水域生态系统

第十三章水域生态系统

第一节概述

水域生态系统包括陆地上的地表水域和海洋水域。地表水主要包括河流和湖泊两种水体,还有冰川及沼泽地。冰川是“天然固体水库”,也是河流的重要补给水源。沼泽湿地是重要的生物资源的栖息地,包括淡水湿地和滨海湿地广阔的海洋蕴藏着丰富的资源。

一、河流的流域

河流可划分为两大部分,一部分为注入海洋的外流流域,另一部分则是流入封闭的湖海或消失于沙漠、盐海,而不是与海洋沟通的内陆流域。

我国的外流流域面积,占全国总面积的64%,它们分属于太平洋流域、印度洋流域和北冰洋流域。内陆流域只占全国总面积的36%,主要分布在西北干旱地区和青藏高原境内。

二、湖泊

湖盆的成因是多种多样的,它们可以是构造运动、火山活动等内.力作用形成的湖盆,一也有些是冰川、风力等外力作用塑造而成的。我国天然湖泊面积在1k㎡以上的有2 800余个,总面积达80000以上,湖泊率为0.8%。其中面积较大的有青海湖、鄱阳湖、洞庭湖和太湖等。除天然湖泊外,由于各种需要还兴建了成千上万个大小不等的人工湖泊—水库。主要湖泊见表13-2

三、湿地

湿地(wetland)的是介于陆地和水生环境之间的过渡带,并兼有两种系统的某些特征。这是早期一般学者的认识。1971年湿地公约中,把湿地的基本概念认为“湿地系指不论其为天然或人工、常久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动,或淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域,湿地具有调节水循环和作为栖息地养育丰富生物多样性的基本生态功能。

一些科学家把湿地称为“自然之肾”,原因在于其在水分和化学物质循环中所表现出的功能及在下游作为自然和人类废弃源的接收器的功能上,也可以作为地下水和地面水以及具有排洪、蓄洪功能。在某种意义上来说湿地在景观中为动植物区系提供了独立的生境。

据统计,全世界共有湿地8558×106 k㎡,占陆地总面积的6.4%(不包括滨海湿地),其中以热带比例最高,占湿地总面积的30.82%,寒带占29.89% ,亚热带占25 25.6%,亚寒带占11.89%(表13-3)。

由于人类的开发和利用,湿地面积已大大缩减,据估计,自1990年以来,地球上已消失了近一半的湿地。美国在实施控制湿地开发的法律之前,湿地曾以每年1%的速度下降。王宪礼等(1995)自农业部全国土肥总站资料报睁我国湿地大约有 5 710×104h㎡,其中包括1100×104 h㎡沼泽,1 200×104 h㎡湖泊(自然及人工的)和210×104 h㎡,滩涂、盐沼地,还有3 20×104 h㎡的稻田。当前由于农业开发,城市发展及其他人为因素的影响,湿地面积(主要是自然湿地)仍在减少中,这已引起广泛的关注。

四、海流

(一)海流的定义

海流是指在一段较长时间内(一个月、一个季节、一年或长期)具有大体一定方向及速度的较大规模海水运动。因为它是大体恒定的(定常的)的海水流动。所以又称之为常流。海流并非指所有的海水运动,像波流、潮流等短时间的周期性的海水运动和潮汐都不属海流范畴。海流按其形成的原因大致可分为两大类:地转流与风海流(或称漂流)。地转流是由压强梯度力与地转偏向力共同作用而产生的海水流动,风海流是指在风的作用下形成的海水流动。由于风的连续作用,某海区海水的流失,另一海区的海水将流来补充.十是形成补偿流,这种补偿流可在水平方向卜发生,也可在乖直方向r_发生,后者被称为上升流(涌升·流)或下降流。海流按其水温低于或高于所流经海域的水温,可分为寒流和暖流,前者来自水温低处,后者来自水温高处。由于寒流和暖流的划分是以相对温度为标准的,这种分类只具有相对的概念。例如北人西洋海流潜人北冰洋时,其本身水温低于3℃,但被称为暖流;而沿南美太平洋海岸北上的秘鲁海流,当海流抵加拉伯戈斯岛时水温为22℃,却被称为寒流一实际上寒流和暖流是标志只海流起源从高温到低温或低温向高温方向的流动相对而言。

(二)中国近海的海流系统概况

我国海区的海流主要由沿岸流和洋流(黑潮等)两大流系的控制。

东海的主要海流近似地呈东北向带状分布,东部有黑潮主干、对马暖流、黄海暖流以及黑潮逆流(位于黑潮主干和琉球群岛之间,流向西南),西部有台湾暖流、东海沿岸流等。此外,台湾海峡的海流是由黑潮的台湾海峡分支、南海季风漂流的延续部分及台湾海峡的沿岸流组成。

黄海表层流受风力制约,具有风海流性质。在盛行偏北风季节,多向偏南流;在盛行偏

南风季节,多向偏北流。黄海环流由黄海暖流和黄海沿岸流组成。

渤海的环流和水系大体上是由高盐的黄海暖流余脉和低盐的渤海沿岸流组成。渤海环流的变化受制于气候条件,冬季流速较大而夏季流速较小。

总而言之,东中国海的海流可以分为两个大流系,一个是以黑潮主干及民分支所组成的暖流系统,另一个则是沿岸区域被大陆径流冲淡的沿岸流系统(图13-1)。

南海位于热带季风区,夏季盛行西南风,冬季盛行东北风,季风方向与海区长轴一致,有利于稳定流系的发展。所以在季风的作用下,南海的表面环流基本上具有季风漂流的特性。夏季盛行西南风期间,南海表面流为东北流;冬季盛行东北季风期间,南海大部分海域南流(图13-2)

(三)海流的生态作用

1.海流有扩大海洋生物分布的作用

海流对海洋生物最重要、最直接的影响在于海流散播和维持生物群的作用暖流可将南方喜热动物带到较高纬度海区。而寒流则可将北方喜冷性动物带到较低纬度海区。海流也有利于某些鱼类完成“被动洄游”。例如,欧洲鳗鲡的产卵均在大西洋西部的热带水域,幼鱼洄游时是海流把它们带到欧洲沿岸,其程达数千km,历时3年。浅海区的底栖动物的卵和幼体能被海流带到远处到达适宜栖息的地方,幼体在变态后定居下来。

2.海洋指标种

在不同性质的海流里,栖息着不同种类的浮游生物,这些浮游生物可以作为海流的指标种。研究海流指标种有助于了解海流及水团的移动,尤其是判断不同性质海流的交汇锋面,这对探索海流的分布具有重要的标志作用。

3.海流交汇区形成良好的渔场

海洋中几个强大的暖流和寒流交汇的海区,多形成世界上良好的渔场。如太平洋的北海道渔场、大西洋的纽芬兰渔场和挪威渔场。在中国海,台湾暖流和不同性质水系的交汇面,也都有良好的渔场,如烟威渔场和舟山渔场等.。闽南--台湾浅滩上升流区也是一个重要的渔场。

五、潮汐

(一)潮汐现象和我国的潮汐类型

潮汐现象是指海水在月球和太阳引潮力作用下所产生的周期运动现象。它包括海面周期性的垂直涨落和海水的周期性水平流动,习惯上把前者称为潮汐,后者称为潮流。潮汐现象无论是潮时、潮高或潮差都有周期性的变化,根据潮汐涨落的周期和潮差的情况,可以把潮汐大体分为如下的3种类型。

l.正规半日潮

在一个太阳日(约24h50min)内,有两次高潮和两次低潮,从高潮到低潮和从低潮到高潮的潮差几乎相等。

2.棍合潮

混合潮可分为不正规半日潮和不正规全日潮两种。不正规半日潮在一个乃中的大多数日子里,每天有两次高潮和两次低潮;但当月赤纬较大的时候,第二次高潮很小,半日潮特征就不显著。不正规全日潮具有日潮型的特征,但当月赤纬较小或接近零的时候就变成半日潮(图13-3)。

3正规日潮

在一个太阴日内只有一次高潮和一次低潮一有时也称之为全日潮。

我国沿岸潮汐类型分布总的特点是:渤海沿岸多属不正规半口潮,黄海、海沿岸多属正规半口潮,南海沿岸较复杂,正规日潮、不正规日潮和不正规半日潮都有。因此,就整个中国近海来说,潮汐性质是相互交错的(图13 -3),

(二)潮间带及其分区

潮间带是海洋与陆地相交的中间过渡地带。根据潮汐水位的变化,可把正规半日潮沿岸的潮间带划分为高、中、低三潮区。在潮间带划分时使用的方法有两种。

1.生物划分法(英国人T A Stephenson,1949)

高潮带:限为滨螺分布上限或是海岸陆生地衣或种子植物分布的下限,下限是藤壶分布的上限。全年中有大量的滨螺和海蟑螂分布。

中潮带:藤壶分布的上限至褐藻海带类分布的上限。

低潮带:海带类分布上限至大潮低潮线。

2.水文划分方法(法国人L Vaillant,1896)

高潮带:大潮高潮最高水面至小潮高潮平均水面。

中潮带:小潮高潮平均水面至小潮低潮平均水面

低潮带:小潮低潮平均水面至大潮低潮最低水面。

(三)潮间带生物的分带特征

生活在潮间带的动植物在不同程度上都适应于昼夜期间生活环境的交替变化、因此,它们在潮间带的分布是非常有规律的。对外界环境剧烈变化适应力最强的种类(如滨螺和海蟀螂)栖息在潮间带的下部(高潮带);适应力小的海绵、水熄虫、棘皮动物等)则栖息在潮带的下部(低潮带);藤壶、牡蛹等适应中等的分布到中潮带。因此,在潮间带通常能看到层次分明的种类垂直分布层.特别是在岩石相潮间带.由此可见,潮汐对潮间带生物的分布有重要的生态作用。

六、赤潮

赤潮,又名红潮,是由海水中某些浮游植物、原生动物或细菌在一定环境条件下,短时间内突发性增殖或聚集而引起的一种水体变色的生态异常现象。是一种危害性大而广的海洋污染现象。

实际上.赤潮是各种色潮的统称,不仅有赤色.而且还有自、黄、褐、绿色的赤潮,赤潮的颜色是由形成赤潮的牛物种类和数量决定的。

赤潮大多数发生在内海、河口、港湾或有上升流的水域,特别是暖流内湾水域。发生的季节随水温等环境因素和生物种类而异,一般以春、夏季为发生盛期。

赤潮的成因至今尚未定沦,但大多数学者认为水体的富营养化是赤潮生成的物质基础在正常情况下,海洋环境中营养盐(氮、磷)含量低,往往成为浮游植物繁殖的限制因子。但当大量含富营养物质的生活污水、工业废水(主要是食品、印染和造纸有机废水)和农业废水入海,加之海区的其他理化因子(如温度、光照、海流和微量元素等)对生物的生长和繁殖有利,

赤潮生物便急剧繁殖而形成赤潮。

第二节淡水湿地生态系统

一、淡水湖泊生态系统

(一)生境特征

绝大多数的湖泊是直接受河水补给的,湖泊是水系的组成部分,它的水文状况与河流有着密切关系(水库是一种人工湖泊);而不受河水直接补给的湖泊数量不多,它们大都是孤立的水体。湖盆的成因,既有构造运动、火山活动等内力作用,也有冰川、风力等外力作用而形成。湖泊的分布很大程度上取决于湖水的补给条件,其中河流的水情动态是重要的因素。我国湖水的温度既有明显的地带性规律,也受湖面高程等非地带性因素的影响,所以各地差别很大。我国一些较深的湖泊,水温的垂直变化随季节不同而有差异,一般夏季水温的分层现象比较明显,冬季则在冰面下呈逆温分布。我国的湖泊每年从10月中旬至11月中、下旬,自北向南出现冰情,北纬28°以南的湖泊属于不冻湖。

按湖水矿化度qJ将我国的湖泊分为3类:淡水湖(<1g/L)、咸水湖(1一35g/L) 、盐湖(>35g/L)。淡水湖主要分布在长江中下游平原、黄淮海平原、云贵高原和东北地区,矿化度一般在150 -- 500 mg/L之间。此外,新疆和青藏高原也有少量的淡水湖。淡水湖泊的水化学类型,一般为重碳酸钙质水。

