园林生态学---园林生态系统的调控与生态平衡

生态系统的调控与平衡自然调控物种本能的调控机制使生物个体不断对外界条件作出适当的反应自然非中心式调控结构一、特点与结构人工调控人工调控是利用专门的信息系统，并在信息中心进行高速处理，通过专用信息通道传输信息，按设定的目标对能量和物质转化部分实施调节典型的人工中心式调控结构园林生态系统既有自然生态系统的非中心式调控机制，又有人工调控的中心式调控机制，是一种复合式调控结构园林生态系统的复合式调控结构园林生态系统的调控层次•第一个层次的调控是自然调控•第二个层次的调控是人工直接调控•第三个层次的调控是社会间接调控自然调控•自然调控的机制自然调控机制是从自然生态系统中继承下来的生物与生物、生物与环境之间存在的反馈调控、多元重复补偿稳态调控机制。1．反馈机制所谓反馈（feedback）是指当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分的过程。反馈有两种类型，即负反馈和正反馈。最初某种成分发生变化，减弱或抑制该成分发生变化的反馈叫负反馈负反馈的作用是能够使生态系统达到和保持平衡或稳态青草→昆虫→青蛙→蛇→鹰最初某种成分发生变化增加或增强该成分发生变化的反馈叫正反馈在自然生态系统中，生物常利用正反馈机制接近“目标”，如生命延续、群落演替、生态位占据等，正反馈的作用常常使生态系统远离平衡或稳态。•生态系统具有多种正负反馈机制，能在不同的层次结构上行使功能控制。•1．在个体水平上，通过正负反馈，使得个体与环境、个体与群体之间保持一定的协调关系。•2．种群之间，捕食者与被捕食者之间的数量调节也是一种反馈机制。•3．在群落水平上，一方面生物种群间通过相互作用，调节彼此间种群数量和对比关系，同时又受到共同的最大环境容纳量的制约。•4．在系统水平上，交错的群落关系、生态位的分化、严格的食物链量比关系等等，都对系统的稳态机制起积极作用。•生态系统的反馈调节机制及其作用是有一定限度的。系统在不降低和不破坏其自动调节能力的前提下所能忍受的最大限度的外界压力（临界值），称为生态阈值。外界压力包括自然灾害、不利环境因素的影响等自然力，也包括人力的获取、改造和破坏。•实例：•森林有一定的采伐量，草原有一定的载畜量，超过这个限度，就会破坏生态系统的稳定性。•农田耗地作物的复种指数也有一定限度，复种指数过高会导致地力衰竭。•生态容量也是一类生态阈值，指的是某种物质（通常指有害物质）的最大容纳量，即系统通过自净作用维持稳定状态的能力。生态容量的大小，取决于有毒、有害物质的性质以及生态系统本身的抗毒自净能力。2．多元重复补偿多元重复补偿是指在生态系统中，有两个或两个以上的组分具有完成相同或相近的功能，或者是处在相同或相近生态位上的多个组成成分，因外来干扰使其中一个或多个组分受到破坏的情况下，另外的一个或几个组分可以在功能上予以补偿，从而保持系统的相对稳定。例如，同一种草食动物可以取食多种植物，当其中的一种植物在系统中减少或消失时，其作为食物的功能由其他的植物来补偿等。•自然调控类型可分为•（1）程序调控：生物的个体发育、群落演替都有一定的先后顺序，不会颠倒。群落得演替与物种间的营养关系、化学关系都有关。•（2）随动调控：动植物的运动过程能跟踪一些外界目标。向日葵的花跟着太阳转，植物的根向着有肥水的方向伸。•（3）最优调控：生态系统经历了长期的进化压力，优胜劣汰，现存得很多结构与功能都是最优、或接近最优的。•（4）稳态调控：自然生态系统形成了一种发展过程中趋于稳定、干扰中维持不变、受破坏后迅速恢复的稳定性。•这种稳态主要靠系统的功能组分冗余及系统的负反馈作用这两种机制来获得。•a.系统的功能组分冗余在一个系统中，具有同一功能的组分数量超过必须的数量，处于备用状态，这称为系统的功能组分冗余。如植物花粉数量大大超过授粉所需要的量。•b.系统的负反馈作用系统的运行结果作为控制信息（反馈信息），回到系统调控中心，对系统未来动态产生影响，这种作用过程称系统的反馈作用。•反馈作用可分正反馈和负反馈。生态系统稳态机制的类型•系统组织层次•系统的功能组分冗余•系统的反馈自然调控机制的应用•光温对作物生长发育的调节作用；•昼夜节律对家畜家禽行为的调节作用；•林木的自疏现象；•花粉数量大大超过授粉需要量冗余现象；•反馈现象等多种自我调节机制。调控技术•生物调控1、个体调控2、种群的调控3、群落的调控•环境调控1．空气调控2．水分调节3．温度调控4．光照调控5．土壤环境调节•输入输出调控1．输出调控2．输入调控农业生态系统的输入包括肥料、饲料、农药、种子、机械、燃料、电力等农业生产资料；输出包括各种农业产品。输入调控包括输入的辅助能和物质的种类、数量和投入结构的比例。输出调控包括调控系统的贮备能力，使输出更有计划；或对系统内的产品加工，改变产品输出形式，使生产加工相结合，产品得到更充分的利用，并可提高产品的经济值；同时，控制非目标性输出，如防止因径流、下渗造成的营养元素的流失。社会间接调控园林生态系统的经营者或管理者不可避免要受到经济、法律、财政、金融、交通、市场、贸易、科技、教育、通讯等各种社会因素的影响生态系统调控的基本原则•经济效益、生态效益和社会效益三者的统一•生态学原理与园林生物配置相结合•多种技术协调配合•因地制宜地利用各种技术，建立多种形式的园林生态系统“成本外摊”与“收益外泄”•园林生态系统所利用的一些资源是不需要成本的象阳光、空气、自然降水等自然资源并不列入成本核算中，这种现象称为“成本外摊”•园林生态系统保护了野生物种、净化空气和水源、改善了环境，产生了生态效益和环境效益而没有列入到收益核算中这种现象称为“收益外泄”。生态系统平衡问题•生态平衡的定义生态平衡即是指在一定时间和空间范围内，生物与环境及生物与生物之间相互作用相互适应所维持的一种协调、稳定的状态•生态平衡的特征1、生物与其生存环境的协调统一2、生态系统的物质保持良性循环物质的输入与输出保持相对平衡3、生态系统能量流动合理，输入与输出保持相对平衡生态系统的结构和功能基本稳定生态失衡的原因及特征•自然原因•人为因素•结构上的特征生态平衡失调在结构上表现为一级结构缺损或二级结构改变•功能上的特征生态平衡失调在功能上主要表现为系统的生产功能、物质循环功能、能量流动功能和系统的自我调节功能的降低甚至消失维护生态平衡的具体措施•增加园林生态系统的生物多样性•维护生态系统的自我调节能力，保持系统的相对稳定性•合理使用资源和能源，减少环境污染，避免环境因素对系统带来的巨大压力•对生态系统及时进行修复和补偿