基础生态学—— 生态系统的一般特征
《生态学基础》课程教学大纲
《生态学基础》课程教学大纲课程名称:生态学课程英文名称:Ecology先修课程:大学数学、生物学、土壤学适用专业:植物科学技术、植物保护、动植物检疫、农业资源与环境、动物科学、设施农业科学与工程、广告学、社会学、外语总学时:32讲课学时:32总学分:2.0一.课程的性质、地位和作用••生态学是研究生物与其自然环境相互作用规律生物学分支学科。
《生态学》课程把生物与其自然环境作为一个整体,讲授生态系统中生物与环境的相互关系,生态系统的结构与功能,生态系统的协同演变、调节控制和平衡发展规律。
从生物个体、种群、群落和生态系统等不同层次阐明生态学的基本原理、方法和应用。
《生态学》是面向植物科学技术、植物保护、动植物检疫、农业资源与环境、动物科学、设施农业科学与工程、广告学、社会学、外语等专业的专业基础课或选修课。
主要介绍生态学的基本概念,基本原理及基本应用。
对文科类专业在了解生态学基本概念的基础上,重点普及生态学知识、生态意识,宣扬生态文化。
在介绍生态学基本理论的基础上结合各专业特点,讲授各领域生态方面问题产生的原因及解决途径,使学生了解国内外持续农业发展的模式,合理利用自然资源,有效保护农业生产环境,通过对农业自然资源结构的优化组合,达到农业生产集约化和可持续发展。
紧密联系生产实际,培养学生系统分析问题,解决问题的能力。
二.课程基本要求1、掌握生态学的概念、基本性质,产生及发展,生态学的分支及应用领域和生态学学科体系;2、掌握生态环境因子的时空变化及对生物的作用规律,生物对环境因子的适应及生物进化规律;了解环境资源的组织分配形式及合理开发途径。
3、掌握生物种群的基本特征、数量动态规律,种群的相互作用及动态调节规律,生物群落的组成、结构、分布及发展演替规律;了解种群、群落原理在农业生产实际中的应用。
4、认识生物圈及不同类型生态系统的组成、结构及特点,掌握生态系统的能量流动、物质循环、信息传递规律。
了解系统、生态系统及系统生态学的原理、方法和应用5、了解人类生态系统中的人口、资源、生态问题及可持续发展的理论框架,认识理解人类与自然环境的关系,了解可持续发展的战略思想,树立正确的自然观。
生态系统中的一般特征2
生态效率(ecological efficiencies)是指各种能流参数 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。
1 营养级位内的生态效率:
摄取量(I):表示一个生物(生产者,消费者或腐食者) 所摄取的能量;对植物来说,I代表被光合作用所吸收的 太阳能。对动物来说,I代表动物吃进的食物能。
n 1营养级的摄食能量 n营养级的净生产能量
林德曼(Lindman)效率
I n1 In
n
1营养级摄取的食物能量 n营养级摄取的食物能
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若n营养级为植物,In即为植物吸收的日 光能。
In1 An Pn In1 In In An Pn
即林德曼效率相当于同化效率、生长效率与利用 效率的乘积。但也有学者把营养级间的同化能量之 比值视为林德曼效率,即,
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反馈调节
负反馈是比较常见的一种反馈,它的作用是 能够使生态系统达到和保持平衡或稳态,反馈的 结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发 生的变化。
正反馈是比较少见的,它的作用与负反馈相 反,即生态系统中某一成分的变化所引起的其他 一系列变化,反过来不是抑制而是加速最初发生 变化的成分所发生的变化,因此正反馈的作用常 常使生态系统远离平衡状态或稳态。
林德曼效率
An1 An
n 1营养级的同化能量 n营养级的同化能量
多个生态系统中,林德曼效率似乎是一个常数,即10%, 生态学家通常把10%的林德曼效率看成是一条重要的生态 学规律。
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第六节 生态系统的反馈调节和生态平衡
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相应变化,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。 反馈有两种类型,即负反馈(negative feedback)和 正反馈(positive feedback)。
生态系统的一般特征ppt
