1．對於人類來說，森林生態係統就是一個資源寶庫，森林不但為我們提供大量木材，而且還能生產鬆香、樟腦、桐油、橡膠等具有很大經濟價值的產品。森林中不但有大量的食用植物，比如棗、柿、栗、獼猴桃、荔枝等，而且還有很多油料植物，比如油茶、油桐、文冠果等，還有豐富的藥材資源。
2．森林生態係統能夠為人類帶來高質量的生存環境，它可以調節生物圈中氧氣與二氧化碳平衡，改善生態環境，涵養水源、保持水土、防風固沙、調節氣候、淨化空氣、消除汙染等。
森林生態係統的現狀
對於在地球上生存的人類來說，森林是起著極為重要的作用的。不過，人類過度的開發已經造成森林麵積的大麵積減少。據統計數字，地球上每分鍾就有20hm2森林被毀掉，僅從1950年到1985年，全世界的森林麵積就減少了一半。到了今天，我國已經從森林覆蓋率達60%以上的多林國家下降為覆蓋率為17%左右的少林國家。
很長時間以來，人類缺乏對森林作用的正確認識，隻是把森林單純作為索取的對象，使森林生態係統遭到極大破壞，旱澇災害頻繁發生，不少江河泥沙俱下，造成土地貧瘠，生態環境惡化，對人類的可持續發展構成威脅。所以，如果能夠早日了解到森林的作用，合理利用和保護森林資源，是具有很重要的意義的。
森林生態係統的地位
總而言之，作為陸地生態係統的主體，“森林生態係統”可以說是陸地上麵積最大、分布最廣、組成結構最複雜、物質資源最豐富的生態係統，它也是自然界功能最完善的資源庫，生物基因庫，水、碳、養分及能源儲存調節庫，對改善生態環境，維護生態平衡具有無可替代的作用。森林盡管隻占陸地1/3的麵積，但森林的年生長量卻占全部陸地植物年生長量的65%。所以，森林不但是陸地生態係統的主體，更是人類的一個龐大的可再生自然資源寶庫。森林不但是一個多資源、多功能的綜合體，也是一個以社會、經濟、生態作為複合經營對象的生態、社會、經濟係統。所以，森林自身的價值就已經決定了它與人類社會和經濟發展多渠道的聯係，也注定了森林要為社會綜合發展服務，人工造林事業也注定要成為人類社會工程的一個重要組成部分。
46．草原生態係統
這裏所說的草原生態係統，指的就是草原地區生物（植物、動物、微生物）、草原地區非生物環境構成的，能夠進行物質循環與能量交換的基本機能單位。草原生態係統在它的結構、功能過程等方麵和森林生態係統、農田生態係統具有完全不同的特點，它不但是重要的畜牧業生產基地，而且還是非常重要的生態屏障。
這種類型的生態係統是以草食動物為主體的生物群落和其生存環境共同構成的動態係統。農業生態係統的一個組成部分，以生產飼用植物、動物和動物產品為主。縱觀全世界，草原的麵積要比耕地大1倍多，在我國則要比耕地麵積大3倍。全世界植物生物量大約是1.171011～1.271011噸，其中大約36%來自草原生態係統。
基本結構
所謂草原生態係統，它主要包括植物、動物、微生物等生物因子和日光能、礦物元素、水分等非生物因子，而且有人類生產勞動的不同程度的幹預，是不斷地進行著物質和能量流動的錯綜複雜的網絡結構。其中，綠色植物是初級生產者（或稱第一性生產者），它從土壤吸收礦物元素和水分，通過光合作用製造有機物質，所提供的淨生物量（或稱淨第一性產量，見森林生態係統），是一切家畜和野生動物所需營養物質的最基本的來源。草食動物是一級消費者，是草原生態係統中的重要組分。因為它能夠把所采食的植物體轉化成肉、奶、皮、毛等產品，也可稱做次級生產者（或第二性生產者）。而這兩個營養級間的轉化效率（或稱生態效率）會因為科學技術和生產水平有所差異，通常是1/5～1/10。
