草地生态系统
草地与森林一样，是地球上最重要的陆地生态系统类型之一。草地群落以多年生草本植物占优势，辽阔无林，在原始状态下常有各种善于奔驰或营洞穴生活的草食动物栖居其上。草地可分为草原与草甸两大类。前者由耐旱的多年生草本植物组成，在地球表面占据特定的生物气 候地带。后者由喜湿润的中生草本植物组成，出现在河漫滩等低湿地和林间空地，或为森林破坏后的次生类型，属隐域植被，可出现在不同生物气候地带。本节重点介绍地带性的草原，它是地球上草地的主要类型。草地生态系统的特征草原是内陆干旱到半湿润气候条件的产物，以旱生多年生禾草占绝对优势，多年生杂类草及半灌木也或多或少起到显著作用。世界草原总面积约2．4×107km2，为陆地总面积的六分之一，大部分地段作为天然放牧场。因此，草原不但是世界陆地生态系统的主要类型，而且是人类重要的放牧畜牧业基地。
根据草原的组成和地理分布。可分为温带草原与热带草原两类。前者分布在南北两半球的中纬度地带，如欧亚大陆草原、北美大陆草原和南美草原等。这里夏季温和，冬季寒冷，春季或晚夏有一明显的干旱期。由于低温少雨，草群较低，其地上部分高度多不超过1 m，以耐寒的旱生禾草为主，土壤中以钙化过程与生草化过程占优势。后者分布在热带、亚热带，其特点是在高大禾草(常达2—3m)的背景上常散生一些不高的乔木，故被称为稀树草原或萨王纳(Savanna)。这里终年温暖，雨量常达1 000mm 以上，在高温多雨影响卞，土壤强烈淋溶，以砖红壤化过程占优势，比较贫瘠。但一年中存在一个到两个干旱期，加上频繁的野火，限制了森林的发育。
总观世界草原，虽然从温带分布到热带，但它们在气候坐标轴上却占据固定的位置，并与其他生态系统类型保持特定的联系。在寒温带，年雨量150～200mm地区已有大面积草原分布，而在热带，这样的雨量下只有荒漠分布。水分与热量的组合状况是影响草原分布的决定因素，低温少雨与高温多雨的配合有着相似的生物学效果。概言之，草原处于湿润的森林区与干旱的荒漠区之间。靠近森林一侧，气候半湿润，草群繁茂，种类丰富，并常出现岛状森林和灌丛，如北美的高草草原、南美韵潘帕斯、欧亚大陆的草甸草原以及非洲的高稀树草原。靠近荒漠一侧，雨量减少，气候变干，草群低矮稀疏，种类组成简单，并常混生一些旱生小半灌木或肉质植物，如北美的矮草草原、我国的荒漠草原以及前苏联欧洲部分的半荒漠等。在上述两者之间为辽阔而典型的禾草草原(图12—7)。总的看来，草原因受水分条件的限制，其动植物区系的丰富程度及生物量均较森林为低，但显著比荒漠高。值得指出的是，如与森林和荒漠比较，草原动植物种的个体数目以及较小单位面积内种的饱和度是相对丰富的。
草原与其他生态系统类型一样它不但存在于一定的空间，而且是地球演化史上一定时期的产物。我们知道，地球上的被子植物从白垩纪末期起开始繁盛，并逐渐发展成最大的一个植物类群。其中较年轻的一个大科——禾本科从第三纪中期开始分化，并很快分布到全世界，现在约有4 500种，其中有些是草原植被的主要建成者。称号“草原之王”的针茅属(Stipa)，其诞生时期不迟于渐新世，因在北美渐新世与中新世地层中都曾发现针茅的化石。孢粉资料证明，中新世时期在欧亚大陆也已广泛存在草原景观，进入第四纪以后，草原逐渐扩大其面积，至少在晚更新世(距今10万年)前已形成目前的草原类型。
草原动物区系很丰富，大型哺乳动物和稀树草原上的长颈鹿，欧亚大陆草原上的野驴、黄羊，北美草原上的野牛等，还有众多的啮齿类和鸟类，以及丰富的土壤动物与微生物。
草原的净初级生产力变动较大，对温带草原而言，从荒漠草原0．5 t／(hm2．a)到草甸草原15t／(hm2·a)；热带稀树草原生产力高一些，变动于2t／(hm2·a)到20t／(hm2·a)之间，平均达7t／(hm2·a)。在草原生物量中，地下部分常常大于地上部分，气候越是干旱，地下部分所占比例越大。值得指出的是，土壤微生物的生物量常达很高数量，如加拿大南部草原当植物生物量为434g／m2时，30cm土层内土壤微生物量达254g／m2；我国内蒙古草原土壤微生物的取样分析结果也与之相近。
关于草原生态系统中能量沿食物链而流动的情况可用F．B．Golley(1959)在美国密执安地区对禾草草原的研究例子说呀；这是一个极简化的食物链，生产者为禾草，第一级消费者为田鼠及蝗虫，第二级消费者为黄鼠狼。植物对太阳能的利用率约为1％，田鼠消费植物总净初级生产力的约 2％，由田鼠转移给黄鼠狼约2．5％。大部分能量损失于呼吸消耗。
在热带稀树草原上，植物组成的饲用价值不高，植物中含有大量粗纤维和二氧化硅，氮、磷含量很低，N仅0．3％～1％，P仅0．1％一0．2％。因此，初级生产量虽高，但草原动物生物量仍很低。如非洲坦桑尼亚稀树草原上，主要草食动物为野牛、斑马、角马、羚羊与瞪羚，当植物量为24t／hm2时，草食动物量仅7．5kg／hm2。
对放牧生态系统，家畜代替了野生动物成为主要的消费者。家畜所需要的能量用于3方面。一是维持生活，二是觅食活动，三是保证生产。它们食用的能量可用饲料单位(U．F)表示，1 U．F为1 kg大麦所具有的净能量，相当于1．25～1．30kg高质量的干草或5．5 kg高质量的鲜草。牛、羊等家畜维持生活的能量(Ee)=0．75P饲料单位，式中P为家畜的毛重，用100kg表示。用于觅食活动所需要的能量因活动量的大小而定，一头牛觅食所消耗的能量为0．75～3．0 U．F。生产所需能量平均1 kg肉需3．5～4．5 U．F，1 L牛奶需0．4 U．F。需要能量的同时，还需要一定数量的蛋白质，对肉牛来讲，每个饲料单位应有80g可消化蛋白质，奶牛则需150g。P．Duvigneaud(1974)引用了英国草地上饲养肉牛的例子来说明饲草转化效率。这里草地净初级生产力为干草16 t／hm2，饲养1．2头350 kg的肉牛，只有29％的草被牛吃掉，吃掉部分的4％构成净次级生产量，其他以粪便形式和呼吸作用消耗掉。肉牛之外的其他消费者消耗33．6％的植物物质。而分解者所消耗的能量要比上述数字高得多。