第十章 生態(tài)系統(tǒng)的一般特征

第十一章

生態(tài)系統(tǒng)的一般特征第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本概念1.概念(ecosystem)

在一定空間中共同棲居著的所有生物群落與其環(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。2.特征（1）生態(tài)學(xué)研究的高層次（2）自我調(diào)節(jié)能力（3）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（4）受限于生產(chǎn)者所固定的最大能值和流動(dòng)中巨大損失，營(yíng)養(yǎng)級(jí)不會(huì)超過(guò)6個(gè)（5）動(dòng)態(tài)系。第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)一、非生物環(huán)境（abioticenvironment）包括參與物質(zhì)循環(huán)的無(wú)機(jī)元素和化合物、聯(lián)系生物和非生物成分的有機(jī)物質(zhì)和氣候或其他物理?xiàng)l件。二、生產(chǎn)者生產(chǎn)者（producers），指自養(yǎng)生物

綠色植物藻類(lèi)三、消費(fèi)者1.消費(fèi)者：指那些直接或間接依賴(lài)于生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物質(zhì)生存的異養(yǎng)生物。（食草、食肉、頂級(jí)食肉）四、分解者分解者（decomposers），異養(yǎng)生物。指利用動(dòng)植物殘?bào)w及其它有機(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。主要有真菌、細(xì)菌、放線(xiàn)菌等微生物。第三節(jié)食物鏈和食物網(wǎng)1.食物鏈(Foodchain)：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(chēng)為食物鏈。2.食物鏈類(lèi)型（1）捕食食物鏈(grazingfoodchain)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。如植物－植食性動(dòng)物－肉食性動(dòng)物。如草原上的青草－野兔－狐貍－狼；在湖泊中，藻類(lèi)－甲殼類(lèi)－小魚(yú)－大魚(yú)。（2）碎屑食物鏈(detritusfoodchain)以動(dòng)、植物的遺體被食腐性生物（小型土壤動(dòng)物、微生物）取食，然后到他們的捕食者的食物鏈。植物殘?bào)w－蚯蚓－線(xiàn)蟲(chóng)類(lèi)－節(jié)肢動(dòng)物。（3）寄生性食物鏈：草原食物網(wǎng)海洋食物網(wǎng)湖泊食物網(wǎng)第四節(jié)營(yíng)養(yǎng)級(jí)與生態(tài)金字塔1.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。2.生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目（1）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者不可能100%利用前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量；（2）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化率也不是100%，總有一部分排泄出去；（3）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物要維持自身的活動(dòng)，消耗一部分熱量。由于能流在通過(guò)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)會(huì)急劇減少，所以食物鏈就不可能太長(zhǎng)，生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般只有四、五級(jí)，很少超過(guò)六級(jí)。3.生態(tài)金字塔概念：指各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系，這種數(shù)量關(guān)系可采用生物量、能量和個(gè)體數(shù)量單位，采用這些單位構(gòu)成的生態(tài)金字塔分別為生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)量金字塔。A能量金字塔：各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所固定的總能量值的多少來(lái)構(gòu)成的生態(tài)金字塔。以相同的單位面積和單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者所積累的能量比率來(lái)構(gòu)造（千卡/平方米.年）。CONCEPTOFPYRAMIDSB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)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；但對(duì)于湖泊和開(kāi)曠海洋，第一性生產(chǎn)者主要為微型藻類(lèi)，生活周期短，繁殖迅速，大量被植食動(dòng)物取食利用，在任何時(shí)間它的現(xiàn)存量很低，導(dǎo)致這些生態(tài)系統(tǒng)的生物量金字塔呈倒金字塔形。C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)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。缺點(diǎn)：有時(shí)植食動(dòng)物比生產(chǎn)者數(shù)目多。如昆蟲(chóng)和樹(shù)木；個(gè)體大小差別很大；個(gè)體大小有很大差別，只有個(gè)體數(shù)目多少來(lái)說(shuō)明問(wèn)題有局限性。能量金字塔表達(dá)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)最全面，確切表示食物通過(guò)食物鏈的效率，永遠(yuǎn)是正塔型；數(shù)量金字塔過(guò)分突出小生物體的重要性；生物量金字塔過(guò)分突出大生物體的重要性。第五節(jié)生態(tài)效率Shouldwefeedgraintobeefcattleorshouldweeatthegrain?一、能量參數(shù)（一）攝取量(I)（二）同化量(A)（三）呼吸量(R)（四）生產(chǎn)量(P)二、營(yíng)養(yǎng)級(jí)位之內(nèi)的生態(tài)效率（一）同化效率（Assimilationefficiency）（二）生產(chǎn)效率(productionefficiency)（三）消費(fèi)效率（consumptionefficiency）三、林德曼效率能量沿營(yíng)養(yǎng)級(jí)的移動(dòng)時(shí)，逐級(jí)變小，后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)只能是前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的十分之一左右。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)：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)某一成分發(fā)生變化，它必然引起其他成分出現(xiàn)一系列相應(yīng)變化，這些變化又反過(guò)來(lái)影響最初發(fā)生變化的那種成分。負(fù)反饋：使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到或保持平衡或穩(wěn)態(tài)，結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分的變化。正反饋：系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他一系列變化，反過(guò)來(lái)加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化。使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。如湖泊污染，導(dǎo)致魚(yú)的數(shù)量因死亡而減少。由于魚(yú)體腐爛，加重湖泊污染并引起更多魚(yú)類(lèi)的死亡。生態(tài)平衡：生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)發(fā)育和調(diào)節(jié)所達(dá)到的一種穩(wěn)定狀態(tài)，它包括結(jié)構(gòu)、功能和能量輸入和輸出的穩(wěn)定。第十二章

生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第一節(jié)物質(zhì)循環(huán)的一般特征一、生命與元素大量元素：生物體內(nèi)含量超過(guò)0.2%以上的元素。如碳、氧、氫、氮和磷。微量元素：生物體內(nèi)含量不超過(guò)0.2%，如鋁、硼。（1）物質(zhì)循環(huán)（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(guò)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。這些循環(huán)的路徑包括生物與非生物二者,同時(shí)也包含一些地質(zhì)與地理作用在內(nèi),因此稱(chēng)為生物地球化學(xué)循環(huán)。（2）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(guò)分解者的作用再為生產(chǎn)者吸收、利用。1.水循環(huán)：生態(tài)系統(tǒng)中所有的物質(zhì)循環(huán)都是在水循環(huán)的推動(dòng)下完成的，因此，沒(méi)有水的循環(huán)，也就沒(méi)有生態(tài)系統(tǒng)的功能，生命也將難以維持。（3）生物地球化學(xué)循環(huán)的類(lèi)型2.氣體型循環(huán)（gaseoustype)：其貯存庫(kù)是大氣和海洋。氣相循環(huán)把大氣和海洋相聯(lián)系，具有明顯的全球性，循環(huán)性能最為完善。元素或化合物可以轉(zhuǎn)化為氣體形式參與循環(huán)過(guò)程。氣體循環(huán)速度比較快，例如CO2、N2、O2等。3.沉積型循環(huán)(sedimentarytype)：這類(lèi)循環(huán)速度比較慢，參與沉積循環(huán)的物質(zhì)，其分子或化合物主要通過(guò)巖石的風(fēng)化和沉積物的溶解轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀簧锢玫臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而海底沉積物轉(zhuǎn)化為巖石圈成分則是