(一)地生态系统的概念
在一定范围内由生物群落中的一切有机体与其环境组成的具有一定功能的综合统一体称为生态系统。任何生物群体与其环境组成的自然体都可视为一个生态系统。
(二)土地生态系统的组成
土地生态系统都是由两部分组成的,即生物部分(生物群落)和非生物部分(环境因素)。生物部分包括生产者、消费者、分解者或称还原者。非生物部分包括所有的物理的和化学的因子。
(三)土地生态系统的特点
1.土地生态系统结构的整体性
土地生态系统是一个有层次的结构整体。在个体以上生物系统的个体、种群、群落和生态系统的四个层次中, 随着层次的升高。
2.土地生态系统的开放性
土地生态系统的开放性具有两方面的意义;一是使土地生态系统可为人类服务,可被人类利用。二是使人类可以通过增大对土地生态系统的物质和能量输入,增强系统的功能。
3.土地生态系统的区域分异性
林地、草地、荒漠生态系统具有明显的区域分布特征;土地资源中山地、草原、河湖、沼泽等不同的生态系统不仅其结构不同,而且同一类生态系统在不同的区域其结构和运行特点也不相同。
4.土地生态系统的可变性
土地生态系统的平衡和稳定总是相对的、暂时的,而系统的不平衡和变化是绝对的、长期的。改善土地生态环境,就是通过人工干预,使生态环境和生态系统向有利于人类的方向发展。
(一)生态平衡与破坏
在生态系统中能量流动和物质循环总是不断地进行着。在一定时期和一定范围内,生产者、消费者和分解者之间保持着一种动态的平衡状态,这种稳定状态称之为生态平衡。一旦某个渠道受阻,其他渠道就可替代其功能,起到自动调节的作用。
(二)土地利用对生态系统结构的影响
土地利用不仅改变了陆地生态系统的结构,而且改变了陆地生态系统的功能。土地利用对生态系统结构方面产生的直接后果主要表现在生物侵入和生物多样性的损失。
1.生物侵入
2.生物多样性损失
3.土地利用加剧生物侵入和生物多样性损失
(三)土地利用对生态系统功能的影响
1.土地利用对碳循环的影响
人类开采使用化石燃料、燃烧生物残留物及土地转换增加了大气中的CO2, CO2增加主要来源于化石燃料的燃烧。
2.土地利用对水循环的影响
全球范围,40%的作物产量来源于16%的灌溉农田。过量开采地下水已经引起严重的后果,缺少灌溉水已威胁着人类的发展。
3.土地利用对氮循环的影响
土地利用使得农田、污水系统和氮饱和的陆地生态系统的氮流失到溪流、河流和地下水,最终流失到大海。河流中硝酸含量与流域内人口密度有很大关系就是一个典型例子。
4.土地利用对其它循环的影响
土地利用还增加了大气中氧化硫,影响了空气质量、生物地球化学循环和气候。磷矿和其它金属矿物的开采利用,加速了其循环的速度。
(一)土地生态重建
土地生态重建一般是指对那些受自然与社会经济因素的制约和影响使其利用率低、质量差、产出不高的土地生态系统采取工程、生物和农业的综合技术措施进行改良、治理、建设,也就是对影响和制约土地生态系统潜在生产力发挥的各种限制性因素的改造,其内容十分广泛;
(二)土地生态设计
土地生态设计是依据生态学和土地科学的基本理论、运用现代系统工程的方法对各类土地系统的合理利用方式进行选择和优化。
1.土地系统的生态功能分类
合目前人类需求方式的多样化可以划分出四种土地生态功能型:(1)生产型;(2)消费型;(3)保护型;(4)调合型。
2.土地生态设计的分室方法
通过分析各功能类型土地系统在地段之间相互作用和协调规律而进行土地生态设计的方法被称为分室方法,一般是用土地生态设计的分室模型来体现的。分室模型为特定区域提供了一种建立高效和谐土地利用系统的有效途径。