第一节 北美大平原恢复管理工程在线视频

各位同学大家好

从今天开始我们讲第七章的内容

北美地区的典型案例

北美地区有三个案例

第一个案例是

北美大平原草地恢复管理工程这个案例

我们一起来看一下

北美大平原地区的自然状况是什么样的

北美大平原是在加拿大的南部

美国中部和墨西哥北部的这个区域

这个区域大概面积72.26万平方公里

一直东到密西西比河西至落基山脉

这样一个区域

这个区域里年均降水量是比较少的

降水的时空分配也是不均匀的

而且长期的干旱火灾经常要发生

主要的植被类型是草原植被

是典型的Prairie(普列利)草原

如果从类型来分

这个地方的草原可以分为三个类型

包括东部的高草普列利草原

西部的低草的普列利草原

还是中部的混合普列利草原

这个草原是世界上

经营的现代化程度最高

生产效率最高的草原生态系统之一

这是整个北部大平原

主要植被类型是草原植被

因此这个地方草地生态系统是重点

第一个我们看一下

第一种类型是高草普列利草原

又称高草区

这个区域是从加拿大到墨西哥湾的广大地区

都有高草区的分布

降水量600到1000毫米

年蒸发量很大

1500到1900毫米

这个区域植物的生长季只有4~9月

五个月的时间

而且常常有大风和高温

草丛高度比较高

1.5到2米

这个区域的草本植物以禾草为主

小须芒草大须芒草等一些多为中生草本

还有蓝茎冰草针茅等

这个地区的干草产量

大概是2470到7400千克每公顷

这个地方面临的问题是什么

这些地区

欧洲移民到北美以后

长期开垦来种植玉米和小麦

玉米干嘛？

玉米来发展肉牛业

原来的天然草地几乎被开垦成农田

那么造成了大量

土地退化问题

这个区域是现在

仅留的没有被开垦的地区

第二种类型是低草普列利草原

那么这个区域又称为低草区

具体是从落基山山麓的地带向东延伸

在西经100°附近

与高草区相连

那么分布范围是在自加拿大的南部

至新墨西哥州德克萨斯州中部

过渡到荒漠和草原区的一个区域

这个区域的降水量要更少一些

大概250到600毫米

大部分在4到9月

也就是植物的生长季

这个地区的天然植被也是以禾本科为主

其中有格兰马草、野牛草

这样一些植物为主

干草产量可达到1700千克每公顷

这个地方的植物特点是

耐牧性比高草区强

也就是说假使在这个地方放牧的话

要比高草区好一点

在南部可全年放牧

中部可放牧8到10个月

北部可放4到8个月

这是这个区域的草地的利用状况

第三种类型是混合普列利

混合普列利又称为荒漠禾草区

这个更明晰了

分布于低草区南侧

从美国西部延伸至墨西哥的北部

分布范围为海拔1300米以下的区域

全年降水更低了250到550毫米左右

而且50~70%降水集中在夏季的季末

年蒸发量一般为2000毫米是很高的了

那么这个地方除禾草以外

还有一些灌木

就有荒漠的成分出现了

荒漠的灌木

比如说牧豆树 金合欢 桧属的小针叶树等等

那么干草产量比较低了

600到2500公斤

每公顷

但这个地方也可以全年放牧

但灌木因常多刺而不易被家畜利用

这是这个地方的特征

就是混合普列利草地

这个混合普列利草原的特征

和整个北美大平原一样

草原区的整个区域里的生物多样性

是比较丰富的

但是由于过度的人类活动

比如说大草原的开垦成为农田

使得生物多样性面临着灭绝的问题

许多草原鸟类的种类数量大幅下降

在北部大草原生长

的1595种植物当中

许多都是这些区域的特有种

那么但是这些特有种也

因为开垦造面临着灭绝的威胁

另外从动物物种来说

北美大平原上的一千一百种动物

约一半生活在北部

73种是濒危动物

北美大平原的濒危动物

占据了鸟类的92%

哺乳动物的19%

爬行和两栖类的百分之50 鱼类的18%

那么也就是说在北美大平原区域

很多濒危物种在这个地方栖息

那么农业活动

大平原的开垦

对于濒危物种的生长

也是受到了一定的威胁

另外 我们看一下原生的植物群落及草原的情况

野牛草是低期群落的主要类型

小须芒草群落

则是混合普列利区域的典型类型

此外还有一些木本植物群落

那么这个地方的草原植物群落

容易受到火烧 放牧以及干旱的干扰

目前北美大约2/3的混合普列利及低草

普列利已被开垦

那么北美地区的

普列利草原被开垦成其他类型的用地

