类型的淡水生态系统服务
的产品和服务提供给人类的淡水底栖生态系统可以划分为供应服务,或产品获得生态系统,如植物和动物食品和纤维;支持服务或服务所需的生产所有其他生态系统服务,如废物处理,持续清洁生产水的供应、减轻洪水和气候温和;raybet雷竞技最新和文化服务,或非物质的好处来自生态系统,如美学、教育、和娱乐(2003年生态系统评估报告)。除了自然废物处理,提高水质,许多淡水生态系统至关重要的栖息地对于某些生命阶段的海洋和淡水鱼类、水禽和其他人类的食物来源。此外,这些底栖生态系统提供关键许多其他物种的栖息地。
理解自然过程,导致生态系统服务的利率时立即考虑人类活动改变自然新鲜的水。
随着人口密度的增加,新化合物和新技术开发,未预料到的后果会产生长期的影响在淡水底栖生态系统(Malmqvist &梯级2002)。如果新鲜的水是退化的密集的剥削下,他们自然过程可以减少或完全失去了。本地物种灭绝丢失通过当地和外来物种引入新鲜的水,有活泼的辩论关于不同管理之间的权衡选择。关键是决策者了解物种可以提供独特的角色在营养循环和生产有价值的商品和服务在许多不同类型的新鲜水。表3.1 - 3.1 e突出主要的商品和服务在一个大类的数量(包括粮食生产,水的质量和数量,废物处理,气候改变,和娱乐)。raybet雷竞技最新的相对重要性不同淡水生态系统服务变化。
地下水
供应服务。地下水供应饮用、市政、工业和灌溉用水。地下水是人类最重要的生态系统服务收到提供干净的水喝。尽管非生物过程控制通过补给水量,微生物生产清洁水尤其重要。微生物修复被污染的地下水是另一个sediment-dwelling生物体所提供的生态系统服务。地下水生物修复通常受益于注入微生物组合受污染的网站和鼓励细菌生长与营养的增加(威尔逊Ghiorse & 1988;Baker & Herson 1994)。例如,硝酸细菌可以消除或降低顽固的有机污染物。地下水支持丰富的食物网组成的微生物和后生动物的消费者(Marmonier et al . 1993年)。因为这些物种应对化学污染地下水,它们可以被用来识别污染含水层(Gounot 1994; Moeszlacher 2000). For example, the presence of certain flagellates and their grazing of bacteria may increase degradation rates of toluene (Mattison & Harayama 2001). However, little is known about the details of food web interactions in groundwater or地下流在流渠道(hyporheic区)改变污染物的降解和去除率(如硝酸、有机化合物)。
湖泊和河流
供应服务。底栖生物在湖泊和河流提供粮食生产主要通过鱼生产的依赖在无脊椎动物的猎物和养分循环。全球约8 X 106吨淡水鱼类是收获,与数量产生的两倍水产养殖(1995年粮农组织)。这些渔业生产力,部分取决于底栖生物直接生产(例如,消费底栖无脊椎动物或水生植物)或间接(例如,底栖生物矿化的营养)。为
例子中,中国polyculture依靠植物和贻贝生产喂养底栖生物生产力鲤鱼。深海生态系统的生产力通常是受到严格上层水域是如何与养分循环的低水接触沉积的营养来源。pelagic-benthic耦合的过程是确定的关键营养物质(或毒素)存储在沉积物和季节性骑车到地表水,他们在哪里纳入藻生产然后被滤食浮游动物和鱼类。几个海洋渔业的影响,取决于生产淡水生态系统(例如,溯河产卵的鲑鱼产卵和青少年在淡水江河、湖泊)。
支持服务。底栖生物物种通过变换保持水质过剩的营养和有机污染物。例如,流生物可以迅速拿起,将氮纳入生物质或产生氨和甲烷进入大气,从而降低溶解有机氮的负荷(Alexander et al . 2000年)。磷等营养物质流可以暂时存储在沉积物和生物群(Meyer &比作1979)。底栖生物细菌永久去除氮通过反硝化作用(例如,Pind et al . 1997年)以及无法使用氮转换成可用的形式,可以在植物生长。无脊椎动物和微生物广泛分布在自然生态系统也发生在沉积物和生物膜中发现水处理植物。因此,生物功能是相似的,尽管种类和密度一般自然和人工的栖息地之间的差异很大,这些社区回应主要营养负荷(例如,Kadlec &骑士1996;DeBruyn &拉斯穆森2002)。其他种类的大型无脊椎动物(如石蝇和石蛾)分解特定类型的有机材料被限制在他们的分布。许多发生在原始的非托管的栖息地,低水平的营养和高浓度溶解氧是持续的不同植物和动物的组合。
