環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件

第四章生態(tài)系統(tǒng)第四章生態(tài)系統(tǒng)第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)英國生物學(xué)家A.G.Tansley首先提出美國動物學(xué)家L.Lindeman繼承和發(fā)展目前已成為大家普遍接受的理論。一、生態(tài)系統(tǒng)的基本概念第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)英國生物學(xué)家A.G.TanslA.G.Tansley“生態(tài)系統(tǒng)的基本概念是物理學(xué)上使用的‘系統(tǒng)’整體，這個系統(tǒng)不僅包括有機復(fù)合體，而且也包括形成環(huán)境的整個物理因子復(fù)合體”。A.G.Tansley“生態(tài)系統(tǒng)的基本概念是物理學(xué)上使用的生態(tài)系統(tǒng)：在一定的時間和空間內(nèi)，生物的和非生物的成分之間，通過不斷的物質(zhì)循環(huán)和能量流動而互相作用，互相依存的統(tǒng)一整體，構(gòu)成一個生態(tài)學(xué)的功能單位。生態(tài)系統(tǒng)：在一定的時間和空間內(nèi)，生物的和非生物的成分之間，通二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分四個主要成分：非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費者和還原者。二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分四個主要成分：非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費⒈非生物環(huán)境⑴氣候因子，如太陽光輻射、溫度以及其它物理因素；⑵無機物質(zhì)，如碳、氮、水、氧、二氧化碳及礦物鹽類等；⑶有機物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、碳氫化合物、脂類及腐殖質(zhì)等。非生物環(huán)境包括：⒈非生物環(huán)境⑴氣候因子，如太陽光輻射、溫度以及其它物理因素⒉生產(chǎn)者主要是綠色植物，能利用簡單的物質(zhì)制造食物的自養(yǎng)生物，也包括一些光合細菌。它們在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是進行初級生產(chǎn)，即光合作用。⒉生產(chǎn)者主要是綠色植物，能利用簡單的物質(zhì)制造食物的自養(yǎng)生⒊消費者屬于異養(yǎng)生物,由動物組成。它們以其它生物或有機質(zhì)為食料，自己不能生產(chǎn)食物，只能利用植物所制造的有機物質(zhì)，直接或間接從植物食物得到能量。⒊消費者屬于異養(yǎng)生物,由動物組成。1）草食動物（第Ⅰ級消費者）直接以植物為營養(yǎng)的動物，如馬、牛、羊、大象、線蟲、嚙齒類動物等。根據(jù)食譜可分為如下幾個類型：1）草食動物（第Ⅰ級消費者）直接以植物為營養(yǎng)的動物，如馬、第一級肉食動物（第Ⅱ級消費者），以草食動物為食，如某些鳥類、蜘蛛、蛙、肉食昆蟲、蝙蝠等。第二級肉食動物（第Ⅲ級消費者），以第一級肉食動物為食，如狐、狼、蛇等。第三級肉食動物（第Ⅳ級消費者），以第二級肉食動物為食，又稱為“頂部肉食動物”，如獅、虎、豹、鷹鷲等兇禽猛獸。2）

肉食動物第一級肉食動物（第Ⅱ級消費者），以草食動物為食，如某些鳥類、3）寄生者特殊的消費者，根據(jù)食性可看成是草食動物或肉食動物。但某些寄生植物如桑寄生、槲寄生等屬于生產(chǎn)者。3）寄生者特殊的消費者，根據(jù)食性可看成是草食動物或肉食動物。4）雜食類消費者介于草食動物和肉食動物之間，既吃植物，也吃動物，如熊、鯉等。人屬于雜食性。4）雜食類消費者介于草食動物和肉食動物之間，既吃植物，也吃動⒋還原者屬于異養(yǎng)生物，主要是細菌和真菌，也包括某些原生動物及腐食性動物（如食枯木的甲蟲、白蟻、蚯蚓和某些軟體動物等）。它們把復(fù)雜的動植物有機殘體分解為簡單的化合物，最終分解為無機物質(zhì)，歸還到環(huán)境中，被生產(chǎn)者再利用。⒋還原者屬于異養(yǎng)生物，主要是細菌和真菌，也包括某些原生動物生態(tài)系統(tǒng)的成分歸結(jié)如下：生態(tài)系統(tǒng)無生命成分太陽輻射能無機物質(zhì)有機物質(zhì)生命成分生產(chǎn)者（綠色植物）消費者（動物）還原者（細菌和真菌）生態(tài)系統(tǒng)的成分歸結(jié)如下：生態(tài)系統(tǒng)無生命成分太陽輻射能無機物質(zhì)根據(jù)它們所處的地位和作用，又可劃分為基本成分和非基本成分?；境煞郑壕G色植物、還原者非基本成分：草食者、肉食者、寄生者和腐生者等根據(jù)它們所處的地位和作用，又可劃分為基本成分和非基本成分。三、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征生態(tài)系統(tǒng)具有有機體的一系列生物學(xué)特性，總是處于不斷發(fā)展、進化和演變之中，這就是生態(tài)系統(tǒng)的演替。⒈生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)功能系統(tǒng)三、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征生態(tài)系統(tǒng)具有有機體的一系列生物學(xué)特性，⒉生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征生態(tài)系統(tǒng)都與特定的空間相聯(lián)系，包括一定地區(qū)和范圍的空間概念。這種空間都存在著不同的生態(tài)條件，棲息著與之相適應(yīng)的生物類群。生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的相互作用以及生物對環(huán)境的長期適應(yīng)結(jié)果，使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能反映了一定的地區(qū)特性。⒉生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征生態(tài)系統(tǒng)都與特定的空間相聯(lián)系，⒊生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的自維持系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)所需的能源是生產(chǎn)者對光能的轉(zhuǎn)化，消費者取食植物，而動植物殘體以及動物的排泄物通過分解者的分解作用，把復(fù)雜的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚臒o機物質(zhì)，又歸還給環(huán)境，讓植物重新利用，這個過程往復(fù)循環(huán)，從而不斷地進行著能量和物質(zhì)的交換、轉(zhuǎn)移，保證生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生功能并輸出系統(tǒng)內(nèi)生物過程所制造的產(chǎn)品或剩余的物質(zhì)和能量。⒊生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的自維持系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)所需的能源是生⒋生態(tài)系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)的功能所謂自動調(diào)節(jié)功能是指生態(tài)系統(tǒng)受到外來干擾而使穩(wěn)定狀態(tài)改變時，系統(tǒng)靠自身內(nèi)部的機制再返回穩(wěn)定、協(xié)調(diào)狀態(tài)的能力。⒋生態(tài)系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)的功能所謂自動調(diào)節(jié)功能是指生態(tài)系統(tǒng)受生態(tài)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)功能表現(xiàn)在三個方面：同種生物種群密度調(diào)節(jié)；異種生物種群間的數(shù)量調(diào)節(jié)；生物與環(huán)境之間相互適應(yīng)的調(diào)節(jié)。生態(tài)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)功能表現(xiàn)在三個方面：第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能一、生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)中的生物生產(chǎn)包括初級生產(chǎn)和次級生產(chǎn)兩個過程。第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能一、生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)生態(tài)初級生產(chǎn)是生產(chǎn)者（主要是綠色植物）把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程，稱之為植物性生產(chǎn)。次級生產(chǎn)是消費者（主要是動物）的生命活動將初級生產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為動物能，稱之為動物性生產(chǎn)。初級生產(chǎn)是生產(chǎn)者（主要是綠色植物）把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程⒈生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)過程初級生產(chǎn)過程的結(jié)果：太陽輻射能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，簡單無機物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的有機物。初級生產(chǎn)實質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化和物質(zhì)的積累過程，是綠色植物的光合作用過程。⒈生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)過程初級生產(chǎn)過程的結(jié)果：生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)可分為總初級生產(chǎn)量和凈初級生產(chǎn)量?？偝跫壣a(chǎn)量：在測定階段，包括生產(chǎn)者自身呼吸作用中被消耗掉的有機物在內(nèi)的總積累量，常用PG表示。凈初級生產(chǎn)量則指在測定階段，植物光合作用積累量中除去用于生產(chǎn)者自身呼吸所剩余的積累量，常用PN表示。生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)可分為總初級生產(chǎn)量和凈初級生產(chǎn)量。

總初級生產(chǎn)量和凈初級生產(chǎn)量的關(guān)系可以用下式表示：PG－RA＝PN或PG＝PN＋RA式中PA＝生產(chǎn)者自身用于呼吸的消耗量。總初級生產(chǎn)量和凈初級生產(chǎn)量的關(guān)系可以生物群落凈生產(chǎn)量：生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產(chǎn)量中有相當(dāng)一部分被消費者所消耗和利用，從凈生產(chǎn)量中再扣除異養(yǎng)呼吸這一部分的消耗量，所剩的積累量，用PNC表示，所以PNC＝PN－RH式中RH＝群落中異養(yǎng)生物的呼吸消耗量。生物群落凈生產(chǎn)量：生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產(chǎn)量中有相當(dāng)一部分被消費處于發(fā)育幼年期的生態(tài)系統(tǒng)，PG值比較低，但RH值小，PNC值高。成熟的雨林生態(tài)系統(tǒng)則是PG值大，RH值大（通常要消耗PG的70%左右），PN值很低，而PNC值幾乎為零。處于發(fā)育幼年期的生態(tài)系統(tǒng)，PG值比較低，但RH值小，PNC值表4－1發(fā)育階段不同的生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)量和呼吸量 指標(biāo)

