什么是生態(tài)系統(tǒng)？

【專家解說(shuō)】：生態(tài)系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng)的概念是由英國(guó)生態(tài)學(xué)家坦斯利(A.G.Tansley, 1871—1955)在1935年提出來(lái)的,他認(rèn)為,“生態(tài)系統(tǒng)的基本概念是物理學(xué)上使用的‘系統(tǒng)’整體。這個(gè)系統(tǒng)不僅包括有機(jī)復(fù)合體,而且包括形成環(huán)境的整個(gè)物理因子復(fù)合體”?！拔覀儗?duì)生物體的基本看法是,必須從根本上認(rèn)識(shí)到,有機(jī)體不能與它們的環(huán)境分開(kāi),而是與它們的環(huán)境形成一個(gè)自然系統(tǒng)?！薄斑@種系統(tǒng)是地球表面上自然界的基本單位,它們有各種大小和種類。” 隨著生態(tài)學(xué)的發(fā)展,人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)不斷深入。20世紀(jì)40年代,美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼(R.L.Lindeman)在研究湖泊生態(tài)系統(tǒng)時(shí),受到我國(guó)“大魚(yú)吃小魚(yú),小魚(yú)吃蝦米,蝦米吃泥巴”這一諺語(yǔ)的啟發(fā),提出了食物鏈的概念。他又受到“一山不能存二虎的啟發(fā),提出了生態(tài)金字塔的理論,使人們認(rèn)識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和能量流動(dòng)的特點(diǎn)。今天,人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)這一概念的理解是:生態(tài)系統(tǒng)是在一定的空間和時(shí)間范圍內(nèi),在各種生物之間以及生物群落與其無(wú)機(jī)環(huán)境之間,通過(guò)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)而相互作用的一個(gè)統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)是生物與環(huán)境之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)的基本功能單位。 為了生存和繁衍,每一種生物都要從周圍的環(huán)境中吸取空氣、水分、陽(yáng)光、熱量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；生物生長(zhǎng)、繁育和活動(dòng)過(guò)程中又不斷向周圍的環(huán)境釋放和排泄各種物質(zhì),死亡后的殘?bào)w也復(fù)歸環(huán)境。對(duì)任何一種生物來(lái)說(shuō),周圍的環(huán)境也包括其他生物。例如,綠色植物利用微生物活動(dòng)從土壤中釋放出來(lái)的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素,食草動(dòng)物以綠色植物為食物,肉食性動(dòng)物又以食草動(dòng)物為食物,各種動(dòng)植物的殘?bào)w則既是昆蟲(chóng)等小動(dòng)物的食物,又是微生物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。微生物活動(dòng)的結(jié)果又釋放出植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然演化,每個(gè)區(qū)域的生物和環(huán)境之間、生物與生物之間,都形成了一種相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),具有相應(yīng)的功能,這就是人們常說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)。 1. 生態(tài)系統(tǒng)的概念 生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）是英國(guó)生態(tài)學(xué)家Tansley于1935年首先提上來(lái)的，指在一定的空間內(nèi)生物成分和非生物成分通過(guò)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)相互作用、相互依存而構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位。它把生物及其非生物環(huán)境看成是互相影響、彼此依存的統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)不論是自然的還是人工的，都具下列共同特性：（1）生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)上的一個(gè)主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次。（2）生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力。其結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，物種數(shù)越多，自我調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)。