生態系統的功能
❶ 生態系統服務的功能價值主要有哪些類型
1、直接使用價值:
包括消費性直接使用價值和非消費性直接使用價值。消費性使用價值反應的是被入侵影響的某些基於市場的某些商品和服務的貨幣價值,如城市水供應、牲畜、糧食等。採用基於價格的評價方法可以很容易地進行評價。但應當注意區分社會價格和私人價格。
私人價格是指在市場上直接看到的價格,因為其中包括政府政策影響導致的變形,如稅收、補貼、高估的交換率等,它們往往不能反應與環境損害有關的成本和在勞動力、土地、資本市場方面的失敗,因此就不能代表商品和服務對社會的真正價值。
如果一個農民在用水方面得到了政府的補貼,則他付出的市場價格往往是低於社會價格的。因此,在收益一成本分析中應當採用社會價格(在計算中對私人價格中政策影響部分、環境外部性、市場失效進行了調整後的價格)。
2、間接使用價值:
間接使用價值主要包括由於入侵造成的某些生態系統服務的損失,更難評價。例如,一種外來植物入侵影響到某流域的生態系統服務功能,並且影響該系統的火發生頻率和原來森林對緩解溫室氣體的作用。
這種情況下可以採用替代成本法進行評價,即替代自然水資源的某種供水計劃的成本,替代自然溫室氣體吸收的某些工業排放的降低成本。但這樣得到的結果只是對已經損失的生態系統服務的價值的一個大致的估計,替代成本不一定和喪失的服務價值有直接的關系。
另外一種評價方式是估計在一個沒有入侵發生的生態系統中水供應和溫室氣體吸收的價值,它反應的是已經被入侵種佔領的一片土地的機會成本。當機會成本高到一定程度,表明採取控制和恢復項目以消滅入侵種在經濟上和社會方面是值得的。機會成本區別與替代成本在於它只是針對已經損失的收益進行計算,而不是總體成本。
3、總價值和邊際價值:
在評價入侵的各種價值時,應注意區分總價值評價和邊際價值評價。許多入侵的經濟分析研究中主要分析了隨時間變化不同控制策略的總的成本和收益。但是對於入侵,相關政策問題可能是核心問題,即不採取某種有效控制就會導致入侵增加。
(1)生態系統的功能擴展閱讀:
價值評價方法:
(1)市場價格法:用生態系統產品或服務在商品市場上買賣的價格來估計其經濟價值。
(2)生產力方法:通過生態系統產品和服務對商品市場上貨物的貢獻率來估計其經濟價值。
(3)享樂價值法:通過評價生態系統產品和服務對其他商品的市場價格的影響來估計其經濟價值。如房子價格變化反映地區環境特性的價值。
(4)旅行費用法:估計用於休憩的生態系統或立地的經濟價值,假定立地的價值在有多少人願意去旅遊上得到反映。
(5)損失避免、取代成本、替代成本法:用避免導致生態系統服務損失的成本、採用其他方式取代相應生態系統服務的成本和提供替代服務的成本來估計其經濟價值。
(6)條件價值法:基於假定的場景,直接詢問人們對特定環境服務的支付意願,主要用於估計非使用價值。
❷ 生態系統的三大功能和特點
生態系統的三大功能分別是能量流動、物質循環、信息傳遞。
1、能量流動有兩大特點分別是能量流動是單向的和能量逐級遞減。
2、物質循環是指生態系統的能量流動推動著各種物質在生物群落與無機環境間循環。這里的物質包括組成生物體的基礎元素:碳、氮、硫、磷,以及以DDT為代表的,能長時間穩定存在的有毒物質
3、信息傳遞是指物理信息(physical information)指通過物理過程傳遞的信息,它可以來自無機環境/也可以來自生物群落,主要有:聲、光、溫度、濕度、磁力、機械振動等。
(2)生態系統的功能擴展閱讀:
一、生態價值
1、潛在價值
潛在價值指的是人類尚不清楚的價值。
2、直接價值
