第六章 生态平衡
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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