生物群系
shēng wù qún xì
生物群系是地球上一个大范围区域,拥有特有的气候以及植物和动物群落,例如苔原、沙漠或热带雨林。
Definition
生物群系是地球上一片极其广阔的区域,拥有特定类型的气候以及特定类型的动植物,例如沙漠、雨林、草原或苔原;气候决定了生物群系的类型,因此只要知道一个地方有多热多湿,通常就能推断出那里会生长什么样的植物;撒哈拉沙漠和莫哈韦沙漠虽然相距遥远,却都是炎热、干燥的沙漠,生活着为节约水分而演化的动植物。更正式地说,生物群系是一种由气候(主要是温度和降水)以及主导植被和适应性动物群共同定义的主要生态系统类型,涵盖热带雨林、温带落叶林、针叶林、草原、稀树草原、沙漠和苔原等主要陆地类型,以及淡水和海洋水生生物群系;同一种生物群系可能出现在不同的大陆上,各自拥有不同但相似地适应了环境的物种。在生物地理学层面,生物群系是根据其主导植被的外观形态来分类的,这种外观形态反映了温度和降水的组合,可以用惠特克生物群系图来概括;生物群系的全球分布遵循大气环流的规律,赤道地区上升的空气造就了雨林,纬度约$30^\circ$附近下沉的干燥空气造就了主要的沙漠,而向两极方向不断下降的气温则造就了森林到苔原的过渡序列;趋同演化使得不同大陆上同一生物群系中彼此没有亲缘关系的物种,在结构上趋于相似。
Example
北卡罗来纳州的大部分地区属于温带落叶林生物群系,夏季温暖,冬季凉爽,年降雨量约为$100$到$150\ \text{cm}$;而苔原的生长季只有约$50$到$60$天,地表以下的土壤常年冻结。美洲的仙人掌和非洲的大戟属植物,尽管分属不同的植物科,却在各自独立的沙漠生物群系中演化出了几乎一模一样的多肉、多刺形态;热带雨林仅覆盖地球陆地表面约$6$百分比,估计却容纳了地球上大约一半的陆生物种。
Key Insight
攀登赤道附近的一座高山,会依次经过与从热带前往两极旅行时相同的一系列生物群系;由于生物群系本质上是一种基于气候的预测,生态学家能够据此预测植被结构,甚至动物的体型构造,这正是生物群系地图在预测生态系统将如何应对气候变暖方面十分有用的原因。