(二)淡水湖泊的资源、结构与功能

湖泊湿地是指陆地到开敞湖面的过渡带,在宏观上(至少季节性地)具有陆地景观,并以湿生植物为标志,它是湖泊与其周围环境间物质和能量交换的重要通道,尤其在湖泊生物生产和营养平衡中起着极为重要的作用,湖泊湿地包招湖滩地和河滩地,含盐量小于1‰的湖泊湿地为淡水湖泊湿地。我国主要淡水湖泊有鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖等。

湖泊湿地地处水陆过渡带,湿生植物的促淤功能使得湖泊湿地得以蓄积来自水陆两相的营养物质而具有较高的肥力,又有与陆地相似的光、温和气体交换条件,并以高等植物为主要的初级生产者,因而具有较高的初级生产力。同时,湖泊湿地为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,只有较高的渔业生产能力。

鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,并具有长江中下游最典型的湖泊湿地,其湿地面积即高低水位消落区及其邻近浅水区,已超过我国五大淡水湖之一的洞庭湖或太湖的全湖面积。鄱阳湖湿地主要分布在五大入湖河流三角洲前缘,在地貌结构上介于陆上三角洲向湖区常年淹水区的延伸过渡带,地面高程自吴淞高程18-12m。由天然堤与堤外洼地所组成的三角洲前缘鄱阳湖泊湿地,兼有水、陆生态特点。每当湖水退却时,天然堤逐渐显露水面,形成背向河岸缓缓倾斜的草滩。其不同高程连续出水时间长达310-140 d,光热条件优越,富含石杭质的草甸土,因年复一年的植被自生自灭与鸟粪的积累,土质肥沃,使淹水山处于休眠状态的湿生草本植物随着退水相继萌发,而水生植物则退缩到地势最低的积水洼地。由天然堤顶至积水洼地,高程一般18-20m。因不同高程处土壤和光热条件不同,形成了都阳湖湿地生物的多样性。湿地植物种类有38科102种。依据种群结构特点,地面由高到低分布以下群落:18 -- I6 m为芦苇和荻群落带;16-14. 5 m为苔草群落带;14.5-13.8rn为水毛莫、蓼子草群落带;13.8m以下为水生植物群落带。呈环状和片状分布的湖泊湿地植物群落带,随着弃夏水位上升,湿生植物优势种群逐渐为水生植物种群所代替,秋冬水位下降又被湿生植物种群取代,并随着每年季节性水位涨落呈现周期性演替。此外,水有不少浮水植物群落等。都阳湖

湿地植物资源不仅是湖区绿肥、牧草及柴薪的主要来源。而且是鱼类饵料基地和某些经济鱼类的产卵场,鄱阳湖湿地有,鱼类21科122种,其中鲤科鱼占50%。在鄱阳湖湿地生态系统中,积水注地鱼类资源和各种软体动物丰富,它们是候鸟动物的食物来源,鸟粪和鱼粪肥上又促使水生植物生长,水生植物又是草食性候鸟的食物,形成一个有利于珍禽栖息越冬的生态链除此以外,都阳湖湿地记录到鸟类280多种,分属于17目51科,其中水禽l15种,属国家一类保护的动物有白鹤、白头鹤、大鸭t白鹤、黑鹤、金雕、自肩雕、白尾海雕、丹顶鹤和中华秋沙鸭等10种,属于二类保护的有40种,因此,鄱阳湖湿地有“白鹤王国”和“鸟类乐园”的美誉。

鄱阳湖湿地不仅在生物多样性和丰富生物资源及维系湖泊生态平衡中发挥巨大作用,而且有着明显的调蓄洪水的功能。但人类活动如大规模的围湖垦殖,严重污染水域环境,流域水土流失加剧湖区淤积,生物资源过度开发和不合理利用,以及影响湖泊水情变化的大刑水利工程等破坏了湖泊湿地的生态环境.,就鄱阳湖而言。以围湖垦殖影响最大。围湖垦殖对湿地的影响主要表现在草滩血积减少,植被群落结构变化和生物量咸少,鱼类产卵场和育肥场破坏和渔业资源的衰减,湖泊库容减少,水位抬高,调蓄功能降低,栖息地面积减少及越冬环境变差等,从而影响和改变湖泊湿地生态系统的结构与功能。根据1965年和1983年实测调查对比。鄱阳湖草滩植被资源衰减明显(表13-4)。

湖泊湿地具有卓越的渔业生产功能和环境生态功能,盲目的渔业资源开发和管理不善已引起了许多湖泊湿地生态系统的破坏和生态功能的丧失,因此加强对现有湖泊湿地生态系统的研究与保护,制定科学的管理与资源利用计划,有效地保护和利用湖泊湿地是一项十分紧迫的艰巨任务。

二、淡水沼泽生态系统

(一)沼泽的基本特征

1沼泽的水文特征

沼泽的基本特征是地表常年过湿或有薄层积水。在沼泽地表除了具有多种形式的积水外,还有小河、小湖等沼泽水体,以及饱含于泥炭层的水分。沼泽水是地表水和地下水的过渡类型,它具有一系列特殊的水文过程。

2.泥炭特征

泥炭又称草炭,是沼泽形成和发育过程的产物,是沼泽的本质特征。

3。植物特征

沼泽植物是沼泽生态系统的主要组成部分,它能综合反映沼泽的生境,是沼泽的指示特征。我国沼泽分布广泛,从寒温带到热带乃至“世界屋脊”青藏高原,都有沼泽发育。由于各地的自然条件和植物区系的历史不同,因而沼泽中的植物种类较多,约有90科,其中维管束植物约74科。植物中最多的科为莎草科、禾本科。其次为灯心草科、杜鹃花科、伞形科、木贼科、梦科、玄参科、草科、天南星科、水麦冬科、狸藻科、菊科、蔷薇科及泽泻科

一等。其中以莎草科、禾本科、毛一陡科、狸藻科、伞形科、天南星科、要科及水麦冬科等为广布科。如禾本科的芦苇从东北的三江平原到西南的云贵高原。从东海之滨至西北的北疆山地,到处都有。

(二)淡水沼泽的分布

淡水沼泽在世界几集中分布在北半球的寒带森林、森林挥原地带以及森林草原地带。我同沼泽的分布与世界上的分布规律相似,广泛分布于东北寒温带、温带湿润气候区,在那里沼泽面积最大、发育最好、类型最多。尤其在小兴安岭和长白山地区同时。由于我国自然条件复杂.多山地高原。在四川和西藏形成高原高山沼泽区,这是我国沼泽地理分布的独特之处,并成为世界沼泽分布较多的国家之一。

(三)沼泽生态系统的结构与功能

沼泽生态系统的沼泽生物群落包括沼泽植物、沼泽动物、细菌和真菌4个类群,其组成极为复杂。沼泽半水半陆的生态环境决定了其植物群落和动物。具有明显的水陆相兼性和过渡性。

沼泽植物群落包括乔木、灌木、小灌木、多年生禾本科、莎草科和其他多年生草本植物以及苔鲜和地衣。沼泽植物是该生态系统中能量的固定者和有机物的最初生产者,是最重要的营养级,居于特别重要的地位。也为人们提供可利用的资源。不同地区、不同类型的沼泽生态系统中的植物成分有所差别,三江平原地区的草本植物纤维的总贮量可达884多万t;沼泽中有价值的纤维植物芦苇,资源比较丰富,如新疆博斯腾湖的芦苇,其商品规格刈割产量达60余万t(郎惠卿等, 1983)。有的沼泽中生长着药用植物和优良牧草。此外,茂密的沼泽植物死亡,以泥炭的形式贮存了大量的太阳能。

沼泽动物是生态系统中的消费者,又受生产者沼泽植物的影响。沼泽种类有涉禽、游禽、两栖哺乳和龟类等,其中有的是珍贵的或有经济价值组动物,如黑龙江西部扎龙和二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,华北和新疆天山地区沼泽中的矶鹬,青海湖周围沼泽中的斑头鸭,青藏高原芦苇沼泽中的大型涉禽黑颈鹤以及斑嘴雁、棕头雁等。沼泽中还有哺乳类动物水獭、秦鼠、和两栖类的花背蟾蛛,黑斑蛙等此外,由浮生植物所形成的沼泽及其水体,为鱼类提供了产卵、繁殖、育肥的场听,如产粘性卵的鲤科鱼类。

沼泽是水体和陆地之间的过渡型自然综合体,本身就构成r一个生态系统.和自然界其他生态系统一样,也是一个物质循环和能量流动的系统。能量通过沼泽中绿色植物的光合作用进入沼泽生态系统,然后沿着食物链从绿色植物移动到昆虫、软体动物、小负、小虾等草食动物,再流到游禽、两栖、哺乳等肉食动物,以至到顶部肉食动物--泽鹤。最后由微生物将它们分解的有机物质分散返回到环境中,同时在各营养级由于呼吸作用都有能量的损失,即把部分能量逸散到外界。

沼泽生态系统的能量流,也是随着营养级的升高而逐渐减少,当沿食物链上升时,在单位面积内可利用的能量越来越少,这一事实对合理利用沼泽资源,其有重要意义。

沼泽生态系统的能量流和蕴藏的较大生物生产力,对研究沼泽的生态平衡和科学地利用沼泽,无疑有着重要的理论价值和生产意义。

沼泽是自然资源的组成部分。沼泽地草本植物生长茂密,土地肥沃,有机质含量高,排干后可开垦为耕地;素有“鱼米之乡”美称的珠江三角洲平原、洞庭湖平原、太湖平原等,都是从沼泽开发出来的。沼泽蕴藏着丰富的泥炭资源,适当利用时,可垦为农田,改沼育林或辟为牧场:沼泽上的纤维植物和泥炭利用具有广阔的前景:纤维植物(小叶章、大叶章、芦苇、毛果苔草等)是很好的造纸和人造纤维的原料。泥炭有机质含量丰富,一般为50%-70%。氮、磷、钾等的含量也较高,是良好的肥料,并可用泥炭来改良土壤,提高土壤肥力。此外泥炭在工业、农业、医药卫生等方面有广泛的用途。

第三节滨海湿地生态系统

一、红树林生态系统

红树林是热带、亚热带河口海湾潮间带的木本植物群落。以红树林为主的区域中动植物和微生物组成的一个整体,统称为红树林生态系统。它的生境是滨海盐生沼泽湿地,并因潮汐更迭形成的森林环境,不同于陆地森林生态系统热带海区60%-- 70%的岸滩有红树杯成片或星散分布。

(一)生境特征

1.地质地貌

红树林主要分布于隐蔽海岸,该海岸多因风浪较微弱、水体运动缓慢而多淤泥沉积。因此,它与珊瑚礁一样都是“陆地建造者”。自然发育的滩面,平坦而广阔,常可沿河口海湾、三角洲地区或沿河口延伸至内陆数公里。红树林大部分分布于潮间带,而以中潮滩为最繁茂区。

红树林生长与地质条件也有关系,因为地质条件可能影响滩涂底质:如河口海岸是花岗岩或玄武岩,其风化产物比较细粘,河口淤泥沉积,适于红树林生长。如果是砂岩或石灰岩的地层。在河流出口的地方就形成沙滩。大多数地区就没有红树林生长。

2.底质

红树林适合生长在细质的冲积土上。在冲积平原和三角洲地带,土壤(冲积层)由粉粒( silt )和粘粒( clay )组成,且含有大量的有机质,适合于红树林生长。一般红树林土壤是初生的土壤,含盐量0.2%-2.5%,pH 4~8,少有pH 3以下,或pH 8以上。

3.温度

红树林分布中心地区海水温度的年平均值为24-27℃,气温则在范围内。我国海南岛海口的海水温度年平均在2S℃左右,而厦门港年平均水温为21.7℃,平均气温为20.9℃。后者红树林种类仅5种,比前者红树植物种类25种少得多。

4.海水和潮汐

含盐分的水对红树植物是十分重要的,红树植物具有耐盐特性,在一定盐度海水下才成为优势种。虽然有些种类如桐花树,白骨壤既可以在海水中生长,也可以在淡水中生长,但在海水中生长较好。另一个重要条件是潮汐,没有潮间带的每日有间隔的涨潮退潮的变化,红树植物是生长不好的。长期淹水,红树很死亡;长期干旱,红树将生长不良。

