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地球上主要生态系统类型-生物圈(3)

时间:2010-10-03  归属:地球科学导论

     

    4.3 农业生态系统和城市生态系统

     

    前两节介绍的是地球上的主要自然生态系统,即受到人类活动影响较轻状况下的生态系统。然而,在现今的世界上,除了部分热带雨林、高山林区、荒漠、极地冻原和外海带之外,绝大多数陆地、水域生态系统的营养结构和功能都在人类活动的强烈干预下发生了变化,可称为半自然生态系统。在人类开发和改造强度最为剧烈的区域如农业区和工业集中的城市,人类已成为生态系统的“主宰”,而传统意义上的生物群落则失去了自行调控和恢复能力,成为人类的“奴仆”,这种生态系统可称为人工复合生态系统,在农业经营区域称为农业生态系统,在城市区域称为城市生态系统。

    农业生态系统中的生产者是人类栽培的各种农作物和蔬菜等,消费者包括人类社会本身和人类饲养的家禽和家畜,人则既是生物群落的组成成分,更是整个系统的调控者。与自然和半自然生态系统相比,农业生态系统有以下几个特点:

    ·种群结构简单。由于采用的作物和畜禽品种都是按照高产和稳产的目的由人类选育的,所以,在大片的农田中,往往同时只种植一种作物,除此之外,一切干扰生物产量的植物(如杂草)和动物(如害虫)都在消灭和控制之列。

    ·系统比较脆弱。由于种群结构简单,食物网的构成也相当简单,使系统内各要素的相互制约和自动调节能力减弱,系统对水、旱、风和病虫害等的抵抗力降低。

    ·物能流动量大。由于粮食、肉类等农产品被作为商品输出系统,使系统内的物质和能量平衡受到干扰,所以,人类必须通过化肥、有机肥、农药的施用,水的灌溉,以及农用机械的燃料投入等措施,补偿系统物能的亏缺。因此,农业生态系统是一个物质和能量大量输出和输入的系统。

    ·农作物-环境-人三元结构系统。这是与自然系统生物-环境二元结构的本质区别,而人工控制、利用和改造是系统的决定性特征。

    从初级生产量方面看,农业生态系统中的耕地平均为650g·m-2·a-1,略高于温带草原生态系统的生产量。如何利用现代高新技术,科学地设计和管理农业生态系统,使其具有产量高、消耗低、污染少、稳定性强的特点,是农业发展面临的新课题。

    城市是人类对陆地自然生态系统改造最为强烈的区域和人群社会、经济、生产、服务活动的中心。在这里,无论是无机环境,还是生物群落均发生了彻底的改变,已难以辨别生态系统原来的面貌。在无机环境要素方面,城市建设过程中首先要改变地表形态、疏浚河道,用水泥、柏油等材料将部分土壤层覆盖起来,并在此基础上营造起各式各样的建筑物、道路和供排水设施。这种人工城市景观的建立,显著改变了地表的辐射收支状况,形成典型的城市气候,具有温度高、降水多、风速小、湿度低、空气污染重等特点。在生物群落方面,传统意义上的生产者——原生或次生植被通常被清除掉,代之以间断分布的城市绿地、花园和公园等,种群结构简单,其生物生产的功能已让位于美化与观赏的功能。人成为生态系统的中心和主要的消费者,它所需要的食物、水、能量等来源于城市生态系统以外的郊区农业生态系统和半自然生态系统,而人类生产和生活过程中产生的废水、废气、废渣和各种产品、技术、服务等则被输出到周围的环境中去。可见,城市是一个物能流动量大,物能贮存和转换时间短,总体结构复杂,社会、经济、环境功能兼具的特殊人工生态系统,也可称为社会-经济-自然复合生态系统。维持这样一个生态系统的正常运行,需要作为管理者的人类付出巨大的劳动。

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