直接價值包括對人類的醫葯、仿生、文藝、旅遊等非實用意義的價值。
3、間接價值
間接價值亦稱「生態功能」,指的是對生態環境起穩定調節作用的功能,常見的有:濕地生態系統的蓄洪防旱功能、森林和草原防止水土流失的功能。生物多樣性的間接價值遠大於直接價值。(穩態與環境125~126)
二、生態系統的組成
非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者。其中生產者為主要成分。不同的生態系統有:森林生態系統、草原生態系統、海洋生態系統、淡水生態系統(分為湖泊生態系統、池塘生態系統、河流生態系統等)、農田生態系統、凍原生態系統、濕地生態系統、城市生態系統。
其中,無機環境是一個生態系統的基礎,其條件的好壞直接決定生態系統的復雜程度和其中生物群落的豐富度。
生物群落反作用於無機環境,生物群落在生態系統中既在適應環境,也在改變著周邊環境的面貌,各種基礎物質將生物群落與無機環境緊密聯系在一起。
而生物群落的初生演替甚至可以把一片荒涼的裸地變為水草豐美的綠洲。生態系統各個成分的緊密聯系,這使生態系統成為具有一定功能的有機整體
❸ 什麼是生態系統服務功能
是指人類直接或間接從生態系統得到的利益,主要包括向經濟社會系統輸入有用版物質權和能量、接受和轉化來自經濟社會系統的廢棄物,以及直接向人類社會成員提供服務(如人們普遍享用潔凈空氣、水等舒適性資源)。生態系統產品和服務是生態系統服務功能的同義詞。
生態系統服務(Ecosystem services)指人類生存與發展所需要的資源歸根結底都來源於自然生態系統。這就是生態系統服務的基本原則。
❹ 生態系統有哪些結構和功能
生態系統結構主要包括組分結構、時空結構和營養結構。
生態系統功能是生態系統所體現的各種功效或作用。主要表現在生物生產、能量流動、物質循環和信息傳遞等方面,它們是通過生態系統的核心生物群落來實現的。
生物生產是生態系統的基本功能之一。生物生產就是把太陽能轉變為化學能,生產有機物,經過動物的生命活動轉化為動物能的過程。生物生產經歷了兩個過程:植物性生產和動物性生產。兩種生產彼此聯系,進行著能量和物質交換,同時,兩者又各自獨立進行。
(4)生態系統的功能擴展閱讀:
在不同的地理環境條件下,受地形、水文、土壤、氣候等環境因子的綜合影響,植物在地面上的分布並非是均勻的。有的地段種類多、植被蓋度大的地段動物種類也相應多,反之則少。這種生物成分的區域分布差異性直接體現在景觀類型的變化上,形成了所謂的帶狀分布、同心圓式分布或塊狀鑲嵌分布等的景觀格局。
例如,地處北京西郊的百家疃村,其地貌類型為一山前洪積扇,從山地到洪積扇中上部再到扇緣地帶,隨著土壤、水分等因素的梯度變化,農業生態系統的水平結構表現出規律性變化。山地以人工生態林為主,有油松、側柏、元寶楓等。
洪積扇上部為旱生灌草叢及零星分布的杏、棗樹。洪積扇中部為果園,有蘋果、桃、櫻桃等。洪積扇的下部為鄉村居民點,洪積扇扇緣及交接窪地主要是蔬菜地、苗圃和水稻田。
❺ 生態系統的主要功能
生態系統的主要功能是物質循環和能量流動,處於平衡的生態系統物質循環和能量流動會處在一個動態平衡狀態
,各營養級生物(生產者,消費者,分解者)數量將穩定在一個水平上。
❻ 生態系統具有哪些結構與功能特性
生態系統是各種生物與其周圍環境所構成的自然綜合體。所有的物種都是生態系統的組成部分。在生態系統之中,不僅各個物種之間相互依賴,彼此制約,而且生物與其周圍的各種環境因子也是相互作用的。從結構上看,生態系統主要由生產者、消費者、分解者所構成。生態系統的功能是對地球上的各種化學元素進行循環和維持能量在各組分之間的正常流動。生態系統的多樣性主要是指地球上生態系統組成、功能的多樣性以及各種生態過程的多樣性,包括生境的多樣性、生物群落和生態過程的多樣化等多個方面。其中,生境的多樣性是生態系統多樣性形成的基礎,生物群落的多樣化可以反映生態系統類型的多樣性。
