(三)生态平衡和有关环境研究的几个概念1.生态平衡

由生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统为生态系统。当生态系统发展到成熟的阶段,它的结构和功能,包括生物种类的组成、各个种群的数量比例以及能量和物质的输入输出等都处于相对稳定的状态,这种状态称作生态平衡。生态平衡是生态学的重要原理。这一原理目前已被应用于对环境的综合研究中。

生态系统是一个复杂的,有时、空、量、序变化的动态系统和开放系统。系统内外存在着物质和能量的变化和交换。系统外部各种物质和能量,通过外部作用,进入系统内部,这种过程称为输入;系统内部也对外界发生一定的作用,一些物质和能量排放到系统外部,这种过程称为输出。在一定的时空尺度内,若系统的输入等于输出,就出现生态平衡。

生态平衡时,我们说生态系统发展成熟,它的结构形式属耗散结构。系统论告诉我们,一个系统的内部,可以是有序的,也可以是无序的,一个系统的无序性,称为混乱度,也称为熵。熵越大,混乱度越大,越无秩序。反之,则称为负熵,即指系统的有序性。负熵增大,即伴随物质能量进入系统后,有序性增大。可见,一个系统的有序性,是依靠外界能量的输入来维持的;生态平衡就是保持系统的有序性。保持开放系统有序性的能力,称为稳定性;具有稳定性的开放系统,称为耗散结构。

生态系统是靠反馈作用来维持生态平衡的。任何一个系统,除了各组成成分的特征外,各成分之间还有相互作用的机制,当能量和物质在生态系统内部流动或循环时,每发生一种变化,其结果必然反过来又影响这一变化本身。一个简单的例子就是老鼠的增多,引起草场的破坏,而草场的破坏反过来又影响了老鼠的生存,使老鼠数量减少。这种反馈机制能自动调节并维持自己已发展成熟的稳定状态。

系统的组成和结构越复杂,它的稳定性越大,越容易保持平衡;反之, 系统越简单,稳定性越小,越不容易保持平衡。对于生态系统说来,其内部小生态类型越多,生物种类越丰富,由各种生物构成的食物链也越复杂多样, 因此能量流动和物质循环的渠道也就越多,一个渠道受阻,其他渠道又可起代偿作用,这样的生态系统稳定性就越强。

应该引起注意的是,生态系统的这种自动调节能力和代偿功能是有一定限度的。当干预因素的影响超过其生态系统的阈值时,自动调节能力将随之降低或消失,从而引起生态失调,甚至造成生态系统的崩溃,这也是我们常说的生态危机。生态危机主要由人类活动导致,反过来又影响人类的生存和发展。因此,必须加强人为因素对生态平衡造成影响的研究,以求得人类和环境的协调发展。