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1、生态系统生态学,第十一章：生态系统的一般特征,一、生态系统的概念,生态系统(ecosystem)就是在一定空间中共同栖居 着的所有生物(即生物群落)与其环境之间由于不断地 进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。,二、生态系统的特征,1，生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位。,2，生态系统内部具有自我调节能力。,结构越复杂、物种数目越多，自我调节能力就越强。,3，能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三 大功能。,4，生态系统营养级的数目通常不会超过56个。,5，生态系统是一个动态系统。,三、生态系统的组成,1，生产者(producers) ：绿色植物、蓝绿藻和光合细菌,2，消费者
2、(consumers)：包括杂食动物、寄生生物,1食草动物(herbivores) 食肉动物(carnivores) 大型食肉动物或顶级食肉动物(top carnivores):,3，分解者(decomposer),分解者主要是细菌和真 菌，也包括某些原生动物 和蚯蚓、白蚁以及秃鹫等 大型腐食性动物。,4，非生物环境,无机物质,有机化合物： 如蛋白质、糖类脂类和腐殖质。,气候因素,四、食物链和食物网,1，概念,各种生物按其取食和被食的关系而排列的链 状顺序称为食物链(food chain) 。如：,浮游植物浮游动物食草性鱼类食肉性鱼类。,植物蝴蝶蜻蜓蛇鹰。,生物扩大作用(biological
3、magnification) 如：DDT在海水中浓度为5.010-11g，浮游植物含 4.010-8g，蛤中4.210-7g，到银鸥达75.510-6g， 扩大了百万倍。营养级越高，积累剂量越大。,食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，反之 亦然。,2，食物链的类型,捕食食物链(grazing food chain),以活的动植物吃植物为起点的食物链 。,碎屑食物链(detrital food chain),以死生物或腐屑为起点的食物链 。,3，食物链的特点,陆地和浅水生态系统中，能流是以碎屑食物链为主。,陆地生态系统中，净初级生产量只有很少一部分通 向捕食食物链。,只在某些水生生态
4、系统中，捕食食物链才会成为能 流的主要渠道。,寄生食物链（parasitic chain）,沿着食物链动物个体越来越大的概念，只适用于一般情况。,五、营养级和生态金字塔,1，营养级（trophic level）,一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生 物种的总和。,如，作为生产者的绿色植物和所有自养生物都位于食物链的起 点，共同构成第一营养级。所有以生产者(主要是绿色植物)为 食的动物都属于第二营养级，即植食动物营养级。第三营养级 包括所有以植食动物为食的肉食动物。以此类推，还可以有第 四营养级(即二级肉食动物营养级)和第五营养级。,营养级的位置越高，归属于这个营养级的生物种类和数量 就越
5、少。,离基本能源越近的营养级，其中的生物受到取食和捕食的压 力也越大，因而这些生物的种类和数量也就越多，生殖能力也 越强。,2，生态金字塔(ecological pyramid),指各个营养级之间的数量关系。可用生物量、能量和个体 单位来表示。,六、生态效率（ecological efficiencies）,指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或 营养级内部的比值关系。,各种能流参数如下：,1，摄食量（I）: 表示一个生物所摄取的能量。对于植物来说， 它代表光合作用所吸收的日光能；对于动物来说，它代表动物 吃进的食物的能量。,2，同化量（A）: 对于动物来说，它是消化后吸收的能量，对 分
6、解者是指对细胞外的吸收能量；对于植物来说，它指在光合 作用中所固定的能量，常常以总初级生产量表示。,3，呼吸量（R）: 指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中消耗 的全部能量。,4，生产量（P）: 指生物在呼吸消耗后净剩的同化能量值，它以 有机物质的形式累积在生物体内或生态系统中。对于植物来说， 它是净初级生产量。对于动物来说，它是同化量扣除呼吸量以后 的净剩的能量值 。,同化效率 = 被植物固定的能量 / 植物吸收的日光能 = 被动物消化吸收的能量 / 动物摄食的能量 即 Ae = An / In；,生产效率= n营养级的净生产量 / n营养级的同化能量 即 Pe = Pn / An,消费效率=
7、 n+1营养级的消费能量/ n营养级的净生产量 即 Ce = In+1 / Pn；,林德曼效率=n+1营养级所获得的能量/n营养级获得能量,大型动物的生长率低于小型动物。,老年动物的生长率低于幼年动物。,肉食动物的同化效率高于植食动物。,草原生态系统中的植食动物比森林生态系统中的植 食动物能利用较多的初级生产量。,恒温动物的同化效率很高，但生长效率极低。,变温动物的同化效率比较低，但生长效率极高。,变温动物的总能量转化效率要比恒温动物高的多。,变温动物是生态系统中更有效的“生产者”。,特点,七、生态系统的反馈调节与生态平衡,1，反馈（feedback）,当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必然会引起其 他成分出现一系列的响应变化，这些变化最终又反过来影响 最初发生变化的那种成分，这个过程就叫反馈。,负反馈 （negative feedback）,正反馈 (positive feedback),