淡水生态系统的复杂性和过程的联系
美国木匠,t·弗罗斯特,l, m .权力和d·索托
12.1介绍12.1.1使用的相似性
淡水生态系统是生命不可或缺的。不像一些资源,没有水的替代品。其可用性影响地球上分布的主要biomcs和农业的生产力。从历史上看,淡水已经吸引人类定居点。重要的人类使用的相似性包括饮酒、渔业、工业、灌溉、娱乐和交通(辛德勒贝利,1990)。的相似性及其毗邻河岸走廊也至关重要的渠道在地区生态和经济系统(乃等。1993)。
超过了地球上97%的水是咸水(La河1989)。新鲜的,大多数是冰(1.97%)或地下水(0.61%)。只有地球上0.014%的水发生在生物圈。这个水池用于生活相对小而不规则地分布于地球表面。因此。水是有限资源(格莱克1993)。最大的全球气候变化对人类社会的影响和生物圈有可能来自淡水资源raybet雷竞技最新的分布和可用性的变化(奥苏贝尔1992)。更直接的和直接威胁地球的相似性源于人类人口过剩,可怜的土地利用实践,栖息地的退化和污染(洛杉矶河1989;辛德勒和贝利1990)。
12.1.2淡水资源的脆弱性
虽然每个强调湖或河可能显得独特,水资源退化的模式是全球性的。人类人口过剩是一个根,占大部分的损失水资源。大多数情况下,生态复杂性和淡水生态系统功能障碍
生物多样性功能角色橙汁:全球视角
编辑H.A.穆尼,i.H Cusbman。大肠麦地那。O.E.萨拉和工作流管理。Sehulre (jStf)©1996范围出版于1996年由约翰·威利& Sons有限公司m”中
是由栖息地的丧失或退化,物种入侵,过度捕捞和污染(Witkowski 1992;艾伦和雀斑1993)。这些驱动程序的重要性和他们的后果是有据可查(1992年国家研究委员会)。全球气候变化是raybet雷竞技最新一个潜在的,但不太确定,威胁地球的相似性比直接的人类的影响(木匠et al . 1992年)。
栖息地的丧失或退化涉及土地使用变化和水生系统的直接修改(国家研究委员会1992年;艾伦和雀斑1993)。土地利用实践包括森林砍伐,农业集约化,传播人类定居点和排水的水淹面积导致侵蚀、淤积和污染,降低的相似性。水生系统电弧对修改特别敏感的沿岸地区(乃1992;乃et al . 1993年)。流域景观生物多样性是淡水质量直接相关。特别是,完整的河岸植被和陆地植被阻碍侵蚀和淤积维持淡水质量至关重要。
最明显的相似性的直接修改大坝和其他主要水利工程。不良环境的影响这样的项目都被记录在案,但是可能出现最严重的cficcts多年项目完成后和特定的影响很难预测(罗森博格et al . 1987;行为1989;国家研究委员会1992年)。通道矫直和河岸植被不浮夸,但无处不在,导致栖息地的退化(休斯et al . 1990年)。在干旱地区,提取的水对人类使用会导致淡水生态系统的简化,甚至完全消除(鹤嘴锄和Leidy 1992)。
物种入侵也可能导致巨大的生态群落的变化和生态系统过程(Magnuson 1976;住宿1993)。鱼类入侵造成故意介绍(商业捕鱼,钓鱼,水产养殖生物和生物控制)和无意的运输(鹤嘴锄和Leidy 1992;艾伦和雀斑1993)。在新的栖息地不是苦恼外来物种成功,但成功的入侵可能会戏剧性的后果。介绍了一个壮观的例子发生在负鼠虾傻瓜湖(美国蒙大拿州)作为食物之前成功的介绍,红大麻花鱼鲑鱼(Spencer et al . 1991年)。鲑鱼曾经支持钓鱼和大量的老鹰和灰熊。介绍了虾是贪婪的捕食者的浮游动物,曾支持鲑鱼。然而,虾逃离被迁移到深捕食鲑鱼,白天黑暗水域。食物限制导致鲑鱼股票崩溃,导致人口下降的老鹰和灰熊和不良的变化在钓鱼,生态旅游和区域经济。另一个戏剧性的例子是尼罗河鲈鱼,维多利亚湖的引入,导致食物网动力学改变,许多本地haplochromine灭绝丽鱼科鱼鱼类和当地传统渔业的崩溃(Witte el al。1992)。
