《基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)（第3版）》課件第八章 生態(tài)系統(tǒng)的一般特征

1、第八章 生態(tài)系統(tǒng)的一般特征8.1 生態(tài)系統(tǒng)的基本概念8.2 生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)8.3 食物鏈和食物網(wǎng)8.4 營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔8.5 生態(tài)系統(tǒng)的特征請(qǐng)仔細(xì)觀察并分析以上兩圖中的生態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)中哪些事物是必不可少的呢？沒有水行嗎？沒有陽(yáng)光行嗎？水及土壤中沒有礦物質(zhì)行嗎？沒有綠色植物行嗎？8.1 生態(tài)系統(tǒng)的概念 任一時(shí)空單元中由物理、化學(xué)和生物過程所組成的任何功能系統(tǒng)。 不僅僅是生物復(fù)合體本身，而且包括所有構(gòu)成我們的環(huán)境的物理因素在內(nèi)的整個(gè)復(fù)合體。 特定地段中的全部生物和物理環(huán)境的相互作用的統(tǒng)一體，并且在系統(tǒng)的內(nèi)部，能流導(dǎo)致形成一定的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，生物多樣性和物質(zhì)循環(huán)。Tansley(1935)Li

2、ndman(1942)Odum(1971)生態(tài)系統(tǒng)生物成分非生物環(huán)境 生產(chǎn)者（producers） 消費(fèi)者(consumers)還原者(decomposers)太陽(yáng)輻射能無(wú)機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)8.2 生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)物質(zhì)：水、空氣、礦物質(zhì)等1非生物的物質(zhì)和能量能量：陽(yáng)光、熱能等2、 生產(chǎn)者能自己制造有機(jī)物的自養(yǎng)生物。主要是進(jìn)行光合作用的綠色植物及一些化能合成作用細(xì)菌。所有的植物都是生產(chǎn)者嗎？菟絲子豬籠草生產(chǎn)者制造的有機(jī)物除一部分用于自身的生命活動(dòng)消耗外，用于長(zhǎng)身體的那一部分有機(jī)物可以被動(dòng)物作為食物。動(dòng)物直接或間接以植物作為食物，它們是生態(tài)系統(tǒng)中的消費(fèi)者。直接或間接以植物為食的生物。、消費(fèi)者將有機(jī)

3、物分解為無(wú)機(jī)物供生產(chǎn)者再次利用。包括細(xì)菌和真菌等腐生生物。、分解者8.3 食物鏈和食物網(wǎng)2.營(yíng)養(yǎng)級(jí)1.食物鏈生物之間由于食物關(guān)系而形成的一種聯(lián)系食物鏈上的每一個(gè)環(huán)節(jié)蛇 青蛙 植食昆蟲 青草初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者生產(chǎn)者三級(jí)消費(fèi)者第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)陸地與海洋食物鏈的例子學(xué)以致用下面兩句話所體現(xiàn)的是否是完整的食物鏈？為什么?答案：樹葉 蟬 螳螂 黃雀1.“螳螂捕蟬，黃雀在后”2.大魚吃小魚,小魚吃蝦米,蝦米吃泥巴答案：藻類 蝦米 小魚 大魚1.該生態(tài)球的生物成分是否齊全? 在歐美國(guó)家時(shí)興一種水晶球樣的生態(tài)球作為家庭擺設(shè),該球密封,內(nèi)裝水,兩三條魚(蝦),底部有珊瑚,泥沙,并生長(zhǎng)著

4、水藻,水藻和小魚都是活的.請(qǐng)回答: 2.該生態(tài)球應(yīng)該放在什么地方?目的是什么? 3.小魚.水藻能生存的原因是什么?課后思考：(生產(chǎn)者-水藻; 消費(fèi)者-小魚; 泥沙中有分解者.)(有陽(yáng)光處, 為生態(tài)球提供能量)分解者氧和養(yǎng)料二氧化碳水藻小魚無(wú)機(jī)物遺體遺物捕食鏈、寄生鏈和腐生鏈草食草昆蟲蜘蛛青蛙蛇捕食鏈：由生產(chǎn)者和消費(fèi)者通過捕食關(guān)系而建立寄生鏈：通過寄生關(guān)系建立鳥虱細(xì)菌病毒腐生鏈：以動(dòng)植物遺體為食物而形成的聯(lián)系植物遺體蚯蚓線蟲類節(jié)肢動(dòng)物食物網(wǎng)(food webs)食物網(wǎng)：在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，許多食物鏈彼此相互交錯(cuò)連接的復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。例：某草原生態(tài)系統(tǒng)數(shù)一數(shù)，有幾條食物鏈？食物網(wǎng)中的食物鏈與營(yíng)養(yǎng)級(jí)

