1.4.2 对生态的影响

当污染物入侵时,生态系统能够表现出一定的自净能力。生态系统的结构越复杂,能量流和物质循环的途径越多,其调节能力,或者抵抗干扰(disturbance)影响的能力就越强。这称为生态修复(ecological rehabilitation)。

当干扰的影响超出生态系统调节能力的限度时,生态系统就会遭到破坏:一些物种的数量可能剧烈发生变化,另一些物种可能消失,一些新的物种则会出现。这些变化的总结果往往是不利的,它削弱了生态系统的调节能力。

突发环境事件的发生往往会向某一生物圈超量输入废物,严重污染和毒害生物圈的物理化学环境和生物组分。这种超限度的影响对生态系统造成的破坏是长远性的,生态系统重新回到和原来相当的状态需要很长的时间,甚至造成不可逆转的改变。

生态系统受损表现出来的特征主要有以下几种。

(1)物种多样性的变化 当一个稳定的生态系统受损后,系统中的关键种类首先消失,从而引起与之共生种类和从属性物种的相继消失,物种多样性明显减少。另外,系统中适应环境变化的某些种类迅速发展,种类增加。

(2)系统结构简单化 系统受损后,反映在生物群落中的种群特征上,常表现为种类组成发生变化,优势种群结构异常;在群落层次上,受损后则是群落结构的矮化,整体景观的破碎。

(3)食物网破裂 受损的生态系统,在食物网的表现上,主要是食物链的缩短或营养链的断裂,单链营养关系增多,种间共生、附生关系减弱。

(4)能量流动效率降低 由于受损生态系统食物关系的破坏,能量的转化及传递效率会随之降低,主要表现为对光能固定作用的减弱,能量规模缩小或过程发生变化;系统中的捕食过程和腐化过程弱化,因而能流损失增多,能流效率降低。

(5)物质循环不畅或受阻 由于生态系统结构受到损害,层次结构简单化以及食物网的破裂,营养物质和元素在生态系统中的周转时间变短,周转率降低,生物的生态学功能减弱。由于生物多样性及其组成结构的变化,使生态系统中物质循环的途径不畅或受阻,包括生态系统中的水循环、氮循环和磷循环均会发生改变。

(6)生产力下降 正常的生态系统具有较高的生产力,能利用光合作用生产很多的生物产品,但是,系统受损后,由于光能利用率减弱,净初级生产力下降,初级生产者结构和数量的改变导致次级生产力下降,所以生产力会大幅下降。

(7)其他服务功能减弱 生态系统出来而具有生物生产和维持生物多样性等功能外,还具有调节气候、减缓旱涝洪灾害、保持养分和改良土壤、传媒授粉等服务功能,当生态系统受损后,这些功能随之减弱,某些功能甚至全部丧失。

(8)系统稳定性降低 在外界干扰较小的情况下,正常生态系统总是在某一平衡点附近摆动,轻度干扰所引起的偏离被系统的负反馈作用所平衡,使系统很快回到原来的状态,系统仍维持稳定状态。而且对于某些生态系统而言,轻度的干扰甚至有利于稳定的发展。但在受损的生态系统中,由于结构的不正常,稳定性降低,系统在正反馈机制驱动下会使系统更远离平衡。