商业和运动钓鱼改变淡水社区(Magnuson 1991)。钓鱼的影响通过食物链影响到级联生态系统生产力和养分循环(木匠和Kitchell 1993)。钓鱼是一个因素在增长缓慢的物种具有较高经济价值的毁灭,如鲟鱼(电影和Leidy 1992)。内陆水域的鱼社区也对钓鱼的压力消失的越来越占主导地位,更大的个人和一个较小的鱼类(Wclcomme 1982)。野生物种的水族馆贸易增加一些鱼类的价值可能成为濒临灭绝的地步(Moyte和Leidy 1992)。
淡水系统受到广泛的污染物的影响。效果可以直接与市政和工业排放,农业污染物(淤泥,化肥、动物粪便和杀虫剂)和空气污染物(如酸沉积、汞和挥发性有机化合物)(1992年国家研究委员会)。慢性亚致死的影响可能比大规模的更常见的致命影响。不幸的是,慢性影响文档更困难。令人信服的整个生态系统的研究,如辛德勒et al。(1985)酸化效果,是罕见的。概率信息的长期影响在适度水平的接触是一个重要的需要环境风险评估(巴特尔et al . 1992;麦卡蒂和麦凯1993)。
12.1.3评估脆弱性的淡水资源
滥用淡水系统可以有各种不受欢迎的特性。多余的营养支持的赤潮和妨害高等水生植物的生长。淤积云水。沉积妨碍航行船只和溯河产卵的鱼类。饮用性丢失是由于病菌、泥沙、污染物或藻渗出液。本地物种丢失。鱼可能bccome毒性较高的营养水平,包括人类,由于biomagnified化学物质。会导致鱼类下降的生产力。
淡水生态系统的属性的结果从一个复杂的交互系统的物理化学特性和生物栖息在它的多样性,不受欢迎的属性可以由人类引起的变化影响生态系统的生物属性,或物理化学特性的变化。会议的挑战保护或恢复淡水生态系统需要一个详细的知识的非生物和生物因素之间的相互作用。
我们之间的联系地址在淡水生态系统生态复杂性和ccosystem流程。这个话题是一个实质性的科学进步是可能的,而科学不确定性的减少可能会对管理的选择有重要影响。生态多样性和生态系统过程的联系是至关重要的当前争论的相对优势物种和生态系统标准依据环境政策(富兰克林1993;Losos 1993;Orians 1993)。许多淡水资源和问题直接涉及物种,如利用鱼类资源、濒危物种和讨厌的入侵者。在其他情况下,物种是直接关系到生态系统过程,如水质的维护(Kitchell 1992;库克et al . 1993年)或毒素的生物放大(1992年国家研究委员会)。
在保护或恢复淡水河的挑战包括社会目标和科学的不确定性(1992年国家研究委员会)。人类的目标经常冲突。例如,权衡之间可能存在河岸土地利用和水质,水质和鱼类生产力和水电生产和河边的生产力。评估这些权衡所需的数据往往是不完整的,甚至是最好的数据集管理行为的预测结果是不确定的。
Hilborn(1987)确定了三类相关预测的不确定性生态系统的影响压力:(1)噪音,内在变化我们可以什么也不做;(2)不确定的自然状态,识别的不确定性来源尚未量化由于缺乏经验;(3)惊讶的是,我们没有考虑到发生时产生巨大的影响。噪声发生的如此频繁,我们有丰富的经验。科学家经常量化噪声,有应对噪音环境管理的有效方法。大多数物种相互作用和生态系统过程在第二类,自然的不确定,但潜在的可量化的石板。的例子是发生在远洋社区的结构变化,渔业和水质的主要后果(1984年5月;木匠1988)。我们需要更多的科学经验,这种变化量化他们的本性和概率。第三类的物种入侵往往惊喜。 An example is the sea lamprey in the Laurcntian北美五大湖克里斯蒂(1974)。根据定义,是罕见的和意想不到的惊喜。我们能期待的最好结果是快速评估和适应性管理发生了一次意外。评估可通过事先研究scalcs适当的管理。
在这一章里,我们提供一些插图的交互记录之间的生态多样性和生态系统过程。我们描述的情况下物种的丰度和交互的变化产生了深远的影响生态系统功能的基本特征。我们也考虑情况下生态系统理化特性的变化产生重大影响的specics住在一起比较好。最终我们检查的意义如何知识生态多样性和生态系统过程之间的关系可以用来预测变化的变化发生在系统受到变化由人类活动引起的。
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