地球上生态系统的主要类型及其分布

    因受地理位置、气候、地形、土壤等因素的影响，地球上的生物群落是多种多样的。首先可分出水生生物群落（海洋生物群落与淡水生物群落）和陆地生物群落。这里着重叙述陆地生物群落的类型与分布。

    一、陆地生态系统分布的基本规律

    前苏联学者道库恰耶夫在研究土壤的基础上，首先阐明了自然地带性是一种世界现象，并表现为水平分布和垂直分布，比如气候带、土壤带和植被带。同时，他还指出地带性是自然界各种现象相互作用的结果，其中气候条件起着支配作用，而气候又因地球本身自转和绕太阳转动发生变化。覆盖一个地区的植物群落的总体叫做这个地区的植被 (vegetation) 。地球表面的任何地区总生长着许多植物 ( 个别地区除外 ) ，它们形成各种群落，如森林、草原、荒漠、冻原、草甸、沼泽群落等等。它们总起来就称作该地区的植被。覆盖整个地球表面的植物群落，则称为地球植被。一个地区出现什么植被，主要取决于该地区的气候和土壤条件。但从全球看，气候条件的影响更为重要。地球植被分布的模式，基本上是由气候，特别是水热组合状况决定的。每种气候下都有它特有的植被类型。
    （一）陆地生态系统水平分布的基本规律
    地球表面的水热条件等环境要素，沿纬度或经度方向发生递变，从而引起植被也沿纬度或经度方向呈水平更替的现象，称为植被分布的水平地带性。植被分布的水平地带性是地球表面植被分布的基本规律之一。
    1．植被分布的纬向地带性与经向地带性
    沿纬度方向有规律地更替的植被分布，称为植被分布的纬向地带性。植被在陆地上的分布，主要取决于气候条件，特别是其中的热量和水分条件，以及二者状况。由于太阳辐射提供给地球的热量有从南到北的规律性差异，因而形成不同的气候带，如热带、亚热带、温带、寒带等。与此相应，植被也形成带状分布，在北半球从低纬度到高纬度依次出现热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带夏绿阔叶林、寒温带针叶林、寒带冻原和极地荒漠。
    以水分条件为主导因素，引起植被分布由沿海向内陆发生更替，这种分布格式，称为经向地带性。它和纬向地带性统称为水平地带性。由于海陆分布、大气环流和大地形等综合作用的结果，从沿海到内陆降水量逐步减少，因此，在同一热量带，各地水分条件不同，植被分布也发生明显的变化。例如，我国温带地区，在沿海空气湿润，降水量大，分布夏绿阔叶林；离海较远的地区，降水减少，旱季加长，分布着草原植被；到了内陆，降水量更少，气候极端干旱，分布着荒漠植被。每一地区既具有地带性植被，也具有非地带性植被。
    所谓地带性植被就是指分布在“显域地境”上的植被类型。而显域地境系指具有壤质土或粘质土的 ( 非沙土 ) 、非盐渍化的、排水良好的 ( 不积水 ) 平地或坡地。显域地境上的植被能最充分地反映一个地区的气候特点，所以它是地带性植被。比如我国夏绿阔叶林就是温带海洋性气候下的地带性植被，常绿阔叶林是亚热带气候下的地带性植被，热带雨林是热带高温高湿气候下的地带性植被。非地带性植被或隐域植被的分布不是固定在某一植被带，而是出现在二个以上的植被带。如盐生植物既出现在草原带和荒漠带，也出现在其他带的沿海地区；沼泽植被几乎出现在所有的植被带；水生植被普遍分布在世界各地的湖泊、池塘、河流等淡水水域。它们不是某种气候的指示者，它们的分布常常受制于某一生态因素，如水分、基质等的作用，呈斑点状或条带状嵌入在地带性植被类型之中。

