《农村水环境生态治理模式研究》:
4 生态系统系统的平衡
4.1 生态系统平衡的概念
生态系统平衡(生态平衡)是指某生态系统的生物和非生物环境之间以及它们内部之间通过物质循环、能量流动和信息传递,达到相互适应、相互制约、协调统一的效果,维持一种恒定状态。也就是说,生态平衡包括了生态系统中结构上的平衡和功能上的平衡两个方面。结构平衡主要指生物种类的多样性。功能平衡指生态系统中物质流动相对恒定,循环保持正常;能量输入和输出接近相等,流动基本守恒;信息网络完整,传递通畅。综合起来,生态系统的稳定性取决于各子平衡系统之间的相互关系。
生态系统平衡是一种动态平衡。生物环境中的物种产生、变化以及种群的组合与改变永远处于变动状态,生物的进化就是为了增强对环境的适应能力,是生物系统长期与地质、大气、温度等外在理化因素的变化相互作用的结果。就非生物环境而言,由于地球在运动之中,太阳能给予地球的能量会随之改变,因而总有气候、温度、降雨量等的变化,使得非生物环境诸因素也随之改变,并作用于生物,*后使生态系统发生演替。演替的趋势是生态系统朝着种类多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展,直到建立起更加稳定的优良生态系统。由此可见,生态系统的各组成成分,结构、功能随着时间而改变,不断地按照一定的变化规律运动着,生态平衡是一种相对的和非稳态的平衡,即动态平衡。
生态系统的动态平衡表明,当生态系统受到一定程度的外界干扰而引起不平衡时,具有恢复平衡状态的能力,使其进入新的平衡状态,即自身调节的能力。生态系统调节能力的大小,与生态系统生物的多样性有关。例如,热带雨林和海洋分别是岩石圈和水圈内生物物种*丰富的区域,具有非常稳定的生态系统;而我国青藏高原和干旱缺水地区,以及寒冷的南、北极地域,由于生物种类**,食物链单调,生态系统非常脆弱,轻微的干扰就会引起严重的失调。虽然生态系统对外界的干扰有很强的调节能力,但干扰超出其承受能力,即一定的限度,达到破坏生态规律的程度,调节就不再起作用,生态平衡就会遭到严重破坏。
4.2 影响生态平衡的因素
生态系统本身具有的自身调节的能力是保持生态系统动态平衡的主要功能。如果这种自身调节能力中的某一环节出现缺损,就会破坏生态系统的平衡。因此,生态系统自身调节能力的强弱是生态系统平衡的关键。影响生态系统自身调节能力的因素有以下几个方面。
4.2.1 生物多样性的结构
生态系统的生物多样性结构越复杂,生物种类越丰富,食物链的环节越多,自身调节能力越强;反之,自身调节能力越弱。处于平衡状态的生态系统,生产者、消费者、分解者构成一个完整的食物网,缺一不可,否则营养结构会缺损,导致生态系统的衰退和破坏,甚至系统可能会崩溃。因此,若要维持稳定的食物链,必须保持一定生物种类和数量的相对稳定。例如,一个草原生态系统,若只由植被、山羊和狼构成简单食物链,当狼群数量过多时,会使山羊数量急剧减少,狼群数量就会因食物的减少而减少,整个系统遭到破坏;若山羊消失,这个系统就可能崩溃。如果狼的食物除了山羊外,还有野兔、鹿和其他食草动物等种类,那么狼的食物就有了更多的选择,狼群数量不会因山羊数量减少而减少,同时,山羊数量又得以恢复,生态系统保持了生物物种的相对平衡。这些表明,生物多样性结构提高了生态系统的自身调节能力。
4.2.2 生态功能的完整性
生态系统的功能在生物生理机能的控制下能得到合理的运转称为生态功能的完整性。生态系统的主要功能是物质、能量和信息的流动,合理运转是指生态系统中的物质和能量的输入和输出在各种生物的相互作用下达到相对平衡,信息网络工作通畅。生态系统中的能量和物质的流动如果入不敷出,系统就会衰退;若输入多、输出少,则生态系统有积累,也处于非平衡状态。能量、物质和信息的流动越合理,生态系统自身调节能力就越强。如果能量流动在某个营养层上受阻或者物质循环和信息沟通正常途径中断,则生态系统自身调节能力下降甚至丧失。例如,向河流中排人大量的酚,若该系统生存着许多对酚有很强降解能力的微生物和水葱等高等植物,酚就会很快得到降解,那么物质平衡不会遭到破坏;反之,这个系统的物质平衡就可能失调,生态平衡就会受到破坏。
……