淡水生態(tài)系統(tǒng)與淡水生物群落

淡水生態(tài)系統(tǒng)的研究，有助于闡明系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)、能流以及演替和平衡的規(guī)律，為加強(qiáng)內(nèi)陸水體的水質(zhì)管理、防治水體污染或富營(yíng)養(yǎng)化、合理開(kāi)發(fā)和利用水體生物生產(chǎn)力提供科學(xué)依據(jù)。

      淡水生態(tài)系統(tǒng)

指一定水域內(nèi)所有生物（即生物群落）與它們的理化環(huán)境相互作用，通過(guò)物質(zhì)循環(huán)和能流而構(gòu)成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一體 (圖1)。

生態(tài)系統(tǒng)的非生物組分包括：氣候條件（溫度、光照及其他物理因素），參加物質(zhì)循環(huán)的無(wú)機(jī)物質(zhì)(碳、氮、磷、二氧化碳、水等)，以及聯(lián)系生物和非生物的有機(jī)化合物（蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類、腐殖質(zhì)等）。生態(tài)系統(tǒng)的生物組分依其生態(tài)功能可分為：生產(chǎn)者，主要指浮游植物和水生高等植物;大型消費(fèi)者，包括浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、游泳動(dòng)物等；以及微型消費(fèi)者，主要是細(xì)菌和真菌。淡水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，不僅視靜水與流水兩大類型而異，而且同一類型的各種棲息地之間往往也有明顯的差別。

生態(tài)系統(tǒng)的生物組分通常分布在空間的不同層次，它們之間主要以食物鏈（網(wǎng)）的形式相互聯(lián)系。在生態(tài)系統(tǒng)的代謝過(guò)程中，綠色植物以日光為能源將無(wú)機(jī)物質(zhì)合成可供消費(fèi)者利用的有機(jī)物質(zhì)，其食物潛能沿著不同的食物鏈逐級(jí)傳遞；死亡有機(jī)物質(zhì)則被微型消費(fèi)者分解，結(jié)果釋放出可被綠色植物重新利用的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物。于是，生態(tài)系統(tǒng)中不斷地進(jìn)行著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在環(huán)境與生物之間的往復(fù)循環(huán)，以及能量從日光到生物的單向流動(dòng)。物質(zhì)循環(huán)和能流是生態(tài)系統(tǒng)的最重要的功能，而生物生產(chǎn)力是生態(tài)系統(tǒng)的這兩大功能的綜合表征。

任何生態(tài)系統(tǒng)都是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)不斷發(fā)展的。淡水水體發(fā)育和演替的基本模式，是從貧營(yíng)養(yǎng)到富營(yíng)養(yǎng)和由水體到陸地。生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育，一方面起因于系統(tǒng)內(nèi)生物組分的活動(dòng)，另一方面受外界因素的影響。在經(jīng)過(guò)一定發(fā)育階段的生態(tài)系統(tǒng)中，各生物組分之間、群落與環(huán)境之間、以及結(jié)構(gòu)與功能之間的相互關(guān)系是相對(duì)穩(wěn)定和協(xié)調(diào)的，可通過(guò)信息反饋來(lái)維持自身的動(dòng)態(tài)平衡。但生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有限，其平衡狀態(tài)往往因強(qiáng)度過(guò)大的外來(lái)干擾而遭到破壞。20世紀(jì)60年代以來(lái)，淡水水體的嚴(yán)重污染或富營(yíng)養(yǎng)化，都是人為因素所造成的自然生態(tài)平衡失調(diào)的實(shí)例。

  淡水生物群落

生活在淡水棲息地的各類生物，通常分布在不同的空間層次和占據(jù)著各自的生態(tài)位，彼此之間存在著復(fù)雜的相互關(guān)系，這些生物種群的集合體被稱為生物群落。在生態(tài)學(xué)研究中，除了按水體或生境來(lái)研究整個(gè)生物群落外，還可以著眼于一些規(guī)模較小的群落單元，如浮游生物群落，底棲生物群落、周叢生物群落等。

淡水生物的生態(tài)類別

淡水生物依其在群落中所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)可以分為：生產(chǎn)者（自養(yǎng)生物），主要包括浮游植物、水生高等植物和著生藻類，其次是一些光合細(xì)菌和化能自養(yǎng)細(xì)菌；大型消費(fèi)者（牧食性和捕食性異養(yǎng)生物），指吃其他生物或有機(jī)碎屑的動(dòng)物，主要有浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物和各種魚(yú)類；微型消費(fèi)者（腐食性異養(yǎng)生物或分解者），主要指細(xì)菌和真菌。淡水生物群落的每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)上分布著多種生物，它們?cè)谌郝浯x中所起的作用很不相同，因此常有優(yōu)勢(shì)種類與次要種類的區(qū)別。淡水生物依其生活方式或生活習(xí)性，可分為浮游生物、游泳動(dòng)物、底棲生物、周叢生物和漂浮生物5個(gè)生態(tài)類群。

靜水生物群落

按照靜水棲息地的3個(gè)生境類型，靜水生物群落可分為沿岸帶群落、敞水帶群落和深水帶群落，這些群落的相對(duì)重要性主要決定于水體中3個(gè)生境的相對(duì)大小。一般說(shuō)，沿岸帶是池塘的主要生產(chǎn)區(qū)，而湖泊和水庫(kù)的主要生產(chǎn)區(qū)則是敞水帶。

沿岸帶的生產(chǎn)者主要包括底生植物和各種藻類，其次是漂浮植物。底生植物的分布通常有明顯的水平成帶現(xiàn)象，即從岸邊到深處隨著水深的變化而出現(xiàn)3個(gè)不同的植物帶：

