草地资源及其评价.ppt

9 3 2草地资源及其评价 草地资源 草地资源是可用于人类生产和生活的 生长草本或木本植物 有相应的动物和微生物生存的生态系统及其景观 草地资源既是土地资源的组成部分 也是生物资源的群聚体 草地的特征植物为乔本科和类乔本科植物 有时杂类草和灌丛也占重要地位 特征动物为有蹄类和齿类 草地资源作为一种重要的可更新资源 不仅是人类宝贵的生物基因库 也是草地畜牧业的重要物质基础 1990年中国草场资源面积2 22亿公顷 占国土总面积的23 1 在中国自然资源中名列第一 草场面积居世界各国前列 中国草场大体上自东北大兴安岭起 向西南经阴山山脉 秦陇山地 直至青藏高原东麓 将中国分为东南 西北两部分 西北部分是以畜牧业为主的收区 草场面积广袤 东南部分是以种植业为主的农区 草场与耕地 林地交错分布 其中草场面积约占该区土地总面积的30 草场类型与分布中国北方 南方草场资源类组成见下表 中国草场资源 草地资源评价 草地资源评价是在草地资源调查的基础上 对草地生境 草地植被与草地生产力进行综合评定的过程 目的是为区域草地资源开发与草地畜牧业可持续发展提供科学依据 草地生境评价草地植被评价草地生产力评价 1 草地生境评价草地生境条件决定草地资源类型 草地植物构成 草地的生长期 产草量和质量 是草地资源评价的重要内容 草地生境评价主要包括 气候条件 主要评价年均温 月均温 极端高低温 无霜期 冰雪期 降水量以及暴风雪 沙尘暴等自然灾害的强度和频度 以及它们对草场和放牧活动的影响 地貌状况 主要评价地貌部位对地方气候 地下水埋深和土壤的影响 评价地形起伏 坡度 坡向对放牧活动 饲草利用率以及利用方式 放牧或割草 的影响 水源条件 水 草是评定草场经济利用价值的两大重要因素 草裙丰茂但缺乏水源的草场 往往不能充分利用 草场水源包括地表水 河 湖 和地下水 井 泉 水源丰富与否取决于水源地距离和水量 水源地相距越近 水量越大 供水保证率就越高 反之则低 如果畜牧饮水到10km以外 供水就无基本保证 草场也只有在冬季积雪时才能部分利用 土壤基质 主要考虑土壤发育程度和土壤机械组成 以鉴定草地饲用植物的生长情况和草场的耐牧条件 从而确定草场的经济利用价值 2 草地植被评价草地植被是草地资源的主体因素 也是人类利用草地的直接对象 它决定着草地的基本特性 如植物组成 发育强度和产草量等 草丛质量和草地利用方向 草地植被条件主要从以下三个点来评价 植被盖度 在其他条件相同情况下 草场植被覆盖度越大 经济价值越高 南方山坡草地植被覆盖度最高 天苍苍 野茫茫 风吹草地见牛羊 也表达了一种很好的植被覆盖 草地饲用植物构成 直接影响草地的经济利用价值 南方山坡草地植被虽好 但往往缺少适口性强的草种 限制了其牧用价值 饲用草群中豆科草类最好 含有丰富的蛋白质和矿物质 适口性强 吸收率也高 有恨高的饲用价值 但在一般草场中所占比重不大 人工草除外 其次为乔本科草 一般草场中最常见 所占比重最大的草群 含有丰富的碳水化合物 适口性强 饲用价值也较高 杂类草品质和适口性都较差 只适于骆驼和山羊等 草群品质和产量 草群种类可大致反映草群品质 但各类中差异也很大 一般按植物成分的适口性来鉴定草群品质 可分为优 良 中 劣 不食或很少食几类 植物适口性好坏与其利用率高低通常成正比关系 草场产草量的多少则是划分草地等级的重要指标 3 草地生产力评价草地生产力 grasslandproductivity 是指单位面积草地在一定时间内存在的牧草或收获可用畜产品的数量 草地生产力包括第一性生产力 植物 和第二性生产力 动物 其生产力的表示方式分别为产草量和可用畜产品量 草地畜牧业生产是人类利用草地生态系中的牧草和食草动物的自然再生产变为经济再生产 从而获得可用畜产品的物质生产过程 