茅,荒漠草原:处于草原区的西侧，以狭带状呈东北-西南向分布，往西逐渐过渡到荒漠区，主要分布在内蒙古中部及宁夏一带。气候上处于干旱区和半干旱区的边缘地带，发育的优势土类为淡栗钙土与棕钙土.荒漠草原是草原中旱生程度最强的一类。在种的丰富度、草群高度、盖度以及生产量等方面，都比典型草原有明显降低。群落中以旱生丛生禾草为主，但也出现大量更旱生的小半灌木。主要建群种有戈壁针茅、短花针茅、沙生针茅、东方针茅、高加索针茅以及丛生的多根葱。,小针茅,高寒草原:适应高海拔地区寒冷半干旱气候的一种特殊类型。在青藏高原它从祁连山向西南延至羌塘和藏南，草丛低矮稀疏，伴生有垫状植物层片，主要优势种类有紫花针茅、紫羊茅、高山早熟禾、和莎草科的西藏苔草、西藏嵩草等。,五、功能,1 草原生态系统的植物生产功能2 草原生态系统的动物生产功能3 碳蓄积与碳汇4 调节气候5 改良土壤,草原生态系统的植物生产功能,对光能的利用率通常为0.1-1.4%左右，据统计，全世界草原生态系统的净初级生产力的均值为500g/m2a，但水分不足的温带干旱地区却只有100-400g/m2a，水分较充足的亚热带草原，可提高到 600-1500g/m2a。草原生态系统净初级生产力的最高水平可达3000-4500g/m2a(Breymeyer），1978)。草原生态系统的初级生产力中，地下部分的生物量所占的比例较大。在生物圈固定能量的比例中，草原生态系统约为11.6%，也居陆地生态系统的第二位。,草原生态系统的动物生产功能,初级生产量通过食物链转入草食动物和肉食动物各营养级之间的转化效率为1%-20%左右。以牛为例，一条牛所采食的植物能中，约有48%因维持正常生理活动而消耗掉，43%的能量以粪便形式排出，只有9%用于躯体组织的建造。但不同种类或不同品系之间，能量的转化效率差别很大。,碳蓄积与碳汇,Ni对中国18个草地类型进行了碳密度和碳蓄积的估算。研究表明,中国草地生态系统碳储量为44.09PgC。就全国水平来看,草原和草甸类草地蓄积了全国草地有机碳的2/3,分别为17.03PgC(38.6%)和16.83PgC(38.2%)。根据方精云的研究,我国草地的总碳储量占我国陆地生态系统的16.7%。从全球草地植被碳蓄积的格局来看,中国草地生态系统碳储量约占世界草地生态系统的8%左右,其中土壤层碳储量是植被层的1倍左右,而且单位面积的碳密度高于世界平均水平,这说明中国草地生态系统在全球碳循环和碳蓄积中占有十分重要的地位,调节气候,Aguiar的研究表明,草地生态群落由于结构、组成及覆被状况的不同,导致地表能量反射率的改变,进而对气候产生一定的影响作用。李胜功通过对内蒙古奈曼草地热量平衡的研究发现,草地具有较高的净辐射。1996年刘树华利用能量闭合二维路面过程与大气边界层耦合模式,研究了我国西北地区夏季下垫面物理特征的变化对区域边界层气候的影响。结果表明,土壤湿度、植被覆盖度对局地环流和区域边界气候起着决定性的作用。,改良土壤,王根绪在青藏高原东南部高寒草甸草原上进行的试验显示,土壤特别是0cm20cm的表层土壤,有机质含量和全氮含量与植被覆盖度有明显的正相关:当植被覆盖度大于60%以上时,土壤有机质和全氮含量急剧增加,当覆盖度小于30%时,土壤养分含量也随之明显降低;并通过实验初步估算,植被覆盖度从90%下降到30%以下时,土壤有机质将流失1.49104kg/hm2,氮素损失将达到5505kg/hm2。由此可见,草地植被具有较好的土壤保持功能。,Thank you,