草原類型的演變及影響因素調(diào)查分析

何家玉

【摘要】在內(nèi)蒙古選取了三個不同的典型草原，用植物樣方法和土壤采樣法，對植被和土壤特征進(jìn)行描述，并分析了水分對上述兩者的影響。結(jié)果顯示：降水量的差異，導(dǎo)致了不同草原的植被和土壤呈現(xiàn)出不同特征。通過分析發(fā)現(xiàn)，植被具有改良草原土壤、促進(jìn)地氣之間水分循環(huán)和保持水土等作用。

【關(guān)鍵詞】草原植被;水分;土壤

一、 前言

在草原資源豐富的中國，草原約占國土總面積的40%，草原種類齊全。而影響各類草原分布即影響草原植被差異的因素繁多，如水分、光照、溫度及土壤種類等等，其中水分對草原植被類型及分布的影響尤其突出。為探究水分在草原植被及土壤改造方面的影響，我們于2019年7月27日-8月2日在錫林郭勒——中蒙邊境對不同類型的降水敏感草原進(jìn)行調(diào)研。本次研學(xué)涉及大氣熱效應(yīng)、氣壓帶與風(fēng)帶和營造地表形態(tài)的力量等高中自然地理知識點。

二、調(diào)查方法

1.植物樣方。本次調(diào)查隨機(jī)選取了標(biāo)準(zhǔn)單位面積樣方（面積為1×1m?），隨后再確定樣方內(nèi)植物種類，最后確定各種類型植株的季相、覆蓋率、密度和高度。

2.土壤樣品采集。首先選取不同類型草原的代表區(qū)域，將所選區(qū)域覆蓋有植被及腐殖質(zhì)的表層土剝離，采集腐殖質(zhì)層以下約10cm處的成熟土壤500g裝袋密封，并用GPS記錄土壤采樣點的位置信息。

三、調(diào)查數(shù)據(jù)及描述分析

1.豐寧壩上草原（41°38'N ，115°57'E）

（1）植物樣方調(diào)查結(jié)果

植物樣方所調(diào)查區(qū)域共有植株7種，調(diào)查區(qū)域的總覆蓋度為91%，覆蓋度良好。

（2）土壤特征調(diào)查結(jié)果

該黑色土壤（圖10中編號為①）有如下特征：呈灰黑色，含水量較高，顆粒主要以粉砂為主，兼有少量黏土成分。

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，并結(jié)合高中地理知識，可以分析其成因：黃土高原的粉砂在高空西風(fēng)和冬季風(fēng)（西北季風(fēng)）的搬運下聚集在大興安嶺——燕山山脈——太行山脈一線西側(cè)，使豐寧壩上地區(qū)擁有了黑鈣土形成的基本條件即黃土母質(zhì)。同時，東南季風(fēng)每年帶來的水汽可以為此地提供平均400mm左右的降水，能夠支持該地區(qū)草本植被的生長繁育，故該地區(qū)植被覆蓋率較大，形成了典型的草甸草原景觀，該地區(qū)植被可以為土壤發(fā)育提供較豐富的有機(jī)質(zhì)來源。受大氣氣溫直減率以及太陽照射條件的影響，該地氣年均氣溫為1.4-5℃。在這樣一個常年低溫環(huán)境中，土壤中微生物活動較微弱，有機(jī)質(zhì)分解礦化程度低，從而腐殖質(zhì)積累增多，土壤含碳量高，故呈現(xiàn)出黑色，形成典型的黑鈣土土壤。

2.渾善達(dá)克沙地草原（42°36'N ，116°59'E）

（1）植物樣方調(diào)查結(jié)果

植物樣方所調(diào)查區(qū)域共有植株3種，調(diào)查區(qū)域的總覆蓋度為76%，覆蓋度一般。

（2）土壤類型調(diào)查結(jié)果

據(jù)觀察分析，可知本區(qū)域土壤（圖9中編號為②）樣品特點：整體為顆粒大小均勻的細(xì)沙，但顏色分層明顯（圖3示第二層表面有部分顏色差異較大的沙土可能為人為移動所致），由上而下第一層顏色偏紅，有少量草根，土壤含水量較大，第二層顏色發(fā)灰發(fā)黑，土壤含水量最大，第三層顏色黃白，土壤含水量較少，最下層分布有橫向的紅色土質(zhì)。

土樣特點的成因分析推斷：①土壤顆粒細(xì)小原因：位于40°N附近，常年刮高空西風(fēng)且夏季刮西北季風(fēng)，風(fēng)力強勁，黃土高原的細(xì)沙被風(fēng)力搬運于此地。②土壤分層原因：該地的降水將上層積累的腐殖質(zhì)帶到更下層，由于植物根系對有機(jī)物的控制，上層呈現(xiàn)統(tǒng)一色澤。由于該地降水量有限，下遷的腐殖質(zhì)受到淋溶作用影響逐漸形成水平的鈣質(zhì)層，阻止了其繼續(xù)下滲，進(jìn)而演變出了第二層土壤的性狀特征。

3.烏蘭布統(tǒng)森林草原（42°33'N ，117°9'E）

（1）植物樣方調(diào)查結(jié)果

植物樣方所調(diào)查區(qū)域共有植株9種，調(diào)查區(qū)域的總覆蓋度為142%，覆蓋度較高。本區(qū)域土壤樣品特點為（圖9中編號為③）：整體呈棕黑色，土壤含水量大，有較多草根。土樣特點形成原因推斷：受植物蒸騰作用影響，此地形成生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)：降水量較大，土壤含水量大，植物生長環(huán)境良好。而此地氣溫較低，有機(jī)質(zhì)礦化速度較慢，故腐殖質(zhì)積累豐富，碳的含量大。

