书城工业技术环境·生态与可持续发展
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第22章 生态、人口与资源(4)

2.冻原的类型

冻原主要分布在欧亚大陆和北美大陆。

我国的冻原仅分布在长白山(海拔2100m 以上)和阿尔泰山(海拔3000m 以上)的高山地带。长白山的山地冻原的主要植物有仙女木、牙疙瘩、牛皮杜鹃、圆叶柳,并混生有大量的草本植物。阿尔泰山的冻原植物种类较少,属于干旱型的山地冻原,以镰刀藓(Drep anocladus)、真藓(Bryum)、冰岛衣属(Cetraria)等藓类和地衣植物为主。

3.2.2淡水生态系统的类型及其分布

淡水生物群落包括湖泊、池塘、河流等群落,通常是互相隔离的。淡水群落一般分为流水和静水两大群落类型。流水群落又可分为急流和缓流两类。急流群落中的含氧量高,水底没有淤泥,栖息在那里的生物多附着在岩石表面或隐藏于石下,以防止被水冲走。通常,有根植物难以生长,但有些鱼类(如大马哈鱼)能逆流而上,在此保证充分的溶氧供鱼苗发育。缓流群落的水底多淤泥,底层易缺氧,游泳动物很多,底栖种类则多埋于底质之中。虽然有浮游植物和有根植物,但它们所制造的有机物大多被水流带走,或沉积在河流周围。静水群落,如湖泊,分为若干带。在沿岸带(Littoral zone),阳光能穿透到底,常有有根植物生长,包括沉水植物、浮水植物、挺水植物等亚带,并逐渐过渡为陆生群落。离岸到远处的水体可分为上面的湖沼带(Limnetic zone)和下层的深底带(Profundal zone)。湖沼带有阳光透入,能有效地进行光合作用,有丰富的浮游植物,主要是硅藻、绿藻和蓝藻。深底带由于没有光线,自养生物不能生存,消费者生物的食物依赖于沿岸带和湖沼带的有根植物和湖沼带的浮游植物。温带的湖泊分为富养的和贫养的两类。富养湖一般水浅,贫养湖则深。大陆中的水体还有一些特殊的群落类型,如温泉和盐湖等。

组成我国淡水(湖泊、河流)植被的高等植物总数在50种以上,南方和北方有许多种类是共同的,但总的说来,南方的种类较多,区系比较丰富。

3.2.3海洋生态系统的类型及其分布

由于海水中生活条件的特殊,海洋中生物种类的成分与陆地成分迥然不同。

就植物而言,陆地植物以种子植物占绝对优势,而海洋植物中却以孢子植物占优势。海洋中的孢子植物主要是各种藻类。由于水生环境的均一性,海洋植物的生态类型比较单纯,群落结构也比较简单。多数海洋植物是浮游的或漂浮的,但有一些固着于水底,或是附生的。

海洋植物区系的地理分布也服从地带性规律。与陆地植物区系不同的是,寒冷的海域区系成分较为丰富,热带海洋中种属反而比较贫乏。这一点与陆地植物区系恰好相反。

海洋生物群落也像湖泊群落一样分为若干带:

1.潮间带(Intertidal)或沿岸带(Littoral zone)

即与陆地相接的地区。虽然该带内的生物几乎都是海洋生物,但那里实际上是海陆之间的群落交错区,其特点是有周期性的潮汐。生活在潮间带的生物除要防止海浪冲击外,还要经受温度和水淹与暴露的急剧变化,发展出许多有趣的形态和生理适应特征。潮间带的底栖生物又因底质为沙质、岩石和淤泥而分化为不同类型。

2.浅海带或亚沿岸带(Neritic 或Sublittoral zone)

包括从几米到200m 左右深的大陆架范围。世界主要经济渔场几乎都位于大陆架和大陆架附近,这里具有丰富多样的鱼类。

3.浅海带以下沿大陆坡之上为半深海带(Bathyl zone),而海洋底部的大部分地区为深海带(Abyssal zone)。深海带的环境条件稳定,无光,温度在0~4℃左右;海水的化学组成也比较稳定;底土是软的和黏泥的;压力很大(水深每增10m,压力即增加101.325×103Pa);食物条件苛刻,全靠上层的食物颗粒下沉,因为深海中没有进行光合作用的植物。由于无光,深海动物视觉器官多退化,或者具发光的器官;也有的眼极大,位于长柄末端,对微弱的光有感觉能力。深海动物适应高压的特征是有薄而透孔的皮肤,没有坚固骨骼和有力肌肉。

4.大洋带(Pelagic zone)

