生态学这个科学术语,是19世纪后期开始出现的。它来源于希腊语中的OIKOS,其本义是家园或居住地,用以说明生物与其居住地的关系。到了20世纪30年代,正式建立起生态学说,即生物群落与其生活环境是密不可分的,任何一种生物与生活环境进行能量和物质交换,才能维持其生存和发展。这种生物与环境相互依存、相互制约的关系,被称作生态系统。
生态系统是与生命相联系在一起的,凡是有生命的地方,都会有生态体系的存在。这里所说的生命,包括有植物、动物、微生物以及人类。因此,生态系统的范围十分广大。地球表面有陆地和海洋之别,故而生态可以分为陆地和海洋两大系统。其中陆地生态系统与人类的关系最为密切,因为人类自出现以来就居住在陆地上。
陆地生态按生物的种类和地域,又区分为许多不同等级的生态系统,如森林生态、疏林生态、灌木生态、草地生态、荒漠生态;每个生态系统之下,又可以细分为许多生态系统,如森林生态系统按气候带可以分为寒带针叶林、温带阔叶林、热带雨林等不同的生态系统。在同一地区常常有许多不同种类的生物(如森林、灌木、草本植物)共生在一起,它们相互制约、相互影响,其中森林生态系统往往处于主体地位,这是因为森林具有许多重要的生态功能。
大气降雨除具备水蒸汽这个基本条件以外,还与地表植被状态有密切的关系。地表粗糙度高的地方,对太阳能的反射率即低,容易引起成云降雨。森林是影响地表粗糙度和反射率的主要因素,森林多的地方,地表粗糙度高,反射率低。因此,森林多的地方多降雨,森林少的地方少降雨,没有森林的地方很难成云降雨。在进入历史时期以来,地表降雨量在不断减少,常常出现干旱,其中一个重要的原因,是森林大量被人类砍伐破坏的结果。森林具有良好的蓄水作用,森林树木的根系和落地的枝叶,可以阻止大气降雨的流失,使雨水渗入地下贮存起来,转化为地下水,最后以泉水的形式流出来,成为江河之源,或者积聚为湖泊沼泽。据测定,3333公顷森林的蓄水能力,相当于100万立方米的水库容量。因此,森林被称作“绿色水库”。
水是生命之源,任何生物、特别是高等生物,只有在水分充足的地方才能茁壮地生长。由于森林能够影响成云降雨和积蓄水分,因此,森林内部和森林的边缘变得湿润凉爽,这种环境极利于灌木和草本植物的生长。在大森林中常常伴有灌木、蒿草的生长,形成乔木、灌木、蒿草并生、繁荣的景象,从而提高了生物量。森林庇护了灌木、蒿草的生长,而灌木、蒿草的丛生,又加强了森林影响大气降雨和贮存雨水的能力,使森林生态系统不断地向良性方面发展,它们之间互不排斥,形成了相互依存的局面。如果森林遭到砍伐破坏,原先林木的灌木和蒿草,往往会不断地走向衰落。
野生动物是一个独立的生态系统,它主要生活在森林中。野生动物多以树叶、果实、草本植物为食,称作食草动物。另一类以食草动物为食的动物,称作食肉动物。没有食草动物,就不会有食肉动物,因此,归根结底食肉动物的食物,也是来源于森林中。森林是野生动物的主要栖息地,是野生动物的家园。微生物也是独立的生态系统,微生物(细菌、霉菌、单细胞的藻类等等) 的生命力很强,多喜湿,阴暗潮湿的森林,特别有利于微生物的生存和繁殖。因此,在森林中微生物的种类和数量特别多。在森林中各类野生的动物、植物和微生物占有的种类和数量最多,生物的多样性在森林中最为明显和典型,森林是陆地上最主要的生物基因库。
土壤是动物、植物、微生物赖以生存的重要条件,特别是植物扎根于土壤之中,吸收土壤中的水分和养料,没有土壤植物就失去了生存的条件。土壤与生土不同,它具有孔隙和有机质,有机质主要来源于森林树木。树木落地的枝叶和林下的灌草枯萎腐烂以后,成为腐殖质。腐殖质浸入地表土以后,即改变了生土的结构和化学成分,将生土变成了土壤。天然形成的土壤,可能在第三纪就已存在,它与乔木的大量出现和温度的回升有直接的关系。人类很早就发现,生长森林的地方土壤特别肥沃,适于农业耕种,于是砍伐森林开垦耕地。当土壤肥力减弱以后,便弃而不耕,去开垦新的林区。这是古代森林不断减少的原因。
迄今为止,人类的食物主要来自农作物,粮食、蔬菜在食物结构中占有主要地位。这样,农田成为人类食物的主要来源。农田是在人类影响下产生的生态系统,森林具有保护农田的作用。田边或田间的森林的蓄水功能,可以滋润农田,提高农田的墒情,利于农作物的播种和生长。森林中栖息的飞禽,可以捕食田鼠,减少病虫害。在林间栖息的昆虫(蜂、蝶),有利于传播农作物的花粉。高大的森林树木,可以防风固沙,减少风沙之害,避免农作物的倒伏,保证农作物的正常生长。在多风沙的干旱和半干旱地区,森林对农田的保护作用特别重要。在农民中流传有“要想富、多种树”的民谚,清楚地反映了森林保护农田的生态作用。
水,是自然灾害,给人类造成了巨大的损失。水、旱灾害的发生,与森林的破坏有直接的关系。森林影响降雨、森林的蓄水作用,都可以减少干旱,防止水土流失,避免洪水。历史上黄河的水患,1998年长江的大洪水,都是河流沿岸森林遭到破坏的结果。自20世纪以来干旱的加剧,是大气中二氧化碳迅速增多,引起“温室效应”的结果;大气中二氧化碳的增多,则是大量砍伐森林,焚烧林木和煤炭(煤田是由树木演变而来)所引起的。
森林是人类诞生的摇篮,人类长期居住在森林中,以山野果、野生动物为食。人类在走出森林以后,则不断地砍伐森林、破坏森林,其结果是导致生态环境不断恶化,引发了许多自然灾害,威胁了人类社会,留下了极其深刻的教训。人类必须迷途知返,深刻地反省过去的过错,必须明白人类永远离不开森林,保护森林便是保护人类的家园。我们的先人只知道森林可以提供木材,却不了解森林的巨大生态功能,这是由于历史条件的限制,科学技术落后的结果。因此,我们不能苛求古人。在科学技术高度发达的今天,森林的生态功能,早已被科学家所研究清楚了。我们不仅要看到森林的经济价值,还要看到森林的生态价值,努力保护森林,建设森林。森林的保护与建设,不是一朝一夕的事情,十年树木,百年树人,只有世世代代不断地坚持下去,才能看见成效,出现青山绿水的大好局面。这不只是林业部门的工作,而是全社会的共同责任,每一个公民都应当为绿化祖国的大地,作出积极的贡献。
(来源:国家林业局)