土壤地理学课件第八讲草原与荒漠土壤.ppt

1、 草原与荒漠土壤草原与荒漠土壤l 草原和荒漠土壤草原和荒漠土壤黑钙土、黑钙土、栗钙土、棕钙土与荒漠土壤栗钙土、棕钙土与荒漠土壤1，中国草地槪况，中国草地槪况欧亚大陆草原欧亚大陆草原关于关于“草原草原”关于关于“草地草地”我国草地概况我国草地概况l面积：面积：l类型：类型：l分布分布:l定位：多功能定位：多功能生态功能、经济功能、生态功能、经济功能、社会功能社会功能l草地科学研究草地科学研究草地生态功能草地生态功能l1.1.绿色屏障，维护生态安全绿色屏障，维护生态安全l风蚀量的大小，风蚀临界风速的高低与风蚀量的大小，风蚀临界风速的高低与植被盖度关系极大。当植被盖度在植被盖度关系极大。当植被盖度在

2、69.7%时时,风蚀临界风速为风蚀临界风速为10.23米米/秒秒,风蚀量风蚀量0.14kg,而植被盖度只有而植被盖度只有10.8%时时,风蚀临风蚀临界风速降低到界风速降低到7.84米米/秒，风蚀量达到秒，风蚀量达到4.56kg。l2.2.保持水土保持水土l草原植被地下部分特别强大的固土作用草原植被地下部分特别强大的固土作用与其根系类型特点有关。草原植物根量与其根系类型特点有关。草原植物根量大，根分布浅，细根比例大是草原植被大，根分布浅，细根比例大是草原植被根系的重要特点，这一特点对于固土作根系的重要特点，这一特点对于固土作用十分重要。用十分重要。3.3.能量固定能量固定l东北平原羊草草地羊草群

3、落东北平原羊草草地羊草群落l太阳总辐射能为太阳总辐射能为2321827.10kJ/m2.a,其中有其中有18.44%被羊被羊草群落反射掉，有草群落反射掉，有38.84%透射过羊草群落进入地表，透射过羊草群落进入地表，有有42.72%被羊草群落吸收。被羊草群落吸收。l在羊草群落吸收的辐射能中，群落的总光合作用固定在羊草群落吸收的辐射能中，群落的总光合作用固定辐射能，占太阳总辐射的辐射能，占太阳总辐射的3.02%。群落的蒸腾作用，。群落的蒸腾作用，损耗的辐射能，占总辐射的损耗的辐射能，占总辐射的39.7%，群落的净光合作，群落的净光合作用积累的能量用积累的能量,只占太阳总辐射能的只占太阳总辐射能的

4、0.51%。4.4.碳库碳库 l主要碳循环模型的计算，人类每年向大气排放主要碳循环模型的计算，人类每年向大气排放的的CO2约约7万亿吨碳，其中约有一半万亿吨碳，其中约有一半(3.2万亿吨万亿吨碳碳)留存于大气中，留存于大气中，2.0万亿吨碳由海洋吸收，万亿吨碳由海洋吸收，其余的其余的1.8万亿吨碳是目前尚未确定吸收汇的碳万亿吨碳是目前尚未确定吸收汇的碳被称作被称作“未知汇未知汇”。l全球不同类型草地生态系统的碳储量约占全球全球不同类型草地生态系统的碳储量约占全球陆地生态系统碳储量的陆地生态系统碳储量的29%31%土壤是巨大碳库值得重视土壤是巨大碳库值得重视l土壤是地球表面最大的有机质碳库，全土

5、壤是地球表面最大的有机质碳库，全球土壤有机质碳库为球土壤有机质碳库为1.51.5万亿吨，大约是万亿吨，大约是陆地生物碳库的陆地生物碳库的3 3倍，大气碳库的倍，大气碳库的2 23 3倍倍 l我国是世界上平均土壤碳密度较低的国我国是世界上平均土壤碳密度较低的国家。据统计，我国表土平均有机质碳密家。据统计，我国表土平均有机质碳密度略小于全球平均值，是欧盟国家平均度略小于全球平均值，是欧盟国家平均值的值的70%75%。l土壤是全球最大的陆地碳库，在土壤是全球最大的陆地碳库，在lOOcm土层内有机碳储量为土层内有机碳储量为14621548 Pg。与。与此相比，陆地植被碳库为此相比，陆地植被碳库为610

