第二节 草地生态系统的恢复重建在线视频

各位同学大家好

现在我们开始讲第五章第二节内容

草地生态系统的恢复和重建

我们一起来学习一下

草地生态系统的定义

其实在应用生态学基础当中

我们已经谈到了草地生态系统的概念

现在我们深入了解一下

草地生态系统的定义

它是指

在一定草地空间范围内

共同生存于其中的所有生物

及生物群落

与其环境之间不断地进行着物质的循环

能量流动和信息传递的综合的自然整体

这是草地生态系统

其实这是一个广义的定义

就是所有的草地生态系统

包括

做保护区的

没有任何人类干扰的

草地生态系统也好

还是有放牧利用

进行人类干扰的

草地生态系统也好

都是属于这个定义

那么狭义上来讲

草地生态系统是

草地农业生态系统的一个泛指

是指地球生物圈

主要陆地生态系统之间的

草地与农业相结合的生态系统

这儿指的草地农业生态系统

草地上有一定的农业的活动

比如说放牧

比如说人工打等等这样一些活动

关于草地农业生态系统

我们国家的任继周院士有这么一个定义

它包括三个界面

四个生产层

我们一起来看看

到底有哪三个界面和四个生产层

第一个界面是草丛和地境

什么是草丛和地境的界面

也就是说草本植物和它着生的土壤

这个界面

其实植物和土壤的界面

第二个界面是草地和动物的界面

这个界面就是

动物在草地上放牧

或者是家畜采食

形成了一个

草地 植物和动物的界面

第三个方面是

草畜的生产和经营管理的界面

这个界面是指

在草地上生长的牧草也好

动物也好

比如说产品收获以后经营到市场上

这就是草畜生产和经营管理层面

经营管理管理的一个界面

所以草地农业生态系统

或者是草地生态系统当中的三个基本界面

就是草丛地境界面

草地动物界面

草畜生产和经营管理的界面

另外

草地农业生态系统当中有四个生产层

这四个生产层指的是

按照任继周院士的定义来讲

第一个叫前植物生产层

也叫前初级生产层

这个概念是什么呢

就是说草地在没有被动物家畜利用的时候

它本身由于景观发挥的作用

比如提供旅游的功能

还有生态服务

比如固碳等这样一些功能

所以叫前植物生产层

也就是景观效果

第二个是植物生产层

植物生产层就是说

草地上生产一定的牧草

牧草供给家畜生产

或者供野生动物的采食

这是植物生产层

还有动物生产层

就是次级生产层

动物生产层指的是

在草地上有牛羊这样一些放牧的家畜

或者

比如说野牦牛

藏羚羊这样一些野生动物

它们是一个层次叫动物生产层

最后一个生产层叫外生物生产层

或者后次级生产层

这是什么概念呢

跟我们前面的经营管理一样

就是草畜产品

收获以后流通到市场

这就是外生物生产层

也就是流通的这样一个环节

所以草地农业生态系统

很明确的有三个界面

有四个生产层

我们看一下从全球范围内

草地农业生态系统

它的分布范围是什么样的

从这张图上可以看出来

其实这是陆地

其他都是海洋

有颜色深一点的

这都是陆地

这种条状的和块状的

这是草地占有的范围

我们看一下到底有哪些草地类型

有地中海的灌丛植被

它是一种草地类型

这儿讲的草地生态系统

是指被动物利用的生态系统

第二个方框的这个

我们看到方框的这个

这种类型是荒漠灌丛

全球有大量的分布

第三个是热带和亚热带的草地灌丛

我们看一下斜杠的都是

热带和亚热带的草地灌丛

那么还有我们温带的草地灌丛

大量的温带的草地灌丛

都是在这个区域

包括北美也有一些

还有一些是洪泛区的草地

什么叫洪泛区的草地

就是说在湿地的边缘

或者是海滩的边缘有一些草地

洪泛区的草地

在全球有一些的分布

比如说这个区域

还有一大块是冻原

那么在北极地区

就像西伯利亚

包括俄罗斯的北部

还有北欧加拿大等等区域分布的冻原

这是全球的草地生态系统

的分布状况

除了典型的

温带地区分布的草原

和草甸植被以外

还有冻原呀

还有热带的稀疏灌丛等等一些植被类型

这是整个全球的草地生态系统的类型

下面这两张图给我们展示了一个景观

就是典型的草地生态系统的景观

左边是高寒草甸

右边是温带的典型草原

这两类草地生态系统的景观

是比较典型的

高寒草甸一般分布于

海拔3000米以上的高寒地区