值得一提的是，在烏蘭布統(tǒng)草原發(fā)現(xiàn)了陰坡多森林分布的特殊景觀。結(jié)合高中地理知識不難推斷該地草原上森林的分布原因：由于山坡高度并不高，季風(fēng)帶來的降水在山坡兩側(cè)平均分配，但此地冬季降雪量大，陽坡的降雪由于受到更多陽光照射融化流失較陰坡更快，而陰坡的降雪則持續(xù)為雪層下的植株提供水分，導(dǎo)致了陰陽坡的降水差異。

四、草原類型成因?qū)Ρ确治?/p>

本次調(diào)查，對以豐寧壩上為代表的草甸草原、以渾善達(dá)克沙地為代表的沙地草原和以烏蘭布統(tǒng)草原為代表的森林草原的草種類型以及對應(yīng)的土壤類型進(jìn)行了調(diào)查和對比分析。結(jié)果如下：

（1）植物樣方的對比分析

由圖6可知，隨著降水量的增加，不同草原類型的草種數(shù)量隨之增加，降水量的多少決定草原草種類型的多少。換言之，降水量與當(dāng)?shù)厣锒鄻有猿尸F(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。

由圖7可知，隨著降水量的增加，草地的植被覆蓋度越來越大，裸露的地面越來越少，可以看出降水量對一個地區(qū)的水土保持有至關(guān)重要的作用。

由圖8可知，隨著降水量的增加，不同草原類型的總植株株數(shù)相應(yīng)增加，故降水量對植物的存活率有著重大影響。

由圖9可知，隨著降水量的增加，植株的平均高度有較明顯的增長趨勢，可知當(dāng)?shù)亟邓繉χ仓甑某砷L有著重要影響。

小結(jié)：根據(jù)圖6-圖9可知，不同草原區(qū)域內(nèi)的草種種類數(shù)量與該地域的年降水量呈正相關(guān)關(guān)系;森林草原的對應(yīng)了最高的年降水量和最多的區(qū)域植株種類，草甸草原次之，沙地草原最少。而在實際情況中，一個區(qū)域內(nèi)的年降水量雖然總體穩(wěn)定，但由于地勢起伏也會造成降水的非地帶性差異，分布的植被所含植株特點也會有所不同，本次調(diào)查只選取了對應(yīng)地域較為典型的區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

（2）土壤類型對比分析

根據(jù)圖10我們可看出，豐寧壩上的土樣顏色最深，烏蘭布統(tǒng)草原土樣次之，渾善達(dá)克沙地土樣顏色最淺。而土壤黑色顏色的深淺，是碳元素含量的直接反映，與當(dāng)?shù)馗迟|(zhì)的積累有著莫大關(guān)聯(lián)。究其原因，應(yīng)是各地降水量的差異導(dǎo)致的：渾善達(dá)克沙地的降水環(huán)境最差，植物生長的條件最差，故腐殖質(zhì)最少，土樣顏色于三者最淺;雖然烏蘭布統(tǒng)草原所屬的森林草原的降水量最多，但降水量大的同時草原也會將表層的碳質(zhì)往下淋濾，降水量較小的豐寧壩上草原淋濾作用較小，顏色就比降水量大的烏蘭布統(tǒng)草原更深。

根據(jù)土壤類型分析來看，植被本身及其形成的腐質(zhì)層對草原具有改良土壤的作用;植被還可以進(jìn)行蒸騰作用，在區(qū)域內(nèi)形成良性的地氣之間水分循環(huán);而植被的根部，則有保持水土作用;原黃土母質(zhì)由于長年累月受到內(nèi)蒙古高原的氣候環(huán)境形成了腐殖層，有生物或微生物活動，可以產(chǎn)生大量有機(jī)物，供植物生長所需，所以具有更強的肥力。

五、研學(xué)心得

通過這次的錫林郭勒——中蒙邊境草原研學(xué)調(diào)查，我了解到降水對草原植被有重大影響，且對于等降水量線內(nèi)的地區(qū)由于地域性的差異形成了差異明顯的非地帶性現(xiàn)象有了更加直觀的理解，真正地將書本知識與自然地理現(xiàn)象結(jié)合起來。

在進(jìn)行探究的過程中，我印象深刻的是渾善達(dá)克沙地的演化：沙地在地球歷史的早期是一片沙漠，而后由于全球的氣候變化保持了一定時期的綠洲形態(tài)，其后又因地球氣候的再變化才形成現(xiàn)如今的沙地。所以，地球的自然地理環(huán)境特征主要還是由當(dāng)時所處的地質(zhì)歷史時期決定。我們?nèi)祟悇t很難改變自然地理環(huán)境的整體格局，人類對環(huán)境的治理應(yīng)該集中在那些受人為活動影響較大的區(qū)域，才能獲得最大的效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李天杰.土壤地理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]武吉華，張紳.植物地理學(xué)第四版[M].北京：高等教育出版社，2004.

（指導(dǎo)教師：佛山市順德區(qū)第一中學(xué)地理教師? 陳錕;好奇心（深圳）旅行教育服務(wù)有限公司? 趙占侖）