第九章生態(tài)系統(tǒng)的一般特征

第九章生態(tài)系統(tǒng)的一般特征本章概要第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本概念第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)第三節(jié)食物鏈和食物網(wǎng)第四節(jié)營(yíng)養(yǎng)級(jí)與生態(tài)金字塔第五節(jié)生態(tài)效率第六節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本概念生態(tài)系統(tǒng)就是在一定空間中共同棲居著的所有生物（即生物群落）與其環(huán)境之間由于不斷進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程而形成的統(tǒng)一整體。構(gòu)成系統(tǒng)的3個(gè)條件：

①系統(tǒng)是有許多成分組成的

②各成分之間不是孤立的，而是彼此相互聯(lián)系，相互作用。

③系統(tǒng)具有獨(dú)立的、特定的功能。參考資料：系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)，功能

生態(tài)系統(tǒng)的特征特征：①結(jié)構(gòu)功能單位；②自我調(diào)節(jié)作用；③具有功能特征：物質(zhì)循環(huán)、能量流通、信息交流；④營(yíng)養(yǎng)層次；⑤動(dòng)態(tài)特征：隨時(shí)空條件的變化而變化。參考資料：系統(tǒng)

Tansley墓志銘參考資料：生態(tài)系統(tǒng)參考資料：功能捕食者雙翅目幼蟲浮游動(dòng)物甲殼類浮游植物藻類紅蟲（瑤蚊）太陽(yáng)魚歐洲鱸魚人類陽(yáng)光肥料羽化羽化魚塘生態(tài)系統(tǒng)第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)包括4種主要組成成分：一、非生物環(huán)境包括參加物質(zhì)循環(huán)的無(wú)機(jī)元素和化合物、聯(lián)系生物非生物成分的有機(jī)物質(zhì)和氣候或其他物理?xiàng)l件。二、生產(chǎn)者是能以簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物制造食物的自養(yǎng)生物。三、消費(fèi)者是針對(duì)生產(chǎn)者而言，它們不能從無(wú)機(jī)物質(zhì)制造有機(jī)物質(zhì)，而是直接或間接依賴于生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物質(zhì)，屬于異養(yǎng)生物。四、分解者分解者是異養(yǎng)生物，其作用是把動(dòng)植物殘?bào)w的復(fù)雜有機(jī)物分解為生產(chǎn)者能重新利用的簡(jiǎn)單化合物，并釋放出能量，其作用正好與生產(chǎn)者相反。生產(chǎn)者，消費(fèi)者，分解者圖解消費(fèi)者分解者生產(chǎn)者無(wú)機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)氣候因素植物，化能合成細(xì)菌動(dòng)物，包括大型消費(fèi)者小型消費(fèi)者細(xì)菌真菌日光能生態(tài)系統(tǒng)各成份的相互關(guān)系1補(bǔ)充影響生態(tài)平衡的因素（補(bǔ)充）生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過(guò)一系列取食和被食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序稱為食物鏈。呼吸量：生物在呼吸等新陳代謝和各種活動(dòng)種所消耗的全部能量反饋(feedback)1-22-33-4在生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的不同點(diǎn)上，能量之間的百分比率。=被動(dòng)物吸收得能量/動(dòng)物得攝食量此外如基因工程的潛在危險(xiǎn)等等。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化率不是百分之百，總有一部分變成排泄物留于環(huán)境中，被分解者所利用。第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本概念生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中結(jié)構(gòu)與功能特征變化之一上述變化中，如果另外組分的變化導(dǎo)致前一組分變化的進(jìn)一步加強(qiáng)就是正反饋，如麥克風(fēng)對(duì)著擴(kuò)音器會(huì)導(dǎo)致嘯叫包括參加物質(zhì)循環(huán)的無(wú)機(jī)元素和化合物、聯(lián)系生物非生物成分的有機(jī)物質(zhì)和氣候或其他物理?xiàng)l件。生態(tài)系統(tǒng)中較多表現(xiàn)負(fù)反饋，某些生境中有正反饋④污染，農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)原因（如除草劑、化學(xué)藥品、除蟲劑）；總生產(chǎn)量/現(xiàn)存生物量第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本概念消費(fèi)者分解者生產(chǎn)者無(wú)機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)氣候因素植物，化能合成細(xì)菌動(dòng)物，包括大型消費(fèi)者小型消費(fèi)者細(xì)菌真菌日光能生態(tài)系統(tǒng)各成份的相互關(guān)系2補(bǔ)充第三節(jié)、食物鏈和食物網(wǎng)

