生态与生态过程

生态学这个词来自希腊语 Oikos，它的意思是“家”或“生活的地方”。德国动物学家提出生态学（ecology）这个词，认为它是关于“动物和有机体与无机环境的关系”的学问，后来，进一步扩展为生物有机体与其环境之间联系的科学，或者说“研究有机体及作用于它们而又被它们所影响的全部生物的和物理的因素之间关系”的科学。因此生态学又可以恰当地称作“环境生物学”（Robet，L.Smith，1977）。

在生态学中最重要的概念是生态系统。我们可以森林生态系统来理解它。森林的林木和其它植物有光合作用的能力，它们获取日光并把它转化为化学能。森林食草动物，比如鹿以树叶和嫩叶为食，获得能量。蚯蚓和其它土壤生物则消耗落叶，昆虫以树叶和树汁为生，森林鼠吃种子与昆虫，而狮子、老鹰则分别以鹿和鼠为食物，在这过程中，能量在传递。类似地，植物从土壤中吸收营养成分，动物又从植物获得了它的营养。动植物死亡之后，营养成分又被细菌分解，重新回到土壤，构成一个物质循环。在森林中，如果其中的鹿变得过分多就会啃食森林，破坏更新的幼树并危及其它动物食物来源及庇护场所，鹿也会因食物不足而饿死或失去庇护环境而为狮子捕捉，最后森林内鹿的数量下降。当鹿变得过少时，狮子因捕食不足而饥饿死亡，

植物又茂盛起来，这样鹿的数量又增多，而当森林遭到外部的强烈破坏时，森林消失，代之以其它景观出现，出现新的生态系统。

一个生态系统，无论它是森林、池塘，或者更一般的陆生、水生系统，都具有下面的基本特点：（1）能量输入和循环维持了生态系统的运行，如果没有阳光，生态系统不存在，没有营养成分的循环，也不可能有生态系统。

生态系统包含了多种生物的物种，具有生物多样性，这些生物种之间相互依赖、相互制约。（3）生态系统具有自我维持和自我调节的能力，它可能稳定在一个平衡的状态附近。（4）当外界的干扰很强烈时，生态系统可能被破坏，出现新的物种，构成新的生态系统，即生态系统发生演替。（5）生态系统在物理上由环境（如土地），生产者（如林木），消费者（如鹿、狮）和分解者（如细菌）构成。生产者固定太阳能并利用简单的无机物质制造食物，它们是“自养”的，消费者和分解者利用自养生物储存的食物，重组它们或分解它们，是“异养”的。它们构成了生态系统的营养结构。“金字塔” 是表征生态系统营养结构的一种模式（图 2.4.1）。

图 2.4.1 两个理论生态系统的金字塔A 为生产量金字塔，

B 为生物体过程金字塔，请注意两种表示的不同和坐标度量是指数的。P.生产者；C1，C2 和 C3 是第一、第二和第三级消费者。（通过腐生的能

量流被略）（取自 A.N.Stranhler，A.H.Strauhler，1974，资料）

种、种群和群落是生物生态学的重要概念。种，就是可以相互杂交产生新生物体的生物体集合，这是生物学的概念。种群就是一群占据某一特定地域的种，在生态学中，种群的个体被视为是相同的、不可区分的或者说不必区分的。群落是生存在特定地域同一环境条件下的彼此维持，相互依存的持续地固定、利用分配能量的种群的集合。如森林生态系统中的林木集合，它并不包括环境。在一个群落内，生物的常见种被称作群落的优势种，优势种影响着环境，如森林中，林木决定着土壤结构及其化学成分。生物学中优势种又可定义作决定群落演化特性的生物种，这种“优势种”生物量或数量不一定最大。地理学中使用的优势种一般指生物量丰富的种。生物种需要一定的生活环境。J.Liebig 1840 年提出“植物生长取决于处在最小状况的食物的量”，这就是 Leibig 最小因子定律.V.E.Shelford 1913 年提出耐性定律，耐性定律认为，生物种生活的环境条件如温度、湿度、土壤水分与盐分等有一定的范围，这就是生物的耐性。生物能对一个因子的耐性范围很广而对另一个因子耐性范围很窄，当一个种的某一因子不是处于最适度的状态时，另一些生态因子的耐性限度将会下降，如当土壤的氮有限时，草对干旱的抵抗力下降，因子之间有补偿作用。大量观察发现，生物实际上并不一定生活在最适合的范围内，因为更有竞争力的种群排挤了它们。其次，幼体的耐性比成体的耐性狭窄。优势种的出现可以用耐性定律来说明，读者不妨试一试。