森林生态
森林是以乔木为主体,具有一定面积和密度的植物群落,是陆地生态系统的主干。森林群落与其环境在功能流的作用下形成一定结构、功能和自行调控的自然综合体,就是森林生态系统。它是陆地生态系统中面积最大、最重要的自然生态系统。在生产有机物质和维持生物圈物质和能量的动态平衡中具有重要的地位。地球上森林占全球面积和陆地面积的11%和38%,而森林生产的有机物质占全球和陆地净初级生产量的47%和71%。地球上适于森林生长发育的环境条件变化范围大,但不同的温度和降雨量条件下的地区会产生不同的森林植物群落,从南往北沿温度和水分变化梯度,森林类型也呈现一个梯度变化,比如,按大陆上的气候特点和森林的外貌,可划分为热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林和北方针叶林等主要类型。
据专家估测,历史上森林生态系统的面积曾达到76亿公顷,覆盖着世界陆地面积的2/3,覆盖率为60%。在人类大规模砍伐之前,世界森林约为60亿公顷,占陆地面积的45.8%。至1985年,森林面积下降到41.47亿公顷,占陆地面积的31.7%。至今,森林生态系统仍为地球上分布最广泛的系统,它在地球自然生态系统中占有首要地位,在净化空气、调节气候和保护环境等方面起着重大作用。森林生态系统结构复杂,类型多样,但森林生态系统仍具有一些主要的共同特征。
森林生态系统的主要特征
物种繁多、结构复杂
世界上所有森林生态系统保持着最高的物种多样性,是世界上最丰富的生物资源和基因库,热带雨林生态系统就有200万~400万种生物。我国森林物种调查仍在进行中,新记录的茂密的大森林物种不断增加。如西双版纳,面积只占全国面积的2‰,据目前所知,仅陆栖脊椎动物就有500多种,约占全国同类物种的25%;又如我国长白山自然保护区植物种类亦很丰富,约占东北植物区系近3000种植物的1/2以上。
森林生态系统比其他生态系统复杂,具有多层次,有的多至7~8个层次。一般可分为乔木层、灌木层、草本层和地面层等4个基本层次。明显的层次结构,层与层纵横交织,显示出系统的复杂性。
森林中还生存着大量的野生动物,有象、野猪、羊、牛、啮齿类、昆虫和线虫等植食动物;有田鼠、蝙蝠、鸟类、蛙类、蜘蛛和捕食性昆虫等一级肉食动物;有狼、狐、鼬和蟾蜍等二级肉食动物;有狮、虎、豹、鹰和鹫等凶禽猛兽;此外还有杂食和寄生动物等。因此,以林木为主体的森林生态系统是个多物种、多层次、营养结构极为复杂的系统。
生态系统类型多样
森林生态系统在全球各地区都有分布,森林植被在气候条件和地形地貌的共同作用和影响下,既有明显的纬向水平分布带,又有山地的垂直分布带,是生态系统中类型最多的。如我国云南省,从南到北依次出现热带北缘雨林、季节雨林带、南亚热带季风常绿阔叶林、思茅松林带、中亚热带和北亚热带半湿性常绿阔叶林、云南松林带和寒温性针叶林等。在不同的森林植被带内有各自的山地森林分布的垂直带。亚热带山地的高黎贡山(腾冲境内海拔3374米)森林有明显的垂直分布规律。
森林生态系统有许许多多类型,形成多种独特的生态环境。高大乔木宽大的树冠能保持温度的均匀,变化缓慢;在密集树冠内,树干洞穴、树根隧洞等都是动物栖息场所和理想的避难所。许多鸟类在林中筑巢,森林生态系统的环境有利于鸟类的育雏和繁衍后代。
森林生态系统具有丰富多样性,多种多样的种子、果实、花粉、枝叶等都是林区哺乳动物和昆虫的食物,地球上种类繁多的野生动物绝大多数都生存在森林之中。古老稀有的大熊猫以箭竹为食物,都居住在森林中。
生态系统的稳定性高
森林生态系统经历了漫长的发展历史,系统内部物种丰富、群落结构复杂,各类生物群落与环境相协调。群落中各个成分之间、各成分与环境之间相互依存和制约,保持着系统的稳态,并且具有很高的自行调控能力,能自行调节和维持系统的稳定结构与功能,保持着系统结构复杂、生物量大的属性。森林生态系统内部的能量、物质和物种的流动途径通畅,系统的生产潜力得到充分发挥,对外界的依赖程度很小,保持输入、存留和输出等各个生态过程。森林植物从环境中吸收其所需的营养物质,一部分保存在机体内进行新陈代谢活动,另一部分形成凋谢的枯枝落叶将其所积累的营养元素归还给环境。通过这种循环,森林生态系统内大部分营养元素保持收支平衡。
生产力高、现存量大、对环境影响大
森林具有巨大的林冠,伸张在林地上空,似一顶屏障,使空气流动变小,气候变化也小。森林生态系统是地球上生产力最高,现存量最大的生态系统。据统计,每公顷森林年生产干物质12.9吨,而农田是6.5吨,草原是6.3吨。森林生态系统不仅单位面积的生物量最高,而且生物量(约1.680×109吨),占陆地生态系统总量(约1.852×109吨)的90%左右。
森林在全球环境中发挥着重要的作用,是养护生物最重要的基地,可大量吸收二氧化碳,是重要的经济资源,在防风沙、保水土、抗御水旱、抵御风灾等方面有重要的生态作用。森林在生态系统服务方面所发挥的作用也是无法替代的。
森林生态系统的主要类型
热带雨林
