生态学课件 12生态系统的一般特征

1西南大学生命科学学院

生态学

2第十二章生态系统的一般特征12.1生态系统的基本概念12.2生态系统的组成与结构12.3食物链和食物网12.4营养级和生态金字塔12.5生态效率12.6生态系统的反馈调节和生态金字塔3森林生态系统4草原生态系统5海洋生态系统6湖泊生态系统西湖－南屏晚钟7农田生态系统8城市生态系统912.1生态系统的基本概念生态系统(ecosystem)：在一定空间中共同栖居着的所有生物(生物群落)与其环境之间由于不断进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体系统(system)：相互作用、相互依赖的事物有规律地联合的集合体许多成分组成各成分间相互联系、相互作用独立的、特定的功能10生态系统的特征生态学的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次内部具有自我调节能力能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值和能量在流动中巨大损失，生态系统中营养级不会超过5-6个动态系统1112.2生态系统的构成和结构12生态系统组成非生物环境生物群落无机物有机物气候或其他物理条件生产者消费者分解者自养生物植物、化能合成细菌提供初级生产力异养生物提供次级生产力异养生物细菌和真菌无脊椎动物13池塘生态系统示意图14一个简单的陆地生态系统模式图15

从生态系统的组成成分看，猪笼草和蚯蚓属于

BEA.生产者和分解者

B.生产者和消费者

C.消费者和分解者

D.分解者和消费者

E.分解者

提问猪笼草1612.3食物链和食物网12.3.1食物链(foodchain)：生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食的关系在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排列的链状顺序17小型浮游植物大型硅藻、甲藻和微型浮游植物大型浮游动物食浮游生物鱼类如鲱等底栖植食动物蛤,牡蛎,多毛类等底栖肉食鱼类鳕鱼等大型肉食鱼类鲨鱼鲑鱼等海洋食物链18食物链类型捕食食物链碎屑食物链寄生食物链19捕食食物链绿色植物为起点到食草动物进而到食肉动物的食物链植物-食草动物-食肉动物草原上：青草-野兔-狐狸-狼湖泊中：藻类-甲壳类-小鱼-大鱼20碎屑食物链动、植物的遗体被食腐性生物(小型土壤动物、真菌、细菌)取食，然后到他们的捕食者的食物链植物残体-蚯蚓-线虫类-节肢动物21寄生食物链由宿主和寄生物构成以大型动物为食物链的起点，继之以小型动物、微型动物、细菌和病毒后者与前者是寄生关系哺乳动物或鸟类-跳蚤原生动物-细菌-病毒2212.3.2食物网(foodweb)食物网：食物链彼此交错连结，形成一个网状结构食物网不仅维持着生态系统的相对平衡，并推动着生物的进化，成为自然界发展演变的动力食物网以营养为纽带，把生物与环境、生物与生物紧密联系起来的结构，称为生态系统的营养结构23食物网温带草原生态系统的食物网温带草原生态系统的食物网24北极岛屿简单的食物网2512.4营养级与生态金字塔营养级(trophiclevel)：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和26营养级27生态系统中营养级数目各营养级消费者不可能100%利用前一营养级的生物量各营养级同化率也不是100%，总有一部分排泄出去各营养级生物要维持自身的活动，消耗一部分热量能流在通过各营养级时会急剧减少，食物链就不可能太长生态系统中的营养级一般只有四、五级，很少超过六级28TERRESTRIALFOODCHAINInafoodchain,energyispassedfromonetrophicleveltothenextBUTthetransferofenergyisNEVER100%efficient.Thatis,thereisalwayssomeenergylostperthe2ndLawofThermodynamics.Thislostenergyiscalledentropy.29生态金字塔(ecologicalpyramid)营养级之间的数量关系数量关系可采用生物量、能量和个体数量单位来表示能量金字塔生物量金字塔数量金字塔30能量金字塔由各营养级所固定的总能量值的多少来构成的生态金字塔以相同的单位面积和单位时间内的生产者和各级消费者所积累的能量比率来构造千卡/平方米·年31EnergyPyramid

