生態(tài)系統(tǒng)的多樣性作者山西臨汾屯里中學(xué)楊錄梅1.生態(tài)系統(tǒng)的概念及其規(guī)律生態(tài)系統(tǒng)是指生物群落與無機(jī)環(huán)境的綜合體。在綜合體中進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。它包括四個(gè)組成部分，非生物物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者，它們通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程，彼此緊密地聯(lián)合起來，其中光能生產(chǎn)者分解者是任何生態(tài)系統(tǒng)都不能缺少的最基本的成分，生產(chǎn)者--植物在生態(tài)系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用。在生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物之間由于食物關(guān)系而形成一種聯(lián)系叫食物鏈。在復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中，個(gè)食物鏈互相交叉形成復(fù)雜的營養(yǎng)關(guān)系叫食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)是長期歷史發(fā)展的結(jié)果，通常處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，即在一定范圍內(nèi)，能忍受改變的條件，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)、修補(bǔ)或建造自己去適應(yīng)改變了的環(huán)境，從而形成新的平衡狀態(tài)，推動(dòng)了生態(tài)系統(tǒng)的變化發(fā)展，這就是生態(tài)系統(tǒng)的反饋。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，反饋能力小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反饋能力大。2.生態(tài)系統(tǒng)的多樣性概念生態(tài)系統(tǒng)的多樣性是生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要生物學(xué)特征，它是指生竟的生態(tài)復(fù)雜性和物種多樣性，包括兩方面的內(nèi)容，即生態(tài)系統(tǒng)多樣性和物種多樣性。由于太陽對地球表面的輻射強(qiáng)度不均等，地球表面地理環(huán)境不同而形成大小不同、形態(tài)多樣的多樣化生態(tài)系統(tǒng)。例如，生物圈是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，它可以分為海洋、陸地生態(tài)系統(tǒng)兩大類，陸地生態(tài)系統(tǒng)又可以分為草原生態(tài)系統(tǒng)、各種類型的森林生態(tài)系統(tǒng)、荒漠生態(tài)系統(tǒng)等等?？偟膩碚f，高度多樣化的生態(tài)系統(tǒng)分布地球的各個(gè)位置，它們能使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)不同程度的得以循環(huán)，作為能量的載體使之單向流動(dòng)，從而對人類的幸福作出不同程度的貢獻(xiàn)物種多樣性主要指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)營養(yǎng)層次物種的多樣性。綠色植物是生態(tài)系統(tǒng)的主要成分，它的多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)。植物的多樣性為草食性動(dòng)物提供各種食物，從而草食性動(dòng)物能夠進(jìn)一步繁榮；繁榮的草食性動(dòng)物又為肉食性動(dòng)物提供了繁榮的條件；植物、草食性動(dòng)物、肉食性動(dòng)物的繁榮更進(jìn)一步促進(jìn)了分解者的繁榮。因此，作為多樣性程度決定生態(tài)系統(tǒng)中物種多樣性程度。不同生態(tài)系統(tǒng)，物種多樣化程度不同，它服從于地域分布規(guī)律。地理緯度不同，太陽輻射量不同，形成不同的熱量帶；同一熱量帶內(nèi)經(jīng)度不同，距離海洋遠(yuǎn)近不同，水分狀況不樣?！銇碚f，離赤道、海洋愈遠(yuǎn)，生態(tài)系統(tǒng)物種愈少。就我國來說，緯度愈高經(jīng)度愈低，生態(tài)系統(tǒng)中物種愈少。