理论教育 生态系统理论简介

生态系统理论简介

时间:2023-06-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:[1]生态系统这一概念一经提出,就为我们研究个体与环境间的关系提供了新的观点和理论基础。生态系统的范围可大可小,相互交错,最大的生态系统是生物圈;最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统。许多基础物质在生态系统中不断循环,其中碳循环与全球温室效应密切相关。生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位,它属于生态学研究的最高层次。但如果生态系统的平衡被严重地破坏,可能会造成永久的失衡。

生态系统理论简介

1.生态系统理论的产生及内涵

早在古代,中国的哲学家就阐发了“天地与我并生,而万物与我为一”(《庄子·齐物论》)的重要的生态哲学思想,其中以老子和庄子为代表的道家学派对人与自然的关系进行了深入探讨。“生态系统”一词,最早是由英国的生物学家Arthur Roy Clapham提出,意指由物理因子与生物所构成的整个环境。1936年Arthur Tansley明确提出了“生态系统”的概念。他认为,生态系统是指在一定的空间内生物成分或非生物成分通过物质循环和能量流动而互相作用与互相依存所构成的一个生态学功能单位。[1]生态系统这一概念一经提出,就为我们研究个体与环境间的关系提供了新的观点和理论基础。

生态系统简称ECO,是英文ecosystem的缩写,指在自然界的一定的空间内,由生物与环境构成的统一整体,在这个统一整体中,生物与环境之间相互影响、相互制约,并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。生态系统的范围可大可小,相互交错,最大的生态系统是生物圈;最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统。人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。生态系统是开放系统,为了维系自身的稳定,生态系统需要不断输入能量,否则就有崩溃的危险。许多基础物质在生态系统中不断循环,其中碳循环与全球温室效应密切相关。生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位,它属于生态学研究的最高层次。[2]

生态系统理论是把生态系统作为研究对象,研究它的结构、组织要素和功能以及发展和演替,还研究其所受人为因素的影响以及其自身调控机制的生态科学(肖勇军,2012)。生态系统理论主要研究的是生物之间、生物群落之间和生物群落与其周围的环境间的关系。近年来生态系统理论衍生出了一些新的子理论,如生态因子理论、生态位理论、关键物种理论、食物链及食物网理论、生态系统的多样性理论等。根据研究需要,本书将对生态因子理论和生态位理论进行简要的阐释。

(1)生态因子理论

生态因子是生态学中极为重要的基本概念,它是指对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素,如温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等(尚玉昌,2002)。所有生态因子的总和构成了生物的生态环境,特定生物体或群体的栖息地的生态环境称生境。生物成长发育所必需的那些生态因子则称为生物的生存条件。

一般来讲,因子可分为三种类型,环境因子、生态因子和限制因子。生态学家们给环境做出了定义,认为生物有机体周围的所有相关影响因素的总和就是环境,而环境中包含的每一个影响因素都是一个环境因子。在所有的环境因子中,能够明显影响生物有机体的环境因子就是生态因子(Lund et al.,2002),如光因子、土壤因子、水分因子、相关生物因子等。生物要生存下去,必不可少的条件就是生态因子。在所有的生态因子中,任何阻止生物的生长、繁衍或者扩散的因素,以及接近或者超过生物的耐受性极限的因素就是限制因子。在诸多生态因子中,有时会出现多个因子对生物起限制作用(肖勇军,2012)。

生态因子理论研究发现,生态因子具有一些作用特性:第一,综合作用。在生态系统中,每个生态因子对生物都有非常重要的影响,只有当各种生态因子相互配合在一起才能发挥应有的作用。在各个生态因子相互作用的系统中,某个生态因子发生了变化,必然会引起其他因子发生变化。第二,主导因子作用。对生物起作用的众多因子并非等价的,其中必有1~2个因子是起主要作用的。对某个生物而言,主导因子是可变的,而非绝对不变的。第三,不可替代性和补偿作用。对生物作用的诸多生态因子虽非等价,但都不可缺少,某个因子缺失了,不能用另一个因子来替代。但在一定的条件下,当某一因子的数量不足,可以依靠相近生态因子的加强得到补偿,而获得相似的生态效应。第四,有限制作用。一个生态系统内,各生态因子之间是存在一种平衡关系的,任何外来的物种或物质侵入这个生态系统,都会破坏这种平衡。某种平衡被破坏后,可能会逐渐达到另一种平衡关系。但如果生态系统的平衡被严重地破坏,可能会造成永久的失衡。