6、 Pg，大气，大气为为750 Pgl储量巨大的土壤碳库不仅是全球碳循环储量巨大的土壤碳库不仅是全球碳循环中中l重要的动态组分，而且是一个潜在的碳重要的动态组分，而且是一个潜在的碳源源l中国陆地生态系统土壤有机碳总量为1 001810 8 t，平均碳密度为l083 kgCm2l中国土壤是一个巨大的碳库。中国土壤是一个巨大的碳库。l我国草地生态系统碳素总我国草地生态系统碳素总 量为量为308 PgC，占陆占陆地生态系统碳素总储量的地生态系统碳素总储量的152%，l碳素储量绝大部分集中于土壤中，地上生物量碳素储量绝大部分集中于土壤中，地上生物量中仅为中仅为1O%；l草地生态系统不像森林生态系统那样具

7、有明显草地生态系统不像森林生态系统那样具有明显的地上生物量，但由于地上部分受放牧、农垦的地上生物量，但由于地上部分受放牧、农垦等的影响碳循环远较森林生态系统要强烈，地等的影响碳循环远较森林生态系统要强烈，地上部分碳循环不仅速度快，而且向大气排放二上部分碳循环不仅速度快，而且向大气排放二氧化碳的作用明显；氧化碳的作用明显；作为主要碳贮存库的地下作为主要碳贮存库的地下部分，由于草地所处的特殊地理位置和气候条部分，由于草地所处的特殊地理位置和气候条件，导致其地下部分分解普遍较慢，草地作为件，导致其地下部分分解普遍较慢，草地作为碳汇的作用更为明显碳汇的作用更为明显草原植被地下部分与地上部分比例草原植被

8、地下部分与地上部分比例1010：1 1或者更或者更高（高寒草甸有高（高寒草甸有2020：1 1）森林植被地下部分与地上部分比森林植被地下部分与地上部分比例小于例小于1.1.一般一般0.40.40.50.5l5.5.丰富基因库丰富基因库l草原是丰富生物基因库。草原所具有丰草原是丰富生物基因库。草原所具有丰富的生物基因，在历史上为解决人类的富的生物基因，在历史上为解决人类的食物、药用植物、家畜品种作出了巨大食物、药用植物、家畜品种作出了巨大的贡献。而其大量的具有多种抗逆性能的贡献。而其大量的具有多种抗逆性能的植物所具备的特殊基因，潜藏着未来的植物所具备的特殊基因，潜藏着未来为解决人类的健康、食物、

9、能源等方面为解决人类的健康、食物、能源等方面需求的可能与希望。需求的可能与希望。l6.6.开创土壤形成新模式开创土壤形成新模式l7.7.初级生产其量可观初级生产其量可观 l8.8.草原旅游草原旅游 世界分布,欧亚大陆相当广泛。在我国东北以呼兰河为界，西达大兴安岭西侧，北至齐齐哈尔以北地区，南至西辽河南岸。在内蒙古东部、新疆昭苏盆地、华北燕山北麓、阴山山脉、甘肃祁连山脉东部的北坡、青海东部山地、新疆天山北坡及阿尔泰山南坡等山地土壤的垂直带谱中也有分布。黑钙土地形主要是低山、丘陵和台地，而黑钙土地形主要是低山、丘陵和台地，而以丘陵为主。以丘陵为主。其形成母质主要是：冲积物、洪积物、其形成母质主要是

10、：冲积物、洪积物、湖积物、黄土及少量的各种石灰性岩石湖积物、黄土及少量的各种石灰性岩石的残积物、坡积物等。的残积物、坡积物等。8 8CkCk层：母质层，第四纪中更新统（层：母质层，第四纪中更新统（Q Q2 2）黄土状亚粘土，黄棕色，块状结构，黄土状亚粘土，黄棕色，块状结构，含少量碳酸盐，有石灰反应。含少量碳酸盐，有石灰反应。8 8 黑钙土细菌种群组成特征的研究黑钙土细菌种群组成特征的研究崔俊涛等，2005）8 8 2 2）淋溶黑钙土）淋溶黑钙土 气候较湿润，坡度较大，气候较湿润，坡度较大，CaCOCaCO3 3淋溶作用淋溶作用较强。在较强。在B B层的较深位（层的较深位（150 cm150 c

