生態(tài)系統(tǒng)的基本概念

生態(tài)系統(tǒng)的基本概念生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)就是在一定空間中共同棲居著的所有生物(即生物群落)與其環(huán)境之間由于不斷地進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動過程而形成的統(tǒng)一整體。地球上的森林、草原、荒漠、濕地、海洋、湖泊、河流等，不僅它們的外貌有區(qū)別，生物組成也各有其特點，并且其中生物和非生物構(gòu)成了一個相互作用、物質(zhì)不斷地循環(huán)、能量不停地流動的生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)(system)是指彼此間相互作用、相互依賴的事物有規(guī)律地聯(lián)合的集合體，是有序的整體。一般認(rèn)為，構(gòu)成系統(tǒng)至少要有3個條件：①系統(tǒng)是由許多成分組成的；②各成分間不是孤立的，而是彼此互相聯(lián)系、互相作用的；③系統(tǒng)具有獨立的、特定的功能。動物園中的各種動物相互之間并沒有必然的內(nèi)在聯(lián)系，因此不是一個系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)這個概念，最初是由英國生態(tài)學(xué)家坦斯利(Tansley,1936)提出，他說：“更基本的概念是 完整的系統(tǒng)(物理學(xué)上所謂的系統(tǒng))，它不僅包括生物復(fù)合體，而且還包括人們稱為環(huán)境的全部物理因素的復(fù)合體。??我們不能把生物從其特定的、形成物理系統(tǒng)的環(huán)境中分隔開來。??這種系統(tǒng)是地球表面上自然界的基本單位。??這些生態(tài)系統(tǒng)有各種各樣的大小和種類?！币虼?，生態(tài)系統(tǒng)這個術(shù)語的產(chǎn)生，主要在于強調(diào)一定地域中各種生物相互之間、它們與環(huán)境之間功能上的統(tǒng)一性。生態(tài)系統(tǒng)主要是功能上的單位，而不是生物學(xué)中分類學(xué)的單位。前蘇聯(lián)生態(tài)學(xué)家蘇卡切夫(1944)所說的生物地理群落(biogeocoenosis)的基本含義與生態(tài)系統(tǒng)的概念相同。生態(tài)系統(tǒng)思想的產(chǎn)生不是偶然的，而是有其一定的歷史背景。學(xué)者在應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)概念時，對其范圍和大小并沒有嚴(yán)格的限制，小至動物有機體內(nèi)消化道中的微生態(tài)系統(tǒng)，大至各大洲的森林、荒漠等生物群落型，甚至整個地球上的生物圈或生態(tài)圈，其范圍和邊界是隨研究問題的特征而定。例如，池塘的能流、核降塵、殺蟲劑殘留、酸雨、全球氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響等，其空間尺度的變化很大，相差若干數(shù)量級。同樣研究的時間尺度也很不一致。生態(tài)系統(tǒng)是當(dāng)代生態(tài)學(xué)中最重要的概念之一。縱觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展史說明，這門科學(xué)的研究重心，由自然歷史轉(zhuǎn)到動物的種群生態(tài)學(xué)和植物的群落生態(tài)學(xué)，然后轉(zhuǎn)到生態(tài)系統(tǒng)的研究。生態(tài)系統(tǒng)包括生物群落及其無機環(huán)境，它強調(diào)的是系統(tǒng)中各個成員的相互作用，所以幾乎是無所不包的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。事物普遍聯(lián)系法則本是辯證唯物主義哲學(xué)的第一個基本原理，從這個意義上講，生態(tài)學(xué)又是一種哲學(xué)。近年來，無論是國內(nèi)還是國外，又把自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展為包括經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。近幾十年來生態(tài)系統(tǒng)研究成為生態(tài)學(xué)主流，它與人類社會的持續(xù)發(fā)展有密切關(guān)系。因為人類賴以生存的地球環(huán)境、人口、生物資源已經(jīng)受到嚴(yán)重威脅，溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨、全球性氣候變化等當(dāng)前人類社會最為關(guān)心的問題已經(jīng)影響了地球這個生命維持系統(tǒng)的持續(xù)存在。地球上大部分自然生態(tài)系統(tǒng)本來就有維持穩(wěn)定、持久，物種間協(xié)調(diào)共存等的特點，這是長期進(jìn)化的結(jié)果。向自然生態(tài)系統(tǒng)尋找這些建立持續(xù)性生態(tài)系統(tǒng)性的機理，以給人類科學(xué)地管理好地球以啟示，是研究生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律的主要目的。另一方面，生態(tài)系統(tǒng)的概念和原理，已經(jīng)為許多學(xué)科和許多實踐領(lǐng)域所接受，諸如生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)的密切結(jié)合和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的形成與發(fā)展、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和生態(tài)系統(tǒng)管理的提出、農(nóng)業(yè)上的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)保中的生態(tài)評價、生態(tài)管理和風(fēng)險性估計、瀕危物種和生物多樣性保護(hù)、大工程建設(shè)和自然改造大規(guī)劃的生態(tài)預(yù)評??并對生態(tài)學(xué)家提出進(jìn)一步要求，發(fā)展有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的理論。20世紀(jì)60年代開始的IBP(國際生物學(xué)計劃)和以后的MAB(人與生物圈)、SCOPE、IGBP、全球變化及陸地生態(tài)系統(tǒng)研究(GCTE)等國際合作研究規(guī)劃相繼出現(xiàn)，所有這些使生態(tài)學(xué)從生物學(xué)中一個分支學(xué)科上升到舉世矚目的地位，并發(fā)展成--lq獨立的生態(tài)科學(xué)；而生態(tài)學(xué)的主流

也由種群生態(tài)學(xué)和群落生態(tài)學(xué)轉(zhuǎn)移到生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。11．2生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)包括下列4種主要組成成分，我們以池塘和草地作為實例來說明（圖11—1）。IB太陽能土壤沉積物母質(zhì)母質(zhì)圖11—1陸地生態(tài)系統(tǒng)（草地）和水生生態(tài)系統(tǒng)（池塘）營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的比較（仿Odum，1983）說生態(tài)系統(tǒng)包括下列4種主要組成成分，我們以池塘和草地作為實例來說明（圖11—1）。IB太陽能土壤沉積物母質(zhì)母質(zhì)圖11—1陸地生態(tài)系統(tǒng)（草地）和水生生態(tài)系統(tǒng)（池塘）營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的比較（仿Odum，1983）說A?自養(yǎng)層1?自養(yǎng)生物：IA.草本植物，IB.浮游植物；Il.食草動物：IIA?食草性