生態(tài)系統(tǒng)特征的系統(tǒng)科學(xué)思考

1、生態(tài)系統(tǒng)特征的系統(tǒng)科學(xué)思考摘 要：基于現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)研究的成果，從系統(tǒng)科學(xué)的層面對生態(tài)系統(tǒng)的特征進行了 再探討，提出了生態(tài)系統(tǒng)性質(zhì)特征的新內(nèi)涵和認識的新思路，特別是提出了應(yīng)該從突變論、 耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、混沌學(xué)、超循環(huán)理論和生命系統(tǒng)理論去綜合認識生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 問題，它對于人們不管是從生態(tài)學(xué)的角度研究生態(tài)系統(tǒng)，還是從系統(tǒng)科學(xué)的角度研究生態(tài)系 統(tǒng)都有著積極的作用和意義。關(guān)鍵詞：生態(tài)學(xué)；生態(tài)系統(tǒng)特征；系統(tǒng)科學(xué)上個世紀80年代由于對全球生態(tài)系統(tǒng)研究的迅速進展，使人們對于生態(tài)系統(tǒng)作為生態(tài) 學(xué)的基本單位的認識更加明確，更加強調(diào)研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及其動態(tài)的重要性和實用 性，其中，最具影響的研究是美

2、國佐治亞洲大學(xué)的E P Odums和加拿大不列顛哥倫比亞 大學(xué)的JPKimmins。從目前研究看，認為生態(tài)系統(tǒng)是在一定空間范圍內(nèi)，各生物成分（包 括人類在內(nèi)）和非生物成分（環(huán)境中物理和化學(xué)因子），通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)而相互作用， 相互依存所形成的一個功能單位，具有結(jié)構(gòu)特征、功能特征、動態(tài)特征、相互作用和相互聯(lián) 系特征、穩(wěn)定平衡特征、對外開放特征.與此同時，系統(tǒng)論、信息論、控制論、耗散結(jié)構(gòu)理 論、協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論和生命系統(tǒng)論等系統(tǒng)科學(xué)理論也逐步產(chǎn)生和發(fā)展起來，由于系統(tǒng) 科學(xué)的成果是基于客觀實際的系統(tǒng)，運用物理、化學(xué)、生命科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科的方 法加以探索而取得的，對包括生態(tài)系統(tǒng)在內(nèi)的各

3、種系統(tǒng)而言，更具有普遍性、客觀性和全面 性，這些系統(tǒng)科學(xué)理論為我們認識生態(tài)系統(tǒng)提供了新思想、新觀點和新方法；從系統(tǒng)科學(xué) 的層面對生態(tài)系統(tǒng)進行再探討，嘗試提出生態(tài)系統(tǒng)的一般特點的含義，它對于人們不管是從 生態(tài)學(xué)的角度研究生態(tài)系統(tǒng)，還是從系統(tǒng)科學(xué)的角度研究生態(tài)系統(tǒng)都有著積極的作用和意 義。一、認識生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)科學(xué)基礎(chǔ)1、生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)科學(xué)理論系統(tǒng)科學(xué)是探索系統(tǒng)的存在方式和運動規(guī)律的學(xué)問，是把握系統(tǒng)本質(zhì)的知識體系.系 統(tǒng)科學(xué)的范圍很廣泛，已經(jīng)形成一個學(xué)科群體，如系統(tǒng)論，信息論，控制論、運籌學(xué)，博奕 論，突變論，耗散結(jié)構(gòu)理論，協(xié)同學(xué)，混沌學(xué)，超循環(huán)理論，生命系統(tǒng)理論等等。系統(tǒng)科學(xué) 從數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)

