全 文 ：6王上一∽
第 1 9卷第 5期
1999年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vo【_19．No．5
Sept．．1 999
从生态地理特征论中国东北样带 (NECT)在
全球变化研究中的科学意义
慢— ，主室 张新时
{中国科学院植物研究所植被数量生态学开放实验室，北京 100093)
& ， ，
_7 阱 ～
华 7
摘要 中国东北样带(NECT)是国际地圈～生物圈计划(IGI~P)全球变化研究的陆地样带之一 该样带在东经 112。与 130
30 之间沿北纬 43。30 设置 ，长约 1 600km，跨越北纬 42 ～46 ，宽约 300km，位于中纬度温带地 区以降水或湿润度／干燥 度
为主要垒球变化驱动因素，自东至西沿一十连续的空间过蘸梯度，植被类型 或生物群区是 由温 带针阔叶混变林、温带 落
叶闰叶林、农团及温带草原的 3十亚地带 草旬草原、典型草原平Ⅱ荒漠草原等类型组成。给出了样带的基本生志地理特征
及其梯度分析 ，包括其地理位置、地形地貌、气候梯度、土壤类型、土地利用格局、植被类型、主要优势种和群落类型的生
态地理特征以及全新世适宜期的植被分市格局 这些特征沿经向均表现出明显的梯度分 布
美t调 ：中国东北样带；生态地理特征 梯度分析 }全球变化 }科学意义
The scientific significance of the north east China tran sect(NECT)
to global change study by its ecogeographical characteristics
NI Jian，LI Yi—Yin，ZHANG Xin Shi (Laboratory of 4 m zw Vegetati~ Ecol。gy，In．it ofBotany，
Chinese Academy Sciences，Beljing 100093，China)
Abstract；North East China Transect(NECT)is listed as one of the first set of IGBP Terrestrial Tran～
sects．It is placed along the latitute 43。30 N ，between [ongritudes ll2*and 1 30。30 E．1atitude 42~and 46~E．
and approximately 1600 km in length and 300 km in width．NECT is basically a gradient driven by precipi—
tation or moisture／aridity located in the mid—latitude of the temperate zone．The vegetation g0nes or biomes
where NECT Laying on are temperate mixed evergreen coniferous and broadleaved deciduous forest·tem-
perate deciduous broadleaved forest，farmland and temperate steppe，including three subzones，meadow
steppe，typical steppe．and desert steppe along an east—west ward continuously transitional spatml gradi—
ents．respectively．The ecogeographical characteristics along the NECT ，including geographical location，to～
pography，geomorphology，climate，soil．pattern of land USe，the vegetation types，main communities and
dominants，distributional pattern of vegetation in Holocene Megathermal，and initial gradient analysis were
given for the whole transect．These characteristics present the s nificant gradient distribution in longi—
tude．The important scientific significance of NECT in the global change study is furthermore discussed．
Key words：North East China Transect；ecogeographical character~tics}gradient analysis{global change}
scientific significance
文章绾号 1000 0933(1999)05．0622．08 中田分类号：Q14 文献耘识码；A
与生态学的传统样带概念相比，这里所谓的陆地样带 (terrestrial transect)．是国际地 圈一生物 圈计 盘0
(IGBP)的垒球变化研究中最引人重视的创新之一。它是指具有典型的或相当广 的生态系统类型．具有代
表性的面积狭长的空间区域 ．即是 由沿着一个主要垒球变化驱动因素(如温 度、降水、土地利用强度等)的
基盘硬目 中国博士后科学基金项目(1996)厦国家 自然科学基盘青年 基金(39700018)、重大项 目(39393002)、重点项 目
(49731020、3#730110)和国家科委 丸五 攀登项目联合资助。
收稿日期 ；1997 06—22，惨订日期 ；1998 07 25
矗 ●
维普资讯 http://www.cqvip.com
!
