东方国信 研报:什么是生态系统

生态系统

　　自然界中植被的大量破坏，会引起严重的水土流失，以及旱涝灾害的频繁发生。在农田中大量使用DDT这种有机氯杀虫剂，不仅污染了农田环境，杀死了许多害虫的天敌，而且杀虫剂随雨水冲刷进入水体后，导致许多水生生物中毒，甚至连远在南极的企鹅也未能幸免。这些事例都说明，将生物群落与其无机环境作为一个整体来研究，甚至将整个地球上所有的生物与它们的无机环境作为一个整体来研究，都是非常必要的。

　　一 生态系统的概念和类型

　　生态系统的概念

　　生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。

　　生态系统的范围有大有小。地球上最大的生态系统是生物圈，它包括地球上的全部生物及其无机环境。在生物圈这个最大的生态系统中，还可以分出很多个生态系统，例如一片森林、一块草地、一个池塘、一块农田等，都可以各自成为一个生态系统。

　　生态系统的类型

　　地球上的生态系统可以分为陆地生态系统和水域生态系统两大类。在陆地生态系统中，根据各生态系统的植被分布情况，又可以分为森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统等类型。在水域生态系统中，又可以分为海洋生态系统、淡水生态系统等类型。

　　森林生态系统

　　森林生态系统分布在湿润或较湿润的地区，其主要特点是动植物种类繁多，群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态。

　　森林中的植物以乔木为主，也有少量灌木和草本植物。森林中还有种类繁多的动物。森林中的动物由于在树上容易找到丰富的食物和栖息场所，因而营树栖和攀援生活的种类特别多，如犀鸟、避役、树蛙、松鼠、貂、蜂猴、眼镜猴和长臂猿等(如图)。

　　文本框: 根据1994~1998年全国第五次森林资源清查资料，我国森林覆盖率为16.55% , 还有大面积的荒山荒地适于发展林业。森林不仅能够为人类提供大量的木材和多种林副业产品，而且在维持生物圈的稳定、改善生态环境等方面起着重要的作用。例如，森林植物通过光合作用，每天都消耗大量的二氧化碳，释放出大量的氧，这对于维持大气中二氧化碳和氧含量的平衡具有重要意义。又如，在降雨时，乔木层、灌木层和草本植物层都能够截留一部分雨水，而且能够大大减缓雨水对地面的冲刷，最大限度地减少地表径流。枯枝落叶层就像一层厚厚的海绵，能够大量地吸收和贮存雨水。因此，森林在涵养水源、保持水土方面起着重要作用，有“绿色水库”之称。

　　草原生态系统 草原生态系统分布在干旱地区，这里年降雨量很少(如图)。与森林生态系统相比，草原生态系统的动植物种类要少得多，群落的结构也不如前者复杂。在不同的季节或年份，降雨量很不均匀，因此，种群密度和群落的结构也常常发生剧烈变化。草原上的植物以草本植物为主，有的草原上有少量的灌木丛。由于降雨稀少，乔木是非常少见的。那里的动物与草原上的生活相适应，大都具有挖洞或快速奔跑的行为特点。草原上啮齿目动物特别多，它们几乎都过着地下穴居的生活。瞪羚、黄羊、高鼻羚羊、跳鼠、狐等善于奔跑的动物，都生活在草原上。由于缺水，在草原生态系统中，两栖类和水生动物非常少见。草原是畜牧业的重要生产基地。在我国广阔的草原上，饲养着大量的家畜，如新疆细毛羊、伊犁马、三河马、滩羊、库车羔皮羊等。这些家畜能为人们提供大量的肉、奶和毛皮。此外，草原还能调节气候，防止土地被风沙侵蚀。由于过度放牧以及鼠害、虫害等原因，我国的草原面积正在不断减少，有些牧场正面临着沙漠化的威胁。因此，必须加强对草原的合理利用和保护。

　　农田生态系统 农田生态系统是人工建立的生态系统，其主要特点是人的作用非常关键，人们种植的各种农作物是这一生态系统的主要成员(如图)。农田中的动植物种类较少，群落的结构单一。人们必须不断地从事播种、施肥、灌溉、除草和治虫等活动，才能够使农田生态系统朝着对人有益的方向发展。因此，可以说农田生态系统是在一定程度上受人工控制的生态系统。一旦人的作用消失，农田生态系统就会很快退化，占优势地位的作物就会被杂草和其他植物所取代。

　　文本框: 1977年，一些学者发现，在加拉帕戈斯群岛附近深海中的热泉喷口周围，温度超过2000C的水流中，竟然存在一种极为特殊的生物群落，其中有1/3m长的蛤和1m长的管栖蠕虫等，它们的食物来源是化能合成细菌，这些细菌通过氧化硫化成物获得能量以还原二氧化碳来制造有机物 。 海洋生态系统 海洋占地球表面积的71％。整个地球上的海洋是连成一体的，可以看作是一个巨大的生态系统(如图)。海洋中的生物种类与陆地上的大不相同。海洋中的植物绝大部分是微小的浮游植物。海洋中的动物种类很多，从单细胞的原生动物到动物中个体最大的蓝鲸，大都能够在水中游动。影响海洋生物的非生物因素主要是阳光、温度和海水的盐度，这一点与陆地生态系统也有区别。海洋中的浮游植物个体很小，但是数量极多，它们是植食性动物的主要饵料。在浅海区还有很多大型藻类，如海带、裙带菜等。在水深不超过二百米的水层，光线较为充足，有大量的浮游植物，海洋动物的许多种类主要集中在这样的水层，其中有大量的浮游动物、虾、鱼等。在水深超过二百米的深层海域，植物难以生存，但是还有不少动物栖息，这些动物一般靠吃上层水域掉落下来的生物遗体、残屑生活。

　　海洋在调节全球气候方面起着重要作用，同时，海洋中还蕴藏着丰富的资源。人们预计，到21世纪，海洋将成为人类获取蛋白质、工业原料和能源的重要场所。

　　淡水生态系统

　　淡水生态系统包括河流生态系统、湖泊生态系统和池塘生态系统等类型，其中的生物都是适于在淡水中生活的。下面主要讲述湖泊生态系统。

　　湖泊中的植物一般都分布在浅水区和水的上层。在岸边，常见的植物有芦苇、香蒲等，在阳光能够直射水底的浅水区，睡莲等植物的根长在水底，叶片伸展在水面上。在水体的上层，有大量的浮游植物，其中单细胞的藻类最多，这些藻类在春季大量繁殖，能使湖水呈现绿色。湖泊中的动物分布在不同的水层。浮游动物在水体的上层吃浮游植物。以浮游植物或浮游动物为食的鱼通常栖息在水体的上层，如鲢鱼、鳙鱼等。以水草为食的鱼通常栖息在水体的中下层，如草鱼等。螺蛳、蚬等软体动物栖息在水的底层，以这些软体动物为食的鱼通常也在水体的底层生活，如青鱼等。综上所述，在各种类型的生态系统中，生活着各种类型的生物群落。在不同的生态系统中，生物的种类和群落的结构都有差别。但是，各种类型的生态系统在结构和功能上都是一个统一的整体。

生物群落与其生存环境之间，以及生物种群相互之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转换和信息传递，成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体，称为生态系统(ecosystem)。

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