現(xiàn)代生態(tài)學(xué)課件

第五章生態(tài)系統(tǒng)概論生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)中的次級(jí)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)中的分解生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)第五章生態(tài)系統(tǒng)概論1第一節(jié)

概論一、生態(tài)系統(tǒng)的概念生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）一詞是由英國(guó)植物生態(tài)學(xué)家A.G.Tansley于1935年首先提出來的，他強(qiáng)調(diào)了生物與環(huán)境是一個(gè)在功能上不可分割的統(tǒng)一的自然實(shí)體，認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)就是一個(gè)生態(tài)學(xué)上的功能單位。第一節(jié)概論一、生態(tài)系統(tǒng)的概念2生態(tài)系統(tǒng)：指在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，由生物群落與其生活的環(huán)境組成的一個(gè)整體，該整體具有一定大小和結(jié)構(gòu)，各成員借助能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞而相互聯(lián)系、相互影響、相互依存，并形成具有自我組織和自我調(diào)節(jié)功能的復(fù)合體。生態(tài)系統(tǒng)：指在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，由生物群落與其生活的環(huán)境3生態(tài)系統(tǒng)的特性屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次；內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力；能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞是三大功能；營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目通常不超過5-6個(gè)；是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的特性屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次；4二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及三大功能類群在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中所有生物與非生物都是直接或間接地相互聯(lián)系、相互依賴的，通過能量流動(dòng)或物質(zhì)流動(dòng)形成一個(gè)極其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。所有生態(tài)系統(tǒng)可分為非生物和生物兩大部分，而生物又可分為生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三部分。

二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及三大功能類群在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中所有生物5現(xiàn)代生態(tài)學(xué)課件6

因此將生態(tài)系統(tǒng)又可分為生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三個(gè)亞系統(tǒng)。它們的主要功能分別闡述如下：

生產(chǎn)者主要功能：

生產(chǎn)者包括所有自養(yǎng)的綠色植物、某些光合細(xì)菌（綠色硫細(xì)菌、紫色硫細(xì)菌和非硫細(xì)菌等）和其它自養(yǎng)細(xì)菌（硝化細(xì)菌、氧化硫細(xì)菌等），它們利用太陽(yáng)能將二氧化碳和水等無機(jī)物合成糖和淀粉等有機(jī)物，并放出氧氣。此光合作用的過程直接或間接地為人類和其它生物提供著進(jìn)行生命活動(dòng)所必需的能量和物質(zhì)。目前已被定名的高等植物和苔蘚約25萬(wàn)種。另外，生態(tài)系統(tǒng)中的各種生命活動(dòng)所需的化學(xué)元素，如N、S、P、K及微量元素，可通過植物根、葉的吸收、合成之后通過食物鏈在系統(tǒng)中傳遞。因此將生態(tài)系統(tǒng)又可分為生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三個(gè)7消費(fèi)者主要功能

消費(fèi)者主要包括各種動(dòng)物，它們不能制造有機(jī)物，而直接或間接依賴生產(chǎn)者所生產(chǎn)的有機(jī)物。根據(jù)食物鏈的等級(jí)關(guān)系，可分為一級(jí)消費(fèi)者（食草動(dòng)物）、二級(jí)消費(fèi)者（以食草動(dòng)物為食的小型食肉動(dòng)物）、三級(jí)消費(fèi)者（以小型食肉動(dòng)物為食的大型食肉動(dòng)物）、四級(jí)或更高級(jí)的消費(fèi)者，等等。消費(fèi)者不僅對(duì)初級(jí)生產(chǎn)物起著加工、再生產(chǎn)的作用，且對(duì)其它生物種群數(shù)量起著調(diào)控作用。消費(fèi)者主要功能消費(fèi)者主要包括各種動(dòng)物，它們不能制造有機(jī)物8分解者主要功能

消費(fèi)者都是異養(yǎng)生物，如細(xì)菌、真菌、放線菌及土壤原生動(dòng)物和一些小型無脊椎動(dòng)物。這些微生物在生態(tài)系統(tǒng)中連續(xù)進(jìn)行著分解作用，把復(fù)雜的有機(jī)物逐步分解成簡(jiǎn)單的無機(jī)物，再重新回到環(huán)境中，成為自養(yǎng)生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。每一種天然有機(jī)物都能被已經(jīng)存在于自然界中的微生物所分解，因此，分解者使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)不斷地以無機(jī)物-有機(jī)物-無機(jī)物的形式循環(huán)流動(dòng)。分解者主要功能消費(fèi)者都是異養(yǎng)生物，如細(xì)菌、9

三、食物鏈和食物網(wǎng)

生態(tài)系統(tǒng)中各種成分之間通過復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系來相互緊密聯(lián)系，即通過食物鏈把生物與非生物、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者相互連成一個(gè)整體。（1）食物鏈指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)不同生物之間在營(yíng)養(yǎng)關(guān)系中形成的一環(huán)套一環(huán)的鏈條式的關(guān)系，即物質(zhì)和能量從植物開始，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)稱為營(yíng)養(yǎng)級(jí)或營(yíng)養(yǎng)階層。三、食物鏈和食物網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中各10（2）食物網(wǎng)實(shí)際上，大多生物以幾種或多種食物為食。因此，生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈很少是單條、孤立出現(xiàn)的（除非食性均是專一的），它往往是交叉呈鏈狀或網(wǎng)狀，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即食物網(wǎng)。（2）食物網(wǎng)11（3）食物鏈類型捕食食物鏈碎屑食物鏈寄生食物鏈（3）食物鏈類型捕食食物鏈12捕食食物鏈綠色植物為起點(diǎn)到食草動(dòng)物進(jìn)而到食肉動(dòng)物的食物鏈植物-食草動(dòng)物-食肉動(dòng)物草原上：青草-野兔-狐貍-狼湖泊中：藻類-甲殼類-小魚-大魚捕食食物鏈綠色植物為起點(diǎn)到食草動(dòng)物1314

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114微型浮游植物小型浮游動(dòng)物的型浮游動(dòng)物大型浮游動(dòng)物1415

南極海洋浮游食物網(wǎng)15南極海洋浮游食物網(wǎng)15動(dòng)、植物的遺體被食腐性生物(小型土壤動(dòng)物、真菌、細(xì)菌)取食，然后到他們的捕食者的食物鏈植物殘?bào)w-蚯蚓-線蟲類-節(jié)肢動(dòng)物碎屑食物鏈動(dòng)、植物的遺體被食腐性生物(小型土壤動(dòng)物、真菌、細(xì)菌)取食，1617

捕食食物鏈和碎屑食物鏈17捕食食物鏈和碎屑食物鏈17寄生食物鏈

由宿主和寄生物構(gòu)成以大型動(dòng)物為食物鏈的起點(diǎn)，繼之以小型動(dòng)物、微型動(dòng)物、細(xì)菌和病毒后者與前者是寄生關(guān)系哺乳動(dòng)物或鳥類-跳蚤-原生動(dòng)物-細(xì)菌-病毒寄生食物鏈由宿主和寄生物構(gòu)成18食物網(wǎng)

一種生物常常以多種食物為食，而同一種食物又常常為多種消費(fèi)者取食，于是食物鏈交錯(cuò)起來，多條食物鏈相聯(lián)，形成了食物網(wǎng)食物網(wǎng)不僅維持著生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡，并推動(dòng)著生物的進(jìn)化，成為自然界發(fā)展演變的動(dòng)力食物網(wǎng)以營(yíng)養(yǎng)為紐帶，把生物與環(huán)境、生物與生物緊密聯(lián)系起來的結(jié)構(gòu)，稱為生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)食物網(wǎng)一種生物常常以多種食物1920

食物網(wǎng)20食物網(wǎng)2021

北極島嶼簡(jiǎn)單的食物網(wǎng)北極島嶼簡(jiǎn)單的食物網(wǎng)21北極島嶼簡(jiǎn)單的食物網(wǎng)北極島嶼簡(jiǎn)單的食物網(wǎng)21營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系可采用生物量、能量和個(gè)體數(shù)量單位來表示能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔四、營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔

(ecologicalpyramid)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系四、營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔(ecol22

以相同單位面積上生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者的生物量即生命物質(zhì)總量建立的金字塔。對(duì)陸地、淺水生態(tài)系統(tǒng)中比較典型，因?yàn)樯a(chǎn)者是大型的，所以塔基比較大，金字塔比較規(guī)則生物量金字塔以相同單位面積上生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者的生物量即生命物質(zhì)23生物量金字塔生物量金字塔生物量金字塔生物量金字塔24