（1）挺水植物帶，植物的莖葉高出水面，主要包括蘆葦、水燭、闊葉菰、蓮等；

（2）浮葉植物帶，植物的葉浮在水面，主要有菱、荇菜、睡蓮等；

（3）沉水植物帶，植物體完全沉沒(méi)在水下，主要種類為眼子菜科植物，其次有苦草、黑藻、等。藻類主要包括硅藻、綠藻和藍(lán)藻。除了一部分絲狀藻類和著生藻類依附于底生植物外，大部分藻類都為浮游性。底生植物的分布主要決定于水層的透明度，其生長(zhǎng)情況常與浮游藻類的生長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)。在富營(yíng)養(yǎng)化水體中，由于藍(lán)藻水華嚴(yán)重阻礙了光的透射，底生植物往往瀕于滅絕。漂浮植物主要有浮萍、滿江紅、水浮蓮等，在水面平靜的地方（如池塘和湖灣）常有大量分布。

沿岸帶的消費(fèi)者生物極為豐富，屬于5個(gè)生態(tài)類群的各級(jí)消費(fèi)者都有存在。某些動(dòng)物（尤其是周叢生物）的水平成帶分布常與底生植物的分布相平行，但有很多種類幾乎分布在整個(gè)沿岸帶，并且動(dòng)物的垂直成帶現(xiàn)象比水平成帶更為顯著。周叢生物主要有螺類、某些昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)、原生動(dòng)物、水螅、輪蟲(chóng)、各種蠕蟲(chóng)、苔蘚蟲(chóng)等。底棲動(dòng)物中以多種昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)、環(huán)節(jié)動(dòng)物（寡毛類）和軟體動(dòng)物（螺、蚌）占優(yōu)勢(shì)。浮游動(dòng)物主要有大型的枝角類、橈足類的某些種類、介形類和輪蟲(chóng)。很多甲殼動(dòng)物都有笨重的外殼，常采用爬行方式運(yùn)動(dòng)，這是與敞水帶的種類明顯不同的特征。漂浮動(dòng)物通常僅有幾種水面昆蟲(chóng)，如鼓甲、黽蝽等。游泳動(dòng)物主要有多種昆蟲(chóng)(幼蟲(chóng)和成蟲(chóng))、兩棲類（蛙）、爬行類（龜、蛇）和各種魚(yú)類。其中魚(yú)類來(lái)往于沿岸帶與敞水帶之間，常在沿岸帶覓食和繁殖。

生產(chǎn)者包括浮游植物和一些浮游自養(yǎng)菌。浮游植物主要有甲藻、硅藻、綠藻和藍(lán)藻，個(gè)體小，但生產(chǎn)力相當(dāng)高。在北溫帶湖泊中，隨著溫度、光照和營(yíng)養(yǎng)物再生的季節(jié)變化，浮游植物于春秋兩季各出現(xiàn)一次高峰（水華），夏冬兩季則處于較低水平（圖2）。春季水華主要由硅藻所引起，而秋季水華通常歸因于藍(lán)藻。

消費(fèi)者主要包括浮游動(dòng)物和各種魚(yú)類。浮游動(dòng)物主要為橈足類、枝角類和輪蟲(chóng)，它們與沿岸帶的那些種類有明顯區(qū)別。很多浮游動(dòng)物屬濾食動(dòng)物，但也有不少捕食性種類。浮游動(dòng)物的種類組成和數(shù)量分布隨浮游植物而變動(dòng)，往往在浮游植物高峰之后出現(xiàn)浮游動(dòng)物高峰。敞水帶的魚(yú)類通常與沿岸帶的相同，但大型水體中可能有某些魚(yú)類局限于敞水帶。這些魚(yú)類分布于不同水層，一般都有很大的活動(dòng)范圍。在中國(guó)人工經(jīng)營(yíng)的水體中，以浮游生物為食的中上層魚(yú)類（鰱和鳙）已成為優(yōu)勢(shì)種群。

深水帶不存在生產(chǎn)者，消費(fèi)者種類也不多，其食物供應(yīng)依賴于沿岸帶和敞水帶。群落的主要成員是細(xì)菌和真菌，它們所提供的再生營(yíng)養(yǎng)物常通過(guò)水流和游泳動(dòng)物帶到其他區(qū)域。大型消費(fèi)者主要有搖蚊幼蟲(chóng)、顫蚓、球蜆和幽蚊幼蟲(chóng)。前3種屬于底棲動(dòng)物，最后1種是部分浮游動(dòng)物，這些動(dòng)物都有適應(yīng)缺氧環(huán)境的能力。

流水生物群落

流水生物群落可按河流所在地的3類生境分為急流帶群落、滯水帶群落及河道帶群落。河流上下游的環(huán)境條件差別顯著，河流生物的分布有明顯的縱向成帶現(xiàn)象，這點(diǎn)與靜水生物的水平成帶分布不同。

由典型的河流生物組成，主要是一些著生藻類和各種昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)。生活在這里的動(dòng)物都具有特化的形態(tài)結(jié)構(gòu)，明顯地適用于流水環(huán)境。平常見(jiàn)到的浮游生物來(lái)自鄰近的靜水水體。

生產(chǎn)者有絲狀藻類和一些沉水植物。消費(fèi)者主要包括一些穴居或底埋動(dòng)物和多種魚(yú)類，后者為了覓食亦常在急流帶出現(xiàn)。在某些流速很低的河流中還生長(zhǎng)著浮游生物。

其結(jié)構(gòu)類似于靜水生物群落。除河流生物外還可見(jiàn)到很多靜水生物。但由于河床底質(zhì)的不均勻性，底棲動(dòng)物通常以成團(tuán)的形式分布。