（3）能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能。（4）生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目因生產(chǎn)者固定能值所限及能流過(guò)程中能量的損失，一般不超過(guò)5~6個(gè)。（5）生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)歷一個(gè)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從不成熟到成熟的發(fā)育過(guò)程。 生態(tài)系統(tǒng)概念的提出為生態(tài)學(xué)的研究和發(fā)展奠定了新的基礎(chǔ)，極大地推動(dòng)了生態(tài)學(xué)的發(fā)展。生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)是當(dāng)代生態(tài)學(xué)研究的前沿。 2. 生態(tài)系統(tǒng)的組成成分 生態(tài)系統(tǒng)有四個(gè)主要的組成成分。即非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者。 （1）非生物環(huán)境 包括：氣候因子，如光、溫度、濕度、風(fēng)、雨雪等；無(wú)機(jī)物質(zhì)，如C、Ｈ、O、N、CO2及各種無(wú)機(jī)鹽等。有機(jī)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類和腐殖質(zhì)等。 （2）生產(chǎn)者（producers） 主要指綠色植物，也包括藍(lán)綠藻和一些光合細(xì)菌，是能利用簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)制造食物的自養(yǎng)生物。在生態(tài)系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用。 （3）消費(fèi)者（consumers） 異養(yǎng)生物，主要指以其他生物為食的各種動(dòng)物，包括植食動(dòng)物、肉食動(dòng)物、雜食動(dòng)物和寄生動(dòng)物等。 （4）分解者（decomposers） 異養(yǎng)生物，主要是細(xì)菌和真菌，也包括某些原生動(dòng)物和蚯蚓、白蟻、禿鷲等大型腐食性動(dòng)物。它們分解動(dòng)植物的殘?bào)w、糞便和各種復(fù)雜的有機(jī)化合物，吸收某些分解產(chǎn)物，最終能將有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，而這些無(wú)機(jī)物參與物質(zhì)循環(huán)后可被自養(yǎng)生物重新利用。 3. 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以從兩個(gè)方面理解。其一是形態(tài)結(jié)構(gòu)，如生物種類，種群數(shù)量，種群的空間格局，種群的時(shí)間變化，以及群落的垂直和水平結(jié)構(gòu)等。形態(tài)結(jié)構(gòu)與植物群落的結(jié)構(gòu)特征相一致，外加土壤、大氣中非生物成分以及消費(fèi)者、分解者的形態(tài)結(jié)構(gòu)。其二為營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)是以營(yíng)養(yǎng)為紐帶，把生物和非生物緊密結(jié)合起來(lái)的功能單位，構(gòu)成以生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者為中心的三大功能類群，它們與環(huán)境之間發(fā)生密切的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。 4. 生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)和次級(jí)生產(chǎn) 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)開(kāi)始于綠色植物的光合作用。光合作用積累的能量是進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)能量，這種能量的積累過(guò)程就是初級(jí)生產(chǎn)。初級(jí)生產(chǎn)積累能量的速率稱為初級(jí)生產(chǎn)力（primary productivity），所制造的有機(jī)物質(zhì)則稱為初級(jí)生產(chǎn)量或第一性生產(chǎn)量（primary production）。 在初級(jí)生產(chǎn)量中，有一部分被植物自己的呼吸所消耗，剩下的部分才以可見(jiàn)有機(jī)物質(zhì)的形式用于植物的生長(zhǎng)和生殖，我們稱這部分生產(chǎn)量為凈初級(jí)生產(chǎn)量（net primary production, NPP），而包括呼吸消耗的能量（R）在內(nèi)的全部生產(chǎn)量稱為總初級(jí)生產(chǎn)量（gross primary production, GPP）。它們?nèi)咧g的關(guān)系是GPP=NPP+R。GPP和NPP通常用每年每平方米所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)干重（g/m2.a）或固定的能量值（J/m2.a）來(lái)表示，此時(shí)它們稱為總（凈）初級(jí)生產(chǎn)力，生產(chǎn)力是率的概念，而生產(chǎn)量是量的概念。 