1. 共建種生物群落都有哪些
建群種是優勢種中的最優者,即蓋度最大,多度也大的植物物種。如果群落中的建群種只有一個,則稱為「單優種群落」。如果有兩個或兩個以上同等重要的建群種,就稱為「共優種群落」或「共建種群落」。熱帶森林幾乎全是共建種群落,北方森林和草原,則多為單優種群落,但有時也存在共優種,如由貝加爾針茅和羊草共建的草甸草原群落。
2. 中國北方森林群落現代花粉與植被和氣候的關系
中國地域廣闊、山體眾多,是世界上植被類型最豐富的國家。在大尺度的宏觀范圍內,中國的植被的分布規律遵循緯向地帶性、經向地帶性和垂直地帶性的規律,還受到地形,氣候等因素的影響。我國植被分布具有明顯的緯向地帶性和經向地帶性。由於我國位於世界上最廣闊的歐亞大陸東南部的太平洋西岸,西北部深入大陸腹地。冬季盛行著大陸來的極地氣團或北冰洋氣團,常形成寒潮由北向南運行。夏季盛行著由海洋來的熱帶氣團和赤道氣團,主要是太平洋東南季風和印度洋西南季風帶著濕氣吹向大陸。又由於我國地形十分復雜,高山眾多。東西走向的山脈對寒潮向南流動起著不同程度的阻擋作用,成為溫度帶的分界線。 東北至西南走向的山脈對太平洋東南季風深入內陸起著明顯的屏障作用,與劃分東南濕潤氣候區和西北乾燥氣候區的分界上有著密切的關系。西藏高原南部東西走向的山脈和南北走向的橫斷山脈,對印度洋西南季風的入境起著嚴重的阻礙作用。另外,來自北赤道的暖洋流在接近我國台灣東岸時,順著琉球群島轉向日本本州東岸方向向東流去,因此這支暖洋流對我國大陸,特別是對北方氣候未能發生直接增溫加濕的作用,所以我國溫帶具有明顯的大陸性氣候。 在上述所有自然地理條件的綜合影響下,我國從東南沿海到西北內陸受海洋季風和濕氣流的影響程度逐漸減弱,依次有濕潤、半濕潤、半乾旱、乾旱和極端乾旱的氣候。相應的植被變化也由東南沿海到西北內陸依次出現了三大植被區域,即東部濕潤森林區、中部半乾旱草原區、西部內陸乾旱荒漠區,這充分反映了中國植被的經向地帶性分布。
3. 森林的生態體系是怎樣構成的
碳循環過程 全球氣候變化與森林生態系統一直是國內外全球變化研究的熱點領域,內容主要涉及氣候變化對森林群落和樹種的空間分布影響、組成結構的變化、林木的生理生態響應和生物生產力的變化、森林的碳匯作用和碳平衡等。 大氣CO2濃度升高的直接作用和氣候變化的間接作用表現在兩個方面。一般認為,CO2濃度上升對植物起著「施肥效應」作用。因為在植物的光合作用過程中,CO2作為植物生長所必須的資源,其濃度的增加有利於植物光合作用的增強,從而促進植物和生態系統的生長和發育。目前,大部分在人工控制環境下的模擬實驗結果也表明,CO2濃度上升將使植物生長的速度加快,從而對植物生長和生物量的增加起著促進作用,增益變幅為10-70%,尤其是對C3類植物,其增加的程度可能更大。但是,CO2濃度升高對植物的影響根據其所在的生物群區、光合作用和生長方式的不同而存在著較大的差異。一般認為,CO2濃度升高對森林生長和生物量的增加在短期內能起到促進作用,但是不能保證其長期持續地增加。 森林生產力是評價森林生長狀況和森林生態系統功能的主要指標之一。大氣中CO2濃度上升及由此而引起的氣候變化將影響森林的生產力。由於生產力與氣候(水熱因子)間存在著一定的關系,因此人們常用氣候模型(如Miami模型等)估算大尺度生產力。對於未來氣候變化對生產力的影響也常利用GCM模型對未來氣候情景進行預測,再根據預測結果估算生產力,最後與當前氣候情形下所模擬的結果相比較。基於全球變化的預測情景,中國森林生產力將有所增加,增加的幅度因地區而異,變化在12%~35%。由於不同的GCM模型對未來氣候模擬預測的結果不同,因此對生產力變化的預測也表現出一定的差異。此外,氣候變化對森林生產力影響的預測目前僅僅考慮氣候與生產力的線性平衡關系,而沒有考慮其它自然和人為因素的影響;在預測過程中假定森林植被的分布不隨氣候的變化而發生改變;預測中所選用的氣候因子是其年平均值,而沒有考慮其季節變化和森林的適應性變化。所以,預測的結果並不能准確地反映出未來的實際情況。 關於森林在陸地碳匯中所起的作用,至今沒有形成一致的觀點。北美的實測和模型研究表明,北半球中高緯度森林植被是一個重要的匯,它在減小碳收支不平衡中起著關鍵作用。然而,根據加拿大、美國、歐洲、俄羅斯和中國的森林清查數據計算結果表明,北半球森林對碳的凈吸收量有限,20世紀90年代初期年吸收量為0.6-0.7Pg,其中80%以上發生在溫帶地區,且受林火、棄耕和造林的影響,寒帶地區的生長則被火和其它干擾抵消了;與大氣碳量變化相比較,森林以外可能存在有其它重要的陸地碳匯。 方精雲等利用 1949年至 1998年間 7次森林資源清查資料,結合使 森林 動物