❼ 生態系統的功能有什麼
生態系統的基本功能包括能量流動,物質循環和信息傳遞三個方面。
1能量流動折疊
能量流動指生態系統中能量輸入、傳遞、轉化和
能量傳遞
喪失的過程。能量流動是生態系統的重要功能,在生態系統中,生物與環境,生物與生物間的密切聯系,可以通過能量流動來實現。能量流動兩大特點:單向流動,逐級遞減。
過程折疊
①能量的輸入
生態系統的能量來自太陽能,太陽能以光能的形式被生產者固定下來後,就開始了在生態系統中的傳遞,被生產者固定的能量只佔太陽能的很小一部分,下表給出太陽能的主要流向:
項目
反射
吸收
水循環
風、潮汐
光合作用
所佔比例
30%
46%
23%
0.2%
0.8%
然而,光合作用僅僅是0.8%的能量也有驚人的數目:3.8×10^25焦/秒。在生產者將太陽能固定後,能量就以化學能的形式在生態系統中傳遞。
②能量的傳遞與散失
能量在生態系統中的傳遞是不可逆的,而且逐級遞減,遞減率為10%~20%。能量傳遞的主要途徑是食物鏈與食物網,這構成了營養關系,傳遞到每個營養級時,同化能量的去向為:未利用(用於今後繁殖、生長)、代謝消耗(呼吸作用,排泄)、被下一營養級利用(最高營養級除外)。
註:糞便屬於上一營養級同化的能量。
營養關系折疊
生態系統中,生產者與消費者通過捕食、寄生等關系構成的相互聯系被稱作食物鏈;多條食物鏈相互交錯就
形成了食物網。食物鏈(網)是生態系統中能量傳遞的重要形式,其中,生產者被稱為第一營養級,初級消費者被稱為第二營養級,以此類推。由於能量有限,一條食物鏈的營養級一般不超過五個。
生態金字塔
生態金字塔是以面積表示特定內容,按營養級至下而上排列形成的圖示,因其往往呈現金字塔狀,故名。常用的有三種:能量金字塔、生物量金字塔、生物數量金字塔。
①能量金字塔(energy)
含義:將單位時間內各營養級所得能量的數量值用面積表示,由低到高繪製成圖,即為能量金字塔。
能量金字塔
特點:能量金字塔永遠正立,因為生態系統進行能量傳遞是遵守林德曼定律,每個營養級的能量都是上一個營養級能量的10%~20%。
②生物量金字塔(biomass)
含義:將每個營養級現存生物的有機物質量用面積表示,由低到高繪製成圖,即為生物量金字。
特點:與能量金字塔基本吻合,因為營養級所獲得的能量與其有機物質的同化量正相關。
③生物數量金字塔(Eltonian pyramid)
含義:將每個營養級現存個體數量用面積表示,由低到高繪製成圖,即為生物數量金字塔。
特點:形狀多樣,並不總是正立。例如,幾百隻昆蟲和數只鳥可以同時生活在一棵樹上,出現「下小上大」的現象。
2物質循環折疊編輯本段
主條目:生物地球化學循環
生態系統的能量流動推動著各種物質在生物群落與無機環境間循環。這里的物質包括組成生物體的基礎元素:碳、氮、硫、磷,以及以DDT為代表的,能長時間穩定存在的有毒物質;這里的生態系統也並非家門口的一個小水池,而是整個生物圈,其原因是氣態循環和水體循環具有全球性,一個例子是2008年5月,科學家曾在南極企鵝的皮下脂肪內檢測到了脂溶性的農葯DDT,這些DDT就是通過全球性的生物地球化學循環,從遙遠的文明社會進入企鵝體內的。
按循環途徑分類折疊
氣體型循環(gaseous cycles)
