人口发展的生态基础-张车伟(09-04-01).ppt

人口发展的生态基础张车伟中国社会科学院人口与劳动经济研究所 主要内容 地球生态系统与人类生态位 地球生态系统的人口承载力问题 生态学中的可持续性 人口发展的生态学解释 几个思考题 2·1 地球生态系统与人类生态位 在地球生物圈中， 生物成分和非生物成分之间通过不断的物质循环和能量流动，形成相互影响、相互作用、相互依存的复杂系统——地球生态系统。 这个系统包生物界和无机界，它们通过各种各样的物质循环，以及能量形式的转换使得整个生态系统处在一个动态过程之中。 在这个过程之中，生命从最低级的生命形式逐步演化出具有丰富多样性的生物界以及最高级的生命形式－人类。生物的存在、进化和发展不但依赖生态系统中的无机成分，而且各种生物之间也具有一种相互依存的关系。 2·1·1 生态系统的能量流动和物质循环 绿色植物是整个生物界赖以存在的基础。因为，正是绿色植物不断地通过光合作用制造有机物，把太阳的光能转化为有机能储存于自身的组织之中，才最终使得其他生物的生命活动成为可能。在这个意义上说，绿色植物又被称之为生态系统中的“初始生产力”(Primary Production)。 第一个试图揭开初始生产力之迷的是欧洲的植物学家范·海尔蒙脱。后来，科学家们发现，光合作用就是植物中的叶绿素在太阳光的作用下把水和空气中的二氧化碳合成为碳水化合物并释放出氧气的过程。 生态系统中的每一种生物都执行着特定的功能。从能量的利用方式来看，唯有绿色植物和光合细菌能够直接利用太阳能，它们被称为生态系统的生产者；所有其他生物自身无法直接利用太阳能，只能利用经过光合作用之后转化而来的化学能（有机能），被称为消费者。 从物质循环的角度来看，生态系统中的所有生物又可以被分为生产者、消费者和还原者三类。 生产者包括所有的绿色植物和光合细菌，它们一方面通过光合作用将光能转化为化学能，另一方面又吸收土壤中的氮、磷、钾、镁、硫等无机营养物，并把这些无机物转化为有机物。 消费者包括各种动物，严格说来，其所需的能量和物质都来自于生产者，有些（如草食性动物）直接通过取食生产者，有些则通过取食其他动物而间接从生产者那里获取物质和能量。 还原者，又称分解者，包括细菌、真菌等各类微生物。它们以动物和植物的残体和排泄物为食物，经过吸收和分解，把复杂的有机物变成简单的无机物归还给大自然，供生产者再吸收利用。 从食物的来源来看，生态系统中的各种生物又可以组成一个类似于金字塔式的结构，这就是所谓的食物链结构。见图2·1。 2·1·2 生态平衡和人类生态位 生态系统的结构和功能具有相对的稳定性，即生态平衡(Ecological Balance)，包括结构上的平衡、功能上的平衡以及输入和输出物质在数量上的平衡。 组成一个生态系统的生物成分和环境系统的各种因素基本上是协调的，加进来一个新的因素或者减少某个重要的成分，使物质和能量的输入与输出发生变化或超过一定的限度，都可能使生态系统暂时稳定的结构遭到破坏并失去平衡。 任何生物的存在和发展都依赖于生态系统的这种平衡状态。生态平衡的破坏意味着适于物种生存的条件发生了改变，其结果，要么是物种发生变化去适应变化了的环境条件，要么物种在自然选择机理的作用下被淘汰而从地球上消失。 因此，生态平衡并不是自然界进化的‘目标’，而是现实世界各种生物在适应环境及相互竞争中合乎逻辑的存在，这种适应和竞争的结果就是适者生存。 此外，如果外来力量人为地去干预一个处于生态平衡状态的生态系统，则往往会引起或加速某些物种的消亡。任何一种生物要永远地生存下去都必须和周围的环境维持一种和谐的关系。 生态学家为了描述生物和其周围环境及其他物种之间的关系，鸟类生态学家格雷奈尔 (Grinnell)于1917年提出了生态位 (Ecological Niche)的概念。他认为，生态位就是“恰好被一个种或亚种所占据的最终单位”。动物生态学家埃尔顿 (Elton)认为，生态位实际上是生物有机体在群落中的功能作用和地位。 虽然生态位有多种定义，但归纳起来看，它包括两方面内容：1）生物有机体和所处环境条件之间的关系；2）在一个生物群落中各物种之间的种际关系。 若把群落中的一个种与其他种之间的动态关系（包括竞争、捕食—被食、寄生—寄主、互惠共生等关系）看成是一个种与其广义环境（包括非生物环境和生物群落中的其他种）之间的关系，上述两方面的含义就可以被理解为：一是物种对广义环境条件的要求，二是广义环境对物种的影响。 严格说来，自然界中的任何一种生物都具有一个特定的生态位，没有任何两个物种有同一个生态位，这就是生态学上的竞争排斥原理。 作为一种生命有机体，人类生存需要一定的环境条件，还依赖各种各样的动植物为其提供食物来源，因此，人类也应该是占据固定生态位的一个物种。但由于人类在生态系统中特有的地位和作用，无