热带雨林分布在赤道及其南北的热带湿润区域。据估算,热带雨林面积近1.7×107平方千米,约占地球上现存森林面积的一半,是目前地球上面积最大、对人类生存环境影响最大的森林生态系统。热带雨林主要分布在3个区域:(1)南美洲的亚马逊盆地。(2)非洲刚果盆地。(3)印度—马来西亚。我国的热带雨林属于印度—马来西亚雨林系统,主要分布在台湾、海南、云南等省,以云南西双版纳和海南岛最为典型,总面积为5×104平方千米。
热带雨林
热带雨林生态系统的主要气候特征是高温、多雨、高湿,为赤道周日气候型。年平均气温在20~28℃,月均温多高于20℃;降水量2000~4500毫米,多的可达10000毫米,降水分布均匀;相对湿度常达到90%以上,常年多雾。这里风化过程强烈,母岩崩解层深厚;土壤脱硅富铝化过程强烈,盐基离子流失,铁铝氧化物(Fe2O3、Al2O3)相对积聚,呈砖红色,土壤呈强酸性,养分贫瘠;有机物质矿化迅速,森林需要的几乎全部营养成分均贮备在植物的地上部分。
热带雨林的物种组成极为丰富,而且绝大部分是木本植物,群落结构复杂。热带雨林地区是地球上动物种类最丰富的地区,这里的生境对昆虫、两栖类、爬虫类等变温动物特别适宜。
热带雨林生态系统中能流与物质流的速率都很高,但呼吸消耗量也很大。全球热带雨林的净生产量高达34×109吨/年,是陆地生态系统中生产力最高的类型。
热带雨林中的生物资源十分丰富,有许多树种是珍稀的木材资源。也有许多是非常珍贵的热带经济植物、药材和水果资源,同时,分布着众多的珍稀动物。
热带雨林是生物多样性最高的区域,其总面积只占全球面积的7%,但却拥有世界一半以上的物种。据估计,热带雨林区域的昆虫种数高达300万种,占全部昆虫种数的90%以上;鸟类占世界鸟类总数的60%以上。目前,热带雨林的关键问题是资源的破坏十分严重,森林面积日益减少。
亚热带常绿阔叶林
亚热带常绿阔叶林指分布在亚热带湿润气候条件下并以壳斗科、樟科、山茶科、木兰科等常绿阔叶树种为主组成的森林生态系统,它是亚热带大陆东岸湿润季风气候下的产物,主要分布于欧亚大陆东岸北纬22°~40°的亚热带地区,此外,非洲东南部、美国东南部、大亚热带常绿阔叶林西洋中的加那利群岛等地也有少量分布。其中,我国的常绿阔叶林是地球上面积最大(人类开发前约2.5×106平方千米)、发育最好的一片。常绿阔叶林地区夏季炎热多雨,冬季寒冷而少雨,春秋温和,四季分明,年平均气温16~18℃,年降雨量1000~1500毫米。土壤为红壤、黄壤或黄棕壤。
常绿阔叶林的结构较雨林简单,外貌上林冠比较平整,乔木通常只有1~2层,高20米左右。灌木层较稀疏,草本层以蕨类为主。藤本植物与附生植物虽常见,但不如雨林繁茂。常绿阔叶林中具有丰富的木材资源,生长着大量珍贵、速生、高产的树种,如北美红杉、桉树,我国的樟木、楠木、杉木等都是著名的良材,还有银杉、珙桐、桫椤、小黄花茶、红榧、蚬木、金钱松、银杏等许多珍稀濒危保护植物。
亚热带常绿阔叶林中动物物种丰富,两栖类、蛇类、昆虫、鸟类等是主要的消费者。我国在亚热带林区受重点保护的珍贵稀有动物较多,如蜂猴、豹、金丝猴、短尾猴、红面猴、白头叶猴、水鹿、华南虎、梅花鹿、大熊猫以及各种珍禽候鸟等。
常绿阔叶林经反复破坏后,退化为由木荷、苦槠、青冈栎等主要树种组成的常绿阔叶林或针叶林。如再严重破坏,则退化为灌木丛;进一步破坏,则退化为草地,甚至导致植被消失。
我国常绿阔叶林区是中华民族经济与文化发展的主要基地,平原与低丘全被开垦成以水稻为主的农田,是我国粮食的主要产区,原生的常绿阔叶林仅残存于山地。
温带落叶阔叶林
落叶阔叶林又称夏绿林,分布在西欧、中欧、东亚及北美东部等中纬度湿润地区,在我国长期常见于东北、华北地区。温带落叶林的气候也是季节性的,冬季寒冷,夏季温暖湿润,年平均气温8~14℃,年降水量500~1000毫米。土壤肥沃,发育良好,为褐色土与棕色森林土。
落叶阔叶林垂直结构明显,有1~2个乔木层,灌木和草本各1层,优势树种为落叶乔木,常见的有栎类、山核桃、白蜡以及槭树科、桦木科、杨柳科树种。乔木层种类组成单一,高15~20米,灌木密集,有阳光透过的地方草本植物、蕨类、地衣和苔藓植物生长旺盛。
温带落叶阔叶林在集约经营的温带森林中,动物多样性水平低,因为往往栽植非天然的针叶树种,尽管这些种类生长快、人类的需求大,但却不能为适应天然落叶林的动物提供食物和栖息地。受干扰少的落叶阔叶林中的消费者有松鼠、鹿、狐狸、狼、獐和鸟类,在我国受重点保护的野生动物有褐马鸡、猕猴、麝、金钱豹、羚羊、白唇鹿、野骆驼等,以及天鹅、鹤等鸟类。
跨越北欧的温带森林正受到来源于工业污染的酸雨的危害。森林作业,如砍伐使土壤暴露,并造成侵蚀以及水分流失的后果。我国黄河中游地区,由于历史上原生植被遭长期地破坏,成为我国水土流失最严重的地区,使黄河中含沙量居世界河流首位。我国西北、华北和东北西部,由于历史上森林遭到破坏,造成了大片的沙漠和戈壁。
北方针叶林
