什么是生態系統？

[西]赫拉爾多·科斯泰亞·亞布雷斯

獲巴利阿里群島大學生物學學位，以及阿塞羅納大學(UB) 和赫羅納大學(UDG) 的基礎與應用生態學碩士學位。他在巴利阿里群島大學的動物和植物生物系參與了不同的研究項目，擔任多年的環境顧問，并在通信和環境意識領域工作。

《失衡的地球生態》[西]赫拉爾多·科斯泰亞·亞布雷斯安赫爾·路易斯·萊昂·帕納爾 著 國紅坤 譯中國科學技術出版社/2023.5/128.00元

生態學可定義為“研究生態系統的科學”。每種類型的生態系統都有其特殊性，但它們也都有某些共同點：存在生物群落和群落生境、某些系統特性、各部分的關系等。讓我們通過示例來看看其中的一些情況。

當我們在郊外散步時，很容易觀察到存在的生命形式因環境而異。我們可以在干燥和潮濕的森林、沙丘系統、灌木叢中或在海洋草甸中找到不同的植物群和動物群，這只是幾個示例。我們將棲息在特定環境中的這些確定的生物群稱為生物群落或生態群落。一個特定的生物群落的形式基本上取決于它發展的物理環境，值得關注的是：有多少水和陽光；土壤中是否含有豐富的營養物質；全年氣候是像熱帶地區那樣恒定，還是有季節性；等等。諸如此類問題的答案將為我們提供線索，以確定哪些種類的生物可以生活在這樣的環境中。

與特定的生態群落相連的物理環境被稱為群落生境，而群落生境和生物群落共同被稱為生態系統。

生態群落是由屬于不同物種的個體組成的。

群落中屬于某個特定物種的個體的集合，就是生態學家所說的種群。通過這種方式，我們可以想象，在一片森林中，有狼種群、松鼠種群、野豬種群、橡樹種群，還有其他植物或動物種群。所有這些種群的集合就是我們所說的生物群落，而其棲息的物理場所（土壤、巖石、空氣等）則是群落生境。

正如我們將一個生態群落棲息的地方稱為群落生境一樣，我們把一個物種群體生活的地方稱為棲息地。群落生境只是物理環境，而棲息地還包括主要的植被。我們再次以森林為例：該森林的群落生境可能是山坡，也可能是平原，但生活在其中的松鼠的棲息地是森林，主要由樹木組成。事實上，這些樹木的棲息地也就是它們形成的森林。棲息地的概念是非常重要的，因為它被用于保護和管理自然空間和生活在其中的物種的各種環境法律和環境計劃中，因此，我們必須準確地了解每個定義的確切含義。

生態系統

顧名思義，生態系統首先是一個系統。這意味著它的各個部分（棲息在其中的生物體以及環境）以某種方式相互關聯，產生了內部秩序并實現了一系列的功能。這就是生態學的研究對象。在生態系統內，由于構成系統一部分的生物體之間存在復雜關系，因此建立了多種網絡。例如營養關系，即與食物有關的關系：我們以獅子和瞪羚的關系為例，它們是捕食者和獵物的關系，瞪羚和它們賴以為生的植物也是如此。另一種情況是蚊子和蜱蟲，它們與被其吸血的動物存在寄生關系。此外，還有其他相互作用的方式：例如，珊瑚為許多魚類提供庇護所；各種昆蟲吸食花蜜，同時也為花朵授粉；一些鳥類吃掉聚集在牛和其他動物身上的寄生蟲；某些樹木在其葉子中產生有毒的化學物質，因此當它們落下時，會阻止可能與其競爭土壤中的水分和營養的其他植物的生長。在自然界中有許多例子，我們可以從中看到它們的關系或相互作用。

生態位

生態位是一個抽象的概念，卻是生態學的一個基本概念。一個特定物種的個體與其環境（包括與其他生物和物理環境）的關系，產生了生態學中所謂的生態位。有時人們會說，生態位讓我們了解該物種在生態系統中所扮演的角色，或者它的“職業”。也可以說，生態位是物種在生態系統中所占據的位置，但不是物理意義上的位置，而是就其作用而言。因此，一種蝙蝠所占據的生態位是由多種因素共同決定的，例如它棲息的地方（洞穴、樹干……）及其外出狩獵的地方（空地、林區、城市……），還有它外出覓食的時間、以哪種昆蟲為食、它可以生活的溫度范圍等。兩個物種可以生活在相同的物理空間，但以不同的東西為食，因此它們不會占據同一個生態位。當兩個物種占據相同的生態位時，就會出現競爭關系，通常情況下，這兩個物種其中的一個最終會被轉移到一個更窄的生態位，甚至從生態系統中消失。這種現象的許多例子表現的都是在引入入侵物種之后與本地物種產生競爭，并最終導致某一物種消失。

不同類型的蝙蝠共享一個生態位的情況：它們必須在生活習性、行為、攝食等方面重合，并相互競爭。

生態系統的調節

如上所述，作為一個復雜的系統，生態系統是由相互作用的多種成分組成的。這些組成成分可以處于不同的狀態，其狀態可以根據與其他組成成分的相互作用而發生改變。但是，它并不是隨機發生的，而是以特定的方式發生，因此，我們可以說系統內部存在多種調節機制。

這就是存在于所有生物、生態系統、社會系統甚至氣候系統中的反饋機制（feedback）。這些反饋機制可以分為兩種類型：

●負反饋：這種反饋起到穩定生態系統的作用，對系統或其成分的狀態變化發生作用，從而維持系統平衡。

●正反饋：與負反饋的作用正好相反，它破壞系統的穩定；也就是說，它會促進系統內部的變化，這種反饋作用可能在負反饋發生變化后結束。

對于負反饋，我們以恒溫器為例，它雖然與生物學無關，但更易于理解。如果我們將供暖系統的恒溫器設置為22℃，只要溫度低于22℃，加熱器就會被啟動；而一旦溫度超過22℃，加熱器則會立即被停用。如果房間內溫度降低，加熱器則會被重新啟動，從而使系統持續保持設定的溫度。我們自己的身體也有類似的系統，如神經傳感器檢測溫度并將信息發送給我們的大腦，可以激活相應的機制，在我們感到寒冷時升高體溫（如發抖），或在我們感到炎熱時降低體溫（如出汗）。一旦溫度恢復正常，這些機制就會停止作用。

就生物而言，我們所說的內穩態是指保持有機體條件穩定的自我調節機制。在一個生態系統中，我們可以看到捕食者與獵物之間的負反饋關系：如果獵物數量增加，捕食者將擁有更多的食物，其數量也會增加，由此導致獵物減少，隨后捕食者數量減少，使得獵物數量再次增加。顯然，這些機制是通過抵消變化產生的影響而運作的，所以被稱為負反饋機制。

準確地說，在一個種群增長的過程中，表現出一種非常簡單的正反饋機制：個體越多，生育次數就越多，這種效應就會增強。這就是產生害蟲爆炸性增長相對應的指數增長曲線的原因，例如，當它們消耗了允許其繁殖的資源之后，這種增長就會停止。相反，也會出現正反饋的情況，即種群的極度減少使其成員難以繁殖，這是因為其成員廣泛分散，難以交配，近親繁殖和遺傳性疾病也會增加。這些影響將加劇種群的減少，從而進入一個惡性循環，最終導致該種群瀕臨滅絕，現實中經常發生這種情況。