總初級生產(chǎn)量（PG） 自養(yǎng)呼吸（RA） 凈初級生產(chǎn)量（PN） 異養(yǎng)呼吸（RH） 群落凈生產(chǎn)量（PNC）PN／PG（%） PNC／PG（%） 紫蓿苜地（人工） 24,400 9,200 15,200 800 14,40062.3 59.0 幼松林（西歐） 12,200 4,700 7,500 4,600 2,900 61.5 23.8成熟雨林（中美洲） 45,000 32,000 13,000 13,000 很少至無 28.90.0中齡松櫟林（北美） 11,500 6,400 5,000 3,000 2,000 143.5 17.4 表中數(shù)字單位為千卡／米2·年，引自E.P.Odum，1974。注：1卡＝4.186焦耳。表4－1發(fā)育階段不同的生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)量和呼吸量 指標(biāo)紫⒉生態(tài)系統(tǒng)的次級生產(chǎn)過程消費者和分解者利用初級生產(chǎn)物質(zhì)進行同化作用建造自身和繁衍后代的過程。即異養(yǎng)生物對初級生產(chǎn)物質(zhì)的利用和再生產(chǎn)過程。次級生產(chǎn)量：次級生產(chǎn)所形成的有機物（消費者體重增長和后代繁衍）的量。⒉生態(tài)系統(tǒng)的次級生產(chǎn)過程消費者和分解者利用初級生產(chǎn)物質(zhì)進行二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的最初能量來自于太陽。太陽輻射照到地球表面之后，產(chǎn)生兩種能量形式：一種是熱能，它推動水分循環(huán)，產(chǎn)生空氣和水的環(huán)流；另一種是光化學(xué)能，為植物光合作用所利用和固定，形成碳水化合物，成為生命活動的最基本能源。二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的最初能量來自于太陽。太陽輻射⒈關(guān)于能量的基本概念生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換服從熱力學(xué)第一定律和第二定律。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，系統(tǒng)內(nèi)的能量可以從一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式，但能的總量在任何時候總是守恒的。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量只能從集中形式降低成分散形式，不能自發(fā)產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)換；任何一種能量的轉(zhuǎn)換，總有一些能量損失掉，但損失的能與用的能之和等于總能量。⒈關(guān)于能量的基本概念生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換服從熱力學(xué)第一定律⒉生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)中，植物攝取太陽輻射能源制造了初級食物能源，通過一系列有機體進行轉(zhuǎn)運，一種有機體被另一種有機體所食，該有機體又被第三種有機體所食，依此類推，形成一種食物的鏈索關(guān)系，叫做食物鏈。⒉生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)中，植物攝取太陽輻射能源制造例如，貓頭鷹吃田鼠，田鼠吃植物，這是一個最簡單的食物鏈。又如，草→蚱蜢→田鼠→鷹。藻類腐屑和細菌→搖紋蟲→鯉，等等，都是食物鏈。例如，貓頭鷹吃田鼠，田鼠吃植物，這是一個最簡單的食物鏈。又如動物的食性是多樣的，因此食物鏈互相連環(huán)構(gòu)成一個食物網(wǎng)。食物鏈上的每一鏈環(huán)叫營養(yǎng)級。有機體的食物如來自同一鏈環(huán)，便屬于同一個營養(yǎng)級。環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈主要有草牧食物鏈和腐屑食物鏈兩種類型。草牧食物鏈或稱捕食食物鏈?zhǔn)且跃G色植物為基礎(chǔ)，從草食動物開始的食物鏈。生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈主要有草牧食物鏈和腐屑食物鏈兩種類型。草牧食環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件第一營養(yǎng)級是綠色植物，又稱初級生產(chǎn)者。第二營養(yǎng)級由草食動物組成，它們消化從第一營養(yǎng)級來的有機物質(zhì)，從這些物質(zhì)中得到能量。第二營養(yǎng)級又稱第二級生產(chǎn)者、草食動物或初級消費者。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，絕大多數(shù)草食動物是昆蟲、嚙齒和有蹄動物。第一營養(yǎng)級是綠色植物，又稱初級生產(chǎn)者。第二營養(yǎng)級由草食動物組第三和第四營養(yǎng)級由肉食動物組成，第三營養(yǎng)級肉食動物靠草食動物取得能量，如蜘蛛和鳥類。第四營養(yǎng)級是以第三營養(yǎng)級肉食動物為食，如鷹等。第三和第四營養(yǎng)級由肉食動物組成，第三營養(yǎng)級肉食動物靠草食動物以動、植物死亡之后的有機物質(zhì)為基礎(chǔ)，構(gòu)成第二種類型的食物鏈，即腐屑鏈。它主要由土壤中的植物和動物組成，其中最重要的是真菌和細菌。它們利用死的植物和動物作為食物繁殖生長，從而破壞有機物質(zhì)，并釋放養(yǎng)分元素和能量返回環(huán)境。以動、植物死亡之后的有機物質(zhì)為基礎(chǔ)，構(gòu)成第二種類型的食物鏈，環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件生態(tài)系統(tǒng)中還有一些寄生的動、植物，如蚊子、螞蟥、寄生蜂、菌根菌等。這些可以看作是另一種食物鏈，如樹葉→尺蠖→寄蠅→寄生蜂，稱為寄生食物鏈，或者把寄生物表示為草牧食物鏈中的一個營養(yǎng)級。生態(tài)系統(tǒng)中還有一些寄生的動、植物，如蚊子、螞蟥、寄生蜂、菌根草牧食物鏈和腐屑食物鏈在絕大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)中同時存在，但有的前者為主，有的后者為主。森林是以腐屑鏈為優(yōu)勢的生態(tài)系統(tǒng)。草原和水生生態(tài)系統(tǒng)是以草牧食物鏈為主的生態(tài)系統(tǒng)。草牧食物鏈和腐屑食物鏈在絕大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)中同時存在，但有的前⒊生態(tài)金字塔在生態(tài)系統(tǒng)中，把食物鏈中每一個營養(yǎng)級的有機體的生物量合在一起，再按照營養(yǎng)級順序排列，生物量的排列順序呈金字塔形，把生物量換算成能量,按序排列也呈金字塔形。⒊生態(tài)金字塔在生態(tài)系統(tǒng)中，把食物鏈中每一個營養(yǎng)級的有機體的809.037.04.6還原者頂部肉食類肉食類草食類生產(chǎn)者根據(jù)H.T.Odum.1957圖4－1A生物量金字塔（克／米2）。數(shù)據(jù)來自Florida銀泉的營養(yǎng)級排列10.71.58098833460還原者頂部肉食類肉食類草食類生產(chǎn)者圖4－1B生物力金字塔（千卡／米2／年）。數(shù)據(jù)來自Florida銀泉的營養(yǎng)級排列根據(jù)H.T.Odum.19511478676

每一營養(yǎng)級比前一營養(yǎng)級物質(zhì)或能量變低的原因，主要是生態(tài)效率問題。每一營養(yǎng)級比前一營養(yǎng)級物質(zhì)或能量變低的原因，主要是生態(tài)效率問生態(tài)效率：在一個營養(yǎng)級內(nèi)，同化作用的能量和可利用的能量之間的關(guān)系，即能量輸出和輸入之間的比率。從能量流動來講，生態(tài)效率就是次一營養(yǎng)級的生產(chǎn)力與前一營養(yǎng)級的生產(chǎn)力的比率。這一比率大約只有10%，也稱這10%定律或林德曼(Linderman)定律生態(tài)效率：在一個營養(yǎng)級內(nèi)，同化作用的能量和可利用的能量之間的

食物鏈上營養(yǎng)級的數(shù)目受到限制，一般不超過4個營養(yǎng)級，很少有5個營養(yǎng)級。食物鏈上營養(yǎng)級的數(shù)目受到限制，一般不超過4個營養(yǎng)級，⒋能量流能量從一個營養(yǎng)級轉(zhuǎn)向下一營養(yǎng)級，即通過食物關(guān)系使能量在生物間發(fā)生轉(zhuǎn)移。⒋能量流能量從一個營養(yǎng)級轉(zhuǎn)向下一營養(yǎng)級，即通過食物關(guān)系使能第一個能量流：綠色植物（初生產(chǎn)者）將太陽能轉(zhuǎn)化學(xué)能，再由第一級消費者，如草食動物取食消化構(gòu)成第二級生產(chǎn)者；再由第二級消費者，如肉食動物構(gòu)成第三級生產(chǎn)者；還可以有第三級消費者等，能量逐級損失，產(chǎn)量逐次下降，最終能量全部以熱能的形式歸還于環(huán)境。第一個能量流：第二個能量流：還原過程或腐化過程。死的生物有機體，由一級、二級和三級等不同性質(zhì)的腐生生物進行分化分解，最后還原為水和二氧化碳等無機物質(zhì)，能量也是以熱能的形式歸還于環(huán)境。第二個能量流：生產(chǎn)者

費者分解者消消者者呼吸太陽生產(chǎn)者呼吸腐生生物分解和呼吸圖4－2一個穩(wěn)定群落內(nèi)的能量流費者分解者消消者者呼吸太第三個能流：貯存過程和礦化過程。由初級生產(chǎn)者轉(zhuǎn)化過來的生物物質(zhì)和能量，在以上兩個過程中，只能消耗一部分，還保留著一大部分物質(zhì)和能量，轉(zhuǎn)入貯存過程和礦化過程，為人類的需要蓄積豐富的財富。這些被貯存和礦化的物質(zhì)，最終還是以熱能形式歸還于環(huán)境。第三個能流：能量的單向流動是生態(tài)系統(tǒng)中的基本規(guī)律之一。能量的單向流動是生態(tài)系統(tǒng)中的基本規(guī)律之一。1）無補加的自然的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)完全依賴太陽的直接輻射，如開曠的大洋，大片的高山森林和草地以及巨大的深湖等。生產(chǎn)力低，但由于它們巨大的面積，作用重要，如空氣凈化，水分循環(huán)，調(diào)節(jié)氣候等。