北方针叶林分布在北纬45°~70°的欧亚大陆和北美大陆的北部,延伸至南部高海拔地区。中国的北方针叶林分布于大兴安岭和华北、西北、西南高山的上部。地处的气候条件是,冬季长、寒冷、雨水少,夏季凉爽、雨水较多。年平均气温多在0℃以下,年平均降水量400~500毫米。土壤为灰化土,酸性,腐殖质丰富,因为低温下微生物活动较弱,故积累了深厚的枯枝落叶层。
北方针叶林北方针叶林的树种组成单一,常常是一个针叶树种形成的单纯林,如云杉、冷杉、落叶松、松等属的树种,树高20米左右,也可能伴生少量的阔叶树种,如杨、桦木。常有稀疏的耐阴灌木,以及适应冷湿生境的由草本植物和苔藓植物组成的地被物层。很多针叶树种长成圆锥形是对雪害的一种适应,以避免树冠受雪压。这些树种低的蒸发蒸腾速率和其树叶抗冰冻的形状能使它们度过冬季时不落叶。
北方针叶林中生长着众多的草食哺乳动物,如驼鹿、鼠、雪兔、松鼠等,还有名贵的皮毛兽,如貂、虎、熊等。一些肉食种类,如狼和欧洲熊,因狩猎而几乎灭绝,仅有少数孤立的种群。针叶林还是很多候鸟,如一些鸣禽和鸫属重要的巢居地,供养着众多以种子为食的鸟类群落。
北方针叶林组成整齐,便于采伐,作为木材资源对人类是极端重要的。在世界工业木材总产量中(1.4×109立方千米),一半以上来自针叶林。
知识点食物链
生态系统中贮存于有机物中的化学能在生态系统中层层传导,通俗地讲,是各种生物通过一系列吃与被吃的关系,把这种生物与那种生物紧密地联系起来,这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列,在生态学上被称为食物链。按照生物与生物之间的关系可将食物链分为捕食食物链、腐食食物链(碎食食物链)和寄生食物链。
草地生态
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。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2.4×107平方千米,为陆地总面积的1/6,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,而且是人类重要的畜牧业基地。
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。这里主要介绍地带性的草原,它是地球上草地的主要类型。
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米,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2~3米)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。这里终年温暖,雨量常达1000毫米以上,在高温多雨影响下,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,限制了树木的发育。
热带草原
在湿季降雨量可达1200毫米,但在长达4~6个月或更长的旱季则无降雨。植被以热带型干旱草本植物占优势。如非洲萨王纳以金合欢属构成上层疏林为特征,树木具有小叶和刺,有些旱季落叶,为放牧、吃草的动物提供遮阴、热带草原食物,并养育着许多无脊椎动物种。树木具有很厚的树皮,起到绝热防火的作用。在北美和欧洲草原,火是阻止灌木物种侵入草原的一个重要因子。
非洲萨王纳生长的草食动物有斑马、野牛、长颈鹿、犀牛等。肉食动物数量大,如狮、豹、鬣狗等。
温带草原
温带草原为半干旱气候,年降雨量250~600毫米,但可利用水分取决于温度、降雨的季节分布和土壤的持水能力。通常,草类物种生活短暂,草原的土壤温带草原可获取大量的有机物质,包含的腐殖质可以超过森林土壤的5~10倍。这种肥沃的土壤非常适于作物,如玉米、小麦等的生长,北美和俄罗斯的主要粮食生产带就位于草原地区。
植被为阔叶多年生植物,在生长季早期开花,而较大的阔叶多年生草本则在生长季末开花。
原始的温带草原动物群落由迁徙性的成群食草动物、啮齿类和相应的食肉动物组成,如狼、鼬、猛禽等。温带草原鸟类物种不是很多,也许是因为植被结构的单一和缺乏树木的缘故。而且由于生长季短而使两栖类和爬行类没有时间从卵发育成成年个体。
生产力较低的草原已经被利用作为牧场饲养牛羊,过度的放牧导致草原植物群落的破坏和土壤侵蚀。这样下去草类将不能再生,因为表层土壤的丧失和持续放牧,草原会出现荒漠化。
知识点植物群落
植物群落在环境相对均一的地段内,有规律地共同生活在一起的各种植物种类的组合。例如一片森林、一个生有水草或藻类的水塘等。每一相对稳定的植物群落都有一定的种类组成和结构。一般在环境条件优越的地方,群落的层次结构较复杂,种类也丰富,如热带雨林;而在严酷、恶劣的生境条件下,只有少数植物能适应,群落结构也简单。群落的重要特征,如外貌、结构、生产量主要取决于各个植物种的个体,也决定于每个种在群落中的个体数量,空间分布规律及发育能力。不同的植物群落的种类组成差别很大,相似的地理环境可以形成外貌、结构相似的植物群落,但其种类组成因形成历史不同而可能很不相同。
荒漠生态