生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過(guò)一系列取食和被食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序稱為食物鏈。食物鏈彼此交錯(cuò)連結(jié)，形成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，就是食物網(wǎng)。食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)微型浮游植物(小鞭毛藻)小型浮游動(dòng)物(植食性原生動(dòng)物)的型浮游動(dòng)物(肉食性甲殼動(dòng)物)大型浮游動(dòng)物(毛顎類、磷蝦)燈籠魚、秋刀魚(食浮游動(dòng)物魚類)烏賊、鮭、金槍魚(食魚動(dòng)物)大型浮游植物大型浮游動(dòng)物鯨以浮游生物為食鯷魚以浮游生物為食1大型浮游植物23海洋食物鏈1補(bǔ)充小型浮游植物大型硅藻、甲藻和微型浮游植物大型浮游動(dòng)物食浮游生物魚類如鯡等底棲植食動(dòng)物蛤,牡蠣,多毛類等底棲肉食魚類鱈魚等大型肉食魚類鯊魚鮭魚等海洋食物鏈2補(bǔ)充第四節(jié)營(yíng)養(yǎng)級(jí)與生態(tài)金字塔食物鏈和食物網(wǎng)是物種之間的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系，用圖解的方法無(wú)法完全表示，為了便于進(jìn)行定量的能流和物流循環(huán)研究，生態(tài)學(xué)家提出了營(yíng)養(yǎng)級(jí)的概念。一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。

生態(tài)系統(tǒng)中能流是單向的，通過(guò)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是逐級(jí)減少的，減少的原因是：各營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者不可能百分之百地利用前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量，有部分自然死亡和被分解者利用；各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化率不是百分之百，總有一部分變成排泄物留于環(huán)境中，被分解者所利用。中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)第五節(jié)生態(tài)效率生態(tài)效率：用來(lái)估計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的能量傳遞效率。在生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的不同點(diǎn)上，能量之間的百分比率。特指某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量輸出和輸入間的比率。攝取量：一個(gè)生物所攝取的能量同化量：動(dòng)物消化道內(nèi)被吸收的能量呼吸量：生物在呼吸等新陳代謝和各種活動(dòng)種所消耗的全部能量生產(chǎn)量：生物呼吸消耗后所凈剩的同化能量值生產(chǎn)力：?jiǎn)挝粫r(shí)間面積的生產(chǎn)量，即生產(chǎn)速率。

生產(chǎn)量與生物量生產(chǎn)量：指一定時(shí)期內(nèi)有機(jī)物質(zhì)增加的總重量。含有速率的概念。總生產(chǎn)量：指某一時(shí)期增加的有機(jī)質(zhì)，加上呼吸損失的部分。凈生產(chǎn)量：總生產(chǎn)量減去呼吸損失的部分

生物量：指任一時(shí)間某生物（種群、群落或生態(tài)系統(tǒng)）有機(jī)物的總重量。只要重量?，F(xiàn)存量：是單位面積上當(dāng)時(shí)所測(cè)得的生物體的總重量，通常代表生物量。同化效率：光合作用所固定的能量占植物吸收的日光能的比例。同化效率=被植物固定的能量/吸收的日光能=被動(dòng)物吸收得能量/動(dòng)物得攝食量生長(zhǎng)效率：組織生長(zhǎng)效率＝n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量＝n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入量消費(fèi)效率＝n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量＝n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量Lindman效率：能量每通過(guò)一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，其有效能量（可利用得能量）大約為前一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)有效能量得10%。

Lindman效率=（n+1）營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量1-22-33-4營(yíng)養(yǎng)級(jí)3020101-22-33-4營(yíng)養(yǎng)級(jí)302010林德曼效率利用效率對(duì)多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)實(shí)測(cè)值比較生態(tài)效率

（補(bǔ)充）第六節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡

反饋調(diào)節(jié)反饋(feedback)

系統(tǒng)的一個(gè)組分的變化，引起了另外組分的變化反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致或調(diào)整前一組分的變化就是反饋正反饋(positivefeedback)上述變化中，如果另外組分的變化導(dǎo)致前一組分變化的進(jìn)一步加強(qiáng)就是正反饋，如麥克風(fēng)對(duì)著擴(kuò)音器會(huì)導(dǎo)致嘯叫負(fù)反饋(negativefeedback)上述變化中，另外組分的變化導(dǎo)致前一組分的變化的減弱從而調(diào)整或控制變化的幅度即負(fù)反饋，如恒溫箱的控制即負(fù)反饋生態(tài)系統(tǒng)中較多表現(xiàn)負(fù)反饋，某些生境中有正反饋生態(tài)平衡

在一定時(shí)空條件下，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能表現(xiàn)為相對(duì)穩(wěn)定，能量與物質(zhì)的輸入、輸出接近相當(dāng)，外來(lái)干擾所引起的變化可由自我調(diào)節(jié)而恢復(fù)到原初的穩(wěn)定狀態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)的這種狀況即為生態(tài)平衡。

