第六章 生态平衡

第六章生态平衡生态平衡是随着现代生态学的发展而提出来的。

当前的诸如现象，如森林缩小、沙漠扩大，草原退化、水土流失、风沙肆虐，洪水泛滥、环境污染，人口膨胀等，都是生态平衡失调的表现。

调整、恢复和维护生态平衡，已是当务之急。

第一节概述生态平衡：指在一定时间内，生态系统的结构和功能相对稳定，能量流动和物质循环在生产者、消费者、分解者与无生命物质之间长时期处于动态平衡的状态（广义来说是指生物圈的平衡关系，狭义的是指研究对象的各种具体生态因子的平衡）。

在一个平衡的生态系统中，生物组成，种群数量，营养结构彼此协调，能量和物质的输入与输出基本相等，物质贮存量相对恒定，信息传递畅通，环境质量保持良好，环境部分与生物群落部分达到高度适应、协调和统一的状态。

一个保持相对平衡的生态系统，具有一定的稳定性，在外来干扰下，能通过自我调节（或人为控制）恢复到原来的稳定状态。

因此，可以认为，环境系统和生物结构组成的稳定性是生态平衡的基础，能流和物流的收支接近相等是生态平衡的前提，通过内在信息进行自我修复和自我调节是生态平衡必不可少的条件。

生态系统的平衡是动态平衡，是相对的。

在生态系统中某些网结上，局部地打破平衡是经常的，绝对的。

虽然生态系统可通过反馈调节保持平衡状态，但生态系统的自动调节能力是有限的，超过了生态阈值，生态平衡失调，整个系统湖慢慢崩溃。

因此，在开发和改造生态系统之前，必须深入研究生态平衡规律，掌握影响生态平衡的因素，确定生态阈限。

这样才能保证获得高额的生物量的同时，使其结构和功能保持在相对平衡的状态。

第二节生态失衡的标志我们知道任何一个生态系统都有自我调节的能力，以适应环境的变化，维持自身的平衡状态。

但是生态系统的自我调节能力是有限度的，如果外部压力超过了生态系统自我调节的阈值，就会破坏生态系统的平衡，引起生态系统结构和功能的改变，甚至使其结构解体，功能丧失。

也就是说生态平衡的失调必然要从其结构和功能这两方面表现出来。

因此，生态系统的结构和功能便是我们研究和监测生态平衡失调的基本标志。

一、生态系统失衡在结构上的标志（一）一级标志（结构缺损）结构缺损：指生态系统缺损了一个或几个组成成分，使生态平衡破坏，系统崩溃。

结构缺损是生态平衡严重失调的标志。

例如，大面积的草原开垦，使原有生产者从生态系统中消失，食物来源枯竭，各级消费者被迫转移或消失，分解者也会被雨水或山洪冲走，必然导致岩石裸露或土地沙化，生态系统随之崩溃。

