生态与环境

生态与环境的关系

摘要：本文主要从种群、群落、生态系统和人与环境的关系四方面进行简单阐述，大致的

讲述一下生态与环境的关系。并认为生态与环境是一个整体，密不可分。保护生态、保护环境我们重任在肩。

关键词：生态与环境、群落、种群、生态系统、人

生态就是指一切生物的生存状态，以及它们之间和它与环境之间环环相扣的关系。德国生物学家E.海克尔(Ernst Haeckel)[1]最早提出生态学的概念，它是研究动植物及其环境间、动物与植物之间及其对生态系统的影响的一门学科。)

环境广义来讲是指某一主体周围一切事物的总和。在生态学中，生物是环境的主体，环

境指某一特定生物体或群体以外的空间，以及直接或间接影响生物体或生物群体生存与活动

的外部条件的总和。在环境科学中，环境是指围绕着人群的空间以及其中可以直接或间接影

响人类生活和发展的各种因素的总和。因此，环境是一个相对的概念，相对一定主体而言，

主体不同，环境内涵不同，即使是同一主体，由于对主体的研究目的及尺度不同，环境的分

辨率也不同。即环境有大小之分，如对生物主体而言，生物环境可以大到整个宇宙，小至细

胞环境。对太阳系中的地球生命而言，整个太阳系就是地球生物生存和发展的环境；对某个

具体生物群落而言，环境是指所在地段上影响该群落发生发展的全部有机因素和无机因素的

总和。

生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间，生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如：空气、光照、水分、热量和无机盐等的特殊需要。各种生物所需要的物质、能量、以及它们所适应的理化条件是不同的。所以它们将作用于环境然而环境反过来也会对生态产生影响，因此就会出现一系列生态与环境的关系。我们可以大致从种群、群落、生态系统和人与环境的关系四方面进行简单阐述。

一、种群与环境的关系

种群是指在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。种群空间分布格局是种群生物学特性对环境条件长期适应和选择的结果，对于了解种群特征、种内和种间关系以及种群与环境关系有特殊意义[2]。种群的自然调节在环境无明显变化的条件下，种群数量有保持稳定的趋势。植物群落空间结构的形成是过去诸多生态过程综合作用的结果，这个过程主要包括环境因素，生物因素，物种本身的生物学特性以及干扰等[3,4]，其中物种间相互作用是重要因素。一个种群所栖环境的空间和资源是有限的，只能承载一定数量的生物，承载量接近饱和时，如果种群数量（密度）再增加，增长率则会下降乃至出现负值，使种群数量减少；而当种群数量（密度）减少到一定限度时，增长率会再度上升，最终使种群数量达到该环境允许的稳定水平。对种群自然调节规律的研究可以指导生产实践。例如，制定合理的渔业捕捞量和林业采伐量，可保证在不伤及生物资源再生能力的前提下取得最佳产量。

图1 ：在没有人为干扰的情况下图2：种群在环境中实际的生长曲线在没有人为干扰的稳定的自然环境中，各个种群在物理因素和生物因素的制约下，出生率和死亡率一般说来是平衡的，因此种群的体积（个体数）是稳定的。但是，如果没有环境因素的制约，如在实验室中，给以充分的食物和其他条件，来培养单一的生物如细菌或原生动物等，就可看出，生物的出生率多是大于死亡率的。在有充分的食物供应，并且没有其他生物与之竞争的适宜环境中，种群的增长是直线上升的。然而在自然界中种群的数量不能无限制的生长，因为种群数量的增长，制约作用也会增大。种群密度增高会引起传染病流行而使死亡率增高。捕食者也会因为捕食对象增多而数量增大。然而更重要的是食物的供应会越来越不足，种群总是在增长到一定限度后而停止增长，最终达到一个平衡。

二、群落与环境的关系

物种间的相互依赖和相互制约一个生物群落中的任何物种都与其他物种存在着相互依赖和相互制约的关系。一般来说，环境条件愈优越，群落的发育的时间愈长，生物种的数目愈多，群落的结构愈复杂。

常见的是：①食物链。在食物链中，居于相邻环节的两物种的数量比例有保持相对稳定的趋势。如捕食者的生存依赖于被捕食者，其数量也受被捕食者的制约；而被捕食者的生存和数量也同样受捕食者的制约。两者间的数量保持相对稳定。