某一特定時(shí)刻生態(tài)系統(tǒng)單位面積內(nèi)所積存的生活有機(jī)物質(zhì)量叫生物量（biomass）。生物量是凈生產(chǎn)量的積累量，某一時(shí)刻的生物量就是以往生態(tài)系統(tǒng)所累積下來(lái)的活有機(jī)物質(zhì)總量。生物量通常用平均每平方米生物體的干重（g/m2）或能值（J/m2）來(lái)表示。生物量和生產(chǎn)量是兩個(gè)不同的概念，前者是生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念，而后者則是功能上的概念。如果GP-R>O，生物量增加；GP-R<O，生物量減少；GP=R，則生物量不變，其中的GP代表某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生產(chǎn)量。某一時(shí)期內(nèi)某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物量的變化（dB/dt）可用下式推算：dB/dt=GP-R-H-D，式中H代表被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所取食的生物量，D為死亡所損失的生物量。生物量在生態(tài)系統(tǒng)中具明顯的垂直分布現(xiàn)象。 次級(jí)生產(chǎn)是除生產(chǎn)者外的其它有機(jī)體的生產(chǎn)，即消費(fèi)者和分解者利用初級(jí)生產(chǎn)量進(jìn)行同化作用，表現(xiàn)為動(dòng)物和其它異養(yǎng)生物生長(zhǎng)、繁殖和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的貯存。動(dòng)物和其它異養(yǎng)生物靠消耗植物的初級(jí)生產(chǎn)量制造的有機(jī)物質(zhì)或固定的能量，稱為次級(jí)生產(chǎn)量或第二性生產(chǎn)量（secondary production），其生產(chǎn)或固定率稱次級(jí)（第二性）生產(chǎn)力（secondary productivity）。動(dòng)物的次級(jí)生產(chǎn)量可由下一公式表示：P=C-FU-R，式中，P為次級(jí)生產(chǎn)量，C代表動(dòng)物從外界攝取的能量，F(xiàn)U代表以糞、尿形式損失的能量,R代表呼吸過(guò)程中損失的能量。 5. 生態(tài)系統(tǒng)中的分解 生態(tài)系統(tǒng)的分解（或稱分解作用）（decomposition）是指死有機(jī)物質(zhì)的逐步降解過(guò)程。分解時(shí)，無(wú)機(jī)元素從有機(jī)物質(zhì)中釋放出來(lái)，得到礦化，與光合作用時(shí)無(wú)機(jī)元素的固定正好是相反的過(guò)程。從能量的角度看，前者是放能，后者是貯能。從物質(zhì)的角度看，它們均是物質(zhì)循環(huán)的調(diào)節(jié)器，分解的過(guò)程其實(shí)十分復(fù)雜，它包括物理粉碎、碎化、化學(xué)和生物降解、淋失、動(dòng)物采食、風(fēng)的轉(zhuǎn)移及有時(shí)的人類干擾等幾乎同步的各種作用。將之簡(jiǎn)單化，可看作是碎裂、異化和淋溶三個(gè)過(guò)程的綜合。由于物理的和生物的作用，把死殘落物分解為顆粒狀的碎屑稱為碎裂；有機(jī)物質(zhì)在酶的作用下分解，從聚合體變成單體，例如由纖維素變成葡萄糖，進(jìn)而成為礦物成分，稱為異化；淋溶則是可溶性物質(zhì)被水淋洗出來(lái)，是一種純物理過(guò)程。分解過(guò)程中，這三個(gè)過(guò)程是交叉進(jìn)行、相互影響的。 分解過(guò)程的速率和特點(diǎn)，決定于資源的質(zhì)量、分解者種類和理化環(huán)境條件三方面。資源質(zhì)量包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，物理性質(zhì)包括表面特性和機(jī)械結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)如C：N比、木質(zhì)素、纖維素含量等，它們?cè)诜纸膺^(guò)程中均起重要作用。分解者則包括細(xì)菌、真菌和土壤動(dòng)物（水生態(tài)系統(tǒng)中為水生小型動(dòng)物）。理化環(huán)境主要指溫度、濕度等。 6. 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng) 能量是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，一切生命都存在著能量的流動(dòng)和轉(zhuǎn)化。沒(méi)有能量的流動(dòng)，就沒(méi)有生命和生態(tài)系統(tǒng)。流量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一，能量的流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是服從于熱力學(xué)第一定律和第二定律的，因?yàn)闊崃W(xué)就是研究能量傳遞規(guī)律和能量形式轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)。 能量流動(dòng)可在生態(tài)系統(tǒng)、食物鏈和種群三個(gè)水平上進(jìn)行分析。生態(tài)系統(tǒng)水平上的能流分析，是以同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上各個(gè)種群的總量來(lái)估計(jì)，即把每個(gè)種群都?xì)w屬于一個(gè)特定的營(yíng)養(yǎng)級(jí)中（依據(jù)其主要食性），然后精確地測(cè)定每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的輸入和輸出值。