基礎(chǔ)生態(tài)學(xué) 10生態(tài)系統(tǒng)一般特征

1、第10章 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的一般特征第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第四節(jié) 自然生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)容提要1課堂討論題第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的一般特征1 生態(tài)系統(tǒng)的概念2 生態(tài)系統(tǒng)的組成成分3 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 4 生態(tài)系統(tǒng)的功能5 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性6 生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能參考文獻(xiàn)思考題21 生態(tài)系統(tǒng)的基本概念生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）的定義:由英國(guó)植物生態(tài)學(xué)家A.G.Tansley(1935)提出指在一定的空間內(nèi)，生物成分和非生物成分通過(guò)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)互相作用、互相依存而構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位，這個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位稱(chēng)生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn):生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)的一個(gè)主要結(jié)

2、構(gòu)和功能單位，屬于經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的最高層次；生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力；能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能；生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目受限于生產(chǎn)者所固定的最大能量和這些能量在流動(dòng)過(guò)程中的巨大損失，因此，營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目通常不超過(guò)56個(gè)；生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)歷一系列發(fā)育階段。32 生態(tài)系統(tǒng)的組成成分無(wú)機(jī)物有機(jī)化合物氣候因素生產(chǎn)者 (producer)消費(fèi)者 (consumer)分解者 (還原者)(decomposer)六大組成成分（四大基本成分）生產(chǎn)者：自養(yǎng)生物，主要是各種綠色植物，也包括藍(lán)綠藻和一些能進(jìn)行光合作用的細(xì)菌。消費(fèi)者：異養(yǎng)生物，主要指以其他生物為食的各種動(dòng)物，包括植食動(dòng)物

3、（一級(jí)） 、肉食動(dòng)物（二四級(jí)） 、雜食動(dòng)物和寄生動(dòng)物等。分解者：異養(yǎng)生物，把復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物，包括細(xì)菌、真菌、放線菌和動(dòng)物等。非生物成分生物成分(生物群落)三大功能群43 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)時(shí)間結(jié)構(gòu)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)食物鏈(C.Elton,1927)食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)概念的意義生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)及能流和物流間的關(guān)系5一個(gè)食物鏈的例子“螳螂捕蟬，黃雀在后”螳螂捕蟬，黃雀在后！哈！哈！植物汁液蟬(初級(jí)消費(fèi)者)螳螂(二級(jí)消費(fèi)者)黃雀(三級(jí)消費(fèi)者)鷹(四級(jí)消費(fèi)者)(頂極食肉動(dòng)物)6食物鏈?zhǔn)澄镦湥╢ood chain）和營(yíng)養(yǎng)級(jí)（trophic level）：食物鏈指生態(tài)系統(tǒng)中不同生物之間在營(yíng)養(yǎng)關(guān)

4、系中形成的一環(huán)套一環(huán)似鏈條式的關(guān)系，即物質(zhì)和能量從植物開(kāi)始，然后一級(jí)一級(jí)地轉(zhuǎn)移到大型食肉動(dòng)物。食物鏈上的每一個(gè)環(huán)節(jié)稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)階層或營(yíng)養(yǎng)級(jí)，指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。食物鏈的類(lèi)型：根據(jù)食物鏈的起點(diǎn)不同，可將其分成兩大類(lèi):牧食食物鏈（grazing food chain）：又稱(chēng)捕食食物鏈，以活的動(dòng)植物為起點(diǎn)的食物鏈，如綠色植物，草食動(dòng)物、各級(jí)食肉動(dòng)物。寄生食物鏈可以看作捕食食物鏈的一種特殊類(lèi)型。腐食食物鏈（detrital food chain）：又稱(chēng)碎屑食物鏈，從死亡的有機(jī)體或腐屑開(kāi)始。7食物網(wǎng)食物網(wǎng) (food web)：生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈很少是單條、孤立出現(xiàn)的，它往往是交叉鏈索

5、，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此即食物網(wǎng)。8食物鏈和食物網(wǎng)概念的意義食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的形象體現(xiàn)。通過(guò)食物鏈和食物網(wǎng)把生物與非生物、生產(chǎn)者與消費(fèi)者、消費(fèi)者與消費(fèi)者連成一個(gè)整體，反映了生態(tài)系統(tǒng)中各生物有機(jī)體之間的營(yíng)養(yǎng)位置和相互關(guān)系；各生物成分間通過(guò)食物網(wǎng)發(fā)生直接和間接的聯(lián)系，保持著生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)物和物質(zhì)循環(huán)正是沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行的。食物鏈和食物網(wǎng)還揭示了環(huán)境中有毒污染物轉(zhuǎn)移、積累的原理和規(guī)律。9 生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)及能流和物流間的關(guān)系生產(chǎn)者(綠色植物)消費(fèi)者(動(dòng)物)還原者(細(xì)菌、真菌)放牧系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)分解系統(tǒng)死有機(jī)物太陽(yáng)輻射能呼吸散失呼吸散失生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)