I
疆
5期 倪 健等：从生态地理特征论中国东北样带 (NECT)在全球变化研究中的科学意义 623
梯度上的一系列研究站点所构成的研究区域 。在国际上对样带 已作了明确定义1]： 每条 IGBP样带 畿选作
来反映一个 主要环境因素变异的作用，该因素影响生态系统 的结构、功能 、组成，生物 圈一大气 圈的痕量气
体交换与水循环 ，并提出，每条样带均 由分布在一个具有控制生态系统结构与功能的某种全球变化驱动
因素梯度上的一系列生态实验站、观测点和样地所构成 ，并配合 以模型模拟和综合分析 ，要求其地理范围
为 1000kin 或更长 ，300km 的宽度 ，以涵盖大气环流模型(GCM)运作 的最小单元(4×5或 8×10o经纬度 )．
中国东北温带森林一草原陆地样带 ，最初是在 1991年由张新时提 出，于 1993年被列为 IGBP陆地样带
之一 ，并正式定名为中国东北样带 NECT(North East China Transect)，随后得到 了初步启动研究 叫]，被
国际上确定为全球范围内具有示范性 的一条样带 ，是在全球 4个关键地 区启动的中纬度 半干旱区的 IGBP
陆地样带之一 在过去的研究中已涉及到其初步的梯度分析和在全球变化图景下的预测0～ ，但对整个样
带的背景仍需进一步研究 。本文在前人资料和数据的基础上着重论述 NECT的基本生态地理特征及其梯
度分析 ，为模拟和预测 NECT对全球变化的响应奠定基础
1 材料与方法
主要是利用已发表的文献和样方资料及部分野 外谓 查资料 。气象数据 为国家标准气象 台站 1951～
1980年和一般台站 1981~1990年 的记录，指标包括年及各月平均气温、极端低温和高温、降水量 、蒸发量 、
相对湿度、日照百分率和风速 。利用 SPSS多元统计分析方法作为数理分析手段
2 结果与讨论
2．1 NECT 的地理位置 与意义
中国东北样带 NECT在东经 1]2。～130。30 之间，沿北纬 43。鲫 为中线设置 ，东西延伸约 1600km，带宽
跨北纬 42。～4 ，南北幅度约 300kin，在此带宽内样带位于 108。～134。之 间 样带西起我国内蒙古与蒙古人
民共和国边界处的二连浩特 ，向东穿过内蒙古高原跨越大兴安峥南部山地而下至西辽河谷地进入吉林省
境与辽宁省西北隅 ，为橙嫩平原的主要农业 区，著名的东北玉米带 ，往东即 长春为中心的城市 与工业区 ；
再 向东经延吉而进八吉林东部延边的农业区与长白山北坡及张广才岭的低山森林地带，最后止于中、俄、
朝边界的精海 山地与河 口口]
NECT的设置主要基于气候、地形 、植被或生物群区(biome)、生物多样性、土壤与基质、生物地球化学
循环与物理过程、土地利用格局、环境历史演变 、植被一气候一土壤系统的动态模型 、生态定位实验站等几个
方面的考虑 ]。但 NECT研究不仅要侧重于 IGBP的全球变化与陆地 生态系统 (GCTE)核心项 目中的内
容 ，而且要 一系列综合性的全球变化研究计划为基础 ，作为 IGBP的交叉项 目(interproject)，其研究内容
涉及到 全球变化 的各个领 域，并将成为 IGBP其 它核 心项 目的重要研 究基地，如水循 环的生物 圈方面
(BAHc)、国际全球大气化学 计划 (IGAC)、土地利用和土地 覆盖变化 (LUCC)、海 岸带陆地海 洋相互关系
(LOICZ)、古全球变化 (PAGES) 及 IGBP数据和信息系统 (IGBP—DIS)、全球变化的分析 、研究和培训系
统 (s1 ART)、全球分析、解释和模拟(GAIM)等，长期而言．还可为全球陆地观测系统(GTOS)提供有效的
地面和遥感 数据 这样 ，NECT必将成 为找国 IGBP研究的前沿阵地 =
2．2 NECT的地形与地貌
NECT在北纬 42。～46 的范围内基本上可分为 5段地形 (地貌)区(图 1)。
2．2．1 NECT的东部山峦重叠，地势起伏显著．形成较复杂的山区地形 。主要有完达 山、张广才岭、老爷岭
及长白山等山脉 ，平均海拔大多不超过 1300m．长白山主峰山势最高 ．达 2691m，向北 、向南都逐渐降低。
2．2 2 NECT中部 为平原 区，北为松嫩平原南部地 区，平均海拔 120～200m，南为西辽河平原北部地区 ，
西部海拔 400m，东部 200m左右，沙层广泛覆盖。
2．2．3 NECT的西北部为大兴安岭南部的山前丘陵地带 ，广泛堆积着黄土状物质和洪水冲积物 。
2．2 4 NECT西部为内蒙古高原中段的锡林郭勒高原东部以及乌兰察布高原的东北角。锡林郭勒高原海