据科学家估计，生态系统中每消失一种植物，会导致20～30种动物随之消失。

（二）二级标志（结构变化）结构变化：指生态系统某一成分发生变化（如生物种类减少，种群数量下降，层次结构变化等）而引起生态平衡失调。

表现在以下四个方面：1．生产者（植物群落结构）植物群落的种属成分减少，结构简化，引起生态平衡失调。

例如，草原过度放牧，优质草不断减少，禾本科和豆科牧草逐渐被带钩刺等劣质草所代替，高草群落逐步演替成矮草群落，生物生产力就显著下降。

2．消费者（动物群落结构）动物的种群结构发生变化，某些动物种群的数量突然锐减或猛增，引起生态平衡失调。

例如，大量的捕杀草原上的猛禽（鹰）和肉食兽（狐狸），会导致鼠类的迅速增加，这是草原退化的重要原因之一。

3．分解者（微生物结构）土壤微生物和土壤动物的种群数量以及它们之间的比例关系如发生变化，同样会引起生态平衡的失调。

我们知道大约90％的陆地初级生产产品需要经过分解者的分解归还于环境。

残留在土壤中的农药，会毒害和抑制土壤细菌和真菌的活动，降低有机残落物的分解速率，也就阻碍了生态系统的物质循环，进而影响第一性生产。

4．非生物环境（各种非生物成分的组成和结构）生态系统中非生物成分的组成和结构如果发生变化，生物的生存环境就会发生变化，生态平衡也会失衡。

例如，工业生产产生的大量有毒污水如不经处理直接排入江、河、湖、海中，会造成藻类和浮游动物的大批死亡，鱼类的饵料供应不足，产量会大幅度下降。

人类吃了这些鱼类会深受其害。

二、生态系统失衡在功能上的标志我们知道生态系统的基本功能是能量流动和物质循环，具有生产、调节、防御三大功能。

当生态系统失调时，系统的功能就随之衰退。

（一）能量流动受阻表现在以下两个方面：1．初级生产者营养级上的阻碍如过度放牧、频繁割草，就会使草原生态系统中的绿色植物的数量减少，使能量在生产者这一营养级上流动时受到阻碍，第一性生产力下降，进而影响到各级消费者获得能量，使生态平衡失调。

2．消费者营养级上的阻碍改变生态环境或直接捕杀或毒害某一级消费者，均会使食物链遭到破坏，就导致能量在某一消费者营养级上受阻，生态平衡失调。

例如，过去在河北省北部地区的麦田里，每亩有青蛙50～100只，1只青蛙一天可食50—200只害虫，后来人们大量捕捉青蛙来喂养肉鸡，不到几年这一地区的蛙类就濒于绝灭，麦田粘虫因无天敌而得以大量繁殖，造成了巨大的经济损失。

（二）物质循环平衡失调参加物质循环的各种营养物质，在自然状态下应该是平衡的。

如果物质循环在生产者，消费者和分解者之中某一环节中断，或者输出量与输入量之间的比例失调，就会破坏生态平衡。

例如，在草原生态系统中，植物残落物和家畜排泄物是草原上土壤有机质的两大来源。

但是，在牧区拾粪做燃料十分严重。

这样下去，有些地区将导致营养物质循环中断，使土壤肥力下降，植被萎缩，出现生态平衡失调。

再如华北地区平原上打井过密，并用电力大规模提水，是造成水分循环失调的重要原因。

生态平衡的失调会给自然界和人类社会带来严重后果。

那么，造成生态系统失衡的主要原因又有什么呢？第三节生态平衡失调的主要原因造成生态平衡失调的主要原因，可归纳为两大因素：即自然因素和人为因素。

在自然因素中，如火山爆发、地震、山洪、海啸、泥石流、雷电、火烧和干旱等。

但自然因素发生频率不高，地理分布有一定局限性，所以对生态系统的危害并不太大；而人为因素往往和自然因素相结合，对生态平衡的失调起主导作用。

因此，这里我们主要从人为因素上分析影响生态平衡的原因。

一、盲目开荒古往今来，人们为了满足眼前的生产和生活需要，大肆砍伐森林，开垦草原，破坏植被，不仅减少了初级生产能力，造成水土流失，气候旱化，水源干涸，土地沙化，水旱灾频繁发生。