4、、生命科學(xué)、工程技術(shù)、社會科學(xué)和思維科學(xué)等角度探索不同的系統(tǒng)。 各種系統(tǒng)科學(xué)在其研究中，各自采取既相互聯(lián)系，又各具特色的方式方法和手段，例如，系 統(tǒng)論多采用系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合的方法；控制論采用控制、反饋、功能模擬等方法；信息論 采用信息方法與反饋方法;耗散結(jié)構(gòu)理論把物理系統(tǒng)或生命系統(tǒng)的有序結(jié)構(gòu)形成的條件當做 一個新方向，采用物理數(shù)學(xué)方法探索新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生與平衡中心的關(guān)系；協(xié)同學(xué)以信息論、控 制論、運籌學(xué)、突變論等為基礎(chǔ)，采用統(tǒng)計學(xué)和動力學(xué)考察相結(jié)合的方法，通過類比，對各 種系統(tǒng)中從無序到有序的現(xiàn)象建立一套數(shù)學(xué)模型和處理方案；混沌理論采用物理數(shù)學(xué)方法， 主要研究系統(tǒng)從混沌到有序發(fā)展的機制和條件，以

5、及系統(tǒng)怎樣從有序進入新的混沌；超循環(huán) 理論應(yīng)用化學(xué)動力學(xué)和量子力學(xué)的理論和方法，說明從生物大分子到原生細胞的進化階段 中，形成了一個超循環(huán)式的組織，它一旦建立就永存下去的選擇機制，構(gòu)成生命運動中由酶 的催化作用所推動的各種循環(huán)；生命系統(tǒng)理論強調(diào)生命系統(tǒng)是指一切活的具體系統(tǒng)，生命系 統(tǒng)的許多知識應(yīng)該與物理科學(xué)、工程學(xué)相一致，生命系統(tǒng)是具有能保持甚至隨著時間推移能 增強其內(nèi)部低熵狀態(tài)特性的多分子系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)，就其要素、結(jié)構(gòu)和運行機制而言，是 符合系統(tǒng)科學(xué)所探索的一般系統(tǒng)的幾乎所有要件，從理論上和現(xiàn)有的實踐上證明來看，將系 統(tǒng)科學(xué)的各種理論運用于生態(tài)系統(tǒng)的研究，從數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生命科學(xué)、工程技

6、術(shù)、社 會科學(xué)和思維科學(xué)等角度探索一般的和具體的生態(tài)系統(tǒng)，是可行的也是必要的。2、認識生態(tài)系統(tǒng)的幾個原則從系統(tǒng)科學(xué)的角度認識生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)該把握以下幾個原則：整體性原則整體性原則是系統(tǒng)科學(xué)方法的首要原則，它是基于系統(tǒng)要素對系統(tǒng)的非加和性關(guān)系.當 要素之問存在相干性和協(xié)同性的條件下，會有新質(zhì)的突現(xiàn)。這種新質(zhì)不是單個要素所具有的， 而是系統(tǒng)整體才具有的4。因此，在研究生態(tài)系統(tǒng)時，必須從整體出發(fā)，通過探索生態(tài)系統(tǒng) 的組成、結(jié)構(gòu)、功能及運動變化的規(guī)律性，探索生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)外環(huán)境中和內(nèi)外環(huán)境之問的關(guān)系， 來分析其部分以及部分之問的關(guān)系，再通過對部分的分析達到對整體的認識。正如愛因斯坦 所說：“如果人體的某一部

7、分出了毛病，那么只有很好地了解整個復(fù)雜機體的人，才能醫(yī)好 他；在更復(fù)雜的情況下，只有這樣的人才能正確地理解病因” 5。系統(tǒng)科學(xué)方法要求從種種 聯(lián)系和相互作用中認識和考察生態(tài)系統(tǒng)，使生態(tài)系統(tǒng)分析與綜合、歸納和演繹、局部和整 體、個別和一般都協(xié)調(diào)一致起來.動態(tài)原則系統(tǒng)科學(xué)認為，雖然在科學(xué)研究中，人們經(jīng)常采用理想的“孤立系統(tǒng)”或“閉合系統(tǒng)” 的抽象，但是在實際存在的系統(tǒng)中，無論在其內(nèi)環(huán)境的各要素或子系統(tǒng)之間，還是在其內(nèi) 環(huán)境與外環(huán)境之間，都有物質(zhì)、能量和信息的交換與流通。從原則上說，實際系統(tǒng)都是活系 統(tǒng)。熱力學(xué)第三定律指出：絕對零度是永遠達不到的.其實在絕對零度，根據(jù)量子力學(xué)，還 有“零點能”存在，

