生态系统和生态平衡
出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第1093页（2286字）
1．生态和生态系统 每一种生物总是生活在一定特定的环境里。生物之所以能在那里生存下去，说明那里能够提供适宜于生物生存和条件，这是生物与环境相互协调、和谐共生的一面。然而生物在那里也会因环境的变异产生衰败甚至死亡或被强敌伤害。这是生物与环境相互矛盾，相生相克的一面。生物与环境之间相互依赖又相互制约的状态称为生态。研究生物与生存环境之间相互关系的科学就是生态学。所有生物为了谋求自己的生存和繁殖，就必须不断进化，适应他们的生存环境。生存环境包括无机的(如物理环境、化学物质、气象因素等)、有机的(又称生物环境，如不同种群的生物)环境。每一种生物都不是孤立的生存于环境中的。在一定区域或一定范围内，它总是由若干种群的生物互相依存而生活。这种在一定区域内，它总是由若干种群的动物、植物和微生物组成、以多种方式互相作用，形成的有规律的生物群体叫生物群落。生物群落和生存环境之间，生物群落内不同种群的生物之间，不断进行着物质交换和能量流动，处于互相作用互相影响的动态平衡之中，这种动态平衡系统就是生态系统。生态系统实质就是生物群落和环境的综合体，是生态学研究的基本单位。自然界的生态系统大小不一。按类型生态系统可分为水域的和陆地的生态系统。水域的如淡水生态系统，河口生态系统，海洋生态系统。陆地的如草原生态系统，森林生态系统，沙漠生态系统等。生物圈本身就是一个巨大而复杂的生态系统，包括无数小的生态系统。可以这样说，每一个生态系统都是自然界的一个基本活动单元。
生态系统无论大小，都由生产者、消费者、分解者和非生命物质组成。以池塘生态系统为例，藻类、浮游植物利用太阳能进行光合作用，把无机物质转化为有机物，并放出氧气，为其它生物提供了食物和能量。地球上所有生物都依靠绿色植物，这个生产者制造的有机物来维持生命。生产者在生态系统中占主导地位。浮游动物吃植物，鱼吃浮游动植物，大鱼吃小鱼，这些都是消费者，使食物能量有规律的转移。消费者虽不是最初生产者，但有机物在消费者体内也有一个再生产的过程。分解者又称还原者。鱼死了，水里的微生物把它分解，成为浮游植物和藻类的养料，并消耗光合作用产生的氧气。细菌、真菌等微生物在生态系统中的作用是把动植物残骸分解还原为简单的无机物，返还到环境中，重新供生产者利用。如果没有生产者，营养物质便会用完，生态系统内物质循环不能实现，生物也就无法生存了。非生命物质指系统中无生命的无机物，矿物质、水、土壤、二氧化碳、阳光和有机物等。这些物质为生物提供了生存条件。以上四部分相互依存、制约、构成了有机的整体。(如图5．2－1)。
图5．2－1 水中微生物、浮游动植物、鱼类之间构成的生态系统
2．生态平衡 生态系统是一个开放的动态系统，不断有能量和物质的输入输出。在一定时期内，一定的条件下，生态系统的结构和功能，包括生物种类组成，各个种群的数量比例，能量和物质的出入量，处于相对稳定的平衡状态，这种状态叫生态平衡。生态平衡是一种动态平衡，物质和能量每时每刻都在传输、转化和流动，生物个体也不断地发生着更替，只是总体上看系统保持稳定没有剧烈变化而已。
当生态系统的能量和物质输入量大于输出量时，生态系统的总生物量就增加；反之则减少。在自然条件下，生态系统总是自动向着生物种类多样化，结构复杂化，功能完善化方向发展。只要有足够的时间和相对稳定的环境条件，生态系统就会发展到成熟阶段，那时它的生物种群最多，比例适宜，总生物量最大，自动调节的功能最强，生态平衡就越稳定。例如非洲草原上的狮子－斑马－草原生态系统，一头狮子的活动范围约15－20km2，每年要吃20－60只斑马，10头狮子为一群，在150－200km2范围内，要以400只斑马为食物。每只斑马两年产一仔，至少需要1500只斑马群(公母比为3：7)才能提供400只斑马，每只斑马每年食草10吨，草原生长1吨草需1公顷土地，那么，1500只斑马需要150km2以上的草原，这样才能维持这个生态系统的平衡。狮子、斑马、草原哪一个因素发生变动，都会使生态平衡受到破坏。如果狮子多子，斑马就会减少，狮子食物少了便会饿死。斑马少了，草就生长旺盛，就能为斑马提供更丰富的食料，从而也使斑马增殖加快。一个生态系统内生物种类越多，食物关系越复杂，物质和能量的流通渠道越多，自动调节的功能就越强，生态平衡就越难于破坏。
但生态系统的自动调节功能是有限度的。当系统中某种因素改变，或者某种污染物质的进入，或者物质的传输和能量的流动渠道发生障碍，超过了生态系统自动调节能力的域值时，就使生态平衡受到破坏，产生生态危机。
1977年四川和甘肃境内5000多km2范围内的箭竹开花枯死，以至造成珍稀动物大熊猫140多只死亡，便是因自然因素造成生态失调，而使生态平衡遭到破坏的结果。
自然因素对生态平衡的破坏，出现频率不高，地域分布也有局限性。人类活动则可导致整个生态系统功能的破坏，发生生态危机。这种危机在潜伏时期往往不易被察觉，但危机一旦形成，几年、几十年甚至上百年都难以恢复。因此，当它生态危机还处于潜伏状态时，就应该提醒人民警觉起来。