生态系统的总法则在线视频

要弄清生态系统

首先要明白什么是“系统”和“系统论”？

生态系统研究是在“系统论”的基础上

才发展起来的生态学分支学科——生态系统学

系统（system）一词

是古希腊语中“由部分构成的整体”的意思

给“系统”一词下的定义很多，最通行的一个

强调其为“由若干要素以一定结构形式联结

构成的具有某种功能的有机整体。”

从这个定义中，我们能看出系统组成的几个关键点

即要素、结构、功能、有机整体

“系统论”是在20世纪四十年代

美籍奥地利人、理论生物学家贝塔朗菲创立的

贝塔朗菲1968年将他的学术观点梳理后

出版了专著《一般系统理论基础、发展和应用》

在此书中，他总结了系统的一般性特征

提出了整体性、机构化、中心化、果决性等一系列概念

贝塔朗菲在他的著作中

将系统论学说在生物学、心理学、社会学

历史学、范畴论等方面的应用进行了预见性的探讨

系统论诞生之际，正是学术界、理论界形而上学思潮盛行

科学研究只见树木不见森林的时代

贝塔朗菲将自己的学说视为“逻辑和数学性质的学科”

他期望由此形成的系统论范式

可以使科学走向大统一

用“整体”或“系统”概念去解决社会经济发展中

不断出现的复杂问题

他的这个目的，应当就是系统论的核心价值所在

当代定义——系统论是研究系统的一般模式

结构和规律的学问

它研究各种系统的共同特征

用数学方法定量地描述其功能

寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型

是具有逻辑和数学性质的一门科学

后续的研究者在贝塔朗菲的基础上

总结出所有系统通用的八大系统基本特征

即开放性、自组织性、复杂性、整体性、关联性

等级结构性、动态平衡性和时序性

世界上任何事物都可以看成是一个系统

系统是普遍存在的。大至渺茫的宇宙

小至微观的原子，一粒种子、一群蜜蜂

一台机器、一个工厂、一个学会团体……都是系统

整个世界就是系统的集合

人体也是一个系统

这个系统又是由八大系统组成的

生态系统是由生物

及其所生存的环境各要素形成的相互关联系统

这个系统又是如何维系的呢？

生态系统的总法则即核心法则

也是其自我维系的基本原理

这就是其自组织性或自我调节能力

生态系统是开放系统，处于自组织的低熵状态

为了维持这种状态，必须不断同外界交换物质和能量

以不断建构和调整自身的结构，这就在自组织理论

按照自组织理论，也即普里高津提出的耗散结构论

自组织系统就是具有自我形成

自我调控 、自我演化和自我消亡的系统

自组织系统不断发生着涨落，涨落有两层含义

一指系统某一参数的值围绕平均值的波动

二是系统参数无规则的波动

涨落是系统自组织的重要动力

在自组织演化的结构方式和演化形态

从涨落幅度来看，分出巨涨落和微涨落

结果是不一样的

自组织系统的调节是通过反馈作用进行的

所谓反馈就是系统输出信息反过来影响系统输入的机制

分为正反馈和负反馈两种

正反馈是系统的输入促进系统的输入

结果是系统中的过程强度越来越大

这是一种自激励机制，能将系统中的涨落因素放大

给系统提供前进动力，通常出现于系统的发展状态

负反馈是系统输出抑制系统输入

结果使系统的过程强度减小，系统趋于稳定

正反馈与负反馈同时存在于自组织系统中

维系着生态系统的平衡

生态系统的维系原则蕴含着深刻的内涵

我们以文明演化过程中人口数量变化为例来说明

在文明发展的历史中

每一次的科技进步带来的生产力提升都会促进人口的增长

人口增长又会改进生产力

人口又会指数增长，这是正反馈主导状态

但是过后随即是一段减速增加阶段

这时负反馈逐渐起作用

系统多样性等方面增加速度越来越慢

直至增加速度与消失速度接近

表现出这些参数在一个恒定的水平附近波动

这个总法则，也是生态系统运行和维系的根本法则

是逃脱不了的法则

