本文關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

　

（一）什么是生態(tài)系統(tǒng)（Ecosystem）？

    在自然界，任何生物群落都不是孤立存在的，它們總是通過能量和物質(zhì)的交換與其生存的環(huán)境不可分割地相互聯(lián)系相互作用著，共同形成一種統(tǒng)一的整體，這樣的整體就是生態(tài)系統(tǒng)。換句話說，生態(tài)系統(tǒng)就是在一定地區(qū)內(nèi)，生物和它們的非生物環(huán)境（物理環(huán)境）之間進行著連續(xù)的能量和物質(zhì)交換所形成的一個生態(tài)學(xué)功能單位。
    按照生態(tài)系統(tǒng)的上述定義，我們既可以從類型上去理解，例如森林、草原、荒漠、凍原、沼澤、河流、海洋、湖泊、農(nóng)田和城市等；也可以從區(qū)域上理解它，例如分布有森林、灌叢、草地和溪流的一個山地地區(qū)或是包含著農(nóng)田、人工林、草地、河流、池塘和村落與城鎮(zhèn)的一片平原地區(qū)都是生態(tài)系統(tǒng)。整個地理殼便是由大大小小各種不同的生態(tài)系統(tǒng)鑲嵌而成。生態(tài)系統(tǒng)是地理殼的基本組成單位，它的面積大小很懸殊，其中最大的生態(tài)系統(tǒng)就是生物圈，它實質(zhì)上等于地理殼。

    任何一個能夠維持其機能正常運轉(zhuǎn)的生態(tài)系統(tǒng)必須依賴外界環(huán)境提供輸入（太陽輻射能和營養(yǎng)物質(zhì)）和接受輸出（熱、排泄物等），其行為經(jīng)常受到外部環(huán)境的影響，所以它是一個開放系統(tǒng)。但是生態(tài)系統(tǒng)并不是完全被動地接受環(huán)境的影響，在正常情況下即在一定限度內(nèi)，其本身都具有反饋機能，使它能夠自動調(diào)節(jié)，逐漸修復(fù)與調(diào)整因外界干擾而受到的損傷，維持正常的結(jié)構(gòu)與功能，保持其相對平衡狀態(tài)。因此，它又是一個控制系統(tǒng)或反饋系統(tǒng)。

    生態(tài)系統(tǒng)概念的提出，使我們對生命自然界的認識提到了更高一級水平。它的研究為我們觀察分析復(fù)雜的自然界提供了有力的手段，并且成為解決現(xiàn)代人類所面臨的環(huán)境污染、人口增長和自然資源的利用與保護等重大問題的理論基礎(chǔ)之一。

  生態(tài)系統(tǒng)具有以下特征：
    1.具有自我調(diào)節(jié)能力。
    2.能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能。
    3.生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)級數(shù)目一般不會超過4～5個。
    4.生態(tài)系統(tǒng)是一個半開放的動態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)歷一個從簡單到復(fù)雜，，從不成熟到成熟的演變過程，其早期階段和晚期階段具有不同特性。

（二）生態(tài)系統(tǒng)中的三大功能類群
       生態(tài)系統(tǒng)是一個多成分的極其復(fù)雜的大系統(tǒng)。一個完全的生態(tài)系統(tǒng)由四類成分構(gòu)成，即非生物成分和生物有機體因獲取能量的方式與所起作用不同而劃分的生產(chǎn)者、消費者和分解者三個類群。

    1.非生物成分

   包括太陽輻射能、H2O、CO2、O2、N2、礦物鹽類以及其他元素和化合物。它們是生物賴以生存的物質(zhì)和能量的源泉，并共同組成大氣、水和土壤環(huán)境，成為生物活動的場所。

    2.生產(chǎn)者

   有機體包括所有的綠色植物。它們通過葉綠素吸收太陽光能進行光合作用，把

從環(huán)境中攝取的無機物質(zhì)合成為有機物質(zhì)，并將太陽光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在有機物質(zhì)中，為地球上其他一切生物提供得以生存的食物。它們是有機物質(zhì)的最初制造者，是自養(yǎng)的。

    3.消費者

   有機體消費者有機體指動物。它們不能自己生產(chǎn)食物，只能直接或間接利用植物所制造的現(xiàn)成有機物，取得營養(yǎng)物質(zhì)和能量，維持其生存。所以是異養(yǎng)的消費者。根據(jù)其食性不同又分為：

