水生植物繁茂的原因
濕地生態(tài)系統(tǒng)
濕地是具有多功能的生態(tài)系統(tǒng),是自然界最富生物多樣性的景觀之一,它擁有豐富的野生動(dòng)植物資源,既是陸地上的天然蓄水庫,在蓄洪防旱、調(diào)節(jié)氣候、控制土壤侵蝕、促淤造陸、降解環(huán)境污染等方面起著極其重要的作用,又是眾多野生動(dòng)植物、特別是珍稀水禽的繁殖和越冬的場所。
全世界的濕地大約有6億公頃,廣泛分布在世界各地。濕地生態(tài)系統(tǒng)包含許多不同的類型,主要有湖泊、河流、沼澤、泥炭地、海岸灘涂、水田、水庫和池塘等。
湖泊生態(tài)系統(tǒng)
湖泊是地面上長期存水的洼地,湖泊的水流很慢,屬于靜水系統(tǒng),湖水更換率一般為幾十年直至上百年。
溫帶平原丘陵地區(qū)的湖泊,常有一個(gè)低淺的沿岸帶,沿岸帶往里就是湖泊的深水區(qū)。
沿岸帶
在沿岸帶內(nèi),湖水較淺,陽光較強(qiáng),氧氣充足,溫度又高,營養(yǎng)物質(zhì)豐富,因此聚集著大量的動(dòng)植物。其中水生綠色維管植物(被子植物和蕨類植物)和浮游植物(藻類)等生產(chǎn)者尤為繁盛。這些植物由湖岸向湖心方向深入,呈同心圓狀分布,自外往里形成了濕生植物帶、挺水植物帶、浮水植物帶和沉水植物帶。
燈心草
東方香蒲
濕生植物帶:短期積水或地面泥濘。生長各種濕生植物,主要有苔草、蒿草、莎草、看麥娘、稗、燈心草(如圖)、毛莨、小二仙草等屬的濕生種類。這類植物由于體內(nèi)沒有通氣組織或通氣組織不發(fā)達(dá),根毛又少,因而只能適應(yīng)地面泥濘或短期積水的環(huán)境,不能忍受長期積水或干旱。
挺水植物帶:長期積水。生長各種挺水植物,主要有蘆葦、東方香蒲(如圖)、藨草、茭白等屬植物。挺水植物的根深扎于水底淤泥之中,根、莖、葉中有非常發(fā)達(dá)的通氣組織,因此根和莖的下部可以長期生活在水中,只有莖的上部和葉挺出水面之上,形成郁閉的高草層次。在挺水植物帶中,有著大量的浮游植物和浮游動(dòng)物。
浮水植物帶:隨著水深的增加,挺水植物逐漸被浮水植物所代替。浮水植物是葉片飄浮在水面的水生植物,主要有雨久花(如圖)、蓮、莕菜、菱角、浮萍、莼菜、萍逢草等屬植物。它們當(dāng)中,有些種類的植物體完全飄浮,有些種類的根著生在水底淤泥中。浮水植物體內(nèi)都有完善的通氣組織。
雨久花
金魚藻
沉水植物帶:再往深處,分布著各種沉水植物,主要有金魚藻(如圖)、黑藻、狐尾藻、苦草等屬植物。沉水植物的整個(gè)植物體沉沒于水下,與大氣完全隔絕,它們有的有根,根著生在水底淤泥中;有的根已退化或消失,但體內(nèi)都有通氣組織。
深水區(qū)
湖泊的深水區(qū)按光照強(qiáng)度和氧氣含量分為表水層和深水層兩個(gè)層次。
表水層:光照充足,溫度高,浮游植物占優(yōu)勢,包括硅藻(如圖)、綠藻、藍(lán)藻、雙鞭甲藻等,光合作用十分旺盛。
表水層中氧氣含量高,因而吸引了許多浮游動(dòng)物來到這里,如各種原生動(dòng)物、輪蟲、枝角類、橈足類(如圖)等。而浮游植物和浮游動(dòng)物又為各種魚類提供了豐富的餌料,所以有多種魚類在表水層中生活。
深水層:因?yàn)楣饩€微弱,不能滿足綠色植物光合作用的需要,所以深水層中主要分布著各種水生動(dòng)物和嫌氣性細(xì)菌。其中,水生動(dòng)物有魚、蝦、蚌、線蟲和昆蟲的幼蟲等,它們以各種浮游動(dòng)物為食餌(湖水中全部動(dòng)物包括浮游動(dòng)物在內(nèi),都屬于消費(fèi)者)。
深水層中的嫌氣性細(xì)菌,是湖泊生態(tài)系統(tǒng)中的還原者,它們分解沉落下來的有機(jī)殘?bào)w和動(dòng)植物遺體,所產(chǎn)生的無機(jī)物質(zhì),有一部分再度為藻類(浮游植物)利用。因此,表水層和深水層之間存在著復(fù)雜的營養(yǎng)關(guān)系。
湖泊生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu) 1大型植物;2浮游植物;3浮游動(dòng)物;4草食性魚;5蝦等;6以浮游生物為食的魚;7肉食性魚;8動(dòng)物遺體;9水中微生物;10輪蟲等;11河蚌、線蟲等
