草地生态学经典文集《草原生态系统研究》

李 琪，王占义，*，杨鸿雁

(1.内蒙古农业大学草原与资源环境学院/草地资源教育部重点实验室/农业农村部饲草栽培加工高效利用重点实验室/ 内蒙古自治区草地管理与利用重点实验室，呼和浩特 010018；2. 内蒙古机电职业技术学院，呼和浩特 010070)

《草原生态系统研究》是草地生态学领域的经典系列文集(见图1)，该文集是由多名学者在中国科学院内蒙古草原生态系统定位站进行科学试验的研究成果汇集而成的系列文集(共六集，收录134篇论文)，主编姜恕；该文集虽然由科学出版社出版于上世纪80年代，但是里面的内容基础而经典，对今天的研究仍然具有重要的参考价值，当年参与本书的学者多数是我国生态学领域的专家学者，包括李博、雍世鹏、姜恕、刘钟龄、刘书润、陈佐忠、仲延凯、杜占池、钟文勤、杨持等著名学者。不同于其他书籍的一个特点就是该文集内容丰富、综合性强。该文集除了第3集是介绍内蒙古锡林河流域自然环境和草地资源等方面的文集，其他5集每集基本都包含羊草草原与大针茅草原植物种群和群落生态学、人工草场、动物和土壤微生物学方面的多项研究。总体上，第1集以草原生态系统结构和功能方面的论文较多，第2集以牧草光合生理生态与生产力方面的文章较多，第4集以水热等环境因子对植物生长影响的文章较多，第5集以植物生物量和叶片光合速率的文章较多，第6集以天然割草场、人工草场和改良退化草地方面的文章较多。该文集对草学、生态学领域研究具有重要的参考价值，是我国以温性典型草原为研究对象，比较全面的概述了温性典型草原的一些基本特征，其主要内容和特点概括为：

1 典型草原生态系统的结构、功能与光合生产动态

以盛修武、戚秋慧、杜占池等人发文较多，研究成果主要有天然草场群落生产力动态变化与群落结构的关系；割草、放牧对草原群落结构、演替动态和生产力的影响；蝗虫、啮齿动物等草原动物活动对草原群落结构和生产力的影响等文章。主要是研究地上部和地下部生物量的年季动态变化特点，阐明草原生态系统的主要功能、能量和物质循环过程。

该文集涉及草原生态系统羊草和针茅群落土壤速效养分含量与分布规律，土壤中碳、氮、磷等养分与土壤性质、微生物、水热条件和植物生长等多方面的关系。该文集还有人工割草场和天然割草场等方面的大量对比研究，为建立合理的割草制度和合适的收获时间提供了理论依据，以解决因不合理的割草制度造成的天然割草场退化问题。

2 草地生态系统营养物质循环

以陈佐忠站长和黄德华教授为代表，陈佐忠研究员在锡林河流域采集了122种植物，并根据这些植物的元素化学特征将这些不同科属的植物分为5个大类和13个类型，其中五大类主要包括氮类、钾类、钙类、钠类和硅类，并且对豆科、禾本科、菊科等植物进行了详细的分类。陈佐忠研究员在另一篇文章里测定了锡林河流域栗钙土典型草原地带的117种植物含锌量，并对不同科属植物的含锌量进行了比较。黄德华研究员对克氏针茅(StipakryloviiRoshev.)，草原上的主要植物叶片根据其氮磷等9种化学元素的季节含量变化进行了分类，分为3类：浓缩型(随着生长期延长其含量逐步提高)、稀释型(随着生长其含量逐步降低)和浓缩-稀释型(随着生长其含量先升高后降低)，这为根据牧草营养物含量的动态变化而调整利用草地提供了依据。陈佐忠研究员在锡林河流域还做了很多关于植物地上部和地下生物量，地下生产力和根系周转的研究，发现生长季4-10月份根系生物量有两个高峰期：5月和9月。5月因土壤解冻、9月属于雨季后期土壤水分增多以及微生物量的变化有关。地下部生物量与地上部生物量类似均有两个高峰期。根系生产力和周转值在不同年份和土层不同受降水量影响较大，羊草草原和大针茅的地下生产力可达954.0 g· m-2· a-1和786.49 g·m-2·a-1，而周转值分别为0.55 a-1和0.49 a-1。黄德华研究员还采集了锡林郭勒草原上常见的54种植物进行了植物根系容积重的比较观察，根据植物根系容积重的大小，将其分为3组，低密度，中密度和高密度根系植物，不同科属的植物根系容积重类型也进行了划分，这些研究结果对于今天草地植物的固碳能力研究，仍具有一定的参考价值。

