农牧交错带讲座

农牧交错带讲座（一）秦树辉2009.11.17.第一章生态交错带农牧交错带是生态交错带的典型类型一、生态交错带的概念、类型及特征㈠生态交错带的概念1905年，由美国著名生态学家克列门兹（F.E.C1ements）首次提出：用来描述一个物种从一个群落到其界限（分布边界）的过渡分布区。美国E．P．Odum（1971）定义为：生态交错带为两个群落之间的过渡带。1987年1月法国巴黎会议定义：“相邻生态系统之间的过渡带，其特征由相邻的生态系统之间相互作用的空间、时间及强度所决定。”傅伯杰：“生态交错带是指不同景观斑块空间邻接产生的与斑块特征不同的边缘带。”㈡生态交错带的类型1、生态交错带的空间类型⑴水陆交错带⑵干湿交错带⑶农牧（林）交错带⑷森林边缘带⑸沙漠边缘带⑹城乡交错带⑺梯度联合带⑻地表水/地下水过渡带2、生态交错带的时间类型短暂交错带、季节交错带、年际交错带、永久交错带3、生态交错带的尺度类型微型交错带、中型交错带、大型交错带、巨型交错带㈢生态交错带的基本特征⑴生态交错带是一个生态应力带。⑵生态交错带具有明显的边缘效应。⑶生态交错带具有正负双重效应。⑷在一般情况下，生态交错带具有较高的生物多样性，但人类的强烈活动可导致多样性的降低。⑸生态交错带是环境敏感区域，很容易遭到干扰和破坏，因而是生态风险较大的区域。二、生态交错带的描述㈠生态交错带的结构描述⑴大小—生态交错带的面积或体积；⑵形状—生态交错带形状的规则与不规则性；⑶生物结构—物种多样性和生物量的分布等；⑷内部异质性—生态交错带的空间异质性；⑸密度—生态交错带的单位面积上群落类型的个体数量；⑹垂直性—生态交错带结构的总高度和成层性；⑺曲度—直线长度除以总长度；㈡生态交错带的功能描述指标⑴稳定性—生态交错带的抗干扰作用；⑵波动—生态交错带受干扰后的恢复能力；⑶能量—生态交错带的生产力；⑷功能差异—生态交错带与相邻生态系统间的功能差异；⑸通透性—生态交错带对能量流、物质流和信息流的通透能力；⑹过滤器—生态交错带对生态流有选择的通过作用；⑺源—生态交错带作为能量、物质聚集地向外辐射影响的作用；⑻汇—生态交错带汇集、累积能量、物质的作用；㈢边缘效应与原理1、边缘效应的概念边缘效应——指不同性质的生态系统类型在空间邻接时产生的边缘地带的特殊功能。2、影响边缘效应的主要因素：⑴群落形状；⑵群落面积⑶接触宽度；⑷接触时间；⑸相邻景观的相似性。⑹自然与人文干扰的强度、频次和时间。3、边缘效应的基本原理⑴边缘生境与内部生境原理：在群落形状规则（园形或正方形）的情况下，面积越小，边缘生境与内部生境的比值越大，边缘效应越大；反之，面积越大，边缘生境与内部生境的比值越小，边缘效应越小。⑵边缘比（周长／面积）原理：在面积一定的情况下，边缘比越小，群落形状越规则，内部生境越大，边缘效应越低；边缘比越大，群落形状越不规则，内部生境越小，边缘效应越高。⑶自然与人工原理：大多数自然类型的边缘是曲折、复杂、和缓的，而大多数人工类型的边缘是平直、简单、僵硬的。⑷边缘种与内部种（敏感种）原理：边缘效应较大的群落，边缘种与内部种的比值加大，边缘效应较小的斑块，边缘种与内部种的比值减少。⑸平直边界与弯曲边界原理：生物在平直边界上多与边界平行运动，而在弯曲边界上多沿垂直方向运动。平直边界与弯曲边界原理第二章农牧交错带一、农牧交错带概念的提出感性认识上:按农业气候资源和农业区划，以400mm年降水量等值线（即从大兴安岭、通辽、张北、榆林、兰州、玉树至拉萨附近）为界，可分为两大区。以东、以南是种植业为主的农区，以西、以北是畜牧业为主的牧区。赵松乔最早提出农牧交错带的，他认为农牧交错带是：①是我国东部季风气候区向西北内陆干旱区过渡的地带；②是集约农业区向游牧牧业区过渡的地带；③是集约农业地带向粗放农业地带过渡的地带；④是圈养畜牧业向游牧畜牧业过渡的地带；⑤是农耕文化向游牧文化过渡的地带。