草原类型的演变及影响因素调查分析

何家玉

【摘要】在内蒙古选取了三个不同的典型草原，用植物样方法和土壤采样法，对植被和土壤特征进行描述，并分析了水分对上述两者的影响。结果显示：降水量的差异，导致了不同草原的植被和土壤呈现出不同特征。通过分析发现，植被具有改良草原土壤、促进地气之间水分循环和保持水土等作用。

【关键词】草原植被;水分;土壤

一、 前言

在草原资源丰富的中国，草原约占国土总面积的40%，草原种类齐全。而影响各类草原分布即影响草原植被差异的因素繁多，如水分、光照、温度及土壤种类等等，其中水分对草原植被类型及分布的影响尤其突出。为探究水分在草原植被及土壤改造方面的影响，我们于2019年7月27日-8月2日在锡林郭勒——中蒙边境对不同类型的降水敏感草原进行调研。本次研学涉及大气热效应、气压带与风带和营造地表形态的力量等高中自然地理知识点。

二、调查方法

1.植物样方。本次调查随机选取了标准单位面积样方（面积为1×1m?），随后再确定样方内植物种类，最后确定各种类型植株的季相、覆盖率、密度和高度。

2.土壤样品采集。首先选取不同类型草原的代表区域，将所选区域覆盖有植被及腐殖质的表层土剥离，采集腐殖质层以下约10cm处的成熟土壤500g装袋密封，并用GPS记录土壤采样点的位置信息。

三、调查数据及描述分析

1.丰宁坝上草原（41°38'N ，115°57'E）

（1）植物样方调查结果

植物样方所调查区域共有植株7种，调查区域的总覆盖度为91%，覆盖度良好。

（2）土壤特征调查结果

该黑色土壤（图10中编号为①）有如下特征：呈灰黑色，含水量较高，颗粒主要以粉砂为主，兼有少量黏土成分。

通过查阅相关文献，并结合高中地理知识，可以分析其成因：黄土高原的粉砂在高空西风和冬季风（西北季风）的搬运下聚集在大兴安岭——燕山山脉——太行山脉一线西侧，使丰宁坝上地区拥有了黑钙土形成的基本条件即黄土母质。同时，东南季风每年带来的水汽可以为此地提供平均400mm左右的降水，能够支持该地区草本植被的生长繁育，故该地区植被覆盖率较大，形成了典型的草甸草原景观，该地区植被可以为土壤发育提供较丰富的有机质来源。受大气气温直减率以及太阳照射条件的影响，该地气年均气温为1.4-5℃。在这样一个常年低温环境中，土壤中微生物活动较微弱，有机质分解矿化程度低，从而腐殖质积累增多，土壤含碳量高，故呈现出黑色，形成典型的黑钙土土壤。

2.浑善达克沙地草原（42°36'N ，116°59'E）

（1）植物样方调查结果

植物样方所调查区域共有植株3种，调查区域的总覆盖度为76%，覆盖度一般。

（2）土壤类型调查结果

据观察分析，可知本区域土壤（图9中编号为②）样品特点：整体为颗粒大小均匀的细沙，但颜色分层明显（图3示第二层表面有部分颜色差异较大的沙土可能为人为移动所致），由上而下第一层颜色偏红，有少量草根，土壤含水量较大，第二层颜色发灰发黑，土壤含水量最大，第三层颜色黄白，土壤含水量较少，最下层分布有横向的红色土质。

土样特点的成因分析推断：①土壤颗粒细小原因：位于40°N附近，常年刮高空西风且夏季刮西北季风，风力强劲，黄土高原的细沙被风力搬运于此地。②土壤分层原因：该地的降水将上层积累的腐殖质带到更下层，由于植物根系对有机物的控制，上层呈现统一色泽。由于该地降水量有限，下迁的腐殖质受到淋溶作用影响逐渐形成水平的钙质层，阻止了其继续下渗，进而演变出了第二层土壤的性状特征。

3.乌兰布统森林草原（42°33'N ，117°9'E）

（1）植物样方调查结果

植物样方所调查区域共有植株9种，调查区域的总覆盖度为142%，覆盖度较高。本区域土壤样品特点为（图9中编号为③）：整体呈棕黑色，土壤含水量大，有较多草根。土样特点形成原因推断：受植物蒸腾作用影响，此地形成生态系统的良性循环：降水量较大，土壤含水量大，植物生长环境良好。而此地气温较低，有机质矿化速度较慢，故腐殖质积累丰富，碳的含量大。

