插圖: Sabine Deviche
翻譯: Tin Hang (Henry) Hung
甚麼是生態系統?
我們會在新聞和學校聽到「生態系統」這個詞,但到底甚麼是生態系統?首先,讓我們快快地看一看這個詞Ecosystem(生態系統),了解這個詞本身的含義。 「Eco」(生態)源自古希臘文和拉丁文,意思是「房子」。所以「Eco」意味著就像所有的部件共存在同一個房子裡。你可能在很多地方聽到過「System」(系統)這個詞,它的意思是「相互作用的部分」。 所以「System」告訴我們,這些部件不僅僅像在一個房子裡一起存在,這些部件還會相互影響。
回想一下你上一次在戶外的時光。或許你剛踏出了你的家或者學校。你看見了甚麼?你可能會看到一些生物,像是草和人。你也可能記得你看到了一些非生物,像是混凝土、土壤、水坑或雪堆等。生態系統正正包含了你看到了的所有部分:土壤、水、昆蟲、岩石、鳥類、樹木、人……甚至還有一些你肉眼看不到的東西,包括了細菌和真菌等微生物,或者存在於水、土壤和空氣中的營養和食物分子。
「生態系統」與另一個詞「生境」(或「棲息地」)經常被人混淆。「生境」泛指特定生物生存所需要的條件。例如,鯨魚需要飲用鹹水和進食魚類,地鼠進食植物和需要土壤來挖洞,巨型紅杉(一種樹)需要大量的水和土壤裡的養分。生態系統包含的不僅僅是特定生物所需的生存條件。它還包括了其他生物和非生物部分,還有兩者之間的相互作用。
生態系統在哪裡?
現在你知道生態系統是甚麼了,你或許很有信心自己知道在哪裡能找到它。但如果我告訴你,原來有這麼多可以找到生態系統的地方,你可能還是會感到驚訝。你知道你的嘴巴已經擁有一個生態系統嗎?沒錯,早上起床時試試用舌頭刮一下牙齒。注意到有粘秥的一層嗎?這一層已經是一個發展中的生態系統的一部分。你的嘴裡有許多類型的微生物,包括了細菌、真菌和原生動物。這些生物可以從你吃的食物中獲得所需的食物和營養。你放進口中的食物種類令到某些生物比其他生物生長得更好。微生物就依附著你的牙齒生長和繁殖,但它們也能產生酸,改變了你的牙齒結構(令你蛀牙!)。
你刷完牙之後,動身前往學校或工作,你會發現自己處於另一個生態系統中,這可能是一個小鎮或一個城市。或者你也許是住在森林或農場中。事實上,因為你與生態系統的其他部分有互動,所以你也算是生態系統的一部分。你會吃其他生物,而你產生的廢料又可能被其他生物用來生長。空氣和水也在你的生態系統中,當你呼吸空氣和喝水時,你也會改變了空氣和水的成分。生態系統並不按規模來定義,所以它們可以是任何大小。如果你環顧四周,你會看到許多生態系統。池塘、湖泊、珊瑚礁、溪流或整個海洋也只是其中幾個例子。現在你明白生態系統的定義並不考慮它的大小了。
生態系統是如何運作的?
現在我們知道了生態系統就在我們身邊,讓我們試著弄清楚生態系統究竟是如何運作的。我們知道因為生態系統由許多相互作用的非生物和生物部分組成,所以這些相互作用就是生態系統運作的關鍵。首先,生態系統需要能量來工作。就像你正在用來閱讀這篇文章的電腦,生態系統也一樣,它沒有能量就無法運作。在許多生態系統中,首先進入生態系統的能量來自太陽。你可能聽過太陽能電力。那麼,許多生態系統也可算是太陽能供電。植物和某些細菌可以捕獲陽光中的能量,並將其儲存在組織中。它們利用能量來生長和繁殖。
植物捕獲得的能量不會永遠留在植物體內。植物是消費者 (consumer) 的食物,所以植物組織中的能量會傳遞給吃了植物的生物。捕食者又通過吃消費者來獲取能量。死亡了的植物和動物又是細菌和真菌等微生物的食物。你可能知道,這些餵養關係形成了食物網。食物網可以讓能量於生態系統中傳遞,並為許多生物(包括人)的活動提供動力。
如果你曾服用過維生素、被勸說要吃蔬菜、或者喝一杯能量飲料,那麼你肯定清楚食物不僅僅只有能量。除了能量之外,生物還從食物中獲得必需的營養,例如氮和磷。營養於生態系統中非生物和生物部分循環,並通過食物網中的生物傳遞。營養物質也可能轉化成不同形式、在水中或風中的生態系統移動、或者可能完全離開生態系統。快快跟著下圖的鮭魚,看看營養離開了生態系統後會發生些甚麼。
你可能曾經聽說過生態系統很脆弱,它們只要外部小小的影響就會發生變動。生態系統總是在變化,所以生態系統很少會保持很長時間不變。但是生態系統怎麼也算不上脆弱。有時生態系統的變化是緩慢而漸進的,就像森林中一群幼苗慢慢變到成熟的老樹一樣。但有時候卻會突然發生變化。火災、洪水或火山噴發可以迅速移除生態系統中大部分的生物,甚至還會改變了當中的非生物部分。
通常情況下,生態系統可以從這些重大變化中恢復過來,回到突發事件之前的狀態。我們用「恢復力」這個詞來描述從特定條件下變化中回復原狀的能力。然而,有些生態系統的變化如此之大,生態系統無法復原。例如氣候暖化和農業使用的肥料,改變生態系統之大,生態系統通常無法復原。
其他圖片來自維基媒體。人體口腔圖片來自 Ανώνυμος Βικιπαιδιστής。
書目細節:
- 文章: 我在生態系統裡當小密探
- 作者: Dr. Biology
- 出版者: Arizona State University School of Life Sciences Ask A Biologist
- 網站名稱: ASU - Ask A Biologist
- 發布日期: 21 Mar, 2018
- 訪問日期:
- 鏈接: https://askabiologist.asu.edu/%E6%88%91%E5%9C%A8%E7%94%9F%E6%85%8B%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A3%A1%E7%95%B6%E5%B0%8F%E5%AF%86%E6%8E%A2
APA Style
Dr. Biology. (Wed, 03/21/2018 - 20:26). 我在生態系統裡當小密探. ASU - Ask A Biologist. Retrieved from https://askabiologist.asu.edu/%E6%88%91%E5%9C%A8%E7%94%9F%E6%85%8B%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A3%A1%E7%95%B6%E5%B0%8F%E5%AF%86%E6%8E%A2
Chicago Manual of Style
Dr. Biology. "我在生態系統裡當小密探". ASU - Ask A Biologist. 21 Mar 2018. https://askabiologist.asu.edu/%E6%88%91%E5%9C%A8%E7%94%9F%E6%85%8B%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A3%A1%E7%95%B6%E5%B0%8F%E5%AF%86%E6%8E%A2
MLA 2017 Style
Dr. Biology. "我在生態系統裡當小密探". ASU - Ask A Biologist. 21 Mar 2018. ASU - Ask A Biologist, Web. https://askabiologist.asu.edu/%E6%88%91%E5%9C%A8%E7%94%9F%E6%85%8B%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A3%A1%E7%95%B6%E5%B0%8F%E5%AF%86%E6%8E%A2
I Spy an Ecosystem
Be Part of
Ask A Biologist
By volunteering, or simply sending us feedback on the site. Scientists, teachers, writers, illustrators, and translators are all important to the program. If you are interested in helping with the website we have a Volunteers page to get the process started.