生态系统的稳定性

生态系统的稳定性

生态系统稳定性的概念

生态系统中的生物有出生和死亡，迁入和迁出；无机环境也在不断变化，因此，生态系统总是在发展变化的。生态系统发展到一定阶段，它的结构和功

能能够保持相对稳定。生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定

的能力，叫做生态系统的稳定性。例如，当气候干旱时，森林中的动植物种类

和数量一般不会有太大的变化，这说明森林生态系统具有抵抗气候变化、保持自身相对稳定的能力。生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性等

方面。

抵抗力稳定性抵抗力

稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。比如前面讲到的森林生态系统对气候变化的抵抗能力，就属于抵抗力稳定性。

生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自动调节

能力。例如，河流受到轻微的污染时，能通过物理沉降、化学分解和微生物的分解，很快消除污染，河流中生物的种类和数量不会受到明显的影响。再比如

在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增多，这样

害虫种群的增长就会受到抑制。这些只是用来说明生态系统具有自动调节能力

的简化的例子，自然界的实际情况要比这复杂得多。

生态系统的自动调节能力有大有小，因此，抵抗力稳定性有高有低。一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗

力稳定性就越低。例如，在北极苔原生态系统中(如图)，动植物种类稀少，营

养结构简单，其中生产者主要是地衣，其他生物大都直接或间接地依靠地衣来维持生活。假如地衣受到大面积损伤，整个生态系统就会崩溃。相反，生态系

统中各个营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自动调节能力就越大，抵

抗力稳定性就越高。例如，在热带雨林生态系统中(如图)，动植物种类繁多，

营养结构非常复杂，假如其中的某种植食性动物大量减少，它在食物网中的位

置还可以由这个营养级的多种生物来代替，整个生态系统的结构和功能仍然能

够维持在相对稳定的状态。但是，一个生态系统的自动调节能力无论多么强，

也总有一定的限度，如果外来干扰超过了这个限度，生态系统的相对稳定状态

就会遭到破坏。

恢复力稳定性

恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。河流被严重污染后，导致水生生物大量死亡，使河流生态系统的结构和

功能遭到破坏。如果停止污染物的排放，河流生态系统通过自身的净化作用，

还会恢复到接近原来的状态。这说明河流生态系统具有恢复自身相对稳定状态

的能力。再比如，一片草地上发生火灾后，第二年就又长出茂密的草本植物，

动物的种类和数量也能很快恢复。对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系。抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力