世界各地的湖泊,由于其中的生產(chǎn)者、消費(fèi)者的種類常不相同,因此,湖泊生態(tài)系統(tǒng)多種多樣。
沼澤生態(tài)系統(tǒng)——生機(jī)盎然
在濕地生態(tài)系統(tǒng)中,沼澤是一種土壤過濕、積水或有淺水層并常有泥炭的類型。沼澤分布于世界各地,從赤道到極地,到處都有。因?yàn)樗拇嬖跊Q定于地表?xiàng)l件,所以不能形成單獨(dú)的植物帶,而是分散在各個(gè)地帶之中,但以針葉林帶、森林苔原帶和苔原帶中分布最廣。
世界上的沼澤生態(tài)系統(tǒng),可以區(qū)分為木本沼澤、草本沼澤和苔蘚沼澤三大類。其中,草本沼澤是沼澤的主體,面積最大,類型最多。沼澤生態(tài)系統(tǒng)的多樣性也是豐富多彩的。
生境特點(diǎn)
沼澤生態(tài)系統(tǒng)生境的最突出特點(diǎn)是過濕和多水。不僅土壤過濕,而且有淺水覆蓋,甚至土壤下方還有一個(gè)經(jīng)常存在的水層。下面以我國東北地區(qū)的烏拉苔草沼澤生態(tài)系統(tǒng)為例,進(jìn)一步說明沼澤的生境特點(diǎn)。
烏拉苔草沼澤的土壤經(jīng)常處于過濕狀態(tài),地表有不少地方常有淺水覆蓋。如果將烏拉苔草沼澤做一個(gè)垂直剖面,可以看到,在地表淺水層之下,是一個(gè)草根層,這是植物根系在土壤中密集分布所形成的。在草根層(即土層)下方,是一個(gè)水層,水層厚度在不同地區(qū)常不相同。水層下面是泥炭層。再往下則是亞粘土層(也叫做潛育層)。
上述各層中,泥炭層是泥炭蘚在多代生長過程中,陸續(xù)死亡的遺體經(jīng)過炭化作用形成的,它的質(zhì)地致密,不易滲水,因而在它的上面能夠出現(xiàn)水層,并使沼澤土壤能夠長期處于過濕狀態(tài)(如圖)。
烏拉苔草沼澤剖面圖
烏拉苔草
泥炭蘚
順便指出,烏拉苔草沼澤中的建群種烏拉苔草,又名鞡鞡草(如圖),是莎草科多年生草本,產(chǎn)于我國東北,是“東北三寶”之一。它的纖維堅(jiān)韌耐久,為制作草鞋、草褥、人造棉、纖維板的良好材料。
植物群落(生產(chǎn)者)
沼澤植物群落中的植物種類,依沼澤類型不同而有區(qū)別。從大的沼澤類型來說,木本沼澤的主要植物種類是喬木和灌木,在我國,大多是杜香屬、樺本屬和柳屬植物;草本沼澤的主要植物種類是草本,在我國,主要是苔草屬(如烏拉苔草)、蒿草屬、蘆葦屬和香蒲屬等;苔蘚沼澤的主要植物種類是各種苔蘚,在我國,主要是泥炭蘚的一些種類(如圖)。
在各類沼澤中,常常生長著各種食蟲植物,如毛氈苔(如圖)、貍藻(如圖)、茅膏菜等。這些食蟲植物生有特殊的捕捉昆蟲的結(jié)構(gòu),如毛氈苔生有捕蟲葉(葉片邊緣密生著長腺毛),貍藻在水中的葉片上生有捕蟲囊等。一旦昆蟲進(jìn)入葉片或囊內(nèi),捕蟲葉和捕蟲囊馬上分泌消化液,將昆蟲消化吸收。食蟲植物用這種方式獲取氮、磷、鉀等養(yǎng)料。
動(dòng)物群落(消費(fèi)者)
由于沼澤的生境復(fù)雜多樣,既潮濕,又有水,又密集生長著各種植物,因而動(dòng)物的種類多種多樣。
在沼澤中,有蝸牛、昆蟲、螺類、魚類、鼠類和鳥類等各類動(dòng)物。特別是鳥類,種類很多,而且分屬于不同的生態(tài)類群,如涉禽類中的鸛、鶴、秧雞,鳴禽類中的雀,鶉雞類中的雉,猛禽類中的隼、鸮等,都是沼澤中常見的種類。需要指出,沼澤是涉禽類生存必不可少的生境,因而在沼澤的各種動(dòng)物中,涉禽類成為沼澤的特征性動(dòng)物,尤其是其中的丹頂鶴,最為人們關(guān)注(如圖)。丹頂
丹頂鶴
鶴主要分布在我國,它那火紅的“丹頂”、潔白的身體、漫步的英姿、優(yōu)美的舞蹈,頗受人們喜愛。雌雄丹頂鶴從外形上難以區(qū)別,但可以從它們的鳴叫聲加以區(qū)分,雄鶴的叫聲是連續(xù)的單音節(jié),雌鶴是間斷的雙音節(jié)。丹頂鶴主要棲息在有水濕地或淺水沼澤地帶,通常要求有較高的蘆葦?shù)戎参餅殡[蔽條件。食性較雜,主要吃植物種子、草根、昆蟲、魚、蝦、貝類等。每年春天,丹頂鶴成小群從南方陸續(xù)飛回東北地區(qū)的繁殖地。丹頂鶴是“一夫一妻制”,配偶有的可維持終身。它的壽命長達(dá)50~60年,所以常被喻為長壽的象征。
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