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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(consumers):包括杂食动物、寄生生物
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。
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)
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 。
生态系统的一般特征
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第九章 生态系统的一般特征
一、生态系统的基本概念 二、生态系统的组成成分及三大功能类型 三、食物链和食物网 四、营养级和生态金字塔 五、生态效率 六、生态系统的反馈调节与生态平衡
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营养级(trophic levels)是指处于食物链某一 环节上的所有生物种的总和。因此,营养级之间 的关系不是指一种生物与另一种生物之间的营养 关系,而是指一类生物与处在不同营养层次上与 另一类生物之间的关系。
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生态金字塔(ecological pyramids)是指各 个营养级之间的数量关系,这种数量关系可采 用生物量单位、能量单位和个体数量单位,采 用这些单位所构成的生态金字塔就分别称为生 物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。
数量金字塔是以生物的个体数量表示每一 营养级。
生物量金字塔以生物组织的干重表示每一 个营养级中生物的总重量。
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生产者的绿色植物和所有自养生物都位于 食物链的起点,即食物链的第一环节,它 们构成了第一个营养级。
所有以生产者(主要是绿色植物)为食的动 物都属于第二个营养级,即植食动物营养 级。
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第三个营养级包括所有以植食动物为食
的肉食动物。以此类推,还可以有第四个 营养级(即二级肉食动物营养级)和第五个营 养级等。由于食物链的环节数目是受到限 制的,所以营养级的数目也不可能很多, 一般限于3~5个。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少, 当少到一定程度的时候,就不可能再维持 另一个营养级中生物的生存了。
碎
屑
再循环
分 解者
分解 者亚 系统
2021年成人高考《生态学基础》知识点精解(12)
2021年成人高考《生态学基础》知识点精解(12)第十二章生态系统的一般特征本章重点一、名词解释1.生态系统:就是在一定空间中共同栖居着的所有生物(即生物群落)与其环境之间因为持续地实行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。
2.食物链和食物网3.营养级4.生态效率5.林德曼效率6.林德曼定律7.生态平衡二、问答题1.生态系统有哪些主要的组成成分?√2.食物链的类型有哪些?3.反馈的类型有哪两种?各有何特点?思考题一、名词解释1.生态金字塔2.生态阈值3.生态失调4.生态危机二、问答题1.系统一般有几种类型?各有何特点。
2.简述生态系统的基本特性。
3.食物网有什么意义?4.反馈的类型有哪两种?各有何特点?5.简述生态系统中的能量通过各个营养级逐级减少的原因?6.生态金字塔的类型有哪些?试谈各自的优缺点7.描述生态系统的能量参数有哪些?8.营养级位之内和之间的生态效率有哪些?1、下列说法准确的是(D)。
A.生态系统由动物、植物、微生物组成B.生态系统由自养生物、异养生物、兼养生物组成C.生态系统由植物、食植动物、食肉动物、食腐动物组成D.生态系统由生产者、消费者、分解者、非生物环境组成2、下列生物类群中,不属于生态系统生产者的类群是(D)。
A.种子植物B.蕨类植物C.蓝绿藻D.真菌3、下列生物类群中,属于生态系统消费者的类群是(B)。
A.高等植物B.哺乳动物C.大型真菌D.蓝绿藻4、从下列生物类群中,选出生态系统的分解者(D)。