5、第 一營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第 二營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第三營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第四營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第五營(yíng)養(yǎng)級(jí) 第六營(yíng)養(yǎng)級(jí)蛇草鼠貓頭鷹狐貓頭鷹食草昆蟲蜘蛛草食蟲鳥貓頭鷹食蟲鳥貓頭鷹食草昆蟲草貓頭鷹蜘蛛青蛙蛇青蛙食草昆蟲草貓頭鷹蛇草兔狐貓頭鷹生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者四級(jí)消費(fèi)者五級(jí)消費(fèi)者食物網(wǎng)特點(diǎn)2、一個(gè)食物網(wǎng)中各種動(dòng)物所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)_ 一成不變的。例：貓頭鷹分別占第三、四、五、六營(yíng)養(yǎng)級(jí)四個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)3、食物網(wǎng)中動(dòng)物之間的關(guān)系有_和_關(guān)系例：青蛙捕食蜘蛛，為捕食關(guān)系；青蛙和蜘 蛛都捕食食草昆蟲，因而又是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系1、一個(gè)食物網(wǎng)中有很多互有聯(lián)系的食物鏈，每條食物鏈總是起于_，終止于_生產(chǎn)者最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)不是捕食競(jìng)爭(zhēng)食物網(wǎng)特點(diǎn)5、當(dāng)處于食物鏈的“天

6、敵”地位的生物數(shù)量減少，則被食者數(shù)量_，最后_4、當(dāng)?shù)谝粻I(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物（生產(chǎn)者）數(shù)量減少，則該食物鏈的其他生物數(shù)量_6、生物的富集作用隨著食物鏈的延長(zhǎng)而不斷_，因?yàn)槲廴疚镏械奈镔|(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不易分解，在生物體內(nèi)大量積累不易排出。都減少先增加后減少趨向穩(wěn)定加強(qiáng)生物擴(kuò)大作用(biological magnification) 如：DDT在海水中濃度為5.010-11g，浮游植物含4.010-8g，蛤中4.210-7g，到銀鷗達(dá)75.510-6g，擴(kuò)大了百萬(wàn)倍。營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，積累劑量越大。 食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強(qiáng)，反之亦然。營(yíng)養(yǎng)級(jí)定義：食物鏈上的每個(gè)食性環(huán)節(jié)叫營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 綠色植物：

7、第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)草食動(dòng)物：第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)肉食動(dòng)物：第三營(yíng)養(yǎng)級(jí) 有沒有更高的營(yíng)養(yǎng)級(jí)？8.4 營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔 生態(tài)金字塔(ecological pyramid)數(shù)量金字塔(pyramid of numbers)生物量金字塔(pyramid of biomass)能量金字塔(energy flow pyramid)p1C2C3C4Cp1C2C3C4Cp1C2Cp1C2C3C3C數(shù)量能量落葉林草地落葉林及草地?cái)?shù)量和能量金字塔單位：公斤生物量金字塔1000100101浮游動(dòng)物魚浮游植物能量金字塔8.5 生態(tài)效率（ecological efficiencies） 指各種能流參數(shù)中的任何一個(gè)參數(shù)在營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間或營(yíng)養(yǎng)

8、級(jí)內(nèi)部的比值關(guān)系。各種能流參數(shù)如下：1，攝食量（I）: 表示一個(gè)生物所攝取的能量。對(duì)于植物來說，它代表光合作用所吸收的日光能；對(duì)于動(dòng)物來說，它代表動(dòng)物吃進(jìn)的食物的能量。 2，同化量（A）: 對(duì)于動(dòng)物來說，它是消化后吸收的能量，對(duì)分解者是指對(duì)細(xì)胞外的吸收能量；對(duì)于植物來說，它指在光合作用中所固定的能量，常常以總初級(jí)生產(chǎn)量表示。 3，呼吸量（R）: 指生物在呼吸等新陳代謝和各種活動(dòng)中消耗的全部能量。 4，生產(chǎn)量（P）: 指生物在呼吸消耗后凈剩的同化能量值，它以有機(jī)物質(zhì)的形式累積在生物體內(nèi)或生態(tài)系統(tǒng)中。對(duì)于植物來說，它是凈初級(jí)生產(chǎn)量。對(duì)于動(dòng)物來說，它是同化量扣除呼吸量以后的凈剩的能量值 。同化效率

