組成草甸的植物區系成分相當豐富。例如,蘇聯歐洲部分的草甸有600多種多年生和一年生草本植物,其中廣泛分布的有200餘種(大約包括40種禾草、25種莎草、15種豆科草、120種雜類草)。中國的草甸植物區系豐富,僅東北地區的草甸內優勢植物就多達30種以上。為了分析草甸的生態特徵,常把多種多樣的草甸植物歸納為若干個生活型。蘇聯草甸學家B.P.威廉斯把草甸植物分為長根狀莖型、根櫱型、叢生型(包括疏叢型和密叢型)、帚狀根型、直根型、鱗莖型、塊莖型和一年生植物等等。此外按營養方式可分為:自養植物、菌根植物、豆科共生植物、寄生植物、半寄生植物等;按經濟類群可分為禾草、莎草、燈心草、豆科草、雜類草等。草甸的土壤、土層較厚,肥力較高,草皮明顯,所以,有複雜的土壤動物區系和種類繁多的土壤微生物。草甸土壤的另一特點是具有大量的嫌氣性細菌,它們對草甸生態系統的物質循環產生一定影響。
基本介紹
- 中文名:草甸群落
- 外文名:meadow
- 植物:200餘種
- 分類:植被類型
草甸的形成和演替從地貌上看,河漫灘是形成草甸的最佳地段。河漫灘經受河水的周期性浸淹、坡積水和地下水的灌溉、以及河流沖積——沉積物可起到施肥作用,從而,給草甸植物的生長發育提供了有利的生態條件。河漫灘草甸有時沿著河流延伸數十至數百公里。不過,河漫灘的不同部位環境條件有些差異。例如,在北半球高緯度地區,近河床的河漫灘有地勢稍高的河岸沙堤,其基質疏鬆,根狀莖禾本科植物常常形成單優勢種的群落。中部河漫灘最寬,地下水位較高,以疏叢型禾本科植物為主,草高而密。近階地河漫灘較狹窄,地勢低,積水時間長,因而土壤質地細,屬於淤泥質,密叢型禾草和苔草常居優勢地位。
在沖積的裸地上,草甸的形成過程大致經歷以下3個連續的階段:
長根狀莖植物階段在新沖積的沙質地幾無腐殖質,長根狀莖植物可以首先侵入和定居。其營養枝葉死亡後有機質開始積累,土壤表層逐漸緊實化,通氣性減弱。而長根狀莖植物要求土壤通氣良好,當土壤通氣性減弱以後,這些植物便開始從草群中減少,進而消失,逐漸被疏叢型植物代替。這一階段一般約在5~7年內完成。
疏叢型植物階段這類植物具有短的地下根莖,並不需要特別疏鬆的基質,疏叢型禾本科植物定居後,逐漸形成有草皮的地表,伴隨著有機殘落物增多,水分的流動受膽,空氣也只能在土壤表層中流通,有機質的分解主要在嫌氣條件下進行。於是,這樣的生態條件對疏叢型禾本科植物生長發育漸趨不利,後者不斷地被密叢型禾本科植物代替,這一階段一般大約持續數十年。
密叢型植物階段這類植物的分櫱節位於地表面上,根系分布在空氣不足的土層中,每年生長的新芽和根,可以在嫌氣條件下發育良好。這一時期有機質的積累更為強烈,可能導致沼澤化。
在寒溫帶和溫帶的森林帶,由於氣候潮濕涼爽,草甸可經過沼澤化而逐步演變成沼澤。在草原帶,由於地表徑流匯水減少或地下水補給不足,導致旱生植物增加,草甸可經過草原化而逐步演變成草原。在荒漠帶的低洼匯水地段,由於蒸發量加大,土壤鹽分增多,鹽生草甸可被鹽生荒漠所代替。
草甸的類型按草甸優勢植物的生態特性,可以分為:典型草甸、草原化草甸、沼澤化草甸、鹽生草甸和高寒草甸。
典型草甸又稱真草甸,主要由典型中生植物組成,適生於中等濕度的生境。土壤為排水良好的黑土,富含有機質,排水良好。優勢植物以寬葉的中生的多種雜類草為主,外貌華麗,構成所謂的“五花草甸”。
五花草甸在中國主要分布在東北及內蒙古東部的針、闊葉混交林帶和落葉闊葉林帶,草高大且密生,生殖枝高達1米,葉層高一般在40~50厘米以上,總蓋度達80~95%。產草量高,而且比較穩定,年產鮮草達每平方公里1000噸以上。種類組成豐富,種的飽和度高,每平方米20~25種,上層的優勢種有大形高株的百合科雜類草,十分醒目,這也是遠東地區典型草甸的共同特徵。常見朝鮮百合、藜蘆、小黃花菜等,此外,尚有紫花鳶尾(玉蟬花)、黃花敗醬、山野豌豆等。叢生型的日蔭苔草,常為下層優勢植物。
草原化草甸以旱中生植物為主,土壤為草甸黑土,集中分布在森林帶向草原帶的過渡地帶,也出現在草原帶內土壤水分條件較好的陰坡或寬谷低地上。東北大平原和內蒙古東部廣泛分布的羊草-雜類草草甸就是一個代表,草群茂密,總蓋度達70~90%,葉層高一般約50厘米。種的飽和度每平方米15~20種,混有多種中生雜類草,如地榆、五脈山黧豆、野火球、黃金菊、箭頭唐松草、蓬子菜等,但旱中生禾草——羊草在群落中仍起優勢作用,年產鮮草為每平方公里300~600噸,優良牧草占60~80%。羊草是上繁草,適於調製乾草,這類草甸是中國的最佳割草場之一。草原化草甸在西西伯利亞的森林草原帶也有廣泛分布,其代表植物為河岸生雀麥、沙生驢喜豆、六瓣蚊子草以及草甸鼠尾草等。此外,草原化草甸還見於北美洲的混合草原帶。
沼澤化草甸在草群中混生有相當多的濕生草本植物,是草甸向沼澤過渡的類型,發育於地勢低洼、排水不暢、通氣不良的生境。在地下有永凍層的地區,水分不易下滲,土壤過度潮濕;或者在低溫的嫌氣條件下有機質又不易分解,於是產生了半泥炭化的腐殖質;在這樣的地段上常常形成沼澤化草甸。組成沼澤化草甸的植物種類相對貧乏,多由喜濕的莎草科植物占居優勢地位。
在溫帶的低地和河谷濕地,常由苔草和濕生雜類草構成沼澤化草甸,例如,以瘤囊苔草-小花地榆為優勢種的沼澤化草甸就廣泛分布在大、小興安嶺及長白山地上。另外,青藏高原的湖濱、山間盆地和高山冰川的前緣等地區海拔高,氣溫低,地下具有不透水的永凍層,土壤強度潛育化,地表經常處於過濕狀態,在這裡,莎草科的蒿草代替苔草形成沼澤化草甸,草質柔軟,適口性好,是高原和高山地區良好的季節性天然牧??