尤其是农业用地的的情况十分严重

以至于大平原被认为是

美国受威胁最严重的生态系统

仅有部分的原生草地尚没有被开垦

提供了赖以生存的生境

也作为巨大的碳库

有着重要的生态价值

那么除了这2/3的混合普列利

和低草普列利以外的部分区域尚没有开垦

仍然是保持相对原生的状态

是一个巨大的碳库

前面讲到整个普列利草原

尤其是混合普列利

已经受到了非常大的开垦的影响

退化是比较严重的

那我们怎么样来恢复

第一

要确定我们北美大平原

生态恢复重建的主要目标

这个目标是要恢复大平原上

所有特有的生物群落

那么前面讲的植物的时候

大概1700多种特有植物

恢复和保持那些对生物及其群落的繁殖

维持有着生态价值相互作用及进化机制

这个是必须要研究的

另外还要维持物种的有效种群的数量

也就是最小的种群数量

保留足够大的天然生境

以保证生态系统在大范围干扰与长期变化后

能够自我恢复

这是对生境的要求

另外对入侵的物种要进行全面的控制

来保留本地物种种群间的迁移的路径和通道

这样使得外来物种的入侵能够被控制

或者是被降低

另外要尽可能的恢复灭绝和衰落的原生物种

已经灭绝的这些物种

或者衰落的物种要尽量的进行恢复

这是整个北美大平原

草原生态系统恢复的主要目标

主要恢复的方法有哪些

第一个

根据生态系统的特点来进行恢复

这个地方的生态系统的特点

北美大平原的物种分布范围特别大

区域的典型格局和过程以大尺度为主

也就是说整个北美大平原是以草原为主的

那恢复的关键是自然生态系统的

自然力的恢复

主要方法有足够大的区域

保持生命功能的景观

维持天然的物种及其生态的过程

这是我们主要的恢复方法

也就是说北美大平原

大平原的草原

生态系统的恢复

主要给留足够的生境

把人为干扰去除

然后自然地进行恢复

以下是几个恢复的工程

第一个是关键生态系统和物种的恢复与保护

那么这里北美大平原

草原生态系统恢复当中

特别提出了要对指示种和关键种的恢复

和保护

那么这里的

指示种和关键种的恢复和保护当中

重点做了哪些工作

第一个是恢复草原土拨鼠的种群数量

它是一个非常重要的一个关键种来控制瘟疫

保护生境

第二个是恢复野牛的种群数量

那么野牛其实是整个

北美北部大平原草原生态系统的一个关键种

也是一个指示种

当欧洲移民到

北美大平原去开发的时候

当地草地上的动物

就是野牛

现在由于过度的干扰

野牛数量急剧下降

因此需要把野牛的种群数量恢复起来

预防饲养动物的影响

也就是放牧加速的影响

包括对野牛栖息地的影响

另外 从鸟类来说

岩鸻这种草原鸟类也是

作为北美大平原的关键物种纳入保护的范围

这是整个第一个方面

从这个关键生态系统和物种的保护恢复方面

做的工作

这是当地的土拨鼠 野牛

和岩鸻这几种

兽类、鸟类的保护和恢复

第二个是生境恢复

生境恢复有几个方面

第一个是火烧管理

火烧在维持美国北部大平原的

草原生态系统的物种组成及生态过程当中

起到了非常重要的作用

它是一种自然的驱动力

因此在整个恢复当中

对火烧进行重要管理

通过火烧管理

使得生境自然的恢复

第二个是放牧

其实历史上野牛的野牧

或者说采食对生态系统的形成

草原生态系统景观形成重要的影响

因此放牧模拟野牛

以及恢复野牛种群数量来进行放牧

是这个地方恢复

生境的主要方式

还有干旱

这个地方反复发生的干旱

是北美大平原草原生态系统

和生物多样性最主要的干扰机制之一

因此干旱的响应和管理

也是这个地方生境恢复的

非常重要的方面

因此，从这几个方面来讲

对景观的保护与恢复必须在

实际的尺度上纳入这些过程

识别他们的内在联系

火烧、放牧、干旱

那么它们在整个景观的恢复当中

起到什么样的作用

第三个方面是控制最小的活力面积

那么火烧与放牧强度之间的相互作用

导致了演替阶段和自然环境特征的相应变化

因此要了解清楚他们之间的关系

才能确定草原保护所需的景观面积

那么到底需要多大的面积

才能使火烧和放牧能够起到作用

对于北美大平原的混合普列利草原来说

有意义的最小活力面积

要求将景观面积保留在10万公顷以上

更为理想的是维持在40万到120万公顷

才能使重要的生态系统的生物多样性

和功能得以维持

这是要控制最小的活力面积

关于火烧管理

在北美大平原的草原生态恢复当中的作用

我们可以用这个视频来了解一下

