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草甸草原生態系統 版權信息
- ISBN:9787030666956
- 條形碼:9787030666956 ; 978-7-03-066695-6
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
草甸草原生態系統 內容簡介
《草甸草原生態系統》是作者團隊在長期野外調查和定位監測研究的基礎上寫作完成的,系統介紹草甸草原生態系統地理分布與植被類型、草甸草原自然條件與生境特征,草甸草原生態系統科、屬、種組成、區系地理成分組成以及生活型組成基本特征與植被主要特點,草甸草原植物多樣性、種群生長與動態分析以及主要植物的生物生態學特性,草甸草原群落類型及其分布、植被基本特征和主要植物群落類型與群落學特征,草甸草原不同群落類型初級生產力及其動態研究,草甸草原不同群落類型及主要植物營養物質動態和草甸草原合理利用與改良利用情況,進一步提出草甸草原生態系統可持續發展對策。本書可為草甸草原生態系統變化和可持續發展提供基礎理論和科學依據。《草甸草原生態系統》反映了該領域的近期新研究成果,是一部專門針對草甸草原生態系統領域種群和群落特征變化的著作,對于豐富和發展我國草原科學研究與區域生態可持續發展具有重要指導意義,尤其對于退化草原恢復重建具有重要參考價值。領域的科研與教學人員參考用
草甸草原生態系統 目錄
序
前言
**章 草甸草原生態系統環境與分布特征 1
**節 草甸草原生態系統的環境特征 1
一、氣候條件 1
二、地形組合 3
三、土壤條件 4
四、植被地帶 5
五、動物資源 6
第二節 草甸草原生態系統的分布規律 9
一、生態地理分布 9
二、區域分布規律 10
第三節 草甸草原生態系統的人類活動及利用特點 13
第四節 結語 14
參考文獻 15
第二章 草甸草原生態系統的植被特征 16
**節 貝加爾針茅草甸草原生態系統 16
一、生態地理及分布特征 16
二、植物種類組成 17
三、植物群落結構 18
四、植物群落類型 18
五、利用與評價 22
第二節 羊草草甸草原生態系統 23
一、生態地理及分布特征 23
二、植物種類組成 24
三、植物群落結構 25
四、植物群落類型 26
五、利用與評價 28
第三節 線葉菊草甸草原生態系統 29
一、生態地理及分布特征 29
二、植物種類組成 30
三、植物群落結構 31
四、植物群落類型 31
五、利用與評價 35
第四節 草甸草原生態系統的生產力特征 35
一、貝加爾針茅草甸草原植物生物量 36
二、羊草草甸草原植物生物量 39
三、線葉菊草甸草原植物生物量 42
第五節 結語 44
參考文獻 45
第三章 草甸草原生態系統的土壤特征 46
**節 草甸草原生態系統土壤物理特性 46
一、土壤水分 46
二、土壤容重 48
三、土壤機械組成 49
第二節 草甸草原生態系統土壤化學特性 51
一、土壤pH 51
二、土壤有機質 53
三、土壤氮素 54
四、土壤磷素 61
五、土壤鉀素 64
第三節 草甸草原生態系統土壤微生物特征 67
一、土壤微生物數量 68
二、土壤微生物生物量碳、氮含量 73
第四節 結語 77
參考文獻 78
第四章 草甸草原生態系統的生理生態特征 80
**節 草原生態系統生理生態特征的研究進展 80
一、植物光合生理特征的研究進展 80
二、放牧對土壤呼吸特征影響的研究進展 82
三、草原生態系統碳循環及預測模型的研究進展 83