    2．中国植被分布的水平地带性规律
    我国植被分布具有明显的纬向地带性和经向地带性。由于我国位于世界上最广阔的欧亚大陆东南部的太平洋西岸，西北部深入大陆腹地。冬季盛行着大陆来的极地气团或北冰洋气团，常形成寒潮由北向南运行。夏季盛行着由海洋来的热带气团和赤道气团，主要是太平洋东南季风和印度洋西南季风带着湿气吹向大陆。又由于我国地形十分复杂，高山众多。东西走向的山脉对寒潮向南流动起着不同程度的阻挡作用，成为温度带的分界线。
    东北至西南走向的山脉对太平洋东南季风深入内陆起着明显的屏障作用，与划分东南湿润气候区和西北干燥气候区的分界上有着密切的关系。西藏高原南部东西走向的山脉和南北走向的横断山脉，对印度洋西南季风的入境起着严重的阻碍作用。另外，来自北赤道的暖洋流在接近我国台湾东岸时，顺着琉球群岛转向日本本州东岸方向向东流去，因此这支暖洋流对我国大陆，特别是对北方气候未能发生直接增温加湿的作用，所以我国温带具有明显的大陆性气候。
    总之，在上述所有自然地理条件的综合影响下，我国从东南沿海到西北内陆受海洋季风和湿气流的影响程度逐渐减弱，依次有湿润、半湿润、半干旱、干旱和极端干旱的气候。相应的植被变化也由东南沿海到西北内陆依次出现了三大植被区域，即东部湿润森林区、中部半干旱草原区、西部内陆干旱荒漠区，这充分反映了中国植被的经度地带性分布。
    中国植被水平分布的纬向变化，由于地形的复杂可分为东西两部分。首先在东部湿润森林区，由于温度随着纬度的增加而逐渐降低，在气候上自北向南依次出现寒温带、温带、暖温带、亚热带和热带气候，因此受气候影响，植被自北向南依次分布着针叶落叶林 + 温带针叶落叶阔叶林 + 暖温带落叶阔叶林一北亚热带含常绿成分的落叶阔叶林一中亚热带常绿阔叶林一南亚带常绿阔叶林 + 热带季雨林、雨林。其次西部由于位于亚洲内陆腹地，在强烈的大陆性气候笼罩下，再加上从北向南出现了一系列东西走向的巨大山系，如阿尔泰山、天山、祁连山、昆仑山等，打破了纬度的影响，这样，西部从北到南的植被水平分布的纬向变化如下：温带半荒漠、荒漠带 + 暖温带荒漠带一高寒荒漠带一高寒草原带一高原山地灌丛草原带。

    二、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，水低没有污泥，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。缓流群落的水底多污泥，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 (1ittoral 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(1imnetic 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。

    三、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 (1ittoral 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。潮间带的底栖生物又因底质为沙质、岩石和淤泥分化为不同类型。
    2．浅海带或亚沿岸带 (neritic 或 sublittoral zone) 包括从几米深到200米左右的大陆架范围，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，底土是软的和粘泥的，压力很大(水深每增10m，压力即增加101.325kPa) 。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。适应高压的特征如薄而透孔的皮肤，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。大洋区面积很大，但水环境相当一致，惟有水温变化，尤其是暖流与寒流的分布。大洋缺乏动物隐蔽所，但动物保护色明显。
    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。

    四、世界陆地主要生态系统的类型及其分布

    （一）热带雨林
    什么是热带雨林 (tropical rain forest)? 一般认为热带雨林是指耐荫、喜雨、喜高温、结构层次不明显、层外植物丰富的乔木植物群落。

    热带雨林主要分布于赤道南北纬 5 ～ 10度以内的热带气候地区。这里全年高温多雨，无明显的季节区别，年平均温度 25 ～ 30 ℃，最冷月的平均温度也在 18 ℃ 以上，极端最高温度多数在 36 ℃ 以下。年降水量通常超过 2 000mm ，有的竟达 6 000mm ，全年雨量分配均匀，常年湿润，空气相对湿度 90 ％以上。
    1．热带雨林的特点
    热带雨林在外貌结构上具有很多独特的特点：
    （1）种类组成特别丰富，大部分都是高大乔木。如菲律宾一个雨林地区，每 1000面积约有 800 株高达 3m 以上的树木，分属于 120 种。热带雨林中植物生长十分密集，在巴西，曾记录到每至少有一株树木，所以雨林也有“热带密林”之称。
    （2）群落结构复杂，树冠不齐，分层不明显。
    （3）藤本植物及附生植物极丰富，在阴暗的林下地表草本层并不茂密。在明亮地带草本较茂盛。
    （4）树干高大挺直，分枝小，树皮光滑，常具板状根和支柱根。