因此 草地生产力评价主要包括以下三个内容 牧草产量 载畜量与载畜能力 畜产品的年产量与单位面积产量 牧草产量 是指某一时间单位面积草地上所存在的可饲用的植物量 牧草产量作为畜牧业的经济产量 即可表明草地第一性生产力的高低 又可说明它对第二性生产力的影响 是草地畜牧业生产力的基础 主要包括牧草现存量与牧草生物量两个指标 牧草现存量 是指在单位时间 单位面积上 草地植物群落和植物群所产生的有饲用价值的有机物质的数量 两个时期之间的牧草产量的变化 为这段时间的生长量 表示单位为g 干重 或kg 干重 h 同时必须指明时间 牧草生物量 是指单位面积上草地植物群落和植物全部有饲用价值的有机物的数量 牧草生物量的表示单位为g 干重 或kg 干重 h 它不同与牧草现存量 没有时间度量的概念 只有这个时期 t1 的生物量 或那个时期 t2 的生物量之分 而无一年内的生物量或一个月内的生物量的涵义 它具有单位面积草地上牧草储藏量的含义 载畜量与载畜能力 载畜量 carryingcapacity 是指草地上的实际家畜饲养量 它在一定程度上反映了草地的生产力水平和经营管理效果 通常用单位面积草地可饲养的家畜数量表示 由于家畜繁殖 死亡 淘汰 出栏等过程随着草场放牧数量 质量在季节和年份上的不断波动 加之每年气候 灾情 饲养管理 草地培育手段等条件的不同 载畜量总是不断变化的 就一年而言 冬春季载畜量为最低 暖季最高 载畜能力则是草地对畜牧的承载能力 通常指草地在保证持续利用条件下 全年放牧区内可能承载的最大畜牧数 它是一个理论数值 载畜量小于载畜能力 表明草地生产还有潜力 反之 则造成超载过牧 会造成草地退化 用载畜量来评定生产力 因其指标简单明确 通俗易懂 统计方便而广泛应用于草地生产实践中 尤其在草多畜少和草畜平衡的地区 牧草能满足家畜需要 在一般的经营管理条件下 较多的家畜头数可直接表现为较多的畜产品 但由于家畜本身具有生产资料或财富象征两种作用 家畜量与可用畜产品 存栏数与出栏数 之间可能会有显著差别 甚至会出现家畜存栏数增加了 畜产品收获量反而下降的反常现象 畜产品的年产量与单位面积产量 草地生产的最终目的是获得畜产品 载畜量和载畜能力只是一个中间状态 获得畜产品与牧畜数量有直接关系 没有一定数量的牲畜 牧草就得不到充分利用 草地生产潜力就无从发挥 但牲畜头数过多 超出草场牧草生产量的负荷能力时 不但牲畜数量发展没有保证 也会严重降低草地生产力 因此 应当在适当稳定牲畜数量的情况下 通过提高畜产品个体产量和单位面积产量 来提高草地生产力 计算畜产品的年产量和单位面积产量时 常把各类畜产品换算成统一的畜产品单位 一个畜产品单位相当于中等营养状况的放牧肥育肉牛1kg增重 这里没有考虑蛋白质和其它营养成分或物质 如毛 皮 按国内先进地区的试验数据 以5kg青草作为1个饲料单位 每10个饲料单位 50kg青草 生产一个畜产品单位 据此 一定范围内的草场年总产量除以50 即可得畜产品的年总量 再除以面积 得单位面积产量 当然 这只是一种粗略的算法 实际上畜产品的年产量还取决于草的品质 水源等 在维持性畜产量相对稳定条件下 增加畜产品产量的一个有效途径是 合理淘汰 加速周转 这是符合草场畜牧业的经济规律的 因为家畜的生产性能与年龄有关 年龄越大 生产性能越低 以产毛 产肉的改良羊为例 5岁后其毛 肉均不会有增量 此外 草场性畜牧一般有所谓 秋肥 冬瘦 春死 的季节变化规律 因此只要注意减少老 残 弱畜等生产性能低的牲畜在畜群中的比例 提高家畜质量 适当出栏 加强冷季牧场建设或冬储牧草 畜产品产量可以在不增加牲畜数量的情况下大量增加 9 4生物多样性保护与可持续利用 生物多样性 biodiversity 生物多样性是生物 生物与环境形成的生态复合体 