三、生态系统的自我调节与生态平衡
生态系统,是一种具有一定功能的开放系统,它必须有作为生命线的输入,以及经过处理的能量和物质的输出。所以,人们将输入环境和输出环境同时加以考虑,是生态系统概念的一个重要组成部分。这两种环境是与生态系统本身紧密联系的,它们是生态系统运行、维持和发展的基础。所以,如将生态系统公式化,也可列为:生态系统=输入环境+系统+输出环境。
生态系统的输入和输出环境的范围,主要取决于有关因素的变量:(1) 系统的大小,即是系统规模越大,它所依靠的外部环境就越小。(2)代谢强度,系统的代谢率越高,维持它所需要的输入和输出量就越多。(3)自养生物和异养生物之间的平衡状态,如果它们之间越不平衡,而要维持这种平衡所需的外部环境就越大。(4)系统的发展阶段,通常幼年系统受输入环境的影响,要比成年系统强烈。自然界生态系统的一个很重要的特点,就是常趋向于达到一种稳态或平衡状态,使系统内的所有成分彼此协调;这种平衡状态主要是依靠系统本身自我调节能力来实现的。生态系统借助于这种自我调节过程,各个成分都能够适应于物质和能量输入与输出的变化。然而,使生态系统达到与保持平衡状态,在一般情况下是负反馈作用的结果,这种结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。例如,草原上的植食动物因为迁入或繁殖而增加,牧草就会因为受到过度啃食而生长发育受阻或减少;当牧草个体数量和生物量减少以后,又反过来抑制动物的生长发育和数量减少。如此循环不已,见下图。
生态系统失去平衡状态,通常是正反馈作用的结果。生态系统在正反馈作用下,系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化,反过来不是抑制而是促进初生变化的成分所发生的变化。例如,一个湖泊受到了污染,鱼类的数量因受害而减少;死亡后的鱼类尸体腐烂后再进一步加重水的污染,进而引起更多的鱼类继续死亡,甚至使这个湖泊的鱼类全部消失。从这个实例中可见,正反馈对生态系统具有极大的破坏作用;但在不遭受人类干扰的自然生态系统中,这样的实例不多。因此,自然界中的生态系统主要是在负反馈作用下,系统本身进行自我调节,而朝向物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展,直至达到成熟与保持稳定状态。
处于动态平衡的稳态生态系统,以其自我调节能力和正常的功能,它能在很大程度上克服和消除外来的干扰,以保持自身的稳定性。然而,生态系统的这种自我调节功能,是有一定限度的。即是系统的反馈调节能力具有一定的生态阈限,一旦外来干扰的冲击(压力)超出系统所具有的阈限值,生态系统的自我调节功能就会受到损害,系统内部各成分之间、生物成分与环境之间的关系失调;致使系统的稳态消失,甚至出现生态危机。如果外力冲击的强度过大,或影响持续的时间太长,将会导致生态系统的全面崩溃。假如这样,生态危机的恶果成为现实,人类必将受到自然界的报复和惩罚,造成全人类的生态灾难,其后果是不堪设想的。应当指出的是,系统出现生态平衡失调的前期,往往是不易被人们觉察的。另外,由于系统本身的自我调节能力在其阈限范围内,仍不懈地克服着外力的干扰;再者,外力强度不仅是在逐渐增大,而且有的干扰因素还具有明显的“后效作用”,它对生态系统的损害将会在相当长的时期之后,才能表现出来。如果一旦发现其破坏作用所导致系统的生态失调与危机,是难以在短期内再恢复其平衡,而造成无法弥补的巨大损失,尤其是生态意义上的损害。为了正确处理人与自然的关系,必须认识到整个人类赖以生存的自然界和生物圈,是一个高度复杂的具有自我调节功能的生态系统,而保持这个生态系统结构和功能的稳定,是人类生存和持续发展的基础。因此,在人类活动中既要讲究经济效益和社会效益,还要特别注意生态效益和生态后果。当前,在系统的生态失调和生态危机中,其外来压力主要来自人类反生态的一切行动。为此,人类应当面对现实,深刻反省,积极行动,以维护系统的生态平衡,永远保持人类与自然界
之间协调与和谐的相互关系。