草地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的研究及開發(fā)

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1、>—刖呂草地牛態(tài)系統(tǒng)是地球三大陸地牛態(tài)系統(tǒng)之一，也是我國陸地面積最大的牛態(tài)系統(tǒng)類型，總面積3.9X10W,占世界草地面積的13%,占全國國土面積的41%左右⑴。是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。它不僅為人類提供了許多產(chǎn)品，而且提供了多種生態(tài)服務。由于長期的過度放牧、亂開濫墾等人為行為的干涉，草地退化、沙化、鹽堿化——“三化”現(xiàn)象日益加劇，人們對草地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的研究也逐漸增多。生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指生態(tài)系統(tǒng)及其生態(tài)過程所形成與維持的、人類賴以生存的環(huán)境條件和效用，是指通過生態(tài)系統(tǒng)的功能直接或間接得到的產(chǎn)品和服務。這種由自然資本的能流、物流、信

2、息流構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)服務功能和非自然資本結(jié)合在一起產(chǎn)生了人類福利⑵。對生態(tài)系統(tǒng)服務功能及其價值進行有效地評估，有利于人們對牛態(tài)系統(tǒng)服務功能重要性的深層認識，并促使人們采取有效的牛態(tài)保護措施。因此，進行草原生態(tài)服務功能的研究對保護和合理使用草原資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。二本論2.1草地生態(tài)系統(tǒng)的服務功能草地生態(tài)系統(tǒng)是草地地區(qū)生物(植物、動物、微生物)和非生物環(huán)境構(gòu)成的、進行物質(zhì)循環(huán)與能量交換的基本機能單位。草地生態(tài)系統(tǒng)不僅是重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地，而且是重要的牛態(tài)屏障。草地生態(tài)系統(tǒng)服務功能體現(xiàn)在3個方面，即生態(tài)功能、生產(chǎn)功能和生活功

3、能。生態(tài)是基礎(chǔ)，生產(chǎn)是手段，生活是目的。生態(tài)功能為系統(tǒng)所固有，是系統(tǒng)維持和發(fā)展的基礎(chǔ)；生產(chǎn)功能是影響草地生態(tài)系統(tǒng)服務功能發(fā)生改變的觸發(fā)點；生活功能主要取決于生態(tài)功能和生產(chǎn)功能的平衡關(guān)系和管理狀況，體現(xiàn)系統(tǒng)綜合發(fā)展水平。2.1.1草地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務功能草地的生態(tài)功能是對草地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)屬性的具體反映。其主要表現(xiàn)為氣候和氣體調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)、生物多樣性保育、碳素固定、侵蝕控制、土壤形成、營養(yǎng)循環(huán)、廢物處理、生物控制、棲息地、授粉、基因資源等⑶。2.1.1.1提供凈初級生產(chǎn)物質(zhì)牛態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品是指牛態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)牛的，通過提供直接產(chǎn)品或服務維持人的牛活

4、生產(chǎn)活動、為人類帶來直接利益的因子。而草地生態(tài)系統(tǒng)中的植物群落，即是通過光合作用提供凈初級生產(chǎn)物質(zhì)，為消費者和分解者提供必需的物質(zhì)和能量。草地生態(tài)系統(tǒng)提供初級生產(chǎn)物質(zhì)的功能既是進行次級物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是草地生態(tài)系統(tǒng)的多種功能能否正常發(fā)揮的基本條件。牛產(chǎn)力作為牛態(tài)系統(tǒng)中積累的凈初級牛產(chǎn)物質(zhì)的總量，是物質(zhì)生產(chǎn)能力的數(shù)量表達。它反映了植物群落在自然條件下的生產(chǎn)力，是估算地球支持能力和評價陸地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的一個重要生態(tài)學指標⑷。其中，凈第一性生產(chǎn)力(NPP)是一種可以較好反映植被提供凈初級生產(chǎn)物質(zhì)能力的指標。我國學者周廣勝曾計算出我國草原地

5、帶的NPP一般在2.6t?4.9tDM/hm2?年，是生物生產(chǎn)量最高的雨林季雨林地帶(13t?19.ltDM/hm2?年)的18%?26%。肖乾廣利用NOAA/AVHRR遙感資料，采用標準化植被指數(shù)(NDVI)與綠色植被的NPP之間的相關(guān)關(guān)系估算出草甸草原的NPP為6.3tDM/hm2?年，干草原為0.75tDM/hm2?年。李迪強根據(jù)周廣勝、張新時提出的自然植被凈第一性生產(chǎn)力模型估測出中國溫帶草原NPP為It?3tDM/hm2?年。⑸2.1.1.2碳蓄積與碳匯草地生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，可以通過光合作用吸收大氣屮的二氧化碳。

6、因此，草地生態(tài)系統(tǒng)對調(diào)節(jié)大氣成分具有重要的作用。同時，草地生態(tài)系統(tǒng)也是受人類干擾較嚴重的生態(tài)系統(tǒng)，一旦草地受到破壞后，草地中存儲的大量的碳將重新回到大氣中，這必將增大二氧化碳的排放，加劇溫室效應和全球變暖。草地生態(tài)系統(tǒng)中的碳蓄積主要分布在土壤碳庫中，其次是草地植物的現(xiàn)存群落屮。研究表明在每年的10月到第二年的4月，植物枯死，草地生態(tài)系統(tǒng)在碳素循環(huán)中只起到碳源的作用，雖然土壤呼吸很微弱，但仍是源。而在5?9月生長季內(nèi)，光合作用固定二氧化碳有著明顯的作用，則主要是匯的作用，但并不排斥在某一時期內(nèi)有源的作用。因此，草地生態(tài)系統(tǒng)的碳素平衡(源與匯)

7、是一個動態(tài)過程。但就總體而言，碳匯仍是其主要特點。⑹屮國草地生態(tài)系統(tǒng)在全球碳循環(huán)和碳蓄積屮占有十分重要的地位。我國草地的總碳儲量占我國陸地生態(tài)系統(tǒng)的16.7%。從全球草地植被碳蓄積的格局來看，中國草地牛態(tài)系統(tǒng)碳儲量約占世界草地牛態(tài)系統(tǒng)的8%左右，其中土壤層碳儲量是植被層的1倍左右，就全國水平來看，草原(17.03PgC)和草甸類草地(16.83PgC)蓄積了全國草地有機碳的2/3o[7]2.1.1.3調(diào)節(jié)氣候涵養(yǎng)水源草地生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)氣候主要表現(xiàn)在吸收溫室氣體，改變地表反射率進而改變地表溫度，調(diào)節(jié)濕度。草地生態(tài)系統(tǒng)可以吸收大量C02,儲存于

8、植物體和土壤中。同時天然草原是的弱源，是狙的匯，土壤排放N20,吸收C汕表現(xiàn)為互相消長的關(guān)系。草地生態(tài)群落由于結(jié)構(gòu)、組成及覆被狀況的不同，導致地表能量反射率的改變，進而對氣候產(chǎn)生