  （1）植食動物 直接采食植物以獲得能量的動物，如牛、馬、羊、象、食草昆蟲和嚙齒類等，是第一性消費者。

   （2）肉食動物 以捕捉動物為主要食物的動物叫做肉食動物。其中捕食植食動物者，是第一級肉食動物、第二性消費者。如蛙、蝙蝠、某些鳥類等。以第一級肉食動物為食物的動物，如狐、狼等，是第二級肉食動物、第三性消費者，這些動物一般體軀較大而強壯，數(shù)量較少。獅、虎、鷹等兇猛動物主要以第二級肉食動物和植食動物為生，是第三級肉食動物或第四性消費者，有時它們被稱為頂部肉食動物，其數(shù)量更少。有些動物的食性并無嚴格限定，它們是既食動物又吃植物的雜食性動物，如某些鳥類、鯉魚等。

    4.分解者

   有機體主要指細菌、真菌和一些原生動物。它們依靠分解動植物的排泄物和死亡的有機殘體取得能量和營養(yǎng)物質(zhì)，同時把復(fù)雜的有機物降解為簡單的無機化合物或元素，歸還到環(huán)境中，被生產(chǎn)者有機體再次利用，所以它們又稱為還原者有機體。分解者有機體廣泛分布于生態(tài)系統(tǒng)中，時刻不停地促使自然界的物質(zhì)發(fā)生循環(huán)。

    在自然界，每一個生態(tài)系統(tǒng)一般都具有上述四種組分。從理論上講，任何一個自我維持的生態(tài)系統(tǒng)，只要有非生物物質(zhì)、吸收外界能量的自養(yǎng)生產(chǎn)者和能使自養(yǎng)生物死亡之后進行腐爛的分解者這些基本成分就夠了，消費者有機體并不是必要成分。它們的存在只不過使生態(tài)系統(tǒng)更為豐富多彩而已。

（三）食物鏈和食物網(wǎng)

    食物鏈：植物所固定的能量通過一系列的取食和被取食關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，我們把生物之間存在的這種單方向營養(yǎng)和能量傳遞關(guān)系稱為食物鏈。食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的具體表現(xiàn)形式之一。分為牧食食物鏈和腐食食物鏈。后者是動植物死亡后被細菌和真菌所分解，能量直接自生產(chǎn)者或死亡的動物殘體流向分解者。在熱帶雨林和淺水生態(tài)系統(tǒng)中該類食物鏈占有重要地位。在牧食食物鏈中，包括有各種消費者動物，它是通過活的有機體以捕食與被捕食的關(guān)系建立的，能量沿著生產(chǎn)者到各級消費者的途徑流動。一般說來，生態(tài)系統(tǒng)中能量在沿著牧食食物鏈傳遞時，從一個環(huán)節(jié)到另一個環(huán)節(jié)，能量大約要損失90％。

    食物網(wǎng)：在生態(tài)系統(tǒng)的生物之間存在著一種遠比食物鏈更錯綜復(fù)雜的普遍聯(lián)系，像一個無形的食物網(wǎng)把所有生物都包括在內(nèi)，使它們有著直接或間接的聯(lián)系，這就是食物網(wǎng)。

（四）營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔

    營養(yǎng)級：指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的全部生物種的總和，因此營養(yǎng)級之間的關(guān)系是指一類生物和處于不同營養(yǎng)層次上另一類生物之間的關(guān)系。綠色植物首先固定了太陽能和制造有機物質(zhì)，供本身和其他消費者有機體利用，它們屬第一營養(yǎng)級。第一性消費者植食動物是第二營養(yǎng)級，蚱蜢和牛都是植食動物，處于同一營養(yǎng)級。螳螂吃蚱蜢，貓頭鷹吃田鼠，這兩種捕食者動物都是第二性消費者，占據(jù)第三營養(yǎng)級。吃螳螂的鳥和吃貓頭鷹的貂是第三性消費者，占第四營養(yǎng)級。還可以有第四性消費者和第五營養(yǎng)級。不同的生態(tài)系統(tǒng)往往具有不同數(shù)目的營養(yǎng)級，一般為3—5個營養(yǎng)級。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，不同營養(yǎng)級的組合就是營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

    生態(tài)金字塔：指各個營養(yǎng)級之間某種數(shù)量關(guān)系，這種數(shù)量關(guān)系可采用生物量單位、能量單位或個體數(shù)量單位，采用這些單位構(gòu)成的生態(tài)金字塔分別稱為生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)量金字塔。

