自然体验小资料——河流生态系统

大瑶 · 发表于 2011-3-19 22:42:46

自然体验小游戏——生态角色扮演
游戏准备：森林生态系统，河流生态系统，草原生态系统资料
步骤：
a将参与者分成4—5人一组
b每组派代表抽取卡片，小组需要扮演卡片上的生态系统
c小组讨论10—20分钟，依次扮演
d其他小组猜猜该小组扮演的是什么生态系统，并猜猜该场景表现的是什么情景，若猜错，则由扮演的小组进行解释
说明：
1、扮演静态画面，场景，不允许发出声音或在扮演时进行解释。
2、可扮演3－5个场景，表现同一个生态系统
拓展：
1、可以要求参与者扮演在该生态系统中发生的一段小故事（动态剧本）
2、可以加入人的元素，比如，扮演人与该生态系统和谐共处的场景，或人的活动对该生态系统造成的影响等
3、可以让参与者所扮演的几个场景之间形成一定的故事情节，并让观众根据所扮演的静态场景讲故事讲出来

                                 河流生态系统
1. 概念与特点
河流生态系统指河流水体的生态系统，属流水生态系统的一种，是陆地与海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着主要作用。河流生态系统水的持续流动性，使其中溶解氧比较充足，层次分化不明显。
（1）具纵向成带现象，但物种的纵向替换并不是均匀的连续变化，特殊种群可以在整个河流中再出现。
（2）生物大多具有适应急流生境的特殊形态结构。表现在浮游生物较少；底栖生物多具有体形扁平。流线性等形态或吸盘结构；适应性强的鱼类和微生物丰富。
（3）与其他生态系统相互制约关系复杂。一方面表现为气候、植被以及人为干扰强度等对河流生态系统都有较大影响；另一方面表现为河流生态系统明显影响沿海（尤其河口、海湾）生态系统的形成和演化。
（4）自净能力强，受干扰后恢复速度较快。
2. 组成
河流是自然生态体系的一部分，但河流以及它周围的环境也构成了一个相对独立的生态系统。在一个生态系统中，食物链关系往往很复杂，各种食物链互相交错，形成食物网。能量的流动、物质的迁移和转化，就是通过食物链和食物网进行的。
在这个生态系统中，浮游植物利用太阳辐射，靠细胞内的叶绿素能将水体和空气中的二氧化碳转变为有机物质，同时将产生的氧气释放到水和空气中。作为生产者，它在生物圈中执行了非常重要的功能：为自身准备了需用的能源，为生物呼吸提供了必需的氧气，并为较高级营养层次，如浮游动物、小鱼、大鱼等供应食物。鱼类死后，水里的微生物将它分解转变为基本元素和化合物，作为浮游植物的营养成分；此时所消耗水中的氧气，则可由浮游植物光合作用产生的氧气来补充。各营养层次的生物在呼吸过程中将摄取的有机物质氧化而获得热量，供各种生命活动和合成生物量；同时将产生的二氧化碳送回空气中。这样，浮游植物→浮游动物→小鱼→大鱼，构成了一个食物链；其中除了浮游植物为生产者外，其余都是消费者。浮游动物是一级消费者，属于食草动物，小鱼和大鱼分别是二级和三级消费者，都属于食肉动物。
河流作为生态体系的基础，是非常重要的。河流的基本元素是水和泥沙，这两个元素是河岸和河道内各种生物生存的基础。例如：萤火虫是生长在河道附近的昆虫，成虫在岸边草丛中产卵，卵孵化以后幼虫要在水中生活，经过一段时间的生长后爬到岸上，在岸边泥土中蜕变成蛹，最后由蛹蜕化成萤火虫成虫，从而形成了萤火虫一个完整的生命周期。现阶段河道断面的硬质化和水环境的恶化，几乎使萤火虫生命周期的各个阶段的生息环境都受到威胁，这也是目前大多数河道中，萤火虫这种环境指示生物消失的根本原因。某些河边多年不见萤火虫，表明河道生态环境已经遭到很大程度的破坏。
为了使人与自然协调发展，恢复河流活跃、多样的生态结构，使人们有一个健康舒适的生活环境，实现经济、社会、生态环境持续发展的目标，在河道规划治理工作中，应高度重视河道生态环境的保持和恢复重建问题。
生物群落与生境的统一性是生态系统的基本特征。河流形态多样性是流域生态系统生境的核心，是生物群落多样性的基础。水利工程在不同程度上造成河流形态的改变，会降低生物群落多样性，影响河流生态系统的健康，从而使系统的服务功能下降，反过来损害人类的自身利益。在改进工程理念和开发新技术方法的前提下，水利工程建设应该在满足人类社会对水需求的同时，兼顾生态系统的健康需求。