荒漠是一类特殊的生态系统,位于极端干旱、降雨稀少、植被稀疏的亚热带和温带地区,主要分布于北非和西南非洲(撒哈拉和纳米布沙漠)以及亚洲的一部分(戈壁沙漠)、澳大利亚、美国西南部、墨西哥北部。我国的荒漠分布于亚洲荒漠东部,包括准噶尔盆地、塔里木盆地、柴达木盆地、河西走廊和内蒙古西北部。
荒漠地区降雨量不足200毫米,有些地区年降雨量甚至少于50毫米,且时间上不确定。通常白天炎热,晚上寒冷,白天温度取决于纬度,依荒漠地带据温度不同,可分为热荒漠和冷荒漠。热荒漠主要分布在亚热带和大陆性气候特别强烈的地区;冷荒漠主要分布在极地或高山严寒地带。温带荒漠干燥的原因是因为其位于雨影区,山体截留了来自海上的水汽。在极端的荒漠地带,无雨期可能持续很多年,仅有的可利用的水分存在于地下深处,或来自夜晚的露水。由于植被稀疏和生产力低,有机物质积累量少,导致土壤瘠薄,养分贫乏,保水能力差。
两种类型的荒漠具有不同的植物群落。热荒漠生长着稀疏的有刺半灌木和草本植物,为旱生和短命的植物种类,干旱时期叶片脱落,进入休眠,它们能很快生长和开花,短时期覆盖荒漠地表。地下芽植物以球根和鳞茎的形式存活在地下。而多汁植物,如美洲的仙人掌和非洲的大戟属植物,能自我适应度过长的干旱时期,这些植物表皮厚、气孔凹陷、表面积与体积的比值小,因此减少了水分损失。冷荒漠种类贫乏,多呈垫状和莲座状生长,有较密集的灌木植被,如整个夏天都能保持绿色的北美山艾树。分布范围广的浅根系植物与根系长达30米的深根系植物结合来利用稀少的降雨和地下水。苔藓、地衣、藻类可在土壤中休眠,但也像荒漠中一年生植物一样,能很快地对寒冷和湿润的时期做出反应。
荒漠生态系统的动物成分主要为蝗虫、啮齿类的小动物和鸟类等。爬行动物和昆虫能利用其防水的外壳和干燥的分泌物在荒漠条件下生活下去。一些哺乳动物(如几种啮齿类)能通过排泄浓缩的尿液来适应并克服水分的短缺,还找到了不用消耗水分就能降温的方法。它们甚至不必喝水也能活下来。其他动物,如骆驼,必须定期饮水,但生理上却能适应和忍耐长期的脱水,骆驼能忍受的水分消耗达自身总含水量的30%,并能在10分钟内饮完约其体重20%的水。
生产力取决于降雨量,几乎呈线性关系,因为降雨是限制生长的主要因子。在美国加州的莫哈韦沙漠,年降雨量100毫米的地方净生产力为600千克/公顷,降雨量增加到200毫米会使净生产力增加到1000千克/公顷。在冷荒漠地区,蒸发损失水分较少,200毫米的年降雨量则能维持1500~2000千克/公顷的生产力。沙漠地区具有如此大的生产潜力,以至于土壤只要适宜,灌溉就能将荒漠转变成高产农田。但是,问题在于荒漠灌溉能否持续下去。由于土壤中水分大量蒸发,从而使盐分被留下来,有可能积累到有毒的水平,这一过程称之为盐渍化。使河流改变方向和排干湖泊来满足农业的需要,对其他地方的生态环境可能会产生毁灭性的影响。例如,由于用咸海的水进行灌溉,使其水位下降了9米,预测还会下降8~10米,它周围的湖岸线和暴露出来的湖底近似于荒漠,繁荣的渔业已经被破坏。
知识点荒漠动物群
荒漠地带的动物群分布地区包括中国西北、蒙古、苏联中亚、阿拉伯、北非撒哈拉、北美西部和澳大利亚中部等。这些地区气候干燥炎热,植被生长稀疏,有大片流沙和砾质荒漠(戈壁),缺少食物、水源和隐蔽条件,生态环境恶劣。荒漠地带动物群种类和数量均贫乏,脊椎动物中以啮齿类和有蹄类为主。鸟类很贫乏,以地栖种类为多。爬行类中特别适于沙漠、戈壁环境的蜥蜴等种类较多。两栖类的种类和数量极少。
湿地生态
湿地是陆地和水域之间的过渡区域,是一种生态交错带。生态交错带指两种或两种以上生态系统之间的过渡地带。湿地的这一定义是狭义的,只包括部分水体,即大多数人认为具有挺水植物的地区,而不包括开阔水体,例如,生长有挺水植物的湖滨地区被看做湿地,而大面积的开阔水体就不属于湿地。由于湖滨地区和开阔水域是紧密联系的,在资源与环境管理上应视为一个整体,这一定义将二者分割开来,不利于保护和管理等实际工作。
1971年《湿地公约》对湿地的定义是国际公认的,是一种广义的定义,即“湿地指不论其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥炭地或水域地带,静止或流动的淡水、半咸水、咸水水体,包括低潮时水深不超过6米的水域”。这个定义包括海岸地带的珊瑚滩和海草床、滩涂、红树林、河口、河流、淡水沼泽、沼泽森林、湖泊、盐沼及盐湖。这一定义包括了整个江(河)流域,对于保护和管理都有明显的优点,因为土地利用计划是针对整个集水区或流域的,而整个流域从上游到下游是连在一起的,所以上游地区任何土地利用方式的变化都将影响下游地区。因此,提出这一广义的湿地定义,有助于从系统的角度确保对集水区所有水资源的良好管理。
湿地环境
湿地广泛分布在世界各地,是地球上生物多样性丰富和生产力较高的生态系统。常被称为“景观之肾”或“自然之肾”。是因为湿地在蓄洪防旱、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、降解环境污染物等方面具有极其重要的作用,在地球水分和化学物质循环过程中所表现出的功能是不可替代的。
