第4章 生态系统生态学
第四部分 生态系统生态学 ppt课件
同
化
效率 A Inn
固定的日光能 同化的食物能 吸收的日光 能 摄取的食物能
生长效率 A Pnn
n营养级的净生产能 n营养级的同化能
消费和利用 IP n效 n 1 率 nn营 1营 养养 级级 的的 净摄 生食 产
生态系统中营养级间的生态效率：
林德曼 Li（ ndm ）a效 nI率 Inn1nn1营 营养 养级 级摄 摄取 取的 的食 食
11.5生态效率
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。
I (摄取或吸收)：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 合作用色素所吸收的日光能值。
A (同化)：表示在动物消化道内被吸收的能量(吃 进的食物不一定都能吸收)。对分解者来说是指细 胞外产物的吸收；对植物来说是指在光合作用中所 固定的日光能，即总初级生产量(GP)。
通过对以上公式的比较可以发现， 林德曼效率相当于同化效率、生长 效率与利用效率的乘积。即：
In1 An Pn In1 In In An Pn
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：
林德曼效 AA率 nn1nn营 1营养 养级 级的 的同 同化 化能 能
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。
一个复杂的食物网是使生态系统 保持稳定的重要条件。食物网越复杂， 生态系统抵抗外力干扰的能力就越强； 食物网越简单，生态系统就越容易发 生波动和毁灭。
11.3.2.食物链的类型
在生态系统中都存在着三种 主要的食物链，捕食食物链、 碎屑食物链和寄生食物链。
生态系统课件
生态系统课件生态系统课件生态系统是指由生物和非生物因素相互作用而形成的一个相对稳定的系统。
它是地球上生物多样性和生态过程的基础，对于维持生命的平衡和稳定起着至关重要的作用。
在生态学课程中，生态系统是一个重要的内容，学生通过学习生态系统的结构和功能，可以更好地理解自然界的各种现象和问题。
生态系统的结构包括生物群落和非生物环境两个方面。
生物群落是指在一定地理范围内，由各种生物种类组成的一个相互依存、相互作用的群体。
它包括动植物、微生物等各种生物体。
非生物环境则包括土壤、水分、气候等物理和化学要素。
这些要素相互作用，形成了一个复杂的生态系统。
生态系统的功能主要包括物质循环、能量流动和生物多样性维持。
物质循环是指生态系统中各种物质的转化和迁移过程。
例如，植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物，而动物则通过摄食植物获得能量和营养物质。
这些物质在生物体内进行代谢，最终以各种形式释放到环境中，再被其他生物利用。
能量流动是指生态系统中能量的转化和传递过程。
太阳能是地球上生物活动的主要能量来源，它通过光合作用被植物转化为化学能，再通过食物链传递给其他生物。
生物多样性维持是指生态系统中各种生物种类的丰富程度和相对稳定性。
生物多样性对于维持生态系统的稳定性和抵抗外界干扰具有重要意义。
生态系统的研究方法主要包括野外观察、实验和模型模拟等。
野外观察是通过到自然环境中进行观察和记录，了解生态系统的结构和功能。
实验是通过人工控制和操作生态系统的某些因素，观察和测量其对生态系统的影响。
模型模拟则是通过建立数学模型，模拟生态系统的运行过程，进而预测其未来变化。
这些方法相互结合，可以更全面地了解生态系统的特点和规律。
生态系统的研究对于解决环境问题和保护生态环境具有重要意义。
例如，通过研究湿地生态系统的结构和功能，可以更好地保护湿地资源，维护生态平衡。
通过研究森林生态系统的物质循环和能量流动，可以更好地管理森林资源，实现可持续发展。
生态系统生态学
第四章生态系统生态学生态系统的结构生态系统的基本功能主要生态系统的类型生态系统的结构●生态系统的组成要素及功能●生态系统物种结构●生态系统营养结构●生态系统的空间与时间结构生态系统的基本概念⏹生态系统（ecosystem）的定义:指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统。