稳定性就较低，反之亦然。例如，森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系

统的高，但是，它的恢复力稳定性要比草原生态系统低得多。热带雨林一旦遭

到严重破坏(如乱砍滥伐)，要想再恢复原状就非常困难了。

生态系统稳定性的保护

你想过没有，假如整个生物圈也像"生物圈Ⅱ号"实验室那样，变得不再适合人类居住，人类将面临怎样的命运?这不是杞人忧天。人类的活动正在改变着

自然界中各种生态系统的稳定性，导致出现了全球性的环境危机，如酸雨、温

室效应等。人类在发展经济的同时，应当针对各种生态系统的稳定性特点，采

取相应的保护对策，保护各种生态系统的相对稳定，这样才能使人与自然协调

发展，才能避免自毁家园的恶运。例如，草原生态系统的抵抗力稳定性较低，在草原上适当栽种防护林，可以有效地防止风沙的侵蚀，提高草原生态系统的

稳定性(如图)。再比如避免对森林过量砍伐，控制污染物的排放，等等，都是

保护生态系统稳定性的有效措施。

生态农业简介

随着工业的发展和科学技术的进步，许多国家的农业都走上了高投入、高

产出的道路，也就是投入大量的能源、农业机械、化肥和农药等，以获得农业

的高产。这种做法在实现了农业高产的同时，也造成了能源和资源的大量消耗

以及严重的环境污染。怎样才能以较低的投入获得较高的产量，同时又避免或

减少对环境的污染呢?就在这样的背景下，科学家们提出了发展生态农业的设想。

生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。我国从80年代初

期就开始了生态农业的建设，经过十多年的发展，已经取得了令人瞩目的成就，

涌现出一批生态农场或生态村。位于北京市大兴县的留民营村，在发展生态农

业之前，全村以种植业为主，主要依靠大量施用化肥来提高农作物产量，经济

效益很低。该村农田每年生产的1000 t作物秸秆，除部分用作燃料外，大部分丢弃在田头路边，秸秆还田率很低。1983年，这个村开始发展生态农业，改变

了过去以种植业为主的单一的生产结构，形成了具有多种物质循环关系和物质

多级利用的农业生态系统。为了充分利用作物秸秆，这个村大力发展饲养业，

建立了奶牛场、鸡场、鸭场、猪场和渔场，同时还建立了与种植业和饲养、养

殖业相配套的加工业，如饲料加工厂、面粉加工厂、食品加工厂及农机修配厂等，并且开发了沼气等能源，形成了种、养、加工等多种经营的生产结构。在

留民营村，作物秸秆和粮食加工产生的米糠、麸皮作为饲料送到饲养场，牲畜

的粪便和部分秸秆进入沼气池，产生的沼气供农民做饭和照明用。沼气池中产

生的沼渣和沼液，一部分送到池塘养鱼，还有一部分送到农田作为肥料，一部

分沼渣经过加工后成为猪的饲料。鱼塘的底泥又是农田和果园的好肥料。豆制品厂的下脚料用来喂奶牛和猪，鸡粪既可以用作肥料，经过发酵除臭后，又是

猪的好饲料。就这样，通过对农业生态系统中物质的多级利用，使整个生态村

的上述各业生产相互依存、相互促进，形成了一种良性循环。生态农业的建立

不仅减少了化肥的用量，而且增加了经济效益，净化了环境，降低了人和家畜

的发病率。像留民营村这样发展生态农业的实例，在我国还有很多。这些生态农业建设单位，不仅在国内起到了实验和示范作用，在国际上也赢得了很高的

赞誉。联合国环境规划署曾先后授予我国北京市留民营村、浙江省萧山市山一

村、浙江省奉化市滕头村、浙江省鄞县上李家村、江苏省泰县河横村、安徽省

颖上县小张庄村、辽宁省大洼县西安生态养殖场等单位环境保护"全球500佳"

的称号。生态农业在我国大地上方兴未艾。

森林生态系统

森林在地球上的分布很广，生物多样性丰富，不仅能够为人类提供大量的林业产品，提供木材和其他林业产品，而且在维持生物圈的稳态方面发挥着重

要作用。也就是有经济效益，更有生态效益，如涵养水源、保持水土、调节气

候、防风固沙，净化空气、产生氧气、保护生物的多样性、保健旅游等。据前

苏联20世纪70年代的研究资料，每公顷森林平均每年释放氧气10.7t，吸收二氧化碳13t，从大气中吸收尘埃35t，并且分泌大量抗生素，使森林空气中的

含菌量大大低于无林地，如果将生态效益折合成经济效益的话，生态效益是经

济效益的三倍。

而日本研究人员认为森林的生态效益占森林总效益的96%，而木材只占4%。

我国有关森林的调查和测算表明，云南森林的生态效益的经济评价值占森

林总效益的93%，而木材产值仅占7%，其他国家的评估结构也很类似。

但是长期以来，人类对森林的作用缺乏正确的认识，将森林作为索取对象，使森林受到极大的破坏，导致全球生态系统的恶化。因此正确认识森林的作用，

合理利用和保护森林资源，具有重要作用。

森林除了能够提供大量的木材外，还生产松香、樟脑、桐油、橡胶等具有很大经济价值的产品。森林中既有大量的食用植物，如枣、栗、猕猴桃、荔枝

等，还有很多油料植物，如油茶、油桐、文冠果等，也有大量的药用植物。

森林中有极其丰富的物种资源，地球上90%的陆生植物和绝大多数动物都生存在森林中，光热带雨林中的植物就占地球上的全部物种的50%。一个物种

是一个独特的基因库。物种基因库是生物经过几千年的进化过程而来的，是大

自然留给人类的珍贵遗产。在生物工程高度发展的今天，野生生物基因库的资

源效益越来越显著。

1970年美国玉米由于受到一种叶菌病的危害而严重减产。后来，在墨西哥

发现了对这种病菌有抗性的植物，从而为改良玉米品种找到了必要的基因。

森林中的各种各样生物之间是相互依存的。据科学家估计，森林中一种植物的灭绝，可能会导致十至三十种的动物消失。由此可见，森林在维持生物圈

的生物多样性方面具有非常重要的作用。

森林是生物圈中能量流动和物质循环的主体。由于森林生态系统面积广阔，结构复杂，光合效率高，因此它是地球生产力最高的生态系统，是生物圈的能

量基地。生态系统的生产力是指生态系统在一定的空间、一定的时间内所生产

的有机物积累的速率。

森林生态系统每年固定的太阳能总量约为3.1×1017kJ，占陆地生态系统每年固定的太阳能总量的63%，森林生态系统每公顷生物的总质量为100--

400t(干重)，是农田或草原的20--100倍，地球大气中二氧化碳和氧含量之所

以能保持平衡，也是于森林生态系统的作用分不开的。

森林在改善生态环境方面有巨大作用。

我们都知道，森林能涵养水源，保持水土。在我国，由于森林植被遭到破坏，旱涝灾害频繁发生，江河泛滥，造成土地贫瘠，生态环境恶劣。我国的黄

土高原曾经是茂密森林。

1998年我国长江和嫩江流域都发生了特大洪灾，这与森林植被的破坏有什么关系?人类进入农业社会后，由于生产和生活的需要，一直在向大自然索取，

对森林的砍伐就没有停止过。实际上对森林的合理采伐并不影响森林的正常生

长。但是千百年来，掠夺式的砍伐，使世界上的森林越来越少。目前地球上每

一分钟就有20hm2的森林被砍伐，进从1950年到1985年，全世界的森林面积

就减少了一半。

我国的森林资源在新中国成立时，森林覆盖率只有8.9%，是一个少林国家，

水土流失、土地沙漠化、水灾、旱灾日趋严重。在中国政府的号召下，全国人

民齐心协力，"植树造林，绿化祖国"，现在我国的森林覆盖率已经上升到

16.55%，人工林的面积居世界第一位。但我国的人均绿化面积还远远低于世界平均水平。森林能够防风固沙。土地沙漠化是当今世界面临的一大灾难，全球

沙漠化的面积正在越来越大。而防治土地沙漠化的有效措施之一就是植树造林。

1984年我国颁布了《中华人民共和国森林法》，国家对森林资源实行采伐限额管理，以确保森林资源的年消耗量。实现对森林资源的持续利用。

1978年开始，我国"三北"防护林，在国际上被誉为"中国的绿色长城"、"

世界生态工程之最"。