用森林生物量實測資料,採用改良的生物量換算因子法,推算了我國 50年來森林碳庫和平均碳密度的變化,分析了中國森林植被的CO2源匯功能。結果表明,70年代中期以前,中國森林碳庫和碳密度年均減少約0.024Pg;之後呈增加趨勢,在最近的20多年中,森林碳庫年平均增加0.022Pg。這種增加主要由人工造林增加所致,自20世紀70年代中期以來,人工造林累計吸收固定0.45 Pg的碳。另外,氣溫上升和CO2 濃度施肥效應也可能是促進森林生長增加固碳能力的重要原因。 目前,國際上普遍採用微氣象技術測定方法開展森林植被的CO2通量觀測或稱渦動相關法研究森林的大空間尺度碳平衡規律。國際上已經建立的CO2通量觀測網路站點有100多個,分別隸屬於歐洲通量網(EUROFLUX)、美洲通量網(AmeriFlux)、加拿大北方森林通量網(BOREALS)、地中海通量網(MedeFlux)、澳洲通量網(Oznet)和亞洲通量觀測網(ASIAFLUX)。從全年的CO2通量觀測結果分析,無論是北方森林、溫帶森林還是熱帶森林均表現為碳匯,但是碳匯強度大小受森林類型、氣候環境變化、自然與人為干擾的影響。我國於2001底開始構建了CO2通量觀測網,其中大部分是開展森林生態系統CO2通量觀測研究。 全球變化相關的森林研究的未來發展趨勢:加強森林土壤碳儲量、土壤有機碳組分與周轉、土壤呼吸及碳釋放動態變化規律研究;土地利用變化對森林碳儲量、組分、動態和殘留的影響以及不同土地利用方式下碳的源、匯分析評價;開展不同經營措施和管理方法對森林碳儲量、碳平衡過程與變化規律的研究。 森林生態系統養分循環過程 在生態系統中,養分的數量並非是固定不變的,因為生態系統在不斷地獲得養分,同時也在不斷地輸出養分。森林生態系統的養分在系統內部和系統之間不斷進行著交換。每年都有一定的養分隨降雨、降雪和灰塵進入到生態系統中。森林中的大量葉片有助於養分的吸取,岩石的化學風化也能增加生態系統的養分數量。活的植物體能夠產生酸,而死的植物體的分解過程中也能產生酸,這些酸性物質能溶解土壤的小石子以及下層的岩石。當岩石被溶化時,各種各樣的養分元素得到了釋放並有可能被植物吸收。這些酸性物質在土壤的形成過程中起到了關鍵的作用。山體上坡的雨水通過土壤滲漏也可以為下坡的生態系統帶來養分。多種微生物依靠自身或與固氮植物結合可獲取空氣中的游離氮(這種氮不能被植物直接吸收利用),並把它轉化成有機氮為植物所利用。 一般地說,在一個充滿活力的森林生態系統中,地球化學物質的輸出量小於輸入量,生態系統隨時間而積聚養分。當生態系統受到火災、蟲害、病害、風害或採伐等干擾後,其形勢發生了逆向變化,地球化學物質的輸出量大大超過了其輸入量,減少了生態系統內的養分積累,但這種情況往往只能持續一、兩年,因為干擾後其再生植被可重建生態系統保存和積累養分的能力。當然,如果再生植被的生長受到抑制,那麼養分丟失的時間和數量將進一步加劇。如果森林在足夠長的時間內未受干擾,使得樹木、小型植物及土壤中的有機物質停止了積累,養分貯存也隨之結束,那麼此時地球化學物質的輸入量與輸出量達到了一個平衡。在老齡林中,不存在有機物質的凈積累,因此它與幼齡林及生長旺盛的森林相比貯存的地球化學物質要少。地球化學物質的輸出與輸入平衡在維持生態系統長期持續穩定方面起到了很重要的作用。 森林水文過程 森林水文學,包括森林植被對水量和水分循環的影響及其環境效應,以及對土壤侵蝕、水質和小氣候的影響。 森林能否增加降水量,是森林水文學領域長期爭論的焦點問題之一。迄今為止,關於森林與降水量的關系存在著截然相反的觀點和結果。一種觀點認為森林對垂直降水無明顯影響,而另一種觀點認為森林可以增加降水量。森林植被對流域產水量的影響,也存在著同樣的爭論。這些爭議的存在引起了對森林植被特徵與水文關系機制研究的重視。國內外已有較多的冠層水文影響研究。森林地被物的水文作用正逐漸得到重視,除攔截降水和消除侵蝕動能外,還能增加糙率、阻延流速、減少徑流與沖刷量,今後需要深入開展地被物對產流和匯流過程的調控機制研究。根系層土壤是形成森林植被水文功能的核心地帶,根系層水文過程是森林植被水文功能形成機制的關鍵,也是國內外研究的前沿問題。 蒸散一般是森林生態系統的最大水分支出,蒸散研究目前已進入水分能態學和SPAC或SVAT階段。森林蒸發散受樹種、林齡、海拔、降水量等生物和非生物因子的共同作用。隨緯度降低,降水量增加,森林的實際蒸散值呈現略有增加的趨勢,但相對蒸散率(蒸發散占同期降水量之比)隨降水量的增加而減少,其變化在40~90%之間。 森林對水質的影響在歐美研究較多,主要包括兩個方面:一是森林本身對天然降水中某些化學成分的吸收和溶濾作用,使天然降水中化學成分的組成和含量發生變化;二是森林變化對河流水質的影響。20世紀70~80年代,酸雨成為影響河流水質和森林生態系統健康的主要環境問題。為了定量評價大氣污染對森林生態系統物質循環的影響,森林水質研究受到了廣泛的重視。隨著點源和非點源污染引起水質退化成為影響社會經濟可持續發展的重大環境問題,建立不同時間和空間尺度上化學物質運動的模擬模型,成為當前評價森林水質影響研究的主要任務,當然需要首先合理布設水化學剖面來確定化學物質循環的路徑。 80年代以來,地理要素的空間異質性對水文過程的影響逐漸得到重視,並開展了以此為基礎的分布式水文模型的研究。