元素以氣態的形式在大氣中循環即為氣體型循環,又稱「氣態循環」,氣態循環把大氣和海洋緊密連接起來,具有全球性。(吳人堅141頁)碳-氧循環和氮循環以氣態循環為主。
水循環(water cycle)
水循環是指大自然的水通過蒸發,植物蒸騰,水汽輸送,降水,地表徑流,下滲,地下徑流等環節,在水圈,大氣圈,岩石圈,生物圈中進行連續運動的過程。水循環是生態系統的重要過程,是所有物質進行循環的必要條件(吳人堅143)
沉積型循環(sedimentary cycles)
沉積型循環發生在岩石圈,元素以沉積物的形式通過岩石的風化作用和沉積物本身的分解作用轉變成生態系統可用的物質,沉積循環是緩慢的、非全球性的、不顯著的循環。沉積循環以硫、磷、碘為代表,還包括硅以及鹼金屬元素。(吳人堅141~142)
常見物質的循環折疊
碳循環(carbon cycle)
碳元素是構成生命的基礎,碳循環是生態系統中十分重要的循環,其循環主要是以二氧
碳循環
化碳的形式隨大氣環流在全球范圍流動。碳-氧循環的主要流程為(可參見右圖):
①大氣圈→生物群落
·植物通過光合作用將大氣中的二氧化碳同化為有機物
·消費者通過食物鏈獲得植物生產的含碳有機物
植物與動物在獲得含碳有機物的同時,有一部分通過呼吸作用回到大氣中。動植物的遺體和排泄物中含有大量的碳,這些產物是下一環節的重點。
②生物群落→岩石圈、大氣圈
·植物與動物的一部分遺體和排泄物被微生物分解成二氧化碳,回到大氣
·另一部分遺體和排泄物在長時間的地質演化中形成石油、煤等化石燃料
分解生成的二氧化碳回到大氣中開始新的循環;化石燃料將長期深埋地下,進行下一環節。
③岩石圈→大氣圈
·一部分化石燃料被細菌(比如嗜甲烷菌)分解生成二氧化碳回到大氣
·另一部分化石燃料被人類開采利用,經過一系列轉化,最終形成二氧化碳。
④大氣與海洋的二氧化碳交換
大氣中的二氧化碳會溶解在海水中形成碳酸氫根離子,這些離子經過生物作用將形成碳酸鹽,碳酸鹽也會分解形成二氧化碳。
整個碳循環過程二氧化碳的固定速度與生成速度保持平衡,大致相等,但隨著現代工業的快速發展,人類大量開采化石燃料,極大地加快了二氧化碳的生成速度,打破了碳循環的速率平衡,導致大氣中二氧化碳濃度迅速增長,這是引起溫室效應的重要原因。
氮循環(nitrogen cycle)
氮氣占空氣78%的體積,因而氮循環是十分普遍的,
氮循環
氮是植物生長所必需的元素,氮循環對各種植物包括農作物而言,是十分重要的。氮循環的主要流程為(可參見右圖):
①氮的固定
氮氣是十分穩定的氣體單質,氮的固定指的就是通過自然或人工方法,將氮氣固定為其它可利用的化合物的過程,這一過程主要有三條途徑
·在閃電的時候,空氣中的氮氣與氧氣在高壓電的作用下會生成一氧化氮,之後一氧化氮經過一系列變化,最終形成硝酸鹽
氮氣+氧氣→一氧化氮→二氧化氮(四氧化二氮)→硝酸→硝酸鹽。硝酸鹽是可以被植物吸收的含氮化合物,氮元素隨後開始在岩石圈循環
·根瘤菌、自生固氮菌能將氮氣固定生成氨氣,這些氨氣最終被植物利用,在生物群落開始循環
·自1918年弗里茨·哈勃(Fritz Haber)發明人工固氮方法以來,人類對氮循環施加了重要影響,人們將氮氣固定為氨氣,最終製成各種化肥投放到農田中,開始在岩石圈循環;②微生物循環
氮被固定後,土壤中的各種微生物可以通過化能合成作用參與循環
·硝化細菌(Nitrifying bacteria)能將土壤中的銨根(氨氣)氧化形成硝酸鹽
·反硝化細菌(Denitrifying bacteria)能將硝酸鹽還原成氮氣
