生态系统的平衡

什么是生态平衡

在上一章中，我们学习了生态系统的组成和食物链、食物网的关系。当我们仔细观察一个稳定的生态系统时，会发现一个有趣的现象：虽然各种生物之间存在着“吃与被吃”的关系，但它们的数量却能够在一定范围内保持相对稳定，不会出现某种生物无限增多或者完全消失的情况。这种现象就是生态平衡。

生态平衡是指在一个生态系统中，各种生物的数量和比例在较长时间内保持相对稳定的状态。这种稳定并不是绝对不变的，而是在一定范围内波动的动态平衡。就像一个熟练的走钢丝演员，虽然身体会左右摇摆，但总能保持平衡不摔下来。

在内蒙古大草原上，草、兔子、狼这三者之间就存在着微妙的平衡关系。春天到来时，草原上的草开始生长，兔子有了充足的食物，数量就会增加。当兔子数量多了，狼也就有了更多的猎物，狼的数量也会随之增加。但是，当狼太多时，它们会捕食更多的兔子，兔子数量就会下降。兔子少了，狼就会因为食物不足而数量减少。狼少了，兔子又能繁殖起来。就这样，三者的数量在相互制约中保持着动态平衡。

在云南的滇池湖畔，水生植物、小鱼和大鱼之间也有类似的关系。水生植物通过光合作用生长，为小鱼提供食物和氧气。小鱼吃水生植物和浮游生物，大鱼吃小鱼。如果某一年雨水充沛，水生植物长得特别茂盛，小鱼的数量就会增加，进而大鱼的数量也会增加。这些相互联系的生物通过食物链和食物网，形成了一个自我调节的系统。

---

草原狼的故事

在二十世纪初，美国亚利桑那州的凯巴伯森林里生活着大量的鹿。当地政府为了保护鹿群，组织猎人大量捕杀森林中的狼、豹等肉食动物。几年之后，狼几乎被杀光了，人们认为鹿终于可以安全地生活了。

但是，接下来发生的事情却让人们大吃一惊。失去了天敌的鹿群数量急剧增加，从最初的四千多头增加到十万多头。数量暴增的鹿把森林中的灌木和小树吃得精光，连大树的树皮都被啃掉了。几年之后，森林遭到了严重破坏，鹿群也因为食物短缺和疾病，大量死亡，数量骤降到只剩下几千头，而且体弱多病。

这个故事在中国也有相似的案例。在上世纪五十年代，青海湖地区为了保护牧场，曾经大规模捕杀草原狼。起初，牧民们很高兴，因为狼少了，羊群就更安全了。但是几年后问题出现了，野兔和田鼠的数量激增，它们疯狂地啃食牧草，导致草场严重退化。没有了狼的制约，草原上的生态平衡被打破了。

后来科学家们深入研究发现，狼在草原生态系统中扮演着重要的角色。狼主要捕食年老体弱和患病的草食动物，这实际上是一种自然选择，能够保持草食动物种群的健康。同时，狼还会捕食野兔和田鼠，控制这些小型动物的数量。失去了狼，整个草原的生态系统就失去了一个重要的调节机制。

现在，我们对狼的认识已经改变了。在内蒙古、新疆等地的草原保护区，人们开始重视草原狼的保护，认识到它们对维持草原生态平衡的重要作用。适当数量的狼群，能够让草原生态系统更加健康和稳定。

---

生态系统的自我调节能力

生态系统之所以能够保持平衡，是因为它具有一定的自我调节能力。这种能力来自于生物之间复杂的相互关系，特别是食物链和食物网的调节作用。

在东北的长白山自然保护区，森林生态系统展现出了强大的自我调节能力。某一年，由于气候适宜，橡树结出了特别多的果实。以橡子为食的野猪和松鼠数量大增，食物充足让它们繁殖得特别快。野猪和松鼠多了，以它们为食的狼、熊、老鹰等肉食动物也有了更多的猎物，数量也随之增加。当肉食动物增多后，对野猪和松鼠的捕食压力增大，这些草食动物的数量又会下降。数量下降后，肉食动物因食物减少又会减少。就这样，各种生物的数量在波动中趋于平衡。