現有的分布式水文模型主要有短時間尺度模型(ANSWERS)和長時間尺度模型(RHESSys、FLATWOODS、Ythan等)兩大類型。這些模型的模擬結果表明,預測值與觀測值吻合較好。分布式模型考慮了空間異質性,但是沒有對空間異質性本身的內在規律進行探討,在實際操作中存在著主觀性。基本空間單元的大小是研究中首先解決的問題,然而,研究者多根據研究區域的大小和資料的空間解析度來確定其大小,這就給模擬結果帶來了不準確性。目前,隨著3S技術的發展,分布式模型正逐步成為流域和水資源管理的重要手段。在此基礎上,分布式水文模型有望解決森林水文學中長期面臨的尺度轉換問題。 森林生態水文學未來研究的重點:需要突出森林植被作為水文景觀的動態要素,將森林植被的結構、生長過程、物候的季相變化(植被冠層葉面積指數和植被根系生長動態)耦合到分布式生態水文模型中,全面客觀地闡明森林植被與水分相互作用以及參與流域水文調節過程與機制;在森林大流域水文過程研究方面,從流域集總式水文模型向分布式水文模型研究發展,同時強調森林植被的生態水文過程與自然地質水文過程有機結合,既考慮森林植被參與的生態水文過程又考慮流域內的時空異質性變化和水文的物理傳輸過程,藉以更有效地預測和評價流域內的自然、人為因素對水文過程的影響,從而科學指導森林植被的建設和可持續經營。 森林能量過程 能量流動是生態系統的主要功能之一。能量在系統中具有轉化、做功、消耗等動態規律,其流動主要通過兩個途徑實現:其一是光合作用和有機成分的輸入;其二是呼吸的熱消耗和有機物的輸出。在生態系統中,沒有能量流動就沒有生命,就沒有生態系統;能量是生態系統的動力,是一切生命活動的基礎。 生態系統最初的能量來源於太陽,綠色植物通過光合作用吸收和固定太陽能,將太陽能變為化學能,一方面滿足自身生命活動的需要,另一方面供給異養生物生命活動的需要。太陽能進入生態系統,並作為化學能,沿著生態系統中生產者(procers)、消費者(consumers)、分解者(decomposers)流動,這種生物與生物間、生物與環境間能量傳遞和轉換的過程,稱為生態系統的能量流動。在生態系統中,能量流動服從於熱力學第一定律和第二定律。 生態系統中能量流動特徵,可歸納為兩個方面,一是能量流動沿生產者和各級消費者順序逐步被減少,二是能量流動是單一方向,不可逆的。能量在流動過程中,一部分用於維持新陳代謝活動而被消耗,一部分在呼吸中以熱的形式散發到環境中,只有一小部分做功,用於形成新組織或作為潛能貯存。由此可見,在生態系統中能量傳遞效率是較低的,能量愈流愈細。一般來說,能量沿綠色植物向草食動物再向肉食動物逐級流動,通常後者獲得的能量大約只為前者所含能量的10%,即1/10,故稱為「十分之一定律」。這種能量的逐級遞減是生態系統中能量流動的一個顯著特點。 目前森林能量過程的研究多以干物質量作為指標,這對深入了解生態系統的功能、生態效率等具有一定的局限性。研究生態系統中的能量過程最好是測定組成群落主要種類的熱值或者是構成群落各成分的熱值。能量值的測定比干物質測定能更好地評價物質在生態系統內各組分間轉移過程中質和量的變化規律;同時,熱值測定對計算生態系統中的生態效率是必需的。 能量現存量(standing crop of energy,SCE)指單位時間內群落所積累的總能量。包括生態系統中活植物體與死植物體的總能量,是根據系統各組分樣品的熱值和對應的生物量或枯死量所推算的。由於能量貯量與生物量正相關,生物量大,能量現存量也愈大。生物量主要取決於年生產量和生物量凈增量,喬木層不但干物質生產量較大,而且每年絕大部分生產量用於自身生物量的凈增長,年凋落物量很小,其現存量較大。下木層和草本層年生產量小,特別是林冠層郁閉度過大的林分,加之大部分能量以枯落物形式存在,其現存量較低。對於整個生態系統,要獲得最大的能量積累,必須合理調配喬、灌、草的空間結構,提高系統對能量的吸收和固定。 森林生物過程 在生物多樣性與生態系統功能方面,張全國等將多樣性對生態系統功能作用機制的有關假說分為統計學與生物學兩大類:前者從統計學角度來解釋觀察到的多樣性-系統功能模式,包括抽樣效應、統計均衡效應等;而後者是基於多樣性的生物學效應給出的,包括生態位互補、種間正相互作用、保險效應等。這方面還需要深入研究的關鍵問題包括:生物多樣性怎樣影響生態系統抵禦不利環境的能力,或者說生物多樣性與生態系統維持或穩定的關系如何?景觀的改變如何通過影響不同水平生物多樣性的變化而影響生態系統功能?物種之間相互關系怎樣影響生態過程,繼而影響生態系統功能?生態系統的關鍵種及其作用如何?生態系統中是否存在物種冗餘?不同類群的生物怎樣影響生態系統功能等。 植物多樣性的測度與取樣尺度密切相關,植物多樣性隨不同取樣尺度的明顯變化存在著復雜的作用機制。不是某一種過程決定各種不同尺度上物種豐富度變化,而可能是不同的過程決定著不同的空間尺度下的植物多樣性,這需要深入地了解在小尺度上的物種共存機制和景觀大尺度上依距離變化的物種組成的替代機制。 