生态系统与生态保护的重要性

（一）生态系统的基本概念

生态系统是指在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质的循环和能量的流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。任何一个生态系统都是由生物系统和环境系统共同组成的，这就是它的结构特征。它所具有的物质循环、能量流动和信息联系，是生态系统整体的基本功能。

在自然界，只要在一定空间内存在生物和非生物两种成分，并能互相作用达到某种功能上的稳定性，哪怕是短暂的，这个整体就可以视为一个生态系统。因此，在我们居住的这个地球上有许多大大小小的生态系统，大至生物圈、海洋、陆地，小至森林、草原、湖泊和小池塘。除了自然生态系统以外，还有很多人工生态系统，如农田、果园、城市、自给自足的宇宙飞船和用于验证生态学原理的各种封闭的微宇宙（亦称微生态系统）。由此可见，生态系统空间范围的大小是模糊的，往往是根据人们研究的需要而确定的。

生态系统是一个控制论系统，通过反馈调节，维持系统的稳定状态。生态系统概念的提出为生态学的研究和发展奠定了新的基础，极大地推动了生态学的发展。当前，人口增长、自然资源的合理开发和利用，以及维护地球的生态环境已成为生态学研究的重大课题。所有这些问题的解决都依赖于对生态系统的结构和功能、生态系统的演替、生态系统的多样性和稳定性，以及生态系统受干扰后的恢复能力和自我调控能力等问题进行深入的研究。目前在生态学中，生态系统是最受人们重视和最活跃的一个研究领域。

（二）生态系统的基本特征

生态系统一般具有以下一些共性特征。

（1）生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位。一个物种在一定空间范围内的所有个体的总和在生态学里统称为“种群”，所有不同种的生物总和为群落，生物群落连同其所在的物理环境共同构成生态系统。

（2）生态系统内部具有自我调节功能。生态系统的结构越复杂，物种数目越多，自我调节的功能也越强。但任何生态系统都具有有限的自我调节能力，超过生态系统的自我调节能力，生态系统将发生质的变化，直至系统崩溃。

（3）能量流、物质流和信息流是生态系统的三大功能。其中，能量流是单向的，物质流是循环的，信息流则包含营养信息、化学信息、物理信息和行为信息等。生态系统中的物质循环和能量流动是分不开的，二者互相依存，紧密结合。当能量流过食物链从一个营养级向另一营养级传递时，营养物质也按同样的途径传递。

（4）生态系统是动态的，其早期形成和晚期发育具有不同的特性。

（5）生态系统具有等级结构，即较小的生态系统组成较大的生态系统，简单的生态系统组成复杂的生态系统，最大的生态系统是地球生物圈。

（三）生态系统的组成与结构

任何一个生态系统都是由生物成分和非生物成分两部分组成的。

生态系统中的非生物成分和生物成分是密切交织在一起、彼此相互作用的。虽然不同类型的生态系统生物种类差异很大，如水生生态系统中的生产者主要是藻类和其他维管束生物，消费者主要是鱼类和其他动物；而在陆地生态系统中的生产者主要是高大的乔、灌木及草本、苔藓、地衣等，消费者主要是鸟、兽和昆虫等，但它们在功能运转方面是相似的。

（四）生态系统服务功能

生态系统为人类提供了许多社会、经济和文化生活中必不可少的物质资源和良好的生存条件。这些由生态系统的物种、群体、群落、生境及其生态过程所产生的物质及其所维持的良好生活环境对人类与环境的服务性能称为生态系统服务。

（五）生态系统的稳定性

1.生态系统的稳定性

无论是自然的还是人工的生态系统，都是一种动态的开放系统。生态系统在与环境因素之间进行物质和能量的交换过程中，会不断受到外界环境的干扰和负面影响。然而，一切生态系统对于环境的干扰所带来的影响和破坏都有一种自我调节、自我修复和自我延续的能力，如森林的适当采伐、草原合理放牧、海洋的适当捕捞等，都会通过系统的自我修复能力来保持木材、饲草和鱼虾产品产量的相对稳定。我们把生态系统这种抵抗变化和保持平衡状态的倾向称为生态系统的稳定性或“稳态”。(www.xing528.com)