以后，周立三等、赵松乔等、周廷儒等均对农牧交错带的定义、界线、范围以及农牧业生产配置、农业区划和环境特征等问题进行了研究。共同的结论是：中国北方存在着由东（南）部农业区向西（北）部牧业区过渡的农牧交错带。二、农牧交错带地理位置的确定关于农牧交错带范围的界定，最初学者们都以400mm年降水量线为界线划分，从内蒙古高原东南缘，经辽西、内蒙古东南和中南及西南部、冀北、晋陕北部和宁夏中部，现在被称为北方农牧交错带。气候寒旱，农牧交错带南进气候寒旱，农牧交错带南进气候暖湿，农牧交错带北退气候暖湿，农牧交错带北退未来暖湿期农牧交错带的变化未来干燥期农牧交错带的变化但用400mm等雨量线的划定方案忽略了在我国川西、滇西北地区事实上还存在着一条明显的农牧交错地带。它在形成、演变与特点上都与北方农牧交错带有很大区别，故被称为南方农牧交错带。这一农牧交错带位于横断山区，受东南季风和西南季风两大气候类型的影响年降水量平均可达700～900mm，水分条件可满足农业生产的需要，而海拔较高、热量不足是农牧业发展的主要限制性因素。南方农牧交错带北方农牧交错带的分布和界定气候学者李世奎等：按主导指标即年降水量400mm的保证率为50%～20%。刘良梧等认为，中国北方农牧交错带，北起大兴安岭西麓的内蒙古呼伦贝尔，向西南延展，经内蒙古、河北北部、山西北部，直至鄂尔多斯、陕西北部。《中国种植业区划》把包括内蒙古阴山山脉以南至宁夏、陕西、山西、河北、辽宁等长城沿线的共110个县旗市，划为农牧交错区。朱震达等认为，中国北方农牧交错带沙漠化地区包括黑龙江省嫩江地区的一部分，吉林省白城西部、辽宁西北部、内蒙古兴安盟东南、通辽市大部、锡林郭勒盟南部、乌兰察布市后山、鄂尔多斯市大部、河北承德地区北部和张家口地区、山西西北部、陕西榆林地区北部和宁夏东南部。赵哈林根据多年在该区的实地考察和研究经验，将我国北方农牧交错带界定于降水量300～450mm，降水年变率15%～30%，干燥度1.0～2.0范围内。赵哈林三、农牧交错带的形成与动态变化（一）中国全新世时期的环境演变中国全新世植被带南北移动特征表年代（距今）植被带移动变化特点11000~80008000~65006500~50005000~35003500~25002500~500向南推移1~2个纬度向北推移2~3个纬度向南推移1~3个纬度，混合过渡型增加向北推移1~3个纬度，过渡型更多向南推移1~3个纬度向北推移1~2个纬度地区气候期吉林辉南县江苏建湖湖北江汉台湾中部广东珠江贵州梵净山升温期103001080012500110001200010000高温期830085008000850090007800降温期400040004000300030002700历史时期我国部分地区气候变化单位：a,B.P.（二）早期农牧交错带的动态变化考古学证据表明，在我国现代以半农半牧为特征的北方农牧交错带地区，史前曾是以农业为主的地区。1、史前原始农业最早的史前原始农业于8000～7000aBP发现在内蒙古东南部地区，即兴隆洼文化。内蒙古中南部地区的原始农业文化在7000aBP以后才开始出现。在此后至4300aBP期间的考古文化虽出现数次文化间断现象，但文化类型均为定居农业文化为主，兼营狩猎，其晚期，农业文化已十分发达。因此，现在的农牧交错带地区当时基本上属于原始农业区。2、牧业文化的兴起4000～3500aBP是一个气候状态发生急剧变化的气候转折时期，标志着全新世大暖期的结束。随着气候变冷，我国北方地区的原始农业文化普遍衰落，牧业文化兴起，发生了从农业文化向牧业文化转变的过程。•内蒙古中南部地区农业文化衰落过程两个阶段。老虎山文化（4500～4300aBP）朱开沟文化（4200～3500aBP）•内蒙古东南部地区农业文化的衰落。夏家店下层文化（4000～3500aBP）魏营子文化（3500aBP～）（三）古代与近代农牧交错带的进退3500aBP以后，长城沿线地区的游牧文化进一步向南、向东南扩展，并在北方长城沿线地区形成以半农半牧、时农时牧的土地利用方式为特征的农牧交错带。