【温故知新•通量篇】陆地生态系统的概念与分布格局

因受地理位置（经度、纬度）、气候和下垫面性质的影响，地球上的生态系统各种各样，首先可以划分为陆地生态系统和水域生态系统。水域生态系统主要是指陆地陆地水域和海洋水域形成的生态系统，陆地水域可以含湖泊、河流、冰川和沼泽湿地（李博，2000）。陆地生态系统是地球上最重要的生态系统类型，是大陆上水体以外的各种类型的生态系统的总称，包括农田、森林、草原、荒漠、冻原、都市和城镇等类型（李博，2000）。（图1）

图1 植被类型与温度和降水的关系（引自Chapin III et al.，2002，有改动）

通常将地球上的生态系统按植被类型划分为苔原、针叶林、温带常绿林、温带落叶林、温带草原、温带荒漠、热带雨林、热带季雨林、热带稀树草原和热带荒漠等十大地带性类型（图1和图2），这种地带性的植被格局主要是由地球表面的水热条件差异决定的。从图1可以看出，随温度的下降，植被分布从热带类型向苔原过渡；而随降水量的增加，植被则从荒漠转变为森林。苔原分布区的温度最低，降水量也较小，而雨热最充沛的高温地区分布着热带雨林。

图2 世界植被地带结构示意图（Getis et al.，1996）

陆地生态系统的空间格局主要是用植被类型和气候类型分布来描述的，具有明显的水平地带性（图2）和垂直地带性（图3）规律。对北半球而言，由于热量的分布差异形成了不同的气候带，与之相对应，自北向南呈现出纬向地带性（latitudinal zonality），依次分布着苔原、针叶林、针阔混交林、草原、阔叶林和热带雨林；从海洋向内陆，由于水分条件变化，植被分布具有明显的经度地带性（longitudinal zonality），纬度地带性和经度地带性统称为水平地带性（horizontalzonality）。

图3 生态系统类型分布的垂直地带性（蒋有绪，1991；陈灵芝等，1997；陈灵芝和王祖望，1999）

地形的变化会影响温度和水分等自然环境因素，在一定区域形成特有的环境条件，进而造成植被类型的变化。比如在山区，随海拔高度的变化，其气温和降水呈现规律性变化，使植被分布也呈现出明显的垂直地带性（vertical zonality）。图3列举了我国温带（陈灵芝等，1997；陈灵芝和王祖望，1999）、亚热带（陈灵芝等，1997）和热带（蒋有绪，1991）山地植被的垂直地带性分布特征。以长白山为例，500m以下为落叶阔叶林带，500~1 100m为针阔叶混交林带，1 100~1 800m为针叶林带，1 800~2 100m为亚高山岳桦林带，2 100m以上为高山苔原带。

中国陆地生态系统如果以植被类型为分类依据，可以将其划分为595个类型（陈灵芝，1993；吴征镒等，1980），包括森林生态系统248类，灌丛生态系统126类（包括灌草丛生态系统），草原生态系统55类，荒漠生态系统52类，草甸生态系统77类，沼泽生态系统37类（包括红树林生态系统）。为了宏观地了解生态环境状况，明确不同生态区域的主要环境问题，直接为区域经济的发展和环境保护政策的制定提供科学依据，生态区划和生态制图正日益受到人们的重视，并由很多国家开展了相应的研究。然而由于各国的生态环境状况和自然条件不同，生态区划的原则和方法也存在着很大的差别，因此生态系统的区划还是一个仍在探讨的问题。例如，在北美地区，现有的生态区划一般指的是对自然生态系统的地域划分，在我国，傅伯杰等（2001）则应用生态学原理和方法进行整合和分区，考虑了生态系统的经济属性，将不同生态系统按3级分区划分，即生态大区（domain）、生态地区（ecoregion）和生态区（ecodistrict）。一级分区包括三个生态大区，即东部湿润、半湿润生态大区，西北干旱、半干旱生态大区和青藏高原高寒生态大区。在此基础上，再划分出13个二级区（东部6个、西部4个、青藏高原3个）和57个三级区（生态区）（东部35个、西部12个、青藏高原10个）。

（知识分享于《陆地生态系统通量观测的原理与方法》（高等教育出版社-于贵瑞、孙晓敏等著））