据统计,全世界共有湿地8558×106平方千米,占陆地总面积的6.4%(不包括海滨湿地);典型的湿地区域据国家林业局湿地公约履约办公室提供的资料(2000年2月),中国的天然湿地和人工湿地总面积在60×106平方千米以上。
湿地是一个较独立的生态系统,同时与周围其他生态系统相互联系、相互作用,发生物质和能量交换,有其自身的形成、发展和演化规律。从起源来看,湿地可分为3种:水体湿地化、陆地湿地化和海岸带湿地。水体湿地化包括湖泊湿地化、河流湿地化、水库湿地化等;陆地湿地化包括森林湿地化、草甸湿地化、冻土湿地化等;海岸带湿地则包括三角洲湿地、潮间带湿地、海岸泻湖湿地和平原海岸湿地。以下讨论淡水湿地和滨海湿地的几种主要生态系统类型。
淡水湖泊生态系统(水库是一种人工湖泊)很少有孤立的水体,一般与河流相连,受河水补给或补给河水。我国各地湖泊水量差别很大,受纬度和海拔高度等因素影响。我国的湖泊每年从10月中旬至12月中下旬,自北向南出现冰情,但北纬28°以南为不冻湖。我国淡水湖泊一般为重碳酸钙质水,矿化度在150~500毫克/升。
淡水沼泽生态系统地表常年过湿,或有薄层积水,有些还有小河、小湖和泥炭。沼泽在形成和发育过程中,产生泥炭,又称草炭。我国沼泽分布广泛,从寒温带到热带乃至青藏高原均有发育,因此沼泽自然环境条件差异很大。
红树林生态系统是热带海岸潮间带的一种常绿阔叶林生态系统,在暖流影响下亦分布到亚热带地区。我国红树林分布在海南、广东、广西、福建、香港和台湾等地。红树林主要生长在隐蔽海岸,因风浪较微弱、水体运动缓慢、泥沙淤积多而适于生存。红树林和珊瑚礁一样,帮助形成海岛和扩展海岸。红树林生态系统的潮滩土壤颗粒精细无结构,含高水分、高盐分,缺氧,含丰富的植物残体和有机质。由于厌氧分解产生大量的硫化氢,土壤带有特殊的臭味。红树林淤泥中含有大量钙质,含盐量0.2%~2.5%,pH值3.5~7.5。红树林分布中心的海水温度24℃~27℃,气温则在20℃~30℃。
湿地生物群落
湿地生物多样性丰富,还是重要的动植物物种完成生命过程的重要生境。例如,湖南省东洞庭湖湿地自然保护区,面积19×104平方千米,水生植物生长繁茂,已记录131种水生植物,经济鱼类100余种,有中华鲟、白鲟、白鳍豚、江豚等珍稀濒危物种,这里也是迁徙水禽极其重要的越冬地,已记录到鸟类120类。美国湿地面积不足其陆地面积的5%,但是美联邦政府所列濒危物种的43%依赖着湿地。
湖泊湿地以高等湿生植物为主要初级生产者,因而具有较高的生产力,并为消费者鱼类和其他水生动物提供了丰富的饵料和优越的栖息条件。如江西省鄱阳湖有湿地植物种类38科102种,地面高程由高到低分布着芦苇、苔草群落、毛莨和蓼子草群落以及水生植物群落;消费者有鱼类21科122种,其中鲤科鱼占50%,鸟类280种,属国家一级保护的动物有白头鹤、大鸨等10种,属二级保护的有40种。
湿地生物沼泽生态系统的生产者为沼泽植物,最多的科是莎草科、禾本科,其次为毛茛科、灯心草科、杜鹃花科等约90科,包括乔木、灌木、小灌木、多年生草本植物以及苔藓和地衣;沼泽消费者有涉禽、游禽、两栖、哺乳和鱼类,其中有珍贵的或经济价值高的动物,如黑龙江省扎龙和三江平原芦苇沼泽中的世界濒危物种丹顶鹤,三江平原沼泽中的白鹤、白枕鹤、天鹅。沼泽中的哺乳动物有水獭、麝鼠和两栖类的花背蟾蜍、黑斑蛙等。
红树林生态系统主要初级生产者为红树科的木榄、海莲、红海榄、红树茄,还有海桑科的海桑、杯萼海桑,马鞭草科的白骨壤,紫金牛科的桐花等;消费者有浮游动物、底栖动物、游泳动物、昆虫以及陆生脊椎动物。红树林动物物种十分丰富,种类多样性高,占优势的海洋动物是软体动物,如汇螺科、蜒螺科、滨螺科和牡蛎科等,以及多毛类、甲壳类和一些鱼类;陆地动物包括栖息在红树林上、林下及林外潮滩上的鸟类、昆虫等陆生脊椎、无脊椎动物;潮间带动物包括红树林上、林下及林外湖滩生活的微型、大型底栖动物。
国际湿地公约——《拉姆萨尔公约》,是关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约,1971年2月2日在伊朗小城拉姆萨尔签署,为保护和可持续利用湿地设立国家保护行动及国际合作大纲,由1975年生效至今,已有130个缔约方,我国1992年加入国际湿地公约。
列入国际湿地公约国际重要湿地名录的湿地即为国际重要湿地,目前全球共有1140个湿地列入国际重要湿地,总面积为9170万公顷。
为纪念《拉姆萨尔公约》,1997年起确定每年的2月2日为“世界湿地日”,以推动全球的湿地保护行动。
我国1992年加入国际湿地公约时,有黑龙江扎龙、湖南东洞庭湖等6块湿地加入国际重要湿地名录,后又增加香港米埔,2002年又新增14处国际重要湿地。
黑龙江扎龙自然保护区
我国国际重要湿地(首批被列入的7块国际重要湿地)名录如下:
黑龙江扎龙自然保护区
青海鸟岛自然保护区
海南东寨港红树林保护区
香港米埔湿地
江西鄱阳湖自然保护区
湖南东洞庭湖自然保护区
吉林向海自然保护区