A.树木B.鸟类C.昆虫D.蚯蚓5、生态系统的功能主要是(A)A.维持能量流动和物质循环B.保持生态平衡C.为人类提供生产和生活资料D.通过光合作用制造有机物质并释放氧气6、能量沿着食物网流动时,保留在生态系统内各营养级中的能量变化趋势是(A)。
A.能量越来越少B.能量越来越多C.能量基本没有变化D.因生态系统不同,能量或越来越多,或越来越少7、生态系统营养级的数目,通常不会超过(B)。
生态系统的一般特征
三、消费者 是针对生产者而言的,即它们不能从无
机物制造有机物质,而是直接或间接依赖于
生产者所制造的有机物,因此属于异养生物。 消费者按其营养方式上的不同又可分为: (1)食草动物 (2)食肉动物 (3)大型食肉动物或顶极食肉动物
四、分解者 是异养生物,其作用是把动植物残体的 复杂有机物分解为生产者能重新利用的简单 化合物,并释放出能量,其作用正好与生产 者相反。 地球上生态系统虽然有很多类型,但通 过上面对池塘和草地生态系统的比较,可以 看到生态系统的一般特征。如下图可代表生 态系统结构的一般性模型,模型包括三个亚 系统,即生产者亚系统、消费者亚系统和分 解者亚系统。图中还表示了系统组成成分间 的主要相互作用。
生态系统的基本结构 1.形态结构
生态系统的生物种类、种群数量、种的空 间位置、种的时间变化等构成了生态系统的形 态结构(水平结构、层次结构、多维结构)。
2.营养结构 生态系统的各组成部分之间建立起来的营 养关系,构成了营养结构。营养结构的模式可 用下图表示:
第三节 食物链和食物网
生产者所固
定的能量和物质,
根据林德曼测量结果,这个比值大约为1/10, 曾被认为是一项重要的生态学定律。在其他不同 的生态系统中,高则可达30%,低则可能只有1%或 更低。
第六节 生态系统的反馈调节和生态平衡
自然生态系统几乎都属于开放系统,只有 人工建立的、完全封闭的宇宙舱生态系统才可 归属于封闭系统。开放系统 [下图(a)]必须依 赖于外界环境的输入,如果输入一旦停止,系 统也就失去了功能。开放系统如果具有调节其 功能的反馈机制,该系统就成为控制系统 [下 图(b)]。所谓反馈,就是系统的输出变成了决 定系统未来功能的输入;一个系统,如故其状 态能够决定输入,就说明它有反馈机制的存在。 下图(b)就是(a)加进了反馈环以后变成了可控 制系统[图(c)]。
《基础生态学》第四部分 生态系统生态学
• 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
食物网
11.4 营养级与生态金字塔
• 营养级(trophic level):处于食物链某一环节上的所有 生物种的总和
一个食物链的例子“螳螂捕蝉,黄雀在后”
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)
螳螂捕蝉, 黄雀在后! 哈!哈!
食物网
• 一种生物常常以多种食物为食,而同一种食物又常常 为多种消费者取食,于是食物链交错起来,多条食物 链相联,形成了食物网
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
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
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
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 • 后者细菌-病毒
• 11.3.2 食物网 (food web):食物链彼此交错连结,形成一 个网状结构
食物链类型
• 捕食食物链 • 碎屑食物链 • 寄生食物链
生态系统的基本概念与特征
专题一、生态系统生态学第一章生态系统的基本概念与特征学习要点1.了解生态系统基本概念、模型及概念的拓展。
2.学会运用生态系统基本概念、模型和特征的理论,分析有关的生态环境问题。
基本概念1.生态系统(ecosystem):是指在一定时间和空间内,由生物群落与其环境组成的一个整体,各组成要素间藉助物种流动、能量流动、物质循环、信息传递和价值流动,而相互联系、相互制约,并形成具有自调节功能的复合体。
2.生态系统模型(model):是生态系统研究的基本方法。
它是从系统基本成分、结构、行为出发,简要描绘出生态系统最本质的特性和行为。
3.环境容量(environmental capacity):是指一个生态系统能容纳污染物的一个最大负荷量。