單位面積內(nèi)生產(chǎn)者的個(gè)體數(shù)目為塔基，以相同面積內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)位有機(jī)體數(shù)目構(gòu)成塔身及塔頂。一般每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所包括的有機(jī)體數(shù)目，沿食物鏈向上遞減。數(shù)量金字塔單位面積內(nèi)生產(chǎn)者的個(gè)體數(shù)目為塔基，以相同面積內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)2526

營(yíng)養(yǎng)級(jí)(trophiclevel)：處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和營(yíng)養(yǎng)級(jí)與生態(tài)金字塔

26營(yíng)養(yǎng)級(jí)(trophiclevel)：處于食物鏈某一26五、生態(tài)系統(tǒng)的類型一、按照生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，可分為：植物生態(tài)系統(tǒng)：植物為主，如森林、草地生態(tài)系統(tǒng)。動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)：動(dòng)物為主，如魚塘、畜牧生態(tài)系統(tǒng)。微生物生態(tài)系統(tǒng)：細(xì)菌、真菌等微生物為主，如土壤腐殖層、池塘底泥。人類生態(tài)系統(tǒng)：人為主體，如城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等生態(tài)系統(tǒng)。五、生態(tài)系統(tǒng)的類型一、按照生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，可分為：27

生態(tài)系統(tǒng)的類型二、按照生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和外界物質(zhì)與能量交換狀況，可分為：開放系統(tǒng)：能量和物質(zhì)可在系統(tǒng)內(nèi)外不斷交換，大多屬此類型。封閉系統(tǒng)：阻止任何物質(zhì)的輸入和輸出，但不能阻止能量的出入。如宇宙飛船。隔離系統(tǒng)：具封閉的邊緣，既阻止物質(zhì)又阻止能量的輸入和輸出，與外界完全隔絕，這是根據(jù)特殊需要而設(shè)計(jì)的模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的類型二、按照生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和外界物28生態(tài)系統(tǒng)的類型三、根據(jù)人類活動(dòng)及其影響程度，可分為自然生態(tài)系統(tǒng)：未受到人類活動(dòng)影響或輕度影響的生態(tài)系統(tǒng)。半自然生態(tài)系統(tǒng)：系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、類型或比例受到人類活動(dòng)的影響較大。人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)：人類活動(dòng)在系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用。生態(tài)系統(tǒng)的類型三、根據(jù)人類活動(dòng)及其影響程度，可分為29四、根據(jù)基質(zhì)性質(zhì)分為

陸地生態(tài)系統(tǒng)：還可細(xì)分為熱帶雨林、苔原等。水域生態(tài)系統(tǒng)：

隨著城市化發(fā)展，產(chǎn)生社會(huì)－經(jīng)濟(jì)－自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的新概念。四、根據(jù)基質(zhì)性質(zhì)分為陸地生態(tài)系統(tǒng)：還可細(xì)分為熱帶雨林、苔原30五、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征

具特定的空間概念：反映一定地區(qū)特性及結(jié)構(gòu)。復(fù)雜、有序的宏觀系統(tǒng)：由多種生物、非生物形成的復(fù)雜的、網(wǎng)絡(luò)狀的密切聯(lián)系，各亞系統(tǒng)之間存在一定秩序的相互作用。具明確功能的單元：能量和物質(zhì)在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)移和交換。具自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的開放系統(tǒng)：系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量的流動(dòng)、轉(zhuǎn)移和交換是開放式的，且系統(tǒng)通過負(fù)反饋來自動(dòng)調(diào)節(jié)，如種群內(nèi)密度的制約機(jī)制、物種間的食物鏈關(guān)系、生物與環(huán)境間的相互適應(yīng)的調(diào)控。具動(dòng)態(tài)的、生命的特征：生態(tài)系統(tǒng)隨時(shí)間也可分早期、成長(zhǎng)期、盛期、成熟期、退化期等，表現(xiàn)出系統(tǒng)自身特有的整體演化規(guī)律。五、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征具特定的空間概念：反映一定地區(qū)特性及31第二章生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的次級(jí)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)分解第二章生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)32第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一、能量的主要形式二、能量流動(dòng)的基本原理和模式三、能量流動(dòng)的途徑和速率四、個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)層次上的能流分析五、能量流動(dòng)的研究方法及生態(tài)效率六、以能量為依據(jù)的生態(tài)系統(tǒng)分類第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一、能量的主要形式33一、能量的主要形式輻射能：例如光能，在植物光化學(xué)反應(yīng)中起重要作用化學(xué)能：化合物中具有的能量機(jī)械能：例如肌肉收縮產(chǎn)生的能量電能：例如生物電生物能：生命活動(dòng)的能量熱能：一、能量的主要形式輻射能：例如光能，在植物光化學(xué)反應(yīng)中起重要34二、能源的主要類型

能源是指所有可提供能量和做功的自然資源的總稱。按照不同標(biāo)準(zhǔn)，可將能源分為以下幾種類型：常規(guī)能源：如煤炭、石油等。新型能源：如風(fēng)能、地?zé)崮?、蓄電池等。一次能源：如煤、石油和天然氣等。二次能源：如煤氣、蒸汽、甲烷等。再生能源：太?yáng)能、風(fēng)能、海洋能等。二、能源的主要類型

能源是指所有可提供能量和做功的自然資源的35二、能量流動(dòng)的基本原理和模式

(一)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能流生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的作物不斷接受系統(tǒng)內(nèi)、外輸入的物質(zhì)和能量，同時(shí)向系統(tǒng)外輸出物質(zhì)和能量。作物及各級(jí)消費(fèi)者的能量貯存。能量在系統(tǒng)內(nèi)不斷流動(dòng)，則能量也不斷地以熱能形式消耗。能量流動(dòng)呈單向的、不可逆的流動(dòng)。二、能量流動(dòng)的基本原理和模式

(一)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能流36（二）、能量流動(dòng)基本原理（1）熱力學(xué)第一定律生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量的傳遞和轉(zhuǎn)化都嚴(yán)格遵循熱力學(xué)定律，即能量由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但既不被消滅，也不能憑空創(chuàng)造。在生態(tài)系統(tǒng)中，所輸入的能量總是與生物有機(jī)體所貯存的、轉(zhuǎn)化的、釋放的熱量相等，即I＝P＋F＋R（P＝生產(chǎn)量，F(xiàn)＝未被利用能量，R＝呼吸消耗能）。（二）、能量流動(dòng)基本原理（1）熱力學(xué)第一定律37（二）、能量流動(dòng)基本原理

（2）熱力學(xué)第二定律（熵律）熵：用來測(cè)度系統(tǒng)內(nèi)有序程度的大小。熵值越大，系統(tǒng)的無序程度越高，則系統(tǒng)越不平衡；反之。熱力學(xué)認(rèn)為，世界是一個(gè)熵值不斷增加的系統(tǒng)，則無序程度越高，則系統(tǒng)越不平衡。這與達(dá)爾文的進(jìn)化論相反，后者認(rèn)為世界是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從無序到有序的發(fā)展過程。Prigogine（1977）等發(fā)現(xiàn)，在開放系統(tǒng)中，如果從系統(tǒng)外的環(huán)境中引進(jìn)負(fù)熵流，抵消內(nèi)部產(chǎn)生的熵，則可使系統(tǒng)從無序向有序轉(zhuǎn)化。因此，科學(xué)地解釋了有序與無序的轉(zhuǎn)化關(guān)系，將熵律與進(jìn)化論協(xié)調(diào)起來。因此，生態(tài)系統(tǒng)各層次均表現(xiàn)為一種開放型的熱力系統(tǒng)。（二）、能量流動(dòng)基本原理

（2）熱力學(xué)第二定律（熵律）38（三）、能量的單向流與物質(zhì)的循環(huán)流

生態(tài)系統(tǒng)能量的流動(dòng)是單一方向的。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)，大部分被各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所利用，通過呼吸作用以熱的形式散失。但物質(zhì)與能量不同，可在生態(tài)系統(tǒng)中不斷循環(huán)運(yùn)動(dòng)。能量以物質(zhì)作為載體，不斷推動(dòng)著物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。因此，能量流與物質(zhì)流是不可分割的。（三）、能量的單向流與物質(zhì)的循環(huán)流