8、構(gòu)成系統(tǒng)的質(zhì)點(要素)還處在振動中，所以系統(tǒng)總是動態(tài)的，永遠處于 運動變化之中。因此，在研究生態(tài)系統(tǒng)時，應(yīng)當把生態(tài)系統(tǒng)整體和構(gòu)成要素及其結(jié)構(gòu)的變化 發(fā)展的各個階段統(tǒng)一加以研究，以把握其過程與趨勢。次優(yōu)化原則次優(yōu)化原則是系統(tǒng)科學(xué)的一個重要原則，它指的是：構(gòu)成一個系統(tǒng)的要素都呈現(xiàn)最佳狀 態(tài)時，系統(tǒng)整體不一定呈現(xiàn)最佳狀態(tài)；或者說，當系統(tǒng)整體呈現(xiàn)最佳狀態(tài)時，構(gòu)成這個系統(tǒng) 的要素不一定呈現(xiàn)最佳狀態(tài).這一原則要求在分析和解決生態(tài)系統(tǒng)問題時，統(tǒng)籌兼顧，通 力協(xié)作，多中選優(yōu)，采用時間、空間、程序、主體、客體等多方面的峰值佳點，本著“多利 相衡取其重，多害相衡取其輕”的思路進行綜合優(yōu)化和系統(tǒng)篩選，運用線性規(guī)劃、

9、動態(tài)規(guī)劃、 決策論、博弈論等系統(tǒng)科學(xué)方法，達到整體優(yōu)化的目的.次優(yōu)化原則不僅可以指導(dǎo)我們從要 素和結(jié)構(gòu)的關(guān)系上認識生態(tài)系統(tǒng)，而且可以在人工生態(tài)系統(tǒng)的建構(gòu)一生態(tài)工程中獲得應(yīng)用。模型化原則從系統(tǒng)科學(xué)的角度分析和解決生態(tài)系統(tǒng)的問題，一個重要的原則就是需要把真實的系統(tǒng) 模型化，即把真實的系統(tǒng)抽象為模型，如放大或縮小了的實物模型，理論概念模型，數(shù)學(xué)模 型，符號系統(tǒng)模型或其他形式化的模型等。對于復(fù)雜系統(tǒng)，需要在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，適當 采用模糊方法，經(jīng)適當簡化和理想化，才能建立系統(tǒng)模型，一旦建立好系統(tǒng)模型，就可以進 行模擬實驗，運用電子計算機進行系統(tǒng)仿真，它是求得系統(tǒng)最優(yōu)化的保證。隨著生態(tài)學(xué)研究 的發(fā)展，提

10、出的理論和實踐問題會越來越多，生態(tài)學(xué)所涉及的模型種類(特別是數(shù)學(xué)模型) 和范圍也不斷擴大，其發(fā)展趨勢，一是運用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法解釋生態(tài)系統(tǒng)；二是通過大量的實 驗觀察所得到的數(shù)據(jù)，建立模型。在這一發(fā)展過程中，需要生態(tài)學(xué)家和數(shù)學(xué)家的緊密結(jié)合。 圍繞著生態(tài)學(xué)模型的研究和應(yīng)用，有可能對生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有新的了解，對生態(tài)系統(tǒng) 總體的認識有新的突破，并產(chǎn)生新的理論。二、對生態(tài)系統(tǒng)基本特征的再認識1、結(jié)構(gòu)特征生態(tài)系統(tǒng)是由生物和非生物環(huán)境兩個亞成分構(gòu)成。生物成分根據(jù)其功能不同分為生產(chǎn) 者、消費者和分解者；非生物環(huán)境主要指光、熱、大氣、水、土、巖石及死的有機物質(zhì)等生 物賴以生存的的環(huán)境。從系統(tǒng)科學(xué)的整體性原理和