从沿岸带往开阔大洋,深至日光能透入的最深界限。大洋带面积很大,但水环境相当一致,唯有水温变化,尤其是暖流与寒流的分布。大洋带缺乏动物隐蔽所,故动物保护色明显。红树林、珊瑚礁、马尾藻海都属于海洋中特殊的生物群落类型。

河口湾是大陆水系进入海洋的特殊生态系统,由于许多河口湾是人类海陆交通要地,受人类活动干扰甚深,也易于出现赤潮。河口湾生态学是一个重要研究领域。

3.3生态危机

植被破坏是生态破坏的最典型特征之一。植被的破坏不仅极大地影响了该地区的自然景观,而且会带来一系列的严重后果,如生态系统恶化、环境质量下降、水土流失、土地沙化以及自然灾害加剧,进而可能引起土壤荒漠化,土壤的荒漠化又加剧了水土流失,以致形成生态环境的恶性循环。由此可见,植被破坏是导致水土流失并最终造成土壤荒漠化的重要根源。目前,全球大面积的荒漠化已严重影响了人类的生存环境。

3.3.1植被破坏

植被是全球或某一地区内所有植物群落的泛称。植被是生态系统的基础,为动物或微生物提供了特殊的栖息环境,为人类提供食物和多种有用物质材料。植被还是气候和无机环境条件的调节者、无机和有机营养的调节和储存者、空气和水源的净化者。植被在人类环境中起着极其重要的作用,它既是重要的环境要素,又是重要的自然资源。

1.森林破坏

森林曾经覆盖世界陆地面积的45%,总面积为6×107km2。有人认为,森林是陆地生态系统的中心,在涵养水源、保持水土、调节气候、繁衍物种、动物栖息等方面起着不可替代的作用。它还为人类提供丰富的林木资源,支持着以林产品为基础的庞大的工业部门。若非森林的荫蔽,人类的远祖不知何以栖身。

虽然历史上地球的森林广阔,但到19世纪初全球森林面积已减少到5.5×107km2,到1985年,全世界的森林面积为4.15×107km2,全球每年平均损失森林面积达约2×105km2。目前,森林面积已经缩小了1/3,世界林地约占陆地面积的1/3,共4×107km2,其中2/3为密林,1/3为由阔叶树与草地组成的疏林。热带森林是全球森林的重要组成部分,目前总面积为3×107km2。到2000年,全球已损失2.2×106km2的热带森林。

造成森林破坏的原因,主要是由于人们只把森林看作是生产木材和薪柴的场所,对森林在生态环境中的重要作用缺乏认识,长期过量地采伐,使消耗量大于生长量。其次是现代农业的有计划垦殖,使部分森林永久性地变成农田和牧场。

由于森林的砍伐速度大大超过其生长速度,世界上几个古代文明的摇篮大都已变为林木稀少之地,甚至沦为半荒漠和荒漠。欧洲大部分、亚洲北部、美洲西北部和美国东部等地区的天然林均已基本消失,现有森林多属树种单纯的次生林或人工林。只有俄罗斯得天独厚,其远东地区由于地广人稀和难以通行,保存了世界针叶林的一半,其中2/3为原始林。

热带森林原本由于难以通行而免遭砍伐,保存较好。但近几十年来在人口压力和经济刺激下,热带森林的砍伐速度大大增加。据联合国粮农组织和环境规划委员会联合研究,1981-1985年热带森林的砍伐速度为每年1.13×105km2,占热带森林总面积的0.6%。

我国森林破坏现象也较严重。据林业部门统计,建国初期我国林地曾达1.25×106km2,森林覆盖率为13%,目前估计覆盖率只有11.5%,不及世界平均覆盖率的一半。全国许多重要林区,由于长期重采轻造,导致森林面积锐减。例如,长白山林区1949年森林覆盖率为82.5%,现在减少到14.2%;西双版纳地区,1949年天然森林覆盖率达60%,目前已降至30%以下;四川省1949年全省森林覆盖率在20%左右,川西地区达40%以上,但到70年代末,川西地区覆盖率减到14.1%,全省减到12.5%,川中丘陵地带森林覆盖率只有3%。

森林的破坏导致了某些地区气候变化、降雨量减少以及自然灾害(如旱灾、鼠虫害等)日益加剧。据调查,我国四川省已有46个县年降雨量减少了15%~20%,这不仅使江河水量减少,而且旱灾加重。在四川盆地,20世纪50年代时,伏旱一般为三年一遇,现在变为三年两遇,甚至连年出现,而且旱期成倍延长。春旱也在加剧,由50年代的三年一遇变为十春八旱。自古雨量充沛的“天府之国”,现在却出现了缺雨少水的现象。黑龙江省大兴安岭南部森林被砍伐破坏后,年降雨量由过去的600mm 减少到380mm,过去罕见的春旱、伏旱近年来常有发生。另据云南、贵州的统计,因森林砍伐和植被破坏,旱灾频率成倍增加。“天无三日晴”的贵州,现在是“三年有两旱”。此外,森林的破坏,使原有的生态系统平衡失调,生物多样性锐减,给生态系统的良性循环造成重大危害。