(二)红树林生物组成及其适应性

1.红树林植物组成及其适应性

(1)红树林植物组成:红树植物(mangrove plants)是能忍受海水盐度生长的木本水植物。已知全世界有真红树20科27属70种。我国真红树有12科25属37种;半红树9科10属10种;我国真红树和半红树之和共达20科25属37种(林鹏,1997。主要建群种类为红树科的木榄、海莲、红海榄、红树和秋等,其次有海桑科的海桑、杯等海桑,马鞭草科的白骨壤、紫金牛科的桐花树等。可组成7个主要群系:即木榄群系、秋茄群系、红树群系、桐花树群系、海桑群系、白骨壤群系和水椰群系。

(2)红树植物对海滩湿地的适应性

①根系:红树植物很少有深扎和持久的直根,而是适应潮间带淤泥和缺氧以及抗风浪,形成各种适应的根系(常见的有表面根、板状根或支柱根、气生根呼吸根等)。表面根是蔓布于地表的网状根系,可以相当长时间暴露于大气中. 获得充足的氧气,如桐花树、海漆等。支柱根或板状根是由茎基板状根或树。几伸出的拱形根系,能增强植株机械支持作用,如秋

茄、银叶树等有板状根,红海榄等有支柱根。气生根是从树干或树冠下部分支产生的,常见于红树属和白骨壤属的种类,悬吊十枝下而不抵达地面,因而区别于支柱根:呼吸根是红树植物从根系中分生出向上伸出地表的根系,富气道,是适应缺氧环境的通气根系,常

见有白骨壤的指状呼吸根,木榄的膝状呼吸根,海桑的笋状呼吸根等。

②胎生:不少红树植物的果实在成熟后仍然留在母树上,种子在果实内发芽。伸出一个具棒状或纺锤状的胚轴悬挂在树上,长8-40cm,这种幼苗成熟时才下落,插人松软的泥滩中,几天后即可生根而固定于泥滩土壤中,或随潮水远播。

③旱生结构与抗盐适应:红树林处于热带海岸,这里云量大、气温高、海水盐度也高,因而所处的条件是生理干旱环境。红树林对这种生境的适应形态主要表现于:叶片的旱生结构(如表皮组织有厚膜而且角质化,厚革质);

叶片具高渗透压贬通常 3 039.75-6 079.50 kPa,如海桑 3 242 . 40 kPa ,白骨壤3495.71-6282.15kPa)。

拒盐或泌盐适应,拒盐植物是依靠木质部内高负压力,通过非代谢超滤作用从盐水中分离出淡水,使蒸腾流吸人盐分l%左右(如红树科的秋茄、红海榄均是);泌盐植物是通过盐腺系统将盐分泌出叶片表面处,一般蒸腾流吸人的盐分多数从叶面盐腺排出体外(如马鞭草科的白骨壤等)。

2.红树植物群落分布和演替特点

红树林主要分布在潮间带,由于群落演替特点,常呈现与海岸平行的带状分布,最基本的有3个地带:

(1)低潮泥滩带:位于小潮低潮平均水面以下,大潮低潮最低水面以上,即低潮滩。这里的盐度较高,是红树林先锋植物种类生长的地带。大潮时,红树植物几乎全被淹没或仅有树冠外露;个别小潮时,树于基部仍浸于水中。

(2)中潮带:位于小潮高潮平均水面以下,小潮低潮平均水面以上的中间地带,盐度约在1.0%-2.5%。海滩宽从几十米至几干米,淤泥深厚。退潮时地面暴露,淤泥深厚;大潮时,树干几乎被淹没一半左右,这是红树植物生长的繁盛地带。

(3)高潮带:位干大潮高潮最高水面以下,小潮高潮平均水面以上,这一地带土壤经常暴露,表面比较硬实二特大高潮区有较于实的土壤,是红树林带和陆岸过渡的地带,土壤盐度因受淡水冲洗影响面较低。

3.红树林区的底栖动物

红树林中占优势的海洋动物是软体动物,还有多毛类、甲壳类及一些特殊鱼类等。

软体动物中以汇螺科、蜒螺科、滨螺科和牡蛎科种类为代表。滨螺科种类通常只生活在红树林的树干和树枝.上;汇螺科和蜒螺科的种类主要生活在树根的基部和淤泥上。这些腹足类动物对红树林有什么贡献还不清楚。牡蛎科的种一类固着在红树根和红树干上,形成重要的生物量。

红树林中还有大量的大型蟹类和虾类生活着,这些动物在软基质上挖掘洞穴。它们包括常见的招潮蟹、相手蟹和大眼蟹等。这些蟹一般专门以淤泥中的碎屑颗粒为牛。它们通常由口附近的一组细毛将碎屑颗粒滤出并分成有机和无机颗粒:,这些蟹对陆地生活方式也表现出了不同程度的适应,通常在鳃腔壁上有脉管形成,看上去有点像“肺”。前面已经谈到红树林是处于陆地和海洋之间的过渡地带,而蟹类以它们对气体呼吸所表现出来的部分适应将这一过渡特征明确地反映出来。蟹类以及象蝼蛄属和海蛄虾属的虾类洞穴有数种功能,既能作为逃避敌害的避难所,又能作为繁殖和捕食的场所;同时对红树林群落也有贡献,使氧气可以深深地进人底层,从而改善了那里的缺氧状况。还有一类营固着生活的藤壶,它们密集地固着在树干,影响红树的呼吸。

红树林内生活的多毛类并不多,常见的是小头虫科的背蛆虫双齿围沙蚕和锐足全刺沙蚕但在红树林外的软相潮间带中,多毛类种数、密度和生物量均较多。在深圳河口红树林海岸泥滩,多毛类密度为4312.8个/㎡,生物量为67.54g/㎡,成为河口泥滩潮间带的主要类群。

红树林区也是对虾和鲻类等鱼类育苗场。这些鱼虾在它们的生活史中游向大海以前都在这里渡过。

弹涂鱼其近缘种的小型大眼鱼,身体都较小,大量生活在水中和泥表,成为红树林最引

人注目的鱼类。、这些称为“泥上飞鱼”的鱼类是很不寻常的。它们一生大部分时间都离开水,在淤泥上爬来爬去,有时甚至爬上红树根上,这些动作很像青蛙或蟾蛛。这些鱼也在泥地上掘洞穴作为避难和繁殖的场所,并且靠强有力的胸鳍“走动”或靠尾部和尾鳍提供的冲力完成一系列的“飞跃”或“跳跃”动作,快速通过空旷的淤泥区。

此外,红树林区作为滨海盐生湿地,也是鸟类的重要分布区,我国红树林鸟类达17目39科201种,其中留鸟和夏候鸟等繁殖鸟类达83种,占总鸟类的41% ,旅鸟和冬候鸟达118种,占5 9 % ,有国家一级保护鸟类2种,国家二级保护鸟类22种。

二、海草生态系统

(一)海草生长的生境特征

海草是指生活于热带和温带海域的浅水海岸带,一般在潮下带浅水6m以上(少数可达30rn )环境的单子叶植物(限于水鳖科和眼子菜科)。海草适生于近海浅水域和河口海湾环境,普遍生长在珊瑚礁的泻湖和大陆架(暗礁)的浅水里,在淡水区完全不存在。海草多数种类分布在东半球的印度洋和西太平洋地区,部分种类分布在西半球加勒比海地区。

(二)海草对海洋生境的适应

海草具备4种机能以适应其海生生活:①具有适应于盐介质的能力;②具有一个很发达的支持系统来抗拒波浪和潮汐;③当完全为海水覆盖时,有完成正常生理活动以及实现花粉释放和种子散布的能力;④在环境条件较为稳定的情况下,具备与其他海洋生物竞争的能力。

海草耐盐性强,能完全生长于沉水环境,有发达的根状茎,并能进行水媒亿粉。海草生长在海洋边缘相当狭窄的地带,这是具有极高生产力的地带,碳的固定量几乎可与热带雨林相比,海草场是热带水域重要的潮下带生产者,成为许多经济鱼类和无脊椎动物的天然渔区。

(三)海草的种类组成

海草属于沼生目(Helobiae),全世界共有2科12属49种(表13-5)。其中子菜科属,水鳖科3属。在中国有子菜科的大叶藻属,虾形藻属、二药过藻属。海神草属、全楔草属、针叶藻属。水鳖科的海菖蒲属、海神草属和喜盐草属,共9属15种2亚种。

中国海草的巧种2亚种分别是:

大叶藻,分布辽宁、河北、山东沿岸

丛生大叶。分布辽宁、河北、山东沿岸

日本大叶藻。分布于海南、广东、广西、福建、辽宁、河北、山东沿海红须根虾形藻,分布辽宁、山东沿海

二药藻,分布海南沿岸

圆头二药藻。分布广东、台湾沿岸

海神草,分布海南、广东沿岸

齿叶海神草吻.分布海南沿岸

针叶藻勿。分布广西沿岸

全楔草.分布海南、广东沿岸

海曹蒲。分布海南沿岸

海龟草分布海南、广东和西沙群岛沿岸

喜盐草分布海南、西沙群岛、广东、香港沿岸

喜盐草卵叶亚种分布广东、广西、海南沿岸

喜盐草拟卵叶亚种、分布广东、海南沿岸

具毛喜盐草、分布海南沿岸

无横脉喜盐草.分布海南、西沙群岛、香港沿岸

(四)海草的生产力和分布

在潮间带和浅海区域,生长着种类繁多的海洋植物—海藻、海草、盐沼牧草和红树林。这一区域的光合作用的生产力很高,甚至可以和陆地上的热带雨林相比。就海草来说,在温带水域,大叶藻每年固定碳为1500g/㎡。美国夏季沿岸大叶藻每天的生产力是固碳4.8 g/㎡,整个生长期的总生产力是812 g/㎡。青岛地区虾形藻的生产力是固碳696.1 g/㎡;大叶藻是564 g/㎡。热带海区海港草的年生产力是500-1500 g/㎡,海草是热带和温带浅海水域初级生产力的主要提供者之一,海草场正日益显示出生态学的重要性。

海草的根和茎从其生长的底质中吸取和贮存养料,McRoy和Barsdate(1970)指出大叶藻的根吸取P,Patriquin和Knowels(1972)阐明生长在营养盐贫乏的热带海域的40种海草能够获得所需的最大量的氮,并且估算出海龟草场每公顷每年固定氮100 kg到500kg。因此,海草场形成一个对海洋具非常高的生产力的边缘带.。

海草在其植被外观上表现出高度的一致性,几乎所有的属都具有发达的根茎和线状或带状叶,只有喜盐草的叶片是长卵圆形;因此,一般认为海草是一个同源类型一海草像其他植物一样,其器官构造与其生长的自然环境相协调,这种协调适应的器官类型称为生长型。生长型主要显示营养器官的习性、形状和延续的时间,而不表现繁殖器官。海草的生长型在其营养体的分支形式和解剖结构上具有多样性:因此,根据其生长型的不同,可将海草分为6类(表3-6)

海草的外部形态与其环境条件之间存在一定的相互关系,各类生长型之间有一定的生态学机制。海蒲和根枝草是特殊的大型狭生性类型,具有较强的竞争能力。阔叶大叶藻型和针叶藻型是中型海草,对环境条件的变化有较强的忍耐力,广泛分布于各类生境,但在与海葛蒲和根枝草的竞争中处于劣势。良草和狭叶大叶藻型是小型的广生性类型,竞争能力较低,但能够在其他海草不适应的各类生境生长。应当指出的是,虽然这类分布趋势是肯定存在的,但目前还无法证实是一种普遍的规律性。

由于各类海草生长型的不同,因而其系列演替也不完全一致。海龟草通常处于顶级阶段。在北太平洋许多海域,虾形藻最终为巨藻或海带类植物群落所代替,属于过渡阶段。大叶藻的系列演替最为简单,只有一个阶段。

群落的系列演替在外观上表现为植被的变更。群落的变化是伴随着环境的变化进行的,实际上种类变更的原因是极为复杂的,在一定程度上群落的演替是通过组成群落的植物种类的竟争关系而实现的(虽然最初起因于环境条件的改变)。