以及与此相关的各种生态过程的总和 它包括数以百万的动物 植物 微生物和它们拥有的基因 以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统 生物多样性是生命系统的基本特征 生命系统作为一个等级系统 包括多个层次或水平 基因 细胞 组织 器官 个体 种群 群落 生态系统 景观 每一个层次都具有各种各样的变化 即都存在着多样性 现在 人们往往把生物多样性视为生命实体本身 而不仅仅看作是生命系统的重要特征之一 人类文化的多样性也被认为是生物多样性的一部分 正如遗传多样性和物种多样性一样 人类文化 如牧游生活 的一些特征 表现出人类在特殊环境下生存的策略 与生物多样性的其他方面一样 文化多样性有助于人们适应不断变化的外界条件 9 4 1生物多样性的内涵及其测度 生物多样性包括不同的水平 每个水平的多样性都有各自的特点 很难用统一的方法和标准予以测度 由于其理论与实践上的重要性 现在研究较多的主要有基因多样性 或遗传多样性 物种多样性 生态系统多样性和景观多样性 1 基因多样性 基因多样性 geneticdiversity 是指内基因的变化 包括种内显著不同的种群和同一种群内的遗传变异 亦称为遗传多样性 种内的多样性是物种以上各水平多样性的内因 遗传变异 生活史特点 种群动态及其遗传结构等决定或影响着一个物种与其他物种及其环境相互作用的方式 并且种内的多样性是一个物种对人为干扰进行成功反应的决定因素 种内的遗传变异程度也决定其进化的潜势 所有的遗传多样性都发生在分子水平 并且都与核酸的理化性质紧密相关 遗传多样性检测的方法随生物学 特别是遗传学和分子生物学的发展不断提高和完善 从形态学水平 细胞学 染色体 水平 生理生化水平逐渐发展到分子水平 从形态学或表型性状上检测遗传多样性是最经典也是最简便的方法 形态上判定的遗传多样性 如作物 家养动物品种的遗传多样性可以参照物种水平的方法来测度 通常所利用的表型性状主要有两类 一是符合孟德尔遗传规律的单基因性状 另一类是根据多基因进行研究 蛋白质多态性一般通过两种途径分析 一是氨基酸系列分析 一是同工酶或等位酶电泳分析 后者应用广泛 DNA多态性主要通过限制片段长度多态性 DNA指纹 随机扩增多态DNA和聚合酶链式反应等技术进行分析 2 物种多样性 物种多样性 speciesdiversity 是指一定区域内物种的多样化及其变化 包括一定区域内生物区系的状况 如受威胁状况和特有性等 形成 演化 分布格局及其维持机制等 物种多样性的测度有多种方法 物种丰度 speciesrichness 可度量物种水平的多样性 用一定面积内的物种数目来表示 生物群落多样性测度的方法相比较成熟 除物种丰度外 还有物种相对多样度 speciesadundance 物种多样性指数 speciesdiversityindex 和均匀度 evenness 等 3 生态系统多样性 生态系统多样性 ecosystemdiversity 是指生物圈内生境 生物群落和生态过程的多样性以及生态系统内生境差异 生态过程变化的锁阳 此处的生境朱阳是指无机环境 如地貌气候土壤水等 生境的多样性是生物群落多样性 乃至是整个生物多样性形成的基本条件 生物群落的多样性主要是指群落的组成结构和动态方面的多样 生态过程主要是指生态系统的组成 结构与功能在时间上的变化 以及生态系统的生物组分之间及其与环境之间的相互作用或相互关系 这是生物多样性研究中非常重要的方面 生态系统水平多样性测度的难度较大 主要由于生态系统的边界不确定 本身的结构又比较复杂 但是 如果用一系列的标准来定义生态系统 其数量和分布还是可以测定的 也有人从种间关系或营养结构的角度构造生态系统多样性指数 9 4 2生物多样性价值及其评估 