11、次優(yōu)化原理看，構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的各個要素 的各種各樣關(guān)系可以分成兩個大類，一是加和關(guān)系；二是非加和關(guān)系.其中的加和關(guān)系在生 態(tài)系統(tǒng)中居于主要的地位，起著主要的作用，因為當要素之間存在相干性和協(xié)同性的條件下， 會有新質(zhì)的突現(xiàn)。這種新質(zhì)不是單個要素所具有的，而是生態(tài)系統(tǒng)整體才具有的。在生態(tài)系 統(tǒng)的各個要素中，起著主要的或關(guān)鍵性作用的是那些具有加和關(guān)系的要素及其結(jié)構(gòu)，它們是 研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵內(nèi)容。實驗證明，生態(tài)系統(tǒng)生物成分的多少（或生物多樣性）與生態(tài) 系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有必然的聯(lián)系，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是冗余結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性E.生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定 性依賴于物種之間相互作用的強度3，而單個物種的加入也能夠加速生態(tài)系統(tǒng)

12、的瓦解Mo2、功能特征能量和物質(zhì)的流動產(chǎn)生生態(tài)系統(tǒng)的整體功能，整體功能的產(chǎn)生與生態(tài)系統(tǒng)的要素和結(jié)構(gòu) 有著密切的關(guān)系。從系統(tǒng)科學(xué)的一般原理原則看，要素的種類、數(shù)量、性質(zhì)和特點不同會使 得其結(jié)構(gòu)不同，整體功能的分析和尋優(yōu)既要從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析和尋優(yōu)著手，又要從生態(tài) 系統(tǒng)的構(gòu)成要素分析和尋優(yōu)著手；整體功能與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有同功同構(gòu)、同功異構(gòu)和異功異 構(gòu)3種情形，整體功能的分析和尋優(yōu)應(yīng)該從生態(tài)系統(tǒng)的同功同構(gòu)、同功異構(gòu)和異功異構(gòu)3 種情形分析和尋優(yōu)著手。在生態(tài)系統(tǒng)的能量和物質(zhì)流人一定或變動較小的情況下，在自然生 態(tài)系統(tǒng)中，生態(tài)系統(tǒng)要素和結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一個自適應(yīng)過程，形成一個穩(wěn)定或比較穩(wěn)定的系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)，例如陸

13、地生態(tài)系統(tǒng)氮沉降可以增加其生態(tài)效應(yīng)u。在人工生態(tài)系統(tǒng)中，我們可以通過調(diào) 整和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的要素和結(jié)構(gòu)，使生態(tài)系統(tǒng)的能量和物質(zhì)流出最大化；而在生態(tài)系統(tǒng)的能 量和物質(zhì)流人發(fā)生較大變化的情況下，生態(tài)系統(tǒng)的要素和結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化，從而使生態(tài)系 統(tǒng)的能量和物質(zhì)流出發(fā)生變化。例如一個立體養(yǎng)殖系統(tǒng)，就和單獨的養(yǎng)豬系統(tǒng)或養(yǎng)鴨系統(tǒng)或 養(yǎng)魚系統(tǒng)等比較，在系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)上就發(fā)生了很大的改變。3、動態(tài)特征生態(tài)系統(tǒng)是不斷運動變化的系統(tǒng)，從系統(tǒng)科學(xué)的一般原理原則看，這種運動變化包含著 生態(tài)系統(tǒng)的整體功能、要素和結(jié)構(gòu)3方面，并且每一方面的運動變化都會作用和影響其它兩 方面的運動變化，也就是說，我們在了解、認識生態(tài)