森林生物多樣性形成機制與古植物區系的形成與演變、地球變遷與古環境演化有密切關系;現代生境條件包括地形、地貌、坡向和海拔高度所引起的水、熱、養分資源與環境梯度變化對森林群落多樣性的景觀結構與格局產生影響,從而形成異質性的森林群落空間格局與物種多樣性變化;自然和人為干擾體系與森林植物生活史特性相互作用是熱帶森林多物種長期共存、森林生物多樣性維持及森林動態穩定的重要機制。 森林採伐一般對生物多樣性產生影響。森林採伐後樹種多樣性隨不同時空尺度的變化及其生態保護的意義目前國際上存在爭議。人類活動引起的全球環境變化正在導致全球生物多樣性以空前的速度和規模產生巨大的變化,而且生物多樣性的變化被認為是全球變化的一個重要方面。在全球尺度上影響生物多樣性的主要因素包括土地利用變化、大氣二氧化碳濃度、氮沉降、酸雨、氣候變化和生物交換(有意或無意地向生態系統引入外來動植物種)。對於陸地生態系統而言,土地利用變化可能對生物多樣性產生最大的影響,其次是氣候變化、氮沉降、生物交換和大氣二氧化碳濃度增加。其中,熱帶森林區和南部的溫帶森林區生物多樣性將產生較大的變化;而北方的溫帶森林區由於已經經歷了較大的土地利用變化,所以其生物多樣性產生的變化不大。 群落中的物種如何共存是群落生態學研究的重要問題之一,目前已經有多種理論或假說,如種庫理論(species pool theory)、更新生態位理論(regeneration niche theory)、資源比率/異質性假說(resource ratio/heterogeneity hypothesis)、競爭共存理論(competitive coexistence theory)、生態漂變理論(unified neutral theory)干擾假說(disturbance hypothesis)等,它們從進化、歷史、資源共享、空間異質性以及生態尺度等方面來解釋群落物種共存的機制。 建立關於種群的數學模型是定量描述種群動態、種間關系等的重要手段。如單種群模型、多種群動力學模型以及變維矩陣模型、灰色系統模型、模糊數學模型、突變論模型等常被應用於種群的動態分析。在種間作用關系方面,涉及寄生-寄生者模型、捕食者-獵物模型、功能反應模型、多物種共存模型以及種間偏利模型、種間偏害模型等。
http://ke..com/view/327235.htm
4. 什麼是共建種生物群落
生物群落指生活在一定的自然區域內,相互之間具有直接或間接關系的各種生物的總和。與種群一樣,生物群落也有一系列的基本特徵,這些特徵不是由組成它的各個種群所能包括的,也就是說,只有在群落總體水平上,這些特徵才能顯示出來。生物群落的基本特徵包括群落中物種的多樣性、群落的生長形式(如森林、灌叢、草地、沼澤等)和結構(空間結構、時間組配和種類結構)、優勢種(群落中以其體大、數多或活動性強而對群落的特性起決定作用的物種)、相對豐盛度(群落中不同物種的相對比例)、營養結構等。
5. 什麼叫台原生態系統
1)苔原生態系統 苔原主要分布在北緯60。以北,是永久凍土帶,那裡的土壤從幾厘米以下終年冰結,因此,對植物的生長和分布有很大的影響。
苔原地帶沒有喬木,其他植物長得也很矮小。在苔原的沼澤地區,長滿了各種苔類,禾本科植物很少。在苔原的其他地區,主要生長著石南灌叢、低矮的草本被子植物和地衣,其中地衣是極地苔原最典型的植物。苔原生態系統的消費者主要有馴鹿、麝牛、北極兔、旅鼠、北極狐和狼等,還有一些鳥類。那裡幾乎沒有爬行動物和兩棲動物,昆蟲的種類也很少。
2)高山草甸生態系統:由寒冷中生多年生草本植物為主的植物群落。在我國以嵩草屬植物組成的植物群落為主。具有草層低矮,結構簡單、草群生長密集、生長季節短、生物生產量低等特點。多數植物具有叢生、蓮蓬狀、株矮等抗寒特性,花一般大而美麗。生活在那裡的動物都是耐寒的動物,皮毛比較厚實。
草甸不是某一氣候帶固有的,包括山地垂直氣候帶。它是分布所有地帶的適宜條件下,呈斑點狀嵌入地帶性生態系統中。只要是在中度濕潤、通氣、溫度和土壤有機物質條件適宜即可生長發育。其屬於陸地生態系統,營養機養結構。
6. Ⅰ、由於濕地獨特的水文條件,使得濕地生態系統具有與其他生態系統不同的特點.對全球氣候變化有重要影響
Ⅰ(1)碳循環是組成生物體的碳元素在無機環境和生物群落之間不斷循環的過程,有機碳主要通過植物的光合作用將無機碳固定下來.
(2)由表中數據可知濕地生態系統中的土壤中儲存的碳最多,這樣有利於減少大氣中的二氧化碳量.
(3)與熱帶森林相比,北方森林雖然植被碳儲量較小,但土壤中碳儲量較高原因是北方氣溫低,土壤微生物代謝能力弱,分解有機物少.
Ⅱ(1)生物多樣性具有直接價值、間接價值和潛在價值.烏魚的葯用意義是體現生物多樣性的直接價值.由題干信息可知,烏魚與泥鰍之間是捕食關系,二者是兩個物種,存在著生殖隔離.
(2)水蚤和泥鰍之間不僅是捕食關系,還存在競爭關系.