拔一般 900~1300m，其北、东、南三面均有丘陵或低山隆起 ，但地势切割不甚剧烈 ；乌兰察布高原东北部为
层状高平原 ，主要是由第三纪的泥质和沙砾质岩层组成 ，地势平坦 ，海拔 1000 1 300m。
2．2．5 NECT的南部偏东是冀北山地的北部 ，是内蒙古高原 与华北平原的过渡地 区，在 NECT中所占面
维普资讯 http://www.cqvip.com
624 生 态 学 报 l9卷
图 1 中国东北样带(NECT)的生态地理特征示意图
Fig 1 Sketch map of ecogeo graphical characteristics along the NECT
积较小
2 3 NECT的气候梯度
NECT由东向西分属于温带湿润 区、温带湿润-半干旱 区与温带半干旱 、干旱 区(图 1) 6个国家标准气
象 台站的生物气候图解如图 2，
嘎 一4(8 4．6fius~
＼
E
Om
{3
)-46， (^258-9℃28-
．
＼
：623 5m】
＼ √ 、
图 2 NECT气象台蛄的生物气候 图解
Fig 2 Biological climate diagrams of 6 meteorological stations along NECT
2．3．1 NECT的热量条件
由于处在同一纬度带，NECT的总体热量条件差异不大 ，但 由于地形高度起伏而造成垂直向的变化 。
其热量指数均与地形剖面呈明显的负相关．以中部的松辽谷地为最高 ，而在东西两端的 山地或高原区则降
低，呈扇形分布 。沿 NECT的热量指标 (1月均温 了1l，7月均温 7和年均温 )与地理位置(纬度 厶 ，经度
Long和海拔高度 Alt)的回归模型如下 ：
维普资讯 http://www.cqvip.com
5期 倪 健等 ：从生态地理特征论中国东北洋带 (NECT)在全球变化研究中的科学意义 625
T1—78．72 1．67L 0．17Long-0．O045Alt 复相关 系数r2—0．80，气象台站数 -46
717— 66-84— 0-1SLat-0．28Long 0-0057A／t 一一 0．97 一46
T 一 71．31 0．89L f一 0．21Long- 0．O056Alt 一 0．91 一 46
2．8．2 NECT的降水与湿润度梯度
NECT降水与湿润度梯度呈现 出明显的东高西低的趋势 ，是控制样带植被结构、生产力与土地利用格
局的关键 因素，也是样带全球变化的主要驱动因素。NECT的东端 ，长 白山北麓与张广才岭的年降水可达
700ram，在 长白山北坡 高处可达 800mm。中部农业 区的降水 在 580～600mm。草原地带 东部降水可达
500mm，在中部则为 350mm，西端荒漠草原则降到 200ram以下。Holdridge可能蒸散率(PER)在东部赢林
区不过 0．5～1．0，在 中部农业 区为 1．1～1．6，草原地带 的东中西部相应为 1．1t1．6，1．2～1．4与 1．5～
3．5。滑 NECT的降水(1月 Pl，7月 P7和全年 P)和 Penman干燥度(PA)指标与地理坐标 回归模型如下：
P1一 - 23．90— 0．6SLat+ 0．45Long+ 0．O030Alt 一 0．69 n— I6
P7- - 97．95 14．05Lat+ 6．76Long~ 0．0249Air 一一 0．45 n= 46
P一 一 1582．1O一56．67Lat+ 36．29Long+ O．1673Air r 一 O．77 n一 46
pAx 20．12+ 0．1OL 一 O．18Long- 0．0002A／t 一一 0．72 n一 46
2．4 NCET的土壤类型
NECT东部森林区域地质构造复杂，山地大多以花 岗岩为主，并广布片麻岩和片岩等。地带性土壤为
暗棕壤 ，叉以山地暗棕壤为主 ，一般排水 良好 ，腐殖质含量高(6 ～8 )，pH约在 5～5．5左右 ，在坡度较
小处土层较厚 ，一般可达 70～100cm，但在坡度较大的地方 ，土层较薄 。
NECT草原区域的土壤最为复杂多样 ，按从北到南 、从东到西 的次序分别为 ：(1)黑土分布于大兴安岭
东麓的山前丘 陵平原 ，表土腐殖质含量丰富(5 ～lO ，甚至达 l7 )，底部无碳酸盐积聚，剖面呈微酸性
反应(pH5．6～6-6)。(2)黑钙土见于大兴安岭的东西两麓 ，形成连续的黑钙土带 ，剖面结构有明显的腐殖质
积聚和钙积化过程 t腐殖质层深厚 ，有机质含量高(表层含量 3．5 ～l2 )，钙积层石灰含量 较低 (一般在