14、系統(tǒng)的發(fā)展、進化和演變規(guī)律的時候， 應(yīng)該綜合了解、認識生態(tài)系統(tǒng)的整體功能、要素和結(jié)構(gòu)3方面的發(fā)展、進化和演變規(guī)律。另 外，從耗散結(jié)構(gòu)理論看，在生態(tài)系統(tǒng)從比較簡單的結(jié)構(gòu)向比較復(fù)雜結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)展，達到相對 穩(wěn)定階段的過程中，生態(tài)系統(tǒng)還會有一個從平衡態(tài)到近平衡態(tài)再到遠離平衡態(tài)的非線性區(qū)的 過程，在這個過程中，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)某個參量的變化達到一定閥值，通過漲落，系統(tǒng)就可能發(fā) 生突變，由原來的無序狀態(tài)變?yōu)樵跁r間上、空間上或功能上的有序狀態(tài)，形成一種動態(tài)穩(wěn)定 的有序結(jié)構(gòu)。這種新的有序狀態(tài)必須不斷地與外界進行物質(zhì)、能量和信息的交流，才能維持 一定的穩(wěn)定性，而且不因外界的微小擾動而破壞go4、相互作用和相互聯(lián)系的特

15、征生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物和非生物成分的關(guān)系是緊密相連、密不可分的整體。沒有各生物和非 生物成分及其它們之間的相互聯(lián)系和相互作用就沒有生態(tài)系統(tǒng)，任何一個成分或任何一個結(jié) 構(gòu)的變化都可能會影響其他成分或結(jié)構(gòu)的變化。根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)，特別是協(xié)同學(xué)，各生物和非 生物成分的關(guān)系分為加和關(guān)系和非加和關(guān)系，其中的加和關(guān)系又是主要的；而在各種加和關(guān) 系中，其相干性和協(xié)同性的程度又是有差別的，其相干性和協(xié)同性程度越大的那些生物和非 生物成分對生態(tài)系統(tǒng)的影響越大，把握相干性和協(xié)同性程度大的那些生物和非生物成分的 各種關(guān)系對于我們認識生態(tài)系統(tǒng)是至關(guān)重要的。當然，弱相互作用效應(yīng)對生態(tài)系統(tǒng)也會產(chǎn)生 影響13。5、穩(wěn)定平衡的特征自

16、然界生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展過程總是趨于內(nèi)部保持一定的平衡關(guān)系，使系統(tǒng)內(nèi)部各成分之間 處于相互協(xié)調(diào)的平衡狀態(tài).根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)，特別是突變論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、混沌學(xué)、 超循環(huán)理論和生命系統(tǒng)理論，我們在認識生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡時應(yīng)該注意兩點：（1）生態(tài)系統(tǒng)的有序與無序、平衡、穩(wěn)定三者之間的關(guān)系。系統(tǒng)的有序是指系統(tǒng)內(nèi)部諸 要素或它們之間在空間、時間或功能上有規(guī)則地聯(lián)系或轉(zhuǎn)化，無序則表示內(nèi)部諸要素或它們 之間在空間、時間或功能上無規(guī)則的聯(lián)系或轉(zhuǎn)化。生態(tài)系統(tǒng)的平衡與有序的關(guān)系有兩種情形： 一種是生態(tài)系統(tǒng)的有序表現(xiàn)為平衡有序結(jié)構(gòu)，例如人工生態(tài)系統(tǒng)；第二種情形是生態(tài)系統(tǒng)在 遠離平衡態(tài)的條件下，可以通過與外界的物質(zhì)和

17、能量的交流，可以維持穩(wěn)定的有序結(jié)構(gòu)，這 是一種“活”的有序，自然界中的天然生態(tài)系統(tǒng)都是如此。生態(tài)系統(tǒng)進化的直接誘因是系統(tǒng) 中某個變量或行為對平均值的偏落，即漲落，例如某個環(huán)境因子的變化；當生態(tài)系統(tǒng)處于穩(wěn) 定態(tài)時，小的漲落僅僅是小的干擾，例如當氣候干旱時，森林中的動植物種類和數(shù)量一般不 會有大的變化.然而當生態(tài)系統(tǒng)處于遠離平衡的不穩(wěn)定態(tài)，即在臨界點附近時，漲落起著實 質(zhì)性觸發(fā)器的作用，會導(dǎo)致新的有序結(jié)構(gòu)的形成，例如森林生態(tài)系統(tǒng)，如果將喬木全部砍掉， 這個森林生態(tài)系統(tǒng)就很難恢復(fù)到原來的樣子。生態(tài)系統(tǒng)的混沌是非平衡的混沌，即確定性系 統(tǒng)內(nèi)部的非線性性質(zhì)所引起的非周期形態(tài)，實際上，它是一種宏觀無序而微

