自然生态系统研究笔记

野叟子樵夫 2024-09-20 16:13:16

大自然有自己的运行规律,自己的内循环与外循环。内循环是指地球天地风云与万物之间相互依存、相互作用、相互制约、相互影响的生态运动系统,外循环则是地球与太阳系已知九大行星之间、以及与自己的卫星之间生态运动系统。倘若这两个系统发生任何变动,都会对地球以及整个宇宙链条造成动荡或巨大震动,甚至分崩离析。必须经过很长时期的演进,再形成较为和谐的、周期性运转的状态。

从自然生态看,地球洋流、海啸、飓风、地震、火山喷发、洪水、山火、滑坡等都是生态运动的现象;从物种生态看,物种的诞生与灭绝(指自然灭绝)、物种的进化与退化、瘟疫、虫灾等都是生物生态运动的现象。而对于这些现象的起因机理、运动规律、内在联系、以及影响作用,它们究竟是如何形成的?这种运动对生态环境的影响究竟是什么?是否有其不为人知的合理性?这种生态现象对整个生态系统的调节作用在哪里?我们了解得很少。

自然界的运行规律远非人类所能认识。作为地球物种之一的、尽管是高级智慧生物的人类,我们仅仅了解非常粗浅的一些表面自然现象,我们对于自身都无法做出合理解释:人类为什么会存在?我们从哪里来?我们肌体的原始能量是怎样形成的?人类思维究竟是怎么回事?

甚至就连一些貌似孩童的问题,如我们是如何进入睡眠状态的?都无法回答。

我们对于自然界的认识还处于蒙昧阶段。经过了以透支资源、损毁环境、破坏生态为代价换取经济社会表面快速发展的所谓“工业化”时期,自然灾害频发、全球气候异常变化、生存环境大面积污染、地球物种快速消失、生存环境面临严峻挑战等已经成为对人类社会的现实威胁。

这是大自然的反噬,是人类自己种下的苦果。

当然,人们也试图恢复被破坏了的自然形态,补偿对矿产资源、化石能源、森林植被、珍稀物种等造成的损失。比如大面积的人工造林,通过绿化抑制和改造沙漠等。但这些很难与亿万年自然演进形成的天然生态系统相提并论。

我们可以看到,被人类称之为奇迹的数以百万平方公里计的单一树种的人工林。虽然成活率很高,林木茂盛,但充其量只是木材生产工厂,只能解决作为工业原料的木材稀缺问题。这些“林场”尽管树木种植面积很大,但并未能形成如自然植被的乔木、灌木、草本植被杂生的植物生态系统。因而影响着无法形成微生物、生物、动物、禽类等物种赖以繁衍生存的生态环境。更无法替代植物生态相互依存、相互影响、相互作用、和谐共生的更大的物种生态圈和生物链条。

我们观察到人工植被区域与自然植被区域之间存在着明显的生态差异。

在茂密的原始丛林,无论是在长白山原始森林还是在亚马逊河流域的热带雨林,或者在欧洲平原地区、例如在德国柏林东南方向的原始森林,丛林中参天的巨大乔木、丛茸的灌木丛以及茂密的荆棘杂草共同组成了无比复杂的孪生系统。一类植物的生长以另一类植物的存在为前提;某种树种的繁殖相对集中在某一个区域;不同类别的、甚至同一类别的植物利用自然进化规律争夺自己的生存空间……。这一切,与蜜蜂建造蜂巢、蜘蛛编织蛛网一样精巧;与现存动物世界和人类社会的某些内部结构极其相似。

这其中,包含了人类无法理解的大自然的奥秘,鬼斧神工的造化,以及迄今为止我们望尘莫及的神秘规律。

自然界的生物多样性同样与上述所说密切联系。

人工造林形成的植被很难营造自然环境存在的生物多样性。如鸟类、昆虫、食肉动物、食草动物,以及更多的物种。

目前,全世界已知的动物约有150万种。其中,无脊椎动物包括原生动物、扁形动物、腔肠动物、棘皮动物、节肢动物、软体动物、环节动物、线形动物等八大类,占世界上所有动物的90%以上。昆虫是动物界中无脊椎动物的节肢动物门昆虫纲的动物,是所有生物中种类及数量最多的一群,是世界上最繁盛的动物,已发现100多万种。脊椎动物包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类等五大种类。

