我在生態系統裡當小密探
作者: Tamara Harms
插圖: Sabine Deviche
翻譯: Tin Hang (Henry) Hung

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分解者 (Decomposers): 以分解動植物屍體和遺物作為食物的生物。

尺寸 (Scale): 用於描述不同物體之間的大小差異,或物體的大小。

恢復力 (Resilience): 指系統在突然變化後恢復到之前狀態的能力。

滲濾 (Percolate): 透過多孔材料或帶小孔的物料(過濾器)緩慢過濾液體或氣體的過程。咖啡便是於過濾器中咖啡豆滲濾出水而成的。

生物的 (Biotic): 有生命的物體。

非生物的 (Abiotic): 無生命的物體

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。

ecosystem types

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。

ecosystem movement

生態系統包括了你可以看到的東西,例如水、土壤和植被。它們還包括了我們眼睛看不見的東西,例如生活在地下的生物和微生物,這些微生物太小而無法用肉眼看到。生態系統不僅包括了生物和非生物,還包括了它們之間的相互作用。在這個森林生態系統中,降雨(以藍色箭頭表示)可能被植物吸收,又或者可能滲濾了土壤並成為地下水。陽光(以黃色顯示)為植物提供了能量。這種能量可以傳遞給吃植物的動物(如綠色箭頭所示),例如這個森林中的鹿。植物中的能量也可能傳遞給分解者(棕色箭頭),就如蚯蚓和細菌,它們生活在植物遺體上或土壤中。分解者能分解死物並釋出營養,附著於植物根部的微生物可以幫助植物捕捉這些營養。(照片來源:Paula Flynn, Iowa State University Extension)

 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。

Salmon illustration

現在你知道生態系統是甚麼了,只是,   生態系統之間是如何聯繫的呢

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。

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Bibliographic details:

  • Article: 我在生態系統裡當小密探
  • Author(s): Dr. Biology
  • Publisher: Arizona State University School of Life Sciences Ask A Biologist
  • Site name: ASU - Ask A Biologist
  • Date published: March 21, 2018
  • Date accessed: September 21, 2018
  • Link: 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

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American Psychological Association. For more info, see http://owl.english.purdue.edu/owl/resource/560/10/

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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. 21 Sep 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

Modern Language Association, 7th Ed. For more info, see http://owl.english.purdue.edu/owl/resource/747/08/
的嘴巴
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