（五）生態(tài)效率
    生態(tài)效率：指各種能流參數(shù)在各營養(yǎng)級之間和內(nèi)部的比值關(guān)系。

（六）生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)
    生態(tài)系統(tǒng)的一個重要特點是它常常趨向于達到一種穩(wěn)態(tài)或平衡狀態(tài)，這種穩(wěn)態(tài)是靠自我調(diào)節(jié)過程來實現(xiàn)的。調(diào)節(jié)主要是通過反饋進行的。
    反饋：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中某一成分發(fā)生變化時，它必然會引起其他成分的出現(xiàn)相應(yīng)的變化，這種變化又會反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分，使其變化減弱或增強，這種過程就叫反饋。負反饋能夠使生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡或穩(wěn)態(tài)。

    生態(tài)系統(tǒng)中的反饋現(xiàn)象十分復(fù)雜，既表現(xiàn)在生物組分與環(huán)境之間，也表現(xiàn)于生物各組分之間和結(jié)構(gòu)與功能之間，等等。前者在第三節(jié)種群部分已有敘述。生物組分之間的反饋現(xiàn)象。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，當(dāng)被捕食者動物數(shù)量很多時，捕食者動物因獲得充足食物而大量發(fā)展；捕食者數(shù)量增多后，被捕食者數(shù)量又減少；接著，捕食者動物由于得不到足夠食物，數(shù)量自然減少。二者互為因果，彼此消長，維持著個體數(shù)量的大致平衡。這僅是以兩個種群數(shù)量的相互制約關(guān)系的簡單例子。說明在無外力干擾下，反饋機制和自我調(diào)節(jié)的作用，而實際情況要復(fù)雜得多。所以當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾破壞時，只要不過分嚴重，一般都可通過自我調(diào)節(jié)使系統(tǒng)得到修復(fù)，維持其穩(wěn)定與平衡。

    但是，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限度的。當(dāng)外界壓力很大，使系統(tǒng)的變化超過了自我調(diào)節(jié)能力的限度即“生態(tài)閾限”時，它的自我調(diào)節(jié)能力隨之下降，以至消失。此時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)被破壞，功能受阻，以致整個系統(tǒng)受到傷害甚至崩潰，此即通常所說的生態(tài)平衡失調(diào)。

（七）生態(tài)平衡
    象自然界任何事物一樣，生態(tài)系統(tǒng)也處在不斷變化發(fā)展之中，實際上它是一種動態(tài)系統(tǒng)。大量事實證明，只要給以足夠的時間和在外部環(huán)境保持相對穩(wěn)定的情況下，生態(tài)系統(tǒng)總是按照一定規(guī)律向著組成、結(jié)構(gòu)和功能更加復(fù)雜化的方向演進的。在發(fā)展的早期階段，系統(tǒng)的生物種類成分少，結(jié)構(gòu)簡單，食物鏈短，對外界干擾反應(yīng)敏感，抵御能力小，所以是比較脆弱而不穩(wěn)定的。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)逐漸演替進入到成熟時期，生物種類多，食物鏈較長，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能效率高，對外界的干擾壓力有較強的抗御能力，因而穩(wěn)定程度高。這是由于系統(tǒng)經(jīng)過長期的演化，通過自然選擇和生態(tài)適應(yīng)，各種生物都占據(jù)有一定的生態(tài)位，彼此間關(guān)系比較協(xié)調(diào)而依賴緊密，并與非生物環(huán)境共同形成結(jié)構(gòu)較為完整、功能比較完善的自然整體，外來生物種的侵入比較困難；此時，還由于復(fù)雜的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)使能量和物質(zhì)通過多種途徑進行流動，一個環(huán)節(jié)或途徑發(fā)生了損傷或中斷，可以由其他方面的調(diào)節(jié)所抵消或得到緩沖，不致使整個系統(tǒng)受到傷害。所以，生態(tài)系統(tǒng)的生物種類越多，食物網(wǎng)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜便越穩(wěn)定。即生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是與系統(tǒng)內(nèi)的多樣性和復(fù)雜性相聯(lián)系的。

    當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)時，生物之間和生物與環(huán)境之間出現(xiàn)高度的相互適應(yīng)，種群結(jié)構(gòu)與數(shù)量比例持久地沒有明顯的變動，生產(chǎn)與消費和分解之間，即能量和物質(zhì)的輸入與輸出之間接近平衡，以及結(jié)構(gòu)與功能之間相互適應(yīng)并獲得最優(yōu)化的協(xié)調(diào)關(guān)系，這種狀態(tài)就叫做生態(tài)平衡或自然界的平衡。當(dāng)然這種平衡是動態(tài)平衡。

（八）生物圈
     生物圈：指地球上有生命存在的所有地方，其中包括水域、巖層表面、土壤和大氣圈下部。

　

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