海草场是一类具有高度生产力的浅海生态系统,由于海草场在外观上的单调以及整个海草种类的贫乏。因而长期以来普遍认为海草场生物群落的结构非常简单。显然,这一看法是十分片面的,因为有些海草具有复杂的演替系列,而且,每一种类型都有自己特殊的生物学特征,这些群落结构的复杂性与其组成种类的生长型密切相关;

狭叶大叶藻型和喜盐草型的群落结构一般比较简单,它们通常形成镶嵌型排列,并由少数几种生物组成;除海草外,一般无大型植物,只有几种附生植物(主要是硅藻)存在;附着动物也较少,只有几种小型动物隐蔽在根部。

阔叶大叶藻型的群落结构较为复杂,组成群落的其他非海草的生物种类也很多。例如,在青岛水域,附生在大叶藻或虾形藻叶片的海藻有海韭异皮藻及浒苔属、水云属、多管藻属、仙莱属的一些种类,另外还有一些底栖硅藻类。苔癣虫的一些种类通常也附生在大叶藻等的叶片上,常见的有美丽唬拍苔虫、卵形达苔虫、东方拟刁可L苔虫、扇形管孔苔虫、加州草苔虫等。底栖动物有一些多毛类如扁裂虫、千岛裂虫、具牙裂虫、棒格裂虫、黎球裂虫、多孔虫也栖息于海草场中另外,还有一些行固着生活的贝类、甲壳类及游泳的甲壳类、幼鱼等也是组成阔叶大叶藻型海草群落的成员。

(五)海草的生态意义和经济价值

海草群落的复杂性,特别是对物理环境的影响,已被许多学者听认识、,关于

海草群落在海洋环境的生态意义可归纳以下7点:

1.海草作为沉积物的捕获者,具有稳定底泥沉积物的作用,并改善水的透明度。

2.海草群落是初级生产者,并具有很高的生产力。海草是热带和温带浅海水域初级生产力的重要提供者。

3.海草是许多动物的一种直接的食物来源。在得克萨斯湾的海草床的研究中,Fry和Parker(1979)发现小虾和小鱼利用海草及其相关的藻类作为它们的初级营养簿,海草常是幼虾、稚鱼的优良繁殖场所。他们在对340个动物进行稳定碳核素比率的测定基础上分析说明了它们对海草的消耗水平和依赖关系。

4.海草群落是许多动物的重要栖息地和隐蔽场所。Hrlin( 1974 )发现当大叶藻的产量降低时,许多十足目动物、雏鸟和青壮期的鱼类产量.显著下降;当大叶藻场衰退时,引起鱼类和附生的无脊椎动物种群的动物区系的变化。

5.海草是附生动植物重要的底物。Harlin(1980 )曾列举出在海草叶片附生有450种以上的大型藻类、150种以上的小型藻类(大多数是硅藻)和180种以上的无脊椎动物。

6.海草从海水和底质沉淀物的表面搬运养分(吸取清除掉)的效率很高甲是控制浅水水质的关键植物、因此,海草能在水中可溶性营养盐很低的条件下生长。Bell(1979)发现海黾草属植物的形态变化与底质沉淀物中有机质含量的百分率有关。她指出当底质沉淀物中有机质含量的百分率增加时,叶面积指数随之增加:

海草利用根和根茎从底质甲吸取和贮存养料。Patriquin和Knowles(1972)指出,生长在营养盐贫乏的热带海域的40种海草,能够获得所需的最大量氮他们井且估算出海龟草场年固定的氮为100kg/h㎡至500 kg/h㎡。因此,海草场形成了海洋具非凡生产力的边缘带。

7.海湾河口的海草场大量牛长时,也会造成河道堵塞,影响航道通行。在巴布亚新几内亚曾有人研究如何清除和抑制海草过度生长造成不利的生态作用。

对于海草的经济价值,很早就被人们所认识。塞里印第安人沿墨西哥索诺拉中西部采集盐沼菜和大叶藻的叶片搭屋顶、编草席或各种玩具。大叶藻、虾形藻是良好的保温和隔噪音材料,常用于建筑业。

Mcroyl和Helfferich(1980)列举了海草的如T用途:①海草床已用作污水流的过滤系统和沉淀稳定器;②海草叶片的木质素含量低,纤维素含量高,可用于造纸;③大叶藻的嫩根和许多海草的果实可食;④海草可作饲料,若与陆生饲料混合,效果最佳。

此外,海草几世纪以来用作肥料。Van Breedveld(l 9b6 )发现海笔草属之类的海草做肥料。是由于其组织内的各种微量元素和大量有机物的有效性所致,若与施用标准的人工肥相比,蔬菜作物的产量能提高一倍。

同时,海草对开沟、建桥、造堤等具有稳定基质的作用。

第四节海洋生态系统

一、河口生态系统

河口是指地球上陆海两类生态系统之间的交替区。河口区即是海水和谈水交汇和混合的部分封闭的沿岸海湾。这一定义的含义是海水和淡水的自由连接,至少一年中有一部分时间是如此。因此,这一定义排除了那些永远隔离的坝堤围住的近岸水域,也排除了像里海、亚速海和大盐湖之类孤立的半咸水水域或咸水水域。

(一)河口的生境特征

河口环境的一个重要特点是盐度的周期性和季节性变化。周期性变化与潮汐有密切的关系:在潮差很大的地方,高潮时把海水推向河口上游、移动了那里的等盆线;相反,低潮时

移动了下游的等盐线。盐度的季转性变化与降雨有关.在热带和业热带海区.通常低盐出现在春、夏的雨季,高盐出现在秋、冬的旱季。丽温带水域.由于冰雪融化时产生的淡水,低盐可能出现在冬春季.。盐度的季节变化也与蒸发有关。

2.底质

大多数河口l}_的底质是松软的泥质,它们是由海水和淡水带人河门的泥沙沉积而成。,实际上,海洋很多泥岸是位于河口附近。在河口区沉积下来的颗粒有许多有机物,因此,河日底质的义一个特点是富含有机质,这些物质可作为河口生物的重要食物来源。体积小的颗粒其表面积相对来说比较大,这意味着细菌有非常大的栖息场所。因此河口底质中的细菌数量也很多。

3.温度

河口的水温比附近沿岸水域的水温变化大。主要原因是河口的水容量较小,而表面积却比较大。温带河水冬冷夏暖,当这些淡水进人河口与海水混合时,将使水温发生变化。一般来说,河口水比周围沿岸水冬天更冷,夏天更暖表层水比底层水温度变化范围大。

4。波浪作用和水流

河口三面被陆地包围,这样,由风产生的波浪较小,因而相对来说,是个较平静的区域。

河口区的水流主要受由潮汐产生的海潮和人海河流的影响二河道卜的流速有时每小时可达数千米,在河道中央流速最大。

大部分河口区有淡水的连续注人,与海水进行不同程度的混合,某给定体积的淡水从河口排出的时间称为冲洗时间(flushing time)。这个时间同时可作为河口系统稳定性的一个测度。较长时间的冲洗对维持河口浮游生物是很重要的。

5.混浊度

河口水中有大量的悬浮颗粒,其混浊度较高,特别是在有大量河水注入的时期,其主要生态效应是透明度下降,浮游植物和底栖植物的光合作用率也随之下降。在混浊度很高时,浮游植物的产量能达到可忽略不计的程度,这时有机物产生主要来自盐沼植物(温带和北方河口区),海草等(热带、亚热带河口区)。

6.氧

河口经常不断地有淡水和海水流入,加上水浅、浊度高和风的混合作用,所以水体中的氧非常充分。因为氧在水中的溶解度随着温度和盐度的增高而降低,故水中的氧垦也会随着这些参数的变化而发生变化。底质中严重缺较,淤泥中有机物含量高和细菌数量多则需要消耗间隙水中大量的氧。由于淤泥颗粒细,限制了间隙水与下面水体的交换,氧便很快耗尽。但是,淤泥中有大量的蟹类和多毛类等穴居和潜居动物,它们的活动会给底表沉积层充氧。

(一)河口区的生物组成

河口环境条件比较恶劣,所以生物种类组成较贫乏。广温性、广盐性和耐低氧是河口生物的重要生态特证气河区的生物组成主要有3种成分:1.海洋动物,来自海洋入侵种类,占三要成分;2.淡水动物,由广盐性淡水生物移入,仅占少数;3.半咸水动物,是已适应于低盐条件的特有种类。

河口湾有利于各种各样的植物在整年内都能进行光合作用,它们包括浮游植物、小型底栖硅藻类和海草、盐沼草类和大型海藻等。其中,小型底栖藻趁常被人们所忽视。另外,河口生态系统和其他富营养系统一样,有时候会由于甲藻突然大量繁殖而形成“赤潮”。

浮游动物的特点是阶段性浮游动物种类较多,而终生浮游生物的种类较少

栖息在河口区的底栖动物多是广盐性种类,能忍受盐度较大范围的令化例如,泥蜡、牡蛎和蟹等主要经济种类都是完全营河口湾生活的。许多端足类和多毛类原来就是半咸水种类。由于河口汉底部有大量有机碎屑,因为底栖动物的碎屑食性和滤食性种类较多,但也有不少捕食性动物。

游泳生物终生生活在河口这的只有鲻鱼等一些少数种类,而阶段性生活在河口区的种类却是大量的,因为很多浅海种类在洄游过程中常以河口作为索饵育肥的过渡场所,特别是许多海洋经济动物的产卵场和幼年期的索饵育肥均都在河口附近水域,如鳗鲡、梭鱼和大,小黄鱼等在河口区进行生殖的泪游鱼类

河口生物群落的特征之一是种类多样性较低,而某些种群的丰度却很大。

二、浅海生态系统

浅海区域是介于海滨低潮带以下的潮下带至深度200 m左右大陆架边缘之间,属海滨浅水地区。

(一)生境特征

1.波浪

波浪作用是浅海区一个重要因素。长期的海洋涌浪和风暴潮的作用能够直接影响到这些浅水域的底部。如果是松软海底,波浪经过之处会引起海底很大波动.从而影响到基质的稳定,使基质颗粒向四处运动,重新悬浮于水中:

2.盐度

浅海区的盐度比大洋或深海更容易发生变化。这主要是经常有大量的淡水从大河注人。

3.温度

浅海水域的温度也多变。温带地区的温度变化有季节性。这种温度变化可能影响到生物开始或结束各种生命活动,如繁殖活动。

4.透明度

与大洋区域相比,浅海区域的透光度是低的。有从陆地上来的大量碎屑,也有支离破碎的大型海藻和海草,加上由于营养物丰富而密度很高的浮游生物,它们使光的透射减少至只达几米的深度。

5.底质

浅海区域的底质大部分由松软沉积物、沙和泥构成,硬基质区比较少。盐度、温度和光照变化程度从近岸向外海方向逐渐减弱。

(二)浅海区的生物群落

1.浮游生物

浮游植物的主要类别是硅藻和腰鞭毛藻(甲藻),此外,分类系统尚未确定的微型鞭毛藻混合类群也是很重要的。近岸浮游植物(至少在温带地区)的数量有季节周期性变化。在浮游动物中,一个重要的组分是季节性浮游动物,这是由于大多数底栖生物和很多自游生物幼体阶段是营浮游生活的,从而参与浮游生物的组合。如藤壶的腺介幼虫,腔肠动物的浮浪幼虫,软体动物的面盘幼虫、担轮幼虫以及鱼卵或仔鱼等。由于它们亲体的产卵季节不同,从而保证各季度都有大量的季节性浮游动物。

终生浮游动物主要是桡足类、磷虾类等甲壳动物,其他浮游动物还有原生动物的有孔虫类、放射虫类和砂壳纤毛虫,软体动物的翼足类和异足类,小型水母类和栉水母,浮游被囊类(如纽鳃搏),浮游多毛类和毛领类等。

2..底栖生物

在植物方面,底栖硅藻和大型海藻是最重要的,后者主要分布在浅水的岩石或其他硬质底部,包括绿藻类、褐藻类和红藻类等。在浅海底部,有时生长着繁盛的海草或大型海藻,构成海草场或海草甸。

构成潮下带松软海底大型动物区系的主要生物有4类;多毛类、甲壳类、棘皮动物和软体动物。多毛类蠕虫的代表是数量众多的筑管和钻洞动物。甲壳类动物主要有较大的介形类、

端足类、等足类、原足类、糠虾和十足类等,它们主要栖息在泥沙表而。软体动物的代表主要是各种掘穴的双壳类和少量的腹足类、潮下带常见的棘皮动物有海蛇尾和海胆(心形海胆和扁形海胆等)。