(3)小球藻吸收多氯聯苯,進入烏魚體內的途徑:
7. 求翻譯謝謝
根據下面的非生物因素排名苔原,北方森林,落葉林,草原生物群落降序排列,並解釋你的選擇
a上雨量
b溫度
c季節長度
d生物多樣性
e生物質
8. 原始森林的介紹
原始森林(英語:Old-growth forest),又稱原生林,是指一個森林已經達到非常長久的年齡而沒有遭到顯著的干擾,從而表現出獨特的生態特徵,並可能被歸類為頂極群落。原生特性包括多樣化的樹有關的結構,提供多樣化的野生動物棲息地,增加了森林生態系統的生物多樣性。多樣化的樹結構的概念包括多層樹冠和樹冠間隙,很大變化的樹的高度和直徑,多樣的樹種和綱,和多種大小的木質殘體。 世界上最大的原始森林是加拿大寒溫帶針葉林,被稱為偉大的北方森林,不僅有巨大的生態價值,還是眾多野生動植物的原產地。該針葉林從美國的阿拉斯加州起,一直延伸至大西洋,所覆蓋范圍的總面積是美國加州的12倍。地球上有四分之一的原始森林都屬於這里。針葉林的獨特地形不僅為無數大灰熊、狼、駝鹿以及馴鹿提供了保護所,每年還有數十億的北美水鳥、鳴禽聚集在這里交配,繁衍後代。
9. 生物群落結構
在植物群落中生物分布不均勻,其結構可分為垂直結構和水平結構。
垂直結構:在一些森林群落中,植物分層現象明顯,高大的樹木占據森林的最上層,形成喬木層(林冠),向下是灌木層和草本層。通常北方森林分層明顯,而熱帶雨林分層則不十分顯著。雨林高大繁茂,大部分陽光被頂部樹冠層攔截,分配到灌木層的陽光大約只有10%,能到達地面的陽光微乎其微,以致地被層不發育,而向上攀援的藤本植物和附生植物卻十分豐富。灌木叢和荒漠植被群落缺少喬木層,草原、草甸群落一般僅有草本層。
水平結構:群落的水平結構是指不同植物在水平方向上的配置狀況。一個植物群落中物種組成和數量上的比例,在水平方向上的配置往往不均勻,造成物種呈斑塊狀分布。群落水平方向的不一致性,稱為群落的鑲嵌性。
生境異質性(成土母質、土壤類型和水分條件等差異)和物種的繁殖方式(無性繁殖、親代擴散方式等)是造成水平結構復雜的主要原因。
10. 關於植被的問題
植被恢復誤區一:
大量使用外來物種
要談外來物種,必須先理解生態系統的含義。
生態系統是由生物物體及其生存環境所構成的相互作用的動態復合體。這是一個看起來很簡單的概念,但其中所包含的內涵一直被人們所忽略。中國搞了幾十年的植被恢復工作,其實一直都沒有真正理解一個問題——什麼是生態系統?更沒有按照生態系統的自然規律,開展植被恢復的工作。
生態系統是經過成百上千年的長期進化而形成的。其中生存的動物和植物不僅適應了當地的自然地理氣候條件,而且更重要的是物種之間形成了很復雜的相互作用的關系,也正是這些關系使得這個生態系統成為一個穩定的和能夠自我維持的體系。因此,一個生態系統中的物種組成和比例絕不是隨意的。
外來物種是對於一個生態系統而言,其中原來並沒有這個物種的存在,它是藉助人類活動越過不能自然逾越的空間障礙而進來的。在自然情況下,自然或地理條件構成了物種遷移的障礙,依靠物種的自然擴散能力進入一個新的生態系統是相當困難的。但是現在人類有意或無意的活動卻使物種的遷移越來越頻繁。
如果這些外來種在新的生態系統中立住腳,能夠自行繁殖和擴散,而且對當地的生態系統和景觀造成了明顯的改變,它們就變成外來入侵種。因此「外來」這個概念不是以國界,而是以生態系統來定義的。經常有人問為什麼四大家魚也成了外來物種,它們不是我國土生土長的物種嗎?是的,四大家魚在中國南方地區是當地的土著物種,但如果它們被引入雲南、青海、新疆等高海拔地區的水域中,它們就成了外來物種。雲南高海拔水域中生物多樣性減少的最主要原因就是外來魚種的入侵。
植被恢復誤區之二:
忽略了健康生態系統要求的異質性
天然的生態系統具有多種多樣的異質性(或稱多樣性),這包括物種組成上的異質性、空間結構上的異質性、年齡結構上的異質性以及資源利用上的異質性等等。這些異質性為多種動植物的生存提供了各種機會和條件,因此利於提高生物多樣性水平。
而人工林的建設過程中卻忽略了天然林對異質性的要求,所形成人工林的特點就是均一。
這是兩片緊鄰的北方森林,上面是天然火災後的幼年林,下面是倖免於火災的成熟林,其中的物種組成和空間結構存在顯著差異。
人工林常是單一物種,其年齡結構也相同,為整齊劃一,還成行成列等間距地排列。這樣形成的樹林,樹木之間難以形成自然競爭,更難以形成高低錯落、層次豐富的結構。這些樹木長大後,樹冠層一樣高,很容易阻擋大部分陽光,限制林下其他植物的生長。
大部分天然林是樹齡交錯的,總有發育良好的樹苗和補充樹層,以及成熟樹木,這使得森林系統具有自我維持的能力。不同的動物常常需要生活在不同的空間結構層次上,不同的鳥類可能生活在樹冠層、中層喬木、接近地面的灌木,或者地面上。植物也有喜光、耐蔭等多種類型,耐蔭的植物必須要有上層植物遮擋陽光才能生存。
所有天然生態系統的這些異質性,在自身演替過程的不同階段會有所變化。例如幼年林,由於樹冠層還不豐滿,往往有大量光線透射到地面,林下植被生長旺盛,而且種類多樣。而成熟林的樹冠層郁閉好,限制了林下植被的生長,所以林下植被不如幼年林豐富而層次多樣。因此同一片天然植被,成熟林和幼年林中的植物物種組成和數量是有變化的,相應地其中生活的動物類群和數量也有很大不同。
