生态系统功能及生态补偿

2023-11-21 理论教育版权反馈

【摘要】：生态系统的自身功能即生命支持系统的功能,通常归纳为生物质生产、物质循环、能量流动和信息传递四个方面。也就是说,每经过一级食物链,就要损失90%的生物能。按照适者生存的自然法则,处在同一级生态位或同一级食物链中的不同物种,凡是能量转换效率高、环境适应能力强的,就能繁衍、生存和发展,反之就会退化、衰亡和灭绝。生态系统具有保存和传递这些信息的功能,使得系统内各种生物能更好地适应其生存环境并促进自身的发展。

生态系统的功能可分为自身生态功能和对人类社会经济系统的服务功能两个层次,两者既有联系,又有区别。生态系统自身生态功能不以人类的意志而转移,但生态系统在实现其自身生态功能的过程中也为人类社会经济系统提供了服务功能。

生态系统的自身功能即生命支持系统的功能,通常归纳为生物质生产、物质循环、能量流动和信息传递四个方面。

1.1.2.1　生物质生产

生态系统中的植物(包括陆生、水生植物和各种藻类),通过光合作用生成和积累各种有机物,包含于森林、草原、藻类和各种农作物中,是地球上的初级生产者和一切生物质能量的源泉。

在地球生物圈的各类生态子系统中,按生物质生产力由高到低排序,分别为:高产农田、河流三角洲等,10～25g/ (m2·d);一般农田、热带雨林、湿地、浅水湖沼等,3～10g/m2·d;旱作耕地、山林、热带草原、湖泊、大陆架等,0.5～3g/ (m2·d);荒漠、深海等,0.1～0.5g/ (m2·d)。据估算,全球陆地生态系统的生物质总量约18000亿t,其中森林为16500亿t,占总量的90%左右。陆地生态系统平均每年的净生产量约107亿t,其中森林生态系统占65%左右。

1.1.2.2　物质循环

地球上的各种物质都处在不停的循环运动之中,包括空间位置、数量、形态和性状等方面的变化。一切生物体在其生命周期内也一直处于新陈代谢的循环之中,但循环运动的方式和速率各不相同。例如大气中的水汽在几天内就可以循环更新一次,一年生草本植物的发芽、生长、成熟、死亡、腐烂、回归土壤的循环周期通常不超过一年,而岩石风化形成土壤的周期往往是成千上万年。(www.chuimin.cn)

在生态系统的物质循环中,与生物圈息息相关的主要是大气循环、水循环、碳循环和各种营养物质的循环。对于自然状态下的单个生物体或微观层次上的生态子系统,其物质循环通常具有封闭性的特点。例如某一草本植物,春季生根发芽,从土壤中吸取水分、养料而生长发育、成熟,秋后枯萎死亡,最后腐烂、分解为营养物质回归土壤,供新生的植株吸收利用。又如,在某一非洲狮群的领地内,草食动物一方面以植物为食,另一方面又成为狮群的食物,植物死亡后的残体、动物的粪便及动物死亡后的尸体,最终都被分解者转化成营养物质返回土壤,供植物吸收利用,如此循环往复。但是,自从人类文明产生以后,对于以人类社会经济系统为核心的生态子系统来说,其物质循环一方面仍保持一定的封闭性特点,另一方面也呈现出明显的开放性特点。例如人类在生活、生产过程中产生的各种废弃物和污染物,如果以水为载体,则会通过河流排入海洋,再通过洋流运动扩散到其他沿岸地区和国家,甚至大洋彼岸;如果以大气为载体,则会扩散到别的地区和国家,甚至全世界;商品国际贸易也会改变物质循环中的地区封闭性等。但是,尽管单个生态子系统可能存在某些物质净输入或净输出的状况,但作为宏观层次上的全球生态大系统的物质循环却仍是封闭性的,因为全球的物质总量是平衡的,只是改变了各个生态子系统之间的分布格局(地球与外太空之间的物质循环可以忽略不计)。所以,某个生态子系统的环境污染(特别是大气环境和水环境),其最终影响将是开放性的,甚至是全球性的。

1.1.2.3　能量流动

生态系统中的绿色植物通过光合作用固定二氧化碳,从而把太阳能转化成生物能储存起来。绿色植物把太阳能转化为生物能的效率约为1%,从植物到草食动物的能量传递效率约为10%,草食动物到肉食动物、肉食动物到更高一级肉食动物的能量传递效率也大约各为10%,这就是食物链能量传递的林德曼(Linderman)定律。也就是说,每经过一级食物链,就要损失90%的生物能。按照适者生存的自然法则,处在同一级生态位或同一级食物链中的不同物种,凡是能量转换效率高、环境适应能力强的,就能繁衍、生存和发展,反之就会退化、衰亡和灭绝。

1.1.2.4　信息传递

信息具有物质的属性,是客观物质在发展、变化、相互联系、相互作用的过程中所表现出来的状态或特征。例如地震前的预兆、天气变化前的预兆、探矿中发现的矿脉和矿苗等,属于自然信息;植物开花、结果或干旱时叶片卷曲,动物发出的各种声音或肢体动作等,属于生物信息;生物遗传基因则是生态系统中最重要的生命信息,是生物物种得以存续和进化的关键。生态系统具有保存和传递这些信息的功能,使得系统内各种生物能更好地适应其生存环境并促进自身的发展。

生态系统功能及生态补偿

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