1.影響生態平衡的因素
影響生態平衡的因素是十分複雜的,是各種因素的綜合效應。一般將這些因素分為自然原因和人為因素。自然原因主要指自然界發生的異常變化。人為的因素主要指人類對自然資源的不合理開發利用,以及當代工農業生產的發展所帶來的環境問題等。如工業化的興起,人類過高地追求經濟增長,掠奪式地開發土地、森林、礦產、水資源、能源等自然資源;同時,工業“三廢”中有毒、有害物質大量的排放,超出了自然生態系統固有的自我調節、自我修補、自我平衡能力和生長力極限,致使全球性自然生態平衡遭到嚴重破壞。
人類對生態平衡的破壞主要包括以下三種情況:
(1)物種改變造成生態平衡的破壞 人類在改造自然的過程中,往往為了一時的利益,採取一些短期行為,使生態系統中某一種物種消失或盲目向某一地區引進某一生物,結果造成整個生態系統的破壞。例如,澳洲本沒有兔子,後來從歐洲引進以作肉用並生產皮毛。引進後,由於沒有天敵,在短時間內大量繁殖,以致草皮、樹木被啃光,達到一種“談兔色變”的地步。雖耗大量人力、物力捕殺但收效甚微,最後,引進了一種病菌,才控制了這場危機。中國20世紀50年代大量捕殺麻雀,造成了某些地區蟲害嚴重等。在日常生活中,人們亂捕濫殺,收割式地砍伐森林,長此以往,勢必造成某些物種減少甚至滅絕,從而導致整個生態系統平衡的破壞。
(2)環境因素改變導致生態平衡的破壞
這主要是指環境中某些成分的變化導致失調。隨著當代工業生產的迅速發展和農業生產的不斷進步,大量的汙染物進入環境。這些有毒有害的物質一方面會毒害甚至毀滅某些種群,導致食物鏈斷裂,破壞系統內部的物質迴圈和能量流動,使生態系統的功能減弱以至喪失;另一方面則會改變生態系統的環境因素。例如,隨著化學、金屬冶煉等工業的發展,排放出大量二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、氧化物以及煙塵等有害物質,造成大氣、水體的嚴重汙染;由於製冷劑漏入環境中引起臭氧層變薄;除草劑、殺蟲劑和化學肥料的使用,導致了土質的惡化等。這些環境因素的變化,都有可能改變生產者、消費者和分解者的種類和數量,從而破壞生態系統的平衡。
(3)資訊系統的改變引起生態平衡的破壞 資訊傳遞是生態系統的基本功能之一。資訊通道堵塞,正常資訊傳遞受阻,就會引起生態系統的改變,破壞生態系統的平衡。生物都有釋放出某種資訊的本能,以驅趕天敵、排斥異種,取得直接或間接的聯絡以繁衍後代等等。例如,某些昆蟲在交配時,雌性個體會產生一種體外激素——性激素,以引誘雄性昆蟲與之交配。如果人類排放到環境中的某些汙染物與這種性激素髮生化學反應,使性激素失去了引誘雄性昆蟲的作用,昆蟲的繁殖就會受到影響,種群數量會下降,甚至消失。總之,只要汙染物質破壞了生態系統中的資訊系統,就會有因功能而引起結構改變的效應產生,從而破壞系統結構和整個生態的平衡。
當今全球性自然生態平衡的破壞,主要表現為森林面積大幅度減少,草原的退化,土地沙漠化、鹽鹼化,水土流失嚴重,動植物資源銳減等。
2.研究生態平衡值得注意的幾個問題
(1)生態平衡是動態的平衡 生態系統中的生物與生物、生物與環境以及環境各要素之間不可能存在絕對平衡。就係統中的生物成分而言,不僅植物——動物——微生物之間存在著相互制約的關係,使它們在數量上,甚至在種類之間增增減減。在植物、動物和微生物各自的群落乃至種群內部亦有競爭、排斥、共生、互助等相生相剋的關係不斷髮生;生物透過能流、物流和資訊流不斷調整系統的結構與功能,使生態系統處於動態的平衡之中。
(2)生態平衡是相對的,是發展、變化著的 由於生態系統自身的不斷髮展,以及外部條件的變化,原有的平衡總是要被打破。當舊的生態系統平衡被破壞以後,在新的條件下,將建立起新的生態系統平衡。在這方面,生物進化的幾個階段給我們提供了很好的例證。生物的進化就是不斷地從一個穩定狀態飛躍到另一個穩定狀態。 生態系統是一個耗散結構,它的有序性主要體現在生態系統的平衡上。生態系統內外各種因素的變化,特別是一些重要因素的變化,包括自然和人為的,必然使系統的有序性發生改變,從有序狀態到無序狀態。在新的條件下,生物與生物、生物與環境透過自身組織或人工調節,使無序狀態又重新恢復到有序狀態。生態系統就是從有序——無序——有序,從低層次有序發展到高層次有序。因此,生態平衡不是最後的平衡,是由低階到高階,由簡單到複雜。人類正是利用這一點,不斷建立更符合人類需要的各種人工、半人工生態系統。
