草原類型的演變及影響因素調查分析

何家玉

【摘要】在內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行描述，并分析了水分對上述兩者的影響。結果顯示：降水量的差異，導致了不同草原的植被和土壤呈現出不同特征。通過分析發(fā)現，植被具有改良草原土壤、促進地氣之間水分循環(huán)和保持水土等作用。

【關鍵詞】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行調研。本次研學涉及大氣熱效應、氣壓帶與風帶和營造地表形態(tài)的力量等高中自然地理知識點。

二、調查方法

1.植物樣方。本次調查隨機選取了標準單位面積樣方（面積為1×1m?），隨后再確定樣方內植物種類，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的表層土剝離，采集腐殖質層以下約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、調查數據及描述分析

1.豐寧壩上草原（41°38'N ，115°57'E）

（1）植物樣方調查結果

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

（2）土壤特征調查結果

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。

通過查閱相關文獻，并結合高中地理知識，可以分析其成因：黃土高原的粉砂在高空西風和冬季風（西北季風）的搬運下聚集在大興安嶺——燕山山脈——太行山脈一線西側，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。同時，東南季風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質來源。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，有機質分解礦化程度低，從而腐殖質積累增多，土壤含碳量高，故呈現出黑色，形成典型的黑鈣土土壤。

2.渾善達克沙地草原（42°36'N ，116°59'E）

（1）植物樣方調查結果

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

（2）土壤類型調查結果

據觀察分析，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。

土樣特點的成因分析推斷：①土壤顆粒細小原因：位于40°N附近，常年刮高空西風且夏季刮西北季風，風力強勁，黃土高原的細沙被風力搬運于此地。②土壤分層原因：該地的降水將上層積累的腐殖質帶到更下層，由于植物根系對有機物的控制，上層呈現統一色澤。由于該地降水量有限，下遷的腐殖質受到淋溶作用影響逐漸形成水平的鈣質層，阻止了其繼續(xù)下滲，進而演變出了第二層土壤的性狀特征。

3.烏蘭布統森林草原（42°33'N ，117°9'E）

（1）植物樣方調查結果

植物樣方所調查區(qū)域共有植株9種，調查區(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，有機質礦化速度較慢，故腐殖質積累豐富，碳的含量大。

值得一提的是，在烏蘭布統草原發(fā)現了陰坡多森林分布的特殊景觀。結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，季風帶來的降水在山坡兩側平均分配，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，導致了陰陽坡的降水差異。

四、草原類型成因對比分析

本次調查，對以豐寧壩上為代表的草甸草原、以渾善達克沙地為代表的沙地草原和以烏蘭布統草原為代表的森林草原的草種類型以及對應的土壤類型進行了調查和對比分析。結果如下：

（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，降水量與當地生物多樣性呈現正相關的關系。

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相應增加，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，可知當地降水量對植株的成長有著重要影響。

小結：根據圖6-圖9可知，不同草原區(qū)域內的草種種類數量與該地域的年降水量呈正相關關系;森林草原的對應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，本次調查只選取了對應地域較為典型的區(qū)域進行數據分析。

（2）土壤類型對比分析

根據圖10我們可看出，豐寧壩上的土樣顏色最深，烏蘭布統草原土樣次之，渾善達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，與當地腐殖質的積累有著莫大關聯。究其原因，應是各地降水量的差異導致的：渾善達克沙地的降水環(huán)境最差，植物生長的條件最差，故腐殖質最少，土樣顏色于三者最淺;雖然烏蘭布統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草原更深。

根據土壤類型分析來看，植被本身及其形成的腐質層對草原具有改良土壤的作用;植被還可以進行蒸騰作用，在區(qū)域內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;原黃土母質由于長年累月受到內蒙古高原的氣候環(huán)境形成了腐殖層，有生物或微生物活動，可以產生大量有機物，供植物生長所需，所以具有更強的肥力。

五、研學心得

通過這次的錫林郭勒——中蒙邊境草原研學調查，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象有了更加直觀的理解，真正地將書本知識與自然地理現象結合起來。

在進行探究的過程中，我印象深刻的是渾善達克沙地的演化：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時所處的地質歷史時期決定。我們人類則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：

[1]李天杰.土壤地理學[M].北京：高等教育出版社，2009.

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

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