（英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出）生态系统的组成成分无机物有机化合物气候因素生产者(producer)消费者(consumer)分解者(还原者)(decomposer)•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。
这些生物能利用无机物合成有机物，并把环境中的太阳能以生物化学能的形式第一次固定到生物有机体中。
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。
♦消费者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。
它们属于异养生物。
⏹分解者（composers），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。
生态系统各成份的相互关系线条粗细表示作用强弱和物质能量流通的总量多寡无机物质有机物质气候因素生态系统各成份的相互关系线条粗细表示作用强弱和物质能量流通的总量多寡无机物质有机物质气候因素生态系统的物种结构⏹物种结构⏹关键种⏹冗余种⏹物种在生态系统中的作用⏹镏钉假说⏹冗余假说生态系统的营养结构•食物链•食物网–食物网的结构特点–食物网的控制机理食物链及其类型•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而在生态系统中传递，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。
第4章---自然资源生态学原理
2.2. 精耕农业对自然资源的适应
(1)精耕农业特征
①单位土地上能量投入的增加 ②单位土地上产量的提高 ③基本上重新安排了生态系统
(2)适应机制
①不断地投入 ②高度有组织的社会 ③资源私有化 ④一个庞大、自足、少进取、相对贫困的农民阶层 ⑤平均主义取向的资源分配
2.3. 工业社会对自然资源的适应 研究
(1)工业化特征 ①急速扩张的人均资源消费 ②专业化生产 ③社会组织更复杂 ④财富的集中, 使对资源的掠夺更加贪婪 ⑤人口变迁
(2)工业化过程中的适应研究 ①农村人口城市化 ②跨国公司的作用
3. 人类利用自然资源的历史教训
3.1. 苏美尔文明的衰落 3.2. 地中海地区的环境退化与古文明衰退 3.3. 玛雅文明的消亡 3.4. 丝绸之路沿线文明的衰亡
这是由于人类具有极强的适应能力，包括生理上 的适应能力和文化上的适应能力
2.3 人类的意识和智力
人类是惟一具有反射性意识能力(即增强自己 智力的自觉性的能力)的物种。由于有了这种意识, 某些潜在的限制因素所造成的问题, 对人类来说只 不过是用文化手段适应环境就可以解决的问题。
2. 4现代人类的社会化大生产和现代科学技术
而言是负熵储存。 可更新资源的利用若其负熵的耗散超过了来自太阳呢的负熵的补充,
将使资源走向无序和退化。 不可更新资源的利用最终将以一种低品位（或无序）的“废物”的形
式耗散。
第二节自然资源与人类生态
一、人类的能动性及在生态系统中的的优 势地位
1.人是自然的产物 在长期的生存发展中, 人与自然界建立起密
(2)具体适应措施 专门研究农业、工业、沿海带、能源供应、林业、水资源、
城市、土地利用等方面的具体适应措施。例如农业对资源环境 变化的具体适应措施就包括: 改变地形、引入人为系统(如灌 溉)、改变农作方式、改变农事季节，、引入新品种、农业政 策、农业科技与教育等等
《生态系统》PPT课件
数一数 你能画出多少条食物链?
答案： 九条
草
一个生态系统中，很多条食物链彼此交错连 接，形成了食物网。
三、生态系统具有一定的自动调节能力
1、假如草长得繁茂，兔的数量短期内会怎 样变化？长时间呢？为什么？
水草
陆生植物
蜗牛
田螺
水蚤
鱼
其他器具和材料：鱼网，镊子，玻璃棒，蒸馏水，池塘水等
想一想 ?