的分解死亡的有机物(碎屑)是一个生态系统服务提供的大多数淡水底栖生物群落。底栖生物腐食者的角色转换和传输养分都被记录在案(华莱士et al . 1996;马毛绳& Malmqvist 1998)。底栖生物分解粗有机质成细粒子的大小。微生物物种条件碎屑,促进分解使用的无脊椎动物,也分解有机粒子。微生物也产生气体(二氧化碳,甲烷N2)进入大气和溶解形式的营养物质进入上覆水域。溶解营养素增加藻类和水生植物的生长,进而被食草和杂食的无脊椎动物和鱼类,因此创建复杂的食物网的基础(Covich et al . 1999;Crowl et al . 2001;琼森& Malmqvist 2003)。
正如前面所讨论的那样,保持水质的生物过程与沉积相关联的栖息地,底栖无脊椎动物在生态系统过程中发挥良好定义的角色。某些物种的丧失或其丰度的变化可能会影响生态系统功能,因此生态系统服务。为考试
比如,发现Coweeta水文实验室美国国家科学基金会长期生态研究站点在北卡罗来纳州,表明流水质指标(与利率相关的碎屑处理)下降流昆虫实验时流淘汰。连续下降,水生昆虫生物多样性与河流生态系统的变化过程。这项研究是第一个田间试验表明,这些措施的水质与生态系统过程(华莱士et al . 1996年)。这项研究还显示具体物理和化学如何影响(耗尽无脊椎动物种群)可能反馈改变溪流生态系统过程。这个链接在小溪和河流的ecosystem-scale证据从研究获得Coweeta提供特定方式的详细信息生态层面流程改变无脊椎动物后删除。在这些研究中,许多物种leaf-shredding无脊椎动物都知道过程粗藏输入从河岸区域分解成更小的粒子。测试这个角色的重要性,生态系统功能的碎纸机,Coweeta研究者实验大多数stream-dwelling昆虫使用低剂量的杀虫剂,这降低了碎纸机第二级生产25%的附近的一个参考流(Lugthart &华莱士1992)。从流域有机碳出口急剧减少杀虫剂处理后(Cuffney et al . 1990年)。叶分解在无脊椎动物切除流慢一倍,所以站在落叶的股票高得多。一般来说,较低的出口从上游源头河流有机碳可以降低动物生产下游食物网,滤食的物种可能通过分解物种生活上游理查森(听到& 1995)。
Luquillo实验研究森林在波多黎各(另一个美国国家科学基金会长期生态研究站点)进一步表明潜在的一个物种在生态功能产生影响。淡水虾(Xiphocaris elongata)是为数不多的几个种类的碎纸机,促进了悬浮有机微粒的吸收一种滤食虾(Atya lanipes),同时在一些热带源头流(Crowl et al . 2001年)。失去这些物种的功能分解和过滤喂养可能导致较慢的落叶分解率和更少的能量流在食物链上游源头。这个物种损失分解叶碎屑在热带源头可能是至关重要的,分解昆虫物种的相对罕见和功能冗余叶碎纸机相对较低(Covich et al . 1999;多布森et al . 2002年)。相关研究已开始确定的程度河流的生态系统服务和其他淡水生态系统改变直接由物理和化学的影响(例如,低氧、低pH值或高沉积)而被间接通过改变主要动物类群的损失(琼森& Malmqvist 2003)。
积累有机物可以通过微生物物种和缓慢分解食粪的无脊椎动物高溶解氧耗尽时的呼吸,尤其是在温暖的温度。脱氧随后导致取代
表示“状态”的许多物种,需要较高的氧气浓度和替代其他物种,可以容忍低溶氧的压力条件。这个序列的物种替换通常导致退化流社会公害和disease-transmitting特点以及减少提供关键生态系统功能的能力。例如,严重污染和脱氧作用在一些城市化流在里约热内卢消除Atyid虾,此前过滤掉悬浮有机物。这种污染的淡水虾和损失后流,滤食黑蝇密度的增加导致更多的昆虫的叮咬由于相同的生态功能损失(过滤悬浮有机物)的虾(默尔顿1999)。其他底栖无脊椎动物饲养在向量直接作为生物防治剂的疾病(例如,水生昆虫和甲壳类动物为食某些种类的蚊子幼虫和蜗牛),流行于热带淡水栖息地。实地研究证实底栖无脊椎动物的普遍重要性作为水质指标和功能性监管机构的重要生态系统功能(克莱门茨&纽曼2002)。
湿地和相关的淡水栖息地
最重要和稀缺的淡水湿地生态系统,泛滥平原和沼泽。虽然他们只覆盖大约6%的地球陆地表面和在温带和最常见的北方地区湿地执行广泛的生态系统功能,在全球范围内的许多结果。大多数这些函数直接或间接相关的活动动植物生活在沉积物。湿地发生饱和或洪水经常产生厌氧沉积物,限制植物多样性只有那些物种适应缺氧条件下(Ewel 1997;Brinson & Malvarez 2002)。季节和年际的水文模式政权和水源(雨水、地下水和/或河边的地表水)管理的许多湿地生态系统的特点,包括物种多样性和初级生产力。淡水湿地类型包括潮湿的草地,沼泽,沼泽,湖边缘,漫滩森林和洼地沼泽,热带泥炭沼泽,和广泛的北方泥炭地。湿地都淹没了足够长的时间来影响生物能够居住在网站的类型和生物地球化学过程的性格和速度。全球湿地的多样性来源于区域和当地的水文情况的差异(尤其是洪水期间还水停留时间和水化学)、物理因素(比如火灾和风暴,这些湿地植物物种栖息的独特特点,和动物的影响,访问和生活在他们。
