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第8章 复杂的生态系统(3)

乌拉苔草沼泽的土壤经常处于过湿状态,地表有不少地方常有浅水覆盖。如果将乌拉苔草沼泽做一个垂直剖面,可以看到,在地表浅水层之下,是一个草根层,这是植物根系在土壤中密集分布所形成的。在草根层(即土层)下方,是一个水层,水层厚度在不同地区常不相同。水层下面是泥炭层。再往下则是亚粘土层(也叫做潜育层)。

上述各层中,泥炭层是泥炭藓在多代生长过程中,陆续死亡的遗体经过炭化作用形成的,它的质地致密,不易渗水,因而在它的上面能够出现水层,并使沼泽土壤能够长期处于过湿状态。

乌拉苔草泥炭藓

顺便指出,乌拉苔草沼泽中的建群种乌拉苔草,又名鞡鞡草,是莎草科多年生草本,产于我国东北,是“东北三宝”之一。它的纤维坚韧耐久,为制作草鞋、草褥、人造棉、纤维板的良好材料。

植物群落(生产者)

沼泽植物群落中的植物种类,依沼泽类型不同而有区别。从大的沼泽类型来说,木本沼泽的主要植物种类是乔木和灌木,在我国,大多是杜香属、桦本属和柳属植物;草本沼泽的主要植物种类是草本,在我国,主要是苔草属(如乌拉苔草)、蒿草属、芦苇属和香蒲属等;苔藓沼泽的主要植物种类是各种苔藓,在我国,主要是泥炭藓的一些种类。

在各类沼泽中,常常生长着各种食虫植物,如毛毡苔、狸藻、茅膏菜等。这些食虫植物生有特殊的捕捉昆虫的结构,如毛毡苔生有捕虫叶(叶片边缘密生着长腺毛),狸藻在水中的叶片上生有捕虫囊等。一旦昆虫进入叶片或囊内,捕虫叶和捕虫囊马上分泌消化液,将昆虫消化吸收。食虫植物用这种方式获取氮、磷、钾等养料。

动物群落(消费者)

由于沼泽的生境复杂多样,既潮湿,又有水,又密集生长着各种植物,因而动物的种类多种多样。

在沼泽中,有蜗牛、昆虫、螺类、鱼类、鼠类和鸟类等各类动物。特别是鸟类,种类很多,而且分属于不同的生态类群,如涉禽类中的鹳、鹤、秧鸡,鸣禽类中的雀,鹑鸡类中的雉,猛禽类中的隼、鸮等,都是沼泽中常见的种类。需要指出,沼泽是涉禽类生存必不可少的生境,因而在沼泽的各种动物中,涉禽类成为沼泽的特征性动物,尤其是其中的丹顶鹤,最为人们关注。丹顶鹤主要分布在我国,它那火红的“丹顶”、洁白的身体、漫步的英姿、优美的舞蹈,颇受人们喜爱。雌雄丹顶鹤从外形上难以区别,但可以从它们的鸣叫声加以区分,雄鹤的叫声是连续的单音节,雌鹤是间断的双音节。丹顶鹤主要栖息在有水湿地或浅水沼泽地带,通常要求有较高的芦苇等植物为隐蔽条件。食性较杂,主要吃植物种子、草根、昆虫、鱼、虾、贝类等。每年春天,丹顶鹤成小群从南方陆续飞回东北地区的繁殖地。丹顶鹤是“一夫一妻制”,配偶有的可维持终身。它的寿命长达50~60年,所以常被喻为长寿的象征。

海洋生态系统

世界上的海洋是一个连续的整体,主要集中在南半球,分为太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。

海洋虽然辽阔广大,但由于海水流动性很大,使得各地海水的组成及理化特性相差不多。因而海洋环境具有一定的均一性和稳定性,海洋生态系统的次级类型远不如陆地那样丰富多采。

根据海洋生态系统的环境特点,可分为浅海带(也叫沿海带)和外海带两类生态系统。当然,这两类生态系统根据具体的生境和动植物种类的区别,各自又可更分为许多个更次一级的类型。