第一节生态系统的概念一、生态系统的定义生态系统(ecosystem)是指在一定时间和空间内,由生物群落与其环境组成的一个整体,各组成要素间藉助物种流动、能量流动、物质循环、信息传递和价值流动,而相互联系、相互制约,并形成具有自调节功能的复合体。
生态系统定义的基本含义是:①生态系统是客观存在的实体,有时、空概念的功能单元;②由生物和非生物成分组成,以生物为主体;③各要素间有机地组织在一起,具有整体的功能;④生态系统是人类生存和发展的基础。
生态系统范围可大可小,通常是根据研究的目的和具体的对象而定。
最大是生物圈(biosphere),可看作是全球生态系统,它包括了地球一切的生物及其生存条件。
小的如一块草地,一个池塘都可看作一个生态系统。
生态系统生态学(ecosystem ecology)以生态系统为对象,是研究生态系统的组成要素、结构与功能、发展与演替,以及人为影响与调控机制的生态科学。
二、生态系统概念的发展生态系统(ecosystem)一词是英国植物生态学家A.G.Tansley(1871~1955)于1935年首先提出的。
他在研究中,发现气候、土壤和动物对植物的生长、分布和丰盛度都有明显的影响。
第十一章 生态系统的一般特征
自然死亡 和排遗物
陆地生态系统(草原)能量金字塔
每一层的宽度代表生态系统中营养级的净生产力。这个特定系统中营养 级间的生态效率为20%、15%、10%。
海洋生 态系统 的生态 锥体
细菌 二级肉食者(1.5g/m2) 分解者 (5g/m2) 一级肉食者(11g/m2) 1.63×107J
一级肉食者2.0×105J 草食者2.5×106J
生态能流的E.P. Odum “普适”模型
(a)一个营养级 (b)一条食物链
一个营养级的净生产量成为下一营养级可摄取的能量
生态锥体ecological pyramid
能量锥体或金字塔pyramid of energy,能量通过营养级 逐级减少,把通过各营养级的能流量,由低到高画成 图,就成为一个金字塔形。 生物量锥体pyramid of biomass,生物量锥体有倒置的 情况,如:海洋生态系统中,生产者浮游植物个体很 小,生活史很短,根据某一时刻调查的生物量,常低 于浮游动物的生物量。 数量锥体pyramid of numbers,倒置的情况更多,如果 消费者个体小而生产者个体大,如昆虫和树木,昆虫 的个体数就多于树木。再如:寄生者的数量往往多于 宿主。
自20世纪50-60年代,生态系统能量动力学的 研究已成为生态学研究的主流。
生态系统能量动力学的两个指数: 1. 能量转换和传递效率(efficiency) 2. 能量通过生态系统的速率(rate)
11.2 生态系统的组成与结构
组成: 按营养方式划分为生产者、消费者和分 解者,这三者是生态系统中的生物成分 biotic component,加上非生物成分, 就是组成生态系统的四大基本成分。
I.自养生物:IA. 草本植物,IB. 浮游植物; II.食草动物:IIA. 食草性昆虫和 哺乳动物,IIB. 浮游动物; III. 食碎屑动物:IIIA. 陆地土壤 无脊椎动物,IIIB. 水中底 栖无脊椎动物; IV. 食肉动物:IVA. 陆地鸟类和 其他,IVB. 水中鱼类; V. 腐食性生物、细菌和真菌
生态系统的一般特征
• 同化效率:光合作用所固定的能量占植物吸收的日光能 的比例。 同化效率 = 被植物固定的能量 / 吸收的日光能 = 被动物吸收得能量 / 动物得摄食量 • 生长效率: 组织生长效率=n营养级的净生产量 / n营养级的同化 能量 = n 营养级的净生产量 /n 营养级的摄入 量 • 消费效率=n+1营养级的摄入量/ n营养级的净生产量 =n+1营养级的同化量/ n营养级的净生产量 • Lindman 效率:能量每通过一个营养级 ,其有效能量 (可利用得能量)大约为前一个营养级有效能量得 10%。 Lindman 效率 = ( n+1)营养级的同化量 / n 营养级 的同化量
二、生产者
是能以简单的无机物制造食物的自养生物。
三、消费者
是针对生产者而言,它们不能从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, 属于异养生物。
四、分解者
分解者是异养生物,其作用是把动植物残 体的复杂有机物分解为生产者能重新利用的简 单化合物,并释放出能量,其作用正好与生产 者相反。
生态系统中能流是单向的,通过 各个营养级的能量是逐级减少的, 减少的原因是:各营养级消费者不 可能百分之百地利用前一营养级的 生物量,有部分自然死亡和被分解 者利用;各营养级的同化率不是百 分之百,总有一部分变成排泄物留 于环境中,被分解者所利用。
中 国 生 态 系 统 研 究 网 络
生态学基础
第四节
生态平衡及
