草原综合顺序分类法于1956年由任继周提出。1965年,任继周等对该分类体系进行了改进,以0℃·日以上积温及全年降水量作为参数,提出湿润度指数()模型:
,式中
为全年降水量,毫米;
为0℃·日以上积温。对指标的选取和公式确定的理论依据进行了详细说明,并给出了类的划分标准和命名方法。热量级分为8级,湿润度分为6级,水热组合共划分出48类。自20世纪60年代末期以来,又经过数次修改和完善。1980年,任继周等提出可以根据相同的热量或相同的湿润度组合为不同的系列,也可按生物气候的近似性及使用上的方便组合为不同的类组,如冷荒漠草地类组、热荒漠草地类组、半荒漠草地类组、斯太普类组、萨王纳类组、温带湿润草地类组、温带森林草地类组、亚热带森林草地类组、热带森林草地类组、冻原高山草地类组等。1995年,胡自治等对CSCS进行了较大的改进。将热量级由8级减少到7级,为了便于记忆,将湿润度划分标准简化为1位小数,并将非地带性草地和人工草地纳入分类体系中,探讨了类的计算机检索和典型性判别。
综合顺序分类法
草地类型分类方法。全称气候—土地—植物综合顺序分类法。
- 英文名称
- comprehensive sequential classification system; CSCS
- 全称
- 气候—土地—植物综合顺序分类法
- 所属学科
- 草业科学
类是综合顺序分类法的基本单位,根据地带性生物气候特征划分。在具体分类中,以量化的生物气候指标——>0℃·日的年积温,或称为高于0℃的生长度天数(growth degree days; GDD0)和湿润度指数()为依据,将热量带和湿润度级相结合划分类。依据CSCS理论,GDD0可以划分为7个热量级,依次是寒冷、寒温、微温、暖温、暖热、亚热和炎热,根据湿润度指数(
)的不同可以划分为6个湿润带,依次是极干、干旱、微干、微润、湿润和潮湿。将热量级及湿润度带相组合,形成CSCS的类检索图。7个热量带和6个湿润度等级相结合可划分出42类,类以热量带和湿润度等级的组合命名,在类的基础上又将生态学特征相近的类合并成类组(即大类),分别为冻原高山草甸类组、冷荒漠草地类组、半荒漠草地类组、斯太普类组、温带湿润草地类组、温带森林草地类组、亚热带森林草地类组、热带森林草地类组、热荒漠草地类组和萨王纳类组10个大类。类的下面又可以根据地形及土壤类型的不同划分不同的亚类,亚类下面再依据不同的植被组成区分型或亚型、微型。
由于世界不同地区的经济和生态条件以及对草地分类的认识和目的不同,草地分类的原则和方案差别很大,因此产生了许多各具特色的草原分类系统。例如,欧洲国家草地资源面积小,集约经营,侧重于农业经济;美国和澳大利亚等国,天然草地集中分布在干旱地区,在牧业利用的同时强调生态保护;苏联由于天然草地资源丰富,面积辽阔,自然地带性明显,草地分类则着重于生境条件。根据世界上众多草地分类的原则和方法,这些系统大致可以概括为农业经营分类法、植物群落学分类法、土地—植物学分类法、植物地形学分类法、气候—植物学分类法、植被—生境分类法、气候—土地—植物综合顺序分类法七大类数十种。这些分类系统的相继提出和不断完善,极大地促进了草地类型学及相关学科的发展,为草地资源的动态监测、评价、管理和应用提供了重要科学基础。然而,纵观已有的草原分类系统,显然大多数分类系统只适合特定区域或国家,并且只是描述已知的草地,而没有考虑分类系统的全球周延性。任继周等创立的该分类体系是拥有自主知识产权的、面向世界不同生境的草地分类体系。CSCS具有生物分类系统林耐双名法和门捷列夫化学元素周期表类似的优点,既可容纳已知的类型,也可容纳未知的类型。更为重要的是,可以揭示各个类型间的发生学联系。其分类体系把草地形成和发生发展的主导因子(水、热值基本因子),制订严正量纲,提出第一级应用信息图谱,与当代信息技术相结合,在更大空间尺度范围内研究草地类型及其与全球变化相关的科学问题,在很大程度上减少了主观因素的影响,大幅度提高了精度和实用性。这是有别于其他草地分类方法的突出特点之一。
依据这一原理所做的分类检索图是该分类体系的图谱表达,具有独特的理论意义和应用价值。CSCS第一级分类方法具有以下特点:①检索图直观反映出草地类型的热量、降水量及其湿润度,这三者可综合决定地球上气候类型、植被类型和土壤类型。②第一级用数量化指标,检索图采用简单的二维坐标图,简洁明了地表达出热量和湿润度相互作用下可能形成的天然草地类型及其谱系关系,可用计算机分类、检索,便于同遥感、地理信息系统和全球定位系统等信息技术相结合。③分类检索图直观反映了地带性分异规律。检索图从上到下、由冷变热,反映出由极地到赤道的纬向地带性;从左到右、由干变湿,反映出草地类型的经向地带性;两者结合则反映其垂向地带性。④检索图揭示草原类之间的发生学关系,以及各个类别之间的相似或相异程度,从而确定类的演替方向;能够预测尚未研究的类的自然特性和生产特征。⑤检索图是开放式的图谱,可以将全世界相互远离的各个草地类别纳入统一的分类系统中,打破了不同地区的草地类型只能独立命名的历史局限,实现了对草原的世界统一分类。⑥CSCS也是基于生物气候数据的植被分类方法,不仅适于全球草地类型的模拟和预测,也可用于世界潜在自然植被类型的划分和研究。CSCS可以全面、系统、均衡地对全球陆地植被进行分类,特别是可以对占全球陆地面积1/4的草地植被进行详细分类。CSCS可划分出42种植被类型,其中森林植被有13种、草地13种、冻原6种、荒漠10种。在全球尺度上,与世界著名的植被模型,例如基于过程的BIOME4模型和基于生物气候的生命地带模型(Holdridge life zone; HLZ)相比较,利用CSCS模拟草地类型时明显优于BIOME4和HLZ。CSCS不仅可以详细地模拟草地植被类型的时空分布,而且可以很好地模拟冻原、荒漠及森林植被类型。
利用CSCS的理论及草原生态学、地统计学和地理信息系统等技术和方法,分析全球草地类型时空分布格局及其特征,研究各草地类型遥感特征指标(例如植被指数、植被盖度和净初级生产力等)的动态变化及其与全球气候变化的响应特征,不仅对草地资源的生产与管理具有重大的应用价值,而且对提升中国在草原类型学、数字草业和全球变化等领域研究的国际影响具有重要的价值。
扩展阅读
- 甘肃农业大学.草原调查与规划.北京:农业出版社,1985.
- 胡自治.草原分类学概论.北京:中国农业出版社,1997.
- 许鹏.草地资源调查与规划学.北京:中国农业出版社,2000.