这个自我调节的过程可以用一个形象的比喻来理解。生态系统就像一个装有弹簧的秤盘，当放上重物时，秤盘会下沉，但弹簧会产生反弹力，让秤盘重新回到平衡位置。生态系统中的反馈调节机制，就像这个弹簧一样，当某种生物数量过多或过少时，系统会自动产生调节作用，使其恢复平衡。

下面用文字和列表的形式说明生态系统中生物种群数量自我调节的过程：

生态系统中生物数量变化的规律：

1. 植物 → 草食动物 → 肉食动物的数量关系

   • 植物数量在初始时较多，随后有所下降后又逐步恢复。
   • 草食动物的数量在植物数量丰富时增加，随着食物减少，其数量也慢慢下降。
   • 肉食动物的数量变化则滞后于草食动物，草食动物数量多时，肉食动物有更多猎物，数量增加；草食动物变少后，肉食动物也会逐渐减少。

2. 周期性的波动

   • 各类生物在数量变化时都形成了先增后减的周期性，彼此之间存在“高峰、低谷”交替的现象。

3. 自我调节和恢复

   • 随着时间推移，三类生物的数量最终都会回归到一个相对稳定的区间，表现出生态系统的自我调节能力。

举例过程（时间为单位月）：

• 0 月：植物最多，草食动物和肉食动物数量相对较少；
• 6-8 月：植物被大量消耗，数量下降，草食动物达到高峰后也随之下降；
• 10-14 月：肉食动物数量在草食动物多的情况下逐渐增多；
• 16-24 月：各类生物数量逐步恢复至初始水平，实现新的平衡。

通过以上描述，我们可以看出生态系统各类生物的数量变化并非孤立发生，而是互相影响、彼此制约，从而维持整体的动态平衡。

但是，生态系统的自我调节能力是有限度的。如果受到的干扰太大或太频繁，超过了生态系统的承受能力，生态平衡就会被破坏，甚至可能导致生态系统崩溃，难以恢复。

---

人类活动对生态平衡的影响

虽然生态系统具有一定的自我调节能力，但人类的某些活动却可能严重破坏生态平衡。这些破坏往往来得又快又猛，远远超出了生态系统的承受能力。

在渤海和黄海海域，曾经生活着大量的带鱼、鲅鱼、对虾等海洋生物。但是从上世纪八十年代开始，由于过度捕捞，这些鱼类的数量急剧下降。渔民们使用的渔网网眼越来越小，连小鱼都不放过，甚至在鱼类的繁殖季节也大量捕捞。结果是，大鱼越来越少，小鱼还没长大就被捞走，鱼类种群难以恢复。到了九十年代，许多渔民发现打不到鱼了，渔业资源面临枯竭。

过度捕捞不仅减少了鱼类的数量，还破坏了海洋食物链的平衡。以小鱼为食的大鱼减少后，小鱼的天敌变少，但小鱼也被大量捕捞，结果是浮游动物失控地繁殖，过度消耗浮游植物，整个海洋生态系统的平衡被打破。为了保护海洋资源，现在沿海各省都实行了休渔期制度，在鱼类繁殖季节禁止捕捞，让鱼类有机会繁衍后代。

森林的过度砍伐也是破坏生态平衡的重要原因。在四川、云南等地的山区，上世纪曾经出现过大规模的森林采伐。当森林被砍光后，保持水土的功能丧失了，一下大雨就会发生泥石流和山体滑坡。失去了森林栖息地的野生动物无家可归，大熊猫、金丝猴等珍稀动物的生存受到严重威胁。

1998年长江流域发生的特大洪水，与上游森林过度砍伐有很大关系。森林就像一个巨大的海绵，能够吸收和储存大量的雨水，然后慢慢释放。当森林被砍伐后，这个“海绵”消失了，雨水直接冲刷地面，汇入江河，导致洪水泛滥。这场洪水给人们敲响了警钟，让我们认识到保护森林、保护生态平衡的重要性。

除了过度捕捞和滥砍滥伐，还有许多人类活动在破坏着生态平衡。过度放牧导致草原退化，过度抽取地下水导致湿地干涸，工业污染导致河流湖泊生态系统破坏，城市扩张占用了大量的自然生态空间。这些问题在中国的很多地方都存在，需要我们高度重视。

