第二节        生态平衡及生态系统的动态变化

一、生态平衡的概念

    如果某生态系统各组成成分在较长时间内保持相对协调，物质和能量的输出接近相等，结构与功能长期处于稳定状态，在外来干扰下，能通过自我调节恢复到最初的稳定状态，则这种状态可称为生态平衡。

    生态平衡包括三个方面：结构上的平衡、功能上的平衡以及输入和输出物质数量上的平衡。

生态平衡是相对的平衡、动态的平衡。

二、生态系统的动态变化

生态系统的稳定取决于平衡的相互关系

 

（一）生态系统的演替

一些生态系统，依靠自身的发展和活动的本性，一方面消灭某些物种，另一方面又允许别的物种侵入，以此来改变它们的环境。因而，在占领这个地区的各种生物中，存在着一种渐近的变化。最后，一个生态系统可能被另一个生态系统全部代替。生态系统中的这种变化过程就叫做演替。

    1、原生演替

     如果这个地域先前没有生物占领，那么，一个生态系统被另一个生态系统所       代替的过程就称为原生演替。

      裸露的岩石表面被生物逐步侵入，最后变成了森林生态系统就是一个典型的范例。

 

 

2、次生演替

      开始于次生裸地或原生芜原（不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸露地段）上的演替。

      比如，当一个地区被开垦，后又被废弃时，这个地区在开垦前的优势生态系统，将经过一系列明显的阶段而得到恢复。由于这是重建原来就已经有的生态系统，所以把这个过程叫做次生演替。

3、顶极生态系统

   这是演替到最后阶段的一种生态系统。全部已有的物种继续彼此按比例繁殖，并不再发生变化的平衡状态称为顶极。这个系统也就叫做顶极生态系统。

    顶极生态系统的类型依这个地区占优势的非生物因素的不同而异。在炎热的干旱地区，顶极是热带荒漠生态系统；在炎热的潮湿地区，顶极是热带雨林。

 

 

（二）影响生态系统演替变化的因素

       当生态系统的演替进行到顶极时，则可以理解为达到了动态的平衡。这种平衡也不是一成不变的，特别是当自然因素和人为因素的强烈干扰和变动，往往破坏了生态平衡。

1、自然因素  

    主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对人类和生物的有害因素。如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、地震、台风、流行病等自然灾害，都会使生态平衡遭到破坏。

2、人为因素  

    主要指人类对自然资源的不合理利用、盲目发展生产带来的环境污染等问题。

环境专栏—人类对生态系统的影响达到极限

  1、过去一个世纪来，地球上有一半的湿地消失。

  2、毁林造田使得地球森林覆盖率下降了20％－50％。

  3、地球上有9％的树种濒临灭绝。

  4、地球上70％的海洋鱼类面临滥捕滥捞的威胁，有些已处于生存极限状态。

  5、近半个世纪来，全球有2／3的农业用地发生水土流失现象。

  6、由于拦河造坝或修建其它水利设施，使全球60％的大型河流系统遭到破坏、水流速度减缓，河流源头与其入海口之间的落差增加了2倍。

三、生态学的一般规律

（一）相互依存与相互制约规律

   相互依存与相互制约，反映了生物间的协调关系，是构成生物群落的基础。生物间的这种协调关系主要分为两类：

1、     普遍的依存与制约，亦称“物物相关”规律。有相同生理、生态特性的生物，占据与之相适宜的小生境，构成生物群落或生态系统。系统中不仅同种生物相互依存、相互制约，异种生物（系统内各部分）间也存在依存与制约的关系；不同群落或系统之间，也同样存在依存与制约关系，亦可说彼此影响。

2、     通过“食物”而相互联系与制约的协调关系，亦称为“相生相克”规律。具体形式就是食物链和食物网。即每一种生物在食物链或食物网中，都占据一定的位置，并具有特定的作用。各生物物种之间相互依赖、彼此制约、协同进化。被食者为捕食者提供生存条件，同时又为捕食者控制；反过来，捕食者又受制于被食者，彼此相生相克，使整个体系（或群落）成为协调的整体。

环境专栏—生态系统相互依存

　　非洲的毛里求斯，曾有两种特有的生物，一种是渡渡鸟，另一种是大颅榄树。渡渡鸟是一种不会飞的鸟，它身体大，行动迟缓，样子有点丑陋。由于没有天敌，它们在树林里建窝孵蛋，繁殖后代。

　　大颅榄树是一种珍贵的树木，树干挺拔，木质坚硬，树冠秀美。渡渡鸟在其间生活。

　　十六七世纪，带着来福枪和猎犬的欧洲人来到毛里求斯。不会飞、跑不快的渡渡鸟被枪打狗咬，鸟飞蛋打，没有多少年越来越少。1681年，最后一只渡渡鸟也被人类杀死了！

奇怪的事情发生了，自从渡渡鸟灭绝以后，大颅榄树也日渐稀少，似乎患上了不育症。到20世纪80年代，毛里求斯只剩下13株大颅榄树了，眼看这种树木就要从地球上消失了。

1981年，美国生态学家坦普尔来到毛里求斯，他细心地测定了大颅榄树的年轮，发现树龄正好是300年，也就是说，渡渡鸟灭绝之日，也正是大颅榄树绝育之时。他终于在找到的一个渡渡鸟遗骸中发现了秘密：在渡渡鸟的遗骸中发现了几颗大颅榄树的种子，原来渡渡鸟喜欢吃这种树木的果实。

他把大颅榄树的种子给与渡渡鸟比较相似的吐绶鸟吃下后，从粪便中排出种子的外壳被消化了一层，种在苗圃后，终于发出了新芽。

 

（二）物质循环与再生规律

生态系统中，植物、动物、微生物和非生物成分，借助能量的不停流动，一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质，另一方面又随时分解为原来的简单物质，即所谓“再生”，重新被植物所吸收，进行着不停顿的物质循环。

 

（三）物质输入输出的动态平衡规律

物质的输入输出规律又称为协调稳定规律，它涉及生物、环境和生态系统三个方面。当一个生态系统不受人类活动干扰时，生物与环境之间的输入与输出，是相互对立的关系，生物体进行输入时，环境必然进行输出，反之亦然。生物体一方面从环境摄取物质，另一方面又向环境排放物质，以补偿环境的损失（这里的物质输入和输出，包含着量和质两个指标）。

  （四）相互适应与补偿的协同进化规律

生物与环境之间，存在着作用与反作用的过程。或者说，生物给环境以影响，反过来环境也会影响生物。如：生物在土壤形成过程中的作用。

 （五）环境资源的有效极限规律

　任何生态系统中作为生物赖以生存的各种环境资源，在质量、数量、空间和时间等等方面，都有其一定的限度，不能无限制地供给，因而其生物生产力通常都有一个大致的上限。也因此，每一个生态系统对任何的外来干扰都有一定的忍耐极限；当外来干扰超过这一极限时，生态系统就会被损伤、破坏、以致瓦解。如：草场的退化、森林的过度采伐和过量捕鱼等。