但是所有的天然生態系統,即使是成熟林,都有一定程度和規模的空隙。這是因為小規模干擾總是存在,例如樹木倒下(因為樹木的自然死亡或風暴等自然因素),大型動物(如大象)或大群動物(獼猴或羚牛等)的活動,改變了物理條件。林冠打開後,喜光的樹苗就會借機生長發育起來。
忽略了物種之間的生態交互作用
一個生態系統之所以具有自我更新和維持的能力,因為其中的物種之間存在著緊密的交互作用關系,物種間的這些交互作用關系是維持生態系統健康的基礎。
大多數植物的種子得以傳播、擴散,甚至有的是生根發芽,依賴的是傳播種子的媒介動物;控制病蟲害的天敵動物,控制著蠶食植被或引起疾病的生物的數量,使生態系統不會因為某種昆蟲的過度繁殖而導致生態系統崩潰;枯枝落葉和倒下的樹木,養活了許多動物,特別是土壤動物和微生物;分解枯枝落葉,加速土壤營養循環的動物,對維持生態系統內的正常營養循環,起著重要的作用。
樹木和其他植物沒有授粉或傳播種子的媒介就不能繁殖和擴散。應該保護野生動物,充分發揮它們作為授粉和種子傳播媒介的作用。
昆蟲的傳粉,對大多數植物的繁衍具有重要作用
種子粘在動物的毛皮或羽毛上被傳播。
一些動物採食果實,種子隨糞便得以傳播。其他的,例如採食針葉樹種子的鳥類,在食物採集期間偶然地傳播種子。靈長類、雉類、鴿子和果蝠用這種方法傳播大型果實,夜鶯和畫眉等小型鳥類則傳播漿果類小種子。這些都可以顯著地加快植被的自然擴展。在熱帶和亞熱帶地區最重要的種子傳播者包括哺乳動物中的果蝠、獼猴、長臂猿和靈貓,鳥類中的擬啄木鳥、犀鳥、鴿子、闊嘴鳥、烏鴉、鶲、夜鶯、綉眼鳥、噪鶥、鶥和啄花鳥等。
植被恢復初期選擇種植具有大量小型果實的灌木或其他小型植物,如懸鉤子(Rubus)和花楸(Sorbus)等,以吸引野生動植物來採食嫩葉、花卉或果實。如果只種植長青的松柏和萬年青等,鳥類和其他動物將很難在這種環境中生存。
在進行植被恢復的時候,必須考慮到野生動植物之間的相互關系,採取適當的方法促進建立這種良好的關系,應該被認為是植被恢復的必須步驟。而且可以利用物種之間的這種關系,來加快植被的恢復工作。
在離森林邊緣幾百米的地方為膽小的動物(例如雉類)栽種庇蔭覆蓋植物,或者生長迅速的食物源,將吸引鳥類走進或飛越開闊地採食,同時留下來自森林的其他種子。幼齡森林缺少樹洞,使用設計合適的盒子可以為啄木鳥、貓頭鷹、山雀和其他鳥類,以及蝙蝠提供臨時巢穴或棲居地,這些鳥可以吃掉大量威脅樹木生存的昆蟲。還可以在適當的地方給動物配備水源。
這些動物的出現可以帶來其他天然植被區的植物種子,這些種子落地生根,能夠促進該地區植被逐漸向天然植被的方向恢復。
豐富的水源(如圖中滴水的龍頭)和食物資源可以吸引鳥兒,促進天然傳播
很多人認為,枯枝落葉是生態系統的廢棄物,可有可無,認為從森林中取走不會對生態系統帶來不良影響。這實際上是不正確的作法。把枯枝落葉從森林中取走用作燒柴,常常造成生態系統演化的停滯或退化。同樣將城市中的枯枝落葉掃走,也損害了生態系統的正常營養循環和健康。
把枯枝落葉森林中取走用作燒柴,常常造成生態系統演化的停滯或退化
朽木與枯枝落葉對森林的功能與恢復非常重要。森林中的營養循環與能量流動主要依賴於朽木與枯枝落葉。枯枝落葉是植物將生長過程中從土壤和空氣中吸收的營養,光合作用形成的碳水化合物返回到土壤中的必經之路。如果沒有這個過程,土壤中的肥力會逐漸消耗殆盡。而且落葉對地表的覆蓋可以減少地表被太陽直射,減少雨水的沖刷,保持地表濕潤,冷的時候增加土壤溫度,熱的時候降低土壤溫度。落葉的覆蓋為地面動物的生存提供了條件,增加了動物的數量和活動。這些動物(包括很小的無脊椎動物和微生物)的活動,促進了土壤的改良,加速了生態系統的物質循環。
枯枝落葉覆蓋的地方生命活動十分復雜而多樣。它們是生態系統的重要組成部分,充滿生機,發揮著十分重要的生態功能
許多蕨類和苔鮮植物在倒木上發芽
倒木通常含有高比例的碳、氮與磷和礦質元素,如鉀、鈣、鎂與鈉。倒木上的菌類可固氮。樹木的種子(例如冷杉Abies和鐵杉Tsuga)以及蕨類和苔蘚的孢子在腐爛的倒木上得以發芽,倒木也可以為幼苗提供營養和水分,倒木上存在的不利於苗木存活的病原菌要比林地少。
許多微生物、無脊椎動物、爬行類、兩棲類、鳥類和哺乳類要靠倒木提供隱避處和食物。這將有助於控制森林害蟲,並進一步促進生態系統的恢復。人工清除倒木將降低森林的土壤肥力和生態功能。
植被恢復誤區之四:
忽略了農業區的植被恢復
圖中顯示大量土壤被風颳走
我國典型的農業生產方式是大面積連綿不斷的農田,頻繁的蟲害,使農業依賴於殺蟲劑,土壤營養只是消耗沒有返回,使農業依賴於化肥。如今農業區已經成為生物多樣性的重要障礙之一。動植物很難跨越這么大的空間范圍,找不到可以棲息的天然植被、水源和食物。化肥和農葯也已經成為當地野生動植物的致命威脅。
我們還不得不承認,農業區的土壤退化和沙化已經是北方沙漠化的重要成因。圖中的石頭表面以上是以前的農業區土壤表面位置,經過30多年,可以明顯看出被風颳走的土壤層深達3米。
北方的農田是沙塵的重要來源