5、假设你是某地区的农业局长，该地区麻 雀很多，麻雀能吃害虫，但也吃稻谷。有 人建议喷农药杀虫，大量捕杀麻雀，认为 这样可以获得高产，你对此有何看法。
有毒物质沿食物链不断的传递下去， 积累下去，最终威胁人类自身;麻雀的 灭绝会导致生态系统失去平衡。
设计一个让生物生活得长久的广口瓶世界
广口瓶（深棕色、无色） 洗净的沙砾
三、探究: 食物链
想一想
下面三种生物之间的关系是怎样的？
树叶
虫
鸟
生产者 消费者 …… 消费者
1、食物链：生产者与消费者之间吃与被吃的关系。
注意：箭头方向指向捕食者，表示能量流动方向。
食物链
画一画
螳螂捕蝉，黄雀在后。
树
蝉
螳螂
黄雀
注意：箭头方向指向捕食者，表示能量流动方向。 其中不包括分解者。
①先找出植物（生产者）——食物链的 起点。
短期内，兔子有了充足的食物，数 量会急剧增加。 一段时间后，数量 又会恢复到原来水平。 因为生态系统具有一定的自动调节 能力，使得生态系统中的各种生物 的数量和所占比例相对稳定。
生态系统生态学
生态系统生态学简介生态系统生态学是生态学的一个重要分支，研究的是生物与环境之间的相互作用关系和能量流、物质循环的规律。
它关注的是整个生态系统的结构、组成与功能，以及生物与环境之间的相互关系。
生态系统生态学不仅对于理解生态系统的演变和稳定具有重要意义，还对于生态系统的可持续发展和生物多样性的保护具有深远的影响。
生态系统的定义生态系统是由生物群落、与之相互作用的非生物因素组成的一个相互联系的整体。
它包括了生物群落内的各种生物个体以及它们的生境环境。
生态系统一般分为陆地生态系统和水生生态系统两大类，其中陆地生态系统包括森林、草原、沙漠等，而水生生态系统则包括湖泊、河流、海洋等。
生态系统的组成生态系统由生物群落和环境因素组成。
生物群落是由不同物种的个体组成的群体，它包含了植物、动物和微生物等各种生物。
这些生物之间通过食物链或食物网相互联系，在共同的生境中共同生存和繁衍。
而环境因素则包括了光、温度、湿度、土壤因子等非生物因素，这些因素对于生物的生存和发展都有着重要的影响。
生态系统的功能生态系统具备多种功能，其中包括能量流动、物质循环和维持生物多样性等。
能量流动能量是生态系统中最基本的驱动力之一。
光合作用是能量输入的主要方式，通过植物的光合作用，将太阳能转化为化学能，再通过食物链和食物网传递给其他生物。
能量在生物体内经过代谢转化，最终以热能的形式散失到环境中。
能量的流动保证了生态系统中生物的生存和生活活动。
物质循环物质循环是生态系统中的另一个重要功能。
生态系统中的物质包括了水、碳、氮、磷等多种元素，它们在生物体内不断循环利用。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，并将其转化为有机物，同时释放氧气。
动物则通过食物链获得有机物，并将其代谢产生的废物排出体外。
这些废物又成为其他生物的养分，形成了物质循环。
维持生物多样性生态系统中的生物多样性是生态系统的重要组成部分，也是生态系统正常运作的关键。
生物多样性包括了物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性等。
环境生态学课后练习-第4-6章试题部分
环境生态学课外作业习题集第四章生态系统生态学一、名词解释1、生态系统：2、冗余种：3、生态系统4、冗余种5、生态系统信息流6、生态平衡7、生态危机8、生态系统服务9、替代花费法10、市场价值法11、费用支出法11、消耗性使用价值12、遗产价值13、生产性使用价值14、选择价值二、识图题1、下图为游憩全部价值示意图，在横线上写出各数字的代表意义。
①： ②： ③： ②+③： ①+②+③：三、计算分析题1、为了弄清西双版纳热带雨林经刀耕火种撂荒后形成的次生林的生物生产力情况，2003年对不同林分的次生林调查进行了一次调查，其结果如下表所示。
其中，5年生、10年生、14年生和22年生林分叶的被采食量分别为57.4、52.9、115.7和105.5g ·m -2·a -1。
（1）计算不同林分的净生长量。
