生态系统的概念

.

.

生态系统的概念及基本特征

一、生态系统的概念

生态系统这一概念是由英国生态学家坦斯黎首先提出的。他认为，

生态系统的基本概念是物理学上使用的“系统”整体，这个系统不仅

包括有机复合体，而且也包括形成环境的整个物理因素复合体。生态

系统是指在一定时间和空间内，由生物群落与其环境组成的一个整

体。各组成要素间借助物种流动、能量流动、物质循环、信息传递和

价值流动，而相互联系、相互制约，并形成具有自调节功能的复合体。

生态系统可以是一个很具体的概念，一个池塘，一片森林或一块草

地都是一个生态系统。同时，它又是在空间范围上抽象的概念。生态

系统和生物圈只是研究的空间范围及其复杂程度不同。小的生态系统

联合成大的生态系统，简单的生态系统组合成复杂的生态系统，而最

大，最复杂的生态系统就是生物圈。

二、生态系统的基本特征

每一个生态系统都有一定的生物群落与其栖息的环境相结合，进行

着物种、能量和物质的交流。在一定时间和相对稳定条件下，系统内

.

.

各组成要素的结构与功能处于协调的动态之中。关于这部分内容，蔡

晓明作了相应阐述，生态系统具有如下l0项重要特征。

1．以生物为主体，具有整体性特征

生态系统通常与一定空间范围相联系，以生物为主体，生物多样性

与生命支持系统的物理状况有关。一般而言，一个具有复杂垂直结构

的环境能维持多个物种。一个森林生态系统比草原生态系统包含了更

多的物种。同样，热带生态系统要比温带或寒带生态系统展示出更大

的多样性。各要素稳定的网络式联系，保证了系统的整体性。

2．复杂、有序的层级系统

由于自然界中生物的多样性和相互关系的复杂性，决定了生态系统

是一个极为复杂的、多要素、多变量构成的层级系统。较高的层级系

统以大尺度、大基粒、低频率和缓慢速度为特征，它们被更大系统、

更缓慢作用所控制。

3．开放的、远离平衡态的热力学系统

任何一个自然生态系统都是开放的。有输入和输出，而输入的变化

总会引起输出的变化。虽然输出并不是立即变化，有时它们可能落在

.

.

后面，但它们不会赶在输入之前，这是因为输出是输入的结果，而输

入是原因、源。从这一观点看，没有输入也就没有输出。维持生态系

统需要能量。生态系统变得更大更复杂时，就需要更多的可用能量去

维持，经历着从混沌到有序，到新的混沌，再到新的有序的发展过程。

4.具有明确功能和功益服务性能

生态系统不是生物分类学单元，而是个功能单元。例如能量的流动，

绿色植物通过光合作用把太阳能转变为化学能贮藏在植物体内，然后

再转给其他动物，这样营养物质就从一个取食类群转移到另一个取食

类群，最后由分解者重新释放到环境中。又如在生态系统内部生物与

生物之间，生物与环境之间不断进行着复杂而有规律的物质交换。这

种物质交换是周而复始不断地进行着，对生态系统起着深刻的影响。

自然界元素运动的人为改变，往往会引起严重的后果。生态系统就是

在进行多种生态过程中完成了维护着人类的生存“任务”；为人类提

供了必不可少的粮食、药物和工农业原料等。并提供人类生存的环境

条件。还有大量的间接性功益服务。

5．受环境深刻的影响

环境的变化和波动形成了环境压力，最初是通过敏感物种的种群表

现。自然选择可以发生在多个水平上。当压力增加到可在生态系统水

.

.

平上检出时，整个系统的“健康”就出现危险的苗头。生态系统对气

候变化和其他因素的变化表现出长期的适应性。

6．环境的演变与生物进化相联系

自生命在地球上出现以来，生物有机体不仅适应了物理环境条件，

式对环境进行朝着有利于生命的方向改造。

7．具有自维持、自调控功能

一个自然生态系统中的生物与其环境条件是经过长期进化适应，逐

渐建立相互协调的关系。生态系统自动调控机能主要表现在三方面：

第一是同种生物的种群密度的调控，这是在有限空间内比较普遍存在

的种群变化规律；第二是异种生物种群之间的数量调控，多出于植物

与动物、动物与动物之间，常有食物链关系；第三是生物与环境之间

的相互适应的调控。生物经常不断地从所在的生境中摄取所需的物

质，生境亦需要对其输出进行及时的补偿，两者进行着输入与输出之

间的供需调控。生态系统对干扰具有抵抗和恢复的能力，甚至面临季

节、年际或长期的气候变化的动态，生态系统也能保持相对的稳定。

生态系统调控功能主要靠反馈的作用，通过正、负反馈相互作用和转

化，保证系统达到一定的稳态。

.

.

8．具有一定的负荷力

生态系统负荷力是涉及用户数量和每个使用者强度的二维概念。这

二者之间保持互补关系，当每一个体使用强度增加时，一定资源所能

维持的个体数目减少。认识到这一特点，在实践中可将有益生物种群

保持在一个环境条件所允许的最大种群数量，此时，种群繁殖速率最

快。对环境保护工作而言，在人类生存和生态系统不受损害的前提下，

一个生态系统所能容纳的污染物可维持在最大承载量，即环境容量。

任一生态系统，它的环境容量越大，可接纳的污染物就越多，反之则

越少。污染物的排放，必须与环境容量相适应。

9．具有动态的、生命的特征

生态系统也和自然界许多事物一样，具有发生、形成和发展的过程。

生态系统可分为幼期、成长期和成熟期，表现出鲜明的历史性特点，

生态系统具有自身特有的整体演化规律。换言之，任何一个自然生态

系统都是经过长期发展形成的。生态系统这一特性为预测未来提供了

重要的科学依据。

10．具有健康、可持续发展特性

自然生态系统在数十亿万年发展中支持着全球的生命系统，为人类

提供了经济发展的物质基础和良好的生存环境。然而长期以来掠夺式

.

.

的开采方式给生态系统健康造成极大的威胁。可持续发展观要求人们

转变思想，对生态系统加强管理，保持生态系统健康和可持续发展特

性，在时间空间上实现全面发展。