8N以下)，土壤呈中性反应，pH值 自上而下逐渐增高 ，有时有局部碱化 、盐化特点。(3)栗钙土是最典型的
草原土类，与典型草原带的分布大致符台，剖面 由栗色或灰棕色腐殖质层与紧实的灰白色碳酸钙淀积层组
成，腐殖质层厚度约 25~40emt表层有机质含量 1．5 ～4 5 ，局部有碱化和盐化现象 ，无石膏积聚，土体
反应呈弱碱性或碱性，pH>9，并随深度而递增。(4)棕钙土是最干旱的草原气候下形成的土类，主要分布于
NECT最西部的荒漠草原地带 t具有从草原到荒漠的过渡性特点，既表现出草原成土过程特点一腐殖质积
累和碳酸钙淀积，也表现出荒漠成土过 程的特点一表土砾质化、砂质化和 出现假结皮 ，其腐殖质积累 比粟
钙土微弱，颜色较淡 ，厚度也小 ．腐殖质含量 1．O ～1．8 ，分布不均匀 ，土壤结构多呈粉末状和块状．钙积
层部位较高 ，全剖面碱性反应，pH9．o～9．5或以上 ．局部碱化和盐化现象普遍。
另外，在 NECT的中南段小部分地 区分布着发育在灌丛之下的褐土 ，及落叶阔叶林下的棕壤，在各地
还常出现隐域性的土壤如草甸土、稆泽土、盐土和沙土等。
2．5 NECT的土地利用格局
根据土地利用现状结构与主要土地资源利用的限嗣性 因素 ，NECT的土地利用格局可分 为 4段：以大
兴安岭为界 ，西段是以牧业为主的内蒙古高原，中段是平原上的农牧交错带和农牧林业 区，以及东段 以林
为主，农林结台的低山与丘陵区。
2．5．1 以林为主的东部山地丘陵 NCET的东部为东北山地丘陵区，包括 吉林的东部和辽宁东北部 ，大
部分土地巳被利用 ，林地占绝对优势，耕地 、草地 比重较低 ，面积约 l3万 km 。全 区以林业用地为主，其面积
约占本地总面积 60 ～70 ，林业基础雄厚 ，森林覆盖率高 。耕地较步 ，主要分布于河谷 、盆地和丘陵地 区，
仅占 7N～1o ，以早地为主，但山间盆地中种植水稻的比例占整个 NECT带 区水稻种 植的 85 以上 ，为
东北稻米集中产区 ，农业经营粗放 ，产量低 ，主要农作物为春小麦 、大豆、高粱、玉米 、甜菜、亚麻等．大部分
地 区农作物只能一年一熟 。牧草地较少 ，以林间草地为主 本区土地利用存在的问题是：农 、林、牧用地结构
不尽台理；过伐导致森林覆盖率下降；农业用地少 ．产量低而不稳 ，畜牧业基础差 ，草山、草坡利用不充分
维普资讯 http://www.cqvip.com
626 生 态 学 报 1 9卷
2．5．2 农牧林并重的中部平原 NECT的中部为东北平原地 区的 中部 ，包括松辽 平原和辽西丘陵地区，
绝大部分土地已被开垦利用 ，开发利用程度较高， 耕地 为主，林地和牧草地也均占有较大比重。本区为我
国重要粮食产区，素有“北大仓 之称，粮 田广阔平坦，适于机械化作业 ，人均粮食产量较高 ，农作物一年一
熟 ， 小麦、大豆、高粱、玉米、甜菜、亚麻等 为主。其中玉米晟多，形成了中国的“玉米带”，超过粮食种植面
积的 60 。林地 以防护林为主 ，辽西丘陵经济林地 比重较大，是重要的苹果产区和柞蚕生产基地。草地面积
较大 ，主要分布在西部农牧过渡地带 +草场质量好。全区非农业用地 比重相对较大 ，区内沼泽地面积大 ，不
利于农业利用 本地区土地利用存在的主要问题是 ：土地利用结掏不尽台理 ，垦殖率过高 ，林牧用地偏少；
土地生产率偏低。
2．5．3 农牧交错 的中西部平原 NECT的中部和西部之间，即辽宁西部、河北北部的一少部分 ，大部分土
地已被利用 ，耕地和草地并重+林地较步。处于农区向牧区过渡的半农、半牧和农牧交错地带，土地利用兼
有农区和牧区的特点 。区内耕地基本为旱地 ，耕种粗放，广种薄收、轮歇撂荒十分普遍 ，且土地瘠薄 ，干旱和
风沙等 自然灾害频繁 +农作物一年一熟 ，以小麦 、玉米、油菜等为主，产量低 。林地面积比重小，主要是用材
林和农 田防护林 。草地面积 比重大 ，以天然草场 为主，人工、半人工草场 比重很低 本地 区土地利用存在的
主要问题是 ：农牧结台差 ，农牧用地矛盾突出；破坏性开发 ，草地退化、沙化、碱化严重 。
2．5．4 以牧为 主的内蒙古高原 NECT的东部为大兴安岭以南 ，乌兰察布盟 东的锡林 郭勒高原，主要
包括 内蒙古 自治区的锡林郭勒盟 及哲里术盟的一部分 ，面积约 30万 km ，占整个带区的二分之一。牧业
用地占绝对优势，是 内蒙古主要牧 区之一 ，在锡林 郭勒盟其 比倒这 95 以上，而耕地及林地极少，都小于
5 ；牧区比倒在哲里术盟则降至 60％，宜林地和耕地增加 耕地面积小+主要分布在东南部地区 ，以旱地为