这些通常连接到许多类型的湿地表层和次表层的水域。他们的生态系统服务包括骑自行车的营养,有机质的分解,过滤的沉积物,否则会进入河流(乃&叛逃1997;基迪2000)。然而,这些关键栖息地正在快速失去了尽管他们公认的价值观和法律地位(达尔et al . 1991;贝德福德1999;Brinson & Malvarez
2002)。威胁河流、泛滥平原和湖泊也增加(见第6章马毛绳等),可能会导致损失的重要的生态系统服务。
和其他湿地逐渐干涸对淡水生态系统的威胁引起当地和地区项目旨在减少他们的损失和恢复他们自然的多样性水平(Zedler 2000;Mayer & Galatowitsch 2001)。在某些情况下,还构建了新的湿地在其他领域尝试弥补损失的自然湿地(Moshiri 1993;Kladlec &骑士1996)。这些人工湿地“缓解银行“可以提供一些生态系统服务,但往往缺乏生物多样性以及自然生态系统特征的水文情况。成功的管理生态系统服务的可持续性和可靠性仍不确定。
供应服务。河岸湿地往往有更高的微生物浓度,昆虫,和动物比相邻的生态系统(乃& 1997年叛逃,在干旱地区,他们可能是唯一的森林自然植被,从而为树栖物种提供宝贵的栖息地(2002年国家研究委员会)。许多陆地动物,脊椎动物和无脊椎动物,使用湿地在他们生活的一部分,和50%的800种保护候鸟在美国依靠湿地栖息地和食物资源与底栖无脊椎动物和水生植物的生产(沃顿商学院et al . 1982年)。例如,50 - 80%的鸭种群在北美草原在中北部有凹坑。这些生态系统为猎人提供重要的休闲机会的经济重要性(棉絮et al . 1989年)。水鸟使用范围的栖息地,包括池塘,沼泽,湖,泥滩,河口,湾,和开放的湖泊、河流和水库。湿地淹水的平均深度15到20厘米(边缘和depressional湿地)容纳最大的丰富性和丰富的鸟类(塔夫脱et al . 2002年)。
海狸在湿地景观起着重要的作用生态系统工程师湿地,形成一个巨大的扩张,否则就不会存在。海狸产量平均每年400000毛皮过去一个世纪在北美(诺瓦克et al . 1987年)。鳄鱼也收获他们的皮毛和肉,产生超过1600万美元一年在路易斯安那州,美国(Mitsch & Gosselink 2000)。小龙虾养殖也已成为一个重要的使用自然和创建浅沼泽在北美,北欧,近年来和澳大利亚。Pro-cambarus clarkii占大约90%的60 - 70000吨的小龙虾养殖在北美每年食品(1995年匈牙利语)。
几乎所有的商业收获淡水鱼类和贝类物种依赖于边缘或河边的湿地在某个人生阶段(通常为产卵或栖息地)。溯河产卵的鱼类不直接依赖于淡水沼泽,但弗莱可能使用河边的湿地保护。植物性食物是从边缘,河边的depressional湿地以及广泛的泥炭地。例如,浆果从北方泥炭地是一个重要的和有营养的饮食的一部分典型的高纬度地区人群(臼井仪人et al . 1994年)。全球平均每年收获的蓝色
浆果(Vaccinium myrtillus)。6 157128吨(1990 - 2002),在生产大约42000公顷(2003年粮农组织)。总野生浆果收获在芬兰可以高达109公斤每赛季的市场价值超过240000美元(Wal-lenius 1999)。水稻生产在湿地管理扮演着重要的角色在世界营养和全球经济。每年大约生产5.96亿吨大米(这是被人口的86%),从160万平方公里的湿地(IRRI 2000)。
湿地木材收获用于纸浆和建筑材料;泥炭(部分分解有机物质)为燃料和园艺土壤改良剂;从沼泽和草本植被牲畜饲料、燃料、纤维、和其他产品。收获可能需要降低水位,便于访问和删除的材料,这可能会永久改变物种组成。泥炭收割通常被视为可再生,但复苏可能要花上几个世纪甚至更多。全球泥炭地4.2亿公顷,拥有最广泛的栖息地位于俄罗斯和加拿大。泥炭作为燃料用于发电或转化为甲醇或工业燃料(Rydin et al . 1999;Mitsch & Gosselink 2000)。它也可以被用来去除废水和污水有毒物质和病原体(Jasinski 1999)。湿地草地的多种用于收集素材和全世界放牧牲畜。 In Scandinavia, wet meadows bordering lakes and rivers are some of the most productive areas for the production of livestock fodder (Nilsson 1999; Rosen & Borgegard 1999).