生態(tài)系統(tǒng)能量的流動(dòng)是單一39（二）、能量流動(dòng)基本原理

（四）、能量流動(dòng)的通用模式任何層次、形式或種類的生命（如動(dòng)植物、微生物等），它們均有一個(gè)能量流動(dòng)的通用模式。（五）、能量流動(dòng)中質(zhì)量和濃度的變化能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)，質(zhì)量和濃度都會(huì)逐漸提高和濃縮?？偟内厔?shì)是將大量的低質(zhì)量的能量，逐漸濃縮成少量的高質(zhì)量的能量（二）、能量流動(dòng)基本原理

（四）、能量流動(dòng)的通用模式4013.1.1初級(jí)生產(chǎn)的基本概念13.1.2地球上初級(jí)生產(chǎn)力的分布13.1.3初級(jí)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率13.1.4初級(jí)生產(chǎn)量的限制因素13.1.5初級(jí)生產(chǎn)量的測(cè)定方法2.1生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)13.1.1初級(jí)生產(chǎn)的基本概念2.1生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生41生產(chǎn)過程：生產(chǎn)者通過光合作用合成復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)，使植物的生物量(包括個(gè)體數(shù)量和生長(zhǎng))增加消費(fèi)者攝食植物已經(jīng)制造好的有機(jī)物質(zhì)(包括直接的取食植物和間接的取食食草動(dòng)物和食肉動(dòng)物)，通過消化、吸收在合成為自身所需的有機(jī)物質(zhì)，增加動(dòng)物的生產(chǎn)量初級(jí)生產(chǎn)：自養(yǎng)生物的生產(chǎn)過程，其提供的生產(chǎn)力為初級(jí)生產(chǎn)力次級(jí)生產(chǎn)：異養(yǎng)生物再生產(chǎn)過程，提供的生產(chǎn)力為次級(jí)生產(chǎn)力2.1.1初級(jí)生產(chǎn)的基本概念生產(chǎn)過程：2.1.1初級(jí)生產(chǎn)的基本概念42初級(jí)生產(chǎn)量(primaryproduction)：綠色植物通過光合作用合成有機(jī)物質(zhì)的數(shù)量稱為初級(jí)生產(chǎn)量，也稱第一性生產(chǎn)量?jī)舫跫?jí)生產(chǎn)量(netprimaryproduction)：初級(jí)生產(chǎn)過程植物固定的能量一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物的生長(zhǎng)和生殖，這部分生產(chǎn)量成為淨(jìng)初級(jí)生產(chǎn)量(NP)總初級(jí)生產(chǎn)量(grossprimaryproduction)：初級(jí)生產(chǎn)過程植物固定的能量的總量GP=NP+R初級(jí)生產(chǎn)的基本概念初級(jí)生產(chǎn)量(primaryproduction)：綠色植物43初級(jí)生產(chǎn)力：植物群落在一定空間一定時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)積累的數(shù)量生物量(biomass)：是指某一時(shí)刻單位面積上積存的有機(jī)物質(zhì)的量。以鮮重或干重表示現(xiàn)存量：是指綠色植物初級(jí)生產(chǎn)量被植食動(dòng)物取食及枯枝落葉掉落后所剩下的存活部分SC=GP-R-H-D初級(jí)生產(chǎn)的基本概念初級(jí)生產(chǎn)力：植物群落在一定空間一定時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)積累44初級(jí)生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn)45不同生態(tài)系統(tǒng)類型的初級(jí)生產(chǎn)力不同陸地比水域的初級(jí)生產(chǎn)力總量大陸地上初級(jí)生產(chǎn)力有隨緯度增加逐漸降低的趨勢(shì)海洋中初級(jí)生產(chǎn)力由河口灣向大陸架和大洋區(qū)逐漸降低生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力隨群落的演替而變化水體和陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力有垂直變化初級(jí)生產(chǎn)力隨季節(jié)變化2.1.2地球上初級(jí)生產(chǎn)力的分布不同生態(tài)系統(tǒng)類型的初級(jí)生產(chǎn)力不同2.1.2地球上初級(jí)生產(chǎn)46AveragenetprimaryproductivityingramsoforganicmaterialpersquaremeterperyearofsometerrestrialandaquaticecosystemsNETPRIMARYPRODUCTIVITY不同生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力Averagenetprimaryproductivi47輻射強(qiáng)度和日照時(shí)間：光強(qiáng)升高，光照時(shí)間長(zhǎng)，提高產(chǎn)量光合途徑：光合作用途徑的不同，直接影響初級(jí)生產(chǎn)力的高低水：光合作用的原料，缺水顯著抑制光合速率溫度：溫度升高，總光合速率升高營(yíng)養(yǎng)元素二氧化碳陸地生態(tài)系統(tǒng)輻射強(qiáng)度和日照時(shí)間：光強(qiáng)升高，光照時(shí)間長(zhǎng)，提高產(chǎn)量陸地生態(tài)482.2.1次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過程2.2.1次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過程49未捕獲(876.1g)獵物種群生產(chǎn)量(886.4g)被捕獲(10.3g)被吃下(7.93g)I未吃下(2.37g)未同化(0.63g)同化(7.3g)A凈次級(jí)生產(chǎn)(2.7g)P呼吸(4.6g)R次級(jí)生產(chǎn)量未捕獲(876.1g)獵物種群生產(chǎn)量(886.4g)被捕獲(50C=A+FUC：動(dòng)物從外界攝食的能量A：被同化能量FU：排泄物A=P+RP：凈次級(jí)生產(chǎn)量R：呼吸能量能量收支C=A+FU能量收支51林德曼效率林德曼效率5213.3生態(tài)系統(tǒng)中的分解13.3.1分解過程的性質(zhì)13.3.2分解者生物13.3.3資源質(zhì)量13.3.4理化環(huán)境對(duì)分解的影響13.3生態(tài)系統(tǒng)中的分解13.3.1分解過程的性質(zhì)5313.3.1分解過程的性質(zhì)概念：死有機(jī)物質(zhì)的逐步降解過程將有機(jī)物還原為無機(jī)物，釋放能量意義：建立和維持全球生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡通過死亡物質(zhì)的分解，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán)，給生產(chǎn)者提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)維持大氣中CO2濃度穩(wěn)定和提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量，為碎屑食物鏈以后各級(jí)生物生產(chǎn)食物改善土壤物理性狀13.3.1分解過程的性質(zhì)概念：54分解作用的三個(gè)過程碎化：把尸體分解為顆粒狀的碎屑異化：有機(jī)物在酶的作用下，進(jìn)行生物化學(xué)的分解從聚合體變成單體(如纖維素降解為葡萄糖)進(jìn)而成為礦物成分(如葡萄糖降為CO2和H2O)淋溶：可溶性物質(zhì)被水淋洗出，完全是物理過程

分解作用的三個(gè)過程碎化：把尸體分解為顆粒狀的碎屑55第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一、生物地化循環(huán)的基本概念二、水循環(huán)三、氣體型循環(huán)四、沉積型循環(huán)五、影響生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的主要因素六、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán)途徑七、有毒物質(zhì)及放射性元素循環(huán)八、生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)收支第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一、生物地化循環(huán)的基本概念5657

2.2.1物質(zhì)循環(huán)的一般特征生物地球化學(xué)循環(huán)：生態(tài)系統(tǒng)從大氣、水體和土壤等環(huán)境中獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過綠色植物吸收，進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，被其他生物重復(fù)利用，最后再歸還于環(huán)境中的過程。這一過程包括生物與非生物二者的參與,同時(shí)也包含一些地質(zhì)與地理作用在內(nèi),因此稱為生物地球化學(xué)循環(huán)

生物小循環(huán)：環(huán)境中元素經(jīng)生物吸收，在生態(tài)系統(tǒng)中被相繼利用，然后經(jīng)過分解者的作用再為生產(chǎn)者吸收、利用物質(zhì)循環(huán)的一般特征572.2.1物質(zhì)循環(huán)的一般特征生物地球化學(xué)循環(huán)：生態(tài)系5758

Basicsofnutrientcycling

58Basicsofnutrientcycling

5859

生物小循環(huán)

59生物小循環(huán)

59一、生物地化循環(huán)的基本概念一、生物地化循環(huán)（biogeochemicalcycle）生態(tài)系統(tǒng)之間礦質(zhì)化學(xué)元素的輸入和輸出，以及它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物之間、及在大氣圈、水圈、巖石圈之間，沿特定途徑往復(fù)流動(dòng)和交換的過程（主要由G.E.Hutchinson1944和1950年提出）。一、生物地化循環(huán)的基本概念一、生物地化循環(huán)（biogeoch60二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