18、觀有序的現(xiàn)象。 混沌理論已證明，在表面的有序背后埋藏著一種奇異的混沌，例如河流生態(tài)系統(tǒng)，而在混沌 的深處又埋藏著一種更加奇異的次序，例如雜草生態(tài)系統(tǒng)，當一場大火將雜草全部燒光，形 成次生裸地，第二年又恢復(fù)成一個雜草生態(tài)系統(tǒng)。（2）生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展過程是其內(nèi)部的要素按彼此的相干性、協(xié)同性或某種默契形成特定 結(jié)構(gòu)與功能的過程（也稱自組織），它不是按系統(tǒng)內(nèi)部或外部的指令完成的，而是根據(jù)事物運 動變化的規(guī)律和特定條件完成的。生態(tài)系統(tǒng)作為開放系統(tǒng)，在遠離平衡的非線性區(qū)，通過負 熵和正反饋循環(huán)，經(jīng)漲落或起伏，會從無序狀態(tài)產(chǎn)生有序結(jié)構(gòu).同時，非平衡過程也可能至 少從三條道路進入混沌狀態(tài)：（1）倍周期分岔進入混

19、沌.即系統(tǒng)運動變化的周期行為是一種 有序行為，但在一定條件下，系統(tǒng)經(jīng)過周期倍增，會逐步喪失周期行為而進入混沌。（2）茹 勒一泰肯道路通向混沌。即當系統(tǒng)內(nèi)不同頻率的振蕩互相偶合時，系統(tǒng)就會出現(xiàn)新的偶合頻 率的運動，混沌狀態(tài)可以看成是無數(shù)多個頻率偶合的振動現(xiàn)象，實際上，只要出現(xiàn)三個互不 相干的頻率偶合時，系統(tǒng)就必然形成無數(shù)多個頻率的偶合，出現(xiàn)混沌現(xiàn)象。（3）陣發(fā)混沌。 在非平衡非線性的條件下，某個或某些參數(shù)的變化達到一定的臨界閥值時，生態(tài)系統(tǒng)就會出 現(xiàn)時而有序時而混沌的隨機振蕩，即陣發(fā)混沌14。這里以熱帶雨林和苔原生態(tài)系統(tǒng)為例來 說明。熱帶雨林結(jié)構(gòu)復(fù)雜，物種多樣性高，種間相互作用強度大，進化歷史長

20、，而它的環(huán)境 條件相對比較穩(wěn)定，可預(yù)測性強。苔原生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，物種多樣性低，種間相互作用少， 進化歷史短，環(huán)境條件多變而難以預(yù)測。一般來說，熱帶雨林抵抗干擾和保持穩(wěn)定狀態(tài)的能 力比苔原生態(tài)系統(tǒng)強。但是，熱帶雨林一旦受到嚴重破壞（如過量采伐），它要恢復(fù)到原狀的 時間則非常漫長；而苔原生態(tài)系統(tǒng)在受到嚴重破壞后，恢復(fù)時間就比較短。這就是說，就抵抗力穩(wěn)定性來說，熱帶雨林比苔原高；而就恢復(fù)力穩(wěn)定性來說，苔原則 比熱帶雨林高。就同一類型的生態(tài)系統(tǒng)來說，抵抗力和恢復(fù)力也因生態(tài)系統(tǒng)所處的發(fā)育階段 而有差別。一般來說，頂極群落的抵抗力強，恢復(fù)力弱；發(fā)展中的群落的恢復(fù)力強，抵抗力 弱。6、對外開放的特征所有的

