关于生态学的基本知识

关于生态学的基本知识

浙江省委、省府提出“数字浙江、绿色浙江、信用浙江”，丽水市提出“生态立市、绿色兴市”，庆元县提出“生态立县、特色兴县”，明年国家要对丽水市生态示范区建设进行验收。生态学及其应用已成为我市广大干部、群众关心的课题。什么是生态学，生态学的研究在理论和实践上有什么重要意义，笔者联系当前实际作一些探讨。

一、什么是生态学

“生态学”一词是1866年由德国动物学家赫克尔提出。从17世纪到19世纪末为生态学的建立阶段。20世纪10－30年代，生态学研究渗透到生物领域的各个学科，形成了植物生态学、动物生态学、生态遗传学、生理生态学、形态生态学分支学科，促进生态学从个体、种群、群落等多个水平展开广泛的研究。当前生态学发展的主流是研究不同类型生态系统的组成、属性、结构、功能、生态过程及调控。

生态学是研究生物之间及生物与非生物环境之间相互关系的科学。生态学可定义为：研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学，其目的是指导人与生物圈（即自然、资源、环境）的协调发展。

二、关于生态系统的基本知识

自1935年，英国生物学家坦斯利首先提出生态系统的概念后，生态系统研究深入展开，受二次大战后系统科学、系统理论发展的影响，生态系统理念逐步形成。

20世纪70年代，由于科学技术的飞速发展，生产力得到不断的提高，与此同时人类对生物圈的干扰也不断加强，人类与环境之间的矛盾日益突出，全世界面临着人口爆炸、资源短缺、能源危机、粮食不足、环境污染五大问题的挑战。最近美国研究人员提出，自1961年以来，人类对自然资源的需求相当于地球再生能力的70%，20世纪80年代出现持平，1999年，人类自然资源的需求量比地球再生能力多出至少20%，人类在12个月中消耗掉的自然资源，地球生物圈要花15个月才能再生。如果人类不控制过度消耗自然资源的行为，地球可能会陷入“生态破产”的境地。这就是全球关注生态环境和可持续发展的原因。

（一）什么是生物圈

生物圈是地球上所有生物及其生存环境的总称，它占有大气圈的底部，水圈的全部和岩石圈的上部，厚度约20多千米。

（二）什么是生物群落

生物群落是指生活在一定自然区域内，相互直接或间相接关的各种生物的总体。

（三）什么是食物链和食物网

食物中的能量，从植物通过一系列的动物依次传递，这个途径好像一个食物的链条，所以叫做食物链。如，昆虫吃草，青蛙吃昆虫，蛇吃青蛙，猫头鹰又吃蛇。水生生物中，大鱼吃小鱼，小鱼吃毛虾，毛虾吃硅藻。

在一个生态系统中有许多食物链。消费者不仅吃一种食物，如有的鸟，既吃种子，又捕捉昆虫；同一种食物又能被不同种的消费者所食，如小鸟被鹰吃，又被蛇吞食。因此，各种食物链彼此联系，交错成网，形成复杂的食物网。

（四）生态系统中能量是怎样流动的

太阳能是地球上所有生命活动的能量来源。它通过绿色植物的光合作用进入生态系统，然后从绿色植物转移到各种消费者，首先是植食动物，再由植食动物转移到肉食动物。在这些生产者和消费者进行呼吸时，部分能量散失到外界环境中。动植物死后又被分解成简单的无机物，有机物中的化学能也转变为热能散失到环境中去，这种由各种途径放散到环境中的能量，再不能为生态系统中的其他生物利用。因此，能量通过食物链在生态系统中是单向流动的。

能量不断地沿着生产者、植食动物、肉食动物等逐级流动，每一个营养级都把从前面一个环节所获得能量的一部分用来维持自己的生存和繁殖，把剩下的一部分传递到后一个环节去。一般说，在输入到一个营养级的能量中，大约只有10%～20%能够流通到下一个营养级，其余的能量则为呼吸所消耗。因此说，能量沿着食物链的营养级流动时，是逐级递减的。前一级的能量，只能维持后一级少数生物的需要，越向食物链的后端，生物的数量越少，这样就形成一种金字塔形的营养级关系。

（五）生态系统中物质是怎样循环的

在生态系统中，任何一种生物都要从外界取得营养物质，最终死后如数还给外界，并被其他生物利用。因此，物质通过食物链在生态系统中可以循环，从而维持着生物圈营养物质的收支平衡。

