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环境生态学
1.8.6.1 5.6.1 信息与信息量

5.6.1 信息与信息量

生态系统的功能除了体现在生物生产过程、能量流动和物质循环以外,还表现在系统中各生命成分之间存在着信息传递。信息(information)是生态系统的基本功能之一,在传递过程中伴随着一定的物质和能量的消耗。但是信息传递不像物质流那样是循环的,也不像能流那样是单向的,而往往是双向的,有从输入到输出的信息传递,也有从输出向输入的信息反馈。按照控制论的观点,正是由于这种信息流,才使生态系统产生了自动调节机制。

生态系统中,环境就是一种信息源。例如在一个森林生态系统中,射入的阳光给植物光合作用带来了能量,同时也带进了一年四季及昼夜日照变化的信息。流入森林的河流滋润着土壤,并带来了外界的各种养分,同时河水的涨落、水中养分的变化也都给森林带进了信息。这些信息主要从时间上的不均匀性体现出来。

能量和信息是物质的两个主要属性。在生态学中,人们往往更多地使用能量而不是用物质流来描述物质的流动的变化,因为在生命系统中,能量更能说明问题的本质。既然生态学家已经将能量从物质中抽象出来,用能流图来描述系统,也就可以将信息从物质中抽象出来。一个生态系统用能流-信息流联合模型进行研究,会比单用能流来得更本质、更完善,更能揭示生态系统的各种控制功能,包括自组织能力。

信息的传输不仅要求信源和信宿之间要有信道沟通,还要求源和宿之间存在信息量的差值,因为信息只能从高信息态传向低信息态。我们可称这个差值为“信息势差”。信息势差越大,信道中的信息流也越大。