比如说青藏高原3000米以上的地区

和欧洲的阿尔卑斯山脉

以及北欧的一些高山山地

都有一些高寒草甸

温带的典型草原

分布于内蒙外蒙

包括中亚的整个欧亚大草原上的

特别典型的一个类型

这两种类型的区别在哪

草甸大家都知道

是偏中生的植物组成的

而草原是中旱生的植物组成的

相对而言降水稍微低一点的地方

这个是降水稍微高一点的地方

那么高寒又指的是温度要稍微低一点的地方

那么温性是要温度要稍微高一点的地方

这是两个不同的景观

它们在不同的气候带分布的一个状况

草地有多种多样的类型以外

草地上还有这样一些

人居的跟人文密切联系的一些景观

比如说草地上有放牧的牧民

他们的居住的情况

我们看一下

民居

还有草地上避免不了的

要进行的生产活动就是草地的放牧

无论是青藏高原

还是内蒙古

蒙古高原

还是非洲的撒哈拉沙漠以北的地区

还是东非的马赛马拉草原

还是美国中部的大平原

叫Great Plain

还有南美的安第斯山脉

以及传统意义上的阿尔卑斯山脉

都有草地放牧的景观

当然它上面不外乎有草地的居民

还有一种类型就是人工草地

其实草地生态系统

除了天然的草甸与草原

这样的景观以外

大面积还有人工草地

我们到欧洲去的时候就完全能够看到

在欧洲比如说英国荷兰德国

他们的草地上放牧的

无论是肉牛奶牛

都是大面积的人工草地来支撑的牧业生产系统

因此在全球范围内看到的草地景观

除了天然的草地生态系统以外

还有人工草地生态系统

所以说草地生态系统景观是非常多样的

它不单有自然的

而且还有人工的人文的这样的景观

草地生态系统

到底为人类或者是为自然界

提供了哪些功能呢

第一个主要的功能就是产品的生产

我们都知道草地上

有刚刚说的生产牧草

这个牧草要干嘛

就是为家畜提供重要的饲料资源

除了给家畜提供重要的饲料资源以外

还有给野生动物

提供了重要的饲料资源

因此它是产品的生产

另外除了给我们的家畜

比如牛羊和野生动物提供饲料资源以外

草原上的很多植物

也可以被人直接食用

可以为人类提供绿色的食用植物

还有一些菌类

草原的很多地方都可以产生蘑菇

蘑菇

还有非常出名的一个就是冬虫夏草

它其实是菌类的一个主要类型

其实是真菌的一个类型

除了这些以外

还有很重要很重要的

草地上有大量的药用植物

这也是绿色的植物

除此之外

还有许多经济的动植物的生产基地

比如说刚才说的冬虫夏草

这个菌类

还有一些药物（资源）

都是在草原上进行生产的

关于动物

比如说驯鹿麋鹿等一些动物

都是在草原上可以进行饲养的

除此之外

还有一些肉牛奶牛等一些品种

这些都是在草原上可以生产的

因此第一个主要功能就是产品的生产

第二个草原发挥的主要生态功能

就是水土保持功能

水土保持功能

第一个是固结土壤防止侵蚀

很容易理解

就是中国的北方地区

尤其草原区

大量的分布草原

由于草原植被的破坏

使得它的固结土壤的功能下降

发生了沙尘暴

这也是为什么我们强调京津冀风沙源的控制

要进行草原植被恢复的一个原因

第二个方面是减少降雨对地表的冲刷

关于降雨对地表的冲刷

我们可以想象黄土高原的例子

黄土高原其实在地带性植被上讲

是一个森林草原带

过去由于战争或者垦荒等原因

把地表植被破坏了

地表植被破坏以后

七八月强降雨下来以后

大量的地表都被冲刷

造成水土流失

这也是草原植被破坏的一个主要后果

它的水土保持功能受到了严重的损害

还有一个功能

第三功能是土壤的形成

在我们的草原地区

由于植物和土壤之间的作用

使得土壤的理化性状得以改善

促进了土壤的团粒结构

而且在草原上

有大量的豆科植物

这些豆科植物

可以为土壤提供大量的氮素肥料

因为豆科植物可以从空气当中

把氮固定下来

通过豆科植物的根瘤菌可以把氮定下来

因此可以土壤当中固存大量的氮素

固定大量的氮素成为氮肥

还有植物根系当中

有大量的矿质元素

矿质元素对钙基层

及粘土矿的形成都有一定的作用

因此整个草地的植被

对土壤的形成是有重要作用的

第四个方面是净化空气

很容易理解了

草地植被

可以吸收空气当中的二氧化碳

并释放出氧气

我们一般叫做固碳释氧的功能

草地植被

还能吸收固定大气中的某些有毒有害气体

