生态系统

真正的智者——平衡的生态系统【摘要】生态系统是地球生物圈的一个亚系统，生态系统是由生物群落与其环境组成的复合体。生态系统有自己的自组织能力和自我调整能力。在现在以人工生态系统为主的世界里，人类活动已经造成生态系统严重失衡，人类渐渐受到了大自然的惩罚，我们应该去寻找一个和谐友好的发展方式。【关键词】生物圈、生态系统、自组织系统、自我调节、失衡、生态产业、绿色消费【正文】大自然是一个神秘的世界，从46亿年前地球诞生，它便存在这个世界上，直到今天它仍然存在于地球的各个角落。大自然就如同一位智者，而世界就像他手中的一架钢琴，在他的手中演绎着美妙的“音乐”。世界在这只神秘的手下，从原来的荒芜，逐渐形成了今天多姿多彩的世界。在1875年，奥地利地质学家休斯（E.Suess)首次将这种大自然神奇力量命名为生物圈。生物圈是指地球上有生命活动的领域及其居住环境的整体。生物圈主要由生命物质、生物生成性物质和生物惰性物质三部分组成。生命物质又称活质，是生物有机体的总和；生物生成性物质是由生命物质所组成的有机矿物质相互作用的生成物，如煤、石油、泥炭和土壤腐殖质等；生物惰性物质是指大气低层的气体、沉积岩、粘土矿物和水。由此可见，生物圈是一个复杂的、全球性的开放系统，是一个生命物质与非生命物质的自我调节系统。它的形成是生物界与水圈、大气圈及岩石圈（土圈）长期相互作用的结果。生物圈是由不同类型的亚系统构成，如森林生态系统，草原生态系统，海洋生态系统，淡水生态系统，人工生态系统等。大自然的这只神秘手就是生态系统,生态系统是在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落与其无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个统一整体。生态系统是生物与环境之间进行能量转换和物质循环的基本功能单位。绿色植物利用微生物活动从土壤中释放出来的氮、磷、钾等营养元素，食草动物以绿色植物为食物，肉食性动物又以食草动物为食物，各种动植物的残体则既是昆虫等小动物的食物，又是微生物的营养来源。微生物活动的结果又释放出植物生长所需要的营养物质。经过长期的自然演化，每个区域的生物和环境之间、生物与生物之间，都形成了一种相对稳定的结构，具有相应的功能，这就是人们常说的生态系统。为了生存和繁衍，每一种生物都要从周围的环境中吸取空气、水分、阳光、热量和营养物质；生物生长、繁育和活动过程中又不断向周围的环境释放和排泄各种物质，死亡后的残体也复归环境。对任何一种生物来说，周围的环境也包括其他生物。生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。生态系统内部具有自我调节能力。其结构越复杂，物种数越多，自我调节能力越强。能量流动、物质循环是生态系统的两大功能。生态系统营养级的数目因生产者固定能值所限及能流过程中能量的损失，一般不超过5~6个。生态系统是一个动态系统，要经历一个从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程。这种生态系统保持自身稳定的能力被称为生态系统的自我调节能力。生态系统自我调节能力的强弱是多方因素共同作用体现的。一般地：成分多样、能量流动和物质循环途径复杂的生态系统自我调节能力强；反之，结构与成分单一的生态系统自我调节能力就相对更弱。热带雨林生态系统有着最为多样的成分和生态途径，因而也是最为稳定和复杂的生态系统，北极苔原生态系统由于仅地衣一种生产者，因而十分脆弱，被破坏后想要恢复便需花费很大代价。负反馈调节是生态系统自我调节的基础，它在生态系统中普遍存在的一种抑制性调节机制，例如，在草原生态系统中，食草动物瞪羚的数量增加，会引起其天敌猎豹数量的增加和草数量的下降，两者共同作用引起瞪羚种群数量下降，维持了生态系统中瞪羚数量的稳定。与负反馈调节相反，正反馈调节是一种促进性调节机制，它能打破生态系统的稳定性，通常作用小于负反馈调节，但在特定条件下，二者的主次关系也会发生转化，赤潮的爆发就是此类例子。生态系统抵抗外界干扰的能力即抵抗力稳定性，抵抗力稳定性与生态自我调节能力正相关。抵抗力稳定性强的生态系统有较强的自我调节能力，生态平衡不易被打破。恢复力稳定性指的是生态系统已经被破坏后，在原地恢复到原来状态的能力。恢复力稳定性与生态系统的自我调节能力的关系是微妙的，过于复杂的生态系统（比如热带雨林）的恢复力稳定性并不高，原因是其复杂的结构需要很长的时间来重建，而自我调节能力过低的生态系统（比如冻原和荒漠）几乎没有恢复力稳定性；只有调节能力适中的生态系统有较高的恢复力稳定性，草原的恢复力稳定性就是比较高的。生态系统之所以是自组织系统，是因为它无需外界特定指令而能自行组织、自行创生、自行演化，能够自主地从无序走向有序，形成新的有序结构的系统。昼夜更替，一年四季，自行循环往复，整个自然界处于一个动态平衡，是非平衡系统中的时、空有序态。