反硝化細菌還原生成的氮氣重新回到大氣開始新的循環,這是一條最簡單的循環路線。如果進入岩石圈的氮沒有被微生物分解,而是被植物的根系吸收進而被植株同化,那麼這些氮還將經歷另一個過程
③生物群落→岩石圈
植物將土壤中的含氮化合物同化為自身的有機物(通常是蛋白質),氮元素就會在生物群落中循環
·植物吸收並同化土壤中的含氮化合物
·初級消費者通過攝取植物體,將氮同化為自身的營養物,更高級的消費者通過捕食其它消費者獲得這些氮
·植物、動物的氮最終通過排泄物和屍體回到岩石圈,這些氮大部分被分解者分解生成硝酸鹽和銨鹽
·少部分動植物屍體形成石油等化石燃料
經過生物群落循環後的硝酸鹽和銨鹽可能再次被植物根系吸收,但循環多次後,這批化合物最終全部進入硝化細菌和反硝化細菌組成的基本循環中,完成循環。
⑤化石燃料的分解
石油等化石燃料最終被微生物分解或被人類利用,氮元素也隨之生成氮氣回到大氣中,歷時最長的一條氮循環途徑完成。
硫循環(sulfur cycle)
硫是生物原生質體的重要組分,是合成蛋白質的必須元素,因而硫循環也是生態系統的基礎循環。硫循環明顯的特點是,它有一個長期的沉積階段和一個較短的氣體型循環階段,因為含硫的化合物中,既包括硫酸鋇、硫酸鉛、硫化銅等難溶的鹽類;也有氣態的二氧化硫和硫化氫。硫循環的主要過程為:
①硫的釋放
多種生物地球化學過程可將硫釋放到大氣中
·火山噴發可以帶出大量的硫化氫氣體
·硫化細菌(thiobacillus)通過化能合成作用形成硫化物,釋放化合物的種類因硫化細菌的種類而有不同
·海水飛沫形成的氣溶膠
·岩體風化,該途徑產生的硫酸鹽將進入水中,這一過程釋放的硫占釋放總量的50%左右(吳人堅146~147)
大部分硫將進入水體。火山噴發等途徑形成的氣態含硫化合物將隨降雨進入土壤和水體,但大部分的硫直接進入海洋,並在海里永遠沉積無法連續循環。只有少部分在生物群落循環。
②岩石圈、水圈→生物群落
和氮循環類似,植物根系吸收硫酸鹽,硫元素就開始在生物群落循環,最後由屍體和排泄物脫離,大部分此類物質被分解者分解,少部分形成化石燃料。
③重新沉積
分解者將含硫有機物分解為硫酸鹽和硫化物後,這些硫化物將按①過程重新開始循環
磷循環(phosphorus cycle)
磷是植物生長的必須元素,由於磷根本沒有氣態化合物,所以磷循環是典型的沉積循環,自然界的磷主要存在於各種沉積物中,通過風化進入水體,在生物群落循環,最後大部分進入海洋沉積,雖然部分海鳥的糞便可以將磷重新帶回陸地(諾魯島上存在大量的此類鳥糞),但大部分磷還是永久性地留在了海底的沉積物中無法繼續循環。
有害物質循環折疊
主條目:生物富集
人類在改造自然的過程中,不可避免地會向生態系統排放有毒有害物質,這些物質會在生態系統中循環,並通過富集作用積累在食物鏈最頂端的生物上(最頂端的生物往往是人)。生物的富集作用指的是:生物個體或處於同一營養級的許多生物種群,從周圍環境中吸收並積累某種元素或難分解的化合物,導致生物體內該物質的平衡濃度超過環境中濃度的現象。有毒有害物質的生物富集曾引起包括水俁病、痛痛病在內的多起生態公害事件。
生物富集對自然界的其他生物也有重要影響,例如美國的國鳥白頭海雕就曾受到DDT生物富集的影響,1952年~1957年間,已經有鳥類愛好者觀察到白頭海雕的出生率在下降(卡遜第八章),隨後的研究則表明,高濃度的DDT會導致白頭海雕的卵殼變軟以致無法承受自身的重量而碎裂。直到1972年11月31日美國環境保護署(Environmental Protection Agency .EPA)正式全面禁止使用DDT,白頭海雕的數量才開始恢復。
3信息傳遞折疊編輯本段
物理信息折疊
