洋蔥

[拼音]:caoyuan shengtai xitong

[英文]:grassland ecosystem

以飼用植物和草食動物為主體的生物群落與其生存環境共同構成的動態系統。農業生態系統的一個組成部分,以生產飼用植物、動物和動物產品為主。在世界範圍內,草原比耕地面積大 1倍多,在中國約比耕地面積大3倍。全世界植物生物量約為1.17×1011~1.27×1011噸,其中約36%來自草原生態系統。

基本結構

草原生態系統包括植物、動物、微生物等生物因子和日光能、礦物元素、水分等非生物因子,並有人類生產勞動的不同程度的干預,是不斷地進行著物質和能量流動的錯綜複雜的網路結構(圖 1)。其中,綠色植物是初級生產者(或稱第一性生產者),它從土壤吸收礦物元素和水分,通過光合作用製造有機物質,所提供的淨生物量(或稱淨第一性產量,見森林生態系統),是一切家畜和野生動物所需營養物質的最基本的來源。草食動物是一級消費者,是草原生態系統中的重要組分。由於它可將所採食的植物體轉化成肉、奶、皮、毛等產品,又可稱為次級生產者(或第二性生產者)。這兩個營養級間的轉化效率(或稱生態效率)因科學技術及生產水平而異,一般為1/5~1/10。草食動物除把植物有機物轉化為動物產品,從而提高系統內物質與能量的轉化速度外,還通過放牧行為如採食、踐踏、排洩糞尿等對草地產生影響。以草食動物為營養源的肉食動物是二級消費者。在草原生態系統中如狐、貂以及齧齒類動物的天敵等肉食動物屬於這一營養級。它在整個草原生態系統中,與草食動物相比雖居次要地位,但對維持生態平衡有重要作用。植物或動物的屍體通過微生物的分解,有機物被礦化為簡單的無機鹽類返回土壤,這類微生物被稱為分解者。絕大多數分解者雖然並不直接提供產品,但它是促進營養物質再迴圈以及活化生態系統的重要因素。

為便於研究,通常把草原生態系統分解為若干亞系統,如初級生產亞系統(圖 2)、次級生產亞系統(圖 3)。每一亞系統內又可包含若干次亞系統,如初級生產亞系統中的天然草地次亞系統、人工草地次亞系統等。任何級別的系統都由若干具體的組分構成,如初級生產系統中的豆科牧草、禾本科牧草次級生產系統中的馬、牛、羊等。

功能及其利用

草原生態系統中物質與能量的流轉跨越兩個或兩個以上的營養級,是層次多且過程長的開放系統。在各個營養級中所包含的許多能量轉化環節,一方面,它們都可接受外界的能量輸入,特別是人的生產手段的干預從而增大或降低其能量轉化效率和整個生態系統的生產效益;另一方面,它們也都可輸出產品。如草地通過輪牧、割草,一年可收穫多次牧草;飼養動物如奶牛通過每天擠奶,綿羊通過一年1~2次剪毛,也可在較短週期內多次收穫各種畜產品等;其中任何一次收穫,也都加速了系統中能量與物質的流轉。由於人的干預能力,亦即生產技術和管理水平不同,草原生態系統的生產能力也有差別。如遊牧型、半遊牧型、粗放型和集約型等不同草原生態系統的生產能力可相差數倍乃至數百倍。

為了最大限度地發揮草原生態系統的生產效益,農牧業生產上常根據系統中物質、能量、運動和伴隨的資訊傳遞規律,利用系統的某些功能,對草原生態系統加以人為的設計與改造。如利用系統的開放功能,使草原生態系統的產品輸出與人為輸入的物質、能量建立動態平衡,可以使由此形成的農學草原生態系統的生產力,遠高於自然生態系統。利用系統的適應功能,通過品種選育、種群配置以及施肥、灌溉等農牧業技術措施,可以使系統內植物與動物、生物因子與非生物因子之間的適應過程大為加速,從而完善系統的協調程度。生態系統在一定的組分參與下都有一定的結構,並由此形成一定的物質、能量流程網路,即具有自然排序的功能。通過對排序的研究,還可在系統的流程網路中不斷找出較為薄弱的區段,有針對性地強化農業措施,導致有益的連鎖反應,取得較好的農學效益。如對某一草地配以合理的畜群結構,可使牧草利用均勻,維持草地健康,提高初級生產水平;同時其次級生產水平也可因充分利用了初級產品而獲得提高。此外,草原生態系統自身任何一項因子或子系統的改變,還會通過資訊網路反作用於系統本身,即具有反饋的功能。農牧業生產上可以利用這一功能,在網路中若干敏感的通路,取得具有重要生產和生態意義的資訊,提高草原工作的科學性和預見性。如根據中國內陸草地對之特別敏感的早春水分條件,預測當年牧草產量,進而預定全年家畜飼養量及飼養管理計劃;根據家畜與草地關係的若干資訊,預測草地發展動態;根據反饋的基本規律,對草原生態系統進行系統分析,提出優化方案等。

科學研究

草原生態學是現代草原科學的生長點。草原科學資料在全球規模的大量積累和電子計算機的廣泛使用,已為草原生態系統的研究和優化方案的設計提供了條件。20世紀60年代以來,聯合國國際生物學計劃(簡稱IBP) 先後在世界各地組織50多個試驗點對草原生態系統進行了為期10年的定位研究,並在全世界形成了若干草原生態系統研究中心,如聯邦德國的索靈試驗站等。中國自80年代初以來,分別在斯太普草地(內蒙古、吉林)、高山與凍原草地(甘肅、青海)以及黃土高原(甘肅)等不同型別的草地設立了定位試驗站,在能量流程、氮素轉化、植被結構及其演替動態等方面進行了研究,在內蒙古、青海、吉林、甘肅等地區就能量、若干元素及水分動態作了模擬;在甘肅省黃土高原還進行了草原農學系統的系統分析及優化模型研究,都取得一定成績(見森林生態系統、農業生態系統)。

參考文章

草原生態系統環保百科什麼是草原生態系統?環保百科