在自然界，生态系统能自行趋向与达到一种有序状态，使系统内的所有成分彼此互相协调，这种有序状态是靠一种自我调节过程来实现，借助这种自我调节过程，各个成分都能使自己适应于物质和能量输入和输出的任何变化。例如，某一生态环境中的动物数量决定于这个生境中的食物的数量，最终这两种成分将会达到一种平衡。这时动物与环境之间处于相互协调的状态。如果因为某种原因（雨量减少）使食物产量下降，因而只能维持比较少的动物生存，那么这两种成分间的平衡被打破了，这时动物种群之间就就出现了生存竞争。自组织能力较强的一方战胜自组织能力较弱的一方。自组织能力较弱的一方因得不到外界环境中的负熵，这一方逐渐成为封闭系统，向最无序、熵最大发展，直至消失。自组织能力较强的一方因能得到外界环境中的负熵来维持自身稳定，与环境之间又建立一个新的有序状态。生态系统也进化为更有序的耗散结构。生态系统是一个自组织系统，生态系统内生物与生物、生物与环境之间的相互作用是一个组织化的整体。生态系统是一个自控制、自反馈、自维持的组织化信息系统。并且生态系统的组织化水平在逐渐提高。其表现在物质、能量的利用效率逐渐提高;系统内结构层次或物质、能量转换环节的复杂程度逐渐提高;系统内物种的多样性逐渐复杂以及系统逐渐稳定;系统内的能量和信息总是从组织化水平低的部分向高的部分流动,在一个生态系统内，能量与信息从食物链的下层流向上层，由植物部分流向动物部分，由浮游生物流向底栖动物。全球范围内是由海洋生态系统流向陆地生态系统;生态系统内物种占据的小生境由“不饱和”状态逐步达到“饱和”状态。生态系统中生命成分和环境压力之间具有一种相互制约、彼此影响的关系。一个生态系统通过其内部各组成部分的相互作用而达到某种稳定有序的结构和自我控制。控制的机制就是信息的表现，只要有相互作用和控制，就有信息储存，信息的储存意味着机制复杂性的增长。一个生态系统与它的外环境（包括其他的生态系统）之间有物质能量的交流，因而是一个开放系统。一个生态系统由建立之初的不稳定的无序的状态，通过与外部的物质能量的交换和内部的自我组织过程而逐步达到相对稳定的、有序的状态，并且依靠外部能量的流入（主要来自太阳）和内部能量的耗散来维持其稳定有序的结构。生态系统存在着众多的信息联系。生态系统中的信息通过多种方式把生态系统各组分联系成一个整体，并具有调节系统稳定性的作用。动物之间的信息传递决定着生物的取食、防护等一切过程。食草动物通过眼睛感觉辨别不同植物的颜色特征。食肉动物用眼睛辨别、用耳朵对声音的反应，来追捕或威胁它的敌人。各种生物的体形和体色都有尽量与其生存环境相一致的特性。这是一种自然保护色，也是一种信息作用。人类活动是造成生态系统失衡的最主要因素。农业活动就是人类破坏自然生态系统，创造自己的人为生态系统的范例，人类开垦荒地，将原有生态系统破坏，原有的物种无法继续生存，人类种植自己需要的庄稼，随之而来的是害虫和捕食害虫的动物，以及为避免被人类锄草而生长的和庄稼形状非常相似的杂草，这些物种形成一个新的生态系统，认为生态系统如果离开人的活动就无法继续存在下去，如果人将农田抛荒，很快就会重新产生新的生态系统，即杂草遍地，也许会沙漠化，但不会自动恢复到原有的生态系统。有时人类活动造成物种的长距离迁移，也可能会对生态系统造成人类没有预料到的破坏，老鼠和苍蝇随着人类散布到全世界，人类只是随着兴趣带到澳大利亚的32对兔子，给澳洲的生态系统几乎造成毁灭性的灾难。目前外来物种紫茎泽兰、大米草、和水葫芦已经开始对中国大陆的生态系统造成威胁，同时随着商品进入的美国白蛾等新型害虫也开始适应新的环境。近年来,地球的生态环境发生了很大的变化,地球的生态系统主要是恢复力稳定性弱于抵抗力稳定性的,一经破坏,是很难再恢复的.而人类活动造成的环境污染也会从物质和能量方面破坏生态系统的平衡，有时会造成永久性的破坏。人类本身只是全球生态系统的一个子系统，人类社会的正常运转需要以生态系统的正常运转作为保证。人类目前已经认识到生态系统平衡被破坏的后果，正在力图帮助恢复其平衡，但这需要付出资金和能量，恢复比破坏要困难的多，而不会有经济上的回报，所以一般经济实体不会自动的去做这种事，需要政府和志愿者的投入，也需要舆论和教育的促进。首先要倡导的是生态产业，生产的生态化是保护生态系统，进行经济建设的重要环节，生态产业指的是按生态经济原理和知识经济规律组织起来的，基于生态系统承载能力、具有高效经济过程及和谐经济功能的网络型、进化型产业。绿色消费是保护生态系统，进行经济建设的又一重要环节。绿色消费，也称可持续消费，指一种以适度节制消费，避免或减少对环境的破坏，崇尚自然和保护生态等为特征的新型消费行为和过程。绿色消费，不仅包括绿色产品，还包括物资的回收利用，能源的有效使用，对生存环境、物种环境的保护等。主要特征：简朴、摈弃过度消费与过度包装、使用绿色材料与绿色食品。我们应该倡导生态产业和绿色消费,避免或减少对环境的破坏,崇尚自然和保护生态环境.保护我们的家园!