11、m左右），左右），有石灰菌丝体形态出现。有石灰菌丝体形态出现。B B层内还可能出层内还可能出现铁锰结核，说明铁锰有下移现象。现铁锰结核，说明铁锰有下移现象。有机质含量较高，有机质含量较高，1 m-1.5 m1 m-1.5 m土层内几土层内几乎不含游离乎不含游离CaCOCaCO3 3 ，交换性阳离子中有，交换性阳离子中有少量的氢离子，微酸性。少量的氢离子，微酸性。8 88.2.1 8.2.1 分布分布 欧亚大陆分布很大，欧亚大陆分布很大，草原中心部位草原中心部位。鄂尔。鄂尔多斯、黄土高原、呼伦贝尔、锡林郭勒、多斯、黄土高原、呼伦贝尔、锡林郭勒、阴山北麓、大兴安岭南部、西辽河平原等阴山北麓、大兴安

12、岭南部、西辽河平原等地地 以及阴山、贺兰山、祁连山、阿尔泰山、以及阴山、贺兰山、祁连山、阿尔泰山、天山、昆仑山等垂直带谱中。天山、昆仑山等垂直带谱中。地形：地形：坡状高平原、低山、丘陵、山地坡状高平原、低山、丘陵、山地 植被：植被：典型草原，多年生旱生丛生禾草与根茎禾草，典型草原，多年生旱生丛生禾草与根茎禾草，少量杂类草与灌木。少量杂类草与灌木。旱生：植物水分生态型中的一类。旱生：植物水分生态型中的一类。水分生态型水分生态型是植物长期生活在一定的水分条件下而产生的是植物长期生活在一定的水分条件下而产生的适应类型，陆生植物中可分出旱适应类型，陆生植物中可分出旱 生、中生与生、中生与湿生三大基本类

13、型和一些中间类型湿生三大基本类型和一些中间类型 。8 88.2.3.1 8.2.3.1 腐殖质积累过程：腐殖质积累过程：植物群落种类组成、群落高度、盖度、生物量都低于草甸草原。每m21520种，主要是禾本科，其次为豆科、菊科等，平均高度30 cm左右，地上部分生物量150 g/m2左右。地下部分生物量较高，达900 g/m2以上。地下部分生物量也低于草甸草原。栗钙土不同土地利用方式下有机栗钙土不同土地利用方式下有机碳和无机碳的剖面分布碳和无机碳的剖面分布。放牧强度对草原砂质栗钙土某些物理性质影响的研究放牧强度对草原砂质栗钙土某些物理性质影响的研究l1 1，0 010 cm10 cm土壤砾石土壤

14、砾石(2mm)(2mm)含量随放牧含量随放牧强度增加而增高，即随放牧强度增加，强度增加而增高，即随放牧强度增加，土壤逐渐砂砾质化。土壤逐渐砂砾质化。l2，结构体的水稳性随放牧强度增加逐渐，结构体的水稳性随放牧强度增加逐渐变差。变差。l3，随着放牧强度的增加土壤结构性状逐，随着放牧强度的增加土壤结构性状逐渐变差。（贾树海等，渐变差。（贾树海等，2006）锡林河流域羊草草原暗栗钙土矿质氮动态变化锡林河流域羊草草原暗栗钙土矿质氮动态变化放牧对暗栗钙土磷的贮量和形态的影响放牧对暗栗钙土磷的贮量和形态的影响l2.磷的损失主要是有机磷。放牧使土壤磷的损失主要是有机磷。放牧使土壤中铁磷占全磷的比例明显下降；钙磷占中铁磷占全磷的比例明显下降；钙磷占全磷的比例稍有提高全磷的比例稍有提高