生态系统的动态变化
一、生态平衡的概念
如果某生态系统各组成成分在较长时间内 保持相对协调,物质和能量的输出接近相等, 结构与功能长期处于稳定状态,在外来干扰下, 能通过自我调节恢复到最初的稳定状态,则这 种状态可称为生态平衡。生态平衡包括三个方 面:即结构上的平衡、功能上的平衡以及输入 和输出物质数量上的平衡。
在生态系统中,各种生物彼此间以 及生物与非生物的环境因素之间互相作 用,关系密切,而且不断进行着物质的
交换、能量的传递和信息的交流。目前,
人类所生活的生物圈内有无数大小不等
的生态系统。
(二)生态系统的组成
能量
物质 热量
生产者
消费者
无生命物质
分解者
生态系统是由四个部分组成的见下图
生产者:主要是绿色植物,凡能进行光 合作用制造有机物的植物种类,包括单
热带雨林
砖红壤
(二)影响生态系统演替变化的因素
当生态系统的演替进行到顶极时,则可
以理解为达到了动态的平衡。这种平衡也不 是一成不变的,特别是当自然因素和人为因 素的强烈干扰和变动,往往破坏了生态平衡。
菇-昆虫-蛙-蛇-鹰就构一个较为复杂的食物链。
按照生物间的相互关系,一般可把食物链分为:
捕食性食物链,即由一些以其他动物为食的动物 构成的食物链。例如由狐狸和野兔构成的食物链。 碎食性食物链,是由一些食碎屑生物构成的。诸 如秃鹫、蚯蚓、千足虫、白蚁、蚁和甲虫等。 寄生性食物链,是由一些寄生性生物构成的。它 们是与其“捕获物”建立起一种紧密地联系,长 期地以“捕获物”为生。比如:动物肠内的绦虫、 寄生在动物体外的蜱、虱或七鳃鳗以及一些植物 如菟丝子、槲寄生等。 腐生性食物链,是由腐生性生物构成的。如水晶 兰、真菌等。
生态系统的一般特征
第九章生态系统的一般特征地球上的所有生物群落共同组成了生物圈。
生物圈从宇宙中我们已知的情况来看,它是地球上特有的一个圈层。
生物圈渗透在我们地球其它三个圈层(大气圈、水圈和岩石圈)中,并与其它三个圈层结合在一起,我们称它们为自然界。
生态系统,简言之,就是生物群落加环境,依次定义,它就是无所不包的系统。
大多数现代生态学家认为,生态系统的主要研究对象是系统中和系统间的能量流动和物质循环。
这是生态系统的两大功能或过程。
目前,生态系统的概念和原理已经被许多别的学科所接受,并且,由于它与很多应用问题密切相关,生态系统生态学已经成为现代生态学的主流。
9.1生态系统的基本概念9.1.1定义系统,是指彼此间相互作用、相互依赖的事物有规律地联合的集合体,是有序的整体。
构成系统至少要有3个条件:①系统是由许多成分组成的;②各成分间不是孤立的,而是彼此互相联系、互相作用的;③系统具有独立的、特定的功能。
生物地理群落(俄国生态学家苏卡切夫,1944)的基本含义与生态系统的概念相同。
动物园中的各种动物,由于它们相互之间并没有必然的内在联系,因此,不是一个生态系统。
生态系统的概念在生态学中有很深的根底。
生态系统思想的第一次陈述可以探索到1877年Forbes和Mobius的著作中。
他们陈述,生态学的研究单位应该包括整个植物、动物及其物理环境的错综复杂的复合体。
Tansley( 1935)从这个观点1提出了生态系统这个术语。
Tansley(英国生态学家,1936)的生态系统,包括在一定空间中的一切动物、植物和物理的相互作用。
他说:“更基本的概念是… 完整的系统,它不仅包括生物复合体,而且还包括人们称为环境的全部物理因素的复合体…我们不能把生物从其特定的、形成物理系统的环境中分隔开来…这种系统是地球表面上自然界的基本单位…这些生态系统有各种各样的大小和种类”。
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。
基础生态学复习试题
绪论生态学:是研究有机体及其周围环境相互关系的科学。
1. 简述生态学研究对象的主要层次。
四个组织层次,即个体、种群、群落和生态系统。
2. 生态学的研究方法主要有哪些?野外(田间)研究、实验研究、数学模型研究(理论)、模拟实验生态网络及综合分析3. 介绍几位著名的国内外生态学家。
①英国生态学家埃尔顿(Elton 1927)在《动物生态学》中,把生态学定义为“科学的自然历史”(Scientific Natural History)。
②前苏联的生态学家克什卡洛夫( Kaшкapoв 1945)认为,生态学研究“生物的形态、生理和行为的适应性”,即达尔文的生存斗争学说的各种适应性。
③澳大利亚生态学家安德列沃斯(Andrewartha 1954)认为,生态学是“研究有机体的分布和多度的科学”。
他的著作“动物的分布与多度”。