9、= 被植物固定的能量 / 植物吸收的日光能 = 被動(dòng)物消化吸收的能量 / 動(dòng)物攝食的能量 即 Ae = An / In； 生產(chǎn)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 即 Pe = Pn / An 消費(fèi)效率= n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的消費(fèi)能量/ n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量 即 Ce = In+1 / Pn； 林德曼效率=n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量 8.6 生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)與生態(tài)平衡1. 反饋（feedback） 當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中某一成分發(fā)生變化的時(shí)候，它必然會(huì)引起其他成分出現(xiàn)一系列的響應(yīng)變化，這些變化最終又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分，這個(gè)過程就叫反饋。 負(fù)反饋（negative f

10、eedback） 正反饋(positive feedback)兔的食物增加兔數(shù)量減少兔因饑餓死亡兔吃少量植物植物增加兔數(shù)量增加兔吃大量植物植物減少兔與植物種群之間的負(fù)反饋環(huán)2 . 生態(tài)平衡 自然界生態(tài)系統(tǒng)總是趨向于保持一定的內(nèi)部平衡關(guān)系，使系統(tǒng)內(nèi)各成分間完全處于相互協(xié)調(diào)的穩(wěn)定狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)反饋機(jī)制是達(dá)到和維持平衡或穩(wěn)定的重要途徑。 例如： 森林的自然稀疏過程 昆蟲數(shù)量與食物的供應(yīng)思考：森林病蟲害的防治非生物物質(zhì)和能量生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者捕食關(guān)系總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的成分食物鏈（網(wǎng)）（營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)就是順著這條渠道進(jìn)行的課堂練習(xí)：1、肉食動(dòng)物不可能是一條食物鏈

11、中的第幾 營(yíng)養(yǎng)級(jí) （ ） A第五 B第二C第三 D第四2、對(duì)水稻鼠蛇鷹這條食物鏈的錯(cuò)誤 描述是 （ ）A.水稻是生產(chǎn)者 B.鼠是初級(jí)消費(fèi)者 C.蛇是次級(jí)消費(fèi)者 D.鷹屬于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)BD課堂練習(xí)3、在下列生物中，屬于分解的是 （ ） A.藍(lán)藻 B.草履蟲 C.蘑菇 D.蝗蟲C課堂練習(xí)4、從生態(tài)系統(tǒng)的組成成分看，硝化細(xì)菌和蚯蚓屬于 （ ） A.生產(chǎn)者和分解者 B.生產(chǎn)者和消費(fèi)者 C.消費(fèi)者和分解者 D.分解者和消費(fèi)者A課堂練習(xí)5、下列哪組生物可和無(wú)機(jī)環(huán)境組成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)（ ） A水藻、鳥 B小魚、大魚 C小草、昆蟲、細(xì)菌 D水藻、蝦C課堂練習(xí)6、對(duì)草昆蟲食蟲鳥鷹這條食物鏈的敘述,正確的是（）A有四個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，兩個(gè)次級(jí)消費(fèi)者B有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，一個(gè)生產(chǎn)者C食蟲鳥是第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)、次級(jí)消費(fèi)者D有三個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)，三個(gè)消費(fèi)者C課堂練習(xí)7、下圖的南極生態(tài)系統(tǒng)中，包括_條食物鏈，_生物屬于三級(jí)消費(fèi)者，_生物占有兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。假設(shè)大魚全部死亡，則磷蝦數(shù)目將_?；ⅥL、企鵝、海豹虎鯨、海豹5增多浮游植物磷蝦小魚海豹浮游動(dòng)物大魚企鵝虎鯨須鯨課堂練習(xí)8.如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中有4種生物，他們可能形成下列幾種營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，其中最穩(wěn)定的是A .甲乙丙