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怎样理解“生态”与“生态系统”?

作者:蒋高明

“生态”与“生态系统”是两个独立的概念。但在日常生活中,很多人经常将其混淆,现在有必要将其二者的概念及其关系简要介绍如下:

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生态

生态是指生物的生活状态,《现代汉语词典》就将其定义为:生态指生物在一定的自然环境下生存和发展的状态,也指生物生理特性和生活习性。当前,生态这一概念主要指自然科学层面上生物多样性维护、生态平衡和生态环境保护,及其与人类可持续发展的关系。但随着社会进步,生态已经渗透到很多领域,涉及的范畴也越来越广。除了其固有的名词性质外,人们经常用生态做形容词,用其来修饰许多美好的事物。生态无疑是当今世界最时髦的概念。那么,怎样理解生态呢?

① 作为学术术语的生态

生态这个词汇是来自一门叫做生态学的学科。目前,我国已将生态学与数学、物理学、化学、天文学、地理学、生物学一样,并列为一级学科。在此之前,生态学(Ecology)是生物学中的一个分支。之所以将生态学从生物学中分离出来作为一级学科,是因为生态学在国民经济及其人类可持续生存中的重要性越来越显著。

生态(Eco-)一词,源于古希腊Oikos,原意指“住所”或“栖息地”。经济学(Economy)的词头也是Eco,但其意义不同。经济学中的eco有居家过日子的意思,只管眼前不管长远;生态学中的Eco则有如何与环境协调、可持续发展的意思,过日子不光管当时还要考虑后代。当今很多的生态问题,就是人们严重违背了生态规律造成的。

生态学一词,是1865年勒特(Reiter)合并两个希腊字logos(研究)和oikos(房屋、住所)构成的生态学(oikologie)一词。1866年,德国生物学家海克尔(H.Haeckel)首次把生态学定义为“研究动物与有机及无机环境相互关系的科学”。日本东京帝国大学三好学于1895年把ecology一词译为“生态学”,后经武汉大学张挺教授介绍到中国。

② 作为名词的生态

通俗地理解,生态就是指一切生物的生存状态,重点考量生物与环境之间错综复杂的关系。其实,从物种进化与生存的角度来看,生物都是有智慧的,每一种生物都是在适应自然环境中不断进化的。因此,从这层意义上看,生态学是研究生物生存智慧的科学。

生态学最早是从研究生物个体而开始的,不同文化背景的人对“生态”的定义会有所不同。多元的世界需要多元的文化,正如自然界的物种构成丰富的多样性一样(生物多样性如今也变成了一个名词),在很多场合,生态是作为名词使用的。如,我们说某地有良好的生态,就是指这里的生态环境很好的意思;其次,诸如健康生态、政治生态、社会生态、学术生态等,都是延伸了生态固有的含义,分别指的是人体或社会健康,政治、社会、学术等处于一种良好的状态,非常和谐并可持续。这里的生态都是用作名词的。

③ 作为形容词的生态

当今社会,生态学已经渗透到各个领域,生态一词涉及的范畴也越来越广,几乎成立一种显学或哲学。人们常常用生态来定义许多美好的事物,如健康的、美丽的、和谐的、生机勃勃的等事物均可冠以生态修饰,这里的生态显然是作为形容词使用的。同理,我们经过看到的生态食品、生态农场、生态环境、生态文明、生态伦理、生态道德,乃至生态省、生态市、生态县、生态城镇、生态村乃至生态沟等等生态含义,也都是借用的其形容词性质。

当然,生态作为形容词的滥用也造成了很多误解,一些严重违背生态规律的做法也打着生态的旗号,是应当抛弃的,如生态大棚、生态地膜、生态植物工厂、草原上的生态林等。

④ 生态文明中的生态含义

今天,传统的生态已经上升到文明的高度,且有全球最大的政党中国共产党带领13亿人实施,将其上升到政治、社会、经济、文化的高度,这就是生态文明,生态也因此被赋予了特殊的含义。那么,在生态文明中的生态应当怎样理解呢?笔者认为以下几点是必不可少的:

其一,生态环境要优美,即通常所说的“天蓝、地绿、水清,绿水青山”;

其二,经济发展方式要尊重生态学规律,即绿色发展、循环发展、低碳发展,利用大自然的利息而不伤害其根本;

其三,尊重自然、顺应自然、保护自然。生态系统有一定的自我修复力,对自然的利用不能超过其修复力,应节约资源和保护生态环境;

其四,维护生态平衡。自然界中的各种生物之间存在着相互依存、相互制约的关系,人类不能轻易打乱这种平衡;

其五,保护生物多样性。对于给我们提供“衣、食、住”条件的动物、植物、微生物,要存在“怜悯之心”,要善待生命;对不会说话的一草一木给予关注,不是简单地利用它们,而是呵护它们;对野生动物的态度不是吃掉它们,而是欣赏它们、关爱它们;

其六,守护健康的食物链。目前,在地球上所有的生命中,人类已经不是传统意义上食物链上的成员,而是在制造甚至控制着食物链,并对其周围的自然生态系统施加前所未有的影响。人类在解决吃饭问题上采取了大量化学物质,使用了太多的不可再生能源,且发明了转基因等严重违背生态规律的农业技术。长期下去,人类必将遭受大自然的报复,各种疾病重病的大量增加就是自然界本能的反馈作用。