第二節 研究區域概況與研究方法 85
一、研究區自然地理特征 85
二、研究樣地與方法 85
第三節 羊草光合生理特征 86
一、羊草葉片葉綠素含量 86
二、羊草葉片光合生理特征的日變化 86
三、放牧對羊草光合生理特征的影響 90
第四節 羊草草甸草原土壤呼吸特征 93
一、不同利用方式下環境因子的變化 93
二、不同利用方式下土壤呼吸速率的變化 97
三、不同利用方式下土壤呼吸速率與環境因子的關系 99
第五節 草甸草原生態系統碳循環模擬及預測 102
一、草甸草原生態系統碳循環模型與驗證 102
二、放牧對草甸草原生態系統碳循環的影響 112
三、未來氣候變化對草甸草原生態系統碳循環的影響 116
第六節 結語 122
參考文獻 125
第五章 放牧對草甸草原生態系統的影響 127
**節 放牧對草原生態系統影響的研究進展 127
一、放牧對草原植物特征影響的研究進展 127
二、放牧對草原土壤水熱環境影響的研究進展 128
三、放牧對草原土壤微生物影響的研究進展 130
四、放牧對草原小型哺乳動物影響的研究進展 131
五、放牧對草原植物病害影響的研究進展 132
第二節 研究區域概況與研究方法 133
一、研究區自然地理特征 133
二、研究樣地 134
三、研究方法 135
第三節 放牧對草甸草原植物特征的影響 145
一、放牧強度對群落結構和多樣性的影響 145
二、放牧強度對生產力的影響 150
第四節 放牧對草甸草原土壤理化特性的影響 154
一、放牧強度對土壤物理特性的影響 154
二、放牧強度對土壤化學特性的影響 157
第五節 放牧對草甸草原土壤微生物的影響 158
一、放牧強度對土壤微生物數量的影響 158
二、放牧強度對土壤微生物生物量的影響 159
第六節 放牧對草甸草原小型哺乳動物的影響 160
一、放牧對小型哺乳動物生境的影響 160
二、小型哺乳動物營養生態位 161
三、小型哺乳動物時間生態位及生活節律 162
四、小型哺乳動物小尺度互作——狹顱田鼠和達烏爾黃鼠采食及頻次 163
第七節 放牧對草甸草原植物病害的影響 165
一、草甸草原植物病害種類 165
二、不同放牧強度下草甸草原植物病害的發生情況 175
三、草甸草原病害對放牧干擾的響應 177
第八節 結語 181
參考文獻 182
第六章 刈割對草甸草原生態系統的影響 187
**節 刈割對草原生態系統影響的研究進展 187
一、刈割對草原生態系統植物的影響 187
二、刈割對草原生態系統土壤的影響 188
三、刈割對植物生態系統化學計量的影響 189
第二節 研究樣地與研究方法 189
一、刈割頻率試驗概況 189
二、刈割試驗地概況 192
第三節 刈割頻率對草甸草原植物和土壤特性的影響 194
一、刈割頻率對植物群落結構和多樣性的影響 194
二、刈割頻率對土壤理化特征的影響 195
第四節 刈割頻率對草原生態系統養分及化學計量特征的影響 196
一、刈割頻率對草甸草原生態系統養分的影響 196
二、刈割頻率對草甸草原生態系統化學計量特征的影響 197
第五節 刈割頻率對草甸草原微生物群落結構特征的影響 197
一、刈割頻率對土壤微生物群落磷脂脂肪酸(PLFA)的影響 197
二、刈割頻率對土壤微生物生理群數量的影響 199
三、不同刈割頻率下土壤生物指標的相關性分析 199
第六節 刈割時期和留茬高度對植物和土壤的影響 200
一、刈割時期和留茬高度對植物群落特征和多樣性的影響 200