21、生態(tài)系統(tǒng)都是一個開放系統(tǒng)，它必須有能量和物質(zhì)的輸入和輸出的過程，否則， 所有的生命將難以生存下去。從系統(tǒng)科學(xué)的角度來看，生態(tài)系統(tǒng)向有序方向進化的基本條件 是，從外部獲得能量和物質(zhì)，即獲得足夠的負熵流，其絕對值大于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的熵產(chǎn)生， 從而使系統(tǒng)的熵減少。也就是說生態(tài)系統(tǒng)必須是開放的和非平衡態(tài)的。沒有充分的開放，生 態(tài)系統(tǒng)就會失去活力和自主性。所以說，非平衡是有序之源，在熱平衡或近平衡態(tài)，都不會 出現(xiàn)有序結(jié)構(gòu)。例如，生物進化和群落演替過程中包含不斷打破舊的平衡，熱帶雨林才發(fā)展 到成熟階段的群落，其垂直分層現(xiàn)象明顯，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單位面積里的物種多，各自占據(jù)著有 利的環(huán)境條件。當然，我們也應(yīng)該看到，

22、在能量和物質(zhì)的輸入和輸出的過程中，在從外部獲 得能量和物質(zhì)的過程中，生態(tài)系統(tǒng)的演化不可能單方面的越來越有序或越來越無序的，而是 有序與無序、平衡與不平衡、穩(wěn)定與不穩(wěn)定、進化與退化的交織和統(tǒng)一。三、結(jié)語生態(tài)系統(tǒng)的特征是生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容和生態(tài)學(xué)研究的高度概括，對它的認識和說明，直 接關(guān)系到人們對整個生態(tài)學(xué)的認識和今后的進一步研究.對于生態(tài)系統(tǒng)特征的表述和說明， 一般更多的是基于生態(tài)學(xué)本身的研究而概括和總結(jié)的，這可能帶來一些不足，這主要在于生 態(tài)學(xué)是一門涉及面很廣的學(xué)科，它與很多其他學(xué)科存在這樣或那樣的聯(lián)系，可以從不同的方 面、不同的角度、不同的學(xué)科對生態(tài)學(xué)的問題加以探索，這樣就可能形成對生態(tài)系統(tǒng)的

23、性質(zhì) 特點的不同看法，而這些不同看法都在一定的程度上和一定的層面上反映了生態(tài)系統(tǒng)得到客 觀事實，這些看法對于人們最終揭示出生態(tài)系統(tǒng)的性質(zhì)特點是十分有益的。本文中從系統(tǒng)科 學(xué)的角度對生態(tài)系統(tǒng)的性質(zhì)特點的探索，是基于下面的原因和目的：一是生態(tài)系統(tǒng)符合系統(tǒng) 科學(xué)所探討的一般系統(tǒng)的特征，從系統(tǒng)科學(xué)的角度探索生態(tài)系統(tǒng)的性質(zhì)特征具有可行性；二 是系統(tǒng)科學(xué)研究在近一二十年獲得了飛速發(fā)展，如何應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)的最新成果去分析和揭示 生態(tài)系統(tǒng)的性質(zhì)特征具有必要性；三是為生態(tài)系統(tǒng)的研究提供新的方法和思路。由于系統(tǒng)科 學(xué)的成果是基于客觀實際的系統(tǒng)，運用物理、化學(xué)、生命科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科的方法 加以探索而取得的，對包括生態(tài)系統(tǒng)在內(nèi)的各種系統(tǒng)而言，更具有普遍性、客觀性和全面性， 將系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)性質(zhì)特征的研究，將會產(chǎn)生積極的作用和意義。當 然，生態(tài)系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)，對它的性質(zhì)特征的全面完整的認識，還有待于生態(tài)學(xué) 的進一步研究，有待于生態(tài)學(xué)和其他相關(guān)學(xué)科的研究人員的通力協(xié)作。參考文獻：Odum E P.生 態(tài)學(xué)基礎(chǔ)I-M.孫儒泳等譯.北京：人 民教育出版社