(3)生態系統的平衡不是保持原始狀態
從人類的需求和社會的發展來看,保持原始狀態的生態系統是沒有必要的。原始狀態的生態系統所生產的物質,無論是種類還是數量都不能滿足現今人類社會的需要。只有遵循生態規律,按照人類的需求,對自然進行利用與改造,使生態系統結構更合理,功能更高效,才能實現最佳的生態效益。這是我們所期望的,也是能夠達到的。例如,荒山變果園、植樹造林、改良土壤等為人類提供了豐富的物質財富來源。
3.人類與自然的協調發展
因為,人類只能以極少數的農作物和動物為食物來源,所以以人類為中心的生態系統結構簡單。簡單的食物網路極不穩定,容易發生大幅度波動。而人類又一味地向大自然超量索取,勢必將進一步加劇自身賴以生存的生物圈的破壞。由此可知,遏制人類對自然資源的無限需求慾望,保持生態系統的平衡,實際上是保全人類自身。人類也只有在保持生態平衡的前提下,才能求得生存和發展。人類的一切活動都必須遵循自然規律,按照生態規律辦事。
(1)合理開發和利用自然資源,保持生態平衡
開發自然資源必須以保持生態系統的生態平衡為前提。只要重視生態系統結構與功能相互協調的原則,就可以保持系統的生態平衡,同時又可以開發自然或改造環境。只有生態系統的結構與功能相互協調,才能使自然生態系統適應外界的變化、不斷髮展,也才能真正實現因地制宜,發揮當地自然資源的潛力。只有重視結構與功能的適應,才能避免因結構或功能的過度損害而導致環境退化的連鎖反應。
在利用生物資源時,必須注意保持其一定的數量和一定的年齡及性別比例。這應該成為森林採伐、草原放牧、漁業捕澇等生產活動中必須遵循的一條生態原則,以保證生物資源不斷增殖恢復。否則,就會不可避免地出現資源枯竭,使生態系統遭到破壞。
(2)改造自然、興建大型工程專案,必須考慮生態效益
改造自然環境,興建大型工程專案,必須從全域性出發,既要考慮眼前利益,又須顧及長遠影響;既要考慮經濟效益,又要考慮生態平衡。生態平衡的破壞後果往往是全域性性的、長期的、難以消除的。例如,興修水利既要考慮水資源的利用,又要考慮由此引起的生態因素的變化。否則,一旦造成生態環境的惡化,後果將不堪設想。
埃及20世紀70年代初竣工的阿斯旺大壩就是例證。該壩的建成在電力、灌溉、防澇等方面帶來了有益的一面,然而卻因破壞了尼羅河流域的生態平衡,引起了一系列未曾料想的嚴重後果。尼羅河發源於衣索比亞,流經蘇丹和埃及而入地中海,在埃及入海口形成肥沃的三角洲。千百年來,河水的定期氾濫,給三角洲帶來了土壤養分,沖洗了鹽分,又給地中海帶去了營養成分,著名的沙丁魚即產於此地。大壩建成之後,河水不再氾濫,土地缺少肥源,鹽漬化威脅日益加重。同時地中海也因缺少養分來源,浮游生物減少,魚類生產受到損失,沙丁魚的產量由未建壩時即1965年的15000噸降到1968年的500噸。水庫完工後的1971年幾乎不產沙丁魚了。此外,由於水庫的修建,改變了當地的生態條件,使得血吸蟲病和瘧疾患者都增多了。
阿斯旺大壩雖然有利於埃及的工農業生產,但也使埃及付出了沉重的代價。中國也有類似的情況,如葛洲壩的建立,忽略了魚、蟹等的迴游生殖規律,後來經一些生態學家的建議採取人工投放魚苗並輔以相應的其他措施,才保證了長江流域的漁業生產。因此,對於重大工程必須審慎從事,事前應充分論證,像三峽工程一樣充分考慮到可能發生的生態平衡破壞的後果,並儘可能制定相應的預防措施。
(3)大力開展綜合利用,實現自然生態平衡
在自然生態系統中,輸入系統的物質可以透過物質迴圈反覆利用。在經濟建設中運用這個規律,可以綜合開發利用自然資源,將生產過程中排出的“三廢”物質資源化、能源化和無害化,減少對環境的衝擊。總之,人類在改造自然的活動中,只要尊重自然,愛護自然,按自然規律辦事,就一定能夠保持或恢復生態平衡,實現人與自然的協調發展。