二、刈割時期和留茬高度對產量和營養品質的影響 203
三、刈割時期和留茬高度對土壤化學性質的影響 205
第七節 結語 206
參考文獻 208
第七章 草甸草原生態系統的退化特征 210
**節 草原退化特征的研究進展 210
一、草原退化特征含義辨析 210
二、植物學特征的研究進展 212
三、土壤理化特征的研究進展 214
四、土壤線蟲特征的研究進展 216
五、土壤微生物特征的研究進展 218
六、植被與土壤關系的研究進展 220
第二節 草甸草原生態系統植被退化特征 221
一、退化草原的植物種類組成與群落結構及功能 221
二、退化植被的物種豐富度、多樣性及均勻度 227
三、退化植被的牧草飼用等級 227
第三節 草甸草原生態系統土壤退化特征 229
一、退化土壤的物理性質 229
二、退化土壤的化學性質 232
三、退化土壤的線蟲群落特征 237
四、退化土壤的微生物多樣性特征 241
第四節 草甸草原生態系統植被與土壤退化特性的關系 246
一、植被特性與土壤理化特性的關系 246
二、植被特性與土壤線蟲特性的關系 248
三、土壤理化特性與線蟲特性的關系 250
第五節 結語 251
參考文獻 253
第八章 退化草甸草原生態系統的恢復及改良 256
**節 退化草原生態系統恢復及改良的研究進展 256
一、退化草原生態系統恢復演替的研究進展 256
二、草原封育的研究進展 258
三、草原土壤物理疏松的研究進展 260
四、草原施肥的研究進展 261
第二節 研究區域概況與研究方法 266
一、研究區自然地理特征 266
二、研究樣地與方法 266
第三節 退化草甸草原生態系統的封育 268
一、圍欄內、外植物種類及頻次的變化 268
二、圍欄內、外植物重要值的變化 270
第四節 退化草甸草原生態系統土壤疏松改良 272
一、打孔改良對割草場的影響 272
二、切根改良對割草場的影響 276
第五節 退化草甸草原生態系統土壤化肥改良 280
一、施肥對種群特征的影響 280
二、施肥對群落特征的影響 282
三、施肥對植物營養元素和化學計量的影響 284
四、施肥對土壤營養元素及化學計量的影響 285
五、施肥對土壤微生物及酶活性的影響 286
第六節 退化草甸草原生態系統土壤微生物肥料改良 288
一、施微生物肥料對群落特征的影響 289
二、施微生物肥料對土壤特征的影響 291
第七節 結語 294
參考文獻 296
草甸草原生態系統 節選
**章草甸草原生態系統環境與分布特征 在我國溫帶草原生態系統的*東部,與森林生態系統相鄰的地段,有一狹長地帶為草甸草原生態系統。草甸草原生態系統分布于歐亞大陸中緯度地帶,處于溫帶半干旱、半濕潤氣候區。在地質構造上主要受新華夏構造體系和緯向構造體系控制,地貌結構以顯著的鑲嵌性和溫帶高原、山地、平原的帶狀分布規律為突出特征,在水、熱和生物等自然要素組合上具有很強的制約性。土壤在第四紀受不同程度冰川活動的影響,經過腐殖質累積、淋溶與淀積和鈣積化等過程,主要土壤類型為黑鈣土和暗栗鈣土。植被為中溫型草原,具有草原生態系統和森林生態系統共存的生態特征,主要由中旱生多年生叢生禾草、根莖禾草和中旱生、中生雜類草組成。這里具有大面積的優良放牧場和割草場,尤以割草場數量、質量為各類草原之首。這片廣闊、獨*又十分寶貴的天然草原,孕育了以蒙古馬、蒙古牛、草原羊等古老品種為基礎的多種優良品種。由于人類長期不利因素的干擾和全球氣候變化的影響,草甸草原生態系統也出現不同程度的退化現象。