扎龙自然保护区位于黑龙江省齐齐哈尔市,面积约210000公顷。区内湿地主要有湖泊、沼泽、湿草甸3种类型,芦苇沼泽面积最大。保护区内有高等植物67科468种、鱼类9科46种、鸟类48科260多种,而鹤类是本区的主要保护对象,由以丹顶鹤、白枕鹤为主。
向海自然保护区位于吉林省西部的通榆县境内,面积约105467公顷,区内有3条河流、22个湖泊以及数以百计的泡沼和大面积的沼泽。保护区内现已发现鸟类253种;兽类30多种;两栖爬行动物8种;鱼类30多种;野生植物600余种。本区内有6种鹤,其中3种在此繁殖;东方白鹳在区内营巢繁殖。该保护区以鹤类、白鹳和蒙古黄榆等为主要保护对象。
东寨港自然保护区位于海南省琼山县,面积3337.6公顷,主要保护对象是以红树林为主的北热带边缘河口港湾和海岸滩涂生态系统及越冬鸟类栖息地。东寨港有红树林植物26种,半红树林和红树林伴生植物40种,占中国红树林植物种类的90%;该地栖息的鸟类有159种,其中列为中澳保护候鸟协定的鸟类有35种(名录共有81种),列入中日保护候鸟协定的有75种。东寨港是许多国际性迁徙水禽的重要停歇地和连接不同生物区界鸟类的重要环节。
青海鸟岛自然保护区位于青海省的青海湖,海拔3200米,面积695200公顷。青海湖及环湖地区的鸟类有162种,其中以水禽为主,主要的4种大型水鸟鱼鸥约9000多只,鸬鹚近5000只,斑头雁12100余只,棕头鸥21300多只。此外,迁徙途经此区停歇的水禽有近20种,数量达7万多只。该区是黑颈鹤的栖息、繁殖区,春季约有20多只在此栖居,少数参加繁殖。冬季有大天鹅在此越冬,数量最多时达1540多只。此外,该区还有大量鹬类和一些猛禽的繁殖种群。
湖南东洞庭湖自然保护区位于湖南省东北部,总面积19万公顷。本区有维管束植物159科1186种、鱼类23科114种、鸟类41科158种,其中有国家重点保护的鸟类32种。东洞庭湖自然保护区是候鸟重要的越冬地,每年约有1000万只候鸟在此越冬。
鄱阳湖自然保护区位于江西省北部,面积22400公顷。该湖区受修河水系和赣江水系影响,枯水期保护区水落滩出,形成草洲河滩与9个独立的湖泊;丰水期9个湖泊融为一体,形成鄱阳湖水一片汪洋。该地是迁徙水禽及其重要的越冬地,保护区共有鸟类近250种,其中水禽108种,主要水禽有白鹤、白鹳、小天鹅和多种雁鸭类。湖泊中有122种鱼类,其中不乏商用鱼类。据1998年冬观测,有越冬候鸟近10万只,其中白鹤1500多只、白枕鹤1000多只、小天鹅2000多只、白琵鹭2000多只、雁鸭类各3万多只。
米埔和后海湾国际重要湿地位于香港西北部,总面积1500公顷。湿地区内主要有鱼/虾池塘、潮间带滩涂(包括咸水滩涂)、红树林潮间带滩涂等3种湿地类型。湿地区内高等植物约190种、鱼类约40种、鸟类约280种。主要保护对象为鸟类及其栖息地。
第二批被列入的14个国际重要湿地:
黑龙江洪河自然保护区
黑龙江三江自然保护区
黑龙江兴凯湖自然保护区
内蒙古达赉湖自然保护区
内蒙古鄂尔多斯自然保护区
大连斑海豹保护区
江苏大丰麋鹿自然保护区
江苏盐城沿海滩涂湿地
上海崇明东滩自然保护区
湖南南洞庭湖自然保护区
湖南西洞庭湖自然保护区
广东湛江红树林保护区
广东惠东港口海龟保护区
广西山口红树林保护区
上海市崇明东滩自然保护区位于低位冲积岛屿——崇明岛东端的崇明东滩,在长江泥沙的淤积作用下,形成了大片淡水到微咸水的沼泽地、潮沟和潮间带滩涂。区内有众多的农田、鱼塘、蟹塘和芦苇塘,沼生植被繁茂,底栖动物丰富,是亚太地区春秋季节候鸟迁徙极好的停歇地和驿站,也是候鸟的重要越冬地。
大连国家级斑海豹自然保护区保护区沿岸海底地势陡峭,坡度较大,均为基岩,水深多在5~40米,主要保护物种为斑海豹,被列为国家二级保护水生动物。
江苏大丰麋鹿自然保护区典型黄海滩涂湿地,物种丰富多样,具有显著的生态价值、社会价值和经济价值。
内蒙古达赉湖自然保护区该湿地由达赉湖水系(部分)形成的集湖泊、河流、沼泽、灌丛、苇塘为主要组成部分的湿地生态系统。具有干旱草原区湿地的典型特征:具有很好原始性、自然性。其作用是为牧业、渔业、城市供水和旅游提供物质基础;为众多鸟类提供良好的栖息场所。
广东湛江红树林国家级自然保护区本湿地是中国大陆最南端而且是最大面积的海岸红树林湿地。据初步调查有红树植物24种、鸟类82种及丰富的浅海生物资源。退潮后露出大面积裸滩为水禽觅食和栖息的提供优良场所。
黑龙江洪河自然保护区属内陆湿地和水域生态系统类型自然保护区,其主要保护对象为水生、湿生和陆栖生物及其生境共同组成的湿地生态系统及东方白鹳、丹顶鹤、白枕鹤等国家重点保护野生动物。
广东惠东港口海龟国家级自然保护区该湿地位于南中国海的大亚湾与红海湾交界处,海水、沙滩环境质量良好,一直以来是幼龟和雌龟栖息地,也是中国大陆目前唯一的绿海龟按期成批的洄游产卵的场所,是我国目前唯一的海龟自然保护区。
鄂尔多斯遗鸥自然保护区内蒙古鄂尔多斯遗鸥自然保护区属于欧亚草原区和亚洲荒漠区,属生态脆弱区,主要以沙柳、乌柳为主要建群种,以芨芨草、碱蓬、红柳为建群种的盐化汉滩地。保护区坚持以保护自然环境、拯救濒危物种遗鸥,积极开展科学研究普及科学知识为主。