在普列利草原区

火烧和降雨一样都是自然发生的

在俄勒冈南部普列里草原保护中心

这儿有很多物种依赖普列里草原生态系统

我遇到了一个火烧控制的团队

跟他们了解为什么火烧

对于（草原）栖息地的管理至关重要

通过火烧管理我们可以恢复迹地和残存的栖息地

来更新和改善现有的普列里草原生态系统

从而我们可以催进物种恢复

提高生物多样性

使得这些地方的物种基本上与一万两千年前保持一致

那我们来看一看这些人在这个地方干什么呢

他们似乎在给灌丛点火

通过火烧他们可以消除外来生物

消除本土的乔木树种和外来的草本植物

在这个普列利草原的入侵（定植）

过几年以后

这个地方的普列利草原变得健康且强壮

我们在俄勒冈南部开展了这个火烧管理

当我们最初开始这个火烧的时候

我们进行了大概700英亩的区域

看起来很绿但是很小 很健康的普列利草原生态系统

我们又回到这个地方（开展）火烧

火烧以后

三年

76 （年）

这个地区森林和草原的竞争就像战争一样

森林经常向草原扩展

最后结果常常是森林替代了草原

因此历史上

火烧对控制森林向草原的扩展十分有用

使得树线保持稳定

从而使得本土草本植物

获得足够的生长空间

当我们开始在这儿进行火烧

这个生态系统由外来的草本植物

百慕大（植物） 暖季草主导（占优势）

冷季草也是外来植物

羊茅（主导）生态系统

这就是火烧的原因

控制外来生物

我们确实得到了（比较好的结果）

否则其他植物没法和它们竞争

我们重新引入火烧来控制（外来植物）

我们可以得到非常丰富的本土草（印第安草？）

印第安草和其他一些本土草本植物

大须芒草

在火烧迹地旺盛生长

火烧管理最早源于上百年前印第安先民

他们一般在草原上持续进行数周的火烧

面积成千上万英亩

如今

我们需要专门的火烧管理专家

对草地进行火烧

使得这些野生植物生长、扩展

今天我们要烧北边的小区

大概有8英亩

高草区

在第三个模块区域

普列利草原进行这些火烧

现在

大卫在跟他的团队核实全天的工作安排

他很清楚

火烧作业中的危险

这些险情并不完全源自于火烧

草丛中的蛇、虫子等等

特别是有毒的虫子和蛇

都十分危险

火烧可以通过（顶端清除）控制树冠和树枝

但是树根和种子仍然存活于土壤

重新发芽、生苗

直至生长到现在这个高度

直至生长到现在这个高度

但这也需要好几（十）年时间

你们的火烧频率多高

我们一般每两年进行一次火烧（管理）

我们不会重复在一块普列利草原上连年火烧

给它们一定的时间进行恢复

大概3-4年的时间

在有些年份

比如说明年是个湿润年份（降水较多）

没法进行火烧

大概3-4个小时的时间

火烧完成了

如果一旦下雨

有些草本植物开始生长

到明年春天

这个土壤将会给植物提供丰富的营养

那么第四个方面是构建生态廊道

那么这个生态廊道

其实对物种多样性的保护

对生物的基因交流都有非常重要的作用

那么在这里要实现有效的保护的话

构建两种生态廊道

第一种生态廊道建立局地

和区域尺度上的定居鸟类和哺乳动物的廊道

迁徙鸟类无脊椎动物的迁徙郎道

以及植物潜在的扩散的途径

这是第一种

第二个是预留动植物对于全球气候变化所作的

海拔与纬度方向上适应性调整的缓冲区域

也就是说由于气候变暖了

可能就有一些物种的分布会上移

第五个方面是控制外来生物入侵

在这个大平原地区也是主要的问题

其实美国已经通过了很多

控制外来生物入侵的法案

如植物检疫法

动物损害控制法

联邦植物害虫法、国家环境政策法濒危物种

保护法 和联邦杂草防治法等

北美大平原地区也非常关注外来物种

对草原生物多样性的影响

通过这些法律法规的手段

来控制外来生物入侵

同时也使用火烧管理

即自然机制来控制外来生物入侵的问题

最后是强化大平原景观保护的途径

主要有这么几个方面

第一个方面是扩大保护区

或是基于物种多样性保护管理的土地面积

这个地方要把

保护地的面积扩大

加强对景观的生态适应性管理

减少草原本土物种的进一步丧失

控制外来动植物的扩散

造成外来种的入侵问题

扩大恢复和维持原始的草原生境

以及物种多样性的放牧活动

通过放牧活动

使原生境和物种多样性得以维持

最后是恢复原生物种的种群数量

恢复生态系统的功能

这是整个北美大平原的

草原生态系统恢复的案例介绍

咱们今天课就到这

下次再见

谢谢