为了保护环境、提高森林的覆盖率,我国政府和人民做出了积极的努力。1991年,全国森林面积为1.2863×106km2,森林覆盖率为13.4%(《中国21世纪人口、环境与发展白皮书》,1994),林木的生长量首次超过采伐量,林业生产开始走出低谷。但是应该指出,我国用材林的消耗量仍然高于生长量,大片森林继续受到无法控制的退化,很多水源林仍然遭到滥伐。1998年长江流域的大洪水又一次给我们敲起了警钟。

2.牧场退化

牧场包括草原、林中空地、林缘草地、疏林、灌木丛以及荒漠、半荒漠地区植被稀疏的地段,因此世界牧场的面积和分布难以统计。根据联合国粮农组织最近统计:①永久性草场(相当于生态学上草原的概念)总面积为3.16×107km2,占陆地面积的24%;②疏林总面积为1.37×107km2,占陆地面积的10.4%;③其他土地,包括灌木林、冻土地区和荒漠地区可进行季节性放牧或在多雨年用于放牧的土地,总面积为4.38×107km2,其中一半可作牧场,合2.19×107km2,占陆地面积16.6%。这三类牧场合计总面积为6.7×107km2,占陆地面积的51%。

这三类地区中,第一、二类自然条件较好,尤其是草原,其土地平坦,气候干爽,土壤肥沃,牧草鲜美,最宜放牧,亦可农耕。人类远祖离开森林以后的第一个居栖地就是草原,他们从这里开始了人类的农牧生活。

牧场是放牧家畜和野生动物栖息的地方。但是,过度放牧与不适宜的开垦耕种,往往引起牧场退化、土壤侵蚀和荒漠化。

目前,世界各地的牧场都有不同程度的退化,唯有欧洲情况较好。欧洲雨水丰沛,草种多经改良,草场管理有序,载畜量比其他地区高几倍。欧洲许多国家的肉奶制品不仅可以自给,而且有多余部分可供出口。北美诸国牧场经历过开发、滥用至逐步改善三个阶段,现已逐渐好转。发展中国家的牧场大多仍处于退化阶段,例如,非洲许多国家的牧场严重荒漠化,其原因不仅是由于过度放牧,还由于当地居民的过度樵采。在一些地区,牧场成为当地燃料的唯一来源,结果导致牧场的彻底破坏。南美的牧场也存在过度放牧和退化的情况,尤其是在阿根廷、巴拉圭、乌拉圭和巴西等国。

我国草原总面积约3.53×106km2,可利用的约3.1×106km2,占国土面积的40%以上,居世界第四位。但是由于长期以来对草原资源采取自然粗放式经营,过度放牧,重用轻养,乱开滥垦,使草原破坏严重,以致草原退化、沙化和碱化面积日益发展,生产力不断下降。目前,我国草地退化面积占可利用草地面积的1/3,并有继续扩展之势。内蒙古和青海许多牧场的产草量比20世纪50年代下降了1/3~1/2,而且质量变劣。虫害(主要是蝗虫)和鼠害是草场退化的另一原因,内蒙古地区的鼠害使牧草每年减产(3~5)×109kg。

森林面积锐减和草场退化都将给生态环境带来严重的后果,前者不仅使木材和林副产品短缺,珍稀动植物减少甚至灭绝,还造成生态系统恶化,环境质量下降,水土流失,河道淤塞,旱涝、泥石流等灾害加剧;后者可改变草原的植物种类成分,降低草场的生产力,破坏草场的动植物资源。

牧场退化是世界干旱区、半干旱区土地荒漠化的表现,从本质上说,这是一个社会经济问题,必须大力控制人口增长和促进经济发展,这类问题才能最终得以解决。

3.3.2水土流失

随着森林的砍伐和草原的退化,土地沙漠化和土壤侵蚀将日趋严重。据联合国粮农组织的估计,全世界30%~80%的灌溉土地不同程度地受到盐碱化和水涝灾害的危害,每年由于侵蚀而流失的土壤高达240×108t。有学者认为,在自然力的作用下,形成1cm厚的土壤需要100~400年的时间,因而土壤侵蚀是一场无声无息的生态灾难。