《恢复生态学概论》:
3.调节气候
地球气候的变化主要是受太阳黑子活动及地球自转轨道变化的影响,但生物体在全球气候的变化中也起着重要的调节作用。生态系统在全球、区域、小流域和小生境等不同的空间尺度上影响着气候。从地质历史看,细菌、藻类和绿色植物通过光合作用产生氧气,致使大气中氧气浓度提高,创造了其他生物生存的必要条件;在全球尺度上,生态系统通过固定大气中的二氧化碳而减缓地球的温室效应;在区域尺度上,生态系统通过植物的蒸腾作用,改善大气温度和湿度直接调节区域性的气候;在更小的空间尺度上,森林类型和状况决定林中的小气候,林冠遮挡阳光,阻碍林地内外空气的交换,为许多物种提供可以忍受的温度、光照、湿度和其他生存条件。因此,生态系统在不同尺度上都对气候发挥着重要的调节功能,自然生态系统的破坏往往使其调节气候的功能减弱。
4.减缓旱涝灾害
水在陆地、海洋与大气中的循环过程包括:降雨渗入地下和流入江河湖海,经过蒸发和蒸腾回到大气,凝结成云后再形成降雨,植被和土壤在水循环过程中起着重要的调节作用,植被的冠层可拦截雨水并减少雨滴对地面的冲击。地被物和植被的根系维系和固着土壤,并且能吸收和保留一些水。在雨季,植被和土壤都会截流一部分水并减缓水的流速,防止大量降水集中汇入下游,减低洪水的水量;在旱季,植被和土壤中保持的水逐渐流出,为下游河流供水。在没有植被或植被破坏严重的地区,局部水循环过程改变,大大增加地表径流和水土流失,水土流失的发生不仅使土壤生产力下降,降低雨水的可利用性,还造成下游可利用水资源量减少,水质下降,河道、水库淤积,降低发电能力,增加洪涝灾害发生的可能性。在热带和亚热带,森林的砍伐已经使水旱灾害越来越频繁、越来越严重。例如,我国1998年长江全流域洪涝灾害的形成与中上游植被大量破坏及中游湖泊减少、水源涵养能力下降、水土流失加剧有密切关系。
5.维持土壤
土壤是通过成千上万年积累形成的,在农业中具有重要的作用:土壤在水分循环中具有持留和排放作用;土壤可以为陆地植物的生长发育提供场所,植物种子在土壤中发芽、生根、生长、开花、结果;土壤为植物保存并提供养分、土壤中含有营养元素,其带负电荷的微粒可以吸附可交换性的营养物质,以供给植物吸收;土壤可以还原有机质并将许多人类潜在的病原物无害化;土壤还可以将有机质还原成简单的无机物并最终作为营养物被植物吸收,土壤为植物提供营养物的能力(土壤肥力)在很大程度上取决于土壤中的细菌、真菌、藻类、原生动物、线虫、蚯蚓等各种生物的活性;土壤在碳、氮、硫等大量营养元素的循环中起着关键作用;土壤含有大量植物种子、菌类孢子、动物卵等,是生物的天然基因库。由此可见,维持土壤的功能具有重要作用。
当今世界约有20%的土地由于人类活动的影响而退化。人类生产活动特别是农业生产,往往会改变土壤生态系统的特征以及土壤与空气和水体之间的物质循环,许多这类改变会产生长期难以逆转的不利后果。例如,垦荒和排干湿地以发展种植业常常会使土壤中的碳加速向大气中释放,增加大气中温室气体的含量。大量施用氮肥、火烧树林和使用其他生物燃料增加了大气中氧化亚氮的含量,进一步加剧了温室效应,并且破坏臭氧层、导致酸雨、河流湖泊的富营养化和水体污染。
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