根據《2002年中國人類發展報告》,我國東北的黑土層估計會在50年內消失。黑龍江和吉林是我國重要的穀物生產基地,總面積為117800平方公里,每年產大約1000萬噸日用穀物。該地區的水土流失已經威脅到38%的總土地面積,每年上層土壤平均流失0.3-1厘米。50年代,黑土層深度為60-70厘米,現在一半以上已經消失。黑土層完全流失的地方,土地的生產力已大部分喪失。據估計,以現在的土壤流失速度,半個世紀內,農場的現存黑土層將完全流失。由於天然肥力降低,估計每年造成的經濟損失在5千萬到1億美元。另外還導致生態惡化和更頻繁的洪水、乾旱和沙塵暴。
當務之急不僅要盡快停止開墾新的農田,現存的農業區也要加強植被的恢復和保持工作。
最好的方法是在農業區保留鑲嵌的天然植被。
農業區的天然植被可以養育天敵動物來幫助控制農業害蟲
在農業區保留當地天然植被帶或斑塊,以供作為控制害蟲和授粉媒介的野生動植物所用。這樣既可以改進水文,為農作物提供庇蔭和防風沙保護,還可保護生物多樣性及其景觀價值。同樣,沿堤壩、路邊或農村未使用的地塊,種植當地樹木亦可緩解當地對燃料的需求,減少對天然植被的壓力。另有研究表明:農業區的天然植被可以為當地畜禽提供遮蔭和保護,能夠提高畜禽產量。將溪流兩岸的植被恢復,可以作為控制鼠害的一種策略。
另外保持天然植被的這種連通性對物種的保護具有十分重要的意義。世界自然基金會曾經在西雙版納做過一個實驗。傣族聚集區有一種習俗是在住家附近保留一些天然植被,供奉為「龍山」。這些天然植被的面積小的有幾公頃,大的到數百公頃。對這些大小不同的「龍山」的研究發現,天然植被面積越大,其中生存的鳥的種類越多。有兩個例子除外,一個是一片小的森林,與相鄰的大森林僅由一條30米寬的河分隔開;另外一個斑塊與最近的大森林相隔超過2公里,但是有一條蜿蜒的河床相連,沿河床堤岸有一排樹木,大都只有一棵樹那麼寬。這個斑塊中的鳥類種類數量和2公里外的大森林中的一樣多。
由此可以看出,植被斑塊的連通性對維持當地的物種生存、數量和多樣性具有重要作用。農業區中的天然植被在很大程度上起著這種重要的連通作用,對於物種的遷移、停留和擴展發揮著關鍵作用。因此應在農業區加強天然植被的恢復工作,這些恢復起來的天然植被可以成為重要物種的停留地,而且對農業的防沙治沙,保持水土,減少對殺蟲劑的依賴等都有很大的好處。
植被恢復誤區之五:
覆蓋率常被用作唯一的評估標准
對植被恢復工作是否成功,我們需要有一定的指標進行衡量。我們還需要了解正在進行的植被恢復工作是否按照我們預計的目標進行。這些目標包括環境效益、生物多樣性保護以及經濟可持續能力等。監測將有利於隨著情況的變化,相應地調節管理措施。因此在植被恢復過程中的監測工作也是十分重要的。但長期以來我們常常把植被的覆蓋率作為植被恢復是否成功的唯一標准。事實證明這是十分錯誤的。
以四川西南地區為例。這兩張圖是西昌地區的邛海,從圖上看,森林覆蓋非常好。這是40-20年前飛播的雲南松林。
一個生態系統是否健康需要有許多評價標准
可是到樹林中看看,才知道這是一片極不健康的森林。林下植物種類貧乏或根本沒有。可以想像這樣的森林在雨季能夠儲存多少水分,在旱季又能釋放出多少水分,它對當地的生物多樣性能夠有多少貢獻。經過這樣思考後,我們還能認為這樣的森林有多麼成功嗎?
一個地區的植被恢復怎麼樣才能算是成功的呢?
水土保持是主要目標時,監測體系顯然應該強調植被在水土保持中的有效性。這包括測量干濕兩季水的徑流量變化,以及水流中沉積物的含量。有效降水量系數是重要指標,它度量了滲入中底層土壤中的降水量,標示了土壤吸收水分的能力。
監測生態完整性也很重要。生物多樣性是一個很好的指標,因為它代表了一個地區的生態系統是否健康以及它的發展方向。物種多樣性(或者說物種的種類數量)是指標之一,當然這個指標要謹慎使用,一方面,物種種數並不一定與生態系統的健康狀況成正比,而且因為有的人認為外來入侵種也是增加了當地的物種數量。生態系統本身的結構變化,不同林層優勢種的組成,以及優勢種的均勻度是生態完整性的重要組成部分。
另一種方法是監測生態過程。例如養分和能量的流動,分解率和生產率,以及生態系統中的主要生態功能群體(分解者、草食者、種子傳播者、食肉動物等)的豐富度,關鍵種以及被保護的特殊物種的種群數量(瀕危物種、野生親緣種、昆蟲生物群落等)也都是重要的指標。
植被恢復誤區之六:
對當地瀕危物種的需要缺乏考慮
植被恢復應使用的物種和恢復的規模應根據當地動植物的需要進行考慮。瀕危(或旗艦)動植物的保護是當前自然保護的重要目標之一。如果從當地瀕危物種的需要去考慮選擇適當的物種和適當的方法,一方面可以有利於這些瀕危物種的生存,也會極大地有利於當地其他物種的保護和恢復。
有些瀕危物種具有特定的生態需求。例如,遷徙水禽的生存需要恢復重要途徑地的濕地植被。熱帶的食果實動物,如長臂猿,需要封閉的林冠才能夠在其家園范圍穿梭,才能採食不同果樹上的果實。這些樹木結果的時間應該是交錯的,才能保證長臂猿一年四季都可以找到食物。但是這只有在相當復雜的、種類豐富的常綠森林中才有可能。長臂猿無法在人工純林或沒有食物(如無花果)的森林裡生存。同樣,食肉動物也不能居住在孤立的小森林裡,因為這里沒有足夠大的捕食基地可以養活一個能自我維持的種群。因此,要種植可以用作野生動植物棲息地的森林,必須考慮棲息地斑塊的大小和物種混合的程度。
