生态系统的恢复力稳定性(生态系统的恢复力稳定性和抵抗力稳定性教案)

关键词:生态系统质量和稳定性

2017年10月，党的十九大报告指出，要实施重要生态系统保护修复重大工程，优化生态安全屏障体系，建设生态廊道和生物多样性保护网络，提高生态系统质量和稳定性。报告中指出的生态系统质量和稳定性的含义是什么？

(1)生态系统的质量。生态系统的质量是指生态系统的健康状态，表现为生态系统的自我维护和抗干扰能力。健康的生态系统具有良好的结构，即生产者、消费者和分解者，生产力高，能发挥生态系统的多种功能，如生物多样性维持、水土保持、食物供给、气候调节、水循环等。一个高质量的生态系统没有浪费，元素循环和能量流动可以正常进行。通常需要一些人工选择的指标来评价生态系统的质量，这些指标反映了生态系统的内涵和特征。对于所有生态系统类型，常见的生态系统质量评估指标通常包括:

(①生物种类:植物、动物、微生物的种类和数量，以及空之间的分布格局等。物种是生态系统的核心组成部分。不同物种之间相互联系，竞争合作，共同维护生态系统运行，即能量流动和要素循环。

②大气质量:包括大气背景值；降雨量、降雪pH值、空空气污染物浓度等。它是大气生态系统的气体成分，可以提供光合作用和氨固定的原料，以及水、热等资源。大气的清洁和正常流动是生态系统健康的重要标志。全球变暖是由大气中二氧化碳等温室气体浓度上升引起的。

③土质:土壤携带植被；许多底栖物种生活在土壤中；生态系统中元素的地球化学循环也主要发生在土壤圈。土壤类型、土壤元素背景值和土壤质量(肥力、水分、质地和厚度)都是土壤质量的重要指标。

④水质:生态系统中的水包括淡水和海水(构成海洋生态系统的主体)。一般来说，陆地生态系统中的水主要是地表水和地下水。鱼类和两栖类分布在淡水中，鸟类和动物的饮用水也来自生态系统。不合理的人类经济活动首先造成陆地水污染，水质严重下降，其次是赤潮、白色污染等海洋污染。

⑤气候要素:年降水量；降水分布的均匀性；灾害性天气的天数；无霜期；蒸发；常年风速等气候因素构成了生态系统，这些指标都与生态系统的质量有关。

⑥环境质量:环境指标是为人类利用生态系统资源而定义的。一般是绿色植被覆盖率、人均绿地面积、资源环境保护程度、土地资源和土地总面积；森林面积；草原面积；农业产出面积；可用水域面积；可利用的山地和丘陵地区；可用海滩面积；可利用的湿地面积；水资源总量和可利用水资源被列为生态系统中的环境质量指标。除了上述自然生态系统质量，还有两大类生态系统质量发展问题，必须引起高度重视。它们主要是人工生态系统。农业生态系统的质量:农业和城市生态系统与人类活动密切相关。在过去的一个世纪里，由于大量工业化的方法，农业生态系统经历了耕地质量的严重下降。农业生物多样性的下降或消失突出表现为天敌和传粉者的减少；人类数万年培育的农作物或动物的优良遗传基因丧失:大量的农药和化肥传输:塑料薄膜的使用造成耕地污染，直接导致人类食物链的污染。当前，我国经济社会的和谐发展必须充分考虑农业生态系统的质量。鉴于中国农田生态系统退化，中央政府指示严格保护耕地，扩大轮作休耕试验，完善耕地、草地、森林、河流和湖泊的休养生息制度。采用生态农业的方法修复退化的农田生态系统，维持较高的生产力和健康安全的食物多样性，是农业生态系统质量研究的重要内容。

城市生态系统的质量:城市生态系统也属于人工生态系统，是建立在自然生态系统或农田的基础上的。如果没有人为因素，它的抗性稳定性和恢复力稳定性是比较脆弱的。增加物种数量和营养结构的复杂程度，可以提高城市生态系统的抵抗力和稳定性。目前城市生态系统质量改善的重点在于增加城市生物多样性，减少硬化空，发展海绵城市，加大城市代谢途径的研究。将城市垃圾，尤其是可降解的生活垃圾转化为有机肥，可以为农业生态系统提供大量的有机肥，从源头上减轻开采压力。一个发展良好的城市可以促进自然生态系统。

(2)生态系统稳定性。生态系统稳定性是指生态系统维持或恢复自身结构和恢复潜力，促进农业生态系统质量改善的能力。功能相对稳定的能力主要是通过反馈调节来完成的。生态系统反馈条件分为正反馈和负反馈。负反馈生态系统实现和维持平衡是必不可少的。正反馈和负反馈的相互作用和转化，保证了生态系统能够达到一定的稳态。比如，草原上的食草动物因移民而增加，植物因进食过多而减少；当植物的数量减少时，动物的数量就会反过来被抑制，从而保证草原生态系统中生产者和消费者之间的平衡。自然生态系统中正反馈的例子不多，但也是客观存在的。比如一个湖泊被水生植物入侵，大量的凋落物加速了湖泊的富营养化。增加的营养使陆地植物更容易生长。最终树种进入，原来的湖泊变成了森林。不同生态系统的自我调节能力不同。一个生态系统的物种组成越复杂，结构越稳定，功能越健全，生产力越高，其自我调节能力也就越高。由于物种减少，生态系统的生产力往往降低，抵御自然灾害、外来物种入侵等干扰的能力降低。而在生物高度多样性的生态系统中，存在着生态功能相似但对环境反应不同的物种，以保证整个生态系统能够因环境变化而自我调节，维持其各种功能。因此，物种丰富的热带雨林生态系统比物种单一的农田生态系统具有更强的自我调节能力。生态系统稳定性不仅与生态系统的结构、功能和演化特征有关，还与外界干扰的强度和特征有关，因此稳定性是一个复杂的概念。目前生态学界公认的生态系统稳定性是指生态系统维持正常动态的能力，主要包括抗性稳定性和恢复力稳定性。长期以来，人们认为抗性的稳定性与恢复力稳定性有关，抗性稳定性高的生态系统恢复力稳定性低。

然而，抗力稳定性与回弹稳定性相反。比如，大部分热带雨林都有很强的抵抗力和稳定性，因为其物种组成丰富，结构复杂；热带雨林受到一定程度的破坏后，恢复时间会很长。相反，对于极地苔原(tundra)来说，由于物种组成单一，结构简单，其抗性稳定性很低，受到过度放牧和火烧干扰后会很快恢复。因此，直接比较抗力稳定性和回弹稳定性本身可能是不合适的。如果我们想解释一个生态系统的两个方面，我们必须强调它们所处的特定环境条件。一般来说，环境条件好，生态系统的恢复力和稳定性高，反之亦然。

来源:中国林业出版社2018年出版的《生态文明关键词》。主编:李祖娇。作者:蒋高明编辑吕子乔)