因此,研究草甸草原生態系統的環境與分布特征,對草原合理利用和保護、維護我國草原生態安全和放牧畜牧業持續發展具有重要意義。 **節草甸草原生態系統的環境特征 一、氣候條件 植物組成和植被結構受生態環境的制約,其中氣候對植被形成起了直接的影響作用,并制約著植被地帶性分布的空間格局。因此,氣候因素是影響草原生態系統形成的首要自然因素,特別是水、熱配置狀況是草原群落類型及結構特征形成的重要條件。在我國地處溫帶北部的草甸草原生態系統分布于歐亞大陸中緯度地帶,具有半濕潤、半干旱或半干旱、半濕潤的氣候特征。隨緯度的升高,地面從太陽輻射得到的熱量逐漸減少,氣溫逐漸降低。由于距離海洋較遠,加之受蒙古高壓氣團的控制,草甸草原生態系統大部分地區為大陸性季風氣候。在溫帶的草原生態系統中,草甸草原生態系統為氣候條件*好的一種草原植被類型,年降水量一般在350~550mm,濕潤系數為0.6~1.0,熱量偏低,≥10℃積溫為1800~2200℃。 由于草甸草原生態系統所處經緯度的不同和地形的差異,其降水與積溫在各地區分配不均。草甸草原生態系統在重點地區所處的氣候狀況見表1-1。 大興安嶺山脈東、西兩麓為草甸草原生態系統集中分布區,如內蒙古呼倫貝爾地區、錫林郭勒地區、科爾沁地區和松嫩地區。大興安嶺山脈植被生態系統在我國東北部形成了氣候變化和生態安全的重要天然屏障。大興安嶺山脈是蒙古高原和松遼平原的分界,北起黑龍江漠河,南至西拉木倫河上游谷地,長達1400km,寬150~300km,海拔多在1100~1400m,*高峰達2034m。大興安嶺山脈上部形成寒冷濕潤的森林氣候。嶺東受海洋季風氣流影響,降水量大,并形成了半濕潤、半干旱的氣候特征;嶺西較寒冷、干旱,屬于半干旱、半濕潤的草原氣候,這里廣泛發育著溫帶草甸草原植被和土壤類型。大興安嶺山脈的降水總趨勢是自東向西遞減,嶺東降水440~510mm,嶺西高原東部降水340~380mm,每年降水主要集中在夏季,秋雨多于春雨。其氣候特點是冬季漫長寒冷,大雪茫茫,千里雪原,嶺西積雪期為120~180天,而嶺東則為80~120天。內蒙古呼倫貝爾根河市積雪深度≥30cm的日數為113天,*大積雪深度50cm。大興安嶺年均溫–2.8℃,嶺東南麓和嶺西0~5℃;無霜期較短,一般在120~150天,大興安嶺北段*短,為90~100天。大興安嶺年日照時數在2700h以下,圖里河、蘇格河日照時數*短,僅2500h,嶺東2800h,嶺西2800~3100h。全年大風日數一般在20~40天。 阿爾泰山位于我國新疆維吾爾自治區北部和蒙古國西部,西北延伸至俄羅斯境內。該地區屬大陸性氣候。我國境內的阿爾泰山屬其中段南坡,山體長達500余千米,海拔1000~3000m。阿爾泰山聳立于亞洲腹部的干旱和干旱半荒漠地帶,由于地貌垂直分帶明顯,在其垂直帶上分布有草甸草原生態系統,年均溫在–3.60℃以下,7月平均氣溫12℃,絕對*高氣溫28.8℃;年平均降水量350~500mm,9月中旬開始降雪,積雪期達200~250天。這一地帶氣候涼爽,雨量較多,是森林與草原的交錯區,牧草產量高,質量好,多屬中、良或優等草原,是當地主要的夏季牧場。 新疆地區的天山山地北坡、阿爾泰山地和準噶爾山地的山間谷地和盆地,海拔一般在250~4500m,年均溫1.70~9.20℃,*高氣溫15.30~27.60℃,極端*高氣溫30~34℃,*低氣溫–23.2~–9.30℃,極端*低氣溫–43~–33℃。積雪期100~170天,積雪深度一般為10~25cm,伊犁、阿勒泰、塔城山區有時深達70~100cm。 