這種分析多見(jiàn)于水生生態(tài)系統(tǒng)，因其邊界明確、封閉性較強(qiáng)、內(nèi)環(huán)境較穩(wěn)定。食物鏈層次上的能流分析是把每個(gè)種群作為能量從生產(chǎn)者到頂極消費(fèi)者移動(dòng)過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，當(dāng)能量沿著一個(gè)食物鏈在幾個(gè)物種間流動(dòng)時(shí)，測(cè)定食物鏈每一個(gè)環(huán)節(jié)上的能量值，就可提供生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)一系列特定點(diǎn)上能流的詳細(xì)和準(zhǔn)確資料。實(shí)驗(yàn)種群層次上的能流分析，則是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)控制各種無(wú)關(guān)變量，以研究能流過(guò)程中影響能量損失和能量?jī)?chǔ)存的各種重要環(huán)境因子。 在這里我們還介紹一下食物鏈、食物網(wǎng)、營(yíng)養(yǎng)級(jí)、生態(tài)金字塔等概念。植物所固定的能量通過(guò)一系列的取食和被取食關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中的傳遞，這種生物之間的傳遞關(guān)系稱為食物鏈（food chains）。一般食物鏈?zhǔn)怯?~5環(huán)節(jié)構(gòu)成的，如草→昆蟲(chóng)→鳥(niǎo)→蛇→鷹。但在生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的取食和被取食的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，這種聯(lián)系象是一個(gè)無(wú)形的網(wǎng)把所有生物都包括在內(nèi)，使它們彼此之間都有著某種直接或間接的關(guān)系，這就是食物網(wǎng)（food web）。一般而言，食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強(qiáng)，反之亦然。在任何生態(tài)系統(tǒng)中都存在著兩種最主要的食物鏈，即捕食食物鏈（grazing food chain）和碎屑食物鏈（detrital food chain），前者是以活的動(dòng)植物為起點(diǎn)的食物鏈，后者則以死生物或腐屑為起點(diǎn)。在大多數(shù)陸地和淺水生態(tài)系統(tǒng)中，腐屑食物鏈?zhǔn)亲钪饕?，如一個(gè)楊樹(shù)林的植物生物量除6%是被動(dòng)物取食處，其余94%都是在枯死凋落后被分解者所分解。一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)（trophic levels）是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種群的總和，在對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的能流進(jìn)行分析時(shí)，為了方便，常把每一生物種群置于一個(gè)確定的營(yíng)養(yǎng)級(jí)上。生產(chǎn)者屬第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，植食動(dòng)物屬第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)包括所有以植食動(dòng)物為食的肉食動(dòng)物，一般一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目為3~5個(gè)。生態(tài)金字塔（ecological pyramids）是指各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系，這種數(shù)量關(guān)系可采用生物量單位、能量單位和個(gè)體數(shù)量單位,分別構(gòu)成生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)量金字塔。 7. 生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（circulation of materials）又稱為生物地球化學(xué)循環(huán)（biogeochemical cycle），是指地球上各種化學(xué)元素，從周圍的環(huán)境到生物體，再?gòu)纳矬w回到周圍環(huán)境的周期性循環(huán)。能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩個(gè)基本過(guò)程，它們使生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間和各種組成成分之間組織為一個(gè)完整的功能單位。但是能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的性質(zhì)不同，能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)最終以熱的形式消散，能量流動(dòng)是單方向的，因此生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲得能量；而物質(zhì)的流動(dòng)是循環(huán)式的，各種物質(zhì)都能以可被植物利用的形式重返環(huán)境。