支持服务。湿地可以充电的地方和区域浅层地下水水系统;小湿地可以在本地是非常重要的(韦勒1981)。许多湿地也可能通过清除有机和改善水质无机材料从流入水域。湿地植被占用和储存营养物质和一些有毒化合物,从而消除他们从快速循环。水位波动,微生物的反硝化作用可以减少氮负荷。
废物处理服务通常归因于湿地,尽管它通常局限于几种湿地,只能治疗某些浪费在特定条件下。一般来说,河边的和边缘湿地处理氨氮污染,如农田,直接通过吸收营养物质,化学物质,和金属,或间接通过化学转换和处理的有毒化合物。例如,哈德逊河的淡水潮汐湿地保留营养和导致脱氮时适当地管理(Zelenke 1998)。Depressional湿地和广泛的泥炭地可以代替三级污水处理(例如,•奥德姆1984;Ewel 1997),但缺乏控制废物的处理使得建设人工湿地(Ewel 1997)更具吸引力。湿地为二级污水的进一步处理创建从大城市可以去除97%的氮交付给他们通过植物吸收和脱氮(Costa-Pierce 1998)。
湿地的能力处理废物有效的利率取决于氮、铁、锰、硫和碳的转换发生在越来越多
低氧条件下沉积物中。尽管湿地保持广泛的氧化还原反应的生态系统,有效的垃圾处理依赖于适当的许多化合物的比率。系统过载的可能影响生态系统功能。废物处理和氮的生物固定依赖于微生物,如固氮菌,butyricum梭状芽胞杆菌,根瘤菌根结节和蓝藻。Sediment-dwelling动物群影响表层和次表层的水流以及刺激微生物活性,甚至在一定程度上改变整个湿地的自然。海狸水坝的河流,池塘和边缘湿地,湿地和短吻鳄挖掘空腔在岩溶地区,比如佛罗里达大沼泽地(美国),促进鱼的浓度在补丁沼泽湿地的旱季。
大片的湿地(特别是广泛的泥炭地)被认为影响全球气候的改变二氧化碳和甲烷循环。raybet雷竞技最新泥炭燃烧燃料进一步增加生产的温室气体如二氧化碳。当前全球变暖趋势可能会导致大气捕获温室气体的增加,部分原因是北方泥炭沼泽的甲烷的释放。湿地为总数的50%贡献来自33个甲烷年产量每年(100 teragrams;怀廷&强1993),主要来自北方泥炭地,大约25%来自热带和亚热带湿地。
文化服务。娱乐等观鸟、划船、钓鱼和狩猎是许多淡水生态系统提供的服务由ben-thic生物食物网。在一些地区,娱乐捕捉和休闲渔业的经济价值大于商业捕鱼,因为休闲渔民花费近五倍比商业渔民捕捞的鱼(DeSylva 1969)。例如,在南美,潘塔纳尔湿地提供了很多的机会在这个巨大的生态旅游和休闲钓鱼热带湿地(约佛罗里达州的大小)。其盆地包括大约138000平方公里在巴西和100000平方公里在玻利维亚和巴拉圭(见第6章马毛绳等)。四到六个月最年,约70%的土地被淹没。猎人、渔民和环保人士来自世界各地旅行到视图和利用这种特殊的生物多样性(莫拉& Seidl 1998)。在旱季,这个湿地成为用于放牧的草原大牧群。
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