第7章-生态系统

第七章生态系统概述

§1生态系统基本概念

§2生态系统的营养结构

§3生态系统的功能

§4生态平衡§1生态系统基本概念

1.生态系统的概念及其特征(1)概念生态系统：生物成分+非生物成分，物质循环、能量流动，生物群落+环境，生态学功能单位。类型：自然生态系统人工生态系统

(2)特征生态系统内部具有一定的自我调节能力。具有能量流动、物质循环和信息传递等功能。动态系统。开放系统。2.生态系统的组成成分、结构和分类无机物有机化合物气候因素②生产者③消费者④分解者

(还原者)六大组成成分（四大基本成分）②生产者：绿色植物，光合细菌。③消费者：异养生物，植食动物（一级）、肉食动物（二～四级）、杂食动物和寄生动物等。④分解者：异养生物，包括细菌、真菌、放线菌和动物等。①非生物成分生物成分(生物群落)三大功能群一个食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀在后”螳螂捕蝉，黄雀在后！哈！哈！植物汁液蝉(初级消费者)螳螂(二级消费者)黄雀(三级消费者)鹰(四级消费者)(顶极食肉动物)§2

生态系统的营养结构1.食物链和食物网食物链：植物固定能量，取食和被取食关系，传递。由4～５个环节构成的食物网★：食物网越复杂，生态系统就越稳定。2.营养级一个营养级就是指处于食物链某一环节的所有生物种的总和。在生态系统中，食物链上的营养级一般不会超过五级，多数为三、四级。

生态锥体(生态金字塔)生态锥体（ecologicalpyramid）:能量通过营养级逐级减少，如果把通过各营养级的能流量由低到高用图型表示，就成为一个金字塔形，称能量锥体或能量金字塔。同样如果以生物量或个体数目来表示，可能得到生物量锥体（pyramidofenergy）和数量锥体（pyramidofnumber）。三类锥体合称为生态锥体。a生物量锥体(gDW·m-2)b能量锥体(kcal·m-2·a-1)c数量锥体(个体·ha-1)1212§3生态系统的功能

能量流动、物质循环、信息传递、物质生产。基本功能：能量流动和物质循环。能量流动和物质循环比较示意图能量流动是单方向的。物质的流动是循环式的。空气水无机盐空气水无机盐空气水无机盐空气水无机盐生产者第2级食肉动物

植食动物

食肉动物热热热热热

分解者1.能量流动

能流分析生态效率用于表示两个营养级之间能量转化效率的指标：利用效率＝摄取能量/前一营养级的净生产量同化效率＝同化能量/吸收能量生态效率＝净生产量/前一营养级的净生产量

美国明尼达州塞达波格湖的能流分析

能量单位：cal·cm-2·

a–1

。呼吸29.3+未利用78.2+分解3.5＝总初级生产量111.0，能量守恒总初级生产量111.0植食动物15.0肉食动物3.0分解3.0分解0.5分解微量呼吸23.0呼吸4.5呼吸1.8未利用70.0太阳能118872未利用7.0未利用1.2未吸收的能118761生态系统能量流动规律生态系统是一个热力学系统，生态系统中能量的传递、转换遵循热力学的两条定律：第一定律：能量守恒定律。第二定律：任何形式的能（除了热）转化到另一种形式能的自发转换中，不可能100％被利用，总有一些能量作为热的形式被耗散出去。能流在生态系统中是变化着的；能流是单向流；能量在生态系统内流动的过程，就是能量不断递减的过程；能量在流动过程中，质量逐渐提高。2.生态系统的物质循环

(1)概念：植物，吸收营养物质，进入生命系统，被其他生物重复利用，最后归还于环境中。三个不同层次：生物个体生态系统层次：生态系统中营养物质的循环生物圈层次：为生物地球化学循环，可分为水循环、气体型循环和沉积型循环。碳循环(carboncycle)化泥碳煤大气中CO2CO2碳化作用石油水生植物光合作用腐烂燃料呼吸作用光合作用腐烂扩散

有毒有害物质的循环有毒有害的物质进入生态系统，通过食物链富集或被分解。有毒有害物质的种类与数量逐渐增多，对生态系统各营养级生物的影响越来越大。大多数有毒物质，尤其是人工合成的大分子有机化合物和重金属元素，在生物体内具有浓缩现象，代谢过程中不能被排除，长期停留在生物体内，造成有机体中毒、死亡。3.生态系统的信息传递信息传递：信息流动与反馈过程。信息类型物理信息：鸟鸣、蜜蜂和蝴蝶的飞舞；化学信息：动物激素和植物次生代谢物质；行为信息：信息传递往往是双向的。4.生物生产

包括初级生产和次级生产两个过程。初级生产(primaryproduction)：生产者（主要是绿色植物）通过光合作用，把太阳能转变为化学能的过程，又称为第一性生产。次级生产或第二性生产(secondaryproduction)：消费者和分解者利用初级生产所制造的物质和能量进行新陈代谢，经过同化作用转化成自身物质和能量的过程。次级生产的基本特点次级生产过程模型食物资源未采食拒食未食粪便(Fu)呼吸(R)分解被采食可利用食用(C)同化(A)动物产品产生能量(P)潜在能量保持能量损失能量ⅠⅡⅢⅣⅤⅥC=A+FuA=P+RC=P+Fu+RP=C-Fu-R5.生态平衡生态平衡：稳定状态。生态系统结构和功能的稳定，能量输入与输出上的稳定。自然生态系统的演替总是向着物种多样化、结构复杂化和功能完善化方向发展，达到成熟的稳定状态。★

生态系统稳定性抵抗力：恢复力：维持生态平衡的两个重要途径。一般生态系统发育越成熟，结构越复杂，物种多样性越大，抵抗干扰的能力就越强。生态系统的抵抗力和恢复力是有限度的。自我调节存在一个阈值。当外来干扰因素超过阈值时，引起生态失调。生态平衡的调节机制负反馈生态冗余(Redundancy)：替代作用。