地球上主要生态系统类型

4 地球上主要生态系统类型

4．1 陆地生态系统

全球陆地面积约占总面积的三分之一，但陆地生物群落的现存生物量却占了全球的99％以上，可见，陆地生物群落在整个生物圈中起着至关重要的作用。由于陆地的环境条件非常复杂，从炎热多雨的赤道到冰雪覆盖的极地，从湿润的沿海到干燥的内陆，形成各种各样的适应环境条件的生物群落和陆地生态系统。绿色植物是陆地生态系统中的生产者，与一定环境条件相适应的植物群落的组成成分和结构，决定着生活于其中的消费者和分解者的种类与构成。因此，根据植物群落的特征可以区分出几个次级生态系统，它们在空间的分布主要受到水分条件的制约。

森林生态系统一般分布于湿润和半湿润地区，具有众多的营养级和非常复杂的食物网，是生产量最大的陆地生态系统。在适宜的水分条件下，温度的高低决定着生长季节的长短，生物群落的组成成分和结构特征，能量流动和物质循环的速率，以及生物生产量的水平。根据这些特征，可以划分为热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、亚寒带针叶林和寒带冻原等森林生态系统不同类型。森林生态系统以它巨大的生产量养育着各种各样的消费者和数量巨大的分解者。

热带雨林生态系统分布于赤道两侧南北20°之间，以南美洲亚马孙河流域、非洲刚果河流域和东南业热带地区面积最大。这些地区高温多雨；生产者以常绿的高大乔木为主；种群结构复杂，仅乔木就有4～5个垂直层次；个体数量巨大，每公顷可达50～70个不同树种；林内还有极其丰富的灌木、草本植物、藤本植物和附生植物；植物群落的季节变化不明显。食草动物有貘、象、猴、大猩猩和众多的啮齿类动物，食肉动物有虎、豹等，此外，林内还生活着种类和数量上众多的昆虫和鸟类，它们的食物分布在不同的营养级上。热带雨林的净初级生产量约为37.4×109t·a-1，占陆地净初级生产总量的32％。根据初步的估计，大约只有3.8％的净生产量保持在森林中，其余的部分则在食物链中进行着物质的循环和能量的传递。

草原生态系统一般分布于半湿润、半干旱的内陆地区，如欧亚大陆温带地区、北美中部、南美阿根廷等地，那里年降水量较少（250～450mm），且集中于夏季。生态系统的营养级和食物网相对简单一些。生产者以禾本科草本植物为主，消费者包括大型食草类动物如野牛、野驴、黄羊、野兔，穴居的啮齿类如田鼠、黄鼠、旱獭和食肉动物沙狐鼬和狼。草原生态系统的种类组成和生产量随当地降雨量多少而不同。世界草原的平均净初级生产量为500g·m-2·a-1，在水分不足的温带干旱地区，草原的生产量仅为100～400g·m-2·a-1，而在水分充足的亚热带地区，草地的生产量可高达600～1500g·m-2·a-1，草原生产量最高的是新西兰的常绿草地，约为3200g·m-2·a-1。

荒漠生态系统一般分布于亚热带和温带干旱地区，如欧亚大陆内部、美国中西部和北非及阿拉伯半岛等地，那里年降水量稀少（小于250mm）且气温变化剧烈，日较差很大。严酷的自然环境限制了许多植物的生存，生产者为数量很少的旱生小乔木、灌木或肉质的仙人掌类植物，种类贫乏，结构简单。由于食物的单调和缺乏，消费者的种类和数量都很少，常见的有蝗虫、蜥蜴、啮齿类和一些鸟类，它们通常也具有对干旱环境的很强适应特征如夏眠、夜行、耐旱等。荒漠的净初级生产量极低，约为3～