这个在城市当中非常明显

比如说城市中有绿地的地方

它的尘相对而言要少一点

这些植物它可以把城市当中

汽车尾气排放出来一些有毒有害的气体

会固定下来

从而减少大气的污染

这是净化空气的作用

最后是接受吸附空气中的尘埃

起到降尘作用

这个我已经谈到了

第五个方面

草地还有调节气候的作用

第一个方面是草地可以截留降水

刚才说强降雨下来以后

它会截留一部分涵养土壤的水分

水分可以调节气候

通过蒸发起到降温的作用

另外

植物本身通过蒸腾作用

可以调节气温和空气当中的湿度

这是第二个方面

就是调节气温和湿度

第三个（方面）草地可以吸收辐射外地表的热量

我们知道太阳光直射下来以后

草皮可能把一部分的热量吸收下来

从而起到降低气温的这样一个作用

因此草地有很好的调节气候的作用

防风固沙刚才已经说了

北方地区它起到了很好的固定地表

起到了一个防风固沙的作用

维持碳氧平衡刚才前面已经谈到了

就是固碳释氧

草地植被把空气当中二氧化碳吸收进来

然后通过光合作用释放出氧气

美化环境

的作用是非常容易理解的

城市当中为什么有很多的绿地

绿地就是为了我们的环境得到美化

不仅仅是视觉的效果

感官上的视觉效果

而且对降尘

有毒有害气体的吸收都有非常重要的作用

因此它起到美化环境的作用

我们再看一下全球范围内

草地生态系统

它到底分布的面积有多大

因为前面已经谈到

它的功能是如此之重要

那么面积有多大

全球的草地面积大概有

4.1到5.6千万平方公里

覆盖地球面积大概31%~43%

当然是非常大的了

那么按照全求来测算的话

不同区域比如非洲地区是最广的

大概是1.5千万平方公里

亚洲是次之近1000万平方公里

最小的是中美洲和加拉加勒比海地区

是0.1千万平方公里

这些面积上承载了大概8亿的人口

当然承载的人口非洲最多

亚洲次之

北美和大洋洲最少

这是整个全球范围内

草地面积和承载的人口的一个状况

但是我们要看到

虽然草地面积如此之大

功能如此重要

但是面临着退化的问题

为什么会退化

我们必须要谈到

草地生态平衡的理论

草地生态平衡是指

草地生态系统当中的生物系统的相对平衡

如果草地的生态系统成分多样

能量流动和物质循环复杂

这种情况容易保持相对的稳定

但是如果干扰过大

超过了生态系统本身的承载能力的话

草地生态系统平衡就会破坏

破坏以后

就会发生退化的现象

目前许多草地退化问题

都是由于草地的不合理开发和使用

打破了草地的生态平衡造成的

这是我们需要了解的

什么是草地退化

草地退化

刚才前面说的草地生态的平衡被打破

从而使得它的结构特征

和能量及物质的循环等功能

逐渐发生恶化的现象

那么恶化了以后

使得草地生态系统的生产与生态功能衰退

前面讲到

草地有很多的生产和生产功能

一旦退化以后

这些功能会衰退

草地退化主要表现在两个方面

就是非生物因素的退化

比如说土壤的退化

另外还有生物因素的退化

有植被的退化

过去我们关注更多的植被退化

较少关注到环境的退化

土壤退化

关于草地退化的原因

主要有自然和人为两大因素

当然目前的争论很大

到底是自然因素为主

还是人为因素为主

都是争论很大

自然因素不外乎长期的干旱

比如说风蚀水蚀沙尘暴等等

这样的自然因素

人为因素

包括过度放牧

就是超载放牧

过度的刈割

滥垦

采伐樵采

开矿工程建设等等

我们用一段视频来了解一下

青藏高原草地退化的原因和后果

我们现在所在的地区

三江源区的这种高寒草甸上

发生的这种“黑土滩型”的退化

现象特别严重

那么关于黑土滩的退化

很多人都意见不一致

有的人认为是超载过牧起的

有的人认为是气候变化引起的

还有的人认为是

不确定的因素引起的

但是无论怎么样

原生的高寒草甸都是很松软的

踩上去软软的这种垫子一样的感觉

但是当退化了以后

就变成那种大块大块的裸斑地

当地人所称为“黑土滩”或者“黑土坡”

但有这种大块的裸地出现以后

我们的啮齿类的动物

比如说鼠兔鼢鼠就容易进来

会进一步加剧退化的过程

那么在整个青藏高原地区

这种“黑土滩”型的退化分布面积特别广

比如说在甘肃甘南地区

还有川西北地区都有

当地老百姓把它形象的称为“鼠荒地”