物理信息(physical information)指通過物理過程傳遞的信息,它可以來自無機環境/也可以來自生物群落,主要有:聲、光、溫度、濕度、磁力、機械振動等(參,穩態與環境,第105頁)。眼、耳、皮膚等器官能接受物理信息並進行處理。植物開花屬於物理信息。
化學信息折疊
化學信息(chemical information)許多化學物質能夠參信息傳遞,包括:生物鹼、有機酸及代謝產物等,鼻及其它特殊器官能夠接受化學信息。
行為信息折疊
行為信息(behavior information)行為信息可以
蜜蜂舞
在同種和一種生物間傳遞。行為信息多種多樣,例如蜜蜂的「圓圈舞」以及鳥類的「求偶炫耀」。
作用折疊
生態系統中生物的活動離不開信息的作用,信息在生態系統中的作用主要表現在:
①生命活動的正常進行
·許多植物(萵苣、茄子、煙草等)的種子必須接受某種波長的光信息才能萌發
·蚜蟲等昆蟲的翅膀只有在特定的光照條件下才能產生
·光信息對各種生物的生物鍾構成重大影響
·正常的起居、捕食活動離不開光、氣味、聲音等各種信息的作用
②種群的繁衍
·光信息對植物的開花時間有重要影響
·性外激素在各種動物繁殖的季節起重要作用
·鳥類進行繁殖活動的時間與日照長短有關
③調節生物的種間關系,以維持生態系統的穩定
·在草原上,當草原返青時,「綠色」為食草動物提供了可以採食的信息
·森林中,狼能夠依據兔子留下的氣味去獵捕後者,兔子也能依據狼的氣味或行為特徵躲避獵捕。
❽ 生態系統的功能
1.能量流動
植物和某些自養性細菌通過光合作用,將太陽能以有機化合物的形式固定下來,然後,經過不同類型的食物鏈為眾多的消費者消耗或轉換為其他形式的能量。整個能量流動過程是逐級消耗的,不會循環。
2.物質循環
生態系統中物質循環和能量流動總是相伴隨行。能量流動是單向流動,最後轉換為熱能被消耗。而物質流動則是永恆循環不息,生產者在吸收太陽能的同時,將無機物轉換為有機化合物,這些有機物直接或間接變成有機碎屑,被分解者分解成無機物返回非生物環境,又可被生產者利用,進行循環。物質循環的類型很多,這里主要介紹碳循環、氧循環和氮循環。
(1)碳和氧循環
有機物乾重的49%由碳元素組成。綠色植物進行光合作用的同時,將大氣中的CO2固定為有機物,碳循環就開始進行。生產者(綠色植物和自養菌)、消費者(各種動物)、分解者(各類細菌和真菌)通過呼吸將CO2 排回大氣。生產者和消費者死後,最終屍體被分解者把蛋白質、脂肪和碳水化合物分解為CO2、水和無機鹽,其中CO2 重新返回大氣。在漫長的地質時期中,碳循環始終在進行,其中一部分碳,會以石灰岩(CaCO3)的形式被固定下來,經後期的岩溶作用,部分CO2 會向大氣釋出;而另一部分碳,則會以煤或石油的形式儲存起來,經人類利用或通過自然降解後變成CO2 重新返回大氣進行循環,使大氣中CO2 含量增加。
動、植物呼吸時需要大氣中的O2,呼出CO2。綠色植物進行光合作用時,則產生O2釋放到大氣和水中。現今,大氣中大部分的O2是生物演化過程中植物長期生產積累的結果。綠色植物不僅能在光合作用下產生O2,而且能固定碳,維持著碳、氧平衡。因此,保護和增加綠色植物是降低大氣中CO2、增加O2含量最有效的方法。
(2)氮循環
在大氣中N2的佔78%,這些游離N2不能被大多數生物利用。氮元素必須以銨鹽、亞硝酸鹽和硝酸鹽的形式被植物根系吸收。N2轉變為銨鹽、亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程,稱為硝化作用,這一過程由固氮菌、藍綠藻和根瘤菌來完成。進入植物體內的銨鹽和硝酸鹽,經生物化學反應與碳結合,形成氨基酸,進而合成為蛋白質和核酸,與植物體內的其他物質共同組成植物有機體。動植物死後,微生物將蛋白質分解為氨基酸,進而分解為氨、CO2和水,這一過程稱為氨化過程,也叫反硝化作用。進入土壤中的氨還能再次被植物利用。在厭氧條件下,反硝化作用強烈。