在海底垂直方向上有底上动物和底内动物的分带现象。前者包括那些营固着生活或比较不活动的动物,还有一些特化的鱼类,如鲽类和鳐类,它们的身体与沙质、淤泥的颜色混在一起。后者如多毛类、甲壳类、双壳类和其他无脊椎动物,数量也是很多的。在近岸较深处,底栖生物组成常形成混杂的或镶嵌状的分布,不同的底质种类组成有差别。

3.游泳生物

浅海区的游泳生物包括鱼趁,大型甲壳类、爬行类(龟、鳖)、哺乳类(鲸、海豹等)和海鸟组成的主动游泳者和表层居住者。其中主要是各种鱼类,食浮游生物的鲜鱼类(包括鲜鱼、沙丁鱼、鲤鱼等)特别重要,世界主要渔场几乎全部位步于大陆架或大陆架附近。,大部分鱼类有集群洄游的习性,虽然许多鱼类都有一定的经济价值,但组成世界渔业大部分捕获量的只有少数几种鱼类_世界海洋角类产量较大的有鳗鱼、大西洋鲱、大西洋普鳕,阿拉斯加狭鳕、南非沙丁鱼、比目鱼(鲆、蝶等)、鲤鱼、金枪鱼(包括东方狐鲣和圆蛇鲣)。海鸟和海龟、海豹等是陆地上繁殖,而其食物则来源于海洋。它们是海洋与陆地的联系环节,鸟类多集中于近岸富有生产力的区域。

我国近海主要的经济鱼类是大黄鱼、小黄鱼、带鱼、墨鱼(软体动物)等“四大家鱼”以及鲱鱼、鲳鱼、鲐鱼等。自20世纪60年代以后,各海区的主要捕捞对象有较大变化,这与过度捕捞有关。

三、大洋生态系统

地球上生物最广阔的栖息场所显然是永远寒冷和黑暗的深海水域以及与之相连的海底。世界大陆和岛屿边缘的浅海水域还不到世界大洋总面积的1/10。而有光照的世界大洋上偿水域则更是生命的空间总体积的极小的一部分因此,在这个行星表面的水域中,也许有85 %或90%是我们称之为深海的黑暗而寒冷的区域。这里所指的大洋区是大陆架之外的整个水体和海底。

(一)生境特征

1.大洋表层的阳光充足,浮游植物可以在那里进行光合作用

透光层的深度一般在200 m以上,200 m以下的水域要么是一片漆黑,要么光照强度极低,光合作用不能进行。

2.温度

大洋区的水温,在表层水和深层水之间常有温跃层存在,其厚度从几千米至上千米。在温跃层的下方,水温低,变化小,1 500 m以深的水温基本生是恒定的低温。

3.压力

在对深海生物起作用的所有环境因素中,以压力的影响程度最大。每隔10m深度,压力就增加1个大气压(1大气压101325 Pa)。深海的深度从几百米到海沟底部的1万余米不等,压力范围可达20-1000个大气压(2026.5-101325kPa)以上。深海压力大都介于200-600个大气压(20265-60795kPa)之间。

4浴解氧

表层溶解氧含量很高,接近饱和状态:在500-1000之m间出现氧最小值的水层,这主要是由于生物呼吸消耗和缺少与富营养水交换的机会。大洋更深的水体是由北极和南极富氧表层冷水下沉而来的,加上深水区生物数量少,氧的消耗相应减少的缘故,所以含氧量增高。到了深海底部,含量又有所下降.因为那里生物栖息密度相对高一些。

5.盐度

大洋区的盐度基本上是稳定的。

6.食物

除了大洋表层以外,深海区既没有光合作用,也没有初级生产力。可是发现有化能合成菌。深海中所有生物的食物是靠别处光合作用产生,尔后转移至深海的。因此,在世界上的生态系统中,深海是唯一没有初级生产力的地区。

7.底质

深海底部的广大面积都覆盖以微细的沉积物,通常称为“软泥”(softooze)。在北方主要是硅藻类的外壳;在其他水域主要是含钙质的外壳,特别是原生动物的球房虫属(Globingerina)。

(二)深海生物的适应

1.对黑暗的适应

许多深海的动物通过发光器产生它们自己的光线,如灯笼鱼,星光鱼和乌贼腹部都有发光器.

在深海中层,虽然没有足够的光线进行光合作用,但还有少量光线透人很深的水层(特别是在清澈的热带海洋)、有些动物有特别发达的眼睛,如灯笼鱼科的鱼类。生活在200-700m 深的一些乌贼,两只眼睛中有一个特别发达,大眼朝上,小眼朝下。前者可对从上层来的微弱光线产生反应,而小眼可对其本身的发光器发出的光产生反应。在更深的完全黑暗的水层,不少种类的眼睛很小或完全退化,并产生与此相应的体色适应,生活于海洋中层的鱼类多呈银灰色或深暗色,无脊椎动物则为紫红或亮红色,甲壳动物也常为红色。这些体色都与海洋中层基本上没有光线的条件相一致(例如,红光很快被海水吸收)。再深的大洋深处动物则通常是无色或白色的。

2.捕猎食物器官的特化

深海食物稀少,动物特别是鱼类,常具有很大的日,尖锐的牙齿和可以高度伸展的领骨,能吞食很大的捕获物。还有一些鱼类的背鳍高度延伸特化,其上有发光器官起诱饵作用以吸引它们的猎物、有的鱼,如巨口鱼,它们的诱饵是长在它们颊上的鱼须。

3.种群延续的适应

食物奇缺造成的生物短缺,使得这个浩瀚而黑暗的区域中的生物在子找配偶进行繁殖方面遇到了问题。在这种条件下,有的种类的雌性个体具有“补雄”。即雄性个体寄生在雌体上。

4.对高压的适应

由于深海常年低温高压以及高的二氧化碳含量,使得钙的沉淀产生了困难同时,深海海流缓慢,动物亦不要坚硬的保护外壳,因此多数深海动物是柔软的,缺少钙质骨骼。此外,多数深水鱼类没有鳔,这样可以减少动物体和外界环境的压力差。

5.对柔软底质的适应

由于深海多为软泥底质,因此,深海底栖动物都具有长的附肢,丰富的刺,柄和其他的支持方式。例如,探海蟹类的附肢特别长,海绵、水媳虫、海百合都其长柄,鼎足鱼的胸鳍和尾鳍条特别细长,能以三足鼎立之势站在海底,还可以跳跃前进。

(三)动生物群落组成

大洋上层浮游植物以“微型浮游生物”占优势,在贫营养大洋区。蓝细菌和固氮蓝藻是重要的自养性浮游生物。浮游动物基本上是“终生浮游生物”。大f}层的动物最为丰富,经济价值比较大的有乌贼、金枪鱼、鲸等。大洋中层(200-1000m)的浮游动物主要是大型磷虾类,它是重要的食物链环节,常与鱼类(主要是有鳔鱼类)结成大群,形成深散射层,白天,深散射层能深达600m甚至1000m。

生态修复过程

从时间流程来说,应按调查---分析---预测---评价---规划---设计---施工---管理的顺序连贯进行;从空间来看,它由通过保护、恢复、再创等手段生成的生态系统所组成。而生态环境的修复技术应当是这一时间流程和空间的生态分布的最优组合,修复的目的是把对自然环境的影响控制在最小的限度之内。 一、生态修复与生态工程 生物修复技术是生态工程的一个分支,生态工程的定义是:“为了人类与自然的共同利益对生态系统进行设计的学科”。 但是这里需要说明的是,生态系统是自然的产物,与人工系统有本质的区别。系统工程中对系统的定义是:“系统是多种相互关联的要素,作为一个整体以达到某种目的的集合体”,在人工系统中,要素也好,要素之间的相互关联也好,都是由人工设计生成的。而生态系统既然称为系统,也是由多种相互关联的要素构成整体的集合体。但是,它的所有构成要素中的各类生物都是自然进化的产物,人工无法生成。另外,各要素间的机能关联也是自然进化的产物,各生物间构成生态网络,这也是人工无法生成的。在进行生态修复时必须充分地认识到生态系统与人工系统的这种本质差别。 二、生态系统修复的过程 ⒈调查 包括资料调查及现场踏勘。 ⑴资料调查 首先要编制资料目录,有关国土自然的资料会相当多,分散在国家及地方民间团体的办公机关、博物馆、大学等,甚至在地方志中也有许多有价值的资料。还有历史资料、照片、画像等也是宝贵的资料。 ⑵调查范围和空间尺度的设定 调查范围可分为大范围的概括调查和实施修复范围的调查,调查内容如下表。 调查的种类地形植被动物群规划尺度制图比例网格尺度最小抽出 单元

大范围概况调查小地形 100~1hm2 丘陵、台 地、沟谷、 河流、池 沼 “纲”水 平 常绿阔叶 林、夏绿 阔叶林、 针叶林、 宅地 两栖、爬 虫类、鸟 类、中型 哺乳类 (狸、兔 等) 地域规划 以生态角 度的土地 利用规划 为重点 1/2.5 万 500m 50m*50m (2500m2) 生态修复区调查微地形 1hm2-百 m2 山麓、缓 坡、低湿 地、水田 群落、群 集水平 松林、灌 木林、庭 园、寺庙 林 昆虫(肉 食性)、鸟 类、两栖、 爬虫类、 小型哺乳 类 地域规划 以环境角 度的土地 利用规划 为重点 1/2500 50m 5m*5m (25m2) ⑶基础环境的调查和制图 基础环境调查主要是指对支持生态系统的土地环境要素进行的调查,并制图。土地要素包括地质(表层地质)、地形、土壤、水文等四项。其中地形、地质、土壤三项关系密切,一般可用地形来代表。地形图多以等高线表示,在基础环境调查中,不是原封不动地搬用地形图,要用地形分类图。按形状分类的地形,其成因、构造也大体相同,地质与土壤的分布也基本一致。 地形分类图可用地形图加航空照片判读制成,并通过现场踏勘修正。现在可用电子地图,GIS进行机械分类。日本国土地理研究院可以提供50m网格的电子地图,有些民间的公司还出售更高精度的电子地图。 在有蛇纹岩、石灰岩等对植被及动物有影响的特殊地质条件的地区,还需要有表层地质图;在需要对土壤肥沃度进行评价时,还需要收集或编制土壤图。 水文调查的对象主要是地表水及地下水。要有水系图,但是光有水系图还不够,还要进行现场踏勘。 在地下水位较高,对动植物的生育、生息会有影响时,要编制地下水位图。地下水的观测可以通过观测井水位在不同降雨季节的观测进行分类和制图。这项工作虽然很辛苦,但是对于湿地保护是非常重要的。涌泉对于动植物的生育、生息环境也非常重要,需要通过现场踏勘确定涌泉的位置,并制图。在水文环境图中,如果能标上水量、水深、水温、水质等数据,作为生态系统的基本信息是非

退化河流生态系统修复概述

退化河流生态系统修复概述 集美大学水产学院海洋渔业科学与技术0712班 左薇薇2007250036 近几十年来.随着人口的增加和工农业生产的发展,河流生态系统退化问题愈来愈严重。从一首民谣:“50年代淘米洗菜,60年代洗衣灌溉.70年代水质变坏,80年代鱼虾绝代,90年代身心受害。”我们可以了解我国大部分河流生态系统退化的大致过程。2000年,我国11.4万km河流水质评价统计结果显示.符合和优于Ⅲ类水的河长占总评价河长的58.7%,10年过去了,这一数字仍在大幅度下降。 说到这里大家就有疑问,什么是生态系统?什么是退化生态系统?我一一个大家做出解释。 在大气科学和应用气象学中生态系统是指生物群落及其地理环境相互作用的自然系统,由无机环境生物的生产者(绿色植物)、消费者(草食动物和肉食动物)以及分解者(腐生微生物)4部分组成。 在地理学和生物地理学中生态系统是指由生物群落和与之相互作用的自然环境以及其中的能量流过程构成的系统。 在昆虫和昆虫生态学中生态系统是指在一定空间范围内,所有生物因子和非生物因子,通过能量流动和物质循环过程形成彼此关联、相互作用的统一整体。 在生态学和生态系统生态学中生态系统是指在一定空间范围内,植物、动物、真菌、微生物群落与其非生命环境,通过能量流动和物质循环而形成的相互作用、相互依存的动态复合体。 我们主要采用第四个定义来解释生态系统。