1）庫(kù)物質(zhì)在環(huán)境中都存在一個(gè)或多個(gè)貯存場(chǎng)所，其數(shù)量大大超過結(jié)合在生物體中的數(shù)量，則稱這些貯存場(chǎng)所為庫(kù)。根據(jù)庫(kù)容量不同及各種營(yíng)養(yǎng)在各庫(kù)中的滯留時(shí)間和流動(dòng)速率的不同，可將庫(kù)分為兩種，即貯存庫(kù)和交換庫(kù)。（2）貯存庫(kù)庫(kù)容量大，元素在庫(kù)中滯留時(shí)間長(zhǎng)，流動(dòng)速度慢，多屬于非生物成分。二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

1）庫(kù)61二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（3）交換庫(kù)庫(kù)容量小，元素在庫(kù)中滯留時(shí)間短，流動(dòng)速度快，多屬于生物成分。（4）流通率 指物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中單位時(shí)間、單位面積流通的數(shù)量。（5）流通量通常指物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中單位時(shí)間、單位面積內(nèi)通過營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的絕對(duì)值。二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（3）交換庫(kù)62二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（6）周轉(zhuǎn)率指物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)出入一個(gè)庫(kù)的流通量占該庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的比例。可用公式表示：周轉(zhuǎn)率＝流通量/庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量。（7）周轉(zhuǎn)期為周轉(zhuǎn)率的倒數(shù)，即周轉(zhuǎn)期＝庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量/流通量。（8）生物積累指生態(tài)系統(tǒng)中生物不斷進(jìn)行新陳代謝的過程中，來自環(huán)境的元素或難分解的化合物在生物體內(nèi)的濃縮系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象。例如牡蠣因大量積累銅而患“綠色病”。了陸地環(huán)境中的生物積累速度較水域中的要慢；大型野生動(dòng)物中生物積累的水平相對(duì)而言是較低的。二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（6）周轉(zhuǎn)率63二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（9）生物濃縮指生態(tài)系統(tǒng)中同一營(yíng)養(yǎng)階層上的許多生物種群或生物個(gè)體，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象，又稱生物富集。同種生物對(duì)不同物質(zhì)的濃縮系數(shù)有很大差別，例如在相同生態(tài)條件下，褐藻對(duì)鉬的濃縮系數(shù)是11，而對(duì)鉛的濃縮系數(shù)是70000。（10）生物放大指在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈上，高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物以低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為食，某種元素或難分解化合物在生物機(jī)體內(nèi)的濃度隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高而逐步增大的現(xiàn)象。二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（9）生物濃縮6465

元素的性質(zhì)：有的元素循環(huán)的速率快，而有的則比較慢，這是元素化學(xué)特性和被生物有機(jī)體利用的方式不同所決定的。如CO21年,N100萬(wàn)年生物的生長(zhǎng)速率：決定生物對(duì)物質(zhì)吸收的速率以及物質(zhì)在食物網(wǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度(二)、影響物質(zhì)循環(huán)速率的因素

65元素的性質(zhì)：有的元素循環(huán)的速率快，而有的則比較慢，這是6566

有機(jī)物質(zhì)腐爛的速率：適宜的環(huán)境有利于分解者的生存，并使有機(jī)體很快分解，供生物重新利用人類活動(dòng)的影響：開墾農(nóng)田和砍伐森林引起土壤礦物質(zhì)的流失，影響物質(zhì)循環(huán)速率化石燃燒把硫和二氧化硫釋放大氣中

（3）影響物質(zhì)循環(huán)速率的因素

66有機(jī)物質(zhì)腐爛的速率：適宜的環(huán)境有利于分解者的生存，并使6667

氣體型循環(huán)貯存庫(kù)是大氣和海洋有氣體形式的分子參與循環(huán)過程循環(huán)速度快，例如CO2、N2、O2等沉積型循環(huán)貯存庫(kù)是巖石、土壤和沉積物沒有氣體形式的分子參與循環(huán)過程循環(huán)速度慢，時(shí)間以千年計(jì)算，例如P、Ca、Mg等水循環(huán)水的全球循環(huán)過程生態(tài)系統(tǒng)中所有的物質(zhì)循環(huán)都離不開水循環(huán)的推動(dòng)三、生物地化循環(huán)的3種主要類型

67氣體型循環(huán)三、生物地化循環(huán)的3種主要類型

67

（1）水循環(huán)

沒有水的循環(huán)，就沒有生物地化循環(huán)，就沒有生態(tài)系統(tǒng)的功能。水循環(huán)是太陽(yáng)能推動(dòng)，在陸地、大氣和海洋間循環(huán)地表總水量：1.4×109km3，海洋約占97%（1）水循環(huán)

沒有水的循環(huán)，就沒有生物地化循環(huán)6869

TheHydrologicCycle(40)(71)(111)(385)(425)(40)×103km3TheHydrologicCycle69TheHydrologicCycle(40)(769降雨截留穿透雨蒸騰滲透土壤吸收地表徑流地下徑流消費(fèi)者地面蒸發(fā)生態(tài)系統(tǒng)中的水循環(huán)降雨截留穿透雨蒸騰滲透土壤吸收地表徑流地下徑流消費(fèi)者地面蒸發(fā)70現(xiàn)代生態(tài)學(xué)課件71（2）氣體型循環(huán)包括碳、氮、氧等氣體的循環(huán)，貯存庫(kù)主要在大氣和海洋；循環(huán)性能完善，其循環(huán)與大氣、海洋密切相關(guān)；具明顯的全球性循環(huán)。

（2）氣體型循環(huán)包括碳、氮、氧等氣體的循環(huán)，722.1碳循環(huán)

碳的重要性：生命元素、能量流動(dòng)碳庫(kù)：海洋和大氣、生物體碳的存在形式：CO2，無機(jī)鹽，有機(jī)碳主要循環(huán)過程生物的同化和異化過程大氣和海洋間的CO2交換碳酸鹽的沉淀作用人類活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)造成嚴(yán)重影響，引起氣候變化的主要原因2.1碳循環(huán)碳的重要性：生命元素、能量流動(dòng)7374

TheCarbonCycle74TheCarbonCycle7475

929075061×1015gCTheCarbonCycle75929075061×1015gCTheCarbon7576

CO2排放CO2的排放76CO2排放CO2的排放762.2氮循環(huán)

氮的重要性氮庫(kù)：大氣、土壤、陸地植被生物可利用的氮的形式：NO32-、NO22-、NH4+氮循環(huán)的主要過程固氮作用氨化作用硝化作用反硝化作用2.2氮循環(huán)氮的重要性7778

氨化作用：由氨化細(xì)菌和真菌的作用將有機(jī)氮分解成為氨和氨化合物，氨溶水成為NH4+，為植物利用硝化作用：在通氣良好的土壤中，氨化合物被亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，供植物吸收利用反硝化作用：反硝化細(xì)菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變成氮?dú)?，回到大氣?kù)中氨化作用、硝化作用和反硝化作用78氨化作用：由氨化細(xì)菌和真菌的作用將有機(jī)氮分解成為氨和氨78固氮作用

類型閃電、宇宙射線、火山爆發(fā)等高能固氮工業(yè)固氮：400攝氏度，200大氣壓下生物固氮：固氮菌、與豆科植物共生的根瘤菌和藍(lán)藻等自養(yǎng)和異養(yǎng)微生物意義平衡反硝化作用對(duì)局域缺氮環(huán)境有重要意義使氮進(jìn)入生物循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中的氮循環(huán)固氮作用類型7980

生態(tài)系統(tǒng)中的氮循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中的氮循環(huán)80生態(tài)系統(tǒng)中的氮循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中的氮循環(huán)80氮循環(huán)氮循環(huán)81

在生態(tài)系統(tǒng)中，植物從土壤中吸收硝酸鹽，氨基酸彼此聯(lián)結(jié)構(gòu)成蛋白質(zhì)分子，再與其他化合物一起建造了植物有機(jī)體，于是氮素進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者有機(jī)體，進(jìn)一步為動(dòng)物取食，轉(zhuǎn)變?yōu)楹膭?dòng)物蛋白質(zhì)。動(dòng)植物排泄物或殘?bào)w等含氮的有機(jī)物經(jīng)微生物分解為CO2、H2O和NH3返回環(huán)境，NH3可被植物再次利用，進(jìn)入新的循環(huán)。氮在生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)過程中，常因有機(jī)物的燃燒而揮發(fā)損失；或因土壤通氣不良，硝態(tài)氮經(jīng)反硝化作用變?yōu)橛坞x氮而揮發(fā)損失；或因灌溉、水蝕、風(fēng)蝕、雨水淋洗而流失等。損失的氮或進(jìn)入大氣，或進(jìn)入水體，變?yōu)槎鄶?shù)植物不能直接利用的氮素。因此，必須通過上述各種固氮途徑來補(bǔ)充，從而保持生態(tài)系統(tǒng)中氮素的循環(huán)平衡。在生態(tài)系統(tǒng)中，植物從土壤中吸收硝酸鹽，氨基酸彼此8283