3 割草地利用和退化草场改良

羊草是锡林郭勒草原上分布范围最广，营养价值较高的一种牧草。为了确定羊草草原的割草制度和适宜的割草时间，仲延凯教授进行了大量的试验研究。他首先对羊草草原试验区进行了本底调查，主要是围绕植物区系组成、群落类型、群落结构和土壤调查4个方面进行了调查。然后进行了羊草草原割草演替实验，并从下面的7个方面进行了分析：植物群落种类组成、密度、地上生物量、群落中主要植株株高和株重、土壤水分和施肥对地上生物量的影响。发现羊草草原最好割一年休一年，这样既能保证羊草高产，又不会造成土壤有机物流失。随后又进行了割草场施肥的试验，表明虽然施加有机肥和无机肥都会使羊草草原增产，但只有氮肥的效果最好。仲延凯教授在退化草场的恢复与利用方面也展开了大量的研究试验，主要是通过分析植物区系成分的变化、地上生物量、主要种群的数量恢复、密度和盖度等方面，确定退化草场封育2～3 a后，就可以开始合理的计划与利用。

在人工草地建设方面，以陈敏教授为代表，主要是致力于在锡林郭勒草原上建立旱作条件下的人工羊草草原，这样更有利于当地畜牧业的大力发展。人工种植羊草，不需要特殊的管理措施，只需要第1年采用松土补播的方法，即可对大面积的退化草场进行改良，建成高产的人工羊草草场。第1年羊草发育缓慢，植株瘦弱，主要是杂草占优势。第2年羊草开始大量繁殖，很快占据了地上和地下的生长空间，致使其他植物很难入侵。但人工羊草草原不如天然羊草草原稳定，人工草原在第5年以后产草量开始逐年降低，具体原因不明。为了获得更加稳定的人工草场，其后陈教授进行了羊草和豆科植物的混播试验，得出羊草和豆科植物进行混播，可以大大提高人工草场的产草量。书中对如何建植人工羊草草地进行了详细的阐述，以及何时进行播种、适宜的播种量等。

4 草原动物和微生物生态研究

书中草原动物和微生物生态研究相对较少：草原鼠害研究以中科院动物所的钟文勤、周庆强和孙崇潞为代表，对布氏田鼠，达乌尔黄鼠的生境分布、食物种类、食量进行了研究，介绍了草原鼠害的基本特征。草原蝗虫研究以陈永林、李鸿昌为代表，介绍了草地主要蝗虫食物的食量和消化利用特征。该文集在草原动物种群生态系统的研究主要是围绕草原上的主要成灾动物：蝗虫和啮齿动物-鼠类展开的，研究了这些动物食量、食物种类、取食特征和嗜食动物的无机化学元素特征。此外，在微生物生态系统方面也进行了许多研究，土壤微生物的研究以廖仰南和张桂枝教授为代表，主要研究了土壤微生物与土壤肥力关系、土壤微生物的季节变化及土层垂直分布的规律和土壤微生物的生物量及其季节动态变化特征等。

5 结论

该系列文集虽已发表了多年，但书中的很多基本特征和原理、研究方法对我们现在的研究仍然适用。该著作涉及内容较广，包括植物种群生态、群落生态、生理生态、动物生态、微生物生态、土壤水分、人工草场、退化草场改良和合理利用，以及植物区系纲要和兽类区系特征等方面。

总之，《草原生态系统研究》系列文集是中国科学院内蒙古草原生态系统定位站的科研人员共同的科研成果集合。该文集内容全面，试验平台较好，科研人员水平较高、数据详实可靠，为草学、动物学、土壤学等专业的相关人员留下了宝贵的参考资料，国际著名生态学家、美国亚利桑那州立大学华人科学家邬建国教授在近些年仍然推荐阅读。