退化生态系统是指在自然因素、人为因素干扰下,导致生态要素和生态系统整体发生不利于生物和人类生存的量变和质变。 退化河流生态系统的退化,导致河流廊道水生和陆生动植物物种数量減少,生态系统功能下降,湖泊和湿地面积萎缩,华北等地区地下水位元持续下降等。 河流生态系统的退化现状目前由以下几个方面组成: 一是江河、湖泊和水库的污染問題,这对生态系统的健康和可持续性造成了重大威协; 二是北方干旱或半干旱地区,水资源的供需矛盾日趋尖锐,由于超量用水造成河流干涸和断流,引起河流生态系统退化。 三是除了化学药品和生活垃圾工业垃圾随意排放到河流当中,人类为了自身的安全与发展,对于河流的进行了大量的人工改造。特别是近一百多年来利用现代工程技术手段,对河流进行了大规模开发利用,兴建了大量工程设施,改变了河流的地貌学特征。河流一百年的人工变化超过了数万年的自然演进。有学者估计,至今,全世界有大约60%的河流经过了人工改造,包括筑坝、筑堤、自然河道渠道化、裁弯取直等(Brookes,2001)。据统计,全世界坝高超过15米或库容超过300万立方米的大坝有45000座。其中大约40000座大坝是在1950年以后建设的。坝高超过150米或库容超过250亿立方米的大坝有305座。(ICOLD,2000)。建坝最多的国家依次为中国、美国、前苏联、日本和印度。 一方面,这些工程为人类带来了巨大的经济和社会利益,另一方面却极大改变了河流自然演进的方向。人们始料未及的是对于河流大规模的改造,造成了对于河流生态系统的胁迫,导致河流生态系统的不同程度的退化。这种退化也降低了河流生态系统的服务功能,本来大自然对于人类的恩赐因此而减少,这样反过来又损害了人类自身的利益。 人类也逐渐意识到河流生态系统对自身的副作用是异常巨大的,也开始寻求方法进行生态系统恢复。随着人们逐渐认识到维系河流健康生态系统的重要性,

陆地生态系统生态学原理期末考试真题

Final exam for the course of Ecosystem Ecology, April 25, 2009 Name___________ Student Number__________ 1. Multiple choice. For each question, there is only one best answer. Circle the correct answer with your pen or pencil. (1 pt. each, 40 pts. total). 1). If you are trying to develop a self-contained ecosystem that will be shipped into space to live by itself, which of the following is the minimum situation required for success: a. autotrophs only are needed. b. autotrophs and heterotrophs both are needed. c. autotrophs and decomposers are both neede d. d. you must have autotrophs, heterotrophs, and decomposers. 2). Seasonality in the tropics is most related to variation in ________ while seasonality in the temperate zone is most related to variation in __________. a. rainfall, temperature b. temperature, rainfall c. the tilt of the earth, the spin of the earth d. the spin of the earth, the tilt of the earth 3). Which of the following nutrient cycles directly contributes to acid rain? a. phosphorus cycle b. sulfur cycle c. hydrologic cycle d. lead cycle 4). Deserts are associated with which latitude: a. equatorial zones b. 45 degrees north or south of equator c. 30 degrees north or south of equator d. they are not associated with latitude at all 5). Which type of response curve is most likely characteristic of micronutrients such as boron? a. linear response c. optimum response b. saturation response d. sigmoid response 6). If the earth spun in the opposite direction, the climate of Sichuan would probably be: a. Much warmer throughout the year. b. Generally wetter than it is now. c. Drier than it presently is. d. Sichuan would be unaffected by the change in spin. 7). The increasing concentration of chemicals (including nutrients or pollutants) in higher trophic levels is termed: a. net primary productivity

水域生态系统

第十三章水域生态系统 第一节概述 水域生态系统包括陆地上的地表水域和海洋水域。地表水主要包括河流和湖泊两种水体,还有冰川及沼泽地。冰川是“天然固体水库”,也是河流的重要补给水源。沼泽湿地是重要的生物资源的栖息地,包括淡水湿地和滨海湿地广阔的海洋蕴藏着丰富的资源。 一、河流的流域 河流可划分为两大部分,一部分为注入海洋的外流流域,另一部分则是流入封闭的湖海或消失于沙漠、盐海,而不是与海洋沟通的内陆流域。 我国的外流流域面积,占全国总面积的64%,它们分属于太平洋流域、印度洋流域和北冰洋流域。内陆流域只占全国总面积的36%,主要分布在西北干旱地区和青藏高原境内。 二、湖泊 湖盆的成因是多种多样的,它们可以是构造运动、火山活动等内.力作用形成的湖盆,一也有些是冰川、风力等外力作用塑造而成的。我国天然湖泊面积在1k㎡以上的有2 800余个,总面积达80000以上,湖泊率为0.8%。其中面积较大的有青海湖、鄱阳湖、洞庭湖和太湖等。除天然湖泊外,由于各种需要还兴建了成千上万个大小不等的人工湖泊—水库。主要湖泊见表13-2

三、湿地 湿地(wetland)的是介于陆地和水生环境之间的过渡带,并兼有两种系统的某些特征。这是早期一般学者的认识。1971年湿地公约中,把湿地的基本概念认为“湿地系指不论其为天然或人工、常久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动,或淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超过6m的水域,湿地具有调节水循环和作为栖息地养育丰富生物多样性的基本生态功能。 一些科学家把湿地称为“自然之肾”,原因在于其在水分和化学物质循环中所表现出的功能及在下游作为自然和人类废弃源的接收器的功能上,也可以作为地下水和地面水以及具有排洪、蓄洪功能。在某种意义上来说湿地在景观中为动植物区系提供了独立的生境。 据统计,全世界共有湿地8558×106 k㎡,占陆地总面积的6.4%(不包括滨海湿地),其中以热带比例最高,占湿地总面积的30.82%,寒带占29.89% ,亚热带占25 25.6%,亚寒带占11.89%(表13-3)。 ,

新颖全套生态环境保护管理系统规章制度(体系)(2019年总汇编)

华泰建设集团 生态环境保护管理制度(试行)

集团生态环境保护部二○一九年

目录 第一章总则 (1) 第一节依据、目的、适用围 (1) 第二节管理容与要求 (2) 第二章组织机构................................ 3第一节成立生态环境保护领导小组.............. 3第二节生态环境保护的主要职责................ 3第三章环境保护目标责任. (5) 第一节环境保护目标任务 (5) 第二节建立环境保护责任制 (6) 第四章环境保护管理制度 (13) 第一节建设项目环境保护管理制度 (13) 第二节环境保护设备运行管理制度 (16) 第三节环保事故管理制度 (21) 第四节环保培训教育制度 (27) 第五节环保奖惩管理制度 (30) 第六节环境治理管理制度 (32)

第七节环境治理主要措施 (34) 第八节“跑、冒、滴、漏”管理制度 (35) 第九节废弃危险化学品管理制度 (37) 第十节危险废物管理制度 (40) 第十一节环境保护责任考核制度 (44) 第十二节环境隐患排查、治理制度 (46) 第五章附则 (50)

第一章总则 第一节依据、目的、适用围 第一条为加强企业环保工作,改善企业生态环境,根据国家《生态环境保护法》、《清洁生产促进法》、《节约能源法》以及市有关法规、政策,制定本制度。 第二条企业生态环境保护工作的主要任务和目标是:积极推进清洁生产,节能、减耗,发展循环经济,努力实现生产资源集约化、生产方式环保化、生产工艺清洁化、道路运输无尘化、企业管理制度化、建设区域生态化,促进企业经济与生态环境和谐发展。 第三条认真贯彻国家“要金山银山,更要绿水青山”的环保理念,企业领导、员工要认真学习和自觉遵守生态环境保护法律及有关规定,正确处理企业生产与生态环境保护之间的关系,坚持预防为主、防治结合的方针,认真执行“谁污染,谁治理”的原则,积极做好污染防治及生态保护工作。 第四条本制度是集团公司规章制度的重要组成部分,是加强集团公司生态环境保护、监督检查和管理的基本依据。适用于各部门、各单位与环保关联的一切相关作业。

陆地生态系统碳循环研究进展

文章编号:100020585(2001)0520564212 收稿日期:2001206201;修订日期:2001208230 基金项目:中国科学院地理科学与资源研究所知识创新工程主干科学计划(CXIO G -E01-02-04) 作者简介:陶波(1972-),男,黑龙江省哈尔滨人,博士研究生。主要研究方向为全球变化与环境演变。 陆地生态系统碳循环研究进展 陶 波,葛全胜,李克让,邵雪梅 (中科院地理科学与资源研究所陆地表层系统开放实验室,北京 100101) 摘要:近年来,碳循环问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中 陆地生态系统碳循环又是全球碳循环中最复杂、受人类活动影响最大的部分。本文结合IG BP 和IPCC 中有关碳循环的最新报告,介绍了全球碳循环中大气、海洋和陆地生态系统等几个主 要碳库的大小及特点,并重点介绍了陆地生态系统碳循环及其基本过程。总结了当前陆地生 态系统碳循环研究的四种主要方法:清单方法、反演模拟、涡度相关技术和陆地碳循环模式, 介绍了它们的各自特点以及存在的问题,并对陆地碳过程中的不确定性进行了详细分析。此 外,还简要叙述了当前碳循环研究中待解决的问题和今后的发展趋势。 关 键 词:碳循环;碳汇;碳库;陆地生态系统;模式 中图分类号:P467;P593 文献标识码:A 工业革命以来,人类正以前所未有的速度和强度在全球尺度上对地球系统产生着巨大影响[1]。大气中CO 2浓度已从1850年的285±5ppmv 上升到1998年的约366ppmv ,即近150年内增长了大约28%[2]。从20世纪初至今,全球地面气温已经上升了013~016℃,最近10年已成为自1860年以来最暖的时期[3]。进入90年代,随着温室气体和温室效应等各种气候与环境问题的日益突出和国际气候谈判中对碳源、碳汇评价的客观需要,碳循环问题日益受到人们的普遍关注。大量研究表明,全球碳循环的动态变化与气候变化及人类活动影响(尤其是化石燃料的燃烧和土地利用/土地覆被变化)有着密切关系[2,4]。作为大气中CO 2的源和汇,陆地生态系统碳循环是全球碳循环中的重要环节,在全球气候变化中扮演着重要角色[5]。更好地了解陆地生态系统碳循环的动态机制是全面理解全球碳循环、正确预测未来气候变化的一个重要前提。 1 全球碳库与碳过程 碳是生命物质中的主要元素之一,是有机质的重要组成部分。概括起来,地球上主要有四大碳库,即大气碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库和岩石圈碳库。碳元素在大气、陆地和海洋等各大碳库之间不断地循环变化。大气中的碳主要以CO 2和CH 4等气体形式存在,在水中主要为碳酸根离子,在岩石圈中是碳酸盐岩石和沉积物的主要成分,在陆地生态系统中则以各种有机物或无机物的形式存在于植被和土壤中。 第20卷 第5期 2001年11月地 理 研 究GEO GRAPHICAL RESEARCH Vol 120,No 15Nov 1,2001