（2）计算不同林分的净初级总生产量，并分析西双版纳不同林分的次生林恢复的情况。
旅游 费 用旅游人次2、下图为次级生产量的生产过程图。
已知被取食者食用的初级生物量为15000J·m-2·a-1，其中有6000 J·m-2·a-1形成了粪便；在取食者对食物的同化过程中，有4500 J·m-2·a-1被呼吸消耗掉了。
（1）计算取食者同化的初级生物量及其次级生产量。
（2）计算取食者的同化效率和生产效率。
3、生态系统中物质循环的两个基本概念是库和流通率，要表示一个特定的流通过程对有关库的相对重要性，常用周转率和周转时间来表示。
已知面积25hm2、平均水深3m 的某湖泊生态系统中，磷元素的库存为10g/m2，输入和输出的流通率均为2g/（m2·月），请计算分析：（1）计算该湖泊中磷元素的年周转率。
（2）计算该湖泊中磷元素的周转时间。
（3）分析影响生态系统中物质循环速率的因素有哪些？四、简答题1、能量在生态系统中流动具有哪些特点？2、生态系统不同于物理学系统的基本特征包括哪些？3、生态系统服务功能的主要内容有哪些？4、生态系统服务功能价值具有哪些特征？5、生态系统服务功能的主要内容是什么？6、生态系统服务功能价值的特征是什么？五、论述题1、试述生态系统服务功能价值的特征是什么？2、论述森林生态系统在结构和功能特点。
生态学-生态系统概论
消费者根据食性的不同又分为: ①植食动物（食草动物）:直接采食植物获得物质 和能量的动物,故又称初级消费者或一级消费者, 如牛、马、鹿、象、羊、兔和食草昆虫等。 ②肉食动物:以植食动物和其它动物为食的动物。 这些食肉动物可统称为次级消费者。又可细分 为:
●一级肉食动物(或二级或次级消费者):以植食动物 为食,如蛙、蜘蛛、蝙蝠和某些鸟类等； ●二级肉食动物(或第三级消费者):以第一级肉食动 物为食物的动物,如狐狸、狼、蛇和鲸鱼等； ●第三级肉食动物(或第四级消费者):以第二级肉食 动物为食的动物,如虎、狮等。 在自然界,第三级肉食动物种类和个体数量已很少。 一般很少存在第四级肉食动物,因此它们常常又被 称为顶位肉食动物。
林德曼(Lindeman)效率:In+1 /In= An/In × Pn/An × Pn/An = n+1营养级的摄食能量/ n营养级的摄食 能量 或:营养级之间的同化能量之比值An+1 /An= n+1 营养级的同化能量/ n营养级的同化能量 通常情况下保持在10%左右的规律,叫Lindeman 效率。实际一般变幅于4.5%~20%。
②碎屑食物链(detrital food chain)或称腐屑食物链: 是从分解动植物尸体或腐屑（粪便中的有机质颗 粒）为起点的食物链。如木材→白蚁→食蚁兽；, 植物残体→蚯蚓→线虫→节肢动物食物链。在大 多数陆地生态系统和浅水生态系统中,碎屑食物链 是最主要的食物链。 ③寄生食物链:是从植物或动物开始,接着是寄生物 或其它动物。如大豆→菟丝子；牛→蚊子→蜘蛛； 鼠→跳蚤等食物链。寄生食物链可以看作捕食食 物链的一种特殊类型。 在上述三种类型的食物链中,①、②两种类型是最主 要的。
1.4 生态系统的功能
※物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的三 个基本功能。能量主要来自太阳,物质由地球供应, 信息包括营养信息、化学信息、物理信息和行为 信息。 1)能量流动:生产者→消费者→分解者。单向、能量 损耗。(在以后详述) 2)物质循环:生物←→环境。双向、物质不灭。(在 以后详述) 2)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。
生态学笔记整理
《基础生态学》绪论生态学：是研究生物及环境间相互关系的科学。
生态学的研究对象（4个组织层次）：个体、种群、群落、生态系统生态学按组织层次划为：①个体生态学②种群生态学③群落生态学④生态系统生态学生物圈：是指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所，它包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。