根據(jù)能量的補給形式和E.P.Odum的研究，生態(tài)系統(tǒng)可分為4類：1）無補加的自然的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)完全依賴太陽的直接輻射，如2）自然補加的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)具有某些自然提供能源的因素，以補助太陽輻射，增加有機物質(zhì)產(chǎn)量，功率水平能被大大地提高，甚至提高一個數(shù)量級。如沿海河口和熱帶雨林。2）自然補加的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)具有某些自然提供能源的因素，以3）人類補加的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)用人工的方法，向此類生態(tài)系統(tǒng)中補充能量，如人工種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。由于向此類生態(tài)系統(tǒng)補助了大量的能量，所以產(chǎn)量比較高。3）人類補加的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)用人工的方法，向此類生態(tài)系統(tǒng)中4）燃料供能的城市工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)此類生態(tài)系統(tǒng)的能量是由高度濃集的燃料燃燒代替太陽能。作為太陽供能系統(tǒng)產(chǎn)品的食物在此類系統(tǒng)中是一種外部事物，主要靠從城市以外輸入。4）燃料供能的城市工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)此類生態(tài)系統(tǒng)的能量是由高度濃集三、生物地球化學(xué)循環(huán)⒈物質(zhì)循環(huán)的基本概念物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的又一重要的基本規(guī)律。三、生物地球化學(xué)循環(huán)⒈物質(zhì)循環(huán)的基本概念物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)循環(huán)常用庫來描述，表示物質(zhì)循環(huán)過程中存在某些生物和非生物中的化學(xué)元素數(shù)量。元素在庫與庫之間的轉(zhuǎn)移，并彼此聯(lián)接起來就是物質(zhì)流動，或稱為物質(zhì)循環(huán)。例如在一個水生生態(tài)系統(tǒng)中，磷在水體中的數(shù)量即是一個庫；磷在浮游植物中的含量又是一個庫。生物地球化學(xué)循環(huán)常用庫來描述，表示物質(zhì)循環(huán)過程中存在某些生物物質(zhì)在單位時間單位面積（或體積）的移動量，稱為流通率。周轉(zhuǎn)率：流通率與庫中營養(yǎng)物質(zhì)量的比值；周轉(zhuǎn)時間：庫中營養(yǎng)物質(zhì)量與流通率的比值。物質(zhì)在單位時間單位面積（或體積）的移動量，稱為流通率。⒉生物地球化學(xué)循環(huán)的主要類型1）水循環(huán)水是生物圈中最豐富的物質(zhì)，在太陽能的作用下，經(jīng)蒸發(fā)，凝結(jié)，流動等過程，在地球上進行循環(huán)。主要類型有：水循環(huán)、氣態(tài)循環(huán)和沉積物循環(huán)⒉生物地球化學(xué)循環(huán)的主要類型1）水循環(huán)水是生物圈中最豐富的2）碳循環(huán)碳循環(huán)是氣態(tài)循環(huán)中的主要類型之一。主要的循形式：從大氣CO2蓄積庫到生產(chǎn)者，到消費者，再經(jīng)過還原者回到大氣蓄積庫里。2）碳循環(huán)碳循環(huán)是氣態(tài)循環(huán)中的主要類型之一。3）磷循環(huán)磷在生態(tài)系統(tǒng)中是很典型的沉積物循環(huán)。大氣中的磷主要來自磷酸鹽巖石、有機物殘體和廢料所形成的有機磷酸鹽。磷要進入循環(huán)，首先必須成為可溶性磷酸鹽。它溶于水，但不隨蒸發(fā)而揮發(fā)，所以磷由于降水從巖石圈淋溶到水圈，形成可溶性磷酸鹽，而被植物呼吸。3）磷循環(huán)磷在生態(tài)系統(tǒng)中是很典型的沉積物循環(huán)。再經(jīng)過一系列消費者的利用，將其含磷的殘體、廢料等有機化合物歸還到土壤。通過還原者一系列的分解作用，轉(zhuǎn)變成可溶性磷酸鹽，又供給有機體再次利用。再經(jīng)過一系列消費者的利用，將其含磷的殘體、廢料等有機化合物歸生產(chǎn)者草食動物肉食動物還原者磷酸鹽巖石海洋可溶性磷酸鹽有機磷酸鹽圖4－3磷在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)生產(chǎn)者草食動物肉食動物還原者磷酸鹽巖石海洋可溶性磷酸鹽有⒊生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)循環(huán)營養(yǎng)物質(zhì)最初是供給初級生產(chǎn)者。陸生生態(tài)的消費者和還原者所需要的營養(yǎng)化學(xué)物質(zhì)，是從初級生產(chǎn)者綠色植物所獲得，水生生態(tài)系統(tǒng)的消費者和還原者，可以直接從水中獲得某些必需的化學(xué)物質(zhì)。無論什么生態(tài)系統(tǒng)的生物有機體，它的代謝活動產(chǎn)物最后都要進入生物地球化學(xué)循環(huán)。⒊生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)循環(huán)營養(yǎng)物質(zhì)最初是供給初級生產(chǎn)者。陸生生生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)物質(zhì)交換，主要是在水、大氣、土壤和生物成分之間進行。生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)物質(zhì)交換，主要是在水、大氣、土壤和生物生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)元素的生物循環(huán)，是維持有機物質(zhì)循環(huán)的主要過程之一，又是影響生產(chǎn)力的重要參數(shù)。生物循環(huán)：土壤與動植物之間營養(yǎng)元素的周期性循環(huán)。該循環(huán)由三個過程來完成。生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)元素的生物循環(huán)，是維持有機物質(zhì)循環(huán)的主要過程之吸收：指植物根系吸收養(yǎng)分；存留：指每年增長的生物量中的養(yǎng)分；歸還：指脫落下來的凋落物。包括葉、果、死枝以及雨水淋洗的養(yǎng)分；歸還量也可發(fā)生在根部，如外滲和分泌等。吸收：指植物根系吸收養(yǎng)分；存留：指每年增長的生物量中的養(yǎng)分；存留量可從測定生物量的年變化（年增長量）及其各器官和組織的化學(xué)成分所獲資料推算。歸還量可從凋落物內(nèi)的化學(xué)成分推算。吸收量是指前述兩個數(shù)值的總和：吸收量＝存留量＋歸還量存留量可從測定生物量的年變化（年增長量）及其各器官和組織的化⒋有毒物質(zhì)循環(huán)有毒物質(zhì)在食物鏈營養(yǎng)級上進行循環(huán)流動時，在生物體內(nèi)有濃集現(xiàn)象產(chǎn)生。這些有毒物質(zhì)在代謝過程中不排除，而被生物有機體同化，長期停留在體內(nèi)，造成有機體中毒、死亡。⒋有毒物質(zhì)循環(huán)有毒物質(zhì)在食物鏈營養(yǎng)級上進行循環(huán)流動時，在1）汞在水中的濃度很低，不到1ppb，但在動植物組織中能夠濃集，正常情況下，海藻中可達100ppb，在魚體中可達1122ppb。水中汞濃度偏高時對人有危害作用，在日本的水俁事件中，螃蟹體中含汞24ppm，受害人的腎中含汞14ppm。1）汞在水中的濃度很低，不到1ppb，但在動植物組織中能夠汞的有機化合物特別有害排入水中的無機汞被細菌或其它形式轉(zhuǎn)變成甲基汞和乙基化合物后，進入水生生態(tài)系統(tǒng)食物鏈，人類通過吃水生動植物，將有機汞轉(zhuǎn)入人體，最后中毒身亡。汞的有機化合物特別有害2）DDTDDT是一種高效殺蟲劑，現(xiàn)在已全球性分布。DDT在動植物體中是高度濃集的物質(zhì)，隨營養(yǎng)級的流動，DDT在各營養(yǎng)級成百倍、千倍、萬倍，甚至百萬倍地濃集。例如捕魚鳥組織中的DDT含量比周圍水體中的DDT含量高一百萬倍。2）DDTDDT是一種高效殺蟲劑，現(xiàn)在已全球性分布。DDT一、生態(tài)系統(tǒng)的演替第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的平衡生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)的系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)包括演替和進化。一、生態(tài)系統(tǒng)的演替第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的平衡生態(tài)系統(tǒng)是動演替或生態(tài)演替(ecologicalsuccession)：生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能隨時間而改變。演替或生態(tài)演替(ecologicalsuccession)E.P.Odum關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)隨時間而演替的可預(yù)期的三個演替階段或三種狀態(tài)如下：（1）正過渡狀態(tài)(Positivetransientstate)

亦稱增長系統(tǒng)(Growthsystem)，即該系統(tǒng)能量的輸入超過輸出，總生產(chǎn)量(Pg)超過總呼吸量（R），即Pg/R＞1，則多余的能量參與系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變，使系統(tǒng)增大。E.P.Odum關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)隨時間而演替的可預(yù)期的三個演替階（2）負過渡狀態(tài)(Negativetransientstate)