生物的多样性对于森林植被的存在非常重要。地球生物的存在是与植物的存在相互作用的。

自然界是如此巧妙:一方面,生物以植物为生存条件和食物来源;另一方面,又成为植物繁衍传播以及养分制造者。另外,还成为植物种类、密度、结构、空间合理平衡和天然竞存的内生调节机制。

许多食草类、杂食类动物会啃食苔藓、杂草、灌木、树苗和嫩芽。有些巨型动物食量很大,一只成年长颈鹿每天要吃掉七十公斤树叶;一头成年大象每天的食物量达到150-200公斤。还有许多动物、昆虫以树叶为食。不仅如此,地球上还存在以小动物和昆虫等为食物的食肉树木。

在自然界中,食草动物啃食树木,是自然循环的必要部分,能帮助森林恢复生机,促进生长,提高树种适应环境的进化能力。不过,为了避免遭到过度啃食,很多树木进化了保护自己的独特手段。非洲有一种树木叫“金合欢”,为了防止被大型食草动物过度啃食,经过长期进化,形成了一种防御措施,一旦发现长颈鹿或大象开始啃食它们的树叶,就会分泌出一种有毒物质“单宁酸”,让树叶暂时不适合食用。更为奇怪的是,它还会向空气中播放气味,传递信息,来提醒附近的同类,免遭蚕食。

金合欢的另一种生存防御手段是与蚂蚁共生。其枝干上球茎样的巨大的刺为蚂蚁军团提供了密集的蚁巢。倘若食草动物啃食树叶,就会侵犯蚁巢,蚂蚁军团则倾巢而出,予以攻击。

自然界中有许多相同或相似的现象。在某种植物或生物富集的地方大多会存在另一种稀缺植物或物种;生物链条上某类物种的灭绝必然迫使其上下游物种重新调整它们的生存方式,以适应环境所需要的进化,典型地说明了物种的依存共生性。

据科学界考证,地球约46亿年的历史上曾发生过五次重大的物种灭绝。约1.14亿-6,500万年前的是恐龙、猛犸象存活的最后一个纪。几乎所有巨型动物连同大量物种突然全部消失。很多学者将其灭绝原因归咎于气候变化。在其后的晚三叠纪、晚奥陶纪等不同地质时代都发生了物种灭绝。而在这样的自然生态变化过程中,一些物种迅速灭绝,而另外一些物种则演进分化,适应自然形态调整改变,重构了新的地球生物圈、新的生物链,以及新的运行秩序。

除非遭到外星球的冲击,否则地球自身的生态系统调节机能绝不会造成极端气候变化。那么,还有一种合理解释,就是地球生物对自然环境的破坏远远超出了地球的承载与自身修复能力,例如巨型生物使得森林大面积消失、或者史前人类乱砍滥伐对环境造成极度破坏,导致突然出现了“裂变”式的气候变化,形成了大多数物种无法存在的数次漫长冰河期。

有科学家质疑史前人类的蒙昧状态和能力能否对自然界造成如此巨大的破坏?史前人类是否具有高度文明?是否已经超越我们如今的科学?

但我们无论是考古发掘、文字记述、还是对于文明的追溯,都仅仅局限于8,000-12,000年的存在。更早的历史是我们无法想象的。如同目前地球上仍存在着无法解释的遗迹一样。对地球所遭遇的几次物种灭绝的研究指出了更早时代存在人类高度文明的可能性,或许恰恰因为人类而不仅仅是巨型动物给地球生态造成的破坏,是极端恶劣气候、突发自然灾害和物种灭绝(包括人类自身)的重要原因。

我们栖身的世界是如此奥妙。物种的诞生、生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。任何物种的生存都不是孤立的,植物、动物、微生物之间存在复杂的相生相克关系。人类为满足自身生存的需要,不断改造环境;而被改造的环境又反过来影响人类。

因此,有科学家说:“无论我们做什么,我们都必须认识到,如今这个时代的物种灭绝是由人类自身超乎寻常的成功造成的……。物种灭绝对世界历史的最后影响可能就是人类自身的毁灭。”【摘自《物种灭绝》,作者:D.布鲁斯•迪克森(D. Bruce Dickson),美国得克萨斯农工大学】

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