主 ，农作物一年一熟， 春小麦 、马铃薯、莜麦 、糜子 、谷子为主 ，经营粗放 ．广种薄收 ，产量低而不稳定。林地
分布基本与耕地一致，主要 为用材林和防护林 ，面积小 ，且疏林 ，?筐术林比重大 。草场辽阔，多为草甸草场、
草甸草原草场和草原草场 ，质量好 本段土地利用存在的主要 问题是家畜超载 ，草场退化 、沙化、盐碱化严
重 ，有大约 48．63 的草地资源退化 ；盲 目开荒 ，扩大耕地 ；非宜林地造林．防护林体 系不完善 +土壤风蚀 、水
蚀严重 ．其中已形成大片沙地 。
2．6 NECT植被类型与分 区及其生态地理特征
2．6．1 NECT的植被类型与分 区 NECT的植被类型或生物群 区(图 1)可分为东、中、西 3段 ，即东部温
带针阔叶混交林 (暗棕壤)地带 ，中部低地草甸、农田(暗色草甸土)地带与西部温带草原(黑钙土一栗钙土一棕
钙土)地带(包括 3个亚地带)，这一植被一土壤梯度的生态含义极 为丰富 。整个带 内各分 区特征如下嗍：
(1)温带针 阔叶混交林区域 位于北纬 42 ～46 +东经 126。～131。，东北平原东部 的山地丘陵 区，植物
种类繁多+仅维管束植物 即近 1900余种 ，为长白山植物区系成分 。地带性植被为温性针阿叶混交林 ，主要
是 红松(Pinus korai,msis)为主构成的，混有紫椴(Titia amuremis)、风桦 (Betula costata)等各种温带落叶
阔叶树种+并多藤本植物 +一般称为“红松针阔叶混交林 。种类组成极其丰富 ，植被分层明显 ，并有亚热带
和寒温带成分 ，有着较明显的垂直分带现象 ，可分 为两个亚地带 一是温带北部针 阿叶混交林亚地带的小
兴安岭、完达山地红松针 阿叶混交林区南部的张广才岭、老爷岭 山地部分 ，植被覆盖率 为 70 ～80 ，地带
性 植被为红松、紫椴 、风桦林+以红松为 主，伴生十余种温性 阿叶树种+林内有发育良好的藤本植物 ，伴生南
方(亚热带)和北方(寒温带)植物种类。二是温带南部针阔叶混交林亚地带的长白山地红橙、抄冷杉 (Abi
hotophytta)针阔叶混交林 ，地带性植被为红松 、沙冷杉、干金榆 (Carpinus codata)针阔叶混交林 ， 红松为
主 ，伴生树种极其丰富 ，多属暖温性树种 ，植被层次明显+森林覆盖率达 70 ～8D =
本区森林覆盖率高+有着丰富的原始林资源，是我国最大的天然用材林生产基地 =耕地较少，主要分布
于河答 、盆地和丘旋地区 ，经营粗放+产量较低 。牧草地比重较低 ，仅在小兴安岭林区有少量林问草地。
(2)温带落叶阿叶林 、农田区域 位于北纬 42～43。，东经 1 22～124。，辽河平原的北部和西部。植物区
系具有华北 区向长白区的过渡特 点，兼有华北 、长 自两地区丰富的植物种类 ：本 区属 于温带北部落叶栎林
亚地带 的北部 ，一般 山地 阳坡 下部分布着辽 东栎 (Quercus liaodengensis)林 ，上 方分 布着蒙古栎 (Q“ c“
mongolica)林，各类林中混生许多落叶阔叶树种，?筐术层、草本层较发达 ，林 内有藤本植物 。虽然本区的植被
维普资讯 http://www.cqvip.com
5期 倪 健等 从生态地理特征论中国东北样带(NECT)在全球变化研究中的科学意义 627
为落叶阏叶林 ，但由于长期的^为干扰和耕地扩展，林地 面积 已很少， 耕地占绝对优势，井有少量的草地
分布 。
(3)橙辽平原栎林草原、农 田区域 位于北纬 42 30 ～46 ，东经 121～I 26。，包括小兴安岭南端 、张广才
岭及长白山山前丘陵漫岗区，是松辽平原西南部的典型草原 向周 围落叶闻叶林区过渡的地带 。本 区属于温
带北部草原亚地带的松辽平原外 围栎林草原区， 兴安一蒙古草原成分占主导地位 ，植被类型 的分布组 合
很复杂 ，边缘低山丘睦分布 了森林、灌丛及五花草甸，建群种为贝为尔针茅(Stipa baicale sis)、线叶菊 (Fil~
folium sibiricum)、羊草(Leymus chinense)等。
本 区处于林区与牧 区的中间过渡地带 ，土地利用兼有林 区、农区和牧 区的特点 ，但地理条件决定 了这
里的农业发达 ，开发程度很高 ，是相当理想的宜农地区，已成为我国重要的大型商品粮基地之一 林地面积
比重 小，主要是用材林和农 田防护林 ，草地面积比重较大 ，以天然草场为主。
(4)松辽平原典型草原 区域 位于北纬 42。3O ～46 ，东经 117 ～125。，占据了松辽平原的中部 ，包括松
