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生态系统的基本特征

时间:2022-11-12 百科知识 版权反馈
【摘要】:能量沿食物链由低营养级流向高营养级,不能逆转,也不能循环流动。主要原因有两个:一是食物链中,相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转,因此能量不能倒流,这是长期自然选择的结果;二是各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉,这些能量是无法再利用的。输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一营养级,能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。

生态系统具有以下基本特征:①具有自我调节能力;②能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能;③生态系统中营养级数目一般不会超过5、6个;④生态系统是一个半开放的动态系统,要经历一个从简单到复杂、从不成熟到成熟的演变过程,其早期阶段和晚期阶段具有不同特性。

生态系统的能量流动具有单向传递、逐级递减的特点。①单向流动。能量沿食物链由低营养级流向高营养级,不能逆转,也不能循环流动。主要原因有两个:一是食物链中,相邻营养级生物的吃与被吃关系不可逆转,因此能量不能倒流,这是长期自然选择的结果;二是各营养级的能量总有一部分以细胞呼吸产生热能的形式散失掉,这些能量是无法再利用的。②逐级递减。输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流入下一营养级,能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。主要原因有3个:一是各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当一部分能量(ATP、热能);二是各营养级总有一部分生物或生物的一部分能量未被下一营养级生物所利用;三是还有少部分能量随着残枝败叶或遗体等直接传递给分解者

生态系统具有自我调节能力,生态系统的自我调节能力主要是通过反馈(feedback)来完成的。反馈又分为正反馈(positive feedback)和负反馈(negative feedback)两种。负反馈对生态系统达到和保持平衡是必不可少的。正、负反馈的相互作用和转化,保证了生态系统可以达到一定的稳态。例如,如果草原上的食草动物因为迁入而增加,植物就会因为受到过度啃食而减少;而植物数量减少以后,反过来又会抑制动物的数量,从而保证了草原生态系统中的生产者和消费者之间的平衡。在生态系统中关于正反馈的例子不多。例如,有一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因为死亡而减少,鱼类死亡的尸体腐烂,又会进一步加重污染,引起更多的鱼类死亡。不同生态系统的自我调节能力是不同的,一个生态系统的物种组成越复杂,结构越稳定,功能越健全,生产能力越高,它的自我调节能力也就越高。因为物种的减少往往使生态系统的生产效率下降,使得其抵抗自然灾害、外来物种入侵和其他干扰的能力下降。而在物种多样性高的生态系统中,拥有着生态功能相似而对环境反应不同的物种,并以此来保障整个生态系统可以因环境变化而调整自身以维持各项功能的发挥。因此,物种丰富的热带雨林生态系统要比物种单一的农田生态系统的自我调节能力强,从而保持系统机构和功能的稳定。

关于生态系统的特征,蔡晓明和蔡博峰(2012)作了相应阐述,表明生态系统具有如下10项重要特征:①以生物为主体,具有整体性特征;②复杂、有序的层级系统;③开放的、远离平衡态的热力学系统;④具有明确功能和公益服务性能;⑤受环境影响深刻;⑥环境的演变与生物进化相联系;⑦具有自维持、自调控功能;⑧具有一定的负荷力;⑨具有动态的、生命的特征;⑩具有健康、可持续发展特性。

生态系统概念的提出,特别是关于生态系统结构和功能的认识,使我们对生命及自然界的认识提到了更高一级的水平,为我们观察分析复杂的自然界提供了有力的手段和新的综合视角,成为解决现代人类所面临的环境污染、生态退化、人口增长和自然资源利用与保护等重大问题的理论基础之一。

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