在這種生態環境中，草食動物不但能把植物有機物轉化為動物產品，從而提高係統內物質與能量的轉化速度外，而且通過放牧行為如采食、踐踏、排泄糞尿等對草地產生影響。以草食動物為營養源的肉食動物是二級消費者。在草原生態係統中如狐、貂及齧齒類動物的天敵等肉食動物屬於這一營養級。它在整個草原生態係統中，與草食動物相比雖居次要地位，但對維持生態平衡有重要作用。植物或動物的屍體通過微生物的分解，有機物被礦化為簡單的無機鹽類返回土壤，這類微生物被稱為分解者。絕大部分分解者盡管沒有直接的提供產品，可是它是促進營養物質再次循環和活化生態係統的重要因素。
為了方便研究，一般把草原生態係統分解為若幹亞係統，比如初級生產亞係統、次級生產亞係統。每一亞係統內又可包含若幹次亞係統，如初級生產亞係統中的天然草地次亞係統、人工草地次亞係統等。每個級別的係統都是因若幹具體的組分構成，比如初級生產係統中的豆科牧草及禾本科牧草次級生產係統中的牛、馬、羊等。
功能及其利用
在草原生態係統中，物質和能量的流轉需要跨越兩個或兩個以上的營養級，它是層次多且過程長的開放係統。在各個營養級中所包含的很多能量轉化環節，一方麵，它們都能接受外界的能量輸入，尤其是人的生產手段的幹預從而增大或降低其能量轉化效率和整個生態係統的生產效益；另一方麵，它們也都可輸出產品。比如草地通過輪牧、割草，一年可收獲多次牧草；飼養動物如奶牛通過每天擠奶，綿羊通過一年1～2次剪毛，也可在較短周期內多次收獲各種畜產品等；其中任何一次收獲，也都加速了係統中能量與物質的流轉。因為人為幹預的原因，也就是生產技術和管理水平不同，草原生態係統的生產能力也是各不相同的。比如遊牧型、半遊牧型、粗放型和集約型等不同草原生態係統的生產能力，有相差多倍甚至幾百倍的都有。
在現代，人們為了最大限度地挖掘草原生態係統的生產效益，農牧業生產上常根據係統中物質、能量、運動和伴隨的信息傳遞規律，利用係統的某些功能，對草原生態係統加以人為的設計與改造。如利用係統的開放功能，使草原生態係統的產品輸出與人為輸入的物質、能量建立動態平衡，可以使由此形成的農學草原生態係統的生產力，遠高於自然生態係統。我們利用係統的適應功能，通過品種選育、種群配置以及施肥、灌溉等農牧業技術措施，能夠使係統內植物和動物、生物因子和非生物因子之間的適應過程大大加快，以便達到完善係統的協調程度。
對於生態係統來說，它在一定的組分參與下都有一定的結構，而且因此形成一定的物質、能量流程網絡，也就是具有自然排序的功能。通過對排序的研究，還可在係統的流程網絡中不斷找出較為薄弱的區段，有針對性地強化農業措施，導致有益的連鎖反應，取得較好的農學效益。例如對某一草地配以合理的畜群結構，能夠促使牧草利用均勻，維持草地健康，提高初級生產水平；與並且它的次級生產水平也會因充分利用了初級產品而獲得提高。
除此之外，草原生態係統自身每一項因子或子係統的改變，都會通過信息網絡反作用於係統本身，即具有反饋的功能。農牧業生產上可以利用這一功能，在網絡中若幹敏感的通路，取得具有重要生產和生態意義的信息，提高草原工作的科學性和預見性。如果按照中國內陸草地對之特別敏感的早春水分條件，預測當年牧草產量，進而預定全年家畜飼養量及飼養管理計劃。還可以依據家畜和草地關係的相關信息，來預測草地的發展動態；按照反饋的基本規律，可以對草原生態係統做出係統分析，並提出優化方案等。
科學研究