亦稱衰老系統(tǒng)(Agingsystem)，即輸出的比輸入的多，即Pg/R＜1，以致庫存量消耗的速度超過被補充的速度，結(jié)果使該系統(tǒng)變小。（2）負過渡狀態(tài)(Negativetransientst（3）穩(wěn)定狀態(tài)系統(tǒng)亦稱平衡系統(tǒng)，即該系統(tǒng)輸入和輸出相等，即Pg/R＝1。在這種情況下，沒有凈生產(chǎn)量，生物量沒有凈增長，生物量對每天生產(chǎn)率的高比率，意味著緩慢的周轉(zhuǎn)。（3）穩(wěn)定狀態(tài)系統(tǒng)亦稱平衡系統(tǒng)，即該系統(tǒng)輸入和輸出相等，即P生態(tài)系統(tǒng)演替的一種重要特點是趨于多樣化。食物鏈由簡單到復(fù)雜，形成豐富的食物網(wǎng)絡(luò)體系，種類組成和群落結(jié)構(gòu)，成層現(xiàn)象及生態(tài)位等也變得復(fù)雜多樣。生態(tài)系統(tǒng)演替的一種重要特點是趨于多樣化。食物鏈由簡單到復(fù)雜，（1）演替是有方向有次序的發(fā)展過程，因而可以預(yù)測；（2）演替是系統(tǒng)內(nèi)外因素作用的結(jié)果，因而可以控制；（3）演替趨勢是增加穩(wěn)態(tài)，因而可以保持自然環(huán)境的基本特征。生態(tài)系統(tǒng)的演替有如下三個特點：（1）演替是有方向有次序的發(fā)展過程，因而可以預(yù)測；（2）演替二、生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡生態(tài)平衡(Ecologicalbalance)：生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境條件相融合，系統(tǒng)內(nèi)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)在較長時間內(nèi)保持平衡狀態(tài)，動物和植物的數(shù)量比率相對衡定，生產(chǎn)者、消費者和還原者構(gòu)成完整的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，并具有典型的食物鏈關(guān)系和符合能量流動規(guī)律的金字塔形營養(yǎng)級。二、生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡生態(tài)平衡(Ecologicalbal結(jié)構(gòu)簡單，生物多樣性指數(shù)低，食物鏈單一的生態(tài)系統(tǒng)易失去生態(tài)平衡。結(jié)構(gòu)簡單，生物多樣性指數(shù)低，食物鏈單一的生態(tài)系統(tǒng)易失去生態(tài)平無論簡單的生態(tài)系統(tǒng)還是復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，自我平衡的調(diào)節(jié)能力是有限度的，超過了這個限度就會失去平衡。無論簡單的生態(tài)系統(tǒng)還是復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，自我平衡的調(diào)節(jié)三、生態(tài)系統(tǒng)的類型⒈森林生態(tài)系統(tǒng)森林是以樹木和其他木本植物為主體的一種生物群落。森林生態(tài)系統(tǒng)(Forestecosystem)是森林群落和外界環(huán)境共同構(gòu)成的一個生態(tài)功能單位。三、生態(tài)系統(tǒng)的類型⒈森林生態(tài)系統(tǒng)森林是以樹木和其他木本植物森林生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者包括高大喬木、灌木、草本、蕨類和苔蘚。其中樹木占優(yōu)勢地位，是生態(tài)系統(tǒng)重要物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。森林中植物種群一般都具有明顯的成層結(jié)構(gòu)，每一層中通常是由各個種群組成。初級消費者，主要是食葉和蛀食性昆蟲、植食性和雜食性鳥類以及植食性哺乳類。森林生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者包括高大喬木、灌木、草本、蕨類和苔環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上的特點可概括為以下幾點：（1）生物種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜：森林的垂直成層現(xiàn)象形成的和種小生境，發(fā)展了種類繁多的動物和其他生物群落。森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上的特點可概括為以下幾點：（1）生物種（2）系統(tǒng)穩(wěn)定性高：森林生態(tài)系統(tǒng)中各類生物群落和環(huán)境共同經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程，使生物群落中各種生物成分與其環(huán)境相互聯(lián)系、相互制約，保持相對平衡。因此，系統(tǒng)對外界干擾的調(diào)節(jié)和抵抗力強，穩(wěn)定性高。（2）系統(tǒng)穩(wěn)定性高：（3）物質(zhì)循環(huán)的封閉程度高：自然狀態(tài)的森林生態(tài)系統(tǒng)，各組分健全，生產(chǎn)者、消費者和分解者與無機環(huán)境間的物質(zhì)交換完全在系統(tǒng)內(nèi)部正常進行，對外界的依賴程度很小。（3）物質(zhì)循環(huán)的封閉程度高：（4）生產(chǎn)效力高：森林生態(tài)系統(tǒng)具有明顯的生產(chǎn)優(yōu)勢，它的生物量最大，生產(chǎn)力最高。森林每年的凈生產(chǎn)量占全球各類生態(tài)系統(tǒng)的近一半。（4）生產(chǎn)效力高：⒉草原生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)(Grasslandecosystem)是以各種草本植物為主體的生物群落與其環(huán)境構(gòu)成的功能統(tǒng)一體。⒉草原生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)(Grasslandecosy環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件初級生產(chǎn)者的組成主體為草本植物。這些草本植物大多具有適應(yīng)干旱氣候的構(gòu)造。草原生態(tài)系統(tǒng)空間垂直結(jié)構(gòu)通常分為三層：草本層、地面層和根層。各層結(jié)構(gòu)比較簡單。消費者主要是適宜于奔跑的大型草食動物。另外還有許多營洞穴生活的嚙齒類動物。初級生產(chǎn)者的組成主體為草本植物。這些草本植物大多具有適應(yīng)干旱目前，人們對草原生態(tài)系統(tǒng)的破壞比較嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在過渡放牧、不適宜草原生態(tài)系統(tǒng)的農(nóng)墾、人類對資源的掠奪性開采。目前，人們對草原生態(tài)系統(tǒng)的破壞比較嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在過渡放牧、⒊城市生態(tài)系統(tǒng)1）城市和城市生態(tài)系統(tǒng)的特點城市生態(tài)系統(tǒng)是城市居民與其周圍環(huán)境組成的一種特殊的人工生態(tài)系統(tǒng)，是人們創(chuàng)造的自然－經(jīng)濟－社會復(fù)合系統(tǒng)。⒊城市生態(tài)系統(tǒng)1）城市和城市生態(tài)系統(tǒng)的特點城市生態(tài)系統(tǒng)是城環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件城市具有自然生態(tài)系統(tǒng)的某些特征，又具有不同于自然生態(tài)系統(tǒng)的突出特點。城市具有自然生態(tài)系統(tǒng)的某些特征，又具有不同于自然生態(tài)系統(tǒng)的突人是生態(tài)系統(tǒng)的核心使自然生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)關(guān)系形成的生態(tài)金字塔呈現(xiàn)出倒置的情況。這種金字塔形式，是不穩(wěn)定的系統(tǒng)。說明城市生態(tài)系統(tǒng)的維持完全依賴于城市以外的其它系統(tǒng)。人是生態(tài)系統(tǒng)的核心使自然生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)關(guān)系形成的生態(tài)金字塔呈城市生態(tài)系統(tǒng)主要是由兩部分組成的：自然生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)包括植物、動物、微生物和非生物部分；社會經(jīng)濟系統(tǒng)中，生物部分主要是人，非生物部分包括工業(yè)技術(shù)和技術(shù)構(gòu)筑物等。城市生態(tài)系統(tǒng)主要是由兩部分組成的：自然生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)系統(tǒng)能量、物流量巨大，密度高且周轉(zhuǎn)快城市生態(tài)系統(tǒng)的能流和物質(zhì)流強度是自然生態(tài)系統(tǒng)無可比擬的。是一個巨大的開放性系統(tǒng)，它的輸入和輸出，對周圍生態(tài)系統(tǒng)有很大的影響。系統(tǒng)能量、物流量巨大，密度高且周轉(zhuǎn)快城市生態(tài)系統(tǒng)的能流和物食物鏈簡單化，系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力小在城市生態(tài)系統(tǒng)中，以人為主體的食物鏈常常只有二級或三級，而且作為生產(chǎn)者的植物，絕大多數(shù)都是來自周圍其它系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)初級生產(chǎn)者綠色植物的地位和作用完全不同于自然生態(tài)系統(tǒng)。食物鏈簡單化，系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力小在城市生態(tài)系統(tǒng)中，以人為主⒉城市化產(chǎn)生的主要生態(tài)環(huán)境問題自然生態(tài)環(huán)境遭到徹底破壞，居民大自然隔離城市化過程造成自然生態(tài)環(huán)境絕對面積的減少并使之在很大區(qū)域內(nèi)發(fā)生了質(zhì)變和消失，這種變化則對城市居民起著更為本質(zhì)的作用。⒉城市化產(chǎn)生的主要生態(tài)環(huán)境問題自然生態(tài)環(huán)境遭到徹底破壞，污染嚴(yán)重，生活環(huán)境質(zhì)量惡化由于工業(yè)和城市化的非正?？焖侔l(fā)展，廢氣、廢水、固體廢棄物和噪聲已成為現(xiàn)代城市最突出的四大環(huán)境問題。它們都是城市生態(tài)系統(tǒng)的代謝產(chǎn)物，也是造成大氣、水污染和其它污染的根源。污染嚴(yán)重，生活環(huán)境質(zhì)量惡化由于工業(yè)和城市化的非正常快速發(fā)展水資源缺乏現(xiàn)代城市由于人口和工業(yè)高度集中，加之有些城市規(guī)模過大，水的需求劇增，因而水資源的缺乏已成為全球的普遍問題。水資源缺乏現(xiàn)代城市由于人口和工業(yè)高度集中，加之有些城市規(guī)⒊城市生態(tài)環(huán)境的建設(shè)隨著城市化進程的加快和城市規(guī)模的增大，城市化引起的生態(tài)問題越來越尖銳。⒊城市生態(tài)環(huán)境的建設(shè)隨著城市化進程的加快和城市規(guī)模的增大，確立城市發(fā)展戰(zhàn)略以人為中心，建立適于人們生活、居住、活動的生態(tài)環(huán)境。對城市的發(fā)展要進行合理規(guī)劃，這種規(guī)劃除考慮經(jīng)濟發(fā)展外，還應(yīng)注重城市的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，注意與自然的和諧統(tǒng)一。城市的發(fā)展與建設(shè)，生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)應(yīng)著重考慮以下三方面的問題：確立城市發(fā)展戰(zhàn)略以人為中心，建立適于人們生活、居住、活動的加強城市環(huán)境的綜合整治城市環(huán)境的綜合整治是綜合利用各種手段，對城市環(huán)境進行開發(fā)、利用、整頓、治理和保護。城市的綜合治理應(yīng)從城市環(huán)境保護出發(fā)，對布局、功能區(qū)劃和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行合理的調(diào)整；綜合防治環(huán)境污染和環(huán)境破壞；配套與完善城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施；調(diào)整能源結(jié)構(gòu)；綠化城市，美化市容等。加強城市環(huán)境的綜合整治城市環(huán)境的綜合整治是綜合利用各種手段利用生態(tài)觀來改造、規(guī)劃和建設(shè)城市城市生態(tài)調(diào)控的途徑有三種：（1）生態(tài)工藝的設(shè)計與改造

