二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分

生態(tài)系統(tǒng)的組成成分是指系統(tǒng)內(nèi)所包括的若干類相互聯(lián)系的各種要素。從理論上講，地球上一切物質(zhì)都可能是生態(tài)系統(tǒng)的組成成分。地球上生態(tài)系統(tǒng)的類型很多，其組成成分也很繁雜，它們各自的生物種類和環(huán)境要素也存在著許多差異。然而，各類生態(tài)系統(tǒng)卻是由兩大部分、四種基本成分所組成。兩大部分就是生物成分和非生物成分，或稱之為生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)。四個基本成分是指生產(chǎn)者、消費者、還原者和非生物環(huán)境(見圖13-2)。

圖13-2　生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成

(一)非生物組分

非生物成分包括以下幾個方面：

1.太陽輻射(Solar Radiation)

太陽輻射是指來自太陽的直射輻射和散射輻射，它是生態(tài)系統(tǒng)的主要能源。太陽輻射能經(jīng)自養(yǎng)生物的光合作用被轉(zhuǎn)化為有機物中的化學(xué)潛能，同時太陽輻射也為生態(tài)系統(tǒng)中的生物創(chuàng)造生存所需的溫?zé)釛l件。

2.無機物質(zhì)(Inorganic Substance)

生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境中的無機物質(zhì)，一部分來自大氣中的氧、二氧化碳、氮、水及其他物質(zhì)；另一部分來自土壤中的氮、磷、鉀、鈣、硫、鎂、水、氧和二氧化碳等。

3.有機物質(zhì)(Organic Substance)

生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境中的有機物質(zhì)，主要是來源于動物殘體、排泄物及植物根系分泌物。它們是聯(lián)結(jié)生物與非生物部分的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、糖類、脂類和腐殖質(zhì)等。

4.土壤(Soil)

土壤作為一個生態(tài)系統(tǒng)的特殊環(huán)境組分，不僅是無機物和有機物的貯藏庫，同時也是眾多生物的直接或間接棲息場所。

(二)生物組分

根據(jù)各生物組分在生態(tài)系統(tǒng)中對物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化所起的作用以及它們?nèi)〉脿I養(yǎng)方式的不同，又將其細分為生產(chǎn)者、消費者和分解者三大功能類群。

1.生產(chǎn)者(Producers)

生產(chǎn)者主要是綠色植物和化能自養(yǎng)微生物等，它們具有固定太陽能進行光合作用的功能。生產(chǎn)者能把從環(huán)境中攝取的無機物質(zhì)合成為有機物質(zhì)——碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等；同時將吸收的太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)潛能，貯藏在有機物中。它是生態(tài)系統(tǒng)中以簡單無機物為原料制造有機物的自養(yǎng)者，直接影響到生態(tài)系統(tǒng)的存在與發(fā)展。

2.消費者(Consumers)

消費者是靠自養(yǎng)生物或其他生物為食而獲得生存能量的異養(yǎng)生物，主要是指依賴初級生產(chǎn)者為生的各類動物。消費者包括的范圍很廣。其中，有的直接以植物為食，如牛、馬、兔、池塘中的草魚以及許多陸生昆蟲等，這些食草動物稱為初級消費者。有的消費者以食草動物為食，如食昆蟲的鳥類、青蛙、蜘蛛、蛇、狐貍等。這些食肉動物可統(tǒng)稱為次級消費者。食肉動物之間又是“弱肉強食”，由此可進一步分為三級消費者、四級消費者，這些消費者通常是生物群落中體型較大，性情兇猛的種類，如虎、獅、豹及鯊魚等。但是，生態(tài)系統(tǒng)中以食肉動物為食的三級或四級消費者數(shù)量并不多。消費者中最常見的是雜食性消費者，如池塘中的鯉魚，大型獸類中的熊等。它們的食性很雜，食物成分季節(jié)性變化大。在生態(tài)系統(tǒng)中，正是雜食消費者的這種營養(yǎng)特點構(gòu)成了極其復(fù)雜的營養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。

3.還原者(Reducers)

還原者亦稱分解者(Decomposers)，主要指以動物殘體為生的異養(yǎng)生物，故又有小型消費者之稱，包括細菌、真菌、放線菌等微生物，也包括一些原生動物和腐食性動物，如甲蟲、蠕蟲、白螞蟻和某些軟體動物。它們在生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用是把復(fù)雜的有機物分解為簡單的無機物，歸還到環(huán)境中供生產(chǎn)者重新利用。分解者在生態(tài)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)中具有重要意義，特別是在營養(yǎng)循環(huán)、廢物消除和土壤肥力形成中發(fā)揮著巨大的作用。

(三)生態(tài)系統(tǒng)組分間的關(guān)系

生態(tài)系統(tǒng)的四個基本成分，在能量獲得和物質(zhì)循環(huán)中各以其特有的作用而相互影響、互為依存，通過復(fù)雜的營養(yǎng)關(guān)系而緊密結(jié)合為一個統(tǒng)一整體，共同組成了生態(tài)系統(tǒng)這個功能單元。生物和非生物環(huán)境對于生態(tài)系統(tǒng)來說是缺一不可的。倘若沒有環(huán)境，生物就沒有生存的空間，也得不到賴以生存的各種物質(zhì)，因而也就無法生存下去。但僅有環(huán)境而沒有生物成分，也就談不上生態(tài)系統(tǒng)。從這種意義上講，生物成分是生態(tài)系統(tǒng)的核心，綠色植物則是核心的核心，因為綠色植物既是系統(tǒng)中其他生物所需能量的提供者，同時又為其他生物提供了棲息場所。而且，就生物對環(huán)境的影響而言，綠色植物的作用是至關(guān)重要的。正因為如此，綠色植物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用始終是第一位的。一個生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)，除決定于環(huán)境條件外，更主要決定于綠色植物的種類構(gòu)成及其生長狀況。生態(tài)系統(tǒng)中還原者的作用也是極為重要的，尤其是各類微生物，正是它們的分解作用才使物質(zhì)循環(huán)得以進行。否則，生產(chǎn)者將因得不到營養(yǎng)而難以生存和保證種群的延續(xù)，地球表面也將因沒有分解過程而使動植物尸體堆積如山。整個生物圈就是依靠這些體型微小、數(shù)量驚人的分解者和轉(zhuǎn)化者消除生物殘體，同時為生產(chǎn)者源源不斷地提供各種營養(yǎng)原料。

生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境、生產(chǎn)者、消費者和分解者構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的四大組成要素，它們之間通過能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)相聯(lián)系，構(gòu)成了一個具有復(fù)雜關(guān)系和執(zhí)行一定功能的系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)中各組分間的關(guān)系如圖13-3所示。

圖13-3　典型陸地生態(tài)系統(tǒng)中生物組分與非生物組分之間相互關(guān)系圖解

(引自G.F.Cox，1979)