90g·m-2·a-1，是个十分脆弱的生态系统。

4．2 水域生态系统

地球上的水域包括海洋和江、河、湖泊，其中以海洋的面积最大，占地球总面积的三分之二以上。水作为生态系统的环境因素，与陆地有很大不同。水的密度大于空气，许多小型生物可以悬浮在水中，借助于水的浮力度过它们的一生；水的比热较大，温度变化明显小于陆地，为水生生物提供了稳定的生存环境；水是良好的溶剂，许多营养物质都可以溶解于水，为水生生物提供了养分的来源；除水体表面以外，水环境中的光照较弱，含氧量低，对水生生物的生长和繁殖起到限制的作用。根据水化学性质的不同，水域生态系统可划分为淡水生态系统和海洋生态系统。

淡水生态系统又可细分为流水生态系统（河流）和静水生态系统（湖泊、沼泽、池塘和水库等）两种。现以湖泊生态系统为例，说明淡水生态系统的特征。湖泊是地面上长期淹水的洼地，水流很慢，水的更换周期一般为十几年到数十年。在滨岸带，由于水层相对较浅，光照充足，营养物质丰富，使植物种类丰富，以水生维管束植物和藻类最为繁盛，它们是湖泊生态系统中有机物质的主要生产者。充足的食物养育着多种多样的消费者动物种群，如浮游甲壳类、螺、蚌、以及蛇、蛙、鱼、水鸟等大量脊椎动物。作为湖泊生态系统生产者的绿色植物，在滨岸带具有从湖岸向湖心方向呈同心圆状分布的特点，可进一步分为（图10-12）：

·湿生植物带：是由莎草科植物构成的湿草甸或短期积水的沼泽。

·挺水植物带：是长期积水的湖泊浅水带，常见的植物有芦苇、茭白、香蒲、水葱等，它们根和茎的下部浸在水中，上部挺出水面，形成郁闭的高草群落。

·浮叶植物带：随着水深的增加，挺水植物逐渐被睡莲、眼子菜等浮叶植物代替，这些植物的根着生在水底淤泥中，叶子和花漂浮在水面上。

·沉水植物带：再往深处，苦草、狐尾草、金鱼藻等沉水植物发育，它们的根系扎于湖底，茎、叶和花全部沉浸在水中。

由滨岸带再向湖心延伸，水面开阔，深度加大，有机物质和泥沙含量减少，湖水清澈，按透光程度和氧气含量分为表水层和深水层两个垂直层次。表水层光照充足，温度高，生产者以浮游植物为主，包括硅藻、绿藻、蓝藻、双鞭甲藻等，它们通过光合作用使该层中氧气含量高，从而吸引了众多的消费者，如原生动物、轮虫、枝角类和桡足类等。这些浮游动物又为自游动物——鱼类提供了丰富的饵料，使表水层成为多种鱼类生活的场所。深水层光照微弱，由于不能满足绿色植物光合作用的条件，所以，生物群落主要由异养动物和嫌气性细菌为主。鱼类等异养动物以各种小型浮游动物为食，细菌则分解各种有机残体，产生的无机物质可再度为藻类利用，形成养分的循环。湖泊生态系统的生产量平均为400g·m-2·a-1，低于陆地上的森林和草原生态系统。

随着工业化的进程，世界上许多湖泊遭到由氮、磷组成的人造有机物的污染，使藻类大量繁殖，不断消耗水中的溶解氧，并产生硫化氢等有毒气体，造成水质恶化，鱼类和其他水生生物的大量死亡，称为富营养化。在自然环境中，湖泊富营养化的形成则需数千年甚至上万年。

海洋生态系统的生产者由体型很小、数量极大、种类繁多的浮游植物如藻类组成，它们直接从海水中摄取CO2、H2O和各种无机养料。广阔的海洋和大量的食料为消费者提供了适宜的生存环境，使海洋动物的种类和数量异常丰富。由于生产者转化为初级消费者的物质循环效率高，在海洋上层浮游植物和浮游动物的生物量大致为同一数量级，即浮游植物的生物量几乎全部被浮游动物所消费。然而，海洋生态系统的平均初级生产量却仅