值得一提的是，在乌兰布统草原发现了阴坡多森林分布的特殊景观。结合高中地理知识不难推断该地草原上森林的分布原因：由于山坡高度并不高，季风带来的降水在山坡两侧平均分配，但此地冬季降雪量大，阳坡的降雪由于受到更多阳光照射融化流失较阴坡更快，而阴坡的降雪则持续为雪层下的植株提供水分，导致了阴阳坡的降水差异。

四、草原类型成因对比分析

本次调查，对以丰宁坝上为代表的草甸草原、以浑善达克沙地为代表的沙地草原和以乌兰布统草原为代表的森林草原的草种类型以及对应的土壤类型进行了调查和对比分析。结果如下：

（1）植物样方的对比分析

由图6可知，随着降水量的增加，不同草原类型的草种数量随之增加，降水量的多少决定草原草种类型的多少。换言之，降水量与当地生物多样性呈现正相关的关系。

由图7可知，随着降水量的增加，草地的植被覆盖度越来越大，裸露的地面越来越少，可以看出降水量对一个地区的水土保持有至关重要的作用。

由图8可知，随着降水量的增加，不同草原类型的总植株株数相应增加，故降水量对植物的存活率有着重大影响。

由图9可知，随着降水量的增加，植株的平均高度有较明显的增长趋势，可知当地降水量对植株的成长有着重要影响。

小结：根据图6-图9可知，不同草原区域内的草种种类数量与该地域的年降水量呈正相關关系;森林草原的对应了最高的年降水量和最多的区域植株种类，草甸草原次之，沙地草原最少。而在实际情况中，一个区域内的年降水量虽然总体稳定，但由于地势起伏也会造成降水的非地带性差异，分布的植被所含植株特点也会有所不同，本次调查只选取了对应地域较为典型的区域进行数据分析。

（2）土壤类型对比分析

根据图10我们可看出，丰宁坝上的土样颜色最深，乌兰布统草原土样次之，浑善达克沙地土样颜色最浅。而土壤黑色颜色的深浅，是碳元素含量的直接反映，与当地腐殖质的积累有着莫大关联。究其原因，应是各地降水量的差异导致的：浑善达克沙地的降水环境最差，植物生长的条件最差，故腐殖质最少，土样颜色于三者最浅;虽然乌兰布统草原所属的森林草原的降水量最多，但降水量大的同时草原也会将表层的碳质往下淋滤，降水量较小的丰宁坝上草原淋滤作用较小，颜色就比降水量大的乌兰布统草原更深。

根据土壤类型分析来看，植被本身及其形成的腐质层对草原具有改良土壤的作用;植被还可以进行蒸腾作用，在区域内形成良性的地气之间水分循环;而植被的根部，则有保持水土作用;原黄土母质由于长年累月受到内蒙古高原的气候环境形成了腐殖层，有生物或微生物活动，可以产生大量有机物，供植物生长所需，所以具有更强的肥力。

五、研学心得

通过这次的锡林郭勒——中蒙边境草原研学调查，我了解到降水对草原植被有重大影响，且对于等降水量线内的地区由于地域性的差异形成了差异明显的非地带性现象有了更加直观的理解，真正地将书本知识与自然地理现象结合起来。

在进行探究的过程中，我印象深刻的是浑善达克沙地的演化：沙地在地球历史的早期是一片沙漠，而后由于全球的气候变化保持了一定时期的绿洲形态，其后又因地球气候的再变化才形成现如今的沙地。所以，地球的自然地理环境特征主要还是由当时所处的地质历史时期决定。我们人类则很难改变自然地理环境的整体格局，人类对环境的治理应该集中在那些受人为活动影响较大的区域，才能获得最大的效益。

参考文献：

[1]李天杰.土壤地理学[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]武吉华，张绅.植物地理学第四版[M].北京：高等教育出版社，2004.

（指导教师：佛山市顺德区第一中学地理教师  陈锟;好奇心（深圳）旅行教育服务有限公司  赵占仑）