同時(shí)兩者又是密切相關(guān)不可分割的。 生物地球化學(xué)循環(huán)可以用庫(kù)和流通率兩個(gè)概念加以描述。庫(kù)（pools）是由存在于生態(tài)系統(tǒng)某些生物或非生物成分中一定數(shù)量的某種化學(xué)物質(zhì)所構(gòu)成的。這些庫(kù)借助于有關(guān)物質(zhì)在庫(kù)與庫(kù)之間的轉(zhuǎn)移而彼此相互聯(lián)系，物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)單位面積（或體積）和單位時(shí)間的移動(dòng)量就稱為流通率（flux rates）。一個(gè)庫(kù)的流通率（單位/天）和該庫(kù)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量之比即周轉(zhuǎn)率（turnover rates），周轉(zhuǎn)率的倒數(shù)為周轉(zhuǎn)時(shí)間（turnover times）。 生物地球化學(xué)循環(huán)可分為三大類型，即水循環(huán)（water cycles）、氣體型循環(huán)（gaseous cycles）和沉積型循環(huán)（sedimentary cycles）。水循環(huán)的主要路線是從地球表面通過(guò)蒸發(fā)進(jìn)入大氣圈，同時(shí)又不斷從大氣圈通過(guò)降水而回到地球表面，H和O主要通過(guò)水循環(huán)參與生物地化循環(huán)。在氣體型循環(huán)中，物質(zhì)的主要儲(chǔ)存庫(kù)是大氣和海洋，其循環(huán)與大氣和海洋密切相關(guān)，具有明顯的全球性，循環(huán)性能最為完善。屬于氣體型循環(huán)的物質(zhì)有O2、CO2、N、Cl、Br、F等。參與沉積型循環(huán)的物質(zhì)，主要是通過(guò)巖石風(fēng)化和沉積物的分解轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀簧鷳B(tài)系統(tǒng)利用的物質(zhì)，它們的主要儲(chǔ)存庫(kù)是土壤、沉積物和巖石，循環(huán)的全球性不如氣體型循環(huán)明顯，循環(huán)性能一般也很不完善。屬于沉積性循環(huán)的物質(zhì)有P、K、Na、Ca、Ng、Fe、Mn、I、Cu、Si、Zn、Mo等，其中P是較典型的沉積型循環(huán)元素。氣體型循環(huán)和沉積型循環(huán)都受到能流的驅(qū)動(dòng)，并都依賴于水循環(huán)。 生物地化循環(huán)是一種開(kāi)放的循環(huán)，其時(shí)間跨度較大。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，還有一種在系統(tǒng)內(nèi)部土壤、空氣和生物之間進(jìn)行的元素的周期性循環(huán)，稱生物循環(huán)（biocycles）。養(yǎng)分元素的生物循環(huán)又稱為養(yǎng)分循環(huán)（nutrient cycling），它一般包括以下幾個(gè)過(guò)程：吸收（absorption），即養(yǎng)分從土壤轉(zhuǎn)移至植被；存留（retention），指養(yǎng)分在動(dòng)植物群落中的滯留；歸還（return），即養(yǎng)分從動(dòng)植物群落回歸至地表的過(guò)程，主要以死殘落物、降水淋溶、根系分泌物等形式完成；釋放（release），指養(yǎng)分通過(guò)分解過(guò)程釋放出來(lái)，同時(shí)在地表有一積累（accumulation）過(guò)程；儲(chǔ)存（reserve），即養(yǎng)分在土壤中的貯存，土壤是養(yǎng)分庫(kù)，除N外的養(yǎng)分元素均來(lái)自土壤。其中，吸收量=存留量+歸還量。 生物圈的相關(guān)知識(shí) 　　生物圈的概念，以下幾點(diǎn)是公認(rèn)的：①地球上凡是生物分布的區(qū)域都屬于生物圈；②生物圈是由生物與非生物環(huán)境組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一整體，是高度復(fù)雜而有序的系統(tǒng)，而不是松散無(wú)序的集合；③由于生物種類的遷移性與無(wú)機(jī)環(huán)境的連續(xù)性使其結(jié)構(gòu)和功能不斷變化，并且不斷趨于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈，陸地上最大的生態(tài)系統(tǒng)是森林生態(tài)系統(tǒng)，我國(guó)最大的生態(tài)系統(tǒng)是草原生態(tài)系統(tǒng)。 　森林生態(tài)系統(tǒng)的作用　　森林覆蓋率是衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要指標(biāo)。如果一個(gè)地區(qū)的森林覆蓋率達(dá)到30%，并且分布比較均勻，就能夠有效地調(diào)節(jié)氣候，減少自然災(zāi)害的發(fā)生。森林的具體作用有以下幾個(gè)方面： 　?、僬{(diào)節(jié)生物圈中O2和CO2的相對(duì)平衡　處于生長(zhǎng)季節(jié)的每公頃闊葉林一天可吸收1000 kg的CO2，放出730 kg的O2。平均每人擁有10 m2的森林，即可以滿足多氧環(huán)境的需要。 　?