×1012gN氮的循環(huán)83×1012gN氮的循環(huán)8384

TheNitrogenCycle84TheNitrogenCycle84現(xiàn)代生態(tài)學(xué)課件85四、沉積型循環(huán)磷循環(huán)磷是生命信息元素。磷循環(huán)屬典型的沉積循環(huán)。磷以不活躍的地殼作為主要貯存庫(kù)。巖石經(jīng)土壤風(fēng)化釋放的磷酸鹽和農(nóng)田中施用的磷肥，被植物吸收進(jìn)入植物體內(nèi)，含磷有機(jī)物沿兩條循環(huán)支路循環(huán)沿食物鏈傳遞，并以糞便、殘?bào)w歸還土壤以枯枝落葉、秸稈歸還土壤。各種含磷有機(jī)化合物經(jīng)土壤微生物的分解，轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘牧姿猁}，可再次供給植物吸收利用，這是磷的生物小循環(huán)

四、沉積型循環(huán)磷循環(huán)86磷循環(huán)磷循環(huán)87現(xiàn)代生態(tài)學(xué)課件88現(xiàn)代生態(tài)學(xué)課件89五、影響生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的主要因素五、影響生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的主要因素90現(xiàn)代生態(tài)學(xué)課件91第三章生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞和價(jià)值流一、信息基本概念及特征二、信息傳遞模型三、信息傳遞的實(shí)例四、信息主要類型五、動(dòng)物通訊行為的類型六、生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的意義是什么？第三章生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞和價(jià)值流一、信息基本概念及特征92一、信息基本概念及特征

信息是現(xiàn)實(shí)世界物質(zhì)客體之間相互聯(lián)系的形式。對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)而言，信息就是自然、社會(huì)之間的普遍聯(lián)系。在生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)組成成員之間及各個(gè)成員的內(nèi)部都存在著信息交流，彼此間進(jìn)行著信息傳遞。這種信息傳遞又稱為信息流。生態(tài)系統(tǒng)中存在著信息流。生態(tài)系統(tǒng)信息流不僅包含著個(gè)體（物種）、種群和群落等不同水平上的信息，而且，所以生物的分類階元及其各部分都有特殊的信息聯(lián)系，從而賦予生態(tài)系統(tǒng)以新的特點(diǎn)。一、信息基本概念及特征信息是現(xiàn)實(shí)世界物質(zhì)客體之間相互聯(lián)系的93一、信息基本概念及特征種類：有物理信息、化學(xué)信息、營(yíng)養(yǎng)信息和行為信息四種信息的屬性（1）信息是客觀存在的；（2）信息來源于物質(zhì)，與能量也有密切關(guān)系；（3）信息既不是物質(zhì)，也不是能量；（4）人類的信息具知識(shí)性；（5）信息是重要資源，可收集、加工、壓縮、更新和共享。一、信息基本概念及特征種類：有物理信息、化學(xué)信息、營(yíng)養(yǎng)信息和94一、信息基本概念及特征信息的主要特征:（1）傳播擴(kuò)展性（2）永續(xù)性（3）時(shí)效性（4）分享性（5）轉(zhuǎn)化性一、信息基本概念及特征信息的主要特征:95現(xiàn)代生態(tài)學(xué)課件96

謝謝

謝謝！歡迎提出寶貴意見！lverfuliang@126.com謝謝謝謝！97第五章生態(tài)系統(tǒng)概論生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)中的次級(jí)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)中的分解生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)第五章生態(tài)系統(tǒng)概論98第一節(jié)

概論一、生態(tài)系統(tǒng)的概念生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）一詞是由英國(guó)植物生態(tài)學(xué)家A.G.Tansley于1935年首先提出來的，他強(qiáng)調(diào)了生物與環(huán)境是一個(gè)在功能上不可分割的統(tǒng)一的自然實(shí)體，認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)就是一個(gè)生態(tài)學(xué)上的功能單位。第一節(jié)概論一、生態(tài)系統(tǒng)的概念99生態(tài)系統(tǒng)：指在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，由生物群落與其生活的環(huán)境組成的一個(gè)整體，該整體具有一定大小和結(jié)構(gòu)，各成員借助能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞而相互聯(lián)系、相互影響、相互依存，并形成具有自我組織和自我調(diào)節(jié)功能的復(fù)合體。生態(tài)系統(tǒng)：指在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，由生物群落與其生活的環(huán)境100生態(tài)系統(tǒng)的特性屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次；內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力；能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞是三大功能；營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目通常不超過5-6個(gè)；是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的特性屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次；101二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及三大功能類群在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中所有生物與非生物都是直接或間接地相互聯(lián)系、相互依賴的，通過能量流動(dòng)或物質(zhì)流動(dòng)形成一個(gè)極其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。所有生態(tài)系統(tǒng)可分為非生物和生物兩大部分，而生物又可分為生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三部分。

二、生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及三大功能類群在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中所有生物102現(xiàn)代生態(tài)學(xué)課件103

因此將生態(tài)系統(tǒng)又可分為生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三個(gè)亞系統(tǒng)。它們的主要功能分別闡述如下：

生產(chǎn)者主要功能：

生產(chǎn)者包括所有自養(yǎng)的綠色植物、某些光合細(xì)菌（綠色硫細(xì)菌、紫色硫細(xì)菌和非硫細(xì)菌等）和其它自養(yǎng)細(xì)菌（硝化細(xì)菌、氧化硫細(xì)菌等），它們利用太陽(yáng)能將二氧化碳和水等無機(jī)物合成糖和淀粉等有機(jī)物，并放出氧氣。此光合作用的過程直接或間接地為人類和其它生物提供著進(jìn)行生命活動(dòng)所必需的能量和物質(zhì)。目前已被定名的高等植物和苔蘚約25萬(wàn)種。另外，生態(tài)系統(tǒng)中的各種生命活動(dòng)所需的化學(xué)元素，如N、S、P、K及微量元素，可通過植物根、葉的吸收、合成之后通過食物鏈在系統(tǒng)中傳遞。因此將生態(tài)系統(tǒng)又可分為生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三個(gè)104消費(fèi)者主要功能

消費(fèi)者主要包括各種動(dòng)物，它們不能制造有機(jī)物，而直接或間接依賴生產(chǎn)者所生產(chǎn)的有機(jī)物。根據(jù)食物鏈的等級(jí)關(guān)系，可分為一級(jí)消費(fèi)者（食草動(dòng)物）、二級(jí)消費(fèi)者（以食草動(dòng)物為食的小型食肉動(dòng)物）、三級(jí)消費(fèi)者（以小型食肉動(dòng)物為食的大型食肉動(dòng)物）、四級(jí)或更高級(jí)的消費(fèi)者，等等。消費(fèi)者不僅對(duì)初級(jí)生產(chǎn)物起著加工、再生產(chǎn)的作用，且對(duì)其它生物種群數(shù)量起著調(diào)控作用。消費(fèi)者主要功能消費(fèi)者主要包括各種動(dòng)物，它們不能制造有機(jī)物105分解者主要功能

消費(fèi)者都是異養(yǎng)生物，如細(xì)菌、真菌、放線菌及土壤原生動(dòng)物和一些小型無脊椎動(dòng)物。這些微生物在生態(tài)系統(tǒng)中連續(xù)進(jìn)行著分解作用，把復(fù)雜的有機(jī)物逐步分解成簡(jiǎn)單的無機(jī)物，再重新回到環(huán)境中，成為自養(yǎng)生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。每一種天然有機(jī)物都能被已經(jīng)存在于自然界中的微生物所分解，因此，分解者使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)不斷地以無機(jī)物-有機(jī)物-無機(jī)物的形式循環(huán)流動(dòng)。分解者主要功能消費(fèi)者都是異養(yǎng)生物，如細(xì)菌、106

三、食物鏈和食物網(wǎng)