生物多样性（Biodiversity）是地球生命支持系统的核心组成部分，是人类社会赖以生存发展的基础。生物多样性具有丰富的内涵，包含了多层次的概念。生物群落多样性（community diversity）是生物多样性的重要组成部分。所谓“生物群落”是指在特定的空间和特定的生境下，由一定生物种类组成，与环境之间相互影响、相互作用，具有一定结构和特定功能的生物集合体。一般所说的“生物群落多样性”指生物群落的组成、结构和功能的多样性。实际上，生物群落多样性问题是在物种水平上的生物多样性。
2.1河流生态系统的组成与结构
一般认为，生态系统是指一定空间中的生物群落（动物、植物、微生物）与其环境组成的系统，其中各成员借助能量交换和物质循环形成一个有组织的功能复合体。从大类划分，生态系统首先是由非生物部分与生物部分组成，非生物部分是由无机物质组成的，包含有气象、地貌、地质、水文、水质等条件，它是生物部分的环境，是生命支持系统。在生态学中，具体的生物个体和群体生活地区内的生态环境称为“生境”（habitat）。由形形色色的生物组成的生物部分，在生态学中按照不同的功能和地位分为生产者（producer）、消费者（consumer）和分解者（decomposer）这三类。河流环境与陆地有很大差别，主要是弱光、缺氧、密度大、温差小，水生生物在形态、结构和生理等方面都能适应这种生境。在水面下，藻类和水草是生产者，它们通过光合作用制造有机物，成为鱼类、底栖动物和浮游动物的食物。河流的消费者是以藻类和水草为食的浮游动物、鱼类和底栖动物。而在水底的土壤中有数量巨大的微生物在从事有机物质的分解工作。在周边的湿地，由于处于陆地与水域的交错带，生物群落更为丰富。水陆之间进行着复杂的物质循环和能量流动。周边湿地物质流动的过程是：太阳能通过光合作用进入绿色植物形成生物能，继而沿着食物链转移到昆虫、软体动物和小鱼小虾等食植动物，再流动到水禽、涉禽、两栖动物和哺乳动物，最后微生物将残枝、残体分解、还原成为无机物质。这样的物质循环过程周而复始地进行。
2.2生物群落与生境的统一性
有什么样的生境就造就了什么样的生物群落，二者是不可分割的。如果说生物群落是生态系统的主体，那么，生境就是生物群落的生存条件。一个地区丰富的生境能造就丰富的生物群落，生境多样性是生物群落多样性的基础。如果生境多样性受到破坏，生物群落多样性必然会受到影响，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化。在生境各个要素中，水又具有特殊的不可替代的重要作用。水是生物群落生命的载体，又是能量流动和物质循环的介质。地球上不同地区的降雨量多寡，对于形成不同类型的生态系统起决定性作用。
2.3生态系统结构的整体性
从生物群落内部看，整体性是生态系统结构的重要特征。一旦形成系统，生态系统的各要素不可分割而孤立存在。如果硬性分开，那么分解的要素就不具备整体性的特点和功能。在一个河流水域中，各类生物互为依存，互相制约，互相作用，形成了食物链结构。研究表明，一个生态系统的生物群落多样性越丰富，或者说食物链越复杂，形成三维的称为食物网的网状结构，那么，这种复杂的食物网组成的生态系统比简单的直线型食物链的稳定性要高得多，其抵抗外界干扰的承载力也高得多。如果食物链（网）的某些重要环节缺省，即在生态学中称为“关键种”（keystone species）的缺省，对一个生态系统将产生重大影响。另外，从生物群落多样性角度看，一个健康的河流生态系统，不但生物物种的种类多，而且数量比较均衡，没有哪一种物种占有优势，这就使得各物种间既能互为依存，也能互相制衡，使生态系统达到某种平衡态即稳态。反之，如果一个河流生态系统的生物群落内比例失调，会造成整个系统恶化。比如人类向江河湖库倾倒营养物质及有机质，水中氮、磷等物质增加，导致蓝藻加快繁殖，水中生物群落比例失调，造成水体富营养化和生态系统失衡。
2.4自我调控和自我修复功能
