自然环境是人类生存、繁衍的物质基础;保护和改善自然环境,是人类 维护自身生存和发展的前提。这是人类与自然环境关系的两个方面,缺少一 个就会给人类带来灾难。
我们生活的自然环境,是地球的表层,由空气、水和岩石(包括土壤) 构成大气圈、水圈、岩石圈,在这三个圈的交汇处是生物生存的生物圈。
这 四个圈在太阳能的作用下,进行着物质循环和能量流动,使人类(生物)得 以生存和发展。
据科学测定,人体血液中的60多种化学元素的含量比例,同地壳各种化 学元素的含量比例十分相似。这表明人是环境的产物。人类与环境的关系, 还表现在人体的物质和环境中的物质进行着交换的关系。
比如,人体通过新 陈代谢,吸人氧气,呼出二氧化碳;喝清洁的水,吃丰富的食物,来维持人 体的发育、生长和遗传,这就使人体的物质和环境中的物质进行着交换。如 果这种平衡关系破坏了,将会危害人体健康。
人类为了生存、发展,要向环境索取资源。早期,由于人口稀少,人类 对环境没有什么明显影响和损害。
在相当长的一段时间里,自然条件主宰着 人类的命运。到了“刀耕火种”时代,人类为了养活自己并生存、发展下去, 开始毁林开荒,这就在一定程度上破坏了环境。于是,出现了人为因素造成 的环境问题。但因当时生产力水平低,对环境的影响还不大。到了产业革命 时期,人类学会使用机器以后,生产力大大提高,对环境的影响也就增大了。
到20世纪,人类利用、改造环境的能力空前提高,规模逐渐扩大,创造了巨 大的物质财富。据估算,现代农业获得的农产品可供养60亿人口,而原始土 地上光合作用产生的绿色植物及其供养的动物,只能供给一千万人的食物。 由此可见,人类已在环境中逐渐处于主导地位。
但是,严重的环境污染和生 态破坏也随着出现在人类面前。大气严重污染,水的资源空前短缺,森林惨 遭毁灭,可耕地不断减少,大批物种濒临灭绝,人类赖以生存的自然环境正 处在危机之中。日益恶化的环境向人类提出:保护大自然,维持生态平衡是 当今最紧迫的问题。
大自然中约有200万种生物,它们之间互相结合成生物群落,靠地球表 层的空气、水、土壤中的营养物质生存和发展。这些生物群落在一定范围和 区域内相互依存,同时与各自的环境不断地进行物质交换和能量传递,形成 一个动态系统,这就叫做生态系统。生态系统由包括动物、植物、微生物及 其周围的f。
'll物环境(又称无机环境、物理环境)四大成分组成,它们依靠 物质的循环、能量的流动,有机地结合在一起,形成一个四位一体的生态系 统的结构。这就是四位一体的自然界。
自然界的生态系统有大有小。小的如一滴水、一片草地、一个池塘等; 大的有湖泊、海洋、森林、草原等等。
池塘是一个典型的生态系统:池塘里 有各种水生植物、水生动物和细菌、真菌以及这些生物生存所必需的水、底 泥、阳光、温度等非生物环境。水生植物利用太阳能进行光合作用,把水和 底泥中的营养物质和大气中的二氧化碳转化为有机物,贮存在植物体内;小 型浮游动物以浮游植物为食;浮游动物和有根植物又被鱼类作食物;水生植 物和水生动物的残体最终被水和底泥中的细菌、真菌及腐食性动物分解成无 机物,释放到环境中,供植物重新利用。
这就构成了一个完整的生态系统, 成为自然界的基本活动单元,它的功能就是物质循环和能量流动。
生态系统的各个组成部分都是互相联系的。如果人类活动干预某一部分, 整个系统可以自动调节,以保持原有状态不受破坏。比如,池塘里的鱼被捕 捞后,水生植物和浮游动物的天敌减少,水生植物、浮游动物就会迅速繁殖 起来,这又对鱼类繁殖大有好处。
生态系统的组成成分越多样,能量流动和 物质循环的途径就越复杂,调节能力就越强。但是,生态系统本身的调节能 力是有限的,如果人类大规模地干扰,自动调节就变得无济于事,生态平衡 会遭到破坏。在20世纪30年代,美国由于大规模开垦西部草原,植被遭到 严重破坏,地面失去保护,终于导致一场“黑风暴”事件,刮走3亿多吨土 壤,全国冬小表一年减产50多亿公斤。
随着人类利用、改造环境的能力日益加强,像原始森林和极地那样的原 始生态系统已很少见,人们正以大量的养殖湖、薪炭林和乡村等半人工生态 系统及城市、工厂等人工生态系统取代之。不过,人类已逐渐认识到自己和 周围环境是一个整体,把自己的事和环境联成一个系统来考虑,产生了“人 类生态系统”、“社会生态系统”,以便更好地保持人类与环境之间的平衡。
生态系统由生产者、消费者、分解者和非生命物质(无机界)四部分组 成。它们(在物质循环和能量流动中)各自发挥着特定的作用并形成整体功 能,使整个生态系统正常运行。
生产者是指绿色植物,也包括单细胞的藻类和能把无机物转化为有机物 的一些细菌。
绿色植物的叶片中含有叶绿素,能进行光合作用,把太阳能转化为化学能,把无机物转化为有机物,供给自身生长发育的需要,并且成为 地球上一切生物和人类食物和能量的来源。因此,绿色植物是生态系统的生 产者。
消费者主要是指动物。它们不能直接利用外界能量和无机物制造有机物, 而以消耗生产者为生。
草食动物以植物作为直接食物,称为一级消费者,如 蝗虫、蚱蜢等;以草食动物为食物的肉食动物称为二级消费者,如青蛙、蟾 蜍等;以肉食动物作为食物的动物,则称为三级消费者,如蛇、猫头鹰等。 这些消费者都是生态系统中的重要环节,它们对整个生态系统的自动调节能 力,尤其是对生产者的过度生长、繁殖起着控制作用。
分解者是指具有分解能力的各种微生物,也包括一些低等原生动物,如 土壤线虫、鞭毛虫等。分解者是生态系统的“清洁工”,它们把动植物的尸体 分解成简单的无机物,归还给非生物环境。如果没有分解者,死亡的有机体 就会堆积起来,使营养物质不能在生物与非生物之间循环,最终使生态系统 变成为无水之源。
生态系统的分解者数量十分惊人。有人估计,在1万平方 米的农田土壤中,细菌的重量可达8公斤。
非生命物质,即无机界,是指生态系统的各种无生命的无机物和各种自 然因素。
生态系统的各组成部分有分工,也有协作。生产者为消费者和分解者直 接或间接地提供食物;消费者把生产者的数量控制在非生物环境所能承载的 范围内;生产者和消费者的残体、排泄物最终被分解者分解成无机物,供植。
物重新利用。正是生产者、消费者、分解者和非生物环境之间的协调、统一, 使生态系统能够不停地发挥作用。
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