森林生态系统与生态平衡


 地球上生命之中,只有植物能通过光合作用从太阳辐射中摄取和储藏能量,地球上其他一切生物所需能量可以说都是直接或间接来自植物,植物生物量也大大超过陆地其他生物总量,约占总生物量的99%,其中森林生物量约占植物生物量的90%,每年因森林生态系统生产的净产量约70亿吨(干重)。具有这样巨大产量的森林生态系统与森林植被,其发挥的多种功能与效益以及对维护和改善人类生存环境愿景具有非常重要的作用。

 

生态系统广义的说:凡包括生物和非生物之间的相互作用,二者之间产生物质交换的任一自然界的地段。因此,生态系统一词可以是一个很具体的概念,如一个池塘、一块农田或者一片森林。但从具体生态系统的认识上,又是一个很抽象的概念,如从含藻类的一滴水、一棵树木及其周围环境、一片大森林和整个地区,都是生态系统,小的生态系统联合大的生态系统,简单的生态系统组合成复杂的生态系统,最大的生态系统就是地球生物圈,可见生态系统是适合任何范围或任一等级的一个很广泛的概念。

生态平衡作为一个科学的概念是现代生态系统的研究发展过程中提出的。从生态学角度看,平衡就是某个主体与其环境的综合协调。从这种意义上说,生命的各个层次都涉及到生态平衡的问题。如种群的稳定不只受自身调节机制所制约,同时也与其它种群及其许多因素有关。这是对生态平衡的广义理解。通常所说的生态平衡是狭义的生态系统的平衡,简称生态平衡。关于生态平衡的定义大致有以下几种表述:

1.生态平衡是指在一定时间和相对稳定的条件下,生态系统各部分的结构与功能处于相互适应与协调的动态平衡之中(马世骏,1987)。

2.当一个生态系统中的能量流动和物质循环过程,在一个相当长期而不是暂时的保持稳态,该生态系统中的有机体种类和数量最多,生物量最大,生产力也最高,这就是平衡状态的标志(侯学煜,1980)。

3.生态系统在一定时间内结构和功能处于相对稳定状态,即受到外来干扰能够通过自我调节以恢复到原来的稳定状态(诸葛阳,1987)。

4.生态平衡是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间,生物各个种群之间,通过能量流动,物质循环和信息传递使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态(金以圣,1987)。

从国内外学者关于生态平衡的表述来看,有的强调为一种状态;有的既肯定是一种状态,同时也考虑了维持这种状态的机制;还有的则侧重于生态系统的结构和功能过程。看法亦不统一。归纳起来看,生态平衡指的是一种状态,一个过程还是维持系统自身的一种机制。

生态平衡是非常复杂的生态现象。由于受生态系统最基本特征(生命成分的存在)所决定,生态系统始终处于动态变化之中(基本成分都在不断变化)。既使群落发育到顶极阶段,演替仍在继续进行,只是持续时间更久,形式更加复杂而已。因此生态平衡首先应理解为动态平衡。另外,生态平衡的表述应该反映不同层次,不同发育期的区别。各类生态系统都应把结构、机制、功能的稳态,自控能力和进化趋势做为衡量平衡与否的基础。各类生态系统或同一生态系统的不同发育阶段,在无人为严重破坏的条件下,只要与其所在的空间条件要素相适应,系统内各组分得以正常发展,各种功能得以正常进行,系统发育过程和趋势正常,这样的生态系统就可称之为生态平衡的系统。否则,生态平衡的重建,人类生态环境的改善以及人工生态系统的高效和谐就无从谈起。

生态系统对外界干扰具有调节能力才使之保持了相对的稳定,但是这种调节能力不是无限的。生态平衡失调就是外干扰大于生态系统自身调节能力的结果和标志。抵抗力和恢复力是生态系统稳定性的两个方面:

抵抗力:是生态系统抵抗外干扰并维持系统结构和功能原状的能力,是维持生态平衡的重要途径之一。抵抗力与系统发育阶段状况有关,其发育越成熟,结构越复杂、抵抗外干扰的能力就越强。例如我国长白山红松针阔混交林生态系统,生物群落垂直层次明显、结构复杂,系统自身贮存了大量的物质和能量,这类生态系统抵抗干旱和虫害的能力要远远超过结构单一的农田生态系统。环境容量、自净作用等都是系统抵抗力的表现形式。

恢复力:是指生态系统遭受外干扰破坏后,系统恢复到原状的能力。如污染水域切断污染源后,生物群落的恢复就是系统恢复力的表现。生态系统恢复能力是由生命成分的基本属性决定的,即生物顽强的生命力和种群世代延续的基本特征所决定。所以,恢复力强的生态系统,生物的生活世代短,结构比较简单。如杂草生态系统遭受破坏后恢复速度要比森林生态系统快得多。生物成分(主要是初级生产者层次)生活世代长,结构越复杂的生态系统,一旦遭到破坏则长期难以恢复。但就抵抗力的比较而言,两者的情况却完全相反,恢复力越强的生态系统其抵抗力一般比较低,反之亦然。

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