这方面的例子举不胜举。

西亚幼拉底河和底格里斯河流域曾是世界最古老的农业发祥地之一，这里土地肥沃，有灌溉便利，早在7000多年前即开始了农业生产，哺育了古代巴比伦文明。

但由于上游小亚西亚南缘和伊朗高原森林及草原的毁坏，水土流失加剧，风沙进逼，沙漠逐渐向两河中下游扩展。

河水变浊，加速河道的淤塞，两岸地下水位提高，土壤盐碱化，农业频临绝境，成为巴比伦衰落和迁移的原因之一。

西非撒哈拉地区，19世纪中叶以来才变得干旱。

乍得的巴塔河原是一条常流河，供养了当地渔民。

印度和巴基斯坦之间的塔尔平原，在公元前2500多年前是印度河流域的农业文明地区。

由于森林被砍光，草原被开垦，土地裸露，气候恶化，终于变成浩瀚的沙漠。

现在的塔尔沙漠及其周围的荒漠地带面积达65万km2，是世界比较大的沙漠之一。

我国的黄土高原，原本是森林草原带。

在13世纪以后，经过几百年封建王朝掠夺式的开发，最后成为一片荒山秃岭，水土流失严重，大量泥沙被河水带到华北平原。

据统计，每年平均流沙量为500亿m3，在洪水期的含沙量达50％以上，每年经由三门峡下泄的泥沙平均达16亿t。

致使河床逐年升高，已成为世界上罕见的“悬河”。

1998年的洪水就是人类破坏生态平衡的惩罚。

二、资源利用不合理我们知道生物资源有自我更新的功能，但这种更新是有限度的，即生态系统中的收支应相等。

如果索取量大大超过生物的生产量，就会导致生态平衡失调。

人类对自然资源的不合理利用主要体现在以下几方面：（一）森林过伐森林有调节气候，涵养水源，净化环境等多种功能，对保持生态平衡起核心的作用。

由于人口不断增加，现在每年对森林的砍伐量都超过了生产量。

致使沙漠面积不断扩大，河水含沙量增加，水库淤积加速，砍伐森林的区域降雨量下降，气候不断恶化，为沙尘暴和洪灾、旱灾的发生提供了可能。

大兴安岭林区从60年代开发以来，森林覆盖率已从76％降至57％。

近年来大兴安岭地区降雨量从600多毫米减到380多毫米，嫩江水系含沙量明显增加。

四川和云南两省森林资源消耗皆为年生产量的2倍。

江西山林，南方热带森林也都遭到不同程度的破坏。

福建的森林资源原来比较丰富，但在1973～1978的5年间，面积减少21％，木材蓄积量减了52％。

西北地区风沙干旱比较严重，森林就是生命线。

在这里本来已很稀少的森林，也受到了不同程度的破坏。

新疆塔克拉玛干大沙漠，天然胡杨林面积原有12万ha，现在只剩下不足2万ha。

（二）草原过牧草原生态系统虽然自动调节的功能较弱，但对生态平衡同样会起到重要作用。

我国草地绝大多数载蓄量超过产草量。

由于长期过度放牧，优质草的茎叶大部分被啃食，来不及蓄积养分。

宿根营养不足，来年萌发力减弱，加之没有机会结实，繁殖受到抑制，草地优质草逐渐减少，草原逐渐退化，产草量普遍下降，严重威胁着草原的生态平衡。

（三）农田利用不合理农田生态系统是个比草原还要脆弱的生态系统，必须维持其能量和物质的收支相等。

但在实践中，由有种植制度不合理，农田水利建设不配套，种地不施肥或施肥不足，水分和无机肥的效应急剧下降，引起地力不断下降，出现大面积的盐碱化，直至撩荒，严重影响了农田生态系统的平衡。

（四）围湖造田天然湖泊是重要的自然资源，也是保持生态平衡的重要组成部分，是稳定大自然水循环的重要环节。

水蒸气的热容量比干燥空气高出1倍。

因此水体具有调节气候作用。

据测定，安徽巢湖的存在，可使周围地区每年无霜期延长20～40天。

湖泊还可以为农业灌溉和城市供水提供水源。

如利用得当，还可建立起生产力较高的水产生态系统。

对改善人民生活，增进人民健康，补充粮食不足均有重要作用。

但是我国长期以来有向湖要粮的传统。

曾有过围湖造田之风。

造成水面不断缩小，减弱了湖泊的调节作用，增加了洪水灾害。

三、环境污染工业生产排放出的“三废”(废渣、废气，废水)，生活污水，垃圾，汽车和飞机尾气、轮船失油、放射性物质以及大量农药、化肥和除草剂等含有大量有毒物质。

不仅导致人类生存环境的急剧恶化，还污染了农畜产品和水产品，对人体健康造成了巨大危害。

（一）二氧化硫、二氧化碳和氟利昂生产和生活所用的煤、石油、天然气等能源，燃烧时释放出大量的碳、硫、氮等的氧化物，其中二氧化硫是主要的物质。

它不仅污染空气，对人畜的结膜和上呼吸道粘膜有强烈刺激作用，进入环境后还发生一系列转化，以硫酸雾（毒性比二氧化硫大10倍）、酸雨（亚硫酸）的形式危害人类。

酸雨对植物有直接的灼伤作用，可使整片森林，草原和农田变成一片荒芜，还会引起鱼虾减产和死亡。

二氧化碳能阻碍地球热量返回太空，能引起“温室效应”。