食物链是生态系统中维系生物种群间物质和能量流的渠道和纽带。通过食物链把生物与非物，生产者与消费者，消费者与消费者连成一个整体。食物链反映了生态系统内各生物有机体之间的营养位置和相互关系。通过食物链保持着生态系统结构和功能的相对稳定性。生态系统内部营养结构不是固定不变的，如果食物网中某一条食物链发生了障碍，可以通过其他的食物链进行必要的调整和补偿。有时，营养结构网络上某一环节发生了变化，其影响会波及整个生态系统。食物链（网）概念的重要性还在于它揭示了环境中有毒污染物质转移、积累的原理和规律。通过食物链污染物可在环境中扩散，增大其危害范围。环境污染物还可通过食物链的转移并逐级增大在生物体中的浓度，使在高位营养级生物体内的浓度比在低位营养级生物体内的浓度增加很多倍，这称为生物放大作用。生物放大作用可使某些食物中的污染物浓度比环境介质高达千倍、万倍，甚至几十万倍。

②竞争。物种间常因利用同一资源而发生竞争：如植物间争光、争空间、争水、争土壤养分；动物间争食物、争栖居地等。在长期进化中、竞争促进了物种的生态特性的分化，结果使竞争关系得到缓和，并使生物群落产生出一定的结构。例如森林中既有高大喜阳的乔木,又有矮小耐阴的灌木，各得其所；林中动物或有昼出夜出之分,或有食性差异，互不相扰。

③互利共生。如地衣中菌藻相依为生，大型草食动物依赖胃肠道中寄生的微生物

帮助消化，以及蚁和蚜虫的共生关系等，都表现了物种间的相互依赖的关系。以上几种关系使生物群落表现出复杂而稳定的结构，即生态平衡，平衡的破坏常可能导致某种生物资源的永久性丧失。

三、生态系统与环境的关系

生态系统的组成分为“无机环境”和“生物群落”两部分，其中，无机环境是一个生态系统的基础，其条件的好坏直接决定生态系统的复杂程度和其中生物群落的丰富度；生物群落反作用于无机环境，生物群落在生态系统中既在适应环境，也在改变着周边环境的面貌，各种基础物质将生物群落与无机环境紧密联系在一起，而生物群落的初生演替甚至可以把一片荒凉的裸地变为水草丰美的绿洲。生态系统各个成分的紧密联系，这使生态系统成为具有一定功能的有机整体[5]

生态系统的代谢功能就是保持生命所需的物质不断地循环再生。阳光提供的能量驱动着物质在生态系统中不停地循环流动，即能量流动。能量流动指生态系统中能量输入、传递、转化和丧失的过程。能量流动是生态系统的重要功能，在生态系统中，生物与环境，生物与生物间的密切联系，可以通过能量流动来实现。

图3：能量流动金字塔

能量流动既包括环境中的物质循环、生物间的营养传递和生物与环境间的物质交换，也包括生命物质的合成与分解等物质形式的转换。物质循环的正常运行，要求一定的生态系统结构。随着生物的进化和扩散，环境中大量无机物质被合成为生命物质形成了广袤的森林、草原以及生息其中的飞禽走兽。一般说，发展中的生物群落的物质代谢是进多出少，而当群落成熟后代谢趋于平衡，进出大致相当。

生态系统中生物多样性是生态系统稳定性的基础，它至少包括3个层次，即基因多样性(或遗传多样性)、物种多样性和生态系统多样性[6]

约十年前，一些生态学家就提出，物种多样性丧失将导致生物化学过程中生态系统功能退化。显然，此种生物多样性一生态系统功能假说的动机出于物种保护考虑[7]

对结构多样性的生态系统来说，关键种能稳定生态系统功能，并在一定程度上缓冲波动带来的压力。生物多样性与生态系统稳定性间关系的研究亦未形成共识，一般看法是生物多样性降低会导致生态系统稳定性下降。但也有与之不同的看法，认为多样性与稳定性问无任何关系。对局部多样性、区域多样性及全球范围内生物多样性改变及其相应保护措施的研究比较后认为，认为不同物种提供适合其殖条件的局部试验地块，用个体小的物种来控制区域生物多样性及通过各种自然试验方法增加不同范围内的生物多性。[8]