生物多样性是人类赖以生存的物质基础 其价值可能从下列两个方面得以了解 直接价值 从生物多样性的野生和驯化的组合中 人类得到了所需的全部食品 许多药物和工业原料 同时 他们在休闲和旅游业中也起着重要的作用 间接价值 主要与生态系统的功能有关 主要表现在固定太阳能 调节水文化过程 防止水土流失 调节气候 吸收和分解污染物 贮存营养元素 并促进养分循环和维持进化过程等7个方面 随着时间的推移 生物多样性的最大价值可能在于为人类提供适应当地和全球变化的机会 生物多样性的未知潜力 为人类的生存与发展显示了不可估量的美好前景 每个水平的生物多样性都具有实用价值 遗传多样性对农业的收成是很重要的 例如 某些玉米品种具有抵抗某些害虫的独特天性 农业遇到害虫时 可以选用这些特性的植物 鱼类和动物产品 用做药物 化妆品 工业品 燃料与建筑材料实物及其他物品 从野生物种中提取出来的产品是传统及现在医学的基础 例如 美国有1 4配置的药品含有从植物产品中提取出来的有效成分 适于在不良气候个土壤中生存的新的药用植物及粮食作物可以提高气候严酷和土壤贫瘠地区的生物生产力 改善全球日益增长之人口的健康和生活水平 多样性在生态系统中有一部分是由于他们可以为人类提供多种服务 水 气体 营养物和其他物质的循环 例如 湿地可以改善降雨时的水流 并在此过程中虑去沉积物 犹如菌根和土壤中的动物有助于植物获取营养物 对于维持粮食作物 饲料和木材的生产具有极为重要的作用 此外 生物多样性还由于野生生物和荒野地区所提供的旅游 娱乐效益而备受亲睐 美国 阿根廷和荷兰的研究人员对全球生态系统的服务价值进行了研究 并给这些生态系统提供的基本服务标上了年平均创利33万亿美元的标签 在2002年8月举行的 可持续发现世界首脑会议 上联合国环境规划署高级顾问纱伊援引此结果说 全球生物多样性每年产生的价值约在3万亿美元左右 而整体的生态系统每年经济效益则高达33万亿美元 这相当于全球的国民总产值 中国生物多样性工作组在对生物多样性价值进行经济评估时将其分为三种类型 直接使用价值 间接使用价值和潜在使用价值 从美学 科学 文化 娱乐和经济观点看 生物多样性的价值都在日益增长 9 4 3生物多样性保护与可持续利用 近年来 生物多样性受到了严重威胁 物种灭绝速度不断加快 遗传多样性急剧贫乏 生态系统严重退化 这些都加剧了人类面临的资源环境粮食和能源危机 联合国开发署2002年5月24日发表的一份报告显示 目前有11000多种动植物物种频临灭绝 其中包括1000多种哺乳动物 占全球哺乳动物总数的近1 4 对于鸟类来说 每8种鸟类就有一种频临灭绝 1988年美国的自然保护机构 TNC 发表一份关于美国淡水水域生物多样性 严重状况 的报告 TNC估计有67 的软体动物正趋于灭绝或已经灭绝 51 的甲壳动物和40 的两栖动物属受到威胁的脆弱物种 人类的生存和发展与生物多样性的丰富程度是息息相关的 地球上的生物多样性是长期进化的结果 一旦破坏就很难恢复 任何一个物种的灭绝都会削弱我们自身适应自然变化的能力 给人类自身带来无法弥补的损失 生物多样性的保护是当今世界上极其重要而紧迫的环境问题之一 生物多样性的保护离不开可持续利用 而可持续利用有必须以保护为基础 一般认为生物多样性保护策略通常包括三个基本部分 保护 抢救生物多样性 研究生物多样性 持续 合理的利用生物多样性 近期生物资源利用应首先服从于生物资源保护的需要 制止过度利用和不合理开发 使生物资源得以逐步恢复 形成良性循环 同时发展野生动植物资源的人工养殖和栽培 提高资源利用效率 逐步实现生物资源可持续利用 1 就地保护 就地保护是指保护生态系统和自然生境及维护和恢复物种在其在然环境中有生存力的群体 可以通过建立自然保护区 