战国以后所修建起来的长城成了中原农业的汉民族文化与北方游牧的少数民族文化的分界线，西汉司马迁称其为“农牧地区分界线”。秦和西汉为本区历史上第一次农业大规模开发时期。东汉以后，由于停止移民屯垦和北方游牧民族的内迁，农牧界线曾向南推移，使草原和森林植被有所恢复，牧区范围有所扩大。唐宋时期是继秦汉之后，在本区历史上第二次大规模的农业开发时期。在唐代中叶以后农牧地区分界线又向北推移。唐朝以后的五代、两宋以至元代时期，农牧界线大体在今陕北与内蒙古之间。辽代建立前，北方地区相继为匈奴、乌恒、鲜卑所统治，农业衰退，畜牧业兴旺，植被恢复。《全辽文》描述当时“春来草色一万里，芍药牡丹相间红”，“平沙软草天鹅肥，胡儿千骑晓打围”，反映了当时平坦开阔的沙质草原景观。辽建国初期，大批战俘和汉民迁入，给当地农业带来巨大影响，到10世纪中期已成为“编户数十万，耕垦千余里”的农区。13世纪以后，元朝统治中心南移，这里成了蒙古族的活动范围，经济活动重新转为以畜牧业为主，天然植被逐步恢复。明朝末年由于实行“军屯”和“民屯”，以就地解决当地军民粮食问题，造成“屯田遍天下，而西北为最”。古代与近代干湿期变化2600—1800a,B.P，为干期，历时800年1800—1600a,B.P，为湿期，历时200年1600—1000a,B.P，为干期，历时600年1000—600a,B.P，为湿期，历时400年600—200a,B.P，为干期，历时400年交错带年降水量变化的波动性（史培军）(一)40年来降水量变化的波动1．年降水变率一般在20—50%之间，交错带东部在20%左右，西部在30%左右。连续旱年不断发生，2—3年连旱常有发生，甚至出现连续5年之久的干旱。2．年内4—6月降水变率一般在30一35％；西部可达40％以上。7-8月降水变率在25—40％之间。(二)250年来降水量变化的波动逐年最大值与最小值之差可达2．3倍，年变率在30一35％之间。(三)500年来降水量变化的波动依据树木年轮和历史资料恢复了这个时期的降水量，结果表明逐年最大值与最小值之差可达263mm，年变率也在30％以上。(四)2000年来降水巳变化的波动极端值之差可达300mm．早涝比变化幅度在0-12之间。(五)10000年来的降水量波动降水波动的表现在湿润期增加30-40％，干燥期减少35—40％秦初隋唐明现今赤峰地区农牧交错带变化1．7000—4000a，B.P.温暖湿润，农业文化时期，锅撑子山遗址出土大量石犁、石锹、石磨盘、石环、刮削器、多种骨器和夹沙陶器等。2、4000—1000a，B.P.初期雨量逐渐减少，森林草原景观可能已较典型。西拉木伦河以北河谷农业似已衰退，但赤峰附近农业仍很发达。属于夏家店下层和上层文化。林木砍伐和畜牧业规模显著加强。3、公元900至1200年辽金时期重视农业。大量人口从事农业、冶炼和制造业劳动．促进了地方经济繁荣，城邑增加和文化进步，农业逐渐加大其经济影响，但牧业仍占重要地位。“上京地沃宜耕种，水草便畜牧”，农用土地集中在乌尔吉木伦河谷、嘎斯大河、查干木伦河及巴林桥以上的西拉木伦河南北河谷。4、公元1200—1900年元、明和清初．基本停止农业活动，以牧为主经营方式。据称当地知州射虎以万计．足见林牧茂密．人烟稀少。后两路居民更少，到1270年和1295年才分别建城。明朝控制本区时间极短，连同清朝早中期．均为蒙古牧民活动地盘，很少发生战乱。虽然气候经历了冷暖变化，但700年的休养生息仍然保证次生森林在山区和沙地获得恢复发展。土壤天然肥力也大为提高，为共用农垦创造优越条件。5．公元1901年至今光绪二十七年(1901)开始蒙地屯垦，执行移民实边政策。此时垦殖大军已把围场南部森林全部伐光，其前线到达翁牛特旗乌丹城(200户)与克什克腾经棚至刘家营子一带，巴林旗仍为野草丛生的草地。1908年为了管理西拉木伦河以北、查干木伦刘家营子间的巴林垦务，正式设立林西县。到1926