在此基础上，生态系统的运行还遵循一些基本法则和原理

我们下面给大家介绍其中的要者

它们中的每一个

对于生态文明建设都有启迪，都有借鉴意义

我们分别进行阐述

生态系统的整体性

生态系统的生产者、消费者

和分解者之间有着紧密的有机联系

它们与生态要素之间，生物有机体类型

同一类型个体和群体之间

都存在着相互作用与相互影响

从而构成了生态系统的统一整体性

生态系统也符合“整体大于部分之和”定律

生态系统具有自我调节性力

这也是生态系统整体性的保障

启迪我们的生态建设和生态文明建设都要尽可能考虑的全面

对于每个建设项目

不仅要放在项目落地的范围进行环境影响评价

还应当放在所在政区、流域

乃至自然分区的大尺度上去评价

不仅评价水土气生各要素所受到的影响

还应当关注某个关键要素变化引发的蝴蝶效应

这个原理其实也提示我们

一个生态系统遭受重创

面临风险的不是某某个体

而是系统的所有，看似灭绝的是其他物种

结果走向危机的可能是我们人类

就象国外一些学者总结的哪样

当整体面临危险时

“没有一个个体能够获救，除非全体都得救”

生态系统的开放性

即生态系统与环境之间、系统与系统之间

都进行着连续的能量流动、物质传递和信息交换

启迪——我们的生态建设和生态文明建设

都面对着开放的生态系统

是可以人为利用这种开放性去维系系统

但是过多占用能量、物质的建设方式是不可持续的

一个系统占用的多，另一个系统可能就失去的多

所以也必须对别的系统有更多的回馈

否则就不是真正的生态建设和生态文明建设

生态系统的层次性

生态系统是个多层级系统

空间上、时间上均如此

各个组织层次之间具有自相似性

大量的子系统或组分之间存在着复杂的关系

启迪——我们的生态建设和生态文明建设

往往面对着一个层面，至多不会超过两个层面

但是产生的影响一定是多层面的

人工建设出来的系统将会自然而然地形成其多层次结构

所以，我们人工建设的生态系统

（如城市系统、农田系统等、森林系统等）

一定原本是不稳定的

模仿的自然系统离自然状态差很远

要建设自组织性必须假以时日

生态系统的动态性

由于生态系统中的生物要素之间、非生物要素之间

生物要素与非生物要素之间存在着复杂联系和相互作用

一个因素的微小变化都可能带来系统的复杂变化

即著名的“蝴蝶效应”

生态系统是在不断地变化和发展之中

长期以来，可以看到这种动态

是围绕一个平衡态的来回摆动

即所谓系统的“钟摆原理”

启迪——我们的生态建设和生态文明建设

一定会面临生态系统的涨落

会面对人为活动带来的生态累积效应

生态影响滞后效应

我们尤其要对巨涨落进行预警和防范

鉴于此，对重要项目一定要有长期的跟踪监测，评估预警

生态系统的稳定性

任何生态系统都具有一定的稳定性

这是由自我调节能力（或称反馈机制）来实现的

这种自我调节也体现出生态系统的整体性

在这个原则下，还有一个著名的生态学定理或原理

这就是 —— 多样性导致稳定性原理

即生物群落与环境之间

保持着动态平衡的稳定状态的能力

是同生态系统物种及结构的多样、复杂性呈正相关的

在自然界中，生态系统的结构愈多样、复杂

则其抗干扰的能力愈强

因而也易于保持其动态平衡的稳定状态

如热带雨林等

这是因为在结构复杂的生态系统中

当食物链（网）上的某一环节发生异常变化

变成能量、物质流动的障碍时

可以由不同生物物种群间的代偿作用给予克服

多样、复杂的生态系统受到较为严重的干扰时

也总是会自发地通过群落演替

恢复原先的稳定性状态，重建平衡态

启迪——生态系统的稳定性是相对的

不稳定性是绝对的，是动态平衡

当生态系统面临重大干扰时，会发生巨涨落

从而打破旧平衡而建立新平衡

如何以人为的适度干扰

即生态修复的方式使之趋于稳定

是生态学应用研究中经久不衰的话题

理论上是站得住的，但在操作过程中很难实现