微生物對生態係統的影響

 

生態係統是由各類生物共同組成的生物群落（bioflora）或生物係統（living things’system）與環境係統構成的具有一定結構和功能的一個不斷更新和變化的開放係統。這個係統需要不斷從外界獲取物質和能量，經生理代謝過程又向環境放出物質和能量，處於相對的動態平衡之中。這個過程與具體的時間和空間相關聯，並能在一定程度和範圍內進行自我調節和控製。

　　生態係統中主要的功能單位是種群（population），它在生態係統中的能流和物質循環中起著特殊的作用。但是，隻有在生態係統中各組分（如土壤、水分、營養物質、生產者、消費者和分解者等）保持有序的結構，才能實現能量和物質流動。係統中所發生的各種過程，在時間上有先後或重疊，在空間上也各占其位，這些過程的發生範圍和規模可以是局部，也可以是某個區域，還可以是全球性的。這種時空分布的差別，構成了生態係統的特征，這就是組織性、包容性和等級序位（如細胞水平、組織水平、個體水平、種群水平、區域水平等）。

　　生態係統中各組分之間及其與環境之間不斷進行著的物質、能量和信息的交換，通常以“流”（Current）的形式（物質流、能量流、信息流）來定量表述強度。這種交換維係了係統與環境、係統內部各組分之間的關係，形成了一個動態的、可以實行反饋調控和相對獨立的體係。係統中的任一組分隻要其狀態發生了變化，定可通過“流”的相應改變（路徑、方向、強度和速率等），去影響其它組分，最終將波及整個係統，這種變化如果超出了生態係統本身的調節能力範圍，將造成生態係統平衡的失調，甚至造成整個係統功能的喪失。例如現在頻繁發生的“赤潮”和“水華”（redtide and waterfloom）兩種現象，就是生態係統平衡失調而引起的結果。

　　赤潮是海洋水體裏的顯微藻類，主要是裸甲球藻或其它藻類在短時間內大量繁殖的結果。引起赤潮的藻類繁殖到一定的密度時往往使一塊一塊的海水出現異常的顏色，由於通常為紅色，所以稱為“赤潮”。近幾年在我國海域越來越頻繁發生的赤潮現象，已引起了人們的高度關注和警惕，人們有談“赤潮”（redtide）色變的感覺。赤潮對於海洋生態及漁業都構成了極大的危害。由於裸甲球藻等顯微藻類繁殖極快，搶奪了其它海洋生物的營養源，並且它能產生毒素，其它海洋生物吞食這些藻類後容易死亡，所以赤潮發作時往往造成魚蝦等海產的大量損失。

　　在近代工業革命之前，偶爾也有關於赤潮的記錄，因此古人認為赤潮是一種自然發生的、非正常的海洋現象。但是近幾年來在我國海域赤潮的發生頻率如此之高，說是一種自然現象就解釋不通了。海洋學家的研究結果表明，近期頻繁發生的赤潮現象，與人類活動密切相關，特別是工農業廢棄物的大量入海，尤其是氮、磷高含量的汙水的入海，造成海水中營養物質的大量增加（科學上稱為富營養化），正是赤潮頻發的主要因素。據報道，近年來排入大海的氮、磷以每年50-200%的速度增長。因此，赤潮現象的頻繁發生，我們人類有著不可推卸的責任。

赤潮一般多發於海灣等近海地帶。很少見於深海及江河的入海口。現在沒有能準確預報赤潮的發生時間及地點的方法，在溫度、鹽度及風力適宜的情況下就會發生赤潮。到目前為止也沒有一種能夠阻止赤潮發生及擴張的有效的手段。現在科學家們正在深入了解赤潮的成因及分析引起赤潮的這些藻類，並希望以此找到控製赤潮的方法。

與赤潮類似，在內陸湖泊中由於藍藻等藻類的突然增殖和過量生長而出現水華（waterfloom）現象。這些藍藻也會產生毒素，危害其它湖泊生物的安全，它的危害同樣不可低估。　　水華的現象是世界範圍內的，它的起因與赤潮一樣，主要也是由於水體富營養化引起的。如雲南昆明市內的著名風景點滇池，在80年代以前，池水清澈，水體的氮、磷等標示富營養化的指標很低，根本就沒有發生過水華。但是進入20世紀90年代以後，由於滇池周圍工業生產區域的不斷擴充，每年從這些工廠中排入的汙水不斷增加，使得滇池水體的氮、磷含量、富營養化程度也不斷提高。因而不僅發生了水華，而且每年發生的次數越來越多。這使得以前盛產的水產品逐年減少，蝦和高價值的魚類已經滅絕，隻剩下了少數幾種劣質魚類，今天，滇池幾乎成了臭水塘。這種令人惋惜的狀況已引起了雲南和全國人民的高度重視，各級政府和各界人士已著手治理。我們期待在經過艱苦的努力之後，滇池會重新清澈美麗。