浅海带和外海带

浅海带生态系统——异常富饶

生境特点

浅海带包括自海岸线起至200米深度以内的全部大陆架。这里接受河流带来的大量有机物,水中光线充足,温度适宜,海底构造复杂,有石质、砂质、碎屑及泥质等组成的不同海底生境,栖息着大量生物,是海洋生命最活跃的地带。

形态结构

植物(生产者)浅海带的植物主要有两类,一类是体型微小、数量极大、种类繁多的浮游藻类,主要由各种硅藻、绿藻、蓝藻、甲藻等单细胞藻类组成,藻体长度从几个微米到几十个微米,体型十分微小,肉眼无法看到它们。

两种甲藻

另一类是体型大、营固着生活的多细胞藻类。主要由各种绿藻、褐藻和红藻组成,常见种类有海白菜(石莼)、海带、裙带菜、紫菜、石花菜等。

几种常见的海洋大型藻类

在浅海带,浮游藻类随海流漂浮移动,分布几米到几十米的深处,在这个深度以下,逐渐为大型多细胞藻类所代替。这些多细胞藻类固着在浅海的岩石或其他物体上,形成了水下植被,人们常把这种植被称为海底森林。

动物(消费者)浅海带的动物从生态角度区分,可分为浮游动物、自游动物、固着动物和底栖动物四大类。

浮游动物主要由原生动物、桡足类、箭虫和许多无脊椎动物的幼虫组成,体型很小,但数量特别多,它们仅有微弱的游动能力,受海流支配而在海中漂浮移动(如箭虫图)。

浮游动物分布在几米到几十米的深处,与浮游藻类分布的范围相同,这是由于它们以浮游藻类为食料的缘故。

箭虫

浅海带的自游动物,有各种鱼、虾、蟹、乌贼、海星等。其中,鱼的种类很多,如大黄鱼、小黄鱼、带鱼、马面纯等,它们一般不善于迅速游泳,分布范围与浮游生物的范围大致相同。

浅海带的固着动物大多为软体动物,也有少量棘皮动物(海胆等)和节肢动物(藤壶等)。其中的软体动物,在海岸附近的岩石上营固着生活,以抵御风浪的冲击,常见种类有贻贝、牡蛎、凿石贝、帽贝等。它们以种种不同的方式,牢牢固着在岩石等物体上。例如,贻贝能分泌出许多足丝,这些足丝同锚和绳索一样,附在石上;牡蛎在岩石上固着也十分牢固,它的外套膜还能分泌出坚硬的石灰质外壳,给身体加了一层保护。节肢动物甲壳类的藤壶,不仅在岩石上固着十分牢固,而且许多个体互相粘在一起,以增加抵御风浪的能力。

贻贝及其分泌的足丝藤壶固着生活的成体和自由生活的幼体

比目鱼

浅海带的底栖动物有环节动物、软体动物和鱼类等。它们的多数种类采用底埋或在泥沙中穿穴的方式,把身体隐藏在海底泥沙中,如沙蚕、蛤蜊、蛏子等。鱼类中的比目鱼,身体扁平,是典型的底栖鱼类,它们平卧海底,一方面可以刨沙求食,另一方面可以保持戒备。

微生物浅海带的各种微生物,是生态系统中的主要还原者。它们把腐败的有机物分解成简单的无机物,供海洋植物吸收和利用。另外,它们本身也充当某些动物的食料。还原者主要分布在海底,少量分布在上层(附着在水中的颗粒性悬浮物上)。

浅海带生态系统中的生产者、消费者和还原者组成的形态结构,可用下图表达。

营养结构

浅海带的生物种类繁多,彼此间的营养关系非常复杂,但从几个主要生物类群之间的营养关系来看,可将浅海带的营养结构概括为一条含有4个营养级的食物链。

1.日光能;2.海藻;3.浮游植物;4.浮游动物;

5.大型上中层鱼类;6.小型上中层鱼类

7.比目鱼;8.鳄鱼;9.鲸鱼;10.鱼安鱼康;

11.底栖动物;12.微生物;

