草地生態學

草地生態學是研究草地生態系統的結構、功能、生物生產、動態、生態調控，並探索其實現高效、平衡和持續發展的科學。

需要進一步明確的問題，什麼是草地？什麼是草地生態系統？儘管國內外對草地（grassland）這一客觀存在事物曾有過不同的理解和解釋，但比較多的和比較符合實際的認識還是比較一致的。更為趨近的解釋為：草地（gracsland）是草類和其着生的土地構成的綜合自然體，地（土地land）指的是環境，草類是構成草地的主體，是草食動物賴以生存的條件。有的學者（C. Horton，1979）還特別強調或重視禾本科草，這也是有道理的，因為世界上主要的和大多數草地都以禾本科草為主，而且禾草在地球上分佈極為廣泛，飼用價值高，對人類的貢獻特別大。禾草與反芻動物相聯繫而存在，表現為協同進化的關係。有的學者對草類和草地的理解更為廣泛，如William Davis認為“‘草地’一詞應包括各種類型的牧場，其特點是將禾本科、豆科牧草和其他植物結合在一起以供放牧之用。因此，在這個定義範圍內，草地指的是環境，而草類是反芻動物賴以生存的牧草”（第八屆國際草地會議論文集，中文本第10頁）。不同學者，出發點不同，理解可能有一定差異，但其基本內容是一致即：草地是草類和其着生的土地構成的綜合自然體。強調草類，並非説草地上沒有其他植物，有些草地常有少賞灌木或喬木散生其中，但仍不失以草類為主。

任何客觀存在的自然物，有其固有的自然屬性，也有其對於人類的經濟屬性，從不同的角度出發，人們就可能給與不同的名稱和概念。這裏講的草地概念也主要是就其自然屬性而言的。從經濟屬性來看，草地用於割草叫割草地，用於放牧牲畜叫放牧草，用於綠化環境叫草坪。

草地包括天然草地（natural grassland）和栽培（人工）草地（cultivated grassland），前者是自然形成的，後者是人工建立的。

草地是地球陸地上一項巨大的自然資源，它既是人類發展畜牧業的基地，也是穩定地球陸地環境的置要條件。據Horton（1979）報道，世界草地（包括熱帶草地或稱熱帶稀樹草原一savannahs和温帶草地或稱温帶草原——在不同地區，人們給與不同的地域名稱，在歐亞大陸叫斯太普（steppes）草地，在北美叫普列裏（prairies）草地，在南美叫潘帕斯（pampas）草地，在非洲叫費爾德（velds）草地）佔陸地面積（1500000萬ha）的四分之一（約375000萬ha）。加上草甸、森林區的次生草地和可利用的稀疏矮灌叢約502500萬ha，佔世界陸地面積的33.5%。此外，全球約有15%—20%的耕地用來種植牧草，建立人工草地。我國草地面積達4億ha（包括部分灌叢和灌叢荒漠牧野），佔國土總面積的41%（李博等，1991）。由此可見草地既是世界也是我國的一項重要自然資源。

上述草地中尤以温帶草地佔比較重要的地位，世界草地的30%分佈於温帶地區，而温帶草地維持了世界反芻動物的35%的牧草需要（Reid and Jung，1982），主要反芻動物為綿羊、肉牛和乳牛。草地與人類生活的關係非常密切，它通過家畜為人類提供乳、溝、脂肪、毛皮及其他需要（熱能、動力、肥料等）；還為人們提供旅遊觀光、運動及娛樂的場地，也可為人類保持一個良好的生存環境。

草地上的植物、家畜、野生動物和微生物共存於同一環境之中，彼此間相立適應，相互依存，以綠色植物為基礎，在它們之間進行着以下幾個過程：

物質的生產，能量的流動，水的運轉；營養物質的循環。近年又提出倍息傳遞或稱信息流這樣一種草地生物羣落和環境結含並具上述功能的綜合自然體叫做草地生態系統，也就是草地生態學的研究對象。

科學是伴隨人類文化的提高，對客觀事物認識的不斷加深而逐漸產生和發展的。草地生態學便是在生態學迅速發展的基礎上誕生的。20世紀60年代以前，有關草地的研究和論著，多集中在草地的利用與管理，但也開始注意到草地植物和植物羣落與環境的關係，涉及草地生態學的某些內容。