（六）什么是生态系统

生态系统的概念是由英国生物学家坦斯利在1935年提出的，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，而且包括形成环境的整个物理因子复合体。”

现在一般认为，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。

生态系统一般分生物圈生态系统、水域生态系统（海洋生态系统、淡水生态系统、湿地生态系统）、陆地生态系统（森林生态系统、草原生态系统、荒漠冰原生态系统）、农业生态系统和城市生态系统。

（七）什么是生态平衡

生态平衡一词是美国学者威廉・福格特在1949年提出的，其用意是指自然环境没有遭受人类严重干扰的天然状态通称为“生态平衡”。

目前一般认为，生态平衡是指在一定时间和相对稳定的条件下与生态系统内各部分（生物、环境和人）的结构和功能均处于相互适应与协调的动态平衡，生态平衡是生态系统的一种良好状态。

生态系统的平衡有三种表现形式：第一种是相对静止状态，可理解为生产者、消费者之间的数量比例适当，物质和能量的输入与输出量大体平衡。第二种是动态稳态。这是相对于顶极群落的静态而言的。第三种是“非平衡”稳态。这是生态平衡的最基本形式，从物质输出和输入关系看，两者不仅不相等，甚至不围绕一个饱和量上下波动，而是输入大于输出，积累大于消费。

因此，生态平衡是相对的、整体的动态平衡，这是因为生态系统时刻在运动和发展之中，是运动着的平衡状态，犹如一条河流，水位平衡却没有停止流动那样。生态平衡的系统，是处于相对稳定的状态，作为开放的系统，物质和能量的输入输出，始终在正常运行之中。局部、小范围的破坏或扰动，可通过系统调控机制进行调节和补偿，局部的变动或不平衡，不影响整体的平衡，这与相对的动态平衡是一致的。

三、关于应用生态学原理进行生态建设问题

“绿色浙江”、“生态立市、绿色兴市”、“生态立县、特色兴县”是我省、我市、我县的经济发展战略，这是把生态学原理与我省、市、县实际相结合的正确战略，它符合浙江省“七山一水二分田”的实际，更符合“九山半水半分田”的丽水庆元实际。它符合当前国际上重视保护环境和实施可持续发展的潮流，又符合我国科技兴国和可持续发展的伟大战略决策，是我市、我县发挥比较优势，加快发展的必由之路。“绿色浙江”、“生态立市”、“生态立县”的战略思路，代表我国社会先进生产力发展的要求，代表了先进文化的前进方向，代表了我国最大多数人民的根本利益，是实践“三个代表”重要思想的正确决策。

丽水市提出的努力把丽水建设成为“浙江绿谷”，依托绿色资源，培育绿色产业，发展绿色经济，大力实施生态农业、生态林业、生态工业、生态旅游业和生态城市五大工程建设。从生态学的观点看，农业、林业、工业、旅游业和城市建设都是生态系统工程，生态农业就是农业生态系统，生态林业就是林业生态系统，生态工业就是工业生态系统，生态旅游就是旅游业生态系统，生态城市就是城市生态系统。从生态建设的角度看，实施五大工程建设，就是通过调查研究，制定发展规划和计划，在先进科学技术的指导下，勇于实践，开拓创新，使上述生态系统保持良好的状态，并向着有利于人民生产和生活的良性循环的方向发展。

（一）生态农业

农业生态系统是指人类有目的地利用农业生物与非生物环境之间生物种群之间的相互作用规律，通过建立合理的生态系统结构和高效的生态机能，进行物质循环、能量转换和信息传递，并按人类理想要求进行物质生产的综合体系。

英国的《生态农业及其有关农业技术》一书中，提出生态农业必须具备以下七个重要的条件：（1）生态农业必须是自我维持（包括能量、营养元素等）系统；（2）生态农业必须实行多种经营；（3）生态农业的规模应该小一点；（4）生态农业单位面积净产量必须是高的；（5）生态农业在经济上必须是可行的；（6）必须在农场就地加工农产品并直接卖到消费者手里，以避免中间商从中分享利润；（7）必须考虑有利于保护农村自然优美的景观，使人和畜禽能健康地生活。

生态农业是指在保护改善农业生态环境的前提下，遵循生态学、生态经济学规律，运用系统工程方法和现代科学技术，集约化经营的农业发展模式。生态农业要求农业发展同资源、环境相关产业协调发展，强调因时、因地制宜，合理布局农业生产力适应最佳生态环境，实现优质、高产、高效。生态农业能合理利用和增值农业自然资源，重视提高太阳能的利用率和生物能的转换效率，使生物与环境之间得到最优化配置，并具有合理的农业生态经济结构，使生态与经济达到良性循环，增强抗御自然灾害的能力。