中国水域生态系统荒漠化现状及其应对措施

中国水域生态系统荒漠化现状及其应对措施 姜森颢1,王庆志1,唐玲1,高鹏2 1大连水产学院生命科学与技术学院,辽宁大连 (116023) 2上海水产大学生命科学与技术学院,上海 (200090) E-mail:longdance@https://www.360docs.net/doc/092247856.html, 摘要:我国水域生态系统已经出现了严重的荒漠化现象。资源的过度利用、水污染、不当的水利工程等问题导致了水生生物种群数量的减少、生物多样性的降低、生态系统结构和功能的退化。本文详述了我国水域生态系统荒漠化现状,提出了一系列有益的应对措施,以期改善、最终改变这一现状。 关键词:水域生态系统 荒漠化 措施 中图分类号:Q178 1.引言 生态系统是生物与环境相互作用形成的综合体,地球上的生态系统可以划分为陆地生态系统、水域生态系统和自然-社会-经济复合生态系统[1],其中,水域生态系统包括海洋生态系统、淡水生态系统和湿地生态系统[2]。近年来,为了经济的发展的需要人们对自然资源过度地利用,导致生态系统特别是脆弱的水域生态系统出现了荒漠化现象。 荒漠化的水域生态系统从本质上来讲是一种受损的生态系统,这一问题早已引起各国政府及专家学者、有识之士的关注,并且已经做了部分有益的工作。近十多年来, 美国政府在受损水域生态系统恢复与重建方面给予了足够的重视及极大的支持,并已取得了一定的果,如:华盛顿湖富营养化水质控制与改善方面取得的明显效果, 此被视为湖泊生态恢复的范例[3]。国内学者对于我国水域生态系统荒漠化问题亦做了很大的努力,如:早在2002年5月,中国水产学会19位专家(其中院士12名)联名致信时任副总理温家宝,提出《尽快制订国家行动计划,切实保护水生生物资源,有效遏制水域生态荒漠化》的建议,并得到温总理的批示[4]。我国作为《生物多样性公约》的缔约国,保护水生生物资源,恢复荒漠化水域生态系统责无旁贷。 2.水域生态系统荒漠化定义 所谓水域生态系统荒漠化即是指水域生态系统的贫瘠化,它是由于人类活动和气候的因素,所引起的水域污染,生物种类、数量的下降,水体生产力的降低,水生生态系统结构、功能的退化等[5]。 3.中国水域生态系统荒漠化现状 我国水域生态系统荒漠化现状主要表现在,由于内陆与近海水域的严重污染、过度捕捞、可养殖水域的不当利用导致的主要经济渔业品种资源严重衰退,珍稀濒危物种数量增加,濒危程度加剧等。目前,我国日排污水量在1.3亿吨左右,其中很大一部分是未经处理、或稍加处理的受污水,这些水直接注入了内陆与近海水域,然而,内陆与近海水域正是水生生物的生活场所,受污的生态环境使其繁殖力和存活力下降、死亡率增加致使大量水生生物资源迅速减少。 3.1 海区水域生态系统的荒漠化 我国是一个拥有18000公里海岸线、6500多个海岛、近300万平方公里蓝色国土的海

森林是陆地生态系统的主体

青杠塘镇护林防火集中宣传活动材料 森林是陆地生态系统的主体,是人类赖以生存和发展的重要物质基础。尽管前期国家通过实施六大工程使我国的生态状况得以初步改善,但生态环境整体恶化的趋势尚未得到根本扭转,森林火灾、乱砍滥伐、森林病虫害对环境的威胁长期存在,导致因环境恶化而引发的自然灾害、地质灾害给人民群众造成了深重的灾难,已成为影响经济增长、触及国家安全和社会稳定的突出问题。近年来,随着人们对生态需求的日益增加,国家对生态保护、生态建设高度重视,把林业“双增”纳入各级政府和相关职能部门目标考核,因此,搞好资源保护与培育也是各级各部门共同的责任,也是实现我国在联合国气候变化峰会对国际社会的庄严承诺。 回顾以前的工作,尽管取得了一定的成绩,但仍然存在有认识不到位、重视程度不够的问题;有宣传不到位、群众政策知晓率低参与率的问题;有措施不具体、责任落实不到位的问题;有制度不健全、预案不完善可操作不强的问题;也有设施设备落后不能满足护林防火工作需要的问题;因此,就要求我们通过扎实和行之有效的工作,来实现“量效”双增目标,为推进我县生态文明建设、创建平安绥阳和全面建设小康社会提供有力保障。要实现这一目标,青杠塘党委、政府在这方面下了很多功夫,也做了大量的卓有成效的工作,今天举办这样的活动就是很好的佐证。但我认为,护林防火工作是一项长期而艰巨的工作,真正意义的做好,需要做好以下工作: 1、立足于“防”,要在加强宣传教育、筑牢思想防线上下功夫。护林防火工作基础在群众,关键在乡镇,重点在村居,落脚点在农户。只有人民群众的护林防火意识增强了,才能真正管住火源,保护森林。各级各部门一定要在增强全社会护林防火意识上下功夫,要在护林防火责任分解上下功夫。一是严格森林防火地方行政首长负责制,强化护林防火责任分解;二是动员全民参与护林防火,有效防范森林火灾;三是加强防火物资的检查和维护,保证储备物资拿得出、用得上;四是完善防火值班制度,公布火情举报电话,规范野外用火管理;五是加大护林防火工作宣传,通过曝光违法案例,做到以身边事教育身边人,达到查处一人、警示一批、

抚仙湖流域生态系统结构与功能分析

抚仙湖流域生态系统结构与功能分析 张秀敏,戴 丽,王志芸 (云南省环境科学研究院,云南 昆明 650034) 摘 要:从湖泊地质结构、湖泊水文、湖泊生态系统的不稳定性、湖泊水环境承载能力特征进行了分析,结果表明:抚仙湖的生态系统不稳定,水环境的承载能力有限,湖水补给水量较小,水资源消耗量大。湖泊的功能是由各种资源相互作用而维系的,直观的资源过度利用造成对其功能的危害。全面实施抚仙湖保护,成为关系玉溪市社会经济可持续发展的头等重大问题。必须实现湖泊资源利用和经济的可持续发展,保护湖泊的生态服务功能,确保湖泊的生态安全。 关键词:生态系统结构;功能分析;湖泊保护;抚仙湖;玉溪市 中图分类号:X26 文献标识码:A 文章编号:1673-9655(2007)06-0054-04 抚仙湖位于云南省东部,滇中盆地中心,地处长江流域和珠江流域的分水岭地带,跨玉溪市的澄江、江川、华宁3县,属珠江流域西江水系,为半封闭湖泊,是我国第二深水湖泊。抚仙湖拥有绚丽的自然风光和独特的生态环境。随着区域社会经济的快速发展,区域环境与生态问题加重,保护抚仙湖已成为政府和公众共同关心的问题。 1 抚仙湖流域生态系统结构特征分析 1 1 湖泊地质结构特征分析 抚仙湖是一个以断层溶蚀为主的湖泊,形成于约距今340万a前的上新世时期。处于金沙江与珠江两大流域分水地带,南北、东西两岸地形、地貌不同。湖盆东西两侧为断层崖或断块山地分水岭呈 人字形分布,断块山地在湖区分布较广,其山脉自北向南延伸,延绵不断,山体陡峭。抚仙湖西岸与东岸相比,在近湖岸等高线相对稀疏,地势相对平坦。在地质构造上,抚仙湖位于扬子地台滇桂台向斜的滇东凹陷,是上世纪以来构造断裂形成的地堑盆地,属于比较年轻的 断陷湖泊。以石灰岩为主的碳酸盐岩分布于抚仙湖的东岸、南岸,北、西两岸有少量分布,约占湖区岩类面积的60%。以砂岩及页岩为主的碎屑岩类分布于北西岸,面积占岩类面积的40%,多冲沟坡箐、岩石易风化,是水土保持的重点地区。抚仙湖东西两岸均有中、低山围绕,湖岸陡峭,断层发育,其湖岸和湖盆的特征均呈现出典型的地堑断陷湖泊的形态。抚仙湖南部较狭窄的湖区,其盆底地势由南向北逐渐变深,倾入北部深湖盆。 1 2 湖泊水文特征分析 抚仙湖具有高原湖泊深水湖特有的 三小一高一低的特性,即抚仙湖的水量补给系数(3 18)小、水量年交换系数(0 0038)小、水生植被分布面积小(占整个湖面不足0 1%);换水周期长(167a);流域的森林覆盖率低(27 1%)。由于以上的特殊性,一是湖泊水体的水平和垂直交换速度均比较缓慢,污染物容易在湖湾富集,导致水质恶化;二是抚仙湖补给水量较小,水资源消耗量大,抚仙湖蓄水量189 3亿m3,多年平均入湖径流量1 67亿m3,多年平均出流水量(包括用水量和海口河下泻水量)1 61亿m3;三是水体和外流域的交换速度十分缓慢。换水周期长达167a,入湖氮、磷的滞留率高达91 8%、97 4%。抚仙湖平均水深87m,深水湖泊的特点决定了其较高污染物沉降积累的特性。加上抚仙湖南北狭长,入湖污染物主要从南、北端注入湖内,而出水河流海口位于东岸中部,远离两端,这就决定了抚仙湖 纳污吐新的特性。因此,抚仙湖具有特别高的污染物滞留率,很容易发生营养盐的积累而导致营养化。如果实现星云湖出流改道,平均每年进入抚仙湖的径流量将减少0 25亿m3,抚仙湖换水周期将会延长至200a以上,对于这样一个处在干旱缺水区的深水湖泊,一旦发生富营养化,就现有技术水平而言将很难恢复。 1 3 抚仙湖生态系统不稳定性的特征分析 抚仙湖是一个典型的深水湖泊,由于底质为岩石、砾石或粗沙,水生生物群落分布面积占整个湖 环境科学导刊 2007,26(6):54-57 C N53-1205/X I SSN1673-9655 收稿日期:2007-07-30

恢复生态学复习资料22

第一章 生态恢复学:研究生态系统退化机理、恢复机制和管理过程的科学(董世魁,2009)。 生态系统退化:生态系统结构和功能的破坏和丧失、生态系统的服务功能和能力下降。 生态恢复的广义概念(选择) 1.修复(Rehabilitation)除去干扰,恢复到原来状态,但不一定是健康状态 2.重建(reconstruction):人工建设改良,恢复部分结构功能 3.再植(Revegetation):通过栽植、播种植被、恢复植被生态系统的结构和功能 4.修补(Remedy):修补受损生态系统的结构和功能,使其良性发展。 5. 改良(Reclamation):改善立地条件,以便使生物更好的生存或生长。 6.更新(Renewal):人工维育或改造,促进生态系统更新和发展 7.更替(replacement):提供相同立地条件或构建类似生态系统,以代替受损生态系统。 生态系统退化类型(填空) 根据尺度大小,分局部生态系统退化、区域生态系统退化和全球生态系统退化。 根据生态系统类型,分陆地系统退化、水生系统退化、大气系统退化和人类-自然复合生态系统退化。 依据成因类型,分为6种类型 1.裸地 2.森林采伐迹地 3.弃耕地 4.沙漠 5.废弃地(a、工业废弃地b、采矿废弃地c 、垃圾堆放场) 6.受损水域生态退化的原因与过程(填空、选择) 1.自然干扰(大气干扰、地质干扰和生物干扰) 物理干扰:火灾、冰雹、风暴、雪灾、霜冻、酸雨、泥石流、滑坡、洪水、潮汐、降水等; 生物干扰:捕食、放牧、伤害、取代其它有机体的非捕食性行为、系统中大型捕食动物的消失等 2.人为干扰:指的是由于人类生产、生活和其他社会活动引起的干扰对自然环境和生态系统施加的各种影响。属社会性压力。如污染、森林砍伐、露天开采、采集、狩猎、捕捞、旅游、探险等 生态系统退化过程详见课本第九页(简答题、选择题-刀耕火种属于哪一类退化) 突变过程:在受到特别强烈的干扰时,生态系统表现出的退化过程。 特点:干扰力>抵抗力,时间短,速度快,恢复慢。如火山、采矿 跃变过程:在受到持续干扰的作用下,生态系统最初并未表现出十分明显的退化或并未退化,但干扰的持续、破坏性进一步累积到一定程度后,生态系统突然剧烈退化的过程。

流域水生态系统健康与生态文明建设

流域水生态系统健康与生态文明建设 孟伟,范俊韬,张远 摘要:健康的流域水生态系统是保障流域经济社会可持续发展的基础,解决我国严峻的流域水生态系统健康问题迫切需要开展确立了流域生态文明的概念和内涵,提出了流域生态以流域为基本单元的生态文明建设.针对我国流域水生态系统健康现状,文明建设的基本框架和主要任务.以保障流域自然生态系统的完整性、流域经济社会系统发展的可持续性、人居环境的生态性构建流域水生态-经济社会复合生态系统的动态平衡是流域生态文明建设的基本框架.流域生态文明建设的主要任务:①构建以水生态系统健康为目标的流域分区管理模式,优化国土空间开发; ②健全流域的水环境质量基准和标准体系,科学确定生态系统保护阈值;③建立以流域生态承载力为约束的污染物总量控制技术,优化产业结构与布局;④以保障流域环境流量为前提,实现水资源生态利用;⑤加强人居环境生态建设,实现流域城市生态化发展;⑥加强生态制度建设,构建流域生态文明建设长效机制.该研究成果可以为实现流域人与自然和谐发展提供理论指导. 关键词:流域管理;水生态系统健康;生态文明;水生态功能区 流域是以水为纽带,由水、土地、生物等自然要素与社会、经济等人文要素组成的复合生态系统,不仅是实现国民经济和区