6、(能量流動(dòng))能流物流環(huán)境(土壤、空氣、水)生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)(物質(zhì)循環(huán))104 生態(tài)系統(tǒng)的功能能量流動(dòng)：生產(chǎn)者 消費(fèi)者 分解者，單向 (在第十章詳述)物質(zhì)循環(huán)：生物 環(huán)境，雙向(在第十一章詳述)信息傳遞：包括營(yíng)養(yǎng)信息、化學(xué)信息、物理信息和行為信息等，構(gòu)成信息網(wǎng)。11生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)的信息特征生態(tài)系統(tǒng)信息流動(dòng)的過(guò)程和環(huán)節(jié)信息化的生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的信息處理系統(tǒng)125 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（stability）(生態(tài)平衡):生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)發(fā)育和調(diào)節(jié)達(dá)到一種穩(wěn)定的狀態(tài)，表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)上、功能上、能量輸入和輸出上的穩(wěn)定，當(dāng)受到外來(lái)干擾時(shí)，平衡將受到破壞，但只要這種干擾沒(méi)有超過(guò)一定限度，生

7、態(tài)系統(tǒng)仍能通過(guò)自我調(diào)節(jié)恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性包括了兩個(gè)方面的含義 :一方面是系統(tǒng)保持現(xiàn)行狀態(tài)的能力 ,即抗干擾的能力（抵抗力resistance）;另一方面是系統(tǒng)受擾動(dòng)后回歸該狀態(tài)的傾向 ,即受擾后的恢復(fù)能力（恢復(fù)力resilience）。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性機(jī)制：生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)的能力，維持自身的穩(wěn)定性，自然生態(tài)系統(tǒng)可以看成是一個(gè)控制論系統(tǒng)，因此，負(fù)反饋（negative feedback）調(diào)節(jié)在維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面具有重要的作用。13生態(tài)系統(tǒng)中的反饋（正反饋（左）和負(fù)反饋（右）狼狼兔兔植物植物狼餓死狼吃飽吃了較多兔子吃了較少兔子兔吃飽兔餓死吃了較少的草吃了大量的草污染 魚(yú)死亡污染

8、 魚(yú)死亡 魚(yú)死亡 污染 146 生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(ecosystem service)：由自然系統(tǒng)的生境、物種、生物學(xué)狀態(tài)、性質(zhì)和生態(tài)過(guò)程所生產(chǎn)的物質(zhì)及其所維持的良好生活環(huán)境對(duì)人類(lèi)的服務(wù)性能稱(chēng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要內(nèi)涵：生物生產(chǎn)生物多樣性的維護(hù)傳粉、傳播種子生物防治環(huán)境凈化土壤形成及其改良減緩干旱和洪澇災(zāi)害調(diào)節(jié)氣候休閑、娛樂(lè)文化、藝術(shù)素養(yǎng)生態(tài)美的感受15第一節(jié) 參考文獻(xiàn)劉增文，李雅素。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究的歷史與現(xiàn)狀。生態(tài)學(xué)雜志，1997，16（2）：5861。孫剛 ,盛連喜 ,周道瑋 ,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其保護(hù)策略 ,應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) ,1999，10（3）。歐陽(yáng)志云，王如松，

9、趙景柱。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià)。應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，1999，10（5）：635640。辛琨，肖篤寧。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究簡(jiǎn)述。中國(guó)人口資源與環(huán)境， 2000，10（3）：2022。蔡曉明。生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。北京：科學(xué)出版社，2000，3955。16第一節(jié) 思考題名詞解釋生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）食物鏈（food chain）食物網(wǎng)（food web）碎屑食物鏈（detrital food chain）捕食食物鏈（grazing food chain）營(yíng)養(yǎng)級(jí)（ trophic level ）寄生食物鏈（parasitic chain）營(yíng)養(yǎng)物種（tropic species）*生態(tài)危機(jī)生態(tài)赤字17第一節(jié) 思考題問(wèn)答題從負(fù)反饋機(jī)制入手，談?wù)勆鷳B(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能。試就生態(tài)系統(tǒng)中反饋機(jī)制的形成和意義談?wù)勀愕目捶?。舉例說(shuō)明什么是食物鏈，有哪些類(lèi)型？各類(lèi)型有何異同？生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，其結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，物種數(shù)目越多，自我調(diào)節(jié)