20世紀60年代以來，由於生態學的迅速發展，生態系統的理論逐漸滲透到生物科學的各個領域，用系統論的觀點來分析和闡述其研究的對象，這種形勢也孕育着草地生態學的誕生。1962年，R. P. Humphroy編寫了《牧野生態學》一書。1971年，英國草地學家C. R. W. Spedding的《草地生態學》（Grassland Ecology）問世，是一部草地生態學專著，提出了草地生態學是一門獨立的學科。如果以這一專著作為草地生態學的誕生，至今也不過20餘年的時間。60年代至80年代是世界、特別是發達圍家經濟和科學技術飛躍發展的時期，也是生態學迅速發展的階段，草地生態學在這一時期誕生和發展也是很自然的。70年代到90年代初的20餘年間，各國進行了以下不同層次的研究；草地植物生物學和生理生態學，草地植物種羣生態學、草地植物羣落結構與動態、第一性生產力、放牧生態、第二性生產、草地生態系統能量流動、物質循環、單地資源動態監測，草地管理類型的建立與應用等的研究，發表了較多的有關專著和論文，從不同地區、不同角度、不同層次，論述了或涉及到草地生態學的問題。

我國草地生態學的發展歷史較短，但發展還是較快的。70年代中期以前也大多從事草地利用和管理的研究，僅有部分植物生態學工作者，對我國草地進行了植物羣落學的調查研究，或對某些優勢植物種進行個體生態的研究。從70年代後期才開展了草地植物種羣生態和草地生態系抗的研究，80年代是我國草地生態學發展較快的時期，北京農業大學賈慎修組織翻譯Spedding的《草地生態學》的出版，對我國草地生態學的發展起了一定的推動作用。有關草地生態學的科學研究也有了較大的發展，東北師範大學草地研究所、中國科學院植物研究所和內蒙古大學、甘肅草原生態研究所和甘肅農業大學、四川農業大學、內蒙古農牧學院和中國科學院草原研究所、中國科學院青海高原生物研究所、新疆八一農學院和東北農學院等單位先後分別在不同地區，對不同類型的草地生態系統進行了不同方面和不同層次的研究，取得了有價值的研究成果，為我國草地生態學的研究奠定了基礎。歷時10年的全國性草地資源調査和各省區的有關研究，也從不同角度涉及草地生態的問題，積累了有價值的資料。在此期聞，部分大專院校分別為大學本科和研究生開出了《草地生態學》課程，對草地生態學教育和人才培養起到了一定的推動作用。

隨着科學研究的開展，80年代以來，在我國有關草地生態的專著、論文及其他文獻資料增多，如《草地生態研究方法》（姜恕等，1988），《草地生態學的發展》（李博等，1991），《草原生態系統研究》（姜恕等，1985），《草地第二性生產動力學模型》（《甘肅社會科學》，呂勝利等，1991），雖然還是初步的，但也反應了我國草地生態學的發展和進程。

近幾十年國內外有關草地生態的研究報道為本書編寫提供了許多有價值的資料。

儘管革地生態學是近期發展起來的一門年輕學科，但從自然界發展的歷史來看，原始自然草地生態系統中，草地生態問題早已存在，只是那時的人類還不認識而已。其實從地球上有了草地和草食動物，也就有了草地生態系統，當時也僅是一種原始的，純自然的生態系統，沒有人為的干預。當人類進入狩獵時期，開始對草食動物的獵取之後，才開始對草地生態系統的干預，但影響是小的。自人類開始馴養和繁殖動物以來，特別是後來又興起了遊牧畜牧業，對草地生態系統的影響才隨之而加深。人類與馴化的動、植物之間是；一種共生關係，人類從馴養的動，植物中獲取食物，動、植物依靠人類進行繁衍，但人類進化的速度和動、植物馴化的時期是不一致的，世界上存在幾個不同的人類起源和動、植物訓化中心。動、植物的馴化大約距今7000—11000年前，綿羊可能是一個種（Higgs和Jarman，1972）。從動、植物馴化的親緣關係看，中東起源中心出現的動、植物馴化最早，最多，中美洲或中國中心早期馴養的很少。早明的農業技術從中東經過希臘傳入歐洲，約在距今8000—8500年（Rodden，1965）。從那時起有兩條路線，一條向北沿地中海，最終到大西洋，另一條經過巴爾幹半島和匈牙利平原進入歐洲北部，約以每年1km的速度向前推進。此外，也向東傳播，中東馴化的基本動、植物如小麥、大麥、綿羊、山羊、牛和豬，在距今3000—4000年以前進入中國的北方。

Flannery證明農業出現很緩慢，逐步發展，經歷了數千年。從多樣化的狩獵和採策到農業的演進，可分三個時期，最早的時期——農業前的狩獵和採集，估計該時期大約從42000年前到12000年以前。第二個時期大體包括一個4000年的時期（從距今12000年到8000年），標誌着從管理野生羣體到管理馴化種的過渡時期。第三個時期為管理馴化種和多樣性農業發展時期。