其方法是根據(jù)自然生態(tài)最優(yōu)化原理來設(shè)計和改造城市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活系統(tǒng)的工藝流程，以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。基本內(nèi)容包括：能源結(jié)構(gòu)的改造，生物資源的利用，物質(zhì)循環(huán)與再生、共生結(jié)構(gòu)的設(shè)計，資源開發(fā)管理對策等。利用生態(tài)觀來改造、規(guī)劃和建設(shè)城市城市生態(tài)調(diào)控的途徑有三種：（2）共生關(guān)系的規(guī)劃與協(xié)調(diào)

就是運用系統(tǒng)科學(xué)方法、計算機工具和專家的經(jīng)驗知識，對城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能、優(yōu)勢與劣勢、問題與潛力等進行辨識、摸擬和調(diào)控，為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理提供決策支持的一種軟科學(xué)研究過程。其目標(biāo)是調(diào)整、改革城市管理制，增強和完善城市共生功能改善城市決策手段，建立靈敏有效的決策支持系統(tǒng)。（2）共生關(guān)系的規(guī)劃與協(xié)調(diào)就是運用系統(tǒng)科學(xué)方法、計算機工（3）生態(tài)意識的普及與提高

在管理部門和城市居民中普及和提高生態(tài)意識，提倡生態(tài)哲學(xué)和生態(tài)美學(xué)，克服決策、管理、經(jīng)營中的各種隨意性，從根本上提高城市的自我組織、自我調(diào)節(jié)能力。（3）生態(tài)意識的普及與提高在管理部門和城市居民中普及和提⒋淡水生態(tài)系統(tǒng)根據(jù)水的流速可分為流動水和靜水兩個類型。流速是調(diào)節(jié)淡水生態(tài)系統(tǒng)重要因子。食物鏈一般是水生植物無脊椎動物魚類。⒋淡水生態(tài)系統(tǒng)根據(jù)水的流速可分為流動水和靜水兩個類環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件⒌海洋生態(tài)系統(tǒng)海洋占地球面積的70%，它是生物圈中最龐大的生態(tài)系統(tǒng)。海洋是具有高鹽分的特有環(huán)境，它的動、植物群與淡水和陸地的也明顯不同。海洋除沿海外，沒有種子植物。⒌海洋生態(tài)系統(tǒng)海洋占地球面積的70%，它是生物圈中最龐大的環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件一是工業(yè)和生活廢水、廢渣以及農(nóng)藥、化肥等對水體的污染；從全球范圍來講，人類對水域生態(tài)系統(tǒng)的干擾主要表現(xiàn)在三大方面：二是對水生生物資源的過度捕獲；三是圍湖造田及不合理的水利工程。一是工業(yè)和生活廢水、廢渣以及農(nóng)藥、化肥等對水體的污染；從全球這也是我國水域生態(tài)系統(tǒng)面臨的主要人為干擾和遭受破壞的根源。保護水域生態(tài)系統(tǒng)的最根本措施就是減輕人為干擾的壓力，減輕對水質(zhì)的污染和對水生生物資源的過度利用。這也是我國水域生態(tài)系統(tǒng)面臨的主要人為干擾和遭受破壞的根源。第四章生態(tài)系統(tǒng)第四章生態(tài)系統(tǒng)第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)英國生物學(xué)家A.G.Tansley首先提出美國動物學(xué)家L.Lindeman繼承和發(fā)展目前已成為大家普遍接受的理論。一、生態(tài)系統(tǒng)的基本概念第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)英國生物學(xué)家A.G.TanslA.G.Tansley“生態(tài)系統(tǒng)的基本概念是物理學(xué)上使用的‘系統(tǒng)’整體，這個系統(tǒng)不僅包括有機復(fù)合體，而且也包括形成環(huán)境的整個物理因子復(fù)合體”。A.G.Tansley“生態(tài)系統(tǒng)的基本概念是物理學(xué)上使用的生態(tài)系統(tǒng)：在一定的時間和空間內(nèi)，生物的和非生物的成分之間，通過不斷的物質(zhì)循環(huán)和能量流動而互相作用，互相依存的統(tǒng)一整體，構(gòu)成一個生態(tài)學(xué)的功能單位。生態(tài)系統(tǒng)：在一定的時間和空間內(nèi)，生物的和非生物的成分之間，通二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分四個主要成分：非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費者和還原者。二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分四個主要成分：非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費⒈非生物環(huán)境⑴氣候因子，如太陽光輻射、溫度以及其它物理因素；⑵無機物質(zhì)，如碳、氮、水、氧、二氧化碳及礦物鹽類等；⑶有機物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、碳氫化合物、脂類及腐殖質(zhì)等。非生物環(huán)境包括：⒈非生物環(huán)境⑴氣候因子，如太陽光輻射、溫度以及其它物理因素⒉生產(chǎn)者主要是綠色植物，能利用簡單的物質(zhì)制造食物的自養(yǎng)生物，也包括一些光合細菌。它們在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是進行初級生產(chǎn)，即光合作用。⒉生產(chǎn)者主要是綠色植物，能利用簡單的物質(zhì)制造食物的自養(yǎng)生⒊消費者屬于異養(yǎng)生物,由動物組成。它們以其它生物或有機質(zhì)為食料，自己不能生產(chǎn)食物，只能利用植物所制造的有機物質(zhì)，直接或間接從植物食物得到能量。⒊消費者屬于異養(yǎng)生物,由動物組成。1）草食動物（第Ⅰ級消費者）直接以植物為營養(yǎng)的動物，如馬、牛、羊、大象、線蟲、嚙齒類動物等。根據(jù)食譜可分為如下幾個類型：1）草食動物（第Ⅰ級消費者）直接以植物為營養(yǎng)的動物，如馬、第一級肉食動物（第Ⅱ級消費者），以草食動物為食，如某些鳥類、蜘蛛、蛙、肉食昆蟲、蝙蝠等。第二級肉食動物（第Ⅲ級消費者），以第一級肉食動物為食，如狐、狼、蛇等。第三級肉食動物（第Ⅳ級消費者），以第二級肉食動物為食，又稱為“頂部肉食動物”，如獅、虎、豹、鷹鷲等兇禽猛獸。2）