1.影響生態平衡的因素
影響生態平衡的因素是十分複雜的,是各種因素的綜合效應。一般將這些因素分為自然原因和人為因素。自然原因主要指自然界發生的異常變化。人為的因素主要指人類對自然資源的不合理開發利用,以及當代工農業生產的發展所帶來的環境問題等。如工業化的興起,人類過高地追求經濟增長,掠奪式地開發土地、森林、礦產、水資源、能源等自然資源;同時,工業“三廢”中有毒、有害物質大量的排放,超出了自然生態系統固有的自我調節、自我修補、自我平衡能力和生長力極限,致使全球性自然生態平衡遭到嚴重破壞。
人類對生態平衡的破壞主要包括以下三種情況:
(1)物種改變造成生態平衡的破壞 人類在改造自然的過程中,往往為了一時的利益,採取一些短期行為,使生態系統中某一種物種消失或盲目向某一地區引進某一生物,結果造成整個生態系統的破壞。例如,澳洲本沒有兔子,後來從歐洲引進以作肉用並生產皮毛。引進後,由於沒有天敵,在短時間內大量繁殖,以致草皮、樹木被啃光,達到一種“談兔色變”的地步。雖耗大量人力、物力捕殺但收效甚微,最後,引進了一種病菌,才控制了這場危機。中國20世紀50年代大量捕殺麻雀,造成了某些地區蟲害嚴重等。在日常生活中,人們亂捕濫殺,收割式地砍伐森林,長此以往,勢必造成某些物種減少甚至滅絕,從而導致整個生態系統平衡的破壞。
(2)環境因素改變導致生態平衡的破壞
這主要是指環境中某些成分的變化導致失調。隨著當代工業生產的迅速發展和農業生產的不斷進步,大量的汙染物進入環境。這些有毒有害的物質一方面會毒害甚至毀滅某些種群,導致食物鏈斷裂,破壞系統內部的物質迴圈和能量流動,使生態系統的功能減弱以至喪失;另一方面則會改變生態系統的環境因素。例如,隨著化學、金屬冶煉等工業的發展,排放出大量二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、氧化物以及煙塵等有害物質,造成大氣、水體的嚴重汙染;由於製冷劑漏入環境中引起臭氧層變薄;除草劑、殺蟲劑和化學肥料的使用,導致了土質的惡化等。這些環境因素的變化,都有可能改變生產者、消費者和分解者的種類和數量,從而破壞生態系統的平衡。
(3)資訊系統的改變引起生態平衡的破壞 資訊傳遞是生態系統的基本功能之一。資訊通道堵塞,正常資訊傳遞受阻,就會引起生態系統的改變,破壞生態系統的平衡。生物都有釋放出某種資訊的本能,以驅趕天敵、排斥異種,取得直接或間接的聯絡以繁衍後代等等。例如,某些昆蟲在交配時,雌性個體會產生一種體外激素——性激素,以引誘雄性昆蟲與之交配。如果人類排放到環境中的某些汙染物與這種性激素髮生化學反應,使性激素失去了引誘雄性昆蟲的作用,昆蟲的繁殖就會受到影響,種群數量會下降,甚至消失。總之,只要汙染物質破壞了生態系統中的資訊系統,就會有因功能而引起結構改變的效應產生,從而破壞系統結構和整個生態的平衡。
當今全球性自然生態平衡的破壞,主要表現為森林面積大幅度減少,草原的退化,土地沙漠化、鹽鹼化,水土流失嚴重,動植物資源銳減等。
2.研究生態平衡值得注意的幾個問題
(1)生態平衡是動態的平衡 生態系統中的生物與生物、生物與環境以及環境各要素之間不可能存在絕對平衡。就係統中的生物成分而言,不僅植物——動物——微生物之間存在著相互制約的關係,使它們在數量上,甚至在種類之間增增減減。在植物、動物和微生物各自的群落乃至種群內部亦有競爭、排斥、共生、互助等相生相剋的關係不斷髮生;生物透過能流、物流和資訊流不斷調整系統的結構與功能,使生態系統處於動態的平衡之中。
(2)生態平衡是相對的,是發展、變化著的 由於生態系統自身的不斷髮展,以及外部條件的變化,原有的平衡總是要被打破。當舊的生態系統平衡被破壞以後,在新的條件下,將建立起新的生態系統平衡。在這方面,生物進化的幾個階段給我們提供了很好的例證。生物的進化就是不斷地從一個穩定狀態飛躍到另一個穩定狀態。 生態系統是一個耗散結構,它的有序性主要體現在生態系統的平衡上。生態系統內外各種因素的變化,特別是一些重要因素的變化,包括自然和人為的,必然使系統的有序性發生改變,從有序狀態到無序狀態。在新的條件下,生物與生物、生物與環境透過自身組織或人工調節,使無序狀態又重新恢復到有序狀態。生態系統就是從有序——無序——有序,從低層次有序發展到高層次有序。因此,生態平衡不是最後的平衡,是由低階到高階,由簡單到複雜。人類正是利用這一點,不斷建立更符合人類需要的各種人工、半人工生態系統。
