生态系统的概念及基本特征

生态系统的概念及基本特征一、生态系统的概念生态系统这一概念是由英国生态学家坦斯黎首先提出的。他认为，生态系统的基本概念是物理学上使用的“系统”整体，这个系统不仅包括有机复合体，而且也包括形成环境的整个物理因素复合体。生态系统是指在一定时间和空间内，由生物群落与其环境组成的一个整体。各组成要素间借助物种流动、能量流动、物质循环、信息传递和价值流动，而相互联系、相互制约，并形成具有自调节功能的复合体。生态系统可以是一个很具体的概念，一个池塘，一片森林或一块草地都是一个生态系统。同时，它又是在空间范围上抽象的概念。生态系统和生物圈只是研究的空间范围及其复杂程度不同。小的生态系统联合成大的生态系统，简单的生态系统组合成复杂的生态系统，而最大，最复杂的生态系统就是生物圈。二、生态系统的基本特征每一个生态系统都有一定的生物群落与其栖息的环境相结合，进行着物种、能量和物质的交流。在一定时间和相对稳定条件下，系统内各组成要素的结构与功能处于协调的动态之中。关于这部分内容，蔡晓明作了相应阐述，生态系统具有如下l0项重要特征。1．以生物为主体，具有整体性特征生态系统通常与一定空间范围相联系，以生物为主体，生物多样性与生命支持系统的物理状况有关。一般而言，一个具有复杂垂直结构的环境能维持多个物种。一个森林生态系统比草原生态系统包含了更多的物种。同样，热带生态系统要比温带或寒带生态系统展示出更大的多样性。各要素稳定的网络式联系，保证了系统的整体性。2．复杂、有序的层级系统由于自然界中生物的多样性和相互关系的复杂性，决定了生态系统是一个极为复杂的、多要素、多变量构成的层级系统。较高的层级系统以大尺度、大基粒、低频率和缓慢速度为特征，它们被更大系统、更缓慢作用所控制。3．开放的、远离平衡态的热力学系统任何一个自然生态系统都是开放的。有输入和输出，而输入的变化总会引起输出的变化。虽然输出并不是立即变化，有时它们可能落在后面，但它们不会赶在输入之前，这是因为输出是输入的结果，而输入是原因、源。从这一观点看，没有输入也就没有输出。维持生态系统需要能量。生态系统变得更大更复杂时，就需要更多的可用能量去维持，经历着从混沌到有序，到新的混沌，再到新的有序的发展过程。4.具有明确功能和功益服务性能生态系统不是生物分类学单元，而是个功能单元。例如能量的流动，绿色植物通过光合作用把太阳能转变为化学能贮藏在植物体内，然后再转给其他动物，这样营养物质就从一个取食类群转移到另一个取食类群，最后由分解者重新释放到环境中。又如在生态系统内部生物与生物之间，生物与环境之间不断进行着复杂而有规律的物质交换。这种物质交换是周而复始不断地进行着，对生态系统起着深刻的影响。自然界元素运动的人为改变，往往会引起严重的后果。生态系统就是在进行多种生态过程中完成了维护着人类的生存“任务”；为人类提供了必不可少的粮食、药物和工农业原料等。并提供人类生存的环境条件。还有大量的间接性功益服务。5．受环境深刻的影响环境的变化和波动形成了环境压力，最初是通过敏感物种的种群表现。自然选择可以发生在多个水平上。当压力增加到可在生态系统水平上检出时，整个系统的“健康”就出现危险的苗头。生态系统对气候变化和其他因素的变化表现出长期的适应性。6．环境的演变与生物进化相联系自生命在地球上出现以来，生物有机体不仅适应了物理环境条件，式对环境进行朝着有利于生命的方向改造。7．具有自维持、自调控功能一个自然生态系统中的生物与其环境条件是经过长期进化适应，逐渐建立相互协调的关系。生态系统自动调控机能主要表现在三方面：第一是同种生物的种群密度的调控，这是在有限空间内比较普遍存在的种群变化规律；第二是异种生物种群之间的数量调控，多出于植物与动物、动物与动物之间，常有食物链关系；第三是生物与环境之间的相互适应的调控。生物经常不断地从所在的生境中摄取所需的物质，生境亦需要对其输出进行及时的补偿，两者进行着输入与输出之间的供需调控。生态系统对干扰具有抵抗和恢复的能力，甚至面临季节、年际或长期的气候变化的动态，生态系统也能保持相对的稳定。生态系统调控功能主要靠反馈的作用，通过正、负反馈相互作用和转化，保证系统达到一定的稳态。8．具有一定的负荷力生态系统负荷力是涉及用户数量和每个使用者强度的二维概念。这二者之间保持互补关系，当每一个体使用强度增加时，一定资源所能维持的个体数目减少。认识到这一特点，在实践中可将有益生物种群保持在一个环境条件所允许的最大种群数量，此时，种群繁殖速率最快。对环境保护工作而言，在人类生存和生态系统不受损害的前提下，一个生态系统所能容纳的污染物可维持在最大承载量，即环境容量。任一生态系统，它的环境容量越大，可接纳的污染物就越多，反之则越少。污染物的排放，必须与环境容量相适应。9．具有动态的、生命的特征生态系统也和自然界许多事物一样，具有发生、形成和发展的过程。生态系统可分为幼期、成长期和成熟期，表现出鲜明的历史性特点，生态系统具有自身特有的整体演化规律。换言之，任何一个自然生态系统都是经过长期发展形成的。生态系统这一特性为预测未来提供了重要的科学依据。10．具有健康、可持续发展特性自然生态系统在数十亿万年发展中支持着全球的生命系统，为人类提供了经济发展的物质基础和良好的生存环境。然而长期以来掠夺式的开采方式给生态系统健康造成极大的威胁。可持续发展观要求人们转变思想，对生态系统加强管理，保持生态系统健康和可持续发展特性，在时间空间上实现全面发展。