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[拼音]：shengtai xitong

[英文]：ecosystem

由生物群落及其生存環境共同組成的動態平衡系統。生物群落由存在於自然界一定範圍或區域內並互相依存的一定種類的動物、植物、微生物組成。生物群落內不同生物種群的生存環境包括非生物環境和生物環境。非生物環境又稱無機環境、物理環境，如各種化學物質、氣候因素等；生物環境又稱有機環境，如不同種群的生物。生物群落同其生存環境之間以及生物群落內不同種群生物之間不斷進行著物質交換和能量流動，並處於互相作用和互相影響的動態平衡之中。這樣構成的動態平衡系統就是生態系統。它是生態學研究的基本單位，也是環境生物學研究的核心問題。

種類

自然界的生態系統大小不一，多種多樣。小如一滴湖水、培養著細菌的平皿、小溝、小池、花叢、草地，大至湖泊、海洋、森林、草原以至包羅地球上一切生態系統的生物圈。按型別則有水域的淡水生態系統、河口生態系統、海洋生態系統等;陸地的沙漠生態系統、草甸生態系統、森林生態系統等等。此外，按由來又可分為自然生態系統（如極地、原始森林）；半人工生態系統（如農田、薪炭林、養殖湖）以及人工生態系統（如城市、工廠、礦區、宇宙飛船和潛艇的載人密封艙）。

能量流動

生態系統的結構具有實現生態系統的能量流動和物質迴圈的功能。每個生態系統都有自己的結構以及相應的能量流動和物質迴圈的方式和途徑。地球上無數的生態系統的能量流動和物質迴圈匯合而成生物圈的總的能量流動和物質迴圈。整個自然界就是在這能量流動和物質迴圈的過程中不斷地變化和發展。

生物有機體為了進行代謝、生長和繁殖都需要能量；一切生物所需要的能源歸根到底都來自太陽能。太陽能通過植物的光合作用進入生態系統，將簡單的無機物(二氧化碳和水)轉變成複雜的有機物（如葡萄糖），即轉化為貯存於有機物分子中的化學能。這種化學能以食物的形式沿著生態系統的食物鏈的各個環節，也就是在各個營養級中依次流動。在流動過程中有一部分能量要被生物的呼吸作用消耗掉，這種消耗是以熱能形式散失的;還有一部分能量則作為不能被利用的廢物浪費掉。所以處於較高的各個營養級中的生物所能利用的能量是逐級減少的。可見，生態系統中的能量流動是單方向的，是不能一成不變地被反覆迴圈利用的。一般來說，食物的化學能在各個營養級流動時，其有效率僅為10％左右。

生態系統能量流動的單向性可用生態金字塔的圖示表示。生態金字塔分為數量金字塔（以生物個體的數目為單位繪圖），生物量金字塔（以生物有機體的重量為單位）和能量金字塔（以單位時間、單位面積或體積所積累的能量為標準），下面引用的是1959年E.P.奧德姆所提出的關於生態系統的理想模式圖。這個生態系統可歸結為一簡單食物鏈：苜蓿→牛犢→小孩。其生態金字塔的圖式中，A為理想生態系統的數量，B為生物量，C為能量。如果一個小孩一年內僅以牛犢為食，則需4.5頭牛犢，這樣就需種4公頃的苜蓿餵養牛犢。

物質迴圈

生物有機體約由 40餘種化學元素組成，其中最主要的是碳、氮、氫、氧、磷、硫。它們來自環境，構成生態系統中的生物個體和生物群落，並經由生產者（主要是植物）、消費者（動物）、分解者（微生物）所組成的營養級依次轉化，從無機物→有機物→無機物，最後歸還給環境，構成物質迴圈。物質迴圈和能量流動不同，前者在生態系統中周而復始地執行，能被反覆利用。

生產量

生態系統中某一營養級在單位時間內所產生的有機物總量稱為總生產量。總生產量減去由呼吸作用而消耗的有機物的重量稱為淨生產量。綠色植物（生產者）的生產量為第一性生產量，其他營養級（消費者、分解者）的生產量則是第二性生產量。目前研究得較充分的是第一性生產量。各種生態系統的第一性生產量舉例如下：公海和沙漠生態系統的生產量最低，每晝夜約為0.1～0.3克／米2;高山、海塗和深湖泊生態系統的生產量約為每晝夜0.5～3克／米2;森林、淺湖泊和灌溉農田生態系統的平均生產量每晝夜約為3～10克／米2；河口海灣、沖積平原的植物區系和集約程度高的農田（如甘蔗田）生態系統的生產量最高，每晝夜約為10～20克／米2。生態系統的生產量取決於太陽能的強度，水和營養物質的存在量，氣候條件以及生態系統利用現有物質的能力等因素。施肥、灌溉、耕作等雖能增加生產量，但如果採取的措施超過了生態系統的負荷能力，也會帶來汙染或破壞物質迴圈而引起不良後果。

資訊傳遞

生態系統的資訊傳遞在溝通生物群落與其生活環境之間、生物群落內各種群生物之間的關係上有重要意義。生態系統的資訊包括營養資訊、化學資訊、物理資訊和行為資訊。這些資訊最終都是經由基因和酶的作用並以激素和神經系統為中介體現出來的。它們對生態系統的調節具有重要作用。

調節能力

生態系統具有自動調節恢復穩定態的能力。系統的組成成分愈多樣，能量流動和物質迴圈的途徑愈複雜，這種調節能力就愈強；反之，成分愈單調，結構愈簡單，則調節能力就愈小。然而這種調節能力也有一定的幅度，超過這個幅度就不再能起調節作用，從而使生態系統遭到破壞（見生態平衡、生態危機、生態效應）。使生態系統失去調節能力的主要因素有三種：一是種群成分的改變。例如由於人類的干預，使一種控制草食動物的肉食動物消失，從而引起草食動物大量繁殖，最後可導致草原生態系統的破壞。單一種植業的農田生態系統也正是由於缺乏多樣性而易受昆蟲破壞。二是環境因素的變化。例如湖泊富營養化可使水質變壞，同時由於藻類過度生長所產生的毒素，以及由於藻類殘體分解時消耗大量的溶解氧，使水中溶解氧大大減少，從而又會引起魚類及其他水生生物死亡。三是資訊系統的破壞。例如石油汙染導致迴游性魚類的資訊系統遭到破壞，無法溯流產卵，以致影響迴游性魚類的繁殖，從而破壞了魚類資源。

研究生態系統的自動調節能力，能為人類制訂環境標準和對環境實行科學管理提供依據。

生態演替

在同一環境內，原有的生物群落可暫時或永久消失，而由新生的群落所代替，這種交替現象稱為生態演替或生態消長。新生的生物群落在其發展初期具有生長迅速的特點：生產量（P）與呼吸量（R）的比值(P/R)高，淨生產量高，食物鏈短，缺少多樣性，生物個體小，穩定性低。這種生物群落在發展趨於成熟時則顯示下列特點：生物量(B)與呼吸量的比值(B/R)高，食物鏈發展成為複雜的食物網，淨生產量低，富於多樣性，穩定性高。這就是說，當生態系統趨於成熟和穩定時，其能量流動由供應生產轉為供應維持（由呼吸作用體現）。

現存的生態系統是自然歷史發展、演替的產物，今後它還會隨著時間的變遷而發生變化。生態演替主要由於生物（包括人類）的行為所引起，物理環境雖然可以影響生態演替，但並不是導致演替的原因。因此人類都必須考慮自己的一切活動對生態系統所起的影響。

參考書目

R.達若著，張紳等譯：《生態學概論》，甘肅人民出版社，蘭州，1981。