    （5）茎花现象 ( 即花生在无叶木质茎上 ) 很常见。关于茎花现象的产生有两种说法，其一认为这是一种原始的性状，说明了热带雨林乔木植物的古老性；其二认为这是对昆虫授粉的一种适应，因为乔木太高，虫蝶飞不到几十米甚至上百米的高空中去授粉，所以花开在较低的茎上。
    （6）寄生植物很普遍，高等有花的寄生植物常发育于乔木的根茎上，如苏门答腊雨林中有一种高等寄生植物叫大花草 (Rafitesiaarnoldi) ，就寄生在青紫葛属 (Ciessus) 的根上，它无茎、无根、无叶，只有直径达 1m 的大花，具臭味，是世界上最大最奇特的一种花。
    （7）热带雨林的植物终年生长发育。由于它们没有共同的休眠期，所以一年到头都有植物开花结果。森林常绿不是因为叶子永不脱落，而是因为不同植物种落叶时间不同，即使同一植物落叶时间也可能不同，因此，一年四季都有植物在长叶与落叶，开花与结果，景观呈现出常绿色。
    上述的植被特点给生活在雨林中的动物提供了常年丰富的食物和多种多样的栖息场所，因此热带雨林是地球上动物种类最丰富的地区。据报道，巴拿马附近的一个小岛上，面积不到0.5，就有哺乳动物 58 种，但每种的个体数量少。这是长期进化过程中，生态位分化的结果，大多数热带雨林动物均为窄生态幅种类。热带雨林的生境对昆虫、两栖类、爬行类等变温动物特别适宜，它们在这里广泛发展，而且躯体庞大，某些昆虫的翅膀可长达17 ～20cm ，一种巨蛇身长达9m 。

    2．世界热带雨林的分布
    热带雨林在地球上，除欧洲外，其他各洲均有分布，而且在外貌结构上也都颇相似，但在种类组成上却不尽相同。 P．W．Richards(1952) 将世界上的热带雨林分成三大群系类型，即印度马来雨林群系、非洲雨林群系和美洲雨林群系。

热带雨林分布图

    （1）印度马来雨林群系 此群系包括亚洲和大洋洲所有的热带雨林。由于大洋洲的雨林面积较小，而东南亚却有大面积的雨林，因此，印度马来雨林群系又可称为亚洲的雨林群系。亚洲雨林主要分布在菲律宾群岛、马来半岛、中南半岛的东西两岸，恒河和布拉马普特拉河下游，斯里兰卡南部以及我国的南部等地。其特点是以龙脑香科为优势，缺乏具有美丽大型花的植物和特别高大的棕榈科植物，但具有高大的木本真蕨八字沙椤屑 (Alsophila) 以及著名的白藤属 (Calamus) 和兰科附生植物。 ；
    （2）非洲雨林群系 非洲雨林群系的面积不大，约为6，主要分布在刚果盆地。在赤道以南分布到马达加斯加岛的东岸及其他岛屿。非洲雨林的种类较贫乏，但有大量的特有种。其中棕榈科植物尤其引人注意，如棕榈、油椰子等，咖啡属种类很多 ( 全世界具有 35 种，非洲占 20 种 ) 。然而在西非却以楝科为优势，豆科植物也占有一定的优势。
    （3）美洲雨林群系 该群系面积最大，在3以上，以亚马逊河为中心，向西扩展到安达斯山的低麓，向东止于圭亚那，向南达玻利维亚和巴拉圭，向北则到墨西哥南部及安的列斯群岛。这里豆科植物是优势科，藤本植物和附生植物特别多，凤梨科、仙人掌科、天南星科和棕榈科植物也十分丰富。经济作物三叶橡胶 (Heveabrasiliensis) 、可可树、椰子属植物等均原产于这里。同时这里还生长特有的王莲 (Victoria regia) ，其叶子直径可达1.5m 。

    3．我国的热带雨林
    我国的热带雨林主要分布在台湾省南部、海南岛、云南南部河口和西双版纳地区。此外，在西藏自治区墨脱县境内也有热带雨林的分布，这是世界热带雨林分布的最北边界，位于北纬 29度附近。但以云南省西双版纳和海南岛的热带雨林最为典型。我国热带雨林中占优势的乔木树种是：桑科的见血封喉 (Antiaristoxicaria) 、大青树 (Ficusaltissima) 、马椰果(Ficus glomerata) 、菠萝蜜 (Artocarpus spp.)，无患子科的番龙眼以及番茄枝科、肉豆蔻科、橄榄科和棕榈科的一些植物等。
    但是由于我国雨林是世界雨林分布的最北边缘，因此，林中附生植物较少，龙脑香科的种类和个体数量不如东南亚典型雨林多，小型叶的比例较大，一年中有一个短暂而集中的换叶期，表现出一定程度上的季节变化，这是由于纬度偏高所至。

     热带雨林蕴育着丰富的生物资源，但世界上热带雨林却遭到了前所未有的破坏，热带地区高温多雨，有机质分解快，物质循环强烈，植被一旦被破坏后，极易引起水土流失，导致环境退化。因此，保护热带雨林是当前全世界最为关心的问题。