（二）生态林业

森林生态系统，按地带性的气候特点和相应的森林类型，可分为热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林和北方针叶林系统等，浙江省属于亚热带常绿阔叶林系统。

绿色植物是进行光合作用，将太阳能转化成生物化学能的主要执行者，森林是生物圈内数量最大的植物群落，故是地球上最大的初级生产者。在陆地生态系统中有强大的生态效应，对其他植物、动物和人类的生态条件形成和｀改善有重要影响，其生态效应有：（1）涵养水源，保持水土；（2）调节气候，增加雨量；（3）防风固沙，保护农田；（4）保护环境，净化空气；（5）减低噪声，美化景观；（6）提供产品和燃料，增加肥源。

森林的生态经济效益非常巨大，据日本计算，日本森林的生态效益相当于全国财政支出总额。据芬兰学者计算，芬兰森林每年生长木材的经济效益是17亿马克，而它的环保价值是53亿马克。森林由于其巨大生态经济效应，被人们誉为“大自然的总调度室”。

因此，保护森林，绿化一切荒山荒坡，加快建设生态公益林和“千里绿色长廊”工程，是我市生态林业建设的主要任务。

（三）生态工业

工业是社会最基本的物质生产部门，是国民经济的主导力量，一个国家一个地区的工业水平，常常是衡量该国家、该地区经济发达程度的重要标志。工业在获取资源和加工过程中，会造成对资源的破坏和环境的污染。丽水市提出以经济开发区、特色工业区为重点，坚持发展与保护相结合，加大污染治理力度，实现资源减量化、污染减量化、积极培育绿色产业和名牌产品。

生态工业是指工业中以低消耗、无污染或少污染、高产出循环型为特征的工业。

（四）生态旅游

生态旅游的产生有其深刻的社会经济文化背景。20世纪50年代以来，旅游业曾被人们誉为“无烟工业”、“朝阳产业”而备受青睐。20世纪80年代后期以来，随着可持续发展逐渐成为大家关注的话题，以大自然的生态环境为旅游对象的生态旅游，逐步成为旅游业中的亮点。

西方发达国家，生态旅游发展较好的是美国、加拿大、澳大利亚等国，他们旅游的对象是自然景观，旅游的宗旨是保护，在旅游活动中，极为重视保护旅游对象，在生态旅游管理中提出“留下的只有脚印，带走的只有照片”等保护环境的响亮口号。

生态旅游正在我国蓬勃发展，安吉县是著名“竹乡”，百万亩竹林成了生态旅游的明珠，2001年接待中外游客140多万人次，旅游收入3.1亿元。

对生态旅游的概念，目前有以下几种理解：（1）生态旅游是以大自然为基础，涉及自然环境的教育、解释与管理，使之在生态上可持续的旅游；（2）生态旅游是在利用自然资源供人们观赏的同时，又对自然环境进行保护的一种活动；（3）生态旅游是指按生态学要求，实现环境保护的生态项目，即以不破坏环境为特征的风景旅游活动；（4）生态旅游是对保护环境及维护当地居民正常安适生活，承担义务的旅行；（5）生态旅游是以生态环境、生态类型和生态资源为主要旅游对象与活动形式，以欣赏大自然风光，接受生态知识的科普教育或探索和研究生态科学为主要目的及内容的一种新型综合性旅游项目等。

生态旅游，是指在可持续发展原则的指导下，以观赏和感受生态环境，普及生态知识，维护生态平衡为目的的一种新型的绿色消费方式，它坚持社会经济与生态的协调发展，是实施旅游业可持续发展的比较有效的形式。

（五）生态城市

城市是一个生态系统，是城市居民与其环境相互作用而形成的统一整体，也是人类对自然环境的适应、加工、改造而建设起来的特殊的人工生态系统。在城市生态学的研究中有几种观点：（1）自然生态观，这种观点把城市视为以生物为主体，包括非生物环境在内的受城市人类活动干扰并反作用于人类的自然生态系统；（2）经济生态观，这种观点把城市模拟成一个以高强度的物流、能流为特征，不断进行新陈代谢，经历着发生、发展、兴盛、衰亡演替过程的人工生态系统；（3）社会生态观，这种观点认为城市是人类集聚的结果，是人性的产物。

