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2016年8月14日 作者:xwz2367609 [返回]
山地生态系统的基本单元和空间分异

通常所说的山地生态系统是就生态环境具有山地属性的生态系统的泛称,因此,也可以说是一个地()域性生态系统。在这样的地域性系统内,环境特质(包括地面形态、物质组成、物质运动方式、途径等)差异和生物种群与群落差异都很大,相应的生态系统结构、功能 (物质、能量运动特征)也有明显不同。据此,可以将这个地貌域生态系统划分成一个个基本或基层单元生态系统,即可以识别和具体操作的“硬”边界系统;并根据其中的环境异质性的分异界线和生物群落种类差异,进一步将基本单元山地生态系统划分成许多具有特质的亚生态系统,这在人们开发利用山地自然资源、保护山地环境的实践中具有重要理论意义。

 

1 、 山地基本单元生态系统——小流域生态系统

     从具体的而不是概念化的山地生态系统来说,山区小流域(荒溪|、溪沟流域)生态系统才是真正具有可操作性的山地生态系统。并且从“边界是系统成立的基本条件之一”这一要素来衡量,小流域生态系统的边界最容易辨识和控制。因此,小流域生态系统是研究山地生态系统的基本和基层单元。

       一个具有特征边界的小流域生态系统是一个半封闭系统。这里的“半封闭”是就系统内物质输人一输出关系和能量流动特征而言的。相对说来,它们不与相邻的同级小流域系统

发生直接的、有显性生态价值的非生物性物质交换。我们说“相对”不交换,是指不构成平()衡的双向交换,并不等于说物质不运动,也不是绝对不交换,只是其运动或各向交换的总合主要体现为单向流。其物质能量出口有二:一是小流域出口即沟口或溪、河口,小流域谷底作为全流域的汇生态库汇集的富含营养物质的细小泥沙、水分经出口输出到下游系统即更大的流域系统;二是生态系统中的消费者和人类对初级生产物的单向转移。其输入的物质能量除太阳能和人工能外,主要是系统自身基底——基岩、母质风化释放。所以,我们把这种通过一个固定出口单向输出水、沙(其中含有生态系统营养库的营养物质,而且是汇集了全流域的全营养物质)的小流域系统称为“半封闭”系统。

小流域生态系统是山地生态系统的基层单元。从理论研究角度,小流域系统是研究物质一能量运动的天然实验室。对一个小流域系统进行长期观测实验,是获得生态平衡、生态演化规律的理论信息的基本来源。从实践上说,按小流域系统进行生产规划、生态建设规划不仅利于操作,也符合自然规律,有利于保持山地生态系统的稳定和良性发展。

 

2、分水岭亚生态系统

包括独立山体的山脊及与之相邻的两侧动能潜势相对较小的缓坡地带。这类生态系统相对于整个山地区域而言恰似“岛屿”,无论是太阳辐射、大气流动状态、水文效应都具有显著的“岛屿”性,其地形异质性小,相应的地面物质理化异质性低,生物多样性也较坡地、谷地系统低。由于山脊本身形状差异,陡峭山峰分水岭生态系统与宽平缓山脊分水岭生态系统在生态功能上还有显著差别。

从物质一能量运动关系上说,自然的分水岭生态系统是一类典型的输出>输入的系统。按照“生态库”概念,分水岭生态系统是典型“源”生态库。这里既是分水岭生态系统自身的无机营养物质原始来源和补给源,又是向斜坡生态系统和谷地生态系统持续输送物质一能量的天然供给源。从另一方面说,景观完好、功能健全的分水岭生态系统也是坡地生态系统和谷地生态系统的保护神,即人们常说的生态屏障。在许多山地居民和民族文化中长期流传或信奉的“神山、山神、神林”的“神”,实质上就是生态系统的保护效果和作用。

 

3、斜坡亚生态系统

这是山地生态系统中最为复杂多变的山地生态亚系统。首先,因坡向和地形差异而导致太阳能入射及被地面和植物吸收、反射数量和作用的时间一空间差异。通常所说的阳

坡、阴坡、半阳坡、半阴坡就是对山地与太阳辐射关系的形象概括;也因此而导致了一个基层小流域内两坡生态系统生态关系(结构和功能关系)和生态效应的差异性,及相邻两个相互呈半封闭状态的基层小流域相同坡向生态关系和生态效应的相似性。其次,阴、阳坡也是一种对山地与太阳辐射关系的高度概括和简化描述,由于坡地本身空间变化的复杂性,同向坡面的生态结构、生态关系和效应是极其复杂的。特别是从物质运动条件、过程、途径等的能动变化特征分析,还有陡、缓坡;平直坡、梯形坡、不规则形状坡;(相对于坡地物质物理化学结构变化的)石质坡、土质坡以及石灰岩坡、花岗岩坡等差异。它们又都分别或协同作用从而影响坡地生态系统的生态关系和生态效应。所谓“斜坡()生态系统”本身又可进一步分出许多小冲沟、台地、凹地、凸地(地质上的龙爪坡地)等微环境单元,这些不同质(异质)的坡地物理环境及其形成的相应生境生态位对生物种群、群落结构及其功能和演替都将发生影响,由此而导致坡地生态系统的多样性、复杂性、多变性、无规律性,以及垂直方向(三维空间)上的层次性和平面方向上(二维空问)的起伏破碎性。

尽管坡地生态系统的环境异质性强、变化大,但是,从物质一能量运动特征和过程差异分析,不外两类:侵蚀坡生态系统和堆积坡生态系统。

 

4、谷地亚生态系统

无论分水岭、坡地还是谷地生态系统都是相对的,因为生态系统的开放性和生物的能动性,致使孤立性生态系统边界很难确定。它们之间总是在进行着物质、能量、信息的交流或传递。从“生态库”特征分析,相对于分水岭“源”生态系统而言,谷地生态系统则是典型的汇生态库;而处于两者之中的斜坡()生态系统则是以渠生态库为主要特征的集“源一渠一汇”特征于一体的耦合生态库。由于谷地亚系统的汇生态库特征,使之在水分、养分运动方面具有明显聚集性和综合性(即整个流域的养分组成都有不同程度的体现)。可以说谷地是所在小流域的全营养库,正如任何事物都有两面性一样,谷地亚系统处于两山低洼处,常常又是水分聚集处,对陆地生态系统而言,水的生态作用具有双重性。水分充足有利于生物生长发育,然而过多则可造成灾害;另一方面由于它不断汇集两坡来的化学活性较小的岩土物质,又使大量原有的有效态(活性)营养物质被掩埋而转变为潜在性,或被迁移流失,从而影响植物生长。干热河谷则是另一种情况,由于蒸发强烈,土壤干燥,生态系统表现为旱生景观,其生产力有时还低于分水岭系统。但若解决了供水问题,其巨大的潜在物质能量资源就会即刻转化为实在生物量和经济生产力。

此外,谷地的形状、谷底宽度、纵坡比降、物质组成等对太阳辐射的吸收、反射都有很大影响。对空气流动或风的产生、流动方向及其对水汽交换和生态系统内水分蒸发、蒸散作用都有很大影响。

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