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生态系统

① 生态系统提出的简要过程

英国生态学家,阿瑟·乔治·坦斯勒爵士(SirArthur George Tansley)被公认为生态系统概念的提出者,以其提出的生态系统概念奠定了他在生态学界的不朽地位。坦氏兴趣广泛,早期对对植物生态学进行了深入的研究,发现土壤、气候和动物对植物的分布和丰盛度有明显的影响,于是产生了一个概念,即居住在同一地区的动植物与其环境是结合在一起的,生物与其特定的系统构成了地球表面上具有大小和类型的基本单位,这就是生态系统,其概念出现在《植物生态学概论》(Introduction to Plant Ecology)(1946)中。

有学者认为,坦斯勒提出生态系统的概念是受丹麦植物学家叶夫根·尼温(Eugenius Warming)影响,后者认为:“生态系统是一个系统的整体。这个系统不仅包括有机复合体,而且包括形成环境的整个物理因子复合体。这种系统是地球表面上自然界的基本单位,它们有各种大小和种类”。

上世纪40年代,美国生态学家R.L.林德曼(R.L. Lindeman)在对赛达伯格湖(CedarBog Lake)进行生态系统的研究,他定量分析后发现了生态系统在能量流动上的基本特点:能量在生态系统中的传递不可逆转;能量传递的过程中逐级递减,递减率为10%~20%;这也就是著名的林德曼定律。

在生态系统概念形成过程中,前苏联地植物学家苏卡却夫也发挥了重要的作用,他几乎是与坦斯勒同时提出生态系统的概念。与生态系统的含义相似,他提出了“生物地理群落”概念(1940-1945),即生物地理群落是地球表面的一个地段,在这一定的空间内,生物群落和其所在的大气圈、岩石圈、水圈和土壤圈都是相适应的,它们之间的相互作用具有同样的特征,即生物地理群落由生物群落(植物群落和动物群落)和所在生物环境(土壤环境和气候环境)组成。这一观点实质上就是生态系统的理论。

② 生态系统的含义

一般理解的生态系统,是指生物与环境形成一个自然系统,简单理解就是生物+环境。生态系统构成了地球表面上具有大小和类型的基本单元,它主要是功能上的单位,而不是生物分类学的单位,分类学的基本单位是物种。

如果更加全面一点理解生态系统,则是指在一定时间和空间内,共同栖居的所有生物因子(即生物群落)和非生物因子(物理环境)通过能量流动、物质循环、信息交换过程构成的统一整体,在这个统一整体中,生物与环境相互影响、相互制约,并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。

由此可见,一个完整的生态系统,需要有以下四方面的要素:a. 由生物和非生物成分组成;b. 各要素间有机地组织在一起,具有能量流动、物质循环、信息传递等功能;c. 生态系统是客观存在的实体,有时间、空间概念的功能单位;d. 生态系统是人类生存和发展的基础。

生态系统的重要特点包括:

a. 生态系统是一个开放的系统,因为任何一个能够维持自身机能正常运转的生态系统必须依赖外界环境提供输入(太阳辐射能和营养物质)和接受输出(热、排泄物等),其行为经常受到外部环境的影响;

b. 生态系统和其他生命个体一样,具有自我修复功能。在一定限度内,生态系统自身的反馈机能能够使它进行自动调节,逐渐修复与调整因外界干扰而受到的损伤,维持正常的结构与功能,保持其相对平衡状态。因此,生态系统又是一个控制系统或反馈系统;

c. 生态系统是一个极其复杂的多成分大系统。一个完全的生态系统是由非生物成分、生产者、消费者、分解者构成。其中生产者为主要成分,无机环境是基础,无机环境条件的好坏直接决定生态系统的复杂程度和生物群落的丰富度,生物群落又反作用于无机环境,生态系统各个成分紧密联系,使生态系统成为具有一定功能的有机整体。

③ 生态系统类型

生态系统可分为自然生态系统和人工生态系统。自然生态系统又可分成陆地生态系统和水域生态系统(如海洋生态系统、河流生态系统、湖泊生态系统、池塘生态系统)人工生态系统包括城市生态系统、农田生态系统、果园生态系统。生物圈是地球最大的生态系统。

全球共有十大陆地生态系统类型,分别是热带雨林、常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、寒带针叶林、、稀树疏林、红树林、草原、高寒草甸、荒漠、苔原。我国唯一缺乏典型的非洲萨王那群落(稀树疏林草地生态系统),但是中国的四大沙地(浑善达克、科尔沁、毛乌素、呼伦贝尔)在健康状态下其结构与功能恰恰是“萨王那”类型的,如果成功恢复并保留该类如下,中国则具有全球所有的陆地生态系统类型,加上中国具有典型的海洋与湿地生态系统,中国是全球所有国家中陆地生态系统类型最丰富的。

关于作者:

作者:蒋高明,山东平邑人,中国科学院植物研究所研究员、中国科学院大学教授。

文章来源:蒋高明博客

原文链接:http://blog.sciencenet.cn/blog-475-1031947.html

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