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生态系统平衡及其失调
作者:中国科普博览  点击次数:1230  发布时间:2015-12-16 14:48:44

  生态系统是由各类生物共同组成的生物群落(bioflora)或生物系统(living things’system)与环境系统构成的具有一定结构和功能的一个不断更新和变化的开放系统。这个系统需要不断从外界获取物质和能量,经生理代谢过程又向环境放出物质和能量,处于相对的动态平衡之中。这个过程与具体的时间和空间相关联,并能在一定程度和范围内进行自我调节和控制。

  生态系统中主要的功能单位是种群(population),它在生态系统中的能流和物质循环中起着特殊的作用。但是,只有在生态系统中各组分(如土壤、水分、营养物质、生产者、消费者和分解者等)保持有序的结构,才能实现能量和物质流动。系统中所发生的各种过程,在时间上有先后或重叠,在空间上也各占其位,这些过程的发生范围和规模可以是局部,也可以是某个区域,还可以是全球性的。这种时空分布的差别,构成了生态系统的特征,这就是组织性、包容性和等级序位(如细胞水平、组织水平、个体水平、种群水平、区域水平等)。

  生态系统中各组分之间及其与环境之间不断进行着的物质、能量和信息的交换,通常以“流”(Current)的形式(物质流、能量流、信息流)来定量表述强度。这种交换维系了系统与环境、系统内部各组分之间的关系,形成了一个动态的、可以实行反馈调控和相对独立的体系。系统中的任一组分只要其状态发生了变化,定可通过“流”的相应改变(路径、方向、强度和速率等),去影响其它组分,最终将波及整个系统,这种变化如果超出了生态系统本身的调节能力范围,将造成生态系统平衡的失调,甚至造成整个系统功能的丧失。例如现在频繁发生的“赤潮”和“水华”(redtide and waterfloom)两种现象,就是生态系统平衡失调而引起的结果。

  赤潮是海洋水体里的显微藻类,主要是裸甲球藻或其它藻类在短时间内大量繁殖的结果。引起赤潮的藻类繁殖到一定的密度时往往使一块一块的海水出现异常的颜色,由于通常为红色,所以称为“赤潮”。近几年在我国海域越来越频繁发生的赤潮现象,已引起了人们的高度关注和警惕,人们有谈“赤潮”(redtide)色变的感觉。赤潮对于海洋生态及渔业都构成了极大的危害。由于裸甲球藻等显微藻类繁殖极快,抢夺了其它海洋生物的营养源,并且它能产生毒素,其它海洋生物吞食这些藻类后容易死亡,所以赤潮发作时往往造成鱼虾等海产的大量损失。

  在近代工业革命之前,偶尔也有关于赤潮的记录,因此古人认为赤潮是一种自然发生的、非正常的海洋现象。但是近几年来在我国海域赤潮的发生频率如此之高,说是一种自然现象就解释不通了。海洋学家的研究结果表明,近期频繁发生的赤潮现象,与人类活动密切相关,特别是工农业废弃物的大量入海,尤其是氮、磷高含量的污水的入海,造成海水中营养物质的大量增加(科学上称为富营养化),正是赤潮频发的主要因素。据报道,近年来排入大海的氮、磷以每年50-200%的速度增长。因此,赤潮现象的频繁发生,我们人类有着不可推卸的责任。

  

赤潮

  赤潮一般多发于海湾等近海地带。很少见于深海及江河的入海口。现在没有能准确预报赤潮的发生时间及地点的方法,在温度、盐度及风力适宜的情况下就会发生赤潮。到目前为止也没有一种能够阻止赤潮发生及扩张的有效的手段。现在科学家们正在深入了解赤潮的成因及分析引起赤潮的这些藻类,并希望以此找到控制赤潮的方法。

 

  与赤潮类似,在内陆湖泊中由于蓝藻等藻类的突然增殖和过量生长而出现水华(waterfloom)现象。这些蓝藻也会产生毒素,危害其它湖泊生物的安全,它的危害同样不可低估。

  

水华

  水华的现象是世界范围内的,它的起因与赤潮一样,主要也是由于水体富营养化引起的。如云南昆明市内的著名风景点滇池,在80年代以前,池水清澈,水体的氮、磷等标示富营养化的指标很低,根本就没有发生过水华。但是进入20世纪90年代以后,由于滇池周围工业生产区域的不断扩充,每年从这些工厂中排入的污水不断增加,使得滇池水体的氮、磷含量、富营养化程度也不断提高。因而不仅发生了水华,而且每年发生的次数越来越多。这使得以前盛产的水产品逐年减少,虾和高价值的鱼类已经灭绝,只剩下了少数几种劣质鱼类,今天,滇池几乎成了臭水塘。这种令人惋惜的状况已引起了云南和全国人民的高度重视,各级政府和各界人士已着手治理。我们期待在经过艰苦的努力之后,滇池会重新清澈美丽。


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