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生態系統的信息流動——生態系統的信息特點

發布時間:2021/9/23,瀏覽人次:3324

生態系統的信息特點



   生態系統信息具有的主要特點是:

1.生態系統信息量與日俱增

   現在處于信息科學極速發展的時代,隨著各種生物,包括人、植物、動物和微生物的基因組計劃和各種類型生態系統研究計劃的進行,與之相關的生態系統各種結構與功能的信息將逐步搞清,人類基因組所蘊含的10萬基因,已基本被確定。目前已有上百種生物學、生態學數據庫(date base),各國正紛紛投入巨資進行研究和開發。

2.生態系統信息的多樣性

   生態系統中生物的種類成千上萬,它們所包含的信息量非常龐雜。信息來自植物、動物、微生物和人等不同類群的生物。鳥兒歌聲婉轉動人,蟈蟈是出類拔萃的歌手,犬吠、狼嗥、猿啼都是動物發出的種種信息。此外,亦有非生物信息。有包含了物理的、化學和生物的不同性質的信息;有液相、氣相和固相三種不同狀態的信息;動物的信息常可分為若干“信息群”。在同類中傳遞重要信息,如哪里會有食物;遇到危險發出緊急警報;尋求配偶發出信息;鳥類在林中長歌短唱,往往包括許多不同信息。

3.信息通訊的復雜性

   生態系統中生物以不同方式進行信息通訊。有的從外形相貌上顯示其引誘或趨避作用;有的內部生理、生化方面蘊含著抑制、毒殺作用;有的從行為方面進行通訊聯系等。信息通訊距離有遠有近;有的近在咫尺,有的遠至數百公里、數萬公里以上。信道除空氣、水域、土壤等自然因素外,還有人工的聯系通道等等。

4.信息種類多,物種信息儲存量大

   生態系統信息種類多,有生命物質信息和非生命物質信息;有宏觀的亦有微觀的。當前,對基因和蛋白質結構和功能方面存有大量的信息數據。

   物種的信息儲存量很大。人們發現,每種微生物、動物和植物遺傳密碼中都有大約100萬到100億比特的信息,都是在幾千年或幾百萬年進化過程中而存留下來的(Wilson 1990)。

5.大量信息有待開發

   生態系統信息研究尚處于積累階段,生態系統信息化的研究尚處于初級階段。信息資料分散,相互獨立,缺乏聯系,并且研究方法陳舊。面對堆積如山的信息,研究力度和速度與之相差甚遠。這種工作尚形不成規模,很難找出規律。

   積極普及、提高計算機技術,特別是網絡技術,要把許多分散的系統內的生物信息逐步地收集起來。把各個生態系統定位研究站、實驗室和研究機構組織起來,形成一個整體,不斷地獲取信息,豐富生態系統的信息數據庫、圖像數據庫(image database)。

   當前,保護生物多樣性已成為全人類面臨的一項緊迫任務。但對于某個物種的絕滅究竟會給生態系統、給人類造成多大影響和損害就知道得不具體、不完整。所以,就要盡快充實生態系統中有關物種多樣性的信息和數據。

   最近,人們懷著極大的興趣探討關鍵種和冗余種問題。對物種多樣性基礎信息和知識的深化,關鍵種的確立,無疑將導致對生態系統功能過程更全面的理解。加強研究不同物種對生態系統功能影響的生態學基礎數據,將有助于人類更好地保護生物多樣性。

   生物信息學(bioinformatics)是1993年出現的新概念。而信息生態學則出現得更早(張新時 1990)。這些新學科都強調了計算機等高新技術在生態信息獲取、儲存、傳遞、處理、分析、模擬、再生、檢驗等方面的應用。生態系統信息的多樣性、復雜性等特點也必須在現代高新技術手段條件下才能得到充分的開發與顯示。信息科學技術的數字化、圖像化、網絡化、模式化和優化等大大地增進了對生態系統的預見性、可控性和規律性的了解。


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——摘自科學出版社·蔡曉明編著·《生態系統生態學》·第二篇 生態系統功能·第十章 第三節

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