生物群落
生活在一定自然區域內的生物總體,稱為生物群落。例如一片草地、一個池塘、一段河溪、一片森林等,都有各自的生物群落,在同一個生物群落中生活的所有各種動植物,它們相互之間都有著直接或間接的聯係。
生態係統
生物群落與非生物環境之間,通過物質循環和不斷地進行能量交換,相互聯係、相互作用、相互製約所構成的統一整體,稱為生態係統。每個生態係統均由生產者、消費者、分解者和非生物環境四部分組成,它們之間存在著相互聯係、相互依存、相互製約的關係。生態係統有大有小,有的簡單,有的複雜,小的生態係統可以組成大的生態係統,簡單的生態係統可以組成複雜的生態係統。
生態係統的組成
生態係統由生產者、消費者、分解者和非生命物質四部分組成。它們各自發揮著特定的作用並形成整體功能,使整個生態係統正常運行。生產者是指綠色植物,也包括單細胞的藻類和能把無機物轉化為有機物的一些細菌。綠色植物的葉片中含有葉綠素,能進行光合作用,把太陽能轉化為化學能,把無機物轉化為有機物,供給自身生長發育的需要,並且成為地球上一切生物和人類食物和能量的來源。因此,綠色植物是生態係統的生產者。消費者主要是指動物,它們不能直接利用外界能量和無機物製造有機物,而以消耗生產者為生。草食動物以植物作為直接食物,稱為一級消費者,如蝗蟲、蚱蜢等;以草食動物為食物的肉食動物稱為二級消費者,如青蛙、賄賂等;以肉食動物作為食物的動物,則稱為三級消費者,如蛇、貓頭鷹等。這些消費者都是生態係統中的重要環節,它們對整個生態係統的自動調節能力,尤其是對生產者的過度生長、繁殖起著控製作用。
分解者是指具有分解能力的各種微生物,也包括一些低等原生動物,如土壤線蟲、鞭毛蟲等。分解者是生態係統的“清潔工”,它們把動植物的屍體分解成簡單的無機物,歸還給非生物環境。如果沒有分解者,死亡的有機體就會堆積起來,使營養物質不能在生物與非生物之間循環,最終使生態係統成為無水之源。生態係統的分解者數量十分驚人。有人估計,在1萬平方米的農田土壤中,細菌的重量可達8公斤。
非生命物質,即無機界,是指生態係統的各種無生命的無機物和各種自然因素。
2、生態平衡
生態平衡是一種動態平衡,在這種平衡係統內部時時刻刻發生著各種物質循環和能量流動。雖然這種平衡係統對外界的幹擾相當敏感,但這並不是說人類不能利用環境、改造環境。為了更加有利於自己的生存,人類完全可以建立新的平衡。我國珠江三角洲一帶的“桑基池塘”,使桑、蠶、魚的生產相互促進,是農業生態平衡的成功例子。此外,我國人民把北大荒改造成“北大倉”,也是一個重建高質量生態平衡的典型。
最大的生態係統——生物圈
地球上的一切生物,其中包括人類和其他動植物,都生活在地球表麵,這裏充滿著空氣、水、土壤和岩石等物質。如果把地球比作蘋果,人類和其他動物所生存的這個領域,隻不過是像蘋果皮那樣薄的一層。這個地球的表層,稱為生物圈。生物圈是地球上最大的生態係統。在地球上,凡是有生命的地方,都屬於生物圈的範圍,它包括岩石圈、水圈和大氣圈對流層。水圈中幾乎到處都有生物,但主要集中於表層和淺水的表層。大氣圈中的生物主要集中於中下層,但細菌和真菌則在2萬米高的平流層中還能發現。岩石圈中生物分布的最深記錄是生存於地下3000米處的石油細菌。農業環境是自然環境的重要組成部分,也是生物圈的主要部分。
起初,生命世界還隻能存在於海洋之中。大約到距今4.2億年時,由於原始藻類植物的光合作用放出氧氣,使大氣中的含氧量進一步增加。當大氣中含氧量增加到一定程度時,在地表以上20至25公裏高空處的氧在雷電和太陽紫外線的作用下形成了一個濃度較高的臭氧層。這時,天空中就好像出現了一把可以防止生物紫外線殺傷的保護傘。所有這些,都為生物離開水層,登上陸地提供了可能,陸上生命世界開始繁榮起來。在漫長的發展過程中,生物之間、生物與其環境之間相互作用、相互依存、逐步進化,發展到今天這樣多姿多彩的生物世界。例如裸類植物首先登上陸地,為陸生動物準備了食物條件,某些昆蟲和其他節肢動物就接踵產生。草食性動物的發展促進了各種肉食性動物的繁榮。同時,動、植物的發展演化同氣候、土壤等無機環境條件的變化也是分不開的,不同的環境條件下生存著各種不同的動、植物。例如,分別適應熱帶、亞熱帶、溫帶以及草原、荒漠等不同環境條件的植物種類多達30多萬種;分別生活在河流、海洋、陸地、土壤中的動物多達200多萬種,形成了生態係統的多樣化。
地球上的生物圈是在太陽能作用下,生物和環境長期互相作用的結果。今天絢麗多彩的生物世界就是幾十億年來各種生物與複雜多變的地球環境相互作用、相互適應的產物,是來之不易的。為了包括人類在內的生物世界的持續繁榮昌盛,人類應當把維護好這個生物圈當作自己義不容辭的責任。
大自然的生態平衡
生態係統也像人一樣,有一個從幼年期、成長期到成熟期的過程。生態係統發展到成熟階段時,它的結構、功能,包括生物種類的組成、生物數量比例以及能量流動、物質循環,都處於相對穩定狀態,這就叫做生態平衡。比如,水塘裏的魚靠浮遊動植物生活,魚死後,水裏的微生物把魚的屍體分解為化合物,這些化合物又成為浮遊動植物的食物,浮遊動物靠浮遊植物為生,魚又吃浮遊動物。這樣,在水塘裏,微生物一浮遊動植物一魚之間建立了一定的生態平衡。
在一般情況下,成熟的生態係統內部物種越豐富,食物網就越複雜,物質循環和能量流動可以多渠道進行。如果某一環節受阻,其環節可以起補償作用。比如隼以兔、田鼠、麻雀、蛇為食物,當兔、蛇被捕殺,隼就轉到吃麻雀、田鼠為主。當然,這種自我調節能力有一定限度,超過限度平衡就會遭到破壞,甚至導致生態危機。歐洲移民剛到澳大利亞時,發現那裏青草茵茵,於是大力發展養牛。後來牛糞成災,造成牧草退化,蠅類滋生,隻得引進以糞便為食物的螳螂,才使牧場恢複原貌。
影響生態平衡有自然和人為兩種因素。火山爆發、雷擊火災、地震、泥石流等,屬於自然因素;過度墾荒、放牧,亂捕濫獵等等,屬於人為因素。生態平衡的破壞,主要是人為造成的。如埃及阿斯旺大壩擋住了肥沃的淤泥,使尼羅河下遊的土地貧瘠化,河裏的營養物質減少,使尼羅河三角洲和地中海的漁業生產受影響,埃及沙丁魚的捕撈量減少。又如印度北部山區由於森林資源全部被砍光,引起1978年的特大洪水,結果2000多人被淹死,4萬頭牲畜被衝走。
3、食物鏈
兔子吃青草,狐狸吃兔子,狼又吃狐狸……菜青蟲吃菜葉,青蛙吃菜青蟲,蛇吃青蛙,鷹又吃蛇……一環扣一環,一物吃一物,這種生物之間由於一連串取食和被取食所形成的一種聯係,被叫做食物鏈。