例如，離海洋很遠(yuǎn)的荒漠生態(tài)系統(tǒng)，物種的多樣化程度低，凈初級(jí)生產(chǎn)量約為0 10克/米2/年；而熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)，物種的多樣化程度高，凈初級(jí)生產(chǎn)量為1000—5000克/米2/年.物種多樣性還指地球上生命有機(jī)體的多樣化。它既包括多樣化程度高的森林生態(tài)系統(tǒng)中的物種，也有多樣化程度低的沙漠、冰原生態(tài)系統(tǒng)中的耐寒、耐旱的動(dòng)植物種。所以多樣化程度高的生態(tài)系統(tǒng)蘊(yùn)藏著更加多樣化的物種。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性的重要性3.1生態(tài)系統(tǒng)的重要性生物資源除了具有消耗性利用價(jià)值、生產(chǎn)利用價(jià)值等直接價(jià)值外，還有更重要的間接價(jià)值3.1.1穩(wěn)定水分自然植被能夠調(diào)節(jié)和穩(wěn)定水分徑流。通過樹根的深層穿透使土壤對雨水更具有滲透性，所以水分徑流比裸地上較發(fā)明和均勻，結(jié)果有樹林地區(qū)的溪流在干旱天氣繼續(xù)流動(dòng)，在多雨探求時(shí)，洪水也可以降低到最程度。例如，在馬來西亞有森林地區(qū)，每單位面積高峰徑流大約相當(dāng)與橡膠種植園內(nèi)徑流的一半，而低流卻為一倍。3.1.2保持土壤自然植被覆蓋的土壤，能保存土壤的生產(chǎn)能力，防止危險(xiǎn)塌方，保護(hù)海岸和河岸。一個(gè)令人吃驚的例子是：尼泊爾有一條拉勃提河，北安的農(nóng)民在進(jìn)行了強(qiáng)烈的墾伐和放牧后，使該地區(qū)受到迅速的侵蝕，南岸的國家公園內(nèi)部，被保護(hù)的植被固定了土壤，以致當(dāng)雨季來臨，使拉勃提河河水上漲時(shí)，被沖走的是北岸的土壤。結(jié)果，該河的流向改變了，在不到10年的時(shí)間內(nèi)，大約有1000公頃的土地由于自然的力量從農(nóng)民手中奪走，增加到國家公園方面。3.1.3維持環(huán)境的自然平衡某一自然保護(hù)區(qū)的存在，有助于更廣闊地地區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)自然的平衡。自然生境對鳥類的繁殖種群提供了避難所，這些鳥類可以防止農(nóng)業(yè)區(qū)的害蟲和野獸。另外，生態(tài)系統(tǒng)還有對氣候的調(diào)節(jié)作用，對污染物質(zhì)的吸收、分解作用等?？傊?，生態(tài)系統(tǒng)對人類與社會(huì)的作用是多種多樣的，是人類賴生存的支持來源。3.物種的多樣性與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生命的意義是延續(xù)種族的生命，自然生態(tài)系統(tǒng)是以穩(wěn)定發(fā)展為目的的，而物種的多樣性對生態(tài)系統(tǒng)的長期生存和穩(wěn)定發(fā)展具有重大意義。3.2.1物種多樣性與生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力生態(tài)系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)和維持的能力，而其能力的大小與生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物種的多樣性程度程度有關(guān)，即系統(tǒng)內(nèi)物種數(shù)量少，調(diào)節(jié)能力差；反之，調(diào)節(jié)能力強(qiáng)。系統(tǒng)中物種少，食物鏈簡單，一個(gè)營養(yǎng)級(jí)上只有一個(gè)或兩個(gè)物種，那么，這一物種一旦爆發(fā)或滅絕，就會(huì)使生態(tài)系統(tǒng)失去自控能力而劇烈變動(dòng)。當(dāng)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的物種數(shù)量多。食物鏈、食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，某一食物鏈上的某一鏈節(jié)某物種種群數(shù)量發(fā)生變化，其它食物鏈可以相應(yīng)改變，使系統(tǒng)維持兄弟穩(wěn)定。因此系統(tǒng)內(nèi)物種，系統(tǒng)的穩(wěn)定性便會(huì)相應(yīng)增加。3.2.2物種多樣性與系統(tǒng)的能量利用能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能，地球上的生命依賴這種功能，如果功能受到破壞，必將影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。