下面这个表格总结了一些主要的人类活动及其对生态平衡的影响：

---

恢复生态平衡的努力

认识到生态破坏的严重性后，中国政府和人民开始采取各种措施，努力恢复和保护生态平衡。这些努力在许多地方已经取得了显著的成效。

退耕还林还草是中国实施的一项重大生态工程。在陕西、甘肃、四川等地的黄土高原地区，过去人们为了种粮食，把陡坡上的森林都砍掉了，开垦成农田。但是这些坡地很容易水土流失，种不了几年就变成了荒地，而且每年向黄河输送大量泥沙。从1999年开始，国家实施退耕还林工程，鼓励农民把坡地上的农田退出来，重新种上树木和草。

在陕西延安，经过二十多年的退耕还林，曾经光秃秃的黄土高坡如今已经披上了绿装。卫星图片清楚地显示，延安的绿色面积大幅增加。森林恢复后，水土流失减少了，野生动物又回来了，空气也变得更加清新。当地农民虽然减少了耕地，但通过发展林果业和生态旅游，收入反而增加了。这说明保护生态环境与经济发展可以实现双赢。

长江大保护是另一项重要的生态保护行动。2016年，国家提出“共抓大保护，不搞大开发”的战略，把修复长江生态环境摆在压倒性位置。沿江各省关闭了大量污染企业，禁止在长江干流岸线一公里范围内新建化工企业。同时，实施长江十年禁渔计划，让长江中的鱼类有时间休养生息。

在洞庭湖、鄱阳湖等重要湿地，政府划定了自然保护区，禁止开垦和污染，恢复湿地的原有功能。每年冬天，成千上万的候鸟飞到这里过冬，其中包括珍稀的白鹤、白头鹤等。湿地的恢复不仅保护了候鸟，也改善了长江流域的生态环境，增强了调蓄洪水的能力。

三北防护林工程是世界上最大的生态工程之一。从1978年开始，在我国西北、华北和东北的风沙危害和水土流失重点地区，建设大型防护林体系。经过四十多年的建设，工程区的森林覆盖率大幅提高，沙化土地面积减少，沙尘暴发生频率和强度都明显下降。

这个图表展示了某地区生态恢复前后的变化对比：

从图表可以看出，通过持续的生态保护和恢复工作，森林覆盖率和草原覆盖率都在稳步提升。这不仅改善了生态环境，也为野生动植物提供了更好的生存空间。

---

垃圾分类与环境保护

保护生态平衡不仅是政府的责任，也需要我们每个人从日常生活做起。垃圾分类就是我们能够参与的一项重要环保行动。

在自然界中，所有的废弃物都能够被分解者分解，重新回到物质循环中。但是人类制造的许多垃圾，特别是塑料、电池等物品，在自然界中很难分解，会对环境造成长期污染。一个塑料瓶需要几百年才能在自然界中降解，而一节废电池就能污染大片土地和水源。

在上海、北京、广州等城市，已经开始实施严格的垃圾分类制度。垃圾被分为可回收物、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾四大类。通过分类，可回收的物品被重新利用，减少了资源浪费；有害垃圾被专门处理，避免了环境污染；厨余垃圾可以制成有机肥料，实现资源循环利用。

厨余垃圾的处理特别值得关注。菜叶、果皮、剩饭剩菜等厨余垃圾，通过专门的处理设施，可以制成有机肥料或者产生沼气。这就像自然界中分解者的作用一样，把有机废弃物转化为有用的资源。在一些农村地区，厨余垃圾和农作物秸秆一起堆肥，制成的有机肥施入农田，既减少了垃圾，又改善了土壤。

塑料污染是当前面临的严重环境问题。在海洋中，大量的塑料垃圾威胁着海洋生物的生存。海龟误食塑料袋，海鸟被塑料缠绕，鱼类吞食塑料微粒。这些塑料垃圾最终可能通过食物链进入人体，危害我们的健康。因此，减少塑料制品的使用，对塑料垃圾进行分类回收，是保护生态环境的重要措施。