域经济可持续发展的空间载体,也是生态系统进行物质和能量循环、维持生态系统平衡的基本单元[1].流域水生态系统健康是指流域水生态系统组成(物理组成、化学组成、生物组成)的完整性和生态学进程(生态系统功能)的完整性,主要体现在:①生态系统健康,即在常规条件下维持最优化运作的能力;②抵抗力及恢复力健康,即在不断变化的条件下抵抗人类胁迫和维持最优化运作的能力;③组织能力健康,即具备继续进化和发展的能力[2].健康的水生态系统不仅可保持其结构的完整性和功能的稳定性,而且具有抵抗干扰、恢复自身结构和功能的能力,并能够为流域提供合乎自然和人类需求的生态服务[3].然而,由于缺乏强有力的流域综合开发与保护方面的约束与调控机制,导致流域内的各经济体片面地追求局部利益最大化,造成我国流域水生态系统健康问题突出,这些结果同时反作用于流域经济发展,严重地影响了流域发展的协调性和可持续性[1].2007年,我国提出建设“生态文明”的新理念, 其核心是以人与自然协调发展作为行为准则,建立健康有序的生态机制 [4],其内涵和本质是要建设以资源环境承载力为基础,以自然规律为准则,以可持续发展为目标的资源节约型、环境友好型社会.生态文明理念的提出为流域治理和可持续发展提供了理论指导.目前,生态文明理念已被广泛应用到生态旅游[5]、生态补偿[6]、生态规划[7-9]等众多研究领域之中,但主要集中在省、市、县、工业园区等层面,仅有少数研究[10]立足

生态系统恢复与重建的一般方法研究

现代生态学 课程论文 题目生态系统恢复与重建的一般方法研究姓名胡节学号2016303110112 专业水土保持与荒漠化防治 中国·武汉 2016年12月

生态系统恢复与重建的一般方法研究 ——以休斯顿植物园与自然中心修复规划为例 胡节 摘要:随着经济的飞速发展,伴随而来越来越严重的生态问题,环境污染、景观破坏、土地退化、生物多样性丧失等问题增加了对生态系统的胁迫。人类面临着合理恢复、保护和开发自然资源的挑战,因此对破坏的生态系统的恢复和重建成为现代研究中最引人注目的趋势之一。本文从生态恢复性的概念及其发展历程着手,探讨出了生态恢复性设计的一般方法,并以休斯顿植物园与自然中心规划为例详细分析了其从诊断分析生态破坏的原因,到制定方案、评估检测,再到实施实践后期的管理与监测整个恢复过程。以此推广到更多的恢复性设计中。 关键词:破坏;恢复;生态;恢复性设计 The Study of Common Approach for The Restoration of Ecosystems --Taking The Rehabilitation Plan of Houston Plantation & Natural Center As An Example Hujie Abstract:Along with the rapid development of economy, environmental pollution, landscape destruction, land degradation and loss of biodiversity are the challenges of ecological system, which is facing the challenge of reasonable recovery, protection and exploitation of natural resources. This article discusses the general method of ecological restoration and the causes of ecological destruction of Houston's botanical garden and Nature Center. Detection, and then to the implementation of the late management and monitoring of the entire recovery process. Key words:Destruction; Restoration; ecological;restoration design 1.绪论 近年来,因经济全球化的快速发展,科学与技术的不断进步,人类对环境大规模的开发利用,使得植被受大规模的破坏,甚至全球生态系统在逐渐退化,生物多样性在不断丧失,人类生存和发展的环境遭受到极大威胁。环境污染、植被破坏、土地退化、水资源短缺、气候变化、生物多样性丧失等增加了对自然生态系统的胁迫。合理恢复、保护和开发自然资源已变成人类亟待解决的重要问题,破坏了的生态系统的恢复和重建以成为现代研究中最引人注目的趋势之一。 1.1相关概念辨析 1.1.1恢复 恢复有狭义和广义之分,狭义指受损状态恢复到未被损害前的完美状态的行为,既包括回到起始状态,又包括完美和健康的含义;广义则包含将一个目标或对象带回到相似于先前(并非原有)的状态;但目前所说的恢复是仅作为一个概括性词语存在,它包含改造(reclamation)、修复(rehabilitation)、挽救(redemption)、更新(renewal)以及再植(replantation)等术语[1]。 1.1.2景观生态学理论

恢复生态学

1生态恢复(狭义):是帮助退化受损或毁坏的生态系统恢复的过程,它是一种旨在启动及加快对生态系统健康,完整性及可持续性进行恢复的主动性为。 2生态系统的特点: (1) 生态系统是由生命物体与环境相互联系而成的一个综合系统; (2) 生物与环境长期协同进化; (3) 生态系统是发展变化的; (4) 生态系统是一个复杂的动态平衡体系(反馈调节制度); (5) 自然生态系统都是程度不同的开放系统。 3生态系统类型: (1) 陆地生态系统:森林生态系统;草原生态系统;荒漠生态系统;农用生态系统;城市生态系统; (2) 水域生态系统:河流生态系统;池塘生态系统;海洋生态系统; (3) 自然生态系统,半自然生态系统,人工生态系统; 4恢复生态学:是研究生态系统退化的原因,退化生态系统恢复与重建的技术与方法及其生态学过程和机理的学科。 5强调生态重建的原因: (1) 时间尺度跨度大 自然恢复需要较长的时间尺度,远大于人工重建所需的时间; (2) 自然恢复速度难以满足当前社会快速度,高建设的生态需求; (3) 积极生态重建促进恢复,因势利导,因地制宜,注重生态效益和经济效益的协调统一。 6生态系统:在一定时间,空间范围内,生物群落及其生存环境通过物质循环和能量流动面相互作用,相互依存,所形成的具有一定结构和功能的有机整体。 7生态系统功能:物质循环;能量流动;信息传递。 8生态系统结构:? 9生态系统的组成(四个部分):生物环境(生产者;消费者;还原者);非生物环境。 10食物链:生产者所固定的能量和物质,通过一系列取食和被取食的关系在生态系统中传递,各种生物按其食物关系排列的链状顺序,称为食物链。 11金属等有毒污染物在食物链中浓缩,产生的毒害作用具有生物放大效应生态碳循环的过程,以及水循环过程,氮循环过程,硫循环过程,P

第一节 森林在陆地生态系统的地位

第一节森林在陆地生态系统的地位 一、森林是陆地生态系统的主体 森林分布的面积占陆地面积的近1/5,与草原、农田、荒漠、沼泽、湖泊和江河相比其占陆地总面积的百分比、生物量和净生产量均占首位,所以森林是陆地生态系统中最大的生态系统。 二、森林是陆地上最复杂的生态系统 全世界木本植物约有2万余种。世界上的动物约有150万种,绝大部分栖息于森林之中。森林中微生物种类和数量更是任何生态系统不可比拟的。森林群落结构比其他生态系统(如农田、草原等)要复杂得多。 三、森林是陆地上储存的生物量最高的生态系统 森林在陆地上储存的生物量最高,且具有较高生产效率。人类和各种动物、微生物的生存均依赖于植物生产的有机物质,而森林又占植物生产量90%以上。地球生物圈的平均光合利用率为0.2~0.5%,高产农田光合利用率为2 .6%,而热带森林高达3.5%。以单位面积每年每公顷生产力(干物质量,吨/公顷·年)来比较,多为森林一半以下。森林在形成每单位重量干物质所消耗的水分和养分物质也很经济,例如形成1吨干物质的耗水量,树木为70~340吨,水稻为680吨,小麦为540吨。森林所需矿物养分(公斤)为氮4~7,磷0.3~0.6,钾1.5;农田为氮10~17,磷2~3。森林每年可向人类提供23亿立方米木材。 四、森林是陆地上保持生态平衡最有效的因素 如前所述,森林是陆地生态系统的主体,并具有最高的生物储存量,所以它在陆地表面物质循环和能量转换中起着重要的作用。森林具有涵养水源,保持水土,防风固沙,保护农田,调节气候,吸附尘埃,杀菌,指示有毒和污染物质,降低噪音等作用。森林可以净化空气(调节碳氧平衡),尤其是控制全球变暖,减少大气中的温室气体含量,森林的调节作用是不可取代的,表5-1各种森林带每公顷年碳固定量说明森林是个巨大的二氧化碳转化器和碳储存库。所有这些都对保持陆地的生态平衡起着重要作用。

流域生态学及其应用

Editorial Watershed Ecology and Its Applications Zhifeng Yang State Key Laboratory of extreme climatic events,water quality degradation,and decreases in biodiversity and ecosystem stability.Many theories and approaches on eco-logical restoration for different types of water environments (e.g.,rivers,lakes,marshes,and estuaries)have been proposed in the existing research.However,hydrologi-cal connections,mass and energy transports are usually consider-able among the different types of water environments in a watershed,and restoration measures for one component typically affect other components in the same watershed.In addition,the interactions that occur among social activities,economic activities,and natural eco-hydrological processes are complex.Therefore,it is essential to explore sustainable watershed management from a systems perspective. Watershed ecology treats natural hydrological units (i.e.,water-sheds)as systems and analyzes the interacting biotic and abiotic components in a watershed.By exploring knowledge on system structures and interactions among the human and natural pro-cesses in a watershed,it offers useful tools for managers to assess the effects of environmental changes on ecosystem health and to create strategies for ecological restoration from a systems perspec-tive.Motivated by the critical signi?cance of watershed ecology in directing sustainable management,this special issue of Engineering was proposed in order to establish a forum for the discussion of recent progress in watershed ecology.Seven papers exploring new theories and approaches are collected in this special issue and contribute to the discussion on the following two hot topics:(1)Environmental changes and eco-hydrological response .Environmental data are essential for revealing environmental changes and their effects.In this issue,Lega et al.conduct a data analysis of their abundant collected data in order to assess the effects of environmental changes on the risks of natural hazards (e.g.,rock falls and debris ?ows)in a mountain region.They demonstrate that appropriate policies can be planned,based on develop a multivariate risk-assessment framework to evaluate the occurrence of extreme eco-hydrological events,and quantify parameter uncertainties via a Markov Chain Monte Carlo algo-rithm.They demonstrate that the obtained con?dence intervals can bracket the observations well,especially for ?ood duration.Shivhare et https://www.360docs.net/doc/092247856.html,e the Soil and Water Assessment Tool (SWAT)for hydrological modeling and compare the calibration perfor-mances of three common techniques.They ?nd that the technique of sequential uncertainty ?tting requires the least amount of data and performs best in their case. (2)Ecological restoration and sustainable water manage-ment .Arti?cial measures can assist in ecological restoration.In this issue,Brown et al.report on their design for a ?oating island consisting of biological and physical–chemical treatment modules for the removal of phosphorus from surface waters.The removal ef?ciency of this treatment system is demonstrated to be satisfying (i.e.,about 40%–50%)in their case study.In addition to arti?cial measures,appropriate management strate-gies are important in pursuing sustainability.Asaeda et al.suggest hydrogen peroxide as a quantitative indicator of envi-ronmental stresses on plants,and demonstrate its usefulness through laboratory and ?eld experiments.Since hydrogen perox-ide is relatively stable and can be conveniently quanti?ed,this study offers a useful approach for vegetation management.Human activities are especially intense in urban areas,and threaten urban ecosystems.Yin et al.report on their new method for the regulation of environmental ?ows (e-?ows)in channelized urban rivers,considering multiple ecological demands and economic cost.Their method offers an ef?cient and economical tool for directing the construction and manage-ment of e-?ow supply projects in urban areas.As the con?ict between human and ecosystem water demands becomes increasingly serious,sustainable water management is crucial for both humans and ecosystems.Wang et al.propose an eco-friendly operation strategy for multi-reservoir systems in order

相关文档
最新文档