鹽生草甸由鹽中生草本植物組成,分布在具有不同程度鹽鹼化土壤的低地及海濱。表土含鹽分偏高,生境條件嚴酷,植物具備抗鹽的生態特性。有些植物的根系深,以躲避含鹽分高的表土,例如,大葉白麻、甘草、芨芨草等。有些植物的葉片多汁肉質化,例如幾種鹼蓬,鹽爪爪、西伯利亞蓼等;有些植物有泌鹽能力,以免體內積聚過多金屬離子,例如二色補血草、檉柳等。芨芨草草甸是鹽生草甸代表,廣布於歐亞大陸的草原帶和荒漠帶,在中國的內蒙古、寧夏、甘肅、青海和新疆等地分布很廣。這類草甸常常出現在乾河谷、古河灘和內陸湖盆四周的低平鹽鹼化灘地上,面積廣闊。芨芨草具有高大的株叢,叢冠徑130~200厘米,草高100~200厘米,形成大的丘狀植叢,群落較稀疏,平均年產鮮草每平方公里300~400噸。冬季大家畜採食其乾枯梢部,春季的初生綠葉為各種家畜所喜食,因此,芨芨草草甸在牧區廣泛被用作冬春季放牧??
高寒草甸在高山和高原的濕潤而寒冷的生境中,分布著濕冷中生草本植物,組成高寒草甸,它們也經受著生理性乾旱。大面積的高寒草甸分布在中國青藏高原的東部及其周圍的高山,例如祁連山、天山和橫斷山,是這些山地的植被垂直帶譜中的組成部分。高寒草甸的下部與高寒灌叢呈複合分布,上部與高寒墊狀植被接壤。一般海拔3500~5000米。分布界線從北向南逐漸升高。
高寒草甸的地勢高,日照強。風力大,氣溫低,最熱月份也有時出現霜凍。土層薄,在一定的深度下存在著永凍層,因此,高寒草甸植物的根系盤結,形成堅實的“地毯式”草皮層,耐踐踏。草層低矮蓋度大。密叢型短根莖的小形嵩草屬植物是這裡的優勢種,例如矮小嵩草、矮生嵩草、線葉嵩草、禾葉嵩草等。黑褐苔草、珠芽蓼、圓穗蓼、高山龍膽、華麗風毛菊以及異花針茅等是習見的伴生種。這些植物大都具有低矮、被毛茸和營養繁殖力強等適應高寒氣候的生態習性。矮小嵩草高寒草甸分布最廣,草質營養豐富,適於牧養氂牛和藏羊。
此外,尚可根據草甸分布的地形部位,分為平地草甸和山地草甸。平地草甸又分為河漫灘草甸和陸地草甸,而陸地草甸可再分為高地草甸和低地草甸。山地草甸則包括中低山草甸、亞高山草甸和高山草甸等。草甸還可根據起源,分為天然草甸、半人工草甸和栽培草甸。
草甸的利用草甸是重要的可更新自然資源。它的所在地多數地勢平坦、有機質豐富,土壤肥沃。天然草甸的初級生產力高於草原,多數草甸植物適於作為牧草,其中有些適口性優異,是家畜的上等飼草。因此,草甸成為許多國家發展畜牧業的重要基地。此外,草甸中還有相當多的經濟植物,可用以造紙、編織、入藥、護坡護堤或作綠肥用。人類活動對草甸的影響是巨大的,目前世界上的草甸大多在人類的影響與控制下發生變化和演替。森林帶採伐跡地上的草甸是人們經濟活動的產物。草原帶的草甸經超量放牧或者不合理的割草(過大的割草強度,頻繁的割草次數,不適宜的割草時期等)後生產力下降,優質牧草減少,雜草和毒害草日漸繁生。許多國家廣泛建立的優質、高產的栽培草甸是人們運用現代生態科學知識的成果。