在日常生活中，我们可以做很多事情来减少垃圾污染。使用可重复使用的购物袋，少用一次性塑料制品，选择可降解的包装材料，把废纸、废瓶子等可回收物单独收集。这些看似小事，但如果每个人都这样做，积累起来就能产生巨大的环保效果。

节约资源从小事做起

除了垃圾分类，节约资源也是保护生态平衡的重要方面。地球上的资源是有限的，如果我们无节制地消耗，不仅会影响我们这一代人，也会影响子孙后代的生存。

节约用水是我们每个人都能做到的。中国是一个缺水的国家，人均水资源占有量只有世界平均水平的四分之一。在西北地区，水更是珍贵的资源。但是在日常生活中，浪费水的现象还很普遍。洗手时水龙头一直开着，刷牙时让水白白流掉，洗车用大量的自来水冲洗。如果每个人都能养成节约用水的习惯，每次用水后及时关闭水龙头，用淘米水浇花，用洗菜水拖地，一年下来就能节约大量的水资源。

节约用电同样重要。我国的电力虽然充足，但发电过程需要消耗大量的煤炭、天然气等资源，还会产生二氧化碳等温室气体。在家里，离开房间时随手关灯，不看电视时关掉电源，使用节能灯泡和节能电器，都能减少电力消耗。据统计，如果全国所有家庭都把普通灯泡换成节能灯，每年能节约的电量相当于几个大型发电厂的发电量。

节约粮食更是我们的传统美德。虽然现在生活条件好了，但浪费粮食的现象仍然存在。学校食堂、餐馆里经常能看到大量的剩饭剩菜被倒掉。要知道，每一粒粮食都是农民辛勤劳动的成果，都需要土地、水资源、化肥等投入。浪费粮食不仅是对劳动的不尊重，也是对资源的浪费。“光盘行动”倡导就餐时吃多少点多少，不剩饭不剩菜，这种节约行为值得我们学习。

下面这个图表展示了日常生活中一些简单行为带来的环保效果：

从图表可以看出，这些简单的日常行为都能为环保做出贡献。如果我们每个人都能坚持这些好习惯，累积起来的效果将非常可观。

纸张的节约使用也很重要。造纸需要消耗大量的木材，还会产生污染。在学习中，我们可以把纸的两面都用上，把用过的纸收集起来回收利用。现在很多作业都可以在电脑上完成，这样既环保又方便。有统计显示，如果中国的学生都养成节约用纸的习惯，每年能节约的纸张相当于保护了一大片森林。

绿色出行也是保护环境的重要方式。短距离出行时，步行或骑自行车不仅锻炼身体，还减少了汽车尾气排放。在城市里，优先选择公共交通工具，少开私家车，能够减少交通拥堵和空气污染。现在许多城市都在推广共享单车、电动公交车，这些都是绿色出行的好选择。

植树造林是每个人都能参与的生态保护活动。每年的植树节，学校、社区都会组织植树活动。种下一棵树，就是为地球增添一片绿色，为野生动物提供一个栖息地，为净化空气做出一份贡献。在自己家的阳台上种些花草，在小区里参与绿化维护，都是在为生态保护出力。

---

本节练习

第一题：通过学习，我们知道了草原狼的故事。请解释为什么大量捕杀草原狼后，反而导致了草原生态系统的破坏？这个故事给我们什么启示？

第二题：长江流域在1998年发生特大洪水后，国家开始实施退耕还林工程。请从生态系统的角度，说明森林对于防止洪涝灾害的重要作用，以及退耕还林如何帮助恢复生态平衡。

第三题：在海洋渔业中，为什么要设立“休渔期”？如果不设立休渔期，持续过度捕捞会给海洋生态系统带来什么样的后果？

第四题：某地区为了发展旅游业，在湿地上修建了大量的建筑设施，填湖造地。结果几年后，这个地区经常发生洪涝灾害，原本常见的候鸟也很少来了。请分析破坏湿地生态系统会带来哪些问题，以及如何恢复湿地的生态功能。

第五题：作为一名中学生，你在日常生活中可以做哪些事情来保护生态平衡和环境？请结合学习的内容，谈谈你的想法和计划，并说明这些行动如何有助于保护生态环境。