2.生态系统稳定性的调控机制

生态系统是一个具有稳态机制的自动控制系统，它的稳定性主要通过系统的反馈调控来实现。当生态系统中某一成分发生变化时，必然会引起其他成分出现一系列相应的变化，这些变化最终又反过来影响起初发生变化的那种成分。生态系统的这种作用过程被称为反馈，反馈分为负反馈和正反馈两种类型。正反馈和负反馈在生态系统稳态调控中具有十分重要的作用。

（1）负反馈是指使系统输出的变动在原变化方向上减速或逆转的反馈。生态系统的负反馈是比较常见的一种反馈，是指生态系统中某一成分变化所引起的其他一系列变化，反过来抑制或减弱最初引发变化的那种成分发生变化的作用过程。其作用结果是促使生态系统达到稳态和保持平衡。例如，草原因食草动物迁入、繁殖而数量增加，使得草原植物被过度啃食而减少；植物生产量的减少，反过来又会抑制食草动物种群和个体数量增加。

在自然生态系统中，长期的反馈联系促进了生物的协同进化，产生了诸如致病力—抗病性、大型凶猛的进攻型—小型灵活的防御型等相关性状。这些结构形式表现出来的长期反馈效应对自然生态系统形成一种受控的稳态有很大作用。另外，反馈作用还能使系统的抗干扰能力与应变能力大大增强。

（2）正反馈与负反馈相反，是指使系统输出的变动在原变动方向上被加速的反馈。生态系统的正反馈是指生态系统中某一成分变化所引起的其他一系列变化，促进或加速最初引发其变化那种成分进一步发生变化的作用过程。其作用结果是常常使生态系统进一步远离平衡状态或稳态。例如，一个湖泊生态系统受到污染，导致鱼类死亡，使得鱼类数量减少；鱼体死亡后又会进一步加重污染，并引起更多的鱼类死亡，使得湖泊污染越来越严重，鱼类死亡越来越加剧。正反馈对生态系统往往具有极大的破坏作用，而且常常是爆发性的，所经历的时间也很短。但从长远看，生态系统中的负反馈和自我调节总是起着主要作用。

在自然生态系统中，生物常利用正反馈机制来迅速接近“目标”，如生命延续、生态位占据等，而负反馈则被用来使系统在“目标”附近获得必要的稳定。

3.生态系统稳定性的阈值

生态系统的稳定性是动态的，而不是静态的。这是由于生态系统中生物类群是不断变化的，系统内外界环境条件也在不断地变化。因此，生态系统的稳定性有一定的作用范围。在一定范围内，生态系统可以忍受一定程度的外界压力，并通过自我调控机制，抵御和校正自然和人类所引起的干扰，恢复其相对平衡，保持其相对稳定性。若超出一定的范围，生态系统的自我调控机制就会失灵或消失，其稳定性就会受到影响，相对平衡就会遭到破坏，甚至使系统崩溃。生态系统忍受一定程度的外界压力，维持其相对稳定性的这个限度就称为“生态阈值”。

生态阈值的大小决定于生态系统的成熟性。系统越成熟，结构越复杂，阈值越高；反之，系统发育越不成熟，结构越简单，功能效率越低，系统对外界压力的反应越敏感，抵御剧烈生态变化的能力越脆弱，阈值就越低。不同生态系统在其发展进化的不同阶段有多种不同的生态阈值，只有了解这些阈值，才能合理地调控、利用和保护生态系统。

（六）生态平衡

1.生态平衡的含义

生态平衡是指在一定的时间和相对稳定的条件下，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。

生态平衡是相对的、整体的动态平衡，作为开放的系统，物质和能量的输入输出始终在正常进行之中。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，这和相对的动态平衡是一致的。

2.生态平衡的三个基本要素

生态平衡的三个基本要素是系统结构的优化与稳定性，能量流和物质流收支平衡，以及自我修复和自我调节功能的保持。

衡量一个生态系统是否处于生态平衡状态，其具体内容为：①时空结构上的有序性。表现在空间有序性上是指结构有规则地排列组合，小至生物个体的各个器官的排列井然有序，大至宏观生物圈内各级生态系统的排列，以及生态系统内各种成分的排列都是有序的；表现在时间有序性上就是生命过程和生态系统演替发展的阶段性、功能的延续性和节奏性。②能量流、物质流的收支平衡，指系统既不能入不敷出，造成系统亏空；又不应入多出少，导致污染和浪费。③系统自我修复、自我调节功能的保持，抗逆、抗干扰、缓冲能力强。

因此，生态平衡状态是生物与环境高度适应、环境质量良好，整个系统处于协调和统一的状态。