生態(tài)系統(tǒng)中各種成分之間通過復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系來相互緊密聯(lián)系，即通過食物鏈把生物與非生物、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者相互連成一個(gè)整體。（1）食物鏈指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)不同生物之間在營(yíng)養(yǎng)關(guān)系中形成的一環(huán)套一環(huán)的鏈條式的關(guān)系，即物質(zhì)和能量從植物開始，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)稱為營(yíng)養(yǎng)級(jí)或營(yíng)養(yǎng)階層。三、食物鏈和食物網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中各107（2）食物網(wǎng)實(shí)際上，大多生物以幾種或多種食物為食。因此，生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈很少是單條、孤立出現(xiàn)的（除非食性均是專一的），它往往是交叉呈鏈狀或網(wǎng)狀，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即食物網(wǎng)。（2）食物網(wǎng)108（3）食物鏈類型捕食食物鏈碎屑食物鏈寄生食物鏈（3）食物鏈類型捕食食物鏈109捕食食物鏈綠色植物為起點(diǎn)到食草動(dòng)物進(jìn)而到食肉動(dòng)物的食物鏈植物-食草動(dòng)物-食肉動(dòng)物草原上：青草-野兔-狐貍-狼湖泊中：藻類-甲殼類-小魚-大魚捕食食物鏈綠色植物為起點(diǎn)到食草動(dòng)物110111

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114微型浮游植物小型浮游動(dòng)物的型浮游動(dòng)物大型浮游動(dòng)物111112

南極海洋浮游食物網(wǎng)15南極海洋浮游食物網(wǎng)112動(dòng)、植物的遺體被食腐性生物(小型土壤動(dòng)物、真菌、細(xì)菌)取食，然后到他們的捕食者的食物鏈植物殘?bào)w-蚯蚓-線蟲類-節(jié)肢動(dòng)物碎屑食物鏈動(dòng)、植物的遺體被食腐性生物(小型土壤動(dòng)物、真菌、細(xì)菌)取食，113114

捕食食物鏈和碎屑食物鏈17捕食食物鏈和碎屑食物鏈114寄生食物鏈

由宿主和寄生物構(gòu)成以大型動(dòng)物為食物鏈的起點(diǎn)，繼之以小型動(dòng)物、微型動(dòng)物、細(xì)菌和病毒后者與前者是寄生關(guān)系哺乳動(dòng)物或鳥類-跳蚤-原生動(dòng)物-細(xì)菌-病毒寄生食物鏈由宿主和寄生物構(gòu)成115食物網(wǎng)

一種生物常常以多種食物為食，而同一種食物又常常為多種消費(fèi)者取食，于是食物鏈交錯(cuò)起來，多條食物鏈相聯(lián)，形成了食物網(wǎng)食物網(wǎng)不僅維持著生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡，并推動(dòng)著生物的進(jìn)化，成為自然界發(fā)展演變的動(dòng)力食物網(wǎng)以營(yíng)養(yǎng)為紐帶，把生物與環(huán)境、生物與生物緊密聯(lián)系起來的結(jié)構(gòu)，稱為生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)食物網(wǎng)一種生物常常以多種食物116117

食物網(wǎng)20食物網(wǎng)117118

北極島嶼簡(jiǎn)單的食物網(wǎng)北極島嶼簡(jiǎn)單的食物網(wǎng)21北極島嶼簡(jiǎn)單的食物網(wǎng)北極島嶼簡(jiǎn)單的食物網(wǎng)118營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系可采用生物量、能量和個(gè)體數(shù)量單位來表示能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔四、營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔

(ecologicalpyramid)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系四、營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔(ecol119

以相同單位面積上生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者的生物量即生命物質(zhì)總量建立的金字塔。對(duì)陸地、淺水生態(tài)系統(tǒng)中比較典型，因?yàn)樯a(chǎn)者是大型的，所以塔基比較大，金字塔比較規(guī)則生物量金字塔以相同單位面積上生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者的生物量即生命物質(zhì)120生物量金字塔生物量金字塔生物量金字塔生物量金字塔121

單位面積內(nèi)生產(chǎn)者的個(gè)體數(shù)目為塔基，以相同面積內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)位有機(jī)體數(shù)目構(gòu)成塔身及塔頂。一般每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所包括的有機(jī)體數(shù)目，沿食物鏈向上遞減。數(shù)量金字塔單位面積內(nèi)生產(chǎn)者的個(gè)體數(shù)目為塔基，以相同面積內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)122123

營(yíng)養(yǎng)級(jí)(trophiclevel)：處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和營(yíng)養(yǎng)級(jí)與生態(tài)金字塔

26營(yíng)養(yǎng)級(jí)(trophiclevel)：處于食物鏈某一123五、生態(tài)系統(tǒng)的類型一、按照生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，可分為：植物生態(tài)系統(tǒng)：植物為主，如森林、草地生態(tài)系統(tǒng)。動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)：動(dòng)物為主，如魚塘、畜牧生態(tài)系統(tǒng)。微生物生態(tài)系統(tǒng)：細(xì)菌、真菌等微生物為主，如土壤腐殖層、池塘底泥。人類生態(tài)系統(tǒng)：人為主體，如城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等生態(tài)系統(tǒng)。五、生態(tài)系統(tǒng)的類型一、按照生態(tài)系統(tǒng)的生物成分，可分為：124

生態(tài)系統(tǒng)的類型二、按照生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和外界物質(zhì)與能量交換狀況，可分為：開放系統(tǒng)：能量和物質(zhì)可在系統(tǒng)內(nèi)外不斷交換，大多屬此類型。封閉系統(tǒng)：阻止任何物質(zhì)的輸入和輸出，但不能阻止能量的出入。如宇宙飛船。隔離系統(tǒng)：具封閉的邊緣，既阻止物質(zhì)又阻止能量的輸入和輸出，與外界完全隔絕，這是根據(jù)特殊需要而設(shè)計(jì)的模擬試驗(yàn)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的類型二、按照生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和外界物125生態(tài)系統(tǒng)的類型三、根據(jù)人類活動(dòng)及其影響程度，可分為自然生態(tài)系統(tǒng)：未受到人類活動(dòng)影響或輕度影響的生態(tài)系統(tǒng)。半自然生態(tài)系統(tǒng)：系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)、類型或比例受到人類活動(dòng)的影響較大。人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)：人類活動(dòng)在系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用。生態(tài)系統(tǒng)的類型三、根據(jù)人類活動(dòng)及其影響程度，可分為126四、根據(jù)基質(zhì)性質(zhì)分為

陸地生態(tài)系統(tǒng)：還可細(xì)分為熱帶雨林、苔原等。水域生態(tài)系統(tǒng)：

隨著城市化發(fā)展，產(chǎn)生社會(huì)－經(jīng)濟(jì)－自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的新概念。四、根據(jù)基質(zhì)性質(zhì)分為陸地生態(tài)系統(tǒng)：還可細(xì)分為熱帶雨林、苔原127五、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征

具特定的空間概念：反映一定地區(qū)特性及結(jié)構(gòu)。復(fù)雜、有序的宏觀系統(tǒng)：由多種生物、非生物形成的復(fù)雜的、網(wǎng)絡(luò)狀的密切聯(lián)系，各亞系統(tǒng)之間存在一定秩序的相互作用。具明確功能的單元：能量和物質(zhì)在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中流動(dòng)、轉(zhuǎn)移和交換。具自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的開放系統(tǒng)：系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量的流動(dòng)、轉(zhuǎn)移和交換是開放式的，且系統(tǒng)通過負(fù)反饋來自動(dòng)調(diào)節(jié)，如種群內(nèi)密度的制約機(jī)制、物種間的食物鏈關(guān)系、生物與環(huán)境間的相互適應(yīng)的調(diào)控。具動(dòng)態(tài)的、生命的特征：生態(tài)系統(tǒng)隨時(shí)間也可分早期、成長(zhǎng)期、盛期、成熟期、退化期等，表現(xiàn)出系統(tǒng)自身特有的整體演化規(guī)律。五、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征具特定的空間概念：反映一定地區(qū)特性及128第二章生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的次級(jí)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)分解第二章生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)129第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一、能量的主要形式二、能量流動(dòng)的基本原理和模式三、能量流動(dòng)的途徑和速率四、個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)層次上的能流分析五、能量流動(dòng)的研究方法及生態(tài)效率六、以能量為依據(jù)的生態(tài)系統(tǒng)分類第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一、能量的主要形式130一、能量的主要形式輻射能：例如光能，在植物光化學(xué)反應(yīng)中起重要作用化學(xué)能：化合物中具有的能量機(jī)械能：例如肌肉收縮產(chǎn)生的能量電能：例如生物電生物能：生命活動(dòng)的能量熱能：一、能量的主要形式輻射能：例如光能，在植物光化學(xué)反應(yīng)中起重要131二、能源的主要類型