肉食動物第一級肉食動物（第Ⅱ級消費者），以草食動物為食，如某些鳥類、3）寄生者特殊的消費者，根據(jù)食性可看成是草食動物或肉食動物。但某些寄生植物如桑寄生、槲寄生等屬于生產(chǎn)者。3）寄生者特殊的消費者，根據(jù)食性可看成是草食動物或肉食動物。4）雜食類消費者介于草食動物和肉食動物之間，既吃植物，也吃動物，如熊、鯉等。人屬于雜食性。4）雜食類消費者介于草食動物和肉食動物之間，既吃植物，也吃動⒋還原者屬于異養(yǎng)生物，主要是細菌和真菌，也包括某些原生動物及腐食性動物（如食枯木的甲蟲、白蟻、蚯蚓和某些軟體動物等）。它們把復(fù)雜的動植物有機殘體分解為簡單的化合物，最終分解為無機物質(zhì)，歸還到環(huán)境中，被生產(chǎn)者再利用。⒋還原者屬于異養(yǎng)生物，主要是細菌和真菌，也包括某些原生動物生態(tài)系統(tǒng)的成分歸結(jié)如下：生態(tài)系統(tǒng)無生命成分太陽輻射能無機物質(zhì)有機物質(zhì)生命成分生產(chǎn)者（綠色植物）消費者（動物）還原者（細菌和真菌）生態(tài)系統(tǒng)的成分歸結(jié)如下：生態(tài)系統(tǒng)無生命成分太陽輻射能無機物質(zhì)根據(jù)它們所處的地位和作用，又可劃分為基本成分和非基本成分?；境煞郑壕G色植物、還原者非基本成分：草食者、肉食者、寄生者和腐生者等根據(jù)它們所處的地位和作用，又可劃分為基本成分和非基本成分。三、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征生態(tài)系統(tǒng)具有有機體的一系列生物學(xué)特性，總是處于不斷發(fā)展、進化和演變之中，這就是生態(tài)系統(tǒng)的演替。⒈生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)功能系統(tǒng)三、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征生態(tài)系統(tǒng)具有有機體的一系列生物學(xué)特性，⒉生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征生態(tài)系統(tǒng)都與特定的空間相聯(lián)系，包括一定地區(qū)和范圍的空間概念。這種空間都存在著不同的生態(tài)條件，棲息著與之相適應(yīng)的生物類群。生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的相互作用以及生物對環(huán)境的長期適應(yīng)結(jié)果，使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能反映了一定的地區(qū)特性。⒉生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征生態(tài)系統(tǒng)都與特定的空間相聯(lián)系，⒊生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的自維持系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)所需的能源是生產(chǎn)者對光能的轉(zhuǎn)化，消費者取食植物，而動植物殘體以及動物的排泄物通過分解者的分解作用，把復(fù)雜的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚臒o機物質(zhì)，又歸還給環(huán)境，讓植物重新利用，這個過程往復(fù)循環(huán)，從而不斷地進行著能量和物質(zhì)的交換、轉(zhuǎn)移，保證生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生功能并輸出系統(tǒng)內(nèi)生物過程所制造的產(chǎn)品或剩余的物質(zhì)和能量。⒊生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的自維持系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)所需的能源是生⒋生態(tài)系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)的功能所謂自動調(diào)節(jié)功能是指生態(tài)系統(tǒng)受到外來干擾而使穩(wěn)定狀態(tài)改變時，系統(tǒng)靠自身內(nèi)部的機制再返回穩(wěn)定、協(xié)調(diào)狀態(tài)的能力。⒋生態(tài)系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)的功能所謂自動調(diào)節(jié)功能是指生態(tài)系統(tǒng)受生態(tài)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)功能表現(xiàn)在三個方面：同種生物種群密度調(diào)節(jié)；異種生物種群間的數(shù)量調(diào)節(jié)；生物與環(huán)境之間相互適應(yīng)的調(diào)節(jié)。生態(tài)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)功能表現(xiàn)在三個方面：第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能一、生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)中的生物生產(chǎn)包括初級生產(chǎn)和次級生產(chǎn)兩個過程。第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能一、生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)生態(tài)初級生產(chǎn)是生產(chǎn)者（主要是綠色植物）把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程，稱之為植物性生產(chǎn)。次級生產(chǎn)是消費者（主要是動物）的生命活動將初級生產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為動物能，稱之為動物性生產(chǎn)。初級生產(chǎn)是生產(chǎn)者（主要是綠色植物）把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程⒈生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)過程初級生產(chǎn)過程的結(jié)果：太陽輻射能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，簡單無機物轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的有機物。初級生產(chǎn)實質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化和物質(zhì)的積累過程，是綠色植物的光合作用過程。⒈生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)過程初級生產(chǎn)過程的結(jié)果：生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)可分為總初級生產(chǎn)量和凈初級生產(chǎn)量。總初級生產(chǎn)量：在測定階段，包括生產(chǎn)者自身呼吸作用中被消耗掉的有機物在內(nèi)的總積累量，常用PG表示。凈初級生產(chǎn)量則指在測定階段，植物光合作用積累量中除去用于生產(chǎn)者自身呼吸所剩余的積累量，常用PN表示。生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)可分為總初級生產(chǎn)量和凈初級生產(chǎn)量。

總初級生產(chǎn)量和凈初級生產(chǎn)量的關(guān)系可以用下式表示：PG－RA＝PN或PG＝PN＋RA式中PA＝生產(chǎn)者自身用于呼吸的消耗量。總初級生產(chǎn)量和凈初級生產(chǎn)量的關(guān)系可以生物群落凈生產(chǎn)量：生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產(chǎn)量中有相當(dāng)一部分被消費者所消耗和利用，從凈生產(chǎn)量中再扣除異養(yǎng)呼吸這一部分的消耗量，所剩的積累量，用PNC表示，所以PNC＝PN－RH式中RH＝群落中異養(yǎng)生物的呼吸消耗量。生物群落凈生產(chǎn)量：生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產(chǎn)量中有相當(dāng)一部分被消費處于發(fā)育幼年期的生態(tài)系統(tǒng)，PG值比較低，但RH值小，PNC值高。成熟的雨林生態(tài)系統(tǒng)則是PG值大，RH值大（通常要消耗PG的70%左右），PN值很低，而PNC值幾乎為零。處于發(fā)育幼年期的生態(tài)系統(tǒng)，PG值比較低，但RH值小，PNC值表4－1發(fā)育階段不同的生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)量和呼吸量 指標(biāo)

總初級生產(chǎn)量（PG） 自養(yǎng)呼吸（RA） 凈初級生產(chǎn)量（PN） 異養(yǎng)呼吸（RH） 群落凈生產(chǎn)量（PNC）PN／PG（%） PNC／PG（%） 紫蓿苜地（人工） 24,400 9,200 15,200 800 14,40062.3 59.0 幼松林（西歐） 12,200 4,700 7,500 4,600 2,900 61.5 23.8成熟雨林（中美洲） 45,000 32,000 13,000 13,000 很少至無 28.90.0中齡松櫟林（北美） 11,500 6,400 5,000 3,000 2,000 143.5 17.4 表中數(shù)字單位為千卡／米2·年，引自E.P.Odum，1974。注：1卡＝4.186焦耳。表4－1發(fā)育階段不同的生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)量和呼吸量 指標(biāo)紫⒉生態(tài)系統(tǒng)的次級生產(chǎn)過程消費者和分解者利用初級生產(chǎn)物質(zhì)進行同化作用建造自身和繁衍后代的過程。即異養(yǎng)生物對初級生產(chǎn)物質(zhì)的利用和再生產(chǎn)過程。次級生產(chǎn)量：次級生產(chǎn)所形成的有機物（消費者體重增長和后代繁衍）的量。⒉生態(tài)系統(tǒng)的次級生產(chǎn)過程消費者和分解者利用初級生產(chǎn)物質(zhì)進行二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的最初能量來自于太陽。太陽輻射照到地球表面之后，產(chǎn)生兩種能量形式：一種是熱能，它推動水分循環(huán)，產(chǎn)生空氣和水的環(huán)流；另一種是光化學(xué)能，為植物光合作用所利用和固定，形成碳水化合物，成為生命活動的最基本能源。二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的最初能量來自于太陽。太陽輻射⒈關(guān)于能量的基本概念生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換服從熱力學(xué)第一定律和第二定律。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，系統(tǒng)內(nèi)的能量可以從一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式，但能的總量在任何時候總是守恒的。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量只能從集中形式降低成分散形式，不能自發(fā)產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)換；任何一種能量的轉(zhuǎn)換，總有一些能量損失掉，但損失的能與用的能之和等于總能量。⒈關(guān)于能量的基本概念生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換服從熱力學(xué)第一定律⒉生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)中，植物攝取太陽輻射能源制造了初級食物能源，通過一系列有機體進行轉(zhuǎn)運，一種有機體被另一種有機體所食，該有機體又被第三種有機體所食，依此類推，形成一種食物的鏈索關(guān)系，叫做食物鏈。⒉生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈在生態(tài)系統(tǒng)中，植物攝取太陽輻射能源制造例如，貓頭鷹吃田鼠，田鼠吃植物，這是一個最簡單的食物鏈。又如，草→蚱蜢→田鼠→鷹。藻類腐屑和細菌→搖紋蟲→鯉，等等，都是食物鏈。例如，貓頭鷹吃田鼠，田鼠吃植物，這是一個最簡單的食物鏈。又如動物的食性是多樣的，因此食物鏈互相連環(huán)構(gòu)成一個食物網(wǎng)。食物鏈上的每一鏈環(huán)叫營養(yǎng)級。有機體的食物如來自同一鏈環(huán)，便屬于同一個營養(yǎng)級。環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈主要有草牧食物鏈和腐屑食物鏈兩種類型。草牧食物鏈或稱捕食食物鏈?zhǔn)且跃G色植物為基礎(chǔ)，從草食動物開始的食物鏈。生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈主要有草牧食物鏈和腐屑食物鏈兩種類型。草牧食環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件第一營養(yǎng)級是綠色植物，又稱初級生產(chǎn)者。第二營養(yǎng)級由草食動物組成，它們消化從第一營養(yǎng)級來的有機物質(zhì)，從這些物質(zhì)中得到能量。第二營養(yǎng)級又稱第二級生產(chǎn)者、草食動物或初級消費者。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，絕大多數(shù)草食動物是昆蟲、嚙齒和有蹄動物。第一營養(yǎng)級是綠色植物，又稱初級生產(chǎn)者。第二營養(yǎng)級由草食動物組第三和第四營養(yǎng)級由肉食動物組成，第三營養(yǎng)級肉食動物靠草食動物取得能量，如蜘蛛和鳥類。第四營養(yǎng)級是以第三營養(yǎng)級肉食動物為食，如鷹等。第三和第四營養(yǎng)級由肉食動物組成，第三營養(yǎng)級肉食動物靠草食動物以動、植物死亡之后的有機物質(zhì)為基礎(chǔ)，構(gòu)成第二種類型的食物鏈，即腐屑鏈。它主要由土壤中的植物和動物組成，其中最重要的是真菌和細菌。它們利用死的植物和動物作為食物繁殖生長，從而破壞有機物質(zhì)，并釋放養(yǎng)分元素和能量返回環(huán)境。以動、植物死亡之后的有機物質(zhì)為基礎(chǔ)，構(gòu)成第二種類型的食物鏈，環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件生態(tài)系統(tǒng)中還有一些寄生的動、植物，如蚊子、螞蟥、寄生蜂、菌根菌等。這些可以看作是另一種食物鏈，如樹葉→尺蠖→寄蠅→寄生蜂，稱為寄生食物鏈，或者把寄生物表示為草牧食物鏈中的一個營養(yǎng)級。生態(tài)系統(tǒng)中還有一些寄生的動、植物，如蚊子、螞蟥、寄生蜂、菌根草牧食物鏈和腐屑食物鏈在絕大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)中同時存在，但有的前者為主，有的后者為主。森林是以腐屑鏈為優(yōu)勢的生態(tài)系統(tǒng)。草原和水生生態(tài)系統(tǒng)是以草牧食物鏈為主的生態(tài)系統(tǒng)。草牧食物鏈和腐屑食物鏈在絕大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)中同時存在，但有的前⒊生態(tài)金字塔在生態(tài)系統(tǒng)中，把食物鏈中每一個營養(yǎng)級的有機體的生物量合在一起，再按照營養(yǎng)級順序排列，生物量的排列順序呈金字塔形，把生物量換算成能量,按序排列也呈金字塔形。⒊生態(tài)金字塔在生態(tài)系統(tǒng)中，把食物鏈中每一個營養(yǎng)級的有機體的809.037.04.6還原者頂部肉食類肉食類草食類生產(chǎn)者根據(jù)H.T.Odum.1957圖4－1A生物量金字塔（克／米2）。數(shù)據(jù)來自Florida銀泉的營養(yǎng)級排列10.71.58098833460還原者頂部肉食類肉食類草食類生產(chǎn)者圖4－1B生物力金字塔（千卡／米2／年）。數(shù)據(jù)來自Florida銀泉的營養(yǎng)級排列根據(jù)H.T.Odum.19511478676