、趦艋諝狻≈参锏闹θ~能吸附煙塵、粉塵等污染物和SO2等有毒氣體，如夾竹桃、梧桐、柳杉、槐樹(shù)能吸收SO2，松樹(shù)的針葉分泌物能殺死結(jié)核桿菌和白喉?xiàng)U菌等。 　　③消除噪音　30 m寬的林帶便可以吸收和降低噪音6～8分貝。 　?、芎B(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙。 　?、菡{(diào)節(jié)氣候、增加降水、美化環(huán)境。 　　我國(guó)古代森林覆蓋率高達(dá)60%以上，現(xiàn)在我國(guó)的森林覆蓋率僅16.55%，人工造林面積居世界第一。 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的原理 首先是生態(tài)系統(tǒng)中能量的多級(jí)利用和物質(zhì)循環(huán)再生。食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的主渠道，它既是一條能量轉(zhuǎn)換鏈，也是一條物質(zhì)傳遞鏈，還是一條增值鏈。其次農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的各種生物之間遵循相互依存、相互制約的原理。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，人們利用生物種群之間的關(guān)系．對(duì)生物種群進(jìn)行人為調(diào)節(jié)，增加有害生物的天敵種群，可以減輕有害生物的危害。如放養(yǎng)赤眼蜂防治稻縱卷葉螟，防止農(nóng)藥的污染。 生態(tài)農(nóng)業(yè)的設(shè)計(jì)和布局主要從平面、垂直、時(shí)間、食物鏈等方面著手。平面設(shè)汁是在一定區(qū)域內(nèi)．確定各種作物的種類和各種農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)所占的比例及分布區(qū)域，即農(nóng)業(yè)區(qū)劃或農(nóng)業(yè)規(guī)劃布局。垂直設(shè)計(jì)是運(yùn)用生態(tài)學(xué)的原理．將各種不同的種群組合在合理的復(fù)合生產(chǎn)系統(tǒng)，達(dá)到最充分、最合理地利用環(huán)境資源的目的。垂直結(jié)構(gòu)包括地上和地下兩部分，地上部分包括不同作物在不同層次空間上的莖、葉的合理配置，以便最大限度地利用光、熱、水，氣等自然資源。地下部分是復(fù)合作物的根系在不同土層中的分布，以更好地利用土壤中的水分和礦質(zhì)元素。時(shí)間上的設(shè)計(jì)是根據(jù)各種農(nóng)業(yè)資源的時(shí)間節(jié)律，設(shè)計(jì)出有效利用農(nóng)業(yè)資源的生產(chǎn)格局。主要包括各種作物種群的嵌合設(shè)計(jì)，如套種、復(fù)種、育苗移栽，改變作物生長(zhǎng)期的調(diào)控設(shè)計(jì)。食物鏈的設(shè)計(jì)是根據(jù)生態(tài)學(xué)的原理和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況科學(xué)地設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的食物鏈結(jié)構(gòu)．實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)和能量的多級(jí)利用，提高整體經(jīng)濟(jì)效益。其重點(diǎn)是在原有的食物鏈中引入或增加新的環(huán)節(jié)。例如，引進(jìn)天敵動(dòng)物以控制有害昆蟲(chóng)的數(shù)量．增加新的生產(chǎn)環(huán)節(jié)將人們不能直接利用的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可以直接利用的農(nóng)副業(yè)產(chǎn)品等。 生態(tài)系統(tǒng)中某種生物減少引起其他物種變動(dòng)情況。 處于食物鏈中第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物減少而導(dǎo)致的其他物種變動(dòng)：在某食物鏈中，若處于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物減少，則該食物鏈中的其它生物都減少。這是因?yàn)榈谝粻I(yíng)養(yǎng)級(jí)是其它各種生物賴以生存的直接或間接的食物來(lái)源，這一營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的減少必會(huì)引起連鎖反應(yīng)，致使以下?tīng)I(yíng)養(yǎng)級(jí)依次減少。 “天敵”一方減少，對(duì)被食者數(shù)量變動(dòng)的影響：若一條食物鏈中處于“天敵”地位的生物數(shù)量減少，則被食者數(shù)量因此而迅速增加，但這種增加并不是無(wú)限的。而是隨著數(shù)量的增加，種群密度加大，種內(nèi)斗爭(zhēng)勢(shì)必加劇，再加上沒(méi)有了天敵的“壓力”，被捕食者自身素質(zhì)(如奔跑速度、警惕性、靈敏性等)必會(huì)下降，導(dǎo)致流行病蔓延，老弱病殘者增多，最終造成密度減小，直至相對(duì)穩(wěn)定，即天敵減少，造成被食方先增加后減少，最后趨向穩(wěn)定。 若處于“中間”營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物減少，另一種生物的變化情況應(yīng)視具體食物鏈確定。研究時(shí)，按照從高營(yíng)養(yǎng)級(jí)到低營(yíng)養(yǎng)級(jí)的方向和順序考慮。