能源是指所有可提供能量和做功的自然資源的總稱。按照不同標(biāo)準(zhǔn)，可將能源分為以下幾種類型：常規(guī)能源：如煤炭、石油等。新型能源：如風(fēng)能、地?zé)崮?、蓄電池等。一次能源：如煤、石油和天然氣等。二次能源：如煤氣、蒸汽、甲烷等。再生能源：太?yáng)能、風(fēng)能、海洋能等。二、能源的主要類型

能源是指所有可提供能量和做功的自然資源的132二、能量流動(dòng)的基本原理和模式

(一)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能流生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的作物不斷接受系統(tǒng)內(nèi)、外輸入的物質(zhì)和能量，同時(shí)向系統(tǒng)外輸出物質(zhì)和能量。作物及各級(jí)消費(fèi)者的能量貯存。能量在系統(tǒng)內(nèi)不斷流動(dòng)，則能量也不斷地以熱能形式消耗。能量流動(dòng)呈單向的、不可逆的流動(dòng)。二、能量流動(dòng)的基本原理和模式

(一)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能流133（二）、能量流動(dòng)基本原理（1）熱力學(xué)第一定律生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量的傳遞和轉(zhuǎn)化都嚴(yán)格遵循熱力學(xué)定律，即能量由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但既不被消滅，也不能憑空創(chuàng)造。在生態(tài)系統(tǒng)中，所輸入的能量總是與生物有機(jī)體所貯存的、轉(zhuǎn)化的、釋放的熱量相等，即I＝P＋F＋R（P＝生產(chǎn)量，F(xiàn)＝未被利用能量，R＝呼吸消耗能）。（二）、能量流動(dòng)基本原理（1）熱力學(xué)第一定律134（二）、能量流動(dòng)基本原理

（2）熱力學(xué)第二定律（熵律）熵：用來測(cè)度系統(tǒng)內(nèi)有序程度的大小。熵值越大，系統(tǒng)的無序程度越高，則系統(tǒng)越不平衡；反之。熱力學(xué)認(rèn)為，世界是一個(gè)熵值不斷增加的系統(tǒng)，則無序程度越高，則系統(tǒng)越不平衡。這與達(dá)爾文的進(jìn)化論相反，后者認(rèn)為世界是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從無序到有序的發(fā)展過程。Prigogine（1977）等發(fā)現(xiàn)，在開放系統(tǒng)中，如果從系統(tǒng)外的環(huán)境中引進(jìn)負(fù)熵流，抵消內(nèi)部產(chǎn)生的熵，則可使系統(tǒng)從無序向有序轉(zhuǎn)化。因此，科學(xué)地解釋了有序與無序的轉(zhuǎn)化關(guān)系，將熵律與進(jìn)化論協(xié)調(diào)起來。因此，生態(tài)系統(tǒng)各層次均表現(xiàn)為一種開放型的熱力系統(tǒng)。（二）、能量流動(dòng)基本原理

（2）熱力學(xué)第二定律（熵律）135（三）、能量的單向流與物質(zhì)的循環(huán)流

生態(tài)系統(tǒng)能量的流動(dòng)是單一方向的。能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)，大部分被各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所利用，通過呼吸作用以熱的形式散失。但物質(zhì)與能量不同，可在生態(tài)系統(tǒng)中不斷循環(huán)運(yùn)動(dòng)。能量以物質(zhì)作為載體，不斷推動(dòng)著物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。因此，能量流與物質(zhì)流是不可分割的。（三）、能量的單向流與物質(zhì)的循環(huán)流

生態(tài)系統(tǒng)能量的流動(dòng)是單一136（二）、能量流動(dòng)基本原理

（四）、能量流動(dòng)的通用模式任何層次、形式或種類的生命（如動(dòng)植物、微生物等），它們均有一個(gè)能量流動(dòng)的通用模式。（五）、能量流動(dòng)中質(zhì)量和濃度的變化能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)，質(zhì)量和濃度都會(huì)逐漸提高和濃縮。總的趨勢(shì)是將大量的低質(zhì)量的能量，逐漸濃縮成少量的高質(zhì)量的能量（二）、能量流動(dòng)基本原理

（四）、能量流動(dòng)的通用模式13713.1.1初級(jí)生產(chǎn)的基本概念13.1.2地球上初級(jí)生產(chǎn)力的分布13.1.3初級(jí)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率13.1.4初級(jí)生產(chǎn)量的限制因素13.1.5初級(jí)生產(chǎn)量的測(cè)定方法2.1生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)13.1.1初級(jí)生產(chǎn)的基本概念2.1生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生138生產(chǎn)過程：生產(chǎn)者通過光合作用合成復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)，使植物的生物量(包括個(gè)體數(shù)量和生長(zhǎng))增加消費(fèi)者攝食植物已經(jīng)制造好的有機(jī)物質(zhì)(包括直接的取食植物和間接的取食食草動(dòng)物和食肉動(dòng)物)，通過消化、吸收在合成為自身所需的有機(jī)物質(zhì)，增加動(dòng)物的生產(chǎn)量初級(jí)生產(chǎn)：自養(yǎng)生物的生產(chǎn)過程，其提供的生產(chǎn)力為初級(jí)生產(chǎn)力次級(jí)生產(chǎn)：異養(yǎng)生物再生產(chǎn)過程，提供的生產(chǎn)力為次級(jí)生產(chǎn)力2.1.1初級(jí)生產(chǎn)的基本概念生產(chǎn)過程：2.1.1初級(jí)生產(chǎn)的基本概念139初級(jí)生產(chǎn)量(primaryproduction)：綠色植物通過光合作用合成有機(jī)物質(zhì)的數(shù)量稱為初級(jí)生產(chǎn)量，也稱第一性生產(chǎn)量?jī)舫跫?jí)生產(chǎn)量(netprimaryproduction)：初級(jí)生產(chǎn)過程植物固定的能量一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物的生長(zhǎng)和生殖，這部分生產(chǎn)量成為淨(jìng)初級(jí)生產(chǎn)量(NP)總初級(jí)生產(chǎn)量(grossprimaryproduction)：初級(jí)生產(chǎn)過程植物固定的能量的總量GP=NP+R初級(jí)生產(chǎn)的基本概念初級(jí)生產(chǎn)量(primaryproduction)：綠色植物140初級(jí)生產(chǎn)力：植物群落在一定空間一定時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)積累的數(shù)量生物量(biomass)：是指某一時(shí)刻單位面積上積存的有機(jī)物質(zhì)的量。以鮮重或干重表示現(xiàn)存量：是指綠色植物初級(jí)生產(chǎn)量被植食動(dòng)物取食及枯枝落葉掉落后所剩下的存活部分SC=GP-R-H-D初級(jí)生產(chǎn)的基本概念初級(jí)生產(chǎn)力：植物群落在一定空間一定時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)積累141初級(jí)生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn)142不同生態(tài)系統(tǒng)類型的初級(jí)生產(chǎn)力不同陸地比水域的初級(jí)生產(chǎn)力總量大陸地上初級(jí)生產(chǎn)力有隨緯度增加逐漸降低的趨勢(shì)海洋中初級(jí)生產(chǎn)力由河口灣向大陸架和大洋區(qū)逐漸降低生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)力隨群落的演替而變化水體和陸地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力有垂直變化初級(jí)生產(chǎn)力隨季節(jié)變化2.1.2地球上初級(jí)生產(chǎn)力的分布不同生態(tài)系統(tǒng)類型的初級(jí)生產(chǎn)力不同2.1.2地球上初級(jí)生產(chǎn)143AveragenetprimaryproductivityingramsoforganicmaterialpersquaremeterperyearofsometerrestrialandaquaticecosystemsNETPRIMARYPRODUCTIVITY不同生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力Averagenetprimaryproductivi144輻射強(qiáng)度和日照時(shí)間：光強(qiáng)升高，光照時(shí)間長(zhǎng)，提高產(chǎn)量光合途徑：光合作用途徑的不同，直接影響初級(jí)生產(chǎn)力的高低水：光合作用的原料，缺水顯著抑制光合速率溫度：溫度升高，總光合速率升高營(yíng)養(yǎng)元素二氧化碳陸地生態(tài)系統(tǒng)輻射強(qiáng)度和日照時(shí)間：光強(qiáng)升高，光照時(shí)間長(zhǎng)，提高產(chǎn)量陸地生態(tài)1452.2.1次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過程2.2.1次級(jí)生產(chǎn)量的生產(chǎn)過程146未捕獲(876.1g)獵物種群生產(chǎn)量(886.4g)被捕獲(10.3g)被吃下(7.93g)I未吃下(2.37g)未同化(0.63g)同化(7.3g)A凈次級(jí)生產(chǎn)(2.7g)P呼吸(4.6g)R次級(jí)生產(chǎn)量未捕獲(876.1g)獵物種群生產(chǎn)量(886.4g)被捕獲(147C=A+FUC：動(dòng)物從外界攝食的能量A：被同化能量FU：排泄物A=P+RP：凈次級(jí)生產(chǎn)量R：呼吸能量能量收支C=A+FU能量收支148林德曼效率林德曼效率14913.3生態(tài)系統(tǒng)中的分解13.3.1分解過程的性質(zhì)13.3.2分解者生物13.3.3資源質(zhì)量13.3.4理化環(huán)境對(duì)分解的影響13.3生態(tài)系統(tǒng)中的分解13.3.1分解過程的性質(zhì)15013.3.1分解過程的性質(zhì)概念：死有機(jī)物質(zhì)的逐步降解過程將有機(jī)物還原為無機(jī)物，釋放能量意義：建立和維持全球生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡通過死亡物質(zhì)的分解，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán)，給生產(chǎn)者提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)維持大氣中CO2濃度穩(wěn)定和提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量，為碎屑食物鏈以后各級(jí)生物生產(chǎn)食物改善土壤物理性狀13.3.1分解過程的性質(zhì)概念：151分解作用的三個(gè)過程碎化：把尸體分解為顆粒狀的碎屑異化：有機(jī)物在酶的作用下，進(jìn)行生物化學(xué)的分解從聚合體變成單體(如纖維素降解為葡萄糖)進(jìn)而成為礦物成分(如葡萄糖降為CO2和H2O)淋溶：可溶性物質(zhì)被水淋洗出，完全是物理過程