嫩平原 、西辽河平原及大兴安岭南段 的东南坡 ：最主要的建群种和优势种为大针茅(Stip grandis)、克氏针
茅 (Stipa krylovii)、羊草、线 叶菊、贝加尔针茅 、糙 隐子草 (Cleistogenes squarrosa)、冰草 (Agropyro crista
turn)，井拥有温带亚洲或东北、华北的区系成分 。松辽平原西南部沙质及抄壤质土壤上 ，西辽河 北的大兴
安岭 山地平 原区，主要分布着大针茅草原 ，最常见的群落类型有大针茅 +丛生小禾草草原、大针茅+羊草
草原及山杏灌丛化的大针茅草原 西辽河流域的沙丘上广泛分布着沙生植被 ，如沙蒿 (Artemisi ria)
半灌木群落 草甸及沼泽植被广布于各种低湿地生境上 。
本区土地开发利用程度较高，以耕地为主 ．林地和牧草地也均占有较大 比重。粮 田广阔平坦 ，人均粮食
产量高 ，是我国重要的粮食产区，林地以防护林为主 ，辽西丘 陵经济林地 比重大 草地面积较大 ，主要分布
在西部农牧过菠地带，草场质量好 。另外 ，全区非农业用地比例相对较大，水网密布，河流较多 ，沼泽地面积
大 ，低地草旬被开垦作为农 田，特别是水稻田的发展趋势甚快
(5)大兴安岭 山地草甸草原区域 位于北纬 44。～46。，东经 117。～I22 ，大兴安岭 的西南侧 ，沿山前丘
睦呈带状延伸 本 区东北面逐渐进入大 兴安岭针 叶林区．西面与内蒙古高原典型草原 区相邻 ，处于草原向
山地针叶林的过菠区．在植被组合上，以几种草甸草原、林缘草甸和岛状森林交互分布为特色 植物区系以
兴安一蒙 古种为主．其中加为 尔针茅、线叶菊、羊草等均为本区优势群系的建群植物 ，其次为欧亚温带和东
亚分布的森林草甸种 ，如裂叶蒿 (A．1aciniata)、野火球(Trifoliu lupinaste 、歪头菜(Vicia ijuga)、大叶
草藤( —pseudo—orobus)等 最具代表性 的草甸草原类型 为贝加尔针茅+线叶菊草原 ，多占据丘陵坡地的中
部 ，土壤为黑钙土 ，常见的群系有贝加尔针茅一域 叶菊草原．贝加尔针茅 +丛生小禾草草原 ．贝加尔针茅+
羊草 +杂类草草原等，另外还有线叶菊草原 、羊草草原、五花草甸等重要植被类型。
本区处于农林牧的交错地带 ，植被类型复 杂．生产力都 比较高 土地利用 畜牧业为主，天然草场面积
辽阔，产量高，质量好 ．既适于放牧 ，又适 于割制千草 ，是理想的畜牧业基地 农 田垦殖率低， 旱作为主，但
热量条件较低，无霜期短，只能种植春小麦 、土 豆等短生长期的耐寒植物 。但近年来，农 田开垦速率极快 ，大
量草甸草原均被垦为农地 ，土地利用格局发生很大变化
(6)内蒙古高原中部典型草原区域 位于北纬 42 46，东经 113 ～119 ．内蒙古高原中部的锡林郭勒
高原 植物 区系以蒙古草原成分和更广泛的中亚东部(亚iIlf中部)草原成分为主，最重要的种类是 ：大针茅、
羊草、克 氏针茅 、糙 隐子草、冰草、洽草(Koeleria cristata) 及寸草苔 (Carex stenophylla)等 ，都是典型草原
早生植物：地带性植被为典型草原 ，主要代表群 系为大针茅草原 、克氏针茅草原、羊草草原、线叶菊草原、羊
茅草原、冰草草原、糙隐子草草原和冷蒿草原。
本 区畜牧业十分发达，牧业用地 占绝对优势，也是内蒙古主要牧区之一。草原辽 阔，质量很好 。耕地面
积小，主要分布在东、南部地 区，以旱地为主 ．农作物为春小麦 、马铃薯 、莜麦 、麋子和各子 ，经营粗放 。在沙
丘粱地有小面积林地分布。
(7)内蒙古高原西部荒漠草原区域 位于北纬 42。～4 ，东经 108 ～113。，阴山山脉 以北的层状高平原
区；地带性荒漠草原植被占显著的优势 ，主要建群种都 是曲膝芒组和须状芒组的几种小型针茅，最有代表
维普资讯 http://www.cqvip.com
628 生 态 学 报 19卷
性的是戈壁针茅草原群系 。植物区系成分以戈壁一蒙古荒漠草原种和中亚 东部荒漠草原种 为主州、型针茅
如戈壁针茅 (Stipa gobica)、沙生针茅 ( ．glareosa)、石生针茅(s．klamenzii)、短花针 茅(S．breviflora)及无
芒隐子草 (c．s鲫g0r 口)、多根 葱(A．po rrhizum)、蒙古葱 ( ．mongoticum)等均为荒漠草原的建群种和优
势种 ，其中戈壁针茅的作用最突出．短花针茅是从温带南部草原亚地带侵入的成分 ，另外 ．强旱生小半灌木
女蒿(Hippotytia trifida)、耆状亚菊 (Ajania achilleoides)在某些地 区也是优势成分。
