生态系统的基本概念

生态系统的基本概念生态系统(ecosystem)就是在一定空间中共同栖居着的所有生物(即生物群落)与其环境之间由于不断地进行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、湿地、海洋、湖泊、河流等，不仅它们的外貌有区别，生物组成也各有其特点，并且其中生物和非生物构成了一个相互作用、物质不断地循环、能量不停地流动的生态系统。系统(system)是指彼此间相互作用、相互依赖的事物有规律地联合的集合体，是有序的整体。一般认为，构成系统至少要有3个条件：①系统是由许多成分组成的；②各成分间不是孤立的，而是彼此互相联系、互相作用的；③系统具有独立的、特定的功能。动物园中的各种动物相互之间并没有必然的内在联系，因此不是一个系统。生态系统这个概念，最初是由英国生态学家坦斯利(Tansley,1936)提出，他说：“更基本的概念是 完整的系统(物理学上所谓的系统)，它不仅包括生物复合体，而且还包括人们称为环境的全部物理因素的复合体。„„我们不能把生物从其特定的、形成物理系统的环境中分隔开来。„„这种系统是地球表面上自然界的基本单位。„„这些生态系统有各种各样的大小和种类。”因此，生态系统这个术语的产生，主要在于强调一定地域中各种生物相互之间、它们与环境之间功能上的统一性。生态系统主要是功能上的单位，而不是生物学中分类学的单位。前苏联生态学家苏卡切夫(1944)所说的生物地理群落(biogeocoenosis)的基本含义与生态系统的概念相同。生态系统思想的产生不是偶然的，而是有其一定的历史背景。学者在应用生态系统概念时，对其范围和大小并没有严格的限制，小至动物有机体内消化道中的微生态系统，大至各大洲的森林、荒漠等生物群落型，甚至整个地球上的生物圈或生态圈，其范围和边界是随研究问题的特征而定。例如，池塘的能流、核降尘、杀虫剂残留、酸雨、全球气候变化对生态系统的影响等，其空间尺度的变化很大，相差若干数量级。同样研究的时间尺度也很不一致。生态系统是当代生态学中最重要的概念之一。纵观生态学的发展史说明，这门科学的研究重心，由自然历史转到动物的种群生态学和植物的群落生态学，然后转到生态系统的研究。生态系统包括生物群落及其无机环境，它强调的是系统中各个成员的相互作用，所以几乎是无所不包的生态网络。事物普遍联系法则本是辩证唯物主义哲学的第一个基本原理，从这个意义上讲，生态学又是一种哲学。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。近几十年来生态系统研究成为生态学主流，它与人类社会的持续发展有密切关系。因为人类赖以生存的地球环境、人口、生物资源已经受到严重威胁，温室效应、臭氧层破坏、酸雨、全球性气候变化等当前人类社会最为关心的问题已经影响了地球这个生命维持系统的持续存在。地球上大部分自然生态系统本来就有维持稳定、持久，物种间协调共存等的特点，这是长期进化的结果。向自然生态系统寻找这些建立持续性生态系统性的机理，以给人类科学地管理好地球以启示，是研究生态系统规律的主要目的。另一方面，生态系统的概念和原理，已经为许多学科和许多实践领域所接受，诸如生态学与经济学的密切结合和生态经济学的形成与发展、生态系统服务和生态系统管理的提出、农业上的农业生态系统、环保中的生态评价、生态管理和风险性估计、濒危物种和生物多样性保护、大工程建设和自然改造大规划的生态预评„„并对生态学家提出进一步要求，发展有关生态系统的理论。20世纪60年代开始的IBP(国际生物学计划)和以后的MAB(人与生物圈)、SCOPE、IGBP、全球变化及陆地生态系统研究(GCTE)等国际合作研究规划相继出现，所有这些使生态学从生物学中一个分支学科上升到举世瞩目的地位，并发展成--lq独立的生态科学；而生态学的主流

也由种群生态学和群落生态学转移到生态系统生态学。11．2生态系统的组成与结构生态系统包括下列4种主要组成成分，我们以池塘和草地作为实例来说明（图11—1）。IB太阳能土壤沉积物母质母质图11—1陆地生态系统（草地）和水生生态系统（池塘）营养结构的比较（仿Odum，1983）说生态系统包括下列4种主要组成成分，我们以池塘和草地作为实例来说明（图11—1）。IB太阳能土壤沉积物母质母质图11—1陆地生态系统（草地）和水生生态系统（池塘）营养结构的比较（仿Odum，1983）说A•自养层1•自养生物：IA.草本植物，IB.浮游植物；Il.食草动物：IIA•食草性