草甸草原生態系統所處氣候區的氣候演變趨勢以海拉爾1909~1980年的氣象資料為例進行分析。選年均溫、冬季平均氣溫、夏季平均氣溫、年降水量、冬季降水量、夏季降水量等進行滑動平均,分析結果表明,后30年年均溫比前30年升高了0.4℃,冬季平均氣溫升高了1.5℃,且嚴寒日數減少,夏季平均氣溫與年均溫的變化趨勢相反,下降1℃左右,且夏季低溫頻繁出現。降水量統計結果表明,內蒙古海拉爾地區70年來干濕交替變化夏季降水量增加、冬季降水量減少,特別是后20年降雪量明顯減少,積雪深度變小,總趨勢是干旱期與濕潤期交替變化。 從氣象災害看,低溫災害是影響草原地區畜牧業生產的主要災害,包括生長季節的冷害、春末秋初的霜凍及冬春季的寒潮等。低溫冷害對植物影響很大,牧草在生育期內,當氣溫在0℃以下時則產生霜凍,使牧草提前進入枯萎期,尤其是嚴重的低溫年對草原畜牧業生產影響很大。 以內蒙古呼倫貝爾地區為例分析草原氣象災害。該地區嚴重低溫年有1961年、1972年、1976年,氣候頻率為14%。草原秋霜來得早,使作物、牧草深受其害。年內各月均可出現霜凍,終霜出現日期的年際波動大,*早、*晚相差日數山地一般為30~60天,嶺東20~30天。寒潮,特別是風雪交加的寒潮天氣,對牧業生產危害尤為嚴重。1961~1981年的21年中,各類型寒潮出現92次,平均每年有4~5次,其中大多數為強寒潮或區域性強寒潮。水澇發生頻率大于干旱,春季水澇多發生在大興安嶺山脈,其他季節水澇發生在嶺東。冬、春季降雪過多會造成白災,特點是發生時間早、持續時間長。歷史上特大白災年有1954年、1965年、1970年,均是11月中旬成災,持續4~5個月。據統計,1954年內蒙古呼倫貝爾全境牲畜死亡29萬多頭(只),1965年僅陳巴爾虎旗牲畜死亡就達51萬頭(只),1970年內蒙古呼倫貝爾全境牲畜死亡21.3萬頭(只)。 二、地形組合 在漫長復雜的地質發展歷程中,地殼的構造運行造就了我國地形的巨大起伏和地貌的基本輪廓。草甸草原生態系統的地貌在地質構造上主要受新華夏構造體系和緯向構造體系控制,在地貌結構上以顯著的鑲嵌性和高原、山地、平原的帶狀分布規律為*突出特征,并在水、熱、生物等自然要素的分布規律上顯示出很強的制約性。 我國溫帶草甸草原生態系統從東北到西北,由于分布地區不同地形條件有很大的差異。在松嫩平原上,草甸草原集中分布于中部和南部的漫崗地、緩坡地和低平地,海拔140~200m。內蒙古呼倫貝爾和錫林郭勒草原上的草甸草原生態系統處于大興安嶺東西兩麓的低山丘陵和波狀高平原上,山地海拔900~1400m、丘陵海拔800~1000m、高平原海拔500~700m。科爾沁草原上的草甸草原分布于大興安嶺南段山地及山前平原丘陵地帶,山地海拔1500m、丘陵臺地海拔200~400m。阿勒泰地區的草甸草原分布于山地、山前丘陵、河谷,海拔1400~2300m。伊犁地區的草甸草原分布于坡地、河谷,海拔1100~2600m。 草甸草原生態系統的垂直分布,因地理位置不同,分布的高度也不同。草甸草原生態系統在大興安嶺東麓分布地海拔多在800m以下,在大興安嶺西麓分布在海拔800~1000m;在內蒙古大青山分布在1600m以上。新疆的阿爾泰山和薩吾爾山地的草甸草原生態系統則分布于1400~2300m,位于山地草原之上或與森林、山地草甸交錯分布。在伊犁山地,草甸草原生態系統發育在海拔1100~2600m。 大興安嶺山脈地形構造屬新華夏隆起地帶,中生代后期經劇烈的隆起和梯狀斷裂,以及長期的侵蝕、剝蝕,幾經夷平為準平原面。