由于人们不断地从地层中把大量化石燃料开采出来进行燃烧，使大气中二氧化碳有了显著增加。据统计，五十年代十年内（燃烧化石燃料）排出CO2的碳量，全世界估计约为2.5×109吨，如果二氧化碳是均匀分布并不被取走，就会使大气中二氧化碳每年增加 2.39 ppm。近一世纪，大气中二氧化碳已由 290 ppm增加到 320 ppm，其中 1/5是在最近 10年内增加的，如不采取有效措施，这种增加还会继续下去。
对二氧化碳浓度的增加，可能带来的后果，出现了两种看法：一是Manabe及Strickler等人，认为二氧化碳能吸收地面辐射的红外线，形成“温室效应”，可使气温升高。大气中二氧化碳增加10％，气温将升高0.3℃。据Revelle估计，由于气温的升高，经过400年，极地的冰雪将全部融化，海水将上升400英尺，西欧大陆将沦为海底。相反，Lovelock等人则认为大气中二氧化碳浓度的增加，会增加大气的混浊度，太阳的辐射能会部分地被反射回去，反射量增加1％，地面平均气温将下降1.7℃。大气中的混浊度如以现在的速度，每十年增加30％，几十年后，北半球的平均温度可能降低到接近冰期的程度。这两种观点虽然都只考虑了问题的一个方面，都具有一定的片面性，但是，大气中二氧化碳浓度的增加，肯定会对生态平衡带来一定的影响，对这一问题还应全面、深入地进行研究。
3）氮循环 氮存在于生物体、大气和矿物质中。在大气中氮占 79％，但氮是一种惰性气体，不能直接被大多数生物利用。大气中的氮进入生物有机体主要有四种途径：一是生物固氮，豆科植物和其他少数高等植物能通过根瘤菌固定大气中的氮，供给植物吸收利用。某些固氮蓝绿藻和固氮细菌也可以固定大气中的氮，使氮进入有机界；第二个途径是工业固氮，是人为的通过工业手段，将大气中的氮合成氨或氨盐，即合成氮肥，供植物利用；第三个途径是岩浆固氮，火山爆发时，喷出的岩浆，可以固定一部分氮；第四个途径是大气固氮，雷雨天气发生的闪电现象，通过电离作用，可使大气中的氮氧化成硝酸盐，经雨水淋洗带进土壤。土壤中的氨或氨盐，经硝化细菌的硝化作用，形成亚硝酸盐或硝酸盐，被植物吸收，在植物体内再与复杂的含碳分子结合，形成各种氨基酸，由氨基酸构成蛋白质。所以，氮是生物体内蛋白质、核酸等的主要成分。动物直接或间接以植物为食，从植物中摄取蛋白质，做为自己蛋白质组成的来源。动物在新陈代谢过程中，将一部分蛋白质分解，生成氨、尿素、尿酸等，排入土壤。植物和动物的尸体在土壤微生物的作用下，分解成氨、二氧化碳和水，这些氨也进入土壤。土壤中的氨形成硝酸盐，一部分为植物利用，另一部分在反硝化细菌的作用下，分解成游离氮，进入大气，完成了氮的循环（图2-7）。
在整个氮循环中，生物固定的氮每年为 54×106吨，大气固定的氮每年为 7.6×106吨，岩浆源加入的氮每年为0.2×106吨，工业固定的氨每年为 30×106吨，合计为 98.1×106吨。被固定的氮，经反硝化作用生成游离氮又返回大气中去的，陆地氮每年有43×106吨，海洋氮每年有40×106吨，沉积的氮每年有 2×106吨，合计为 85×106吨。每年固定的氮比返回大气的氮多680万吨。这680万吨的氮分布在土壤、地下水、河流、湖泊和海洋中。目前，世界各地水体中出现的富营养化现象，是否与此有关，是一个值得研究的问题。固氮作用长期超过反硝化作用，其后果如何也是值得重视的。
3．生态系统中的信息联系
在生态系统的各组成部分之间及各组成部分的内部，存在着各种形式的信息，以这些信息把生态系统联系成为一个统一的整体。生态系统中的信息形式主要有营养信息、化学信息、物理信息和行为信息。
1）营养信息 通过营养交换的形式，把信息从一个种群传递给另一个种群，或从一个个体传递给另一个个体，即为营养信息。食物链（网）即是一个营养信息系统。以草本植物、鹌鹑、鼠和猫头鹰组成的食物链为例，可表示为：当鹌鹑数量较多时，猫头鹰大量捕食鹌鹑，鼠类很少被害；当鹌鹑较少时，猫头鹰转而大量捕食鼠类。这样，通过猫头鹰对鼠类捕食的轻重，向鼠类传递了鹌鹑多度的信息。
2）化学信息生物在某些特定条件下，或某个生长发育阶段，分泌出某些特殊的化学物质，这些分泌物对生物不是提供营养，而是在生物的个体或种群之间起着某种信息的传递作用，即构成了化学信息。
蚂蚁可以通过自己的分泌物留下化学痕迹，以便后者跟随。猫、狗等可通过排尿标记自己的行踪及活动区域。
化学信息对集群活动的整体性和集群整体性的维持具有极重要的作用。
3）物理信息鸟鸣、兽吼、颜色和光等构成了生态系统的物理信息。鸟鸣、兽吼可以传达惊慌、安全、哃吓、警告、嫌恶、有无食物和要求配偶等各种信息。大雁迁飞时，中途停歇，总会留有一名哨兵担任警戒，一旦哨兵发现敌情，即会发出一种特殊的鸣声，向同伴们传达出敌袭的信息，雁群即立刻起飞。昆虫可以根据花的颜色判断食物——花蜜的有无。鱼在水中长期适应于把光作为食物的信息。
4）行为信息 有些动物可以通过自己的各种行为格式向同伴们发出识别、威吓、求偶和挑战等信息。燕子在求偶时，雄燕会围绕着雌燕在空中做出特殊的飞行格式。丹顶鹤在求偶时，雌雄双双起舞。
尽管现代的科学水平对这些自然界的“对话”之谜尚未完全解开，但这些信息对种群和生态系统调节的重要意义，是完全可以肯定的。
本文标题：生态学研究的基本内容(4)
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