黑龙江三江国家级自然保护区该区低洼平缓,河流纵横,漫滩广阔,沼泽植被发育良好,属低冲积平原,典型内陆高寒湿地和水域生态系统,保留了三江平原原始永久性和季节性淡水沼泽湿地和野生生物特有遗传基因,具有丰富的生物多样性。
广西山口国家级红树林自然保护区该区内有百年树龄红海榄、木榄群落,生长高大连片,在中国极为罕见;还有儒艮、白海豚、文昌鱼、中国鲎、马氏珍珠贝、黑脸琵鹭、黑嘴鸥等濒危野生动物。
湖南南洞庭湖湿地和水禽自然保护区该湿地位于长江中游平原最大的过水性淡水湖泊——洞庭湖的南部,生物多样性极其丰富,是白鹳、白鹤等等许多水禽的重要栖息地,经济动、植物产量高,价值大,该湿地对长江的洪水调蓄作用极其重要。
湖南汉寿西洞庭湖(目平湖)自然保护区本湿地是整个洞庭湖湿地不可分割的重要组成部分,是亚热带内陆湿地的典型代表,湿地内蕴藏着丰富的生物资源,具有重要的保护和科研价值。
黑龙江兴凯湖国家级自然保护区该保护区是许多濒危物种的主要栖息地,是候鸟南北迁徙的重要停歇地,是中国三江平原湿地的重要组成部分,是生物多样性极为丰富的湿地生态系统。
江苏盐城保护区
江苏盐城保护区(盐城沿海滩涂湿地)该保护区,地处江淮平原,位于太平洋西海岸。582千米的海岸线,广阔的淤泥质潮滩形成了中国沿海最大的一块滩涂湿地,孕育着大量的生物,保证了数百万计水禽的迁徙及丹顶鹤等濒危物种的越冬安全。
知识点国际湿地公约
国际湿地公约全称为《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》。1971年2月2日订于拉姆萨尔,经1982年3月12日议定书修正。各缔约国承认人类同其环境的相互依存关系;考虑到湿地的调节水分循环和维持湿地特有的动植物特别是水禽栖息地的基本生态功能;相信湿地为具有巨大经济、文化、科学及娱乐价值的资源,其损失将不可弥补;期望现在及将来阻止湿地的被逐步侵蚀及丧失;承认季节性迁徙中的水禽可能超越国界,因此应被视为国际性资源;确信远见卓识的国内政策与协调一致国际行动相结合能够确保对湿地及其动植物的保护。
河流生态
河流属流水型生态系统,是陆地和海洋联系的纽带,在生物圈的物质循环中起着主要作用。与湖泊生态系统相比,河流生态系统主要具有以下特点。
(1)纵向成带现象。湖泊和水库的水温变化具有典型的水平分层现象,而在河流中却是纵向流动的。从上游到河口,水温和某些水化学成分发生明显的变化,由此而影响着生物群落的结构。鱼类在河流中的纵向分布就属这方面的例子。鱼类分布的明显纵向变化和水温、流速以及pH值的变化有关。当然这种纵向替换并不是均匀的连续变化,特殊条件和特殊种群可以在整个河流中没有明显变化。
(2)生物多具有适应急流生境的特殊形态结构。在流水型生态系统中,水流常是主要限制因子。所以,河流中特别是河流上游急流中生物群落的一些生物种类,为适应这种环境条件在自身的形态结构上有相应的适应特征,有的营附着或固着生活,如淡水海绵和一些水生昆虫的幼体,它们的壳和头黏合在一起,有的生物具有吸盘或钩,可使身体紧附在光滑的石头表面;有的体呈流线型以使水流经过时产生最小的摩擦力。从水生昆虫幼体到鱼类均可见到这现象,还有的生物体呈扁平状,使之能在石下和缝隙中得到栖息场所。
(3)相互制约关系。复杂的河流生态系统受其他系统的制约较大,它的绝大部分河段受流域内陆地生态系统的制约,流域内陆地生态系统的气候、植被以及人为干扰强度等都对河流生态系统产生较大影响。例如流域内森林一旦破坏,水土流失加剧,就会造成河流含沙量增加、河床升高。河流生态系统的营养物质也主要是靠陆地生态系统的输入。但另一方面,河流在生物圈的物质循环中起着重要的作用,全球水平衡与河流营养的输入有关。另外,它将高等和低等植物制造的有机物质、岩石风化物、土壤形成物和陆地生态系统中转化的物质不断带入海洋,成为海洋,特别是沿海和近海生态系统的重要营养物质来源,它影响着沿海,特别是河口、海湾生态系统的形成和进化。因此,河流生态系统的破坏,对环境的影响远比湖泊、水库等静水生态系统大。
(4)自净能力更强,受干扰后恢复速度较快。由于河流生态系统流动性大,水的更新速度快,所以系统自身的自净能力较强,一旦污染源被切断,系统的恢复速度比湖泊、水库要迅速。另外,由于有纵向成带现象,污染危害的断面差异较大,这也是系统恢复速度快的原因之一。具体情况还与污染物的种类、河流的水文、形态特征有关。
知识点海底河流
海底河流是指在重力的作用下,经常或间歇地沿着海底沟槽呈线性流动的水流。海底河流也像陆地河流一样,能够冲出深海平原。只是深海平原就像海洋世界中的沙漠一样荒芜,这些地下河渠能够将生命所需的营养成分带到这些沙漠中来。因此,这些海下河流非常重要,就像是为深海生命提供营养的动脉要道。英国科学家2010年7月底在黑海下发现一条巨大的海底河流,深达38米,宽达800多米。按照水流量标准计算,这条海底河流堪称世界上第六大河。像陆地河流一样,海底河流也有纵横交错的河渠、支流、冲积平原、急流甚至瀑布。
