四位一体的自然界

6四位一体的自然界

大自然中约有200万种生物，它们之间互相结合成生物群落，靠地球表层的空气、水、土壤中的营养物质生存和发展。这些生物群落在一定范围和区域内相互依存，同时与各自的环境不断地进行物质交换和能量传递，形成一个动态系统。就叫做生态系统。生态系统由包括动物、植物、微生物及其周围的非生物环境四大成分组成。它们各自发挥着特定的作用并形成整体功能，使整个生态系统正常运行。

生态系统的结构：生物群落及其环境之间，通过一些相互关联，相互作用的变量或成分所构成的一个功能整体，就是生态系统。换句话说，在生物群落的基础上，再加上无机环境相互作用，就构成了生态系统。陆地上的森林、草原、淡水生态系统等都是典型的生态系统。所谓“系统”就是由彼此相互作用、相互依赖的各部分有规律地联合起来的整体，是有一定“秩序”的。显然，陆地环境是由大大小小各不相同的生态系统镶嵌而成的。

从空间结构看，无论是陆地还是江河湖泊生态系统都可以分为两层：上层为绿色层，即自养层，它包括树冠或浮游藻类，以生产为主；下层为褐色层，即异养层，包括土壤或深层水中的一些微生物，以分解为主。

从营养结构看，生态系统包括以下四个基本成分：①非生物环境。包括太阳光能和热能、水、二氧化碳、氧、氮、矿物盐类等。它们是生物赖以生存的物质和能量的源泉，并共同组成大气、水和土壤环境，成为生物活动的场所；②生产者。主要是指绿色植物，能进行光合作用制造食物而养活自己的自养生物；③消费者。主要是那些以其他生物或有机质为食的异养生物，主要是动物。即那些直接或间接以植物为食的动物，由于他们只能靠吃现成的有机物维持生命，故称为消费者。以一级消费者为食的动物，称为二级消费者。以二级消费者为食的动物称为三级消费者；④还原者。也属于异养生物，主要是细菌和真菌，还有一些原生动物和腐食动物，它们把生物残体分解成为简单化合物，最终成为无机物质，归还到环境中，再被生产者利用。可见，还原者的功能是分解，故又称之为分解者。因此，生态系统中各生物成员间最重要的联系是营养联系，即食物链的联系。

生态系统的功能：以生物为核心的能量流动和物质循环，是生态系统最基本的功能和特征。

生态系统要保持正常的运转就需要不断地输入能量。生态系统中的能量来自太阳能，它通过植物输入和固定在生态系统里，光和作用转变光能为有机分子的化学能，保存在有机质中。而后，当植食动物吃植物时，这种能量转移到植食动物身体中，当肉食动物吃植食动物时，能量又转移到肉食动物身体中，最后由腐生生物将它们所分解的动植物有机体中的能量释放逸散到环境中。在这个过程中，能量通过每一级消费者时，都会有一部分损失，所以，能量是一次穿过生态系统，而不能再次被生产者利用而进行循环。生态系统的能量流动是生态系统的物质循环，首先，生态系统中无机物与有机物相互转化、循环的过程。其次，生态系统中的绿色植物从空气、水和土壤中吸收各种营养元素，然后以有机物的形式从一个消费者传到另一个消费者中。当动植物有机体死亡后被分解者分解，以无机形式的矿质元素归还到环境中，再次被植物吸收利用。这样，矿质养分不同于能量的单向流动，而是在生态系统中一次又一次地利用再利用，循环往复地不断进行（图3-12）。

图3-12　生态系统中的能量流和物质循环

生态系统的平衡：生态系统在某一时期内生物种类组成保持相对稳定，能量的输入与输出，有机物生产和分解、增长与消耗达到或接近平衡的状态，这种状态称作生态平衡。

生态系统总是处于不断的变化中，在外来干扰下能通过自我调节（或人为控制）恢复到原初的稳定状态。当外来干扰超越生态系统的自我控制能力而不能恢复到原初状态谓之生态失调或生态平衡的破坏。生态平衡是动态的，维护生态平衡不只是保持其原初稳定状态。生态系统可以在人为有益的影响下建立新的平衡，达到更合理的结构、更高效的功能和更好的生态效益。

上述表明：①自然生态系统经过由简单到复杂的长期演替，最后形成相对稳定状态，发展至此，其物种在种类和数量上保持相对稳定；能量的输入、输出接近相等，即系统中的能量流动和物质循环能较长时间保持平衡。此时，系统中的有机体将所有有效的空间都填满，环境资源也被最合理、最有效地利用；②生态系统具有一定的内部调节能力，在受到外来干扰之后，能通过自身的调节而维持其相对稳定的状态；③生态平衡是动态的。在生物进化和群落演替过程中就包含不断打破旧的平衡，建立新的平衡的过程。人类应从自然界中受到启示，不要消极地看待生态平衡，而是发挥主观能动性，去维护适合人类需要的生态平衡，如建立自然保护区，保存自然界里的多种生物，严禁捕猎珍贵、稀有的野生动物和采伐珍贵野生植物，以保证生物种的遗传多样性。