河流生态系统结构的另一个重要特征是具有自我调控和自我修复功能。在长期的进化过程中，形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控，保持着一种协调关系。在生物群落与生境之间是一种物质、能量的供需关系，在长期的进化过程中也形成了相互间的适应能力。水体自我修复能力，也是河流生态系统自我调控能力的一种。通过自我修复，在外界干扰条件下，保持水体的洁净。由于具有这种自我调控和自我修复能力，才使淡水生态系统具有相对的稳定性。所谓稳定性具有两层含意，一是指对于外界干扰的适应力或称为弹性，二是在受到干扰后回到原平衡态的恢复能力。需要指出的是，生态系统的稳定性是相对的，其适应性也是有限的。所谓弹性限度也就是淡水生态系统对外界干扰的承载力。当超过某一个弹性限度，生态系统将出现一种不断远离平衡点的正反馈，加快系统失稳，常以爆发的方式导致系统的全面恶化。总之，一个稳定的河流生态系统，是一个生物群落多样性丰富的系统，是一个食物链（网）结构复杂而完善的系统，是一个物质循环、能量流动及物种流动通畅的系统。
2.5河流生态系统服务功能
在生态学中，把由生态系统为人类提供的物质和生存环境的服务功能称为生态系统服务功能（ecosystem services）。研究生态系统服务功能可以清晰地了解人类对于生态系统的高度依赖性，可以更深刻地理解人类对生态系统非理智的破坏行为，反过来会给人类自身造成重大损害。河流生态系统对于人类的生态系统服务是多方面的。水域、湿地为人类提供食品及其它物资；对气温、云量和降雨进行调节，在全球、流域、地区和小生境等不同的尺度上影响着气候；对水文循环起调节作用，具有缓解旱涝灾害的功能；岸边植物能涵养水分，有利水土保持；优美的水域景观具有休闲旅游功能，其本身就是一种文明财富。特别要强调的是，河流生态系统具有的净化环境的功能，对于人类的生存环境具有关键意义。水生植物可以吸收、分解和利用水域中氮、磷等营养物质以及细菌、病毒，并可富集金属及有毒物质。
3. 保护和恢复天然河流形态多样性
河流生态系统多方面的服务功能是由一个健康的河流生态系统提供的，而生物群落多样性是这样的生态系统的保障。河流形态多样性是维持河流生物多样性的基础。过去建设的水利工程侧重于满足人类社会对水的多种需求，相对忽视了维护一个健康的河流生态系统的稳定性需求。由于水利工程可能引起河流形态的均一化和非连续化，改变了生境多样性，对河流生态系统形成了一种胁迫，这种胁迫可能引起河流生态系统的退化，随之也会降低河流生态系统的服务功能，最终对人们的利益造成损害。水利工程建设要正视这个问题，以积极的态度解决这个问题。我国为发展经济，作为基础设施的水利工程将会继续兴建。未来水利工程不仅是能够满足人们供水、灌溉、防洪、航运、发电及旅游需求的工程，也应该是有利于生态建设的环境工程。从技术层面上看，水利工程建设中保护河流多样性问题，似有以下问题值得重视和研究。
(1)从水利工程的规划设计的指导思想看，建设水利工程的目的不仅应满足人们对水的需求，同时要满足维持河流生态系统健康的需求，其中的关键是尽可能保护河流形态的多样性。
(2)保持河流的蜿蜒性是保护河流形态多样性的重点。在河流整治工程中，尊重天然河道形态，避免直线和折线型的河道设计。灌溉渠道设计也要考虑模仿河流自然形态的特点。对于河流的裁弯取直工程要充分论证，取慎重态度。
(3)保持河流断面形状的多样性，尊重河流原有的自然断面形态。河道整治工程中应尽可能避免采用几何规则断面，疏浚工程施工中避免河道断面的均一化。
(4)河道防护工程的岸坡采用有利植物生长多孔的透水材料，特别注意采用当地天然材料，还要发掘、发展传统治河工法和材料。开发和推广供输水渠道使用的利于植物生长同时具有一定防渗性能的衬砌材料和施工工艺。
(5)水利工程设计应为植物生长和动物栖息创造条件。提供鱼类产卵条件以及鸟类和水禽栖息地和避难所。建设符合生态学原理的过坝鱼道。开发新型丁坝、人工浮岛等。
(6)新建大坝工程要对河流生态系统影响进行充分论证，采用必要的补偿工程措施和生物措施。研究有利于生态系统健康的水库调度方式。
(7)开展已建水库的生态系统健康评估与预测。注重水库生态系统退化的恢复及富营养化控制问题。通过水库库区生态建设及水生生物的合理结构设计，提高水库水体自净能力和自我修复能力。充分利用乡土种生物，慎重引进外来种，注意防止生物人侵。
（川大环协宣传部李洋整理）