本区已进入干旱区 ，主要以牧业 用地为主 ．林地和农田很少 ，旱作农业不能进行 ，因此在长期的历史进
程中形成了畜牧业比较发达的特点 ，与上一区相 比，草场产量不高，质量相对较好 ，属矮草放牧场．很适于
羊的采食放牧
2．6．2 NECT的植物区系 NECT的植物区系均属于泛北极植物 区域 ．东部 为东北东部 山地，地带性植
被 是红橙针阔叶混交林 ．它属中国一日本植物亚区东北地 区的长 白山植物区系(旧称满洲植物区系)；西北
部为大兴安岭林区．植被为山前草地森林 ，属于 欧亚森林植物亚区大兴安岭地 区的兴安植物 区系(旧称达
鸟里植物区系)}西部越过大兴安岭为内蒙古高原 ，典型草原是其地带性 植被 ．属于欧亚 草原的蒙古植物 区
系}其南部越过平缓的松辽分水岭为辽河平原的科尔沁草原 ，科尔沁草原 以南则为中国 日本森林植物亚
区的华北植物 区系{中部的橙嫩平原位于 4个植物区系的交界处 ，区系成分混杂 ，至今没有发现特有种，但
其景观为草原植被 ，蒙古植物区系占有重要 的地位，多属兴安一蒙古成分 ，又由于土壤碱化严重，盐生植物
较多是 内陆和沿海的共有种 。
由此可见，NECT西北面与蒙古 的荒漠草原区相 邻，北面与欧亚针叶林的南泰加山地寒温针叶 林相
接 ，东南面与东亚落叶阔叶林区的我国华北森林为临，西南面与黄土高原 的暖温带草原 区接壤 ，西面是中
亚荒漠草原和亚非荒漠 ，因此 ，NECT的植物区系受到 多方面的深刻影响和渗透 ，许多植物的分布区在 本
区内互相交迭 ，从而大大丰富了这个地区的区系地理成分，形成其区系的复杂性 。
2-6．3 NECT植物的生活型和生态型 沿 NECT的不同地段和不同的植被类型 ，其生活型特征不相同 ，
生态型也不同 东部长 白山、小兴安岭、完达山等 山地丘睦地区的针阔叶混交林 以湿中生、中生湿润性的乔
木高位芽植物占优势 ，伴 生较多的小乔木和灌木高位植物 中部舱嫩平原植被的生活型以中生地面芽占优
势 ，其次是地下芽和种子越冬植物．而高位芽和地上 芽植物占的比重~lVb： 。西北部的大兴安岭山前草甸
草原同样 以地面芽植物占优 势．多为 中生杂类草 ，是草 原群落 中喜湿润的类型 ，建群种 为中旱生或广旱生
的多年生草本植物．经常混生大量中生或旱中生植物，主要是杂类草，其次为根茎禾草与丛生苔草，典型旱
生丛生禾草仍起一定作用，但一般不占优势，旱生小半灌木层片几乎不起作用。内蒙古高原东部的典型草
原区的生活型为地面芽植物 t建群种 由典型旱生或 广旱生植物组 成，丛生禾草和根茎禾草占据优势 ，其 中
以丛生禾草为主。群落组成中，旱生丛生禾草层片占最大优势，可伴生不同数量的中旱生杂类草以及早生
根茎苔草 ，有时还混生旱生灌木或小半灌木．中生杂类草层片不起什么作 用。西部的荒漠草原地区同样为
地面芽植物，但所占 比捌低于东部的草甸草原和典型草原 ，建群 种由强旱生丛生小禾草组成 ，经 常混生大
量强旱生小半灌木 ，并在群落 中形成稳定的优势层片。在一定条件下 ，强旱生小半灌木可成为建群种 。一年
生植物层片和地表、藻类层片的作用明显增强。在基质较粗的条件下 ，草原旱生灌木在群落中也起一定的
作 用
2-6-4 c 和 Ct植物功能型 植物功能型(PFTs)反映了某一地 区优势植物 的特征．是近年来全球变化研
究 中的重要概念之一。以光合作用途径为捌 ，在 NECI"上的 C。和 C 植物功能型也有一定的规律．C 植物
的生境多为典型草原和盐碱草地．而 C 植物则主要分布在 草甸草原和典型草原，而且 C．植物对热 、干旱
和盐环境的适应能力比 C。植物强 研 究植物功能型和环境的关系，可为揭示 NECT的生物群区及功能
的生态梯度分布莫定良好的基础。
2-6-5 NECT的净第一性 生产力 按 Chicugo模 型的预测可得 ，NECT的潜在净第一性生产力 (NPP，
DM ·t／hm。·a)在东部森林区为 6～9．在 中部农业区为 5～6，草甸草原为 3．5～4．5，典型草原为 3～4．荒
漠草原为 2～3(图 1)。植被生产力的分布与降水量成正 比，而与干燥度成反比
2．7 NECT历史时期的植被分布格局
维普资讯 http://www.cqvip.com
5期 倪 健等：从生态地理特征论中国东北样带(NECT)在全球变化研究中的科学意义 629
根据对 历史时期气候变化及一些孢粉资料 的研究 ，在距今 8000~3000年前 的全新世中期 ，中国存在
一 十气候 适宜期 ，那时的水热条件 比现在优越 ，平均温度大 约高于现在 2～4"C，年 降水量平均高 于现在