可以說，草原生態學就是現代草原科學的生長點。草原科學資料在全世界規模的大量積累和電子計算機的廣泛使用，已為草原生態係統的研究和優化方案的設計提供了條件。在20世紀60年代以來，聯合國國際生物學計劃（簡稱IBP）先後在世界各地組織50多個試驗點對草原生態係統進行了為期10年的定位研究，並在全世界形成了若幹草原生態係統研究中心，如聯邦德國的索靈試驗站等。中國自80年代初以來，分別在斯太普草地（內蒙古、吉林）、高山與凍原草地（甘肅、青海）以及黃土高原（甘肅）等不同類型的草地設立了定位試驗站，在能量流程、氮素轉化、植被結構及其演替動態等方麵進行了研究，在內蒙古、青海、吉林、甘肅等地區就能量、若幹元素及水分動態作了模擬。此外，我國還在甘肅省黃土高原地區進行了草原農學係統的係統分析和優化模型研究，都取得了一定的成果。
47．凍原生態係統
這裏所說的凍原生態，就是指凍原生態係統，它是由極地平原和高山苔原的生物群落和其生存環境所組合成的綜合體。凍原，也叫苔原，它指的是在在北極附近和溫帶山地樹木線以上、生長著低矮植被和地下具永凍層的地帶。凍原通常氣候嚴寒，每年的植物生長期都很短暫，僅有一部分低矮耐寒的木本和多年生草木植物以及苔蘚和地衣生長。
凍原生態的起源
按照植物化石的資料記載，北半球高緯度地區，在第三紀以前依然屬於喜暖性森林，隻是在第三紀末由於氣候變冷和變幹，這種森林漸漸被亞寒帶針葉林所替代。第四紀初氣候進一步變冷，才為凍原形成創造了條件。凍原最先出現在東西伯利亞北部，因為在冰期，歐洲大陸、西西伯利亞和北美大部分地區為冰川所覆蓋，隻有東西伯利亞北部，冰川影響較小，乃存在古老的凍原核心（即托爾馬喬夫所謂的“原始北極植被”），它們從山區逐漸向平原擴散。依據動物群的特點，動物學家庫茲涅佐夫分析認為東西伯利亞是北極動物群的發源地。
在第四紀初期的時候，古老的凍原分成東西二支，環繞北極伸展，形成帶狀分布，隨著冰期與間冰期的交替，北極大陸冰蓋周期性地向南擴張和收縮。與此同時，凍原生物也不斷向南遷移，在這過程中，有的種類大批死亡直到消失；有的種類幸存下來，並與從高山遷移下來的種類相會合。當冰川退卻的時候，這些種類中的一些北移；另一些退縮到山上，在那裏保存住，並成為山地凍原組成部分。比如動物中的黑緣豆粉蝶、雪兔和雷鳥等；植物中的珠牙蓼、矮樺、多瓣木、腎葉山蓼等。在這裏還需要指出的是，凍原帶北部的形成年齡比整個凍原帶還要短，由於在冰期北部地區仍處在冰川覆蓋，僅是在冰後期，冰川退縮以後，才逐漸形成。因此可以說，在所有的陸地生態係統中，凍原生態係統屬於是最年輕的。
凍原生態的類型分布
我們通常把分為兩類，它們主要分布於北極平原地區的叫平地凍原或極地凍原；分布於山地頂部的叫山地凍原。山地凍原是平地凍原在山地的變型。極地凍原分布於泰加林和北極寒漠之間，沿著歐亞大陸和北美的北部，環繞北冰洋構成一寬廣的凍原帶。歐亞大陸西部受墨西哥暖流影響，所以該處凍原帶很窄。隨著大陸性自西向東的增強，凍原帶的範圍向南擴伸，特別在西西伯利亞和中西伯利亞伸展得更南。在亞洲東北部和北美西北部，凍原帶較窄，但在山區廣泛發育山地凍原。北美東北部地勢比較平坦，又受寒流影響，在此處凍原又向南延伸，最南可達北緯52°左右。在山地，凍原常出現於垂直帶的上部，其頂部過渡到高山冰雪帶。由於中國的緯度很低，所以並不存在平地凍原，不過在長白山和阿爾泰山的近頂部，也有一些山地凍原。依據惠特克（1970）等人的所做的統計，世界凍原麵積大約是800萬平方公裏，占陸地總麵積的5.4%。