(2)生态位理论(www.daowen.com)

1910年美国学者R.H.约翰逊第一次在生态学论述中使用“生态位(niche)”一词。1917年格林内尔的《加州鸫的生态位关系》一文使该名词流传开来,但他当时侧重从生物空间分布的角度解释生态位概念,后人称之为空间生态位。1927年,艾尔顿所著《动物生态学》一书,首次把生态位概念的重点转到生物群落上来,认为动物的生态位是指它在群落中的食物和天敌的关系,即它强调的是功能生态位。1957年,哈钦森建议用多维空间来描述生态位。例如,一个物种只能在一定的温度、湿度范围内生活,摄取食物的大小也常有一定限度,这个物种的生态位就可以描绘在一个三维空间内,如果再添加其他生态因子,就成为多维空间。[3]1983年,E.R.Pianka从另外一个角度定义生态位,一个生物单位的生态位(包括个体、种群或物种生态位)就是该生物单位适应性的总和。

可以看出,生态位是指一个物种在生态系统与生物群落中的其他物种相互联系的特定的时间、空间位置和它自身的功能与地位,用来描述某个生物体单元在特定生态系统与环境相互作用过程中所形成的相对地位与作用。物种的生态位是用来表示物种的生存环境属性特征的向量集对该物种本身所具有的属性特征数集上的映射关系(王刚,1984)。

生态位理论是生物学中研究生物体之间的竞争性、生物对环境的适应性、生态系统的多样性和稳定性等问题的重要范畴(安树青,1994)。生态位理论认为,自然界中的任何生物单元都具有“态”和“势”两个方面的属性。“态”是指生物单元的状态,如个体数量、生物量、资源占有量、适应能力、能量、科技发展水平、经济发展水平、智能水平等,是个体生长、学习、社会经济发展和与环境相互影响积累的结果;“势”是指生物单元对环境的影响力,如生物增长率、占据新环境的能力、能量和物质交换速率、经济增长率等。生态位是某生物单元的“态”和“势”两方面属性的综合。任何生物单元的生态位主要取决于两点:一是主体与环境的物质、能量、信息的交流转换状况;二是主体自身的新陈代谢即主体内部各个部件运行及相互协调状况(王刚,1984)。生态位的态势理论既适用于自然界,也适用于人类社会,是自然科学和社会科学的高度综合。

2.生态系统理论在管理科学中的应用

20世纪90年代,生物学、生态学与经济管理学科的交叉发展尤为活跃,极大地促进了企业生态学、产业生态学、品牌生态学等多个交叉学科的创立与发展,“组织生命”成为管理学思想发展的新方向。生态因子和生态位理论在提出后,被管理科学广泛应用。运用生态学原理构建的企业生态学,研究企业发展与环境变化之间的互动关系。它把企业环境视为一个有机的、相互关联的、网络连接的、复杂的生态系统,而非机械的、封闭的、单线的、相互独立的体系。

钱辉(2004)利用生态位因子理论对企业的生态位因子和企业之间的互动关系与规律进行了研究,并在对生态因子影响下的企业演化路径特征的研究中运用了突变理论,构建了企业生态位评价模型。

企业生态位是企业生态环境研究的重点。虽然任何企业都表现出与自然界中的生物体相类似的性能,但是它们之间存在本质区别。这是因为自然界中生物体的生态位是由生物体机体自身生理状态及生物体机体同环境之间的关系而定的;而企业的生态位是企业市场竞争的结果,取决于企业经营管理者的管理智慧和全体员工的共同努力。万伦来(2004)基于企业仿生学原理对企业生态位问题做了研究,提出了企业生态位的定量评价方法,这为企业管理者像评价自然界中的生物体的生命力那样来直观评价企业生命力的强弱态势提供了一个有用的工具。

生态系统理论在创业领域的创业环境研究中也有应用。张文涛(2006)运用组织生态理论的一般研究路线,对我国当前的创业环境因子进行了立体解析,并就其优化路径进行了初步的探讨。区域创业生态环境是一个典型和开放的复杂系统,作为区域创业生态系统的一种特例,科技园区创业环境由创业系统中众多的创业结点与大量不同层次、类型的生态资源相互作用而形成(肖勇军,2012)。

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