100mm。当时人 口数量很少，农牧业生产规模也甚小，对环境 的干扰轻馓 ，故这一时期的植被状况可以看作
是人类历史时期基本未受人类活动影响的天然植被的本底状况 ，并可 为下一世 纪气候变暖后 的植被变
化图景提供佐证 。
全新世 中期气候较今温润、温暖 ，这在东北 ，华北地 区反映尤甚，当时在东北北部可能 已无寒温带针叶
林分布 t温带针阔叶混交林、暖温带落 叶阿叶林、亚热带常绿 阔叶林和热带雨林的位置也有不 同程度的北
移。现代 NECT的地理范围内当时分布着温带针 阿叶混交林、落 叶阔叶林 和草原，但其地理位置、群落类型
和种类组成已与今有所不同，在长白山地 区植被 主要是 由栎、榆、桦 、椴所组成 的暖温带落叶阔叶林 (现为
针阿叶混交林)，在内蒙古的东中部分布着暖温性落叶阔叶林中常见的树种(现为半干旱的典型草原区)，
在察哈尔右募中旗分布着暖温性落叶阿叶和针叶混交林(现为温性草原区)，三江平原和长白山地区已属
暖温带落叶闹叶林 ，晋北阳高、冀北围场分布着暖温性针阔叶混交林，内蒙古赤峰、沈阳新乐、内蒙古岱海、
黄旗海 、白素海等湖区分布着温性针 叶林和针 阿叶混交林 东北西部沙地的气候较温暖湿润 ，植被为蒿类
草原和伴生有柳、桦等树木的蒿类草原
3 结论与讨论
早在 IGBP的核心计划 ：全球变化与 陆地生态系统 (GCTE)的规 划阶段 ，人们就 已清楚地认识到 了样
带研究的必要性，随后在全球范围内设立了一系列 IGBP陆地样带，并及时拟定科学计划及有组织地进行
实施 IGBP陆地样带不仅是 GCTE，而且也是其它IGBP棱心计划的重要研究工具，来自不同国家和不同
学科的科学家将在 10～15a的长期研究 中贯彻 实施一系列规划 ，这将极大地增加人们对陆地 生物圈在全
球变化中作用的理解。
NECT的建立与探凡研究将为我 国全球变化与陆地 生态 系统关系(CKITE)及其它 IGBP核心项 目的
研究提供一十有利的平 台和载体，其本身更是一十 良好的研究与综合对象 ]。通过总结 NECT的基本生态
地理特征及其初步的梯度分析可以看 出，沿 NECT的地形 、气候 、土壤、土地利用、植被或生物群 区等均 表
现 出很好 的生态梯度，利用这些梯度 ，以降水作为垒球变 化的主要驱动因素 ，可进一步研 究 下全球变化
中的生态学 问题 ：1)环境 (气候 )一植被相互关系；2)生态系统生理学 ；3)生态系统结构 、功能与动态 ；4)不同
层次生物多样性与气候变化关系I5)生物地球化学循环过程I6)净第一性生产力(NPP)形成过程；7)土地
利用格局与强度 ；8)遥感分析与监测；9)环境历史演变规律 ；10)全球动态植被模型 (DGVM)聂其变尺度耦
合和预测。由此使 NECT成为我国 GCTE研究的前沿 阵地和国际 IGBP研究的关键样带，在全球变化研究
中发挥其重大作用 。
参考文献
Koch G W ．Scho]es R JtSte en W L．Vitousek P M and W alker B H The 1GBP T~ estrial T⋯ " }Sci~ e
Plan IGBP Report No．36 Stoekho1m：IGBP，1995．
张新时，高 琼，杨奠安 ，等 ．中国东北森林一草原垒球变化陆地样带(NECT)的梯度分 析及其预测 植物学报 ，
1997．柏(9)：785～799，圈敝 I和 I．
X．M odeUir~ the response of NECT t。g]ohat change J．Biogeogr，1995，22l 515～ 522
Gao Q，Zh Ⅱg x S．A slmu]ation study∞ response of North East China Transect to elevated CO2 and climate
che nge．Ecological Application，1997，7(2)，470～ 48-3．
中国植被编辑委员会 ．中国植被 北京；科学出版社，1980．
挥慧莹 ，牵建东 橙嫩平原的草地植被及其利甩保护 北京 ：科学 出版社 ，1993．
殷立娟．王 萍 中国东北草原植物中的 C。和 c·光合作用途径 ．生态学报，1997，17(2)：113～123．
赵士洞，高瑞平，陶 炎 中国植被的历史变迁及未来发展趋势 见 叶笃正，陈泮勤主编 中国的垒球变化预研
究(第二部分)．北京 ：地震出版社．1992 17O～J 73
一 一 ； 一 { 一 ]
1 i i 7 8
l二 ⋯ l二 ⋯ ⋯
维普资讯 http://www.cqvip.com