凍原生態的自然環境
對於所有的生物來說，凍原的生態環境是極其嚴酷的。北極凍原氣候寒冷，每年的平均氣溫在0℃以下，冬季漫長而嚴寒，最低溫可達到-70℃，有半年看不到太陽；夏季短暫而寒冷，整個晝夜都有太陽照射，最熱月平均氣溫0°～10℃之間。植物生長期很短，大約兩個月左右。年降水量不多，在前蘇聯歐洲部分為200～300毫米，亞洲東北部為100毫米左右，北美阿拉斯加為120毫米上下。降水次數多，氣溫低，蒸發弱，所以空氣相對濕度大。此外，風大，雲多，更增加北極凍原氣候的嚴酷性。山地凍原的氣候和北極凍原很類似，唯一的區別是北極圈以外的山地每年都有白天黑夜之分，而且溫差大，降水非常多（如長白山可達1075～1239毫米），日照很強，且紫外線強。
因為過於嚴寒的氣候，再加上地麵風大，積雪不均勻，永凍層分布非常廣，它是凍原帶所獨有的現象。所謂永凍層是指土層下麵永久處於凍結狀態的岩土層。深度自幾米至數百米，甚至達千餘米。凍土層的上部冬凍夏融，稱為活動層，其厚度隨土層的質地而異，粘質土的為0.7～1.2米，砂質土的為1.2～1.6米。活動層的厚度對生物的活動和土壤的形成具有十分重大的意義。因為在活動層，植物根係才能伸展，動物才能挖掘洞穴，有機物質才能積累和分解。永凍層的存在阻礙地表水下滲，導致沼澤的形成。冷熱季交替經常會使表呈現很多奇異現象，比如由由寒凍風化和融凍作用形成的石環、多邊形土、融凍泥流、冰丘與熱融陷穴等地貌形態，它對生物尤其是植被的分布起著非常重要的影響。
凍原生態的植物
對於氣候寒冷異常的凍原來說，植物是很缺乏的。據研究得知，北半球凍原大概有900種左右維管植物，分屬230屬66科。其中典型的灌木有矮樺、細長樺、極地柳、匍匐柳、網狀柳、卷毛柳、拉伯蘭柳、貝加爾柳、篤斯、越橘、北極果、四角岩須、極地熊果、岩高蘭、多瓣木；草本植物主要有苔草屬、早熟禾屬、發草屬、馬先蒿屬植物以及珠牙蓼、白毛羊胡子草、北方毛茛、高山勿忘草、北極黃芪、北極剪股穎、高山香茅等。苔蘚和地衣在凍原植被中占有很重要的地位，常常形成單獨的苔蘚地衣建群層片，主要代表種類有金發蘚屬、皺蒴蘚屬、黑鬆蘿屬、冰島衣屬、石蕊屬等。凍原植物的生活類型，主要是以地上芽和地麵芽占優勢，而且這裏沒有一年生植物。
生長在凍原上的植物，有很強大的抗寒性和忍受生理幹旱的本領。很多植物在很寒冷的環境裏，營養器官卻不受損傷，有的植物在雪被下開始生長甚至開花。因為氣溫低，生長期又短，絕大部分植物生長緩慢，不但矮小，而且呈墊狀和匍匐狀。有一部分植物隻能適應短暫的生長周期，行無性繁殖；有一部分是“胎生”植物，比如珠芽蓼、大花虎耳草；有的是常綠種類。
凍原生態的動物
因為植物種類少，生態環境又很嚴酷，凍原動物也很貧乏，這當中較為典型的種類有：北極狐、白熊、有蹄旅鼠、挪威旅鼠、鄂畢旅鼠、黃腹旅鼠、雪鴞、鐵爪鵐、毛腳、凍原雷鳥、柳雷鳥、賊鷗、雪兔、馴鹿、麝牛、狼等。幾乎沒有爬行綱和兩棲綱，昆蟲種類也很少；但在夏季蚊、蠅比較多。由於冬季寒冷，大地雪封，土層凍結，隻有一些動物在這裏挖洞休眠和儲藏食物；絕大多數動物，尤其是鳥類，在嚴寒到來之前就隨季節遷徙，到凍原帶以外的地區，等到第二年天氣轉暖再回來。
凍原生態的生物量與生產力