风景区和森林公园等会某些特有物种实行就地保护 长期实践证明 要保护物种 基因 必须保护生态系统及其生态过程而物种及其所拥有的基因在生态系统中的功能是多种多样的 在生物多样性维持机制中发挥各自的作用 因此生物多样性的生态系统功能是生物多样性科学的核心问题 因此 我们必须注重对生态系统多样性的保护 这同时保护生态系统内的所有过程和生境 也就保护了许多未知物种的基因 应优先保护那些充当授粉媒介 种子传播媒介 起控制作用的物种或具有其他重要生态系统功能的关键物种 关键物种的种群要达到能够自我维持的数目 失去这些物种将导致生态系统平衡的迅速崩溃 某些生态系统中高营养级物种可以对低营养级物种产生强烈的影响 最终导致整个生态环境的改变 这一现象被称作下行 top down 效应 因此应注意对高营养级物种的保护 目前 我国70 的陆地生态系统种类 80 的野生动物和60 的高等植物 特别是国家重点保护的珍稀濒危动植物绝大多数都在自然保护区里得到较好的保护 2 迁地保护 一般认为 就地保护是最为有效的保护方式 不仅保护了物种个体和种群 而且保护了所在生境的生态系统演替和物种进化过程以及种内遗传变异度 迁地保护是就地保护的补充措施 对那些已丧失生境而遭受生存威胁的物种以及自然繁殖能力差 种群呈衰退的物种具体特别的意义 可以通过建立植物园 动物园 水族馆 pin危物种实行迁地保护 迁地保护的最终目标是将这些物种再重新引进它们原生的自然生境中 目前 已有许多珍稀pin危物种在人为繁育条件下 其种群得到迅速扩展 已具备回归引种的条件 如扬子鳄 东北虎 丹顶鹤 黑叶猴等动物和银杉 秃杉 珙桐 金花等植物 3 可持续利用 生物资源的开发利用必须遵守物质能量高效利用原则和生态平衡原则 最大限度地发挥其经济效益 社会效益和环境效益 在确定生物资源开发对环境和社会效益以及生物群落的影响 郭中伟 1995 可以根据最优化控制理论 实现环境 生物 经济和社会效益等多目标最佳的可持续利用 换句话说生物资源的开发利用既要考虑经济上可行 还要考虑生物资源的自我更新能力以及环境的承受能力 保护生物多样性案例 案例一 四川九寨沟四川九寨沟是举世闻名的旅游胜地和生物多样性宝库 1973年以来 岷山地区大熊猫的主食竹 箭竹 大面积开花枯死 造成大熊猫死亡 1978年12月15日 国务院批准建立南坪林业局九寨沟自然保护区 过去 保护区的藏民 靠山吃山 以原始性的破坏自然为代价发展经济 建立自然保护区 发展生态旅游后 所有藏民都变成了生态系统的维护者 目前 门票与旅游观光车收入两项 2007年 仅门票收入就达4 6亿元 九寨沟案例充分说明 良好的生物多样性和生态环境是能够带动地方经济跨越式发展的 案例二 广东车八岭广东车八岭国家级自然保护区是广东省面积最大的自然保护区之一 车八岭自然保护区有 物种宝库 南岭明珠 之称 车八岭自然保护区建立之初 只管自然保护 忽视社区发展 因为不让打柴和狩猎老百姓收入下降 由此诱发了激烈的矛盾 后来保护区意识到不解决社区问题 生态恢复和自然保护就是空话 主动帮老百姓发展生产 从县农业局请技术人员搞精耕细作 发展反季节蔬菜和果园 瑶民们丢掉斧头拿锄头 收入上去了 这样 自然恢复与社区发展实现了双赢 案例三 山东房干村位于山东莱芜市西北部的房干村 是一个以人工恢复生态带动经济发展的典型案例 过去的房干村 进村无路 山上无树 沟里无水 家里无粮 住的无房 是远近闻名的 讨饭村 从1975年开始 村支部一班人团结带领全村老老少少发扬愚公移山精神 艰苦创业硬是把荒芜的山场变成了一座 绿色银行 把贫困的房干村变成了一个 绿色天堂 目前 房干村是国家4A级景区 全国首批农业旅游示范点之一 案例四 福建武夷山福建武夷山自然保护区成立于1979年 保护区成立之初 由于采取严格的保护措施 农民收入受