第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)呼吸量：生物在呼吸等新陳代謝和各種活動(dòng)種所消耗的全部能量自然因素主要表現(xiàn)在環(huán)境突變上。③系統(tǒng)具有獨(dú)立的、特定的功能。③砍伐森林，破壞植被木材需求（人口增長(zhǎng)）、戰(zhàn)爭(zhēng)、政治原因；第四節(jié)營(yíng)養(yǎng)級(jí)與生態(tài)金字塔③砍伐森林，破壞植被木材需求（人口增長(zhǎng)）、戰(zhàn)爭(zhēng)、政治原因；③具有功能特征：物質(zhì)循環(huán)、能量流通、信息交流；生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過(guò)一系列取食和被食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序稱為食物鏈。②引種導(dǎo)致食物鏈破壞：物種的引入（有意、無(wú)意）；特指某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量輸出和輸入間的比率。=被動(dòng)物吸收得能量/動(dòng)物得攝食量1-22-33-4無(wú)機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)氣候因素包括參加物質(zhì)循環(huán)的無(wú)機(jī)元素和化合物、聯(lián)系生物非生物成分的有機(jī)物質(zhì)和氣候或其他物理?xiàng)l件。同化量：動(dòng)物消化道內(nèi)被吸收的能量影響生態(tài)平衡的因素（補(bǔ)充）

自然因素

主要表現(xiàn)在環(huán)境突變上。如隕石撞擊、影響的局限性和廣泛性火山爆發(fā)、地震、山洪、水/旱災(zāi)難、海嘯、泥石流、電擊火燒。特點(diǎn)：局限性。

人為因素

特點(diǎn)普遍性和加劇表現(xiàn)。①關(guān)鍵物種人為滅絕（獵捕、生境、經(jīng)濟(jì)原因）；②引種導(dǎo)致食物鏈破壞：物種的引入（有意、無(wú)意）；③砍伐森林，破壞植被木材需求（人口增長(zhǎng)）、戰(zhàn)爭(zhēng)、政治原因；范圍：水體、陸地；④污染，農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)原因（如除草劑、化學(xué)藥品、除蟲劑）；；⑤人類的大型工程建設(shè)；⑥人類工業(yè)重大事故；此外如基因工程的潛在危險(xiǎn)等等。上述變化中，如果另外組分的變化導(dǎo)致前一組分變化的進(jìn)一步加強(qiáng)就是正反饋，如麥克風(fēng)對(duì)著擴(kuò)音器會(huì)導(dǎo)致嘯叫各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化率不是百分之百，總有一部分變成排泄物留于環(huán)境中，被分解者所利用。無(wú)機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)氣候因素此外如基因工程的潛在危險(xiǎn)等等。呼吸量：生物在呼吸等新陳代謝和各種活動(dòng)種所消耗的全部能量物種多樣性：組分多樣性生態(tài)系統(tǒng)就是在一定空間中共同棲居著的所有生物（即生物群落）與其環(huán)境之間由于不斷進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程而形成的統(tǒng)一整體。生物量：指任一時(shí)間某生物（種群、群落或生態(tài)系統(tǒng)）有機(jī)物的總重量。第四節(jié)營(yíng)養(yǎng)級(jí)與生態(tài)金字塔第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本概念反饋(feedback)無(wú)機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)氣候因素Tansley墓志銘調(diào)整被破壞的生態(tài)平衡①收獲量與生產(chǎn)量關(guān)系②調(diào)整食物鏈③從生態(tài)系統(tǒng)整體性考慮問(wèn)題：如大型工程綜合考慮。④從生態(tài)學(xué)角度和整體角度考慮和規(guī)劃生態(tài)區(qū)域及工業(yè)、農(nóng)、林、牧業(yè)發(fā)展方向；⑤人造高產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展；⑥建立自然保護(hù)區(qū)；⑦控制和治理污染

生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中結(jié)構(gòu)與功能特征變化之一1

2345678910總生產(chǎn)量/群落呼吸量（P/R）比率總生產(chǎn)量/現(xiàn)存生物量（P/R）比率生物量/單位能流量（P/E）比率凈生產(chǎn)量食物鏈狀態(tài)食物鏈類型有機(jī)物質(zhì)無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)貯存物種多樣性：組分多樣性 均勻性生化多樣性分層和空間異質(zhì)性能流自養(yǎng)演替>1異養(yǎng)演替>1高低高直線狀牧食鏈為主較少環(huán)境庫(kù)低低低低接近1低高低網(wǎng)狀碎食鏈為主較多生物庫(kù)高高高高生態(tài)系統(tǒng)特征發(fā)展期成熟期群落結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中結(jié)構(gòu)與功能特征變化之二111213141516171819202122生態(tài)位寬度有機(jī)體大小生活史礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)循環(huán)生活環(huán)境間交換營(yíng)