外海带生态系统——空间最大

生境特点

外海带指深度在200米以下的远洋海区。深度一般为2000~4000米,世界最深的马里亚纳海沟深达11034米。根据海水中光线的强弱,把外海带分为两个垂直层:水深在200米以内的大洋表层和水深在200米以下的大洋下层。大洋表层特别是100米以上的海面层,光照比较充足,水温较高。200米以下的大洋下层,已经没有光照,一片漆黑。随着深度的增加,海水压力急剧上升,每下伸10米,就增加1个大气压。在1万米的海底,压力为陆地表面的1000倍。深水层的温度低而稳定,全年都在0℃~2℃左右。

形态结构

植物(生产者)在外海带,植物只有浮游藻类,其种类组成与浅海带的浮游藻类基本相同,但个体数量却少得多,这是由于营养条件远比浅海带差的缘故。浮游藻类全部分布在大洋表层,特别在100米以上的海水中数量最多。

动物(消费者)外海带的动物可分为浮游动物和自游动物两类。

外海带浮游动物的特点是富含原生动物,如各种放射虫和有孔虫;水母类在外海带浮游动物中也占有重要地位;另外,浮游的小甲壳类数量极多,是供养大、中型鱼类和须鲸(蓝鲸)的食物基础,例如一种磷虾,在北方某些海域,当大量繁殖时,可把几千米范围内的海面染成红色。浮游动物分布的深度与浮游藻类的深度大致相同。

4种放射虫

有孔虫

外海带的自游动物,大多分布在大洋表层,其种类有各种鱼类、海龟和鲸等。其中,典型的自游动物是鱼类。由于环境开阔,缺乏隐蔽条件,快速游泳是此处鱼类突出的生态特征。例如金枪鱼每小时可游16千米,并且可以不停地游下去,有人估计,一条长到15岁的金枪鱼,出生以来,可能已经游了100多万千米。外海带鱼类大都具有鱼雷型的身体和发达的运动器官,如各种鲨鱼、鲐鱼、鲅鱼等。有些种类的鳍极度特化,如旗鱼,具有特别长而高的背鳍,当在水面游泳时,背鳍露出水面可起帆的作用,旗鱼用这种方法每小时游速达到了80千米。又如大西洋中有一种飞鱼,胸鳍特别延长而扩大,当在水中遇到危急情况,能用力跃出水面,将宽阔的胸鳍展开,竟可以在海面滑翔飞行200~300米的距离。据测定,飞鱼起飞时速达50千米。

旗鱼

飞鱼

大洋下层由于生存条件苛刻,浮游生物完全不能生存。在自游动物方面,已发现的种类主要是鱼。大洋下层的鱼大都生有特别大的嘴和尖锐牙齿,任何活物让它们的利牙咬住,就很难滑掉。有一种巨口鱼,牙齿尖锐,眼睛很大,身体却很瘦薄,这是大洋下层鱼类普遍具有的形态。

由于大洋下层光线缺乏,有些鱼类的眼睛退化甚至完全消失。如瞎鱼,主要依靠长在身体的前端触须探索食物。

瞎鱼另外一些鱼类则具有特殊的发光器官,借以辨别敌人和食物。在大西洋深海底层,生活着一种叫角鱼安鱼康的鱼,背鳍的第一根鳍条长得又细又长,好像一根钓鱼竿,末端生有一块能发出萤光的皮膜,好像鱼竿上的一个诱饵。角鱼安鱼康平时总是将自己埋在海底泥沙之中,不停地摆动“鱼竿”,将小鱼引诱到嘴边,用这种方法进行捕食。

角鱼安鱼康

细菌(还原者)外海带的细菌的组成和分布情况,与浅海带细菌基本相同。它们一部分附着在大洋表层的颗粒状悬浮物上,另一部分则分布于大洋下层乃至大洋底层。

营养结构

外海带生态系统的营养结构与浅海带基本相同。然而,由于从大洋表层到大洋下层,深达4000余米,甚至有的海域更深,从大洋表面到大洋底部各个深度均有动物分布,这些动物又都是肉食性,底部又没有生产者,因此就产生了一种独特的营养结构:下层动物吃上层动物,一层吃一层,形成了一条长长的食物链。

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