关于生态城市的概念，有的认为生态城市是按生态学原理建立起来的一类社会、经济、自然协调发展，物质、能量、信息高效利用，生态良性循环的人类聚居地，生态城市一定是个绿化非常好的城市。也有的从系统科学的角度认为生态城市是以人为核心的生态系统，是由多层次，多级别的子系统复合而成的人工生态系统。生态城市系统以城市空间地域为核心，以近农业区、自然景观区、自然规划区和卫星城镇为外围地域，组成相对独立工作和生活居住相互平衡，各类设施完善，具有生态效益的区域综合体。

有人把生态城市描绘如下：（1）市民素质高。人口增长得到有效控制，人们受着良好的教育，科技事业比较发达，并且有足够能力，持续地推动经济、社会和环境事业的发展。（2）天蓝、地绿、水清。善待自然、保护环境成为社会公德和人们的自觉行为准则，到处是绿阴草地、青山绿水的城市景观，人的行为与大自然有机结合，相互协调。（3）资源高度利用。是一个真正意义上的可持续发展的社会。所有的原材料、能源得到最合理、相对最高效率的利用；在生产和消费的源头就严格控制废物的产生，废物一旦产生就必须按设定的方案进行回收、再生和再利用。（4）产业结构优化。在生态城市中发展的产业都必须以不破坏生态平衡为前提，大力发展高新技术产业，利用新技术改造传统产业。生态城市中的产业必须有三个共同点：一是应用先进技术发展生态农业和都市园林；二是旅游业以生态旅游为特色；三是环保产业发达并有一定的带动性。（5）城市规划科学。建设和管理要做到，严格控制建筑密度；大力提高建筑物的传统个性和文化艺术品格；城市配套设施和基础设施充足而且先进，城市管理纳入法制轨道。

（六）关于绿色浙江的含义

“绿色浙江”的概念，充分体现了“以人为本”和“天人合一”的思想，它以可持续发展为指导，通过依靠科技进步，强化环境意识，有效保护和合理利用自然资源，优化经济结构和产业结构，提高我省的综合实力和国际竞争力，促进我省经济、社会与环境的协调发展。“绿色浙江”主要包括绿色经济、绿色文化和绿色环境这三个有机组成部分。

第一，绿色经济是人与自然和谐相处可持续发展的经济。绿色经济涵盖社会经济活动的各个方面。它包括：第一产业中的生态农业，第二产业中的生态工业，第三产业中的生态旅游，以及作为发展经济和保护环境的桥梁和最佳结合点的环保产业等。随着我省经济的迅猛发展，资源短缺和生态环境压力将日趋加大，环境保护和经济协调发展显得日益重要。绿色经济将成为建设“绿色浙江”的中心。

第二，绿色文化是“绿色浙江”的灵魂。绿色文化是倡导人类与自然协调发展，使人类实现可持续发展的文化，它以崇尚自然、保护环境、促进资源永续利用为基本特征。绿色文化要求公众建立“环境是资源、环境是资本、环境是资产”的价值观念，摈弃“先污染后治理，只污染不治理，只破坏不保护”的传统生产发展模式，建立“科学合理，健康而不是奢侈浪费和污染环境”的生活方式和消费理念。

第三，绿色环境，主要是指符合可持续发展要求的良性生态系统，简单地说，就是“蓝天、碧水、绿色、清静”。

（七）什么是可持续发展

可持续发展是这样的发展：它既满足当代人的需要，而又不损害后代人满足其需要的能力。可持续发展是一个综合的概念，包括生态持续发展、经济持续发展和社会持续发展。实现可持续发展，需要遵循三个基本原则，即公平性原则、持续性原则和共同性原则。

四、对丽水市、庆元县生态建设和生态旅游的几点意见

第一，加强对生态学的理论和实践研究。建议组织农学、林学、气象学、地理学、生物学等专业技术人员成立生态学研究会，开展生态学的理论和实践研究活动。

第二，制定生态建设和生态旅游的长期规划和实施计划。

第三，普及生态教育，提高全民素质。组织专业技术人员编写生态建设、生态旅游的材料，在报纸上开辟“生态立市”、“生态立县”专栏。

第四，经常开展诗、文、书、画、摄影活动。搜集能展示我市、我县生态建设和生态旅游的文章、诗歌、书画、照片等，提高丽水市、庆元县的知名度，促进经济和社会跨越式发展。

（2002年10月20日）