④植物生态学家Warming(1909)提出植物生态学研究“影响植物生活的外在因子及其对植物……的影响;地球上所出现的植物群落……及其决定因子……”。
⑤法国的Braun-Blanquet(1932)则把植物生态学称为植物社会学,认为它是一门研究植物群落的科学。
⑥美国生态学家Odum(1953,1959,1971,1983)的定义是“研究生态系统的结构与功能的科学”。
⑦我国著名生态学家马世骏(1980)认为,生态学是“研究生命系统和环境系统相互关系的科学”。
1 生物与环境一、名词解释1.生态环境(ecological environment):所有生态因子综合作用构成生物的生态环境。
2.生境(habitat):具体的生物个体或群体生活区域的生态环境与生物影响下的次生环境。
3.生态幅:生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限,上下限之间是生物对这种生态因子的耐受范围,称为生态幅或生态价。
4.限制因子:生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用,其中限制生物的生存和繁殖的关键性因子。
5.趋同适应:不同种类的生物,由于长期生存在相同或相似的环境条件下,常形成相同或相似的适应方式和途径。
生态系统的生态学角度
生态系统的生态学角度生态系统是由生物群落和其所在的非生物因素所构成的生物和环境之间相互作用的一个系统。
从生态学的角度来看,生态系统有着丰富的研究内容和深刻的理论意义。
本文将从生态学的角度来探讨生态系统的特征、功能和保护等方面。
一、生态系统的特征生态系统的特征主要包括有机体的层次结构、能量流动和营养循环。
1. 有机体的层次结构生态系统由不同层次的有机体组成,包括个体、种群、群落和生态位等。
个体是生态系统的基本单位,种群是一群个体的集合,群落是由不同种群组成的集合体,而生态位则是指生物在生态系统中的一种特定角色或地位。
2. 能量流动能量是维持生态系统运行的基础。
在生态系统中,能量从太阳进入,经过光合作用被植物转化为化学能,然后通过食物链的形式传递给其他生物。
能量的流动是生态系统中的一个重要过程,它维持了生物之间的相互作用。
3. 营养循环生态系统中的物质循环也至关重要。
养分在生态系统中不断循环利用,通过分解、吸收、转化等过程,物质得以重新进入生物体内,形成了一个良性循环的生态系统。
二、生态系统的功能生态系统具有许多功能,包括物质循环、能量流动、环境调节和生物多样性保护等。
1. 物质循环生态系统通过物质循环实现资源的高效利用。
通过养分的循环,土壤中的养分能够被植物吸收利用,植物又被食物链中的其他生物所消费,进而完成营养物质的循环。
2. 能量流动生态系统通过能量的流动维持生物体的生存和繁衍。
太阳能的输入使植物进行光合作用,将能量转化为化学能,再被其他生物所利用。
能量的流动不仅影响着生物个体的生长与繁衍,也影响着生物种群和群落的演替。
3. 环境调节生态系统对环境有着一定的调节和稳定作用。
生态系统可以通过防止土壤侵蚀、水循环调节、温度调节等功能,减轻环境压力,保护自身的可持续发展。
4. 生物多样性保护生态系统是地球上生物多样性的重要载体。
不同生态系统中的生物种类繁多,通过相互作用维持着生态平衡。
保护生态系统意味着保护生物多样性,这对于维护整个地球生态平衡具有重要意义。
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和这些能量在流动中巨大损失,因此生态系统中营养级不 会超过5-6个 生态系统是一个动态系统
目前有关生态系统的研究工作
自然生态系统的保护和利用 生态系统调控机制的研究 生态系统退化的机制、恢复及其修复研究 全球性生态问题的研究 生态系统可持续发展的研究
2
大型浮 游植物
大型浮 游动物
鯷鱼 以浮游生物为食
鲸 以浮游生物为食
微型浮游植物 (小鞭毛藻)
小型浮游动物 (植食性原生动物)
的型浮游动物 (肉食性甲壳动物)
3
灯笼鱼、秋刀鱼 (食浮游动物鱼类)
大型浮游动物 (毛颚类、磷虾)
海洋食物链1
乌贼、鲑、金枪鱼 (食鱼动物)
海洋食物链2
大型浮游动物
食浮游生物鱼类 如鲱等
食物链类型
捕食食物链 碎屑食物链 寄生食物链
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
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
捕食食物链和碎屑食物链
一些食物链
1 大型浮游植物
线条粗细表示作用强弱和物质能量流通的总量多寡
生态系统结构的一般性模型(仿 Anderson, 1981)