第一部分有机体与环境环境：指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。
生态因子：是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。
生态因子作用特征：①综合作用；②主导因子作用；③阶段性作用；④不可替代性和补偿性作用；⑤直接作用和间接作用利比希最小因子定律：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。
限制因子：在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子。
耐受性定律：任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存。
生态幅：每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。
在最低点和最高点（或称耐受性的下限和上限）之间的范围，称为生态幅或生态价。
光周期现象：植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等是对日照长短的规律性变化的反应，称为光周期现象。
（注意看下这节P20）1.植物的光周期现象：①长日照植物：日照超过某一数值或黑夜小于某一数值才能开花的植物，如萝卜，菠菜，小麦，凤仙花等。
②短日照植物：日照小于某一数值或黑夜长于某一数值时才能开花的植物，如玉米，高粱，水稻，棉花，牵牛等。
③中日照植物：昼夜长短接近相等时才开花的植物，如甘蔗。
④日中性植物：开花不受日照长度影响的植物，如蒲公英，四季豆，黄瓜及番薯等。
2.动物的光周期现象：①繁殖的光周期现象：长日照动物（鼬，水貂，刺猬，田鼠，雉）短日照动物（羊，鹿，麝）②昆虫滞育的光周期现象：如梨小食心虫。
生态学基础生态系统ppt课件
二、热力学定律
生态系统的能量转换符合两大定律： 1）热力学第一定律（能量转化和守恒） 能量既不能消失，也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例， 由一种形式转化为另一种形式。 2）热力学第二定律（能量衰变定律或能量逸散定律） 生态系统的能量在转化、流转过程中总存在衰变、逸散的现象， 即总有一部分从浓缩的有效态变为稀释的不能利用的状态。 能量沿食物链方向流动，逐级递减。 每经一个营养级的剩余能 量为原有能量的1/10，其余的都消耗了。
食物链中每一个生物成员称为营养级。 食物链类型 1）捕食食物链：指一种活的生物取食另一种活的生物所构
成的食物链。食物链以生产者为起点。 2）腐生性食物链：以动、植物的遗体或粪便为食物链起点，
也称分解链。 如动植物遗体或粪便→ 真菌、细菌→ 原生动物→ 土壤动
物→ 节肢动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 3）寄生性食物链：生物间以寄生物与寄主的关系而构成食
（3）补加能源的作用。 添加太阳能以外的其他形式的辅助能，可提高作物对光能的
利用，从而增加初级生产力。
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二、生态系统的次级生产
次级生产量的概念及生产 次级生产量：生态系统中初级生产以外的生物生产，
即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过 同化作用形成异类生物自身物质的生产量，称为次 级生产量，亦称第二性生产量。 I = FU+R+P P = I-FU-R 同化效率 = A / I ； 生长效率 = P / A I- 摄取量； A-同化量； R-呼吸量； P-生产量； FU-粪尿能量。
密不可分的。 能量在生态系统中是被消耗、单向流动，不可逆的。
而物质循环是可逆多向的，可返回原来的化学形态， 并可逃循、脱离生态系统。