分解作用的三個(gè)過程碎化：把尸體分解為顆粒狀的碎屑152第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一、生物地化循環(huán)的基本概念二、水循環(huán)三、氣體型循環(huán)四、沉積型循環(huán)五、影響生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的主要因素六、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再循環(huán)途徑七、有毒物質(zhì)及放射性元素循環(huán)八、生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)收支第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一、生物地化循環(huán)的基本概念153154

2.2.1物質(zhì)循環(huán)的一般特征生物地球化學(xué)循環(huán)：生態(tài)系統(tǒng)從大氣、水體和土壤等環(huán)境中獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過綠色植物吸收，進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，被其他生物重復(fù)利用，最后再歸還于環(huán)境中的過程。這一過程包括生物與非生物二者的參與,同時(shí)也包含一些地質(zhì)與地理作用在內(nèi),因此稱為生物地球化學(xué)循環(huán)

生物小循環(huán)：環(huán)境中元素經(jīng)生物吸收，在生態(tài)系統(tǒng)中被相繼利用，然后經(jīng)過分解者的作用再為生產(chǎn)者吸收、利用物質(zhì)循環(huán)的一般特征572.2.1物質(zhì)循環(huán)的一般特征生物地球化學(xué)循環(huán)：生態(tài)系154155

Basicsofnutrientcycling

58Basicsofnutrientcycling

155156

生物小循環(huán)

59生物小循環(huán)

156一、生物地化循環(huán)的基本概念一、生物地化循環(huán)（biogeochemicalcycle）生態(tài)系統(tǒng)之間礦質(zhì)化學(xué)元素的輸入和輸出，以及它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物之間、及在大氣圈、水圈、巖石圈之間，沿特定途徑往復(fù)流動(dòng)和交換的過程（主要由G.E.Hutchinson1944和1950年提出）。一、生物地化循環(huán)的基本概念一、生物地化循環(huán)（biogeoch157二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

1）庫(kù)物質(zhì)在環(huán)境中都存在一個(gè)或多個(gè)貯存場(chǎng)所，其數(shù)量大大超過結(jié)合在生物體中的數(shù)量，則稱這些貯存場(chǎng)所為庫(kù)。根據(jù)庫(kù)容量不同及各種營(yíng)養(yǎng)在各庫(kù)中的滯留時(shí)間和流動(dòng)速率的不同，可將庫(kù)分為兩種，即貯存庫(kù)和交換庫(kù)。（2）貯存庫(kù)庫(kù)容量大，元素在庫(kù)中滯留時(shí)間長(zhǎng)，流動(dòng)速度慢，多屬于非生物成分。二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

1）庫(kù)158二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（3）交換庫(kù)庫(kù)容量小，元素在庫(kù)中滯留時(shí)間短，流動(dòng)速度快，多屬于生物成分。（4）流通率 指物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中單位時(shí)間、單位面積流通的數(shù)量。（5）流通量通常指物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中單位時(shí)間、單位面積內(nèi)通過營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的絕對(duì)值。二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（3）交換庫(kù)159二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（6）周轉(zhuǎn)率指物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)出入一個(gè)庫(kù)的流通量占該庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的比例。可用公式表示：周轉(zhuǎn)率＝流通量/庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量。（7）周轉(zhuǎn)期為周轉(zhuǎn)率的倒數(shù)，即周轉(zhuǎn)期＝庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量/流通量。（8）生物積累指生態(tài)系統(tǒng)中生物不斷進(jìn)行新陳代謝的過程中，來自環(huán)境的元素或難分解的化合物在生物體內(nèi)的濃縮系數(shù)不斷增加的現(xiàn)象。例如牡蠣因大量積累銅而患“綠色病”。了陸地環(huán)境中的生物積累速度較水域中的要慢；大型野生動(dòng)物中生物積累的水平相對(duì)而言是較低的。二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（6）周轉(zhuǎn)率160二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（9）生物濃縮指生態(tài)系統(tǒng)中同一營(yíng)養(yǎng)階層上的許多生物種群或生物個(gè)體，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素或難分解的化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象，又稱生物富集。同種生物對(duì)不同物質(zhì)的濃縮系數(shù)有很大差別，例如在相同生態(tài)條件下，褐藻對(duì)鉬的濃縮系數(shù)是11，而對(duì)鉛的濃縮系數(shù)是70000。（10）生物放大指在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈上，高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物以低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為食，某種元素或難分解化合物在生物機(jī)體內(nèi)的濃度隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高而逐步增大的現(xiàn)象。二、生物地化循環(huán)基本術(shù)語(yǔ)

（9）生物濃縮161162

元素的性質(zhì)：有的元素循環(huán)的速率快，而有的則比較慢，這是元素化學(xué)特性和被生物有機(jī)體利用的方式不同所決定的。如CO21年,N100萬(wàn)年生物的生長(zhǎng)速率：決定生物對(duì)物質(zhì)吸收的速率以及物質(zhì)在食物網(wǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度(二)、影響物質(zhì)循環(huán)速率的因素

65元素的性質(zhì)：有的元素循環(huán)的速率快，而有的則比較慢，這是162163

有機(jī)物質(zhì)腐爛的速率：適宜的環(huán)境有利于分解者的生存，并使有機(jī)體很快分解，供生物重新利用人類活動(dòng)的影響：開墾農(nóng)田和砍伐森林引起土壤礦物質(zhì)的流失，影響物質(zhì)循環(huán)速率化石燃燒把硫和二氧化硫釋放大氣中

（3）影響物質(zhì)循環(huán)速率的因素

66有機(jī)物質(zhì)腐爛的速率：適宜的環(huán)境有利于分解者的生存，并使163164

氣體型循環(huán)貯存庫(kù)是大氣和海洋有氣體形式的分子參與循環(huán)過程循環(huán)速度快，例如CO2、N2、O2等沉積型循環(huán)貯存庫(kù)是巖石、土壤和沉積物沒有氣體形式的分子參與循環(huán)過程循環(huán)速度慢，時(shí)間以千年計(jì)算，例如P、Ca、Mg等水循環(huán)水的全球循環(huán)過程生態(tài)系統(tǒng)中所有的物質(zhì)循環(huán)都離不開水循環(huán)的推動(dòng)三、生物地化循環(huán)的3種主要類型

67氣體型循環(huán)三、生物地化循環(huán)的3種主要類型

164

（1）水循環(huán)

沒有水的循環(huán)，就沒有生物地化循環(huán)，就沒有生態(tài)系統(tǒng)的功能。水循環(huán)是太陽(yáng)能推動(dòng)，在陸地、大氣和海洋間循環(huán)地表總水量：1.4×109km3，海洋約占97%（1）水循環(huán)

沒有水的循環(huán)，就沒有生物地化循環(huán)165166

TheHydrologicCycle(40)(71)(111)(385)(425)(40)×103km3TheHydrologicCycle69TheHydrolo