11.3 食物链和食物网
11.3.1 食物链 (food chain):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
11.3.2 食物网 (food web):食物链彼此交错连结,形成 一个网状结构
持
自
身
的 营养级一般只有四、五级,很少超过六级
活
动
,
消
耗
一
部
分
热
量
日光:
未利用 46.5×108
植被:
未利用 49.3×106源自利用 47.1×108总初级生产量 58.3×106
净初级生产量 49.5×106
呼吸 8.76×106
田鼠:
未利用 74064
未利用 12×103
摄食 250×103
生产 5170
• 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。
• 只在某些水生生态系统中,捕食食物链才会成为能 流的主要渠道。
• 沿着食物链动物个体越来越大的概念,只适用于一般情况。
食物网
一种生物常常以多种食物为食,而同一种食物又常 常为多种消费者取食,于是食物链交错起来,多条 食物链相联,形成了食物网
生态系统的组成成分
生态系统各成份的相互关系
无机物质 气候因素
日 光 能
生产者
植物, 化能合成细菌
有机物质
消费者
动物,包括 大型消费者 小型消费者
分解者
细菌 真菌
生态系统各成份的相互关系
无机物质
日 光 能
生产者
植物, 化能合成细菌
有机物质
气候因素
消费者
动物,包括 大型消费者 小型消费者
分解者
细菌 真菌
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
生物地理群落(biogeocoenosis)
生态系统的特征
是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
11.2 生态系统的构成和结构
11.2.1 生物群落
生产者 (producer) 消费者 (consumer):食草动物、食肉动物、大型食肉
动物 分解者 (decomposer)
11.2.2 非生物环境
无机物质 有机物质 气候因素(及其他物理条件)
11.2.3 成份之间的相互作用关系
一个简单的陆地生态系统模式图
FOOD WEB
11.4 营养级与生态金字塔
营养级(trophic level):处于食物链某一环节 上的所有生物种的总和
营养级
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
食物链就不可能太长
基础生态学——
生态系统生态学
第十一章 生态系统的一般特征
第十一章 生态系统的一般特征
11.1 生态系统的基本概念 11.2 生态系统的组成与结构 11.3 食物链和食物网 11.4 营养级和生态金字塔 11.5 生态效率 11.6 生态系统的反馈调节和生态金字塔
11.1 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
生物扩大作用(biological magnification) 如:DDT在海水中浓度为5.0×10-11g,浮游植物含 4.0×10-8g,蛤中4.2×10-7g,到银鸥达75.5×10-6g, 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。
小型浮游植物 大型硅藻、甲藻 和微型浮游植物
大型肉食鱼类 鲨鱼鲑鱼等
底栖植食动物 蛤,牡蛎,多毛类等
底栖肉食鱼类 鳕鱼等
南极海洋浮游食物网
狼、狐、 雪鸮、贼鸥、隼
雀鹬 类、 昆虫
麝牛、驯 鹿、雪兔 旅鼠、雷 鸟、雁
植被
食物关系
主线
能量关系
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。
自然生态系统的保护和利用
和谐、高效和健康是自然生态系统有的共同特点 自然生态系统中具有较高的物种多样性和群落稳定性 健康的生态系统比退化的更有价值,具有较高的生产力,能满
足人类物质的需求,还给人类提供生存的优良环境 研究自然生态系统的形成和发展过程、合理性机制、以及人类
活动对自然生态系统的影响,对于有效利用和保护自然生态系 统均有较大的意义
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
食物网
北极岛屿简单的食物网
FOOD WEB
A few of the organisms in a temperate tall-grass prairie and the food web that connects them