更新时间:2023-03-29 16:06
生态结构是生态系统的构成要素及其时、空分布和物质、能量循环转移的途径。是可被人类有效控制和建造的生物群种结构。
分布地域的连续性是生态系统存在和长久维持的重要条件。现代 研究表明,岛屿生态系统是不稳定或脆弱的。由于岛屿受到阻隔作用,与外界缺乏物质和遗传信息的交流,因而对干扰的抗性低,受影响后恢复能力差。近代已灭绝的哺乳动物和鸟类,大约75%是生活在岛屿上的物种。
由于人类开发利用土地的规模越来越大,将野生生物的生境切割成一块块越来越小的处于人类包围中的“小岛”,使之成为易受干扰和破坏的岛状生境;破坏了生态系统的完整性,也加速了物种灭绝的进程。在世界上已建立的保护区内,物种仍在不断减少,其原因也是由于自然保护区大多是一些岛屿状生境,无法维持生物多样性的长期存在。岛屿生物地理学是为描述上述作用发展的理论,岛屿生物地理学认为:
①一个岛上的物种数S是该岛面积A和该岛与其他岛屿相隔距离D的函数,即S
=f (A,D),A越大或者D越小,则S越大。
②每种生物都需要一个求得生存和发育的最小面积,其最小面积的尺度因物种而异;每种生物也有一个能够越过“海洋”而到达邻岛的最小距离,其距离也因物种而不同。例如,英国现有鸟类生存的最小面积是100hm2。
⑧某一受隔绝的岛屿状生境中,生物尤其是动物的生存与繁殖或种群的延续,都有一个临界的种群密度和种群规模,当个体数降到此临界值以下,该物种就会灭绝。依靠单一食物来源的动物,处于营养级高层的动物,只在有限的或专门筑巢区栖息繁殖的动物,迁徙性动物,都是易灭绝性动物。作为一般规律,野生动物种群至少需保持500个个体,才能通过自然选择进行某种程度的进化,否则,终究会因缺乏进化适应性而灭绝。
物种的多样性是构成生态系统多样性的基础,也是使生态系统趋于稳定的重要因素。物种与生态系统整体性的关系,可用Ehrlichs的“铆钉”去除理论作出形象的说明:当从飞机机翼上选择适当的位置拔掉一个或几个铆钉时,造成的影响可能是微不足道的;当铆钉被一个接一个地拔去时,危险就逐渐逼近;每一个铆钉的拔除都增加了下一个铆钉断裂的危险,当铆钉被拔到一定程度时,飞机必然突然解体。
在生态系统中,每一个物种的灭绝就犹如飞机损失了一个铆钉,虽然一个物种的损失可能微不足道,但却增加了其余物种灭绝的危险;当物种损失到一定程度时,生态系统就会彻底被破坏。在我国热带雨林中曾观察到,砍掉了最高的望天树,其余的树木就将受到严重的影响,因为有很多树木是靠望天树的荫庇才能够生存的。
自然形成的物种多样性是生物与其环境长期作用和适应的结果。环境条件越是严酷,如干旱、高寒、多风和荒漠地带,物种的多样性越低,生态系统也就越脆弱,越不稳定。在这种条件下,破坏了一两种物种,就可能使生态系统全部瓦解。如在我国西北,胡杨树、红柳等沙漠植物被砍伐后,很快招致土地沙漠化,生态系统完全被毁灭。
植物之间、动物之间以及植物和动物之间长期形成的组成协调性,是生态系统结构整体性和维持系统稳定性的重要条件,破坏了这种协调关系,就可能使生态平衡受到严重破坏。野兔被带到澳洲造成的野兔成灾、北美科罗拉多草原消灭狼导致的鹿群增殖过多使草原遭致破坏,都是这方面的突出例子。
动物之间的捕食与被捕食关系对于维持生态系统的协调和平衡具有重要意义。许多猛禽、蛇类和部分兽类如黄鼠狼和狐狸等,都是老鼠的天敌。一只猫头鹰一个夏季可捕鼠1000多只;一条中等大小的成年蛇,每年约捕鼠150只;一只黄鼠狼一年可捕鼠200~300只。由于这些鼠类天敌被捕杀,或者被农药毒杀,或因栖息地破坏而大量减少,才使老鼠迅速增加,成为巨大的生态危害。据估计,我国约有老鼠30~35亿只,受老鼠危害,一年损失粮食近百亿公斤,损失牧草超过1×1011kg。
在植物和动物之间,须特别注意保护单一食性动物的食料来源。在这方面,大熊猫和箭竹的关系最能说明问题。实际上,在任何生态系统中,当植物受到影响时,都会不同程度地影响到相关动物的生存。
生态系统结构的完整性也包括无生命的环境因子在内。土壤、水和植被三者是构成生态系统的支柱,他们之间的匹配性对生态系统的盛衰具有决定性意义。环境的匹配性当首推水分。水分供应充足、均匀或应时,水质好,都对生态系统有重要影响。土壤的影响很复杂 ,氮、磷、钾肥分的适当配比、土壤的结构、性质和有机质的含量,都有重要影响。
影响生态系统环境功能甚至影响系统自身稳定性的另一个关键是生态过程,主要是物质的循环和能量的流动两个主要过程。这个运行过程必须持续进行,削弱这一过程或切断运行中的某一环节,都会使生态系统恶化甚至完全崩溃。
保持生态系统物质循环的根本措施是任一种元素(物质)从某个环节被移出系统之外,都必须以一定的方式予以补充。例如:在农田生态的物质循环中,当作物收获带走养分时,就需施肥予以补充。同理,当某地植被因开发建设活动遭到破坏或清除时,就需人工补建绿色植被予以补偿,从而维持物质的循环作用。
能量流动是指来自太阳的光能经植物光合作用变为有机物(化学能)被储存起来,然后沿植物、动物和微生物的方向被传递。构成能量流动的核心是绿色植物,因此,能量流动的持续性也是以绿色植物的保护为核心的。