需要我们去积极的推进一些措施去治理

比如说人工草地的建设

或者是退牧还草等等

对于草地退化

我们根据它的成因及表现类型可以分为

第一个是荒漠型的退化

就是中国的北方地区这种比如沙尘暴

发生沙尘暴的草原荒漠化

所以叫荒漠型退化

第二是生境破坏型的退化

生境破坏型的退化

比如说由于工矿的建设

比如开一条路或者开一个矿

使得原生生境的草地破坏

这是生境破坏型的退化

第三类是杂草或者灌木入侵型统退化

我们可以想举一个例子

就是欧洲阿尔卑斯山脉的一个类型

欧洲阿尔卑斯山脉的这种草地

目前极少人在利用它做放牧生产

那么欧洲因为很多人都很有钱

相对比较富有

他们把阿尔卑斯山脉的草地转化成滑雪场

而滑雪场一般都是冬季利用的

夏季不利用的状况下

很容易出现灌木入侵的问题

那这是灌木入侵型的退化

还有一个是水土流失型的退化

刚才前面已经讲到过

比说黄土高原地区

如果植被没有的话

就形成水土流失了

还有鼠害型的退化

什么叫鼠害型的退化

也就是说草地被老鼠打洞

或者是刨了地表的土

然后把草地植被破坏了

那么这是鼠害型的退化

当然除了青藏高原

内蒙一些地方也有

还有一个石漠型退化

石漠型的退化

我们也叫石漠化

这是在中国的西南地区

尤其西南岩溶地区

常常容易发生的

就是因为它的土层很薄

一旦强降雨或者是人为干扰以后

表层植被破坏以后

很容易形成石漠化的现象

叫做石漠型退化

那我们草地退化

怎么样才能使得他能够

恢复生产和生态功能

那么这里说草地退化的恢复

就是生态恢复

是促进草地生态系统

可持续发展的主要途径

当然我们的恢复怎么做

恢复的方式主要取决于

退化的原因和退化的程度

那前面讲的比如说石漠型退化

比如说水土流失型的退化

或者是我们的荒漠化

这些根据不同的原因

用不同的方式

比如说荒漠化

可能用治沙的方式

草方格的使用

比如说鼠害型退化

要灭鼠

完了以后人工补播等等这些措施

这是不同的退化的原因和类型

另外要根据退化的程度

那么退化的程度

比如说轻度退化

中度退化重度退化

它的（恢复）方式是不一样的

轻度退化

让它自然地恢复

稍微去除人的干扰

把它围起来让它自然恢复起来

这是轻度的退化

那么中度的退化

已经发生到一定程度了

比如说有些方退化了

出现了裸斑什么的

这些裸斑就需要人工的补播

那么极度退化或者重度退化

比如说经没有任何草地植被了

怎么办

需要人工的通过补播

再植等一些方式

把植被恢复起来

对于不同类型的草地

恢复方式也是不一样的

比如说我们的

青藏高原的高寒草甸和高寒草原

恢复就不一样

内蒙的典型草原和内蒙的荒漠草原

它的恢复方式也是不一样的

我们下面一段视频来了解一下

青藏高原退化高寒草地的生态恢复

那么我们前面看到这片景观

是三江源地区的黑土滩型退化的草地

进行人工促进恢复的一个结果

这是2000年左右

对黑土滩型草地

通过垂穗披碱草为主的

这样人工的植被

进行恢复的结果

那么据当地老乡讲

十多年前这个地方完全是裸地

那么种植了垂穗披碱草人工草地以后

我们现在看经过十多年的演变以后

当地的草地上

那么现在的草地上

已经有天然的植被的成分

比如说莎草科的植物

还有一些火绒草等等

还有些禾本科的植物都已经进来了

那么表明

这个地方通过人工的促进恢复

可以使得黑土滩的

土壤能够固定下来

进而能够进一步促进天然植被的有效恢复

从这个意义上来讲

对黑土滩型退化草地

人工促进方式是一种比较理想的选择

恢复完了以后

草地还需要后续的持续管理

这种管理

第一个是合理的规划科学利用草地资源

我们说草地你不可能不利用

那么利用的时候怎么办

恢复完了以后要科学合理的利用

放牧利用的时候

核算它的载畜量

然后以草定畜的方式来进行放牧

第二个对于

非常重要的栖息地

或者是野生动物的

一个非常重要的生境

我们要建立国家公园和草地保护区

来进行管理

另外我们要加强草地旅游等

非农业开发的科学管理

比如过度的旅游

也会对草地产生严重的影响

因此恢复以后对草地的旅游业进行控制

最主要的是要加强动态的监测管理

实时的要评估草地生态系统健康状况

然后根据监控状况

再制定后续的恢复计划

或者管理计划或者保护计划

我们今天的课就到这

下次再见

谢谢