四、生物地球化学循环的类型 （1）气相型：其贮存库是大气和海洋。气相循环把大
海洋环境生态学-第4章 生态系统生态学(3)海洋生态系统的主要类型
五、珊瑚礁生态系统
1、珊瑚礁生物群落在热带沿岸区的广大海域。 珊瑚礁是由造礁珊瑚（体内有共生动黄藻）死亡骨骼、含
钙藻类以及各种软体动物的贝壳共同形成的碳酸钙沉积环境。
五、珊瑚礁生态系统
2、珊瑚礁生物群落是海洋中多 样性程度最高的群落，原因在 于，珊瑚礁生境复杂以及每个 种占据很狭窄的生态位。
3、在珊瑚-藻类的互利共生当中， 藻类的光合作用供给珊瑚虫能 量，而珊瑚虫的代谢供给藻类 营养物质，从而使营养物质并 不丰富的海域具有很高的营养 循环效率。
二岩岸潮间带和大型海藻场二岩岸潮间带和大型海藻场2大型海藻场4生物群落及关键种大型海藻提供了藻场生物群落的框架其巨大叶片上附着微型或小型动植物各种定居的或临时性栖居在这里的无脊椎动物和鱼类构成复杂的生物群落群落中的顶级捕食者如海獭等构成这类生物群落的关键种
第三节 海洋生态系统的主要类型
一、沿岸、浅海生态系统 二、岩岸潮间带和大型海藻场 三、河口生态系统 四、红树林沼泽 五、珊瑚礁生态系统 六、近岸上升流生态系统 七、大洋生态系统 八、热液口区与冷渗口区
深海底栖生物都具有长的附肢，丰富的刺、柄和其他 的支持方式。
【举例】深海蟹类的附肢特别长，海绵、水蝗虫、海百合都具有长 柄；鼎足鱼的胸鳍和尾鳍条特别细长，能以三角鼎立之势站在海底， 还可跳跃前进。
八、热液口区与冷渗口区
1、热液口区 （1）海底的裂缝中扩散出的热液H2S含量很高，支持
周围生境中能氧化H2S的大量细菌依靠化能合成作用 生活。 （2）这些细菌的生物量很大，在海底形成厚厚的丝 状细菌垫。并与一些个体巨大的蠕虫和双壳类动物 共生。 （3）软体动物、多毛类和甲壳类占所有热液口生物 种类的90％以上，其中，某些种类生物量很大，但 这类群落的物种多样性并不高，而深海其他生境的 种类多样性通常很高。
《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
第04章 群落生态学
2、边缘效应：在群落交错区，物种数目及种群密度比
相邻群落有增大趋势，被称为边缘效应。
边缘效应对于生物多样性的研究和保护具有特定的
价值，其原因是：在边缘地带有新的微观环境，导 致高的生物多样性；边缘地带为生物提供更多的栖 息场所和食物来源，允许有特殊需求物种的散布和 定居，有利于异质种群的生存，并增强了个体觅食
6）群落具有一定的动态特征。如季节动态、年际动态、 演替与演化。 7）群落具有一定的分布范围，并按一定规律分布。
8）群落具有边界特征。群落的边界可形成过渡带（称 群落交错区），并导致明显的边缘效应。 群落生态学一些基本原理多在植物群落研究中获得。 种群生态学的一些基本原理多在动物生态学和人口生 态学研究中获得。
《中国植被》按植物体态划分为下列生长型类型：
I、木本植物（乔木；灌木；竹类；藤本植物；附生 木本植物；寄生木本植物）。
II、半木本植物（半灌木与小半灌木）。
III、草本植物（多年生草本植物；一年生植物；寄生 草本植物；腐生物草本植物；水生草本植物）。 IIII、叶状体植物（苔藓及地衣；藻菌）。 2、层片 第一级层片：是同种个体的组合； 第二级层片：是同一生活型的不同植物的组合；
五、群落的时间结构
光、温度和湿度等因子有明显的时间节律（如昼夜 节律、季节节律），受这些因子影响，群落组成与 结构也随时间序列发生有规律的变化。 植物群落表现最明显的是季相，如温带草原外貌一 年四季的变化。 动物群落时间结构主要表现为：
（1）群落中动物的季节变化。如鸟类迁徙；变温动物 休眠和苏醒；鱼类洄游等。
④ 隐芽植物：更新芽位于较深土层中或水中，多为鳞茎 类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。 ⑤ 一年生植物：以种子越冬。 高位芽植物占优势，说明气候温热多湿。
生态系统生态学 重点