自然界中,生物的硝化作用過程和反硝化作用過程處於平衡狀態。大面積破壞植被和工業大規模生產含氮化工產品均會引起自然界氮平衡的破壞。
3.生態系統的信息專遞
生態系統中還存在有機體之間的信息傳遞。信息傳遞將生態系統的各個組成部分聯系起來,成為一個整體,具有調劑系統穩定的功能。目前已知的信息傳遞方式主要有營養信息、物理信息、化學信息和行為信息。
營養信息:是一種通過營養交換的形式,在一個個體或種群與另一個個體或種群之間傳遞信息。食物鏈就是營養信息傳遞的代表。
物理信息:是以物理過程傳遞的信息,包括聲、光、顏色等。例如,動物發出不同的聲音將感受的環境信息告知同類或是向其他動物發出威脅的信號;花以鮮艷的顏色向蝴蝶發出授粉的信息;螢火蟲通過閃光來識別同伴等。
化學信息:生物產生的代謝物質,如酶、生長素、性誘激素、香油精不飽和內脂等都能傳遞信息。例如,狗通過尿等排泄物來標定路線;老虎利用排泄物標定自己的勢力范圍;動物發情期,雌性發出性誘激素,吸引雄性;狗、熊貓等哺乳動物僅憑幼崽身上粘有自己排泄物的氣味來判別親情關系等。
行為信息:同一種群中,個體之間用肢體動作相互傳遞信息。例如,螞蟻、蜜蜂用不同的肢體動作告知同伴食物的所在地及其他信息;丹頂鶴用翩翩的舞姿向異性示好等。
4.生態系統的服務功能
生態系統為人類提供了必不可少的物質資源和生存環境,是人類社會、經濟、文化發展的基石。生態系統及生態過程所產生的物質和所維持的良好生活環境,對人類與環境的服務性能稱為生態系統的服務,包括持續地提供產品和生命支持功能(凈化、循環和再生等)。這里提到的生態系統的服務主要是指生命支持功能,生態系統所能提供的服務項目類型很多,下面只介紹幾種與水資源和環境有關的服務類型。
(1)涵養水源、減緩乾旱
森林生態系統的主要功能之一,是減少雨水對地表的直接沖刷,延緩洪水的發生,增加降水對地下水的補給,涵養水源,減緩乾旱。
據測定,森林林冠截留的雨水能占降水量的15%~40%,降雨量的5%~10%能被枯枝敗葉層吸收。林冠截流雨量與樹種生態特性有關,耐陰性樹種,枝冠濃密,截流水量比陽性樹種多。例如,雲杉林冠能截流總雨量的30%,松林為18%,樺樹林只有9%。
森林群落的根系、枝葉、土壤和地表的枯枝敗葉層將雨水滯留在林地中,林內相對濕度高,空氣潮濕,溪水潺流。林地中土壤疏鬆,透水性好,能將大部分的降水量蓄積起來。這樣的林地稱為水源林。每1hm2的森林含蓄的水分至少比非林地多出300m3。由於森林植物群落截留降水,大大減少地表徑流,既避免了水土流失,也有效地防止江河暴漲暴落,減少洪澇災害,對水資源有很好的調節作用。例如,1975年8月,河南省駐馬店地區,突降特大暴雨,導致板橋水庫和石漫灘水庫崩壩,造成巨大生命財產損失。位於同一地區的薄山和東風水庫,由於上游地區森林覆蓋率在90%以上,雖然同樣降水量超過庫容,但因森林有效地截留,大大滯緩了洪水集中入庫的時間,排洪流暢,兩座水庫卻能安然無恙。
(2)保護和改善環境質量
在自然系統中,生物通過新陳代謝過程及伴隨的生物氧化、還原作用,使化學元素進入循環過程,有效地防止廢棄物質過多的積累,造成污染。環境中的某些有毒物質經過生物吸收和降解能夠得到消除或減少,使環境質量得到改善。