營養(yǎng)能量流動(dòng)是單向的消耗性的，y因而只有保證進(jìn)入系統(tǒng)足夠的能量，系統(tǒng)的這一功能才能得以實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性才得以保證。3.2.2.1物種多樣性與光能利用物種多樣性首先是植物的多樣性，它是建立在發(fā)展的基礎(chǔ)上，包括光植物，耐陰植物。例如，生長在巖石上的地依，盡能吸收可利用光能的10%，生長著埃草的草原，可吸收可利用光能的40%，二一個(gè)頂級(jí)狀態(tài)的闊葉林，則能利用可利用光能的50%以上。這樣由于生產(chǎn)者的多樣性，進(jìn)入系統(tǒng)中的能量數(shù)量大，從而以下營養(yǎng)級(jí)也具有相應(yīng)的多樣性，聊聊不足的生態(tài)系統(tǒng)，它的自我調(diào)節(jié)能力總是低的。因此，多樣性首先提高了進(jìn)入系統(tǒng)的能量，為穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。3.2.2.2物種多樣性與能量利用效率演替初期的地衣階段，系統(tǒng)中只有兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)，即生產(chǎn)者---地衣和分解者----細(xì)菌，能量只能在植物死后被利用。以后出現(xiàn)了螨類，螞蟻和蜘蛛等動(dòng)物，它們能直接吃活的植物，能量的利用率有所提高，同時(shí)也促進(jìn)了分解者種群的變化和發(fā)展。因此增加一個(gè)營養(yǎng)級(jí)，能量利用率就相應(yīng)增加。能量的充分利用，意味著嫡值的減少，生態(tài)系統(tǒng)中低的嫡值，是系統(tǒng)穩(wěn)定性的標(biāo)志。3.2.3物種多樣性與物種循環(huán)植物種類愈多，它們根系的種類愈多，分布范圍也愈廣泛，從而進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)也相應(yīng)增加。以歐洲的一個(gè)闊葉林為例：一公頃森林植物每年可以從土壤中吸收鉀69公斤，鈣20公斤，鎂18.9公斤，氮92公斤，磷6.9公斤，數(shù)量眾多的分解者又加速了這些物質(zhì)的還原過程。同是這個(gè)闊葉林，每年返回土壤的物質(zhì)為鉀53公斤，鈣127公斤，鎂13公斤等。物質(zhì)是能量的載體，也是生物體維持生命活動(dòng)的基礎(chǔ)；物種多樣性不僅擴(kuò)大了循環(huán)物質(zhì)的數(shù)量和物質(zhì)循環(huán)的速度，也是更多的物質(zhì)進(jìn)入生物小循環(huán)，從而從客觀上保證了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性綜上所述，物種多樣性導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)能夠持久地發(fā)揮其間接功效，為人類謀福利生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞的現(xiàn)狀物種是生態(tài)系統(tǒng)的基石，而生態(tài)系統(tǒng)為人類提供了生命的支持系統(tǒng)。人類作為生命的一分子，應(yīng)該保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，但是近來的跡象，諸如，二氧化碳增多，全球變暖等，證明了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性受到了嚴(yán)重破壞，而破壞的實(shí)施者正是人類本身。據(jù)統(tǒng)計(jì)，幾乎40%初級(jí)陸地生產(chǎn)力，有人類的生產(chǎn)活動(dòng)而直接被消耗或轉(zhuǎn)移。然而明顯的砍伐森林正在加速，以保守的估計(jì)提示，全部的岑林消失率為0.6%/年，以此速度，所有森林將在117年內(nèi)被砍伐干凈。最嚴(yán)重的是物種多樣性受到各種化學(xué)污染的威脅。化學(xué)染料的燃燒產(chǎn)生的有害氣體；農(nóng)業(yè)化學(xué)品的過度使用；工業(yè)來源的有毒物質(zhì)的釋放；特別是日益加劇的溫室效應(yīng)，使得分布在那里的物種已不適應(yīng)現(xiàn)今的生態(tài)環(huán)境。生態(tài)系統(tǒng)多樣性的保護(hù)途徑目前保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)多樣性的任務(wù)迫在眉間。關(guān)于保護(hù)的途徑，除了制定一套完整的保護(hù)政策和法律，提高全民族保護(hù)多樣性的意識(shí)之外，還要充分發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)多樣性的特