第五章 生态系统生态学

第5章 生态系统生态学

一、生态系统

1、生态系统（Ecosystem）:指在一定的时间、空间内，生物与生存环境、生物与生物之间密切联系、相互作用，通过物质循环、能量流动、信息传递而构成的具有一定结构的功能整体。

生态系统的特点:•具有生命成分•具有空间结构•具有时间变化•具有自动调节功能•是开放系统

二、生态系统的一般特征

1、 生态系统的组成

四个基本组成部分：

（1）生产者（producers）又称初级生产者（primary producers），指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。初级生产者也是自然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的媒介。生产者完成有机物的合成过程，是生物圈生命活动能量的源头

（2）消费者（consumers）:是指不能利用无机物质制造有机物质，而是直接或间接依赖于生产者所制造的有机物质作为食物源的异养生物。主要指动物（草食动物、肉食动物、腐生动物、杂食动物）和寄生性动物。

消费者完成有机物的转化过程，是生物圈生命活动最活跃的部分

•降低分解者的压力•促进有机物的合成•促进有机物分解•促进物质循环•各种调节功能

（3）分解者（composers）又名还原者:指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生物，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。小型消费者使构成有机成分的元素和贮备的能量通过分解作用又释放到无机环境中去。

分解者完成有机物的分解过程，是生态系统不可缺少的部分

•通过动、植物残体有机物质的分解，是营养物质得到在循环，微生物种群得到恢复和繁衍；•尾碎屑食物链的各级生物提供了食物和物质基础；•产生由调控作用的“环境激素”对生态系统中其他生物的生长产生重大影响；•改进了地球表面的惰性物质。

（4）无机环境:是生态系统中生物赖以生存的物质和能量的源泉及活动的场所。按其对生物的作用，可分为：•原料部分。主要通过大气层及到达地表的光、氧、二氧化碳、水、无机盐类以及非生命的有机物质等。•代谢过程的媒介部分。水、温度和风等。•基层部分。岩石和土壤等。

2 、生态系统的结构:•空间结构•时间结构•营养结构

（1）食物链（food chain）和营养级（trophic level）：

食物链指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条式的关系，即物质和能量从植物开始，然后一级一级地转移到大型食肉动物。食物链上的每一个环节称为营养阶层或营养级，指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。

（2）食物链的类型

牧食食物链（grazing food chain）:又称捕食食物链，以活的动植物为起点的食物链，如草食动物、各级食肉动物。以绿色植物为起点，是活的生物体。

腐食食物链（detrital food chain）:又称碎屑食物链，从死亡的有机体或腐屑开始。以动、植物残体为起点，数量越来越少。

（3）食物链的特征

食物网(food web):生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它往往是交叉链索，形成复杂的网络结构。

3、生态系统的功能

能量流动：生产者→消费者→分解者

物质循环：生物 ← →环境

信息传递：包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息

等，构成信息网

自我调节：保持生态系统的稳定

生态系统的自我调节

（1）生态系统的稳定性:生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态，表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，但只要这种干扰没有超过一定限度，生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。

系统稳定性包括了两个方面的含义 :

抵抗力：系统保持现行状态的能力 ，即抗干扰的能力；

恢复力：系统受扰动后回归该状态的倾向 ，即受扰后的恢复能力。（2）生态系统稳定性机制：

生态系统具有自我调节的能力，维持自身的稳定性，自然生态系统可以看成是一个控制论系统，因此，负反馈调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。

三、生态系统的类型

1、 按环境性质分：

2、 按人类对其的影响程度分：

3、 按生物成分分：

4、 按系统开放程度分：

5、 按系统形成的原动力分：

四、一般生态系统

城市生态系统、园林生态系统、湿地生态系统

o1、城市生态系统：

（1）定义：是城市居民与其周围环境相互作用形成的网络, 是人类生产和生活活动集中的较大场所, 是人类在改造和适应自然环境的基础上建立起来的特殊空间地域综合体，是自然实体和社会,、经济和科学文化实体的有机统一:

n占有一定空间, 有包括人类在内的生物和非生物组成等要素

n要素间存在物质—能量代谢、生物地球化学循环以及物质供应(输入)和废物处理(输出)

n要素间相互作用构成有内在联系的统一整体

2、城市生态系统的组成

n自然系统: 居民赖以生存的基本物质环境,如阳光、空气、雨露、植被、土壤、动物等自然景观要素

n经济系统: 生产、分配、流通与消费的各个环节,包括工业、农业、交通、运输、贸易、金融、建筑、通讯、科技等

n社会系统: 物质生活与精神生活诸方面,如衣、食、住、旅、医等和人们的心理状态,以及文化、艺术、宗教、法律等上层建筑

3、城市生态系统的结构

n空间结构: 土地利用的空间排布形式

n社会结构:包括人口结构、劳动力结构、智力结构

n营养结构: 为一特殊的倒三角形

o4、城市生态系统的特点

城市生态系统是以人为主体的生态系统身兼数任: 生产者、消

费者、主宰者

城市生态系统是容量大、流量大、密度高、运转快、高度开放

的系统

城市生态系统是人类自我驯化的系统

城市生态系统是多层次的复杂系统

5.4 城市生态系统的功能

城市生态系统的能量流

能量流动的性质：