植物通過光合作用,大量吸收CO2,釋放出O2。1hm2的闊葉林,一天可吸收1t CO2,釋放出0.73t的O2,可供1000人呼吸。生長茂盛的森林、草地空氣中的含氧量要高於裸地區。
植物枝葉對煙塵和粉塵有良好的過濾和阻留作用。植物葉片表面凹凸不平,多絨毛,或分泌有黏液,能夠有效地滯留粉塵。一般1hm2的松林每年能滯留36.4t的灰塵,綠地上空的空氣含塵量遠低於比沒有綠地的街道,通常要少37%~60%。
很多樹種具有吸收有害氣體和殺菌的功能。例如,夾竹桃、廣木蘭、梧桐等植物能吸收HF;槐樹、桑樹、垂柳、羅漢松等樹木能吸收SO2;而柏樹、白皮鬆、雪松、樟樹、紫薇等樹木能分泌殺菌素,可殺滅結核菌、赤痢、傷寒、白喉等多種病菌。總之,植物群落具有良好的空氣凈化功能。
(3)調節與改善氣候
森林內,喬木灌頂濃密郁閉,林下灌層和草本層發育,空氣流動緩慢,溫差較小;林內地表蒸發量較小,一般只有非林地的40%~80%,而相對濕度要比非林地高出10%~26%。植被具有良好的調節和改善氣候的功能。
森林的蒸騰作用,對自然界水分循環和改善區域氣候有重要作用。研究表明,1 hm2的森林每天要吸取70~100 t的地下水,其中大部分通過蒸騰回返大氣;葉片吸收大量的太陽輻射,用於光合作用,水轉化為蒸汽也要吸收熱量。故大片森林不僅能調節氣溫,而且空氣濕潤,霧、露、霜、雪較多,使區域氣候得到明顯改善。例如,廣東省的雷州半島,1950年以後,造林27×104 hm2 ,覆蓋率達36%。據當地氣象站資料記載,造林20年後,年平均降水量增加到1855 mm,比造林前40 年的平均降水量增加了31%,蒸發量減少了75%,相對濕度增加了1.5%,改變了原先嚴重乾旱的氣候。
城市綠地能有效地調控城市氣溫。現代城市,人口密集,工業集中。太陽輻射和人為釋放的熱量,加熱了布滿城市的混凝土結構的建築和道路,而因蒸發散失的熱量卻很少,導致出現城市氣溫高於郊區的熱島效應。城市周圍地區和市內的綠地、樹林、水面能有效地增加潛熱通量,改變熱量傳輸方向,從而達到調節城市氣候的效果。研究表明,夏天,城市氣溫為27.5℃時,草坪氣溫僅為22~24.5℃,比裸露地面低6~7℃,比柏油馬路低8~20.5℃;在上海,有紫藤綠化的牆面溫度比裸露牆面平均溫度低5℃。
(4)防風固沙
風蝕作用是我國北方和西北地區常見的一種地質災害。風作為一種地質營力,不僅能吹失地表的土壤,形成各種風蝕地形,而且能形成和搬運沙丘,掩蓋農田,使得生態環境日益惡化。強大的風力將沙塵源中的沙塵大量捲起,帶至高空變成影響區域很廣的沙塵暴。
覆蓋率很高的草地、林地能有效地減弱風蝕作用,起到防風固沙的效果。風在穿過防護林或林地時,受到植物枝葉的阻擋,被分割成很多不通方向的小股氣流,風力相互抵消,風速被顯著降低,使強風變為弱風,大大地降低了風的侵蝕和搬運能力。據各地觀測表明,一條10m高的林帶,在其背面150m范圍內,風力平均降低50%以上;250m范圍內,風力平均降低30%以上。
在我國沙漠地區,每畝流動沙丘上種植240叢沙柳或沙蒿,4年後就能固定沙丘,近地表的風速將由原來的8級降為5級;而每畝種上旱柳50株、灌木和草各200叢,5年就能固定沙丘,風速減弱為3~4級。
❾ 生態系統組成部分有哪些作用
由生產者、消費者、分解者和非生命物質四部分組成。它們各自發揮著特定的作回用並形成整體功能,使答整個生態系統正常運行。生產者是指綠色植物,消費者主要是指動物,分解者是指具有分解能力的各種微生物,非生命物質,是指生態系統的各種無生命的無機物和各種自然因素。
生態系統的范圍可大可小,相互交錯,最大的生態系統是生物圈;最為復雜的生態系統是熱帶雨林生態系統。