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环境生态学
1.8.7.2 5.7.2 生态平衡的调节机制

5.7.2 生态平衡的调节机制

生态平衡的调节主要是通过系统的反馈机制、抵抗力和恢复力来实现的。

1.反馈机制

一个系统,如果其状况能够决定输入,就说明它有反馈机制的存在。系统加进了反馈环节后变成了可控制系统。要使反馈系统能起控制作用,系统应具有某个理想的状态或位置点,系统围绕该位置点进行调节。

反馈可分为正反馈(positive feedback)和负反馈(negative feedback),两者的作用是相反的。对任何系统来说,要使其维持平衡,只有通过负反馈机制,这种反馈就是系统的输出变成了决定系统未来功能的输入。种群数量调节中,密度制约作用是负反馈机制的体现。负反馈调节作用的意义就在于通过自身的功能减缓系统内的压力以维持系统的稳定。

负反馈控制可使系统保持稳定,而正反馈使系统加剧偏离。例如,生物的生长,种群数量的增加等均属正反馈。在生物生长过程中个体越来越大,在种群持续增长过程中,种群数量不断上升,这都属于正反馈。正反馈也是有机体生长和存活所必需的。但是,正反馈不能维持稳态,因为地球和生物圈是一个有限的系统,其空间、资源都是有限的,不可能维持生物的无限制生长。所以,对生物圈及其资源管理只能用负反馈来调节,并使其成为能持久地为人类谋福利的系统。

2.抵抗力

所谓抵抗力(resistance)是指生态系统抵抗外在干扰并维持系统结构和功能的能力,抵抗力是生态系统维持平衡的重要方面之一。抵抗力与系统的发育阶段有关,发育越成熟,结构越复杂,抵抗外在干扰的能力就越强。例如我国长白山红松针阔混交林生态系统,生物群落垂直层次明显、结构复杂,系统自身贮存了大量的物质和能量,这类生态系统抵抗干旱和虫害的能力要远远超过结构单一的农田生态系统。环境容量、自净作用等是系统抵抗力的表现形式。

3.恢复力

生态系统遭受外界干扰破坏后,系统恢复到原状的能力称为生态系统的恢复力(resilience)。切断污染水域的污染源后,生物群落的恢复就是系统恢复力的表现。生态系统恢复能力是由生命成分的基本属性决定的,即由生物顽强的生命力和种群世代延续的基本特征所决定。所以,恢复力强的生态系统,生物的生活世代短,结构比较简单。如杂草生态系统遭受破坏后其恢复速度要比森林生态系统快得多。生物成分生活世代长,结构越复杂的生态系统,一旦遭到破坏则长期难以恢复。但就抵抗力的比较而言,两者的情况却完全相反,恢复力越强的生态系统其抵抗力一般比较低,反之亦然。

生态系统对外界干扰具有调节能力才使其保持了相对的稳定,但这种调节能力不是无限的。生态平衡失调就是外界干扰大于生态系统自身调节能力的结果和标志。不使生态系统丧失调节能力或未超过其恢复力的外界干扰及破坏作用的强度称为“生态平衡阈值”。阈值的大小与生态系统的类型有关,另外还与外界干扰因素的性质、方式及作用持续时间等因素密切相关。生态平衡阈值的确定是自然生态系统资源开发利用的重要参量,也是人工生态系统规划与管理的理论依据之一。

随着人类经济活动的发展,越来越强烈地干预着自然生态系统的发展过程。而自然生态系统的发展有其固有的客观规律,若不按客观规律办事则要受到大自然的惩罚。为此,应总结过去历史的经验和教训,认识自然,了解生态规律,将生态平衡的理论应用到生产实践中去。并特别注意以下几点:①正确处理保持生态平衡与资源开发的关系,二者要处理得当;②正确安排供需关系,再生是生物资源的特点,应保持对环境供与需的相对平衡;③注意维持生物间的制约关系;④妥善处理局部与全体的关系,尽量使生态系统处于优化状态。