每一營養(yǎng)級比前一營養(yǎng)級物質(zhì)或能量變低的原因，主要是生態(tài)效率問題。每一營養(yǎng)級比前一營養(yǎng)級物質(zhì)或能量變低的原因，主要是生態(tài)效率問生態(tài)效率：在一個營養(yǎng)級內(nèi)，同化作用的能量和可利用的能量之間的關(guān)系，即能量輸出和輸入之間的比率。從能量流動來講，生態(tài)效率就是次一營養(yǎng)級的生產(chǎn)力與前一營養(yǎng)級的生產(chǎn)力的比率。這一比率大約只有10%，也稱這10%定律或林德曼(Linderman)定律生態(tài)效率：在一個營養(yǎng)級內(nèi)，同化作用的能量和可利用的能量之間的

食物鏈上營養(yǎng)級的數(shù)目受到限制，一般不超過4個營養(yǎng)級，很少有5個營養(yǎng)級。食物鏈上營養(yǎng)級的數(shù)目受到限制，一般不超過4個營養(yǎng)級，⒋能量流能量從一個營養(yǎng)級轉(zhuǎn)向下一營養(yǎng)級，即通過食物關(guān)系使能量在生物間發(fā)生轉(zhuǎn)移。⒋能量流能量從一個營養(yǎng)級轉(zhuǎn)向下一營養(yǎng)級，即通過食物關(guān)系使能第一個能量流：綠色植物（初生產(chǎn)者）將太陽能轉(zhuǎn)化學(xué)能，再由第一級消費者，如草食動物取食消化構(gòu)成第二級生產(chǎn)者；再由第二級消費者，如肉食動物構(gòu)成第三級生產(chǎn)者；還可以有第三級消費者等，能量逐級損失，產(chǎn)量逐次下降，最終能量全部以熱能的形式歸還于環(huán)境。第一個能量流：第二個能量流：還原過程或腐化過程。死的生物有機體，由一級、二級和三級等不同性質(zhì)的腐生生物進行分化分解，最后還原為水和二氧化碳等無機物質(zhì)，能量也是以熱能的形式歸還于環(huán)境。第二個能量流：生產(chǎn)者

費者分解者消消者者呼吸太陽生產(chǎn)者呼吸腐生生物分解和呼吸圖4－2一個穩(wěn)定群落內(nèi)的能量流費者分解者消消者者呼吸太第三個能流：貯存過程和礦化過程。由初級生產(chǎn)者轉(zhuǎn)化過來的生物物質(zhì)和能量，在以上兩個過程中，只能消耗一部分，還保留著一大部分物質(zhì)和能量，轉(zhuǎn)入貯存過程和礦化過程，為人類的需要蓄積豐富的財富。這些被貯存和礦化的物質(zhì)，最終還是以熱能形式歸還于環(huán)境。第三個能流：能量的單向流動是生態(tài)系統(tǒng)中的基本規(guī)律之一。能量的單向流動是生態(tài)系統(tǒng)中的基本規(guī)律之一。1）無補加的自然的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)完全依賴太陽的直接輻射，如開曠的大洋，大片的高山森林和草地以及巨大的深湖等。生產(chǎn)力低，但由于它們巨大的面積，作用重要，如空氣凈化，水分循環(huán)，調(diào)節(jié)氣候等。

根據(jù)能量的補給形式和E.P.Odum的研究，生態(tài)系統(tǒng)可分為4類：1）無補加的自然的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)完全依賴太陽的直接輻射，如2）自然補加的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)具有某些自然提供能源的因素，以補助太陽輻射，增加有機物質(zhì)產(chǎn)量，功率水平能被大大地提高，甚至提高一個數(shù)量級。如沿海河口和熱帶雨林。2）自然補加的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)具有某些自然提供能源的因素，以3）人類補加的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)用人工的方法，向此類生態(tài)系統(tǒng)中補充能量，如人工種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。由于向此類生態(tài)系統(tǒng)補助了大量的能量，所以產(chǎn)量比較高。3）人類補加的太陽供能生態(tài)系統(tǒng)用人工的方法，向此類生態(tài)系統(tǒng)中4）燃料供能的城市工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)此類生態(tài)系統(tǒng)的能量是由高度濃集的燃料燃燒代替太陽能。作為太陽供能系統(tǒng)產(chǎn)品的食物在此類系統(tǒng)中是一種外部事物，主要靠從城市以外輸入。4）燃料供能的城市工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)此類生態(tài)系統(tǒng)的能量是由高度濃集三、生物地球化學(xué)循環(huán)⒈物質(zhì)循環(huán)的基本概念物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的又一重要的基本規(guī)律。三、生物地球化學(xué)循環(huán)⒈物質(zhì)循環(huán)的基本概念物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)循環(huán)常用庫來描述，表示物質(zhì)循環(huán)過程中存在某些生物和非生物中的化學(xué)元素數(shù)量。元素在庫與庫之間的轉(zhuǎn)移，并彼此聯(lián)接起來就是物質(zhì)流動，或稱為物質(zhì)循環(huán)。例如在一個水生生態(tài)系統(tǒng)中，磷在水體中的數(shù)量即是一個庫；磷在浮游植物中的含量又是一個庫。生物地球化學(xué)循環(huán)常用庫來描述，表示物質(zhì)循環(huán)過程中存在某些生物物質(zhì)在單位時間單位面積（或體積）的移動量，稱為流通率。周轉(zhuǎn)率：流通率與庫中營養(yǎng)物質(zhì)量的比值；周轉(zhuǎn)時間：庫中營養(yǎng)物質(zhì)量與流通率的比值。物質(zhì)在單位時間單位面積（或體積）的移動量，稱為流通率。⒉生物地球化學(xué)循環(huán)的主要類型1）水循環(huán)水是生物圈中最豐富的物質(zhì)，在太陽能的作用下，經(jīng)蒸發(fā)，凝結(jié)，流動等過程，在地球上進行循環(huán)。主要類型有：水循環(huán)、氣態(tài)循環(huán)和沉積物循環(huán)⒉生物地球化學(xué)循環(huán)的主要類型1）水循環(huán)水是生物圈中最豐富的2）碳循環(huán)碳循環(huán)是氣態(tài)循環(huán)中的主要類型之一。主要的循形式：從大氣CO2蓄積庫到生產(chǎn)者，到消費者，再經(jīng)過還原者回到大氣蓄積庫里。2）碳循環(huán)碳循環(huán)是氣態(tài)循環(huán)中的主要類型之一。3）磷循環(huán)磷在生態(tài)系統(tǒng)中是很典型的沉積物循環(huán)。大氣中的磷主要來自磷酸鹽巖石、有機物殘體和廢料所形成的有機磷酸鹽。磷要進入循環(huán)，首先必須成為可溶性磷酸鹽。它溶于水，但不隨蒸發(fā)而揮發(fā)，所以磷由于降水從巖石圈淋溶到水圈，形成可溶性磷酸鹽，而被植物呼吸。3）磷循環(huán)磷在生態(tài)系統(tǒng)中是很典型的沉積物循環(huán)。再經(jīng)過一系列消費者的利用，將其含磷的殘體、廢料等有機化合物歸還到土壤。通過還原者一系列的分解作用，轉(zhuǎn)變成可溶性磷酸鹽，又供給有機體再次利用。再經(jīng)過一系列消費者的利用，將其含磷的殘體、廢料等有機化合物歸生產(chǎn)者草食動物肉食動物還原者磷酸鹽巖石海洋可溶性磷酸鹽有機磷酸鹽圖4－3磷在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)生產(chǎn)者草食動物肉食動物還原者磷酸鹽巖石海洋可溶性磷酸鹽有⒊生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)循環(huán)營養(yǎng)物質(zhì)最初是供給初級生產(chǎn)者。陸生生態(tài)的消費者和還原者所需要的營養(yǎng)化學(xué)物質(zhì)，是從初級生產(chǎn)者綠色植物所獲得，水生生態(tài)系統(tǒng)的消費者和還原者，可以直接從水中獲得某些必需的化學(xué)物質(zhì)。無論什么生態(tài)系統(tǒng)的生物有機體，它的代謝活動產(chǎn)物最后都要進入生物地球化學(xué)循環(huán)。⒊生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)循環(huán)營養(yǎng)物質(zhì)最初是供給初級生產(chǎn)者。陸生生生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)物質(zhì)交換，主要是在水、大氣、土壤和生物成分之間進行。生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)物質(zhì)交換，主要是在水、大氣、土壤和生物生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)元素的生物循環(huán)，是維持有機物質(zhì)循環(huán)的主要過程之一，又是影響生產(chǎn)力的重要參數(shù)。生物循環(huán)：土壤與動植物之間營養(yǎng)元素的周期性循環(huán)。該循環(huán)由三個過程來完成。生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)元素的生物循環(huán)，是維持有機物質(zhì)循環(huán)的主要過程之吸收：指植物根系吸收養(yǎng)分；存留：指每年增長的生物量中的養(yǎng)分；歸還：指脫落下來的凋落物。包括葉、果、死枝以及雨水淋洗的養(yǎng)分；歸還量也可發(fā)生在根部，如外滲和分泌等。吸收：指植物根系吸收養(yǎng)分；存留：指每年增長的生物量中的養(yǎng)分；存留量可從測定生物量的年變化（年增長量）及其各器官和組織的化學(xué)成分所獲資料推算。歸還量可從凋落物內(nèi)的化學(xué)成分推算。吸收量是指前述兩個數(shù)值的總和：吸收量＝存留量＋歸還量存留量可從測定生物量的年變化（年增長量）及其各器官和組織的化⒋有毒物質(zhì)循環(huán)有毒物質(zhì)在食物鏈營養(yǎng)級上進行循環(huán)流動時，在生物體內(nèi)有濃集現(xiàn)象產(chǎn)生。這些有毒物質(zhì)在代謝過程中不排除，而被生物有機體同化，長期停留在體內(nèi)，造成有機體中毒、死亡。⒋有毒物質(zhì)循環(huán)有毒物質(zhì)在食物鏈營養(yǎng)級上進行循環(huán)流動時，在1）汞在水中的濃度很低，不到1ppb，但在動植物組織中能夠濃集，正常情況下，海藻中可達100ppb，在魚體中可達1122ppb。水中汞濃度偏高時對人有危害作用，在日本的水俁事件中，螃蟹體中含汞24ppm，受害人的腎中含汞14ppm。1）汞在水中的濃度很低，不到1ppb，但在動植物組織中能夠汞的有機化合物特別有害排入水中的無機汞被細菌或其它形式轉(zhuǎn)變成甲基汞和乙基化合物后，進入水生生態(tài)系統(tǒng)食物鏈，人類通過吃水生動植物，將有機汞轉(zhuǎn)入人體，最后中毒身亡。汞的有機化合物特別有害2）DDTDDT是一種高效殺蟲劑，現(xiàn)在已全球性分布。DDT在動植物體中是高度濃集的物質(zhì)，隨營養(yǎng)級的流動，DDT在各營養(yǎng)級成百倍、千倍、萬倍，甚至百萬倍地濃集。例如捕魚鳥組織中的DDT含量比周圍水體中的DDT含量高一百萬倍。2）DDTDDT是一種高效殺蟲劑，現(xiàn)在已全球性分布。DDT一、生態(tài)系統(tǒng)的演替第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的平衡生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)的系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)包括演替和進化。一、生態(tài)系統(tǒng)的演替第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的平衡生態(tài)系統(tǒng)是動演替或生態(tài)演替(ecologicalsuccession)：生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能隨時間而改變。演替或生態(tài)演替(ecologicalsuccession)E.P.Odum關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)隨時間而演替的可預(yù)期的三個演替階段或三種狀態(tài)如下：（1）正過渡狀態(tài)(Positivetransientstate)

