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受损生态系统的基本特征

时间:2024-11-12 百科知识 版权反馈
【摘要】:从生态完整性的角度分析,受损生态系统的共同变化特征主要有以下几个方面。由于受损生态系统食物关系的破坏,能量的转化及传递效率会随之降低。生态系统结构受到损害后,层次性简化以及食物网的破裂,使营养物质和元素在生态系统中的周转渠道减少、周转时间缩短、周转率降低,生物的生态学功能减弱。因此,受损生态系统功能的变化是判断生态系统损伤程度的重要标志。

生态系统受损后,原有的平衡状态被打破,系统的结构、组分和功能都会发生变化,随之而来的是系统稳定性减弱,生产能力降低,服务功能弱化等。从生态完整性的角度分析,受损生态系统的共同变化特征主要有以下几个方面。

(一)生物多样性变化

生境指生物生活的空间和其中全部生态因子的总和。与原生的生态系统相比,受损生态系统常表现为生态系统的特征种、优势种首先消失,与其共生的物种也逐渐消失,从属种和依赖种由于不适应突然变化的环境而消失。系统中的伴生种迅速发展,如喜光种、耐旱种,或尚能忍受生境变化的先锋物种趁势侵入,滋生繁殖。有的生态系统的植被类型在轻度破坏中物种增加,有的则减少;在强干扰时,受损的初期物种数减少,而后可能快速增加,其中某些物种随时间的推移而消失。物种多样性的数量可能并未有明显变化,多样性指数也可能并不下降,但是多样性的性质却发生了变化,质量明显下降,价值降低,因而功能衰退。

(二)层次结构简单化

生态系统受到损害,反映在生物群落中的种群特征上,常表现为种类组成发生变化,优势种群结构异常;在群落层次上,表现为群落结构的矮化,整体景观的破碎。如因过度放牧而退化的草原生态系统,最明显的特征是牲畜喜食植物种类的减少,其他植被也因牧群的损害,物种的丰富度下降,植物群落趋于简单化和矮小化,部分地段还因此出现沙化和荒漠化。

(三)食物网结构变化

受损的生态系统,在食物网的表现上主要是食物链的缩短或营养链的断裂,单链营养关系增多,种间共生、附生关系减弱,甚至消失,这种现象被称为食物网破裂。如湿地生态系统受到干旱气候的干扰,其水文动态会发生改变,首先是湿地植物因缺水而减少甚至消失,接着是依赖水和水生植物而生存的生物(如浮游动物、鱼类、鸟类等)也因失去了良好的栖居条件、隐蔽场所及足够的食物来源而逐渐消失。食物网的变化,会使生态系统中各物种的自我调节能力下降,极易受外来物种的影响,进而使整个生态系统的营养关系紊乱。

(四)能量流动效率降低

由于受损生态系统食物关系的破坏,能量的转化及传递效率会随之降低。主要表现为系统光能固定作用减弱,能流规模降低,能流过程发生变化,捕食过程减弱或消失,腐化过程弱化,矿化过程加强而吸收存储过程减弱,能流损失增多,能流效率降低。

(五)物质循环发生不良变化

生态系统结构受到损害后,层次性简化以及食物网的破裂,使营养物质和元素在生态系统中的周转渠道减少、周转时间缩短、周转率降低,生物的生态学功能减弱。由于生物多样性及其组成结构的变化,使系统中物质循环的途径不畅或受阻,包括系统中的水循环、氮循环和磷循环等发生改变。如森林生态系统由于大面积砍伐而受损,系统中的氮、磷等营养物质的循环不能在生命系统中正常进行,常随土壤流失被输送到水域生态系统,不仅造成森林生态系统内部营养物质的损失,而且还会引起水体富营养化等一系列次生环境问题。

(六)系统生产力变化

根据结构与功能相统一的原理,受损生态系统物种组成和群落结构的变化,必然会导致能流与物流的改变。物种组成和群落结构变化的影响,通常要反映在生态系统生物生产力的下降上,如砍伐后的森林、退化的草地等。当然,在某些特定条件下也有例外,如贫营养的水域中,适当地人为增加水体中的营养物质,不仅能提高生态系统的生物生产力,而且还能增加群落的生物多样性,改善生态系统中的生态关系。

(七)生物利用和改造环境能力弱化及功能衰退

这种能力弱化及功能衰退主要表现在:固定、保护、改良土壤及养分能力弱化;调节气候能力削弱;水分维持能力减弱,地表径流增加,引起土壤退化;防风固沙能力弱化;文化环境价值降低或丧失,导致系统生境的退化。其在山地系统中尤为明显。

(八)系统稳定性下降

正常系统中,生物相互作用占主导地位,环境的随机干扰较小,系统在某一平衡点附近摆动。有限的干扰所引起的偏离将被系统固有的生物相互作用(反馈)所抗衡,使系统很快回到原来的状态,系统维持稳定。但在受损生态系统中,由于结构、组成不正常,系统在正反馈机制驱使下远离平衡,其内部相互作用太强,以至系统不能稳定下去。

(九)土壤和微环境的变化

生态系统受损最直接和最主要的影响是对土壤和小环境的作用。当陆地生态系统受到干扰和破坏时,极易发生水土流失,使原来结构良好、肥力较强的土壤被冲走,土壤有机质含量逐步减少。生态系统大面积受损可能影响微气候,甚至区域气候。

综上所述,生态系统的受损过程首先是其组成和结构发生了变化,导致其功能和生态学过程的弱化,进而引起系统自我维持能力减弱且不稳定。但系统组成与结构的改变,是系统受损的外在表现,功能衰退才是受损的本质。因此,受损生态系统功能的变化是判断生态系统损伤程度的重要标志。另外,由于植物群落属于生态系统的第一生产者,是生态系统有机物质最初来源和能量流动的基础,所以,植物群落的外貌形态和结构状况又通过对系统中次级消费者、分解者的影响而决定着系统的动态,制约着系统的整体功能。因此,在受损生态系统中,结构与功能也是统一的,通过分析系统结构的改变,也可以推测出其功能的变化。

退化生态系统与正常生态系统的特征比较如表6-1所示。

表6-1 退化生态系统与正常生态系统特征之比较(据包维楷,陈庆恒,1999,修改)

续表6-1

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