海洋生态
海洋环境
海洋在地球上是广阔连续的水域。海洋总面积3.6亿公顷,覆盖71%的地球表面,平均水深2750米,占地球总水量的97%。海洋的中心部分叫洋,具有深的浩瀚水域、独自的潮汐和洋流系统、比较稳定的盐度(约3.5%左右)。世界上四大洋的平均深度4028米。海洋的边缘部分叫海,没有独自的潮汐和洋流系统,如澳大利亚东北面的珊瑚海为世界上最大的海。两端连接海洋的狭窄水道称为海峡,如马六甲海峡连接太平洋和印度洋。海洋底部可分为大陆架、大陆坡和洋底。大陆架是各洲大陆在海水以下的延续部分,一般坡度较缓;再向海洋延伸会逐渐陡斜,这部分海底称为大陆坡;最后是深度达几千米的洋底。洋底约占海洋总面积的80%,地形起伏不平,形成海岭、海盆、海沟和海渊等。
所有海洋都是相连的,很多海洋生物能自由运动,但海水深度、盐度和温度则是主要障碍。两极和赤道的气温差会引起强风,与地球转动结合在一起,产生表层海水的洋流。因温度和盐分变化造成密度的差异还会引起深层海水的流动。水的循环流动有助于氧的溶解和营养物质的交换,风持续地把表层水吹走后,由较冷的深层海水补充,同时积累于深层的营养物质也被带到海水表层,这些现象被称为海水的上涌过程,它能形成巨大的生产能力,例如由秘鲁海流引起的上涌产生了世界上最富饶的渔场之一。
海水的运动还包括由太阳和月亮的引力作用产生的潮汐。在近海岸带,海洋生物繁多,潮汐显得特别重要,使海洋生物群落形成明显的周期性。
海洋中含有较多的盐分,大约2.7%是氯化钠,其余的是镁、钙、钾盐。大洋的盐度随季节变化非常小,而在海湾和河口的半咸淡水,盐度的季节变化却非常明显。
海洋生境的另一特点是溶解的营养物质浓度低。虽然含盐较多,但硝酸盐、磷酸盐和其他营养盐类含量稀少,而且这些生物必需的盐类存留时间短,随不同地区和季节而明显变化。仅少数有剧烈海水上涌流动的地方,营养物质非常丰富。
浅海区是介于海滨低潮带以下的潮下带至深度200米左右大陆架边缘之间。水深平均130米,光线可达海底生物群落。来自大河的淡水,使该区的盐度比大洋或深海更容易发生变化。而且从陆地输入了大量营养物质,且与纬度和洋流一道决定了海水温度和营养物质状态。水温变化大,在温带地区有季节性。底质多松软,由沙和泥沉积而成。从近海向外海方向,盐度、温度和光照的变化程度逐渐减弱。
远洋区是水深200米以上,大陆架以外远离陆地的深海水域及与之相连的海底,占地球水域的85%~90%。该区含盐量基本上稳定。在表层,波浪是主导因素,溶解氧含量高,阳光充足。深海环境稳定,温度变化小,溶解氧少,光线微弱,水的压力大,没有绿色植物的光合作用。
河口区是陆地江河淡水和海水交汇的混合区域,为淡水和海洋栖息地之间的过渡区或群落交错区。河口区水浅,水温变化大,盐度变化具有周期性和季节性,溶解氧含量较大,透明度低,底质为松软的泥沙沉积而成。
海洋生物群落
生物在海洋中无处不在,在接近大陆和海岛的周围特别稠密。浅海区是生产力最高的海洋生态系统,特别是上涌区,水流将营养物质带到表水层。主要的初级生产者有硅藻、腰鞭毛藻(甲藻)等;消费者中浮游动物为桡足类、磷虾等较大的甲壳类,还有孔虫类、放射虫类和砂壳纤毛虫等原生动物;底栖生物消费者为蛤类、海蛇尾类、多毛类、双壳类、甲壳类等。自游生物和漂浮生物为第二级和第三级消费者,如鱼类、大型甲壳动物、龟鳖类、哺乳类(鲸鱼、海豹等)和海浮鸟类等。
繁多美丽的海洋生物河口区比海洋其他区域有较高的生产力。河口生态系统的生产者利用丰富的营养物质,在全年内都能进行光合作用,主要初级生产者有海藻、海草等大型水生植物,硅藻等小型底栖植物和浮游植物;河口区一些含红色素的甲藻突然大量繁殖会形成“赤潮”,由于周期性地出现,并蔓延到沿岸水域,鱼类和其他自游生物会中毒大量死亡。河口区消费者包括地方性的半咸水动物(已适应于低盐条件下的河口湾特有种类)、海洋动物(入侵的海洋种类)和淡水动物(入侵的广盐性淡水动物)。例如,牡蛎、泥蚶和蟹等都是完全在河口湾生活的,而油蚌只是幼年期在河口区生活,几种重要的虾类的成年个体在近海生活和产卵,而幼体进入河口湾中。鲑、鳗鲡等由海水向淡水洄游,在河口湾停留时间相当长。如此多的经济鱼类依靠河口区生活,保护这些河口栖息地在经济上、生态上都具有重要意义。
远洋区的生物群落全部由营浮游生活和底栖生活的生物组成。浮游植物以“微型浮游植物”占优势。该区上涌带常见群生硅藻,消费者为多种鱼类;而珊瑚礁以藻类和腔肠动物(如珊瑚虫)的共生关系为特征;在海水上层,蓝细菌和固氮蓝藻是重要的自养性浮游生物,动物最为丰富,有金枪鱼、飞鱼、乌贼、鲨鱼、鲸等;随着海水深度增加,生产者不能生存,消费者依靠碎屑食物和上层生物为生,多为肉食者,如在远洋海水中层有磷虾类、鱼等,在远洋底层有甲壳类、多毛类、海参类,以及宽咽鱼、深海鳗和其他多种鱼类。
聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com
小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源