農業發展的內容和速度因地而異，一些地區發展成種植業區，一些地區發展很快，成為現代化的草地農業，一些地區長期停滯在遊牧畜牧業階段，遊牧制現在非洲、亞洲北部乾旱和半乾旱地區依舊存在。農牧業發展的進程和多樣性，也就導致了今天世界草地生態系統的差異，當今世界的草地生態系統已遠非昔日之草地生態系統了。停留在遊牧制的地區大多人類杜會和文化比較落後，缺乏科學知識，盲目地發展牲畜，超載過牧，一次又一次地給草地生態系統和人實帶來災害，人們也一次又一次地受到自然的懲罰。這些地區的草地生態系統在自我調節功能作用下，由平衡到不平衡，又由不平衡到平衡，或者嚴重破壞，導致系統的崩潰和演替。

但是，在科學技術發達的國家，開展牧草育種，草地改良，建立人工草地，使其草地生態系統成為高效、穩定、持續發展的生態系統。草地生態系統中的生產者主要為高產優質牧草，消費者主要為優良高產的家畜，加之應用草地生態學原理和現代草地培育和管理技術，物質和能量流失少，人類獲得的物質和能量多。此外向系統輸入營養物質和促進再生產的種質資源，並補充系統內缺乏的營養元素，加之景觀生態學原理的應用，合理配置草地生態系統與陸地累觀建設。這樣就使草地生態系統既有很高的經濟效益，又具良好的生態效益。在西歐和其他一些草地農業發達的囡家，這樣的草地生態系統，已成為現實，使人口和國家都獲得了豐富的物質利益和良好的生存環境。 ^[2] 

草地生態學的內容包括：

草地生態系統的概念、結構、在自然界的地位和作用，與人類生活的關係，草地生態系統形成和發展的機制、動力和影響因素；

草地生態系統的功能和生態平衡的原理；

草地生物羣落的特徵、結構、分佈、種間關係，羣落動態和浹替的基本原理；

第一性生產的生產力、生產效率和提高生產效率的途徑；

第二性生產的生產力、生產效率和提髙生產效率的途徑；

放牧生態，牧地生態系統的組分及其相互影響，草畜關係的矛盾和統一，放牧生態研究進展，中國主要草地生態系統的結構、功能，生物生產、存在的生態學問題和實現高效平衡持續發展的途徑；

生態調控的原理、草地生態工程和現代草地畜牧業建設的生態學基本理論和方法；

草地生態系統模型的組建和應用等。

草地生態系統不是孤立存在的，經常與其他生態系統相互聯繫、相互滲透、相互制約，因此，草地生態學還須研究草地生態系統與其他生態系統之間的相互關係。

概括而言，草地生態系統是由生物因素和非生物因素組成的。生物因素包括植物、動物和微生物；非生物因素包括土壤、無機鹽類、水和二氧化碳；在它們之間進行着物質循環和能量流動。草地生態系統還受生物因素和非生物因素的影響。人類是主要的生物影響因素，氣候是主要的非生物影響因素。草地生態系統的組成成分和影響因素及它們之間的相互關係如圖1所示。

草地生態系統同所有的生態系統類型一樣，其營養結構可分為：生產者、消費者、分解者和環境四個部分，前三者為生物成分（biotic component），後者為非生物成分（abiotic component）。

草地生態系統的生物生產有兩個過程，一是生產者的生產過程，一般把它稱為第一性生產（primary production）；二是消費者的再生產過程，叫第二性生產（secondary production）。分解者的主要功能是把複雜的物質分解為簡單的無機物，為分解過程。草地生態系統是生物種間和生物與環境間協調、持續共生和相對穩定的系統，它是地球上生物與環境、一些生物與另一些生物長期協同進化的結果。 ^[1] 

草地生態學是一門很有發展前途的學科；它不僅在建設現代化的草地生態農業中繼續發揮作用，在我國和其他發展中國家則顯得更為重要。這些國家需要研究和解決的草地生態學問題很多，如不同地區，不同類型草地資源與家畜的合理配置，草地的承載能力，放牧生態與草地合理利用，草地植物種羣生態和羣落生態學與牧草育種和草地改良，不同生態條件的高效穩定的混播種羣，不同類型草地生態系統調控的途徑，不同生態條件地區草地生態工程，高效平街持續發展的草地生態農業建設等等。不僅需要科學的態度來對待這些問題，還需要採取有力的措施，促進草地生態科學技術的發展。經過一定時期的努力，我國廣大面積草地的生態狀況將會改觀，草地農業將有一個大發展和欣欣向榮的吋期，草地生態學也將隨之而發展，在不太長的時期，步入世界先進水平的行列，為我國人民創造良好的物質和環境條件作出應有的貢獻。 ^[2]