亦稱增長系統(tǒng)(Growthsystem)，即該系統(tǒng)能量的輸入超過輸出，總生產(chǎn)量(Pg)超過總呼吸量（R），即Pg/R＞1，則多余的能量參與系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變，使系統(tǒng)增大。E.P.Odum關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)隨時間而演替的可預(yù)期的三個演替階（2）負過渡狀態(tài)(Negativetransientstate)

亦稱衰老系統(tǒng)(Agingsystem)，即輸出的比輸入的多，即Pg/R＜1，以致庫存量消耗的速度超過被補充的速度，結(jié)果使該系統(tǒng)變小。（2）負過渡狀態(tài)(Negativetransientst（3）穩(wěn)定狀態(tài)系統(tǒng)亦稱平衡系統(tǒng)，即該系統(tǒng)輸入和輸出相等，即Pg/R＝1。在這種情況下，沒有凈生產(chǎn)量，生物量沒有凈增長，生物量對每天生產(chǎn)率的高比率，意味著緩慢的周轉(zhuǎn)。（3）穩(wěn)定狀態(tài)系統(tǒng)亦稱平衡系統(tǒng)，即該系統(tǒng)輸入和輸出相等，即P生態(tài)系統(tǒng)演替的一種重要特點是趨于多樣化。食物鏈由簡單到復(fù)雜，形成豐富的食物網(wǎng)絡(luò)體系，種類組成和群落結(jié)構(gòu)，成層現(xiàn)象及生態(tài)位等也變得復(fù)雜多樣。生態(tài)系統(tǒng)演替的一種重要特點是趨于多樣化。食物鏈由簡單到復(fù)雜，（1）演替是有方向有次序的發(fā)展過程，因而可以預(yù)測；（2）演替是系統(tǒng)內(nèi)外因素作用的結(jié)果，因而可以控制；（3）演替趨勢是增加穩(wěn)態(tài)，因而可以保持自然環(huán)境的基本特征。生態(tài)系統(tǒng)的演替有如下三個特點：（1）演替是有方向有次序的發(fā)展過程，因而可以預(yù)測；（2）演替二、生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡生態(tài)平衡(Ecologicalbalance)：生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境條件相融合，系統(tǒng)內(nèi)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)在較長時間內(nèi)保持平衡狀態(tài)，動物和植物的數(shù)量比率相對衡定，生產(chǎn)者、消費者和還原者構(gòu)成完整的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，并具有典型的食物鏈關(guān)系和符合能量流動規(guī)律的金字塔形營養(yǎng)級。二、生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡生態(tài)平衡(Ecologicalbal結(jié)構(gòu)簡單，生物多樣性指數(shù)低，食物鏈單一的生態(tài)系統(tǒng)易失去生態(tài)平衡。結(jié)構(gòu)簡單，生物多樣性指數(shù)低，食物鏈單一的生態(tài)系統(tǒng)易失去生態(tài)平無論簡單的生態(tài)系統(tǒng)還是復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，自我平衡的調(diào)節(jié)能力是有限度的，超過了這個限度就會失去平衡。無論簡單的生態(tài)系統(tǒng)還是復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，自我平衡的調(diào)節(jié)三、生態(tài)系統(tǒng)的類型⒈森林生態(tài)系統(tǒng)森林是以樹木和其他木本植物為主體的一種生物群落。森林生態(tài)系統(tǒng)(Forestecosystem)是森林群落和外界環(huán)境共同構(gòu)成的一個生態(tài)功能單位。三、生態(tài)系統(tǒng)的類型⒈森林生態(tài)系統(tǒng)森林是以樹木和其他木本植物森林生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者包括高大喬木、灌木、草本、蕨類和苔蘚。其中樹木占優(yōu)勢地位，是生態(tài)系統(tǒng)重要物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。森林中植物種群一般都具有明顯的成層結(jié)構(gòu)，每一層中通常是由各個種群組成。初級消費者，主要是食葉和蛀食性昆蟲、植食性和雜食性鳥類以及植食性哺乳類。森林生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者包括高大喬木、灌木、草本、蕨類和苔環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論生態(tài)系統(tǒng)課件森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上的特點可概括為以下幾點：（1）生物種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜：森林的垂直成層現(xiàn)象形成的和種小生境，發(fā)展了種類繁多的動物和其他生物群落。森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上的特點可概括為以下幾點：（1）生物種（2）系統(tǒng)穩(wěn)定性高：森林生態(tài)系統(tǒng)中各類生物群落和環(huán)境共同經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程，使生物群落中各種生物成分與其環(huán)境相互聯(lián)系、相互制約，保持相對平衡。因此，系統(tǒng)對外界干擾的調(diào)節(jié)和抵抗力強，穩(wěn)定性高。（2）系統(tǒng)穩(wěn)定性高：（3）物質(zhì)循環(huán)的封閉程度高：自然狀態(tài)的森林生態(tài)系統(tǒng)，各組分健全，生產(chǎn)者、消費者和分解者與無機環(huán)境間的物質(zhì)交換完全在系統(tǒng)內(nèi)部正常進行，對外界的依賴程度很小。（3）物質(zhì)循環(huán)的封閉程度高：（4）生產(chǎn)效力高：森林生態(tài)系統(tǒng)具有明顯的生產(chǎn)優(yōu)勢，它的生物量最大，生產(chǎn)力最高。森林每年的凈生產(chǎn)量占全球各類生態(tài)系統(tǒng)的近一半。（4）生產(chǎn)效力高：⒉草原生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系