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环境生态学
1.8.1.3 5.1.3 生态系统的基本特征

5.1.3 生态系统的基本特征

每个生态系统都有一定的生物群落与环境,同时还进行着物种、物质、能量和信息的交流。在一定时间和相对稳定的条件下,系统内各组成要素的结构与功能处于协调的动态之中。生态系统具有以下重要特征。

1.以生物为主体,具有整体性特征

生态系统总是与一定的空间范围相联系,并以生物为主体的。系统中各种生物与生物之间、生物与环境之间以各种各样的形式发生联系,既形成该系统独特的生物特征,又成为一个复杂的整体,使系统的存在方式、目标、功能都表现出统一的整体性。

整体性是生态系统要素与结构的综合体现,主要论点为:①整体大于它的各部分之和;②一旦形成了系统,各部分不能再分解成独立的要素;③各要素的性质和行为对系统的整体性是有作用的,这种作用在各要素相互作用过程中表现出来。

人类正面临着严峻的全球性挑战,生态系统正遭受到一系列损害。局部的行动已不能彻底扭转整个局面,迫切需要整体性原则来处理。利用整体性原则,生态系统的某些特征就变得很明显,一些行为变得可见,有利于加深对系统的认识。对生态系统整体性的认识,实际上标志着人类认识自然界取得了革命性的进步。

2.是一个复杂、有序的层级系统

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、多要素、多变量构成的层级系统。较高层级系统以大尺度、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.是一个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,有输入也有输出,并且输入的变化总会影响输出的变化。输出是输入的结果,输入是输出的原因,没有输入就没有输出。维持生态系统需要能量,生态系统更大更复杂时,就需要更多可用的能量去维持系统的发展。

4.具有明确功能和公益服务性

生态系统不是生物学分类单元而是功能单位。如能量流动,绿色植物通过光合作用把太阳能转化为化学能储藏在植物体内,再传给其他动物,这样能量就从一个取食类群转移到另一个取食类群,最后由分解者分解重新释放到环境中。而系统的物质交换一直周而复始地进行着,对生态系统起着深刻的影响。所以自然界元素运动的人为改变,往往会引起严重的后果。

生态系统在多种生态过程中完成了维护人类生存的任务,为人类提供了生存不可缺少的粮食、药物和工农业原料,还提供了人类生存的环境,以及大量的间接性公益服务。

5.受环境的深刻影响

环境的变化和波动形成了环境压力,这种压力最初可通过敏感物种种群变化表现出来。当环境压力增加到可以在系统水平上检测出来时,系统的健康可能出现危险。生态系统可以对气候等一些环境因素的变化表现出长期的适应性,环境的压力还是自然选择的动力,自然选择会在不同压力水平上产生。

6.环境的演变与生物进化相联系

自生命在地球上诞生以来,生物有机体不仅适应了物理环境条件的改变,还以多种方式对环境进行着有利于生命方向的改进。

7.具有自维持、自调控功能

任何一个自然生态系统中的生物与其环境条件在经过了长期的进化适应后,逐渐建立了相互协调的关系,系统具有自动协调、控制和维持这种关系的能力。自动调控机能主要表现在三方面:①同种生物的种群密度调控,这是在有限空间内比较普遍存在的变化规律;②异种生物种群之间的数量,如植物与动物、动物与动物之间,有食物链关系;③生物与环境之间的相互适应调控。生物不断地从所在生境中摄取所需的物质,生境亦需要对其输出进行及时补偿,它们都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能力,甚至在面临季节、年际或长期的气候变化动态时,生态系统也能保持相对稳定。生态系统调控能力主要靠反馈作用,通过正、负反馈相互作用和转化,使系统维持一定的稳定程度。

8.具有一定的负荷力

生态系统中,每种生物都有其在该环境条件下所能允许的最大种群数量,种群的繁殖速度也受此控制。同样,系统的环境也存在一个环境容纳量或环境负荷问题。对系统中生物类群的干扰,只要不超过正常负荷,系统均能承受。而对环境污染物的输入,环境容量越大可以接纳的污染物就越多。

9.具有动态、生命的特征

生态系统和自然界的生物一样,具有发生、形成和发展的过程。生态系统也可以分为幼年期、成长期和成熟期,表现出鲜明的历史特性和自身特有的整体演化规律。任何一个生态系统都是经过长期演化发展形成的,这一特性也为预测生态系统未来的发展提供了重要的科学依据。

10.具有健康、可持续发展特性

自然生态系统在地球的发展过程中,一直支持着全球生命系统,并为人类的生存与发展提供了良好的物质基础和生存环境。然而,人类长期以来掠夺式的开采和生产给生态系统造成了极大的威胁。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,并在时间和空间上实现全面发展。