在天寒地凍的北極凍原，由於低溫和光照不良，因此植被的生產量和生物量都是極低的。用收割法測定，按照全年平均計算，每天每平方米生產的幹物質一般不到1克。假如根據短暫的生長季計算，每天每平方米為1～4克。不過，至少有2倍以上的物質儲藏在地下部分的根、根莖和鱗莖等中。這樣，它的總生產力比單純按莖稈重量計算的生產力略高。根據李文華（1981）的測定，中國長白山高山凍原的初級生產量平均為每年每公頃1.34噸，其中地上部分為每年每公頃1.07噸，地下部分為每年每公頃0.27噸；生物量平均為每公頃8.78噸。再往下細分，其中地上部分是每公頃2.07噸，地下部分是每公頃7.11噸。上述這些數字包括高山灌叢和高山流石灘二者的平均數。
據相關研究人員估算，估計全世界陸地主要生態係統的生物量總共1852109噸，其中凍原生態係統生物量為5109噸，占陸地生態係統的總生物量的0.27%。世界陸地生態係統每年提供的初級生物生產量為109109噸，其中凍原生態係統為1.1109噸，占總數的1.01%。不僅如此，凍原的次級生物量也是很低的。通常來說，動物生物量不到植物生物量的1%。而植物生物量與草食動物生物量之比，在草原為102，針葉林為105，凍原為104（1972）。以下我們就以養馴鹿的加拿大凍原作為例子來講，它的草食哺乳類的生物量是每公頃0.008噸。
凍原生態的食物鏈
在凍原上，原生物的種類非常稀少，生物生產量低，這也造成食物鏈簡短，地衣類、蘚類、草本植物和一些小灌木是初級生產者的最重要代表。它們所生產的有機物質被馴鹿、雪兔、旅鼠、麝牛、雷鳥、雁和昆蟲等草食動物所食，而草食動物又被肉食動物如北極狐、毛腳、雪鴞、狼等所食。由於凍原冬季氣候嚴寒，大部分動物實行冬季遷徙，許多動物種群數量變化大，由此引起種間聯係的不穩定性。食物種類數量增加時，很容易建立食物聯係，但在食物種類數量減少時，這種聯係又很容易受到破壞，食性較窄的動物就難於生存。適應這種環境，很多窄食性動物變為廣食性。還有一部分動物既吃肉也吃草。比如北極狐不但吃漿果，而且也會捕食旅鼠和鳥類等，所以食物鏈互相交叉，形成相對複雜的食物網。
凍原生態的營養物質循環
對於凍原生態係統來說，植物從岩石和土壤中吸收所需要的營養物質，有些貯存在小灌木和多年生草本植物的身體中，尤其是它們的根部，同時每年又以枯枝落葉的形式將一多半吸收的營養物質還給土壤，就以這樣的方式進行生物小循環。
因為凍原土壤溫度低、水分多、空氣狀況又差，所以，厭氧性細菌的活動占絕對優勢，而需氧性的固氮細菌與硝化細菌的活動卻受到限製；不但氮素養分貧乏，而且有機質的分解非常緩慢，或者分解不徹底，出現半泥炭化和泥炭化的有機物質積累，大大延緩了元素周轉和生物循環。在凍原上，凋落物分解比率（凋落物總量/每年凋落物數量）是20～50，在草原是1～1.5，在泰加林是10～17。由上述可知，凍原的養分元素循環周期甚至比草原和泰加林都更長。
48．海洋生態係統
所謂海洋生態係統，指的是海洋中由生物群落及其環境相互作用所構成的自然係統。全世界的海洋是一個大生態係，其中包含許多不同等級的次級生態係。每個次級生態係占據一定的空間，由相互作用的生物和非生物，通過能量流和物質流形成具有一定結構和功能的統一體。
海洋生態係分類，現在還沒有定論，如果按照海區劃分，通常分為沿岸生態係、大洋生態係、上升流生態係等；按生物群落劃分，一般分為紅樹林生態係、珊瑚礁生態係、藻類生態係等。海洋生態係研究開始於20世紀70年代，一般涉及自然生態係和圍隔實驗生態係等領域。在近些年來，研究人員是以圍隔（或受控）實驗生態係研究為主，主要展開營養層次、海洋中有害物質轉移、汙染物對海洋生物的影響、經濟魚類幼魚的食物和生長等相關研究。