大熊貓分布圖:顯示棲息地的分割狀況
連通性原則是非常重要的。2002年在世界著名雜志《科學》(Science)上有一篇文章,叫做《變化景觀中的大熊貓》(Giant Panda in Changing Landscape)。在這篇文章中,作者提出大熊貓棲息地存在的重大問題之一是植被破壞造成的種群隔離,使位於不同棲息地的大熊貓之間很難進行基因交流,因此造成近親繁殖而最終導致種群衰退。左圖很好地顯示了大熊貓棲息地的分割情況。目前我國的禁伐令、退耕還林、天然林保護工程和自然保護區建設工程等,為大熊貓的生存提供了一個很好的機會,大熊貓的棲息地可能將得到很大程度的改善和提高。那麼在這些地區進行植被恢復的時候應積極考慮到,如何有利於實現這些分割的斑塊之間的連通性。這些地區應該使用什麼物種,如果還是種植外來物種(日本落葉松和桉樹),或其他的單一經濟作物等,實際上對大熊貓的保護是沒有什麼好處的。
我國幾乎所有地方都有一定數量的瀕危物種存在,各個地區在進行植被恢復的時候,需要根據當地的生態情況和瀕危物種的需要進行考慮。
植被恢復誤區之七:
城市綠化忽略了植被的生態功能
城市中的花園、公園和綠地,過於強調觀賞性而忽略其生態價值,大量種植一年種一次的花卉、四季常綠物種(松柏和萬年青等),卻沒有考慮到種植的這些植物究竟對這個地區有多少生態方面的價值,能否養育當地的各種動物,這樣的植被能否不依賴於人類的幫助正常生長,並給人類帶來好處。
城市因為高密度人口和鋼筋水泥的建築,已經使城市的人們對自己的生活環境沒有太高的要求。難道城市中就不能有天然的植被嗎?當然不是。下面是筆者在加拿大和美國的城市中拍攝的一組圖片。這里也是城市,其中的公園卻是以天然植被為主。
有人問,城市中就這么大點地方,也要恢復成天然植被,是否要求太過分了,而且能否實現也是問題。
但是下面這一組圖片卻很能說明問題。這是四川都江堰的一個小三叉路口。比較這三塊植被,情況會一目瞭然。右下腳的天然斑塊筆者仔細數過,僅高大的樹木就有12個種,隱藏在樹冠下的灌木和草種數量會多出至少幾倍。相對而言,另外兩邊的植被過於人工化,而且生態功能非常有限,需要除草、施肥和澆水等大量的人工維護。而這一小片天然植被,是如此的小,它說明任何一個小的腳落都可以恢復到具有足夠的生態功能。
很多人已經厭倦了城市的環境,但大部分人仍然不得不生活在城市裡。我們能為改善我們的城市環境做些什麼呢?
除了降低污染源外,改善城市的生態狀況是提高城市人們生活質量的最好方法。這要求我們在進行城市綠化的時候以實現城市植被的完整生態功能為主要目標。植被的基本生態功能包括:
1. 水土保持的功能。這除了高大的樹木外,需要加強地表灌木撫育。大家不太重視灌木和地表植被,實際上灌木和地表植被在水土保持、隔離雜訊,為小鳥和其他動物提供食物等方面具有十分重要的作用。
2. 自我更新的能力,或者說我們恢復起來的植被應該可以不依賴或最小程度地依賴於人類的幫助。這些植被必須要適應當地環境,包括對水分、土壤、溫度等的適應,需要有能力繁殖和擴散,營養能夠得到正常循環,病蟲害能夠有足夠的天敵進行控制等。
棄覆憩魚
這條鑽進入成新旅遊鞋裡休息的小魚屬於隆頭魚科厚唇魚,它在不經意間也成了「嗜鞋族」。向海里仍東西,本是不文明行為。但居然就有小生物巧妙地把它變成自己的家園。這給我們一個啟示,我們可以有意識的為生物提供藏身、休息和棲息的環境,有利於更多種類和數量的生物生存。
3. 養育當地動植物的能力。這要求在植被恢復過程中,充分考慮當地動植物的需要。種植動物能夠採食和棲息的植物,這是我們經常種植的常綠樹種,例如松樹和萬年青等,所不能提供的。種植多樣的植物,以滿足不同動物的需求。還需要為動物提供水源和適宜的棲息場所。舉一個例子,左圖中報道的是扔在海里的旅遊鞋成了魚兒生存的地方。我們當然不是鼓勵向河流或池塘中亂丟東西,但這卻給我們一個啟示:城市的人工池塘一直是光滑的鋼筋水泥作底,為了生物的需要,可以把表面做得凹凸不平,放上一些利於水生生物躲藏的有空洞或通道的東西,添上土或自然沉積物,有意識地促進淺水區植被的生長。周圍的陸地也需要保持良好的植被,使水中和陸地植被連成一體,其交接處將形成生物最豐富的所在,人類的活動應適當遠離這些地區。可以設立適合於天然環境且比較隱蔽的觀賞小徑和小橋,使之成為城市人觀察和欣賞野生動植物四季變化,郊遊休閑和宣傳保護教育的重要去處。
總之,城市中,特別是像中國這樣自然資源已經十分貧乏,生態破壞十分嚴重的國家,城市的綠化應該以恢復自然生態為主要目標,應該把非自然的展示減小到最小程度。
我國的園林部門除了發展各種觀賞植物,也應該從改善城市植被的生態功能出發,充分重視城市自然生態的研究和恢復。
建立充滿生機的人工池塘是實現城市生態環境改良的一個重要部分
讓我們的公園生長的是當地天然的植被,讓這些植被除了美觀以外,能夠給我們生活在城市的人們提供更多的服務:新鮮的空氣、干凈的地下水、更小的噪音和更少的污染