Anenergypyramidforaprairieecosystem.Eachtrophiclevelfromproducertotertiaryconsumerhaslessenergystoredinit.Thewidthoftherectanglesrepresentsenergyfoundintheorganismsateachtrophiclevel.32energypyramid33生物量金字塔

以相同单位面积上生产者和各级消费者的生物量即生命物质总量建立的金字塔。对陆地、浅水生态系统中比较典型，因为生产者是大型的，所以塔基比较大，金字塔比较规则34生物量金字塔35生物量金字塔

湖泊和开旷海洋，第一性生产者主要为微型藻类，生活周期短，繁殖迅速，大量被植食动物取食利用，在任何时间它的现存量很低，导致这些生态系统的生物量金字塔呈倒金字塔形36数量金字塔

单位面积内生产者的个体数目为塔基，以相同面积内各营养级位有机体数目构成塔身及塔顶。一般每一个营养级所包括的有机体数目，沿食物链向上递减。37数量金字塔有时植食动物比生产者数目多。如昆虫和树木个体大小差别很大，只用个体数目多少来说明问题有局限性。38不同类型金字塔的比较能量金字塔表达营养结构最全面，确切表示食物通过食物链的效率，永远是正塔型数量金字塔过分突出小生物体的重要性生物量金字塔过分突出大生物体的重要性3912.5生态效率生态效率：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。能量参数：摄取量（I）：表示各生物所摄取的能量吃进量同化量(A)：动物消化道内被吸收的能量，即消费者吸收所采食的食物能；植物光合作用所固定的日光能吸收量呼吸量(R)：生物在呼吸等新陈代谢和各种活动所消耗的全部能量消耗量生产量(P)：生物呼吸消耗后所净剩的同化能量值净同化量

P=A-R40营养级位之内的生态效率量度一个物种利用食物能的效率，即同化能量的有效程度同化效率生长效率41同化效率：同化量与摄取量的比值（A/I）。同化效率=被植物固定的能量/吸收的日光能

=被动物吸收的能量/动物的摄食量＊肉食动物的同化效率高于植食动物。营养级之内的生态效率（n/n）42生长效率：组织生长效率=净生产量/同化能量TG=NP/A生态生长效率=净生产量/摄入量EG=NP/I＊营养级越高，生长效率越低。

植物的生长效率>动物植物将光合能量大约40%呼吸，60%生长肉食动物同化能量大约65%用于呼吸，35%用于生长哺乳动物呼吸消耗的能量最多，大约占同化量的97-99%，只有1%-3%用于净生产量营养级之内的生态效率（n/n）43营养级之间的生态效率((n+1)/n)消费效率=摄入量/净生产量C=I/NP消费效率——相对采食能力；利用效率=同化量/净生产量U=A/NP利用效率——转化利用能力。

44营养级位之间的生态效率量度营养级位之间的转化效率消费效率：消费效率量度一个营养级对前一营养级的相对取食压力。Ce=In+1/Pn一般在20-35%范围内，每一营养级净生产的65%-75%进入碎屑食物链利用效率：利用效率的高低，说明前一营养级的净生产量被后一营养级同化多少Ue=An+1/Pn45林德曼效率林德曼效率：n+1营养级所获得的能量占n营养级所获得的能量之比：Le=In+1/In林得曼定律（十分之一定律）：能量沿营养级的移动时，逐级变小，后一营养级只能是前一营养级能量的十分之一左右。461-22-33-4营养级3020101-22-33-4营养级302010林德曼效率利用效率对多个生态系统实测值比较生态效率

4712.6生态系统的反馈调节和生态平衡4812.6.1负反馈负反馈可使系统保持稳定；正反馈使偏离加剧。4912.6.2生态平衡生态平衡：生态系统通过发育和调节所达到的