到第四紀新構造運動沿古斷裂繼續發展,使大興安嶺繼續抬升,將兩極夷平面抬升到不同高度,造成嶺東嶺西地形地勢的不對稱。嶺西隨蒙古高原不斷上升,地勢增高,山麓處丘陵起伏,漸沒于高原,形成了內蒙古高平原。嶺東隨松遼平原的陷落下降及強烈的侵蝕切割,使坡面陡峻,造成不對稱的階梯狀山形,山頂以下保持著二、三級階梯狀平坦面伸入松遼平原,使山地與平原相嵌。顯然嶺西高于嶺東,西坡平緩,高差300m左右,東坡陡峻,高差700m左右。大興安嶺的基巖以火成巖為主體,由花崗巖、玄武巖等組成,經長期風化,形成渾圓廣闊的山勢,大量噴出的玄武巖構成大片熔巖臺地。 三、土壤條件 在環境因素中,植被對土壤條件有間接影響。土壤的形成受其環境條件特別是地形地貌、氣候、水文、植被、人類活動等因素的影響,其中氣候和植被條件是影響土壤形成的基本因素。草甸草原生態系統中,以山地、高平原和河谷平原為主要地形地貌條件,其地形構造條件影響著水分、熱量的重新分配和植被類型的形成與分布,也影響土壤類型的形成與分布。從地殼物質的淋溶和淀積過程來看,一般越靠近山地淋溶過程越占優勢,越靠近平原中心則淀積過程越占優勢。氣候對土壤形成過程中的有機化合物、無機化合物的合成與分解、淋溶和還原作用發生深刻的影響,決定土壤類型的性質和分布規律。植被是土壤有機質的主要來源,是形成腐殖質的物質基礎,植被類型的演化也明顯影響土壤類型的變化。草甸草原生態系統主要分布的土壤類型為黑鈣土、黑土、暗栗鈣土,土壤類型在不同地區分布均有差異。松嫩平原草甸草原主要為黑土、黑鈣土、暗栗鈣土;內蒙古呼倫貝爾草甸草原主要為暗栗鈣土、淡黑鈣土;錫林郭勒草甸草原主要為暗栗鈣土、黑鈣土;科爾沁草甸草原以黑鈣土、暗栗鈣土為主;阿勒泰地區以黑鈣土、暗栗鈣土為主;伊犁地區為暗栗鈣土、黑鈣土。土壤類型在地理分布上與植被氣候帶相適應,草甸草原生態系統分布地區的土壤在第四紀時期經受了不同程度冰川活動的影響,成土過程有腐殖質累積過程、淋溶與淀積過程、鈣積化過程等。 (一)黑鈣土 黑鈣土地帶主要分布于大興安嶺中南段東西兩麓的草原地區,向西延伸到燕山北坡和陰山山地;在新疆的昭蘇盆地、阿爾泰山南坡及祁連山東部的北坡也有分布。黑鈣土分布區屬半濕潤大陸性季風氣候,氣溫較低,降水較少,風力較大,年均溫–2.5~3℃,降水量350~400mm,地形大部分為低山丘陵。黑鈣土在波狀高平原及河流階地也有大面積分布。黑鈣土是在半濕潤的氣候環境和草甸草原植被下發育的,具有較深厚腐殖質表層,下部有鈣積層或石灰反應的土壤。草甸草原植被為土壤帶來了大量有機物質,使土壤形成良好的中性環境,為土壤微生物活動和腐殖質大量積累創造了有利條件,因此黑鈣土具有草原土壤形成的*基本的兩個過程,即腐殖質積累過程和鈣積化過程。其中暗黑鈣土腐殖質深厚,有機質含量達10%以上;黑鈣土土層30~50cm,有機質含量為5%~10%,pH7.0~7.5;淡黑鈣土土層也較深厚,有機質含量為3%~6%。黑鈣土地帶0~20cm土層有機質平均含量為7.32%,全氮含量為0.35%,速效氮含量為266.03ppm①,土壤陽離子代換量為30.66mg當量/100g土。鈣積層多出現于50~90cm處,剖面中下部有白色粉末狀石灰累積。 (二)黑土 黑土是在溫帶半濕潤氣候、草原化草甸植被下發育的土壤,是溫帶森林土壤向草原土壤過渡的一種草原土壤類型。分布在草甸草原生態系統的黑土地帶位于大興安嶺東麓山前丘陵平原和河谷平原,海拔260~500m;屬于松遼平原的黑土向大興安嶺山脈邊緣延伸
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