(3)生態系統的平衡不是保持原始狀態
從人類的需求和社會的發展來看,保持原始狀態的生態系統是沒有必要的。原始狀態的生態系統所生產的物質,無論是種類還是數量都不能滿足現今人類社會的需要。只有遵循生態規律,按照人類的需求,對自然進行利用與改造,使生態系統結構更合理,功能更高效,才能實現最佳的生態效益。這是我們所期望的,也是能夠達到的。例如,荒山變果園、植樹造林、改良土壤等為人類提供了豐富的物質財富來源。
3.人類與自然的協調發展
因為,人類只能以極少數的農作物和動物為食物來源,所以以人類為中心的生態系統結構簡單。簡單的食物網路極不穩定,容易發生大幅度波動。而人類又一味地向大自然超量索取,勢必將進一步加劇自身賴以生存的生物圈的破壞。由此可知,遏制人類對自然資源的無限需求慾望,保持生態系統的平衡,實際上是保全人類自身。人類也只有在保持生態平衡的前提下,才能求得生存和發展。人類的一切活動都必須遵循自然規律,按照生態規律辦事。
(1)合理開發和利用自然資源,保持生態平衡
開發自然資源必須以保持生態系統的生態平衡為前提。只要重視生態系統結構與功能相互協調的原則,就可以保持系統的生態平衡,同時又可以開發自然或改造環境。只有生態系統的結構與功能相互協調,才能使自然生態系統適應外界的變化、不斷髮展,也才能真正實現因地制宜,發揮當地自然資源的潛力。只有重視結構與功能的適應,才能避免因結構或功能的過度損害而導致環境退化的連鎖反應。
在利用生物資源時,必須注意保持其一定的數量和一定的年齡及性別比例。這應該成為森林採伐、草原放牧、漁業捕澇等生產活動中必須遵循的一條生態原則,以保證生物資源不斷增殖恢復。否則,就會不可避免地出現資源枯竭,使生態系統遭到破壞。
(2)改造自然、興建大型工程專案,必須考慮生態效益
改造自然環境,興建大型工程專案,必須從全域性出發,既要考慮眼前利益,又須顧及長遠影響;既要考慮經濟效益,又要考慮生態平衡。生態平衡的破壞後果往往是全域性性的、長期的、難以消除的。例如,興修水利既要考慮水資源的利用,又要考慮由此引起的生態因素的變化。否則,一旦造成生態環境的惡化,後果將不堪設想。
埃及20世紀70年代初竣工的阿斯旺大壩就是例證。該壩的建成在電力、灌溉、防澇等方面帶來了有益的一面,然而卻因破壞了尼羅河流域的生態平衡,引起了一系列未曾料想的嚴重後果。尼羅河發源於衣索比亞,流經蘇丹和埃及而入地中海,在埃及入海口形成肥沃的三角洲。千百年來,河水的定期氾濫,給三角洲帶來了土壤養分,沖洗了鹽分,又給地中海帶去了營養成分,著名的沙丁魚即產於此地。大壩建成之後,河水不再氾濫,土地缺少肥源,鹽漬化威脅日益加重。同時地中海也因缺少養分來源,浮游生物減少,魚類生產受到損失,沙丁魚的產量由未建壩時即1965年的15000噸降到1968年的500噸。水庫完工後的1971年幾乎不產沙丁魚了。此外,由於水庫的修建,改變了當地的生態條件,使得血吸蟲病和瘧疾患者都增多了。
阿斯旺大壩雖然有利於埃及的工農業生產,但也使埃及付出了沉重的代價。中國也有類似的情況,如葛洲壩的建立,忽略了魚、蟹等的迴游生殖規律,後來經一些生態學家的建議採取人工投放魚苗並輔以相應的其他措施,才保證了長江流域的漁業生產。因此,對於重大工程必須審慎從事,事前應充分論證,像三峽工程一樣充分考慮到可能發生的生態平衡破壞的後果,並儘可能制定相應的預防措施。
(3)大力開展綜合利用,實現自然生態平衡
在自然生態系統中,輸入系統的物質可以透過物質迴圈反覆利用。在經濟建設中運用這個規律,可以綜合開發利用自然資源,將生產過程中排出的“三廢”物質資源化、能源化和無害化,減少對環境的衝擊。總之,人類在改造自然的活動中,只要尊重自然,愛護自然,按自然規律辦事,就一定能夠保持或恢復生態平衡,實現人與自然的協調發展。