第二章 湿地生态系统的组成与结构 删减版

第二章湿地生态系统的组成与结构

一、湿地生态系统的生物组分

生物部分组成

–根据它们获取营养和能量的方式，在能量流通和物质循环中所起作用不同，可分为三大基本类群：

• 生产者

• 消费者(异养生物)

• 分解者(异养生物)

1、湿地生态系统生产者－湿地植被

湿地植物是湿地其它生物类群生长和新陈代谢所需能量的主要来源。

不同类型湿地植被的种类组成、分布特征具有一定的差异。

湿地植被类型

湿地植被生态类型多样，分为：湿生植物、水生植物、盐生植物、耐盐植物、红树林

1.1 湿生植物

湿生植物是指生长在湿地或浅水区域的植物。

─ 阴生湿生植物：如有些蕨类、附生兰科植物等生活在热带雨林中，林内光照微弱，蒸腾也弱，故根系不发达，抗旱能力极差。

─ 阳生湿生植物：生活在阳光充足、土壤水分饱和的沼泽地区或湖边。如莎草科、蓼科和十字花科的一些种类，叶片上常有防止蒸腾的角质层，输导组织也发达。

1.2 水生植物

狭义的水生植物：只有植物体的部分或全部，长期离不开水域生活的植物。

广义的定义：（淡水和咸水）只要是生长在水边潮湿地上的植物，都应该归为水生

植物。

按水质分淡水和咸水植物。

按水流动性分流水和静水水生植物

水生植被分布不像陆生植被类型具有明显的地带性，多为广布种或世界种。但各地区水域环境并非完全一致，不同地带内也会出现不同的水生植被类型

按生态型，水生植物又包括：

挺水植物、浮叶植物、漂浮植物、沉水植物、浮游植物

1.3 盐生植物

指适盐、耐盐或抗盐特性的盐生植物，其组成的群落即为盐生植物群落，主要分布在温带，亚热带干旱、半干旱地区及滨海盐土地区。

有积盐植物和泌盐植物之分

1.4 耐盐植物

湿地植物中，有不少种类能够在不同含盐量的环境中生长，随着长时间的适应，形

成能够抵抗盐侵害的能力，从而在逆境环境中生存下来，成为耐盐湿生植物。

特别是在滨海湿地，有着非常丰富的耐盐湿地植物，如耐盐型芦苇等。

1.5 红树林

红树林是生长在热带、亚热带海岸潮间带的木本植物群落，也是唯一能形成海岸类型的活的生物群体。

2、湿地生态系统的消费者

湿地生态系统的消费者主要有具飞翔能力的鸟类和昆虫，适应湿生环境的哺乳类、两栖类和爬行类，以鱼类为代表的水生动物，以及种类繁多的底栖无脊椎动物。

3、湿地生态系统的分解者－微生物

微生物是湿地生态系统的分解者，它对湿地生态物质转化、能量流动起着重要作用，制约着湿地的类型和演替。

微生物对湿地区有机物及有毒物质具有降解净化作用。

湿地微生物主要是指水体中的细菌、真菌、霉菌和放线菌等。

根据细菌对氧气需求将其分为五类:

（1）好氧菌：要有氧气存在才能生长，降解糖类等高能分子时，使用氧作为最终电子接受者。

（2）微好氧菌：只能生存于氧气含量较低的环境，氧气浓度过高则因酶无法作用而死亡。

（3）绝对厌氧菌：若生存于无氧环境，因不具有超氧化物歧化酶和过氧化氢酶，将因为无法代谢有毒产物而死亡。

（4）耐氧性次氧菌：不使用氧气作为最终的电子受体(发酵)，因此不需要氧气，但由于

具有超氧化物歧化酶和过氧化氢酶，所以在有氧条件下可以代谢有毒产物，对氧具有一定的耐受性。

（5）兼性厌氧菌：有氧时进行有氧呼吸作用，无氧时进行发酵作用(利用硝酸根离子、硫酸根离子作为最终的电子受体)。

二、湿地生物的生态适应

湿地环境既不同于陆地，也不同于水域，其主要的环境因子通常对生物具有生理胁迫特征，如缺氧、较大幅度的盐度变化和水位波动等。

对于湿地独特的环境条件，特别是胁迫性因子，不同的生物类群、组织层次，具有不同的耐受、调节机制。

1、细胞水平的适应

（1）对缺氧的适应

当氧气开始成为限制因子，多数细胞、细菌等利用内部有机化合物作为电子受体。糖代谢的糖解或发酵途径产生厌氧产物丙酮酸，随之还原为乙醇、乳酸或其它还原有机化合物。

许多细菌是兼性厌氧菌，能从有氧呼吸转化为厌氧呼吸。其它一些细菌转化为专性厌氧菌，依赖特殊的电子受体而不是氧进行呼吸代谢。脱硫弧菌属就属于这一类，它

用硫酸盐作为最终的电子受体，形成硫化物使湿地有臭鸡蛋气味。

（2）对盐的适应

盐胁迫是双方面的—渗透性和直接毒性。

在细胞环境中盐浓度提高的即时效应是渗透。导致细胞质脱水。这一反应通常只需要几分钟时间，但它对细胞的影响可能是致命的。

尽管无机离子（如钠）的吸收可以缓解细胞膜间的渗透梯度，在细胞质中这些高浓度的离子也会对大多数有机体产生毒害，对有机体的生存造成威胁。

为了保持自身水势，具有盐适应性细胞的内部渗透浓度通常稍高于外部浓度。

细胞质中积累的离子被不太牢固地束缚住，或者细胞质内的水比外部水具有更有序的结构，结果使得细胞质内的钾和钠等离子不如外部溶液中的自由，但仍然满足渗透和生理活性。

3、维管束植物的适应性

1)对缺氧的适应

2)对盐的适应

3)光合作用的适应特征

4)植物的整体策略

1）对缺氧的适应

①通气组织比较发达

许多水生植物的根和茎都有气腔和通气组织，叶、茎和根部均有细胞间隙与气腔相通连，便于气体交换和满足各部分通气的需要。

②特殊器官

除了促进通气组织生成外，缺氧促进不定根的形成。

另一个由淹水诱发的反应是水生和半水生植物如荇菜和落羽杉快速的茎伸长。

在热带和亚热带海岸带的红树林通常在拱形支柱根支撑下生长。在高潮位以上，这些支柱根有无数的小孔隙(又称皮孔)，其下部为长而多孔的、内部充气的淹没的根。

③增压气流

即增压气体从表面流动到根周。空气进入地上叶子的内部充气空间，在由温度梯度和水蒸发压力产生的轻压的推动下下行。

④氧化根周

当中度缺氧的时候，通过许多湿地植物到根的氧扩散量增大，不仅可以供应根，还会扩散出来，给邻近的缺氧土壤充氧，产生有氧根周。在根周铁、锰等离子趋向于被氧化和沉淀，其毒性也被有效地解除。

有氧根周的存在，是识别湿地的重要方法。

⑤水的吸收

植物对厌氧环境不耐受的典型表现是减少水的摄取，即使水充足的情况下也是如此，这可能是根代谢全面降低的反应。

水摄取减少导致与干旱条件相同的症状：气孔关闭，吸收二氧化碳减少，蒸发作用的减少以及萎蔫气孔的关闭受脱落酸调节，根部淹水导致叶片组织中脱落酸的浓度提高。

⑥营养吸收

土壤中许多营养物质的可利用性受缺氧环境的影响。尽管一些研究表明大多数耐淹种的营养吸收没有呈现出变化，但是其它研究已证明充足的氧是营养吸收所必需的（缺