第八章 生态系统的一般特征
第八、九、十、十一章是生态系统篇,通过对生态系统结构、功能的介绍,使学生了解生态系统中的能量流动与物质循环、发展展趋势以及自我调节机制等。生态系统研究是现代生态学研究的主流,当前全球所面临的重大资源与环境问題的解决,都依赖于对生态系统结构与功能、多样性与稳定性以及生态系统的演替、受干扰后的恢复能力和自我调节能力等问题的研究。
第一节 生态系统的基本概念
英国植物生态学家 A. G. Tansley 在研究中发现气候、土壤和动物对植物生长、分布和丰盛度都有明显的影响。于是他在 1935 年首先提出了生态系统(ecosystem)的概既念:“生物与环境形成一个自然系统。正是这种系统构成了地球表面上各种大小和类型的基本单元,这就是生态系统"。
Tansley 的生态系统概念提出后很多生态学家根据各自研究方向、内容的不同对生态系统概念给出了多样的解释和定义。例如,苏联生态学家苏卡切夫(1942)所说的生物地理群落(biogeocoenosis)的基本含义与生态系统的概念就基本相同。
美国著名生态学家 E. P. Odum 和 H. T. Odum 兄弟两人对生态系统概念的发展作出过杰出的贡献。从20世纪 50 年代以来, E. P. Odum 就一贯强调生态系统研究工作的重要意义,在营养动态和能量流动方面提出了许多新思想和新方法,并创建了生态学和社会科学相结合的模式。
生态系统就是在一定空间中共同栖居着的所有生物(即生物群落)与环境之间通过不断的物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。地球上的森林、草原、荒漠、海洋、湖泊和河流等,不仅它们的外貌有区别,生物组成也各有特点,但都是生物和非生物构成的一个相互作用、物质不断循环、能量不停流动的生态系统。
生态系统的范围和大小并没有严格的限制。小到一滴水,大到整个海洋,甚至整个地球上的生物圈,都可以称为一个生态系统,陆生生态系统的空间范围一般在1-105m之间;海洋生态系统的空间范围通常要比陆生生态系统大,在102~106 m之间。生态系统的边界可能很清晰,也可能是模糊、过渡的。在生态系统边界划分上一定要注意尺度,根据研究问题的特征,用与生态系统的规模相当的尺度分析边界。同样,研究过程中生态系统的时间尺度也是不一致的。
地球上大部分自然生态系统都有维持稳定、物种间协调共存等特点点,这是长期进化的结果。寻找自然生态系统持续稳定性的机制,是研究生态系统规律的主要目的。近年来,无论是国内还是国外,又把自然生态系统进一步扩展为包括经济系统和社会系统的复合生态系统。马世骏等(1984)提出了社会 - 经济 -自然复合生态系统(social-economic-natural complex ecosystem)的新概念,即从复合生态系统的观点出发,研究各亚系统之间纵横交错的相互关系,因此,这是反映当代许多社会问题,或多或少关系到社会体制、经济发展状况和生态系统的真实情况,是解决当代重大社会问题的关键。
重要中、英文词汇
生态系统(ecosystem )
社会-经济-自然复合生态系统(social-economic-natural complex ecosystem)