第四章生态系统生态学一、名词解释1.生态系统（Ecosystem）生态系统是在一定时间和空间范围内，生物和非生物成分通过物质循环、能量流动和信息交换而相互作用、相互依存所构成具有一定结构和功能的一个生态复合体2.生态入侵（Ecological invasion）指由于人类有意识或无意识把某种生物带入适宜栖息和繁衍地区，种群不断扩大，分布区逐步稳步的扩展，这个现象叫生态入侵3.全球变化（Global change）是指可持续改变的地球承载生物能力的全球环境变化(气候、土地生产力、海洋和其他水资源、大气化学以及生态系统的改变)4.生物多样性（biological diversity）生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。
它包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
5.初级生产（primary production）指自养生物即无机营养性生物所进行的有机物的生产。
在—般生态系统中，光合成生物（绿色植物和光合细菌）所进行的有机物生产在数量上占绝大多数，因此，一般也多指光合成生物的有机物的生产。
6.食物链（food chains）是表示物种之间的食物组成关系，在生态学中能代表物质和能量在物种之间转移流动的情况。
7.生态金字塔(ecological pyramid)生态金字塔（ecological pyramid）把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量，按营养级位顺序排列并绘制成图，其形似金字塔，故称生态金字塔或生态锥体。
8.生物地球化学循环(biogeo-chemical cycle)环境中各种元素沿着特定的路线运动，由周围环境进入生物体，最后回到环境中，各种元素运动路线所包含着的活有机体的有机阶段和由各元素基本化学性质所决定的、无生命的阶段所组成的循环运动过程，称为生物地球化学循环。
二、问答题1.试述生态系统的成分与结构。
《环境生态学》第四章：生态系统生态学
（二） 信息及其传递
生态系统中包含多种多样的信息，大致 可以分为物理信息、化学信息、行为信息和 营养信息。
1. 物理信息及其传递 生态系统中以物理过程为传递形式的信
息为物理信息，生态系统中的各种光、声、 热、电和磁都是物理信息
2. 化学信息及其传递
信息素
生态系统的各个层次都有生物代谢产 生的化学物质参与传递信息、协调各 种功能，这种传递信息的化学物质通 称为信息素。
① 动物植物之间的化学信息
② 动物之间的化学信息
③ 植物之间的化学信息
3. 行为信息及其传递 许多植物的异常表现和动物异常行动传
递了某种信息，可通称为行为信息。
4. 营养信息及其传递 在生态系统中生物的食物链就是一个生
物的营养信息系统，各种生物通过营养信息 关系连成一个互相依存和相互制约的整体。
五、生态系统的自我调节
消费者
消费者是不能用无机物制造有机物的 生物，它们直接或间接地依赖于生产者所 制造的有机物质，是异养生物。
消费者在生态系统中起着重要的作用， 它不仅对初级生产物起着加工、再生产的 作用，而且对其他生物的生存、繁衍起着 积极作用。
分解者
分解者都属于异养生物，这些异养 生物在生态系统中连续地进行着分解作 用，把复杂的有机物质逐步分解为简单 的有机物，最终以无机物的形式回归到 环境中。
周转时间=库中营养物质总量／流通率
周转时间表达了移动库中全部营养物质所需 要的时间。 影响物质循环速率最重要的因素有：
①循环元素的性质 ②生物的生长速率 ③有机物分解的速率
（二）物质循环的类型
水循环 所有的物质循环都是在水循环推动下 完成的，水循环是物质循环的核心。
气体循环 物质的主要储存库是大气和海洋，循 环与大气和海洋密切相连，具有明显 的全球性，循环性能最为完善。
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(2) 生产者（Producer）
以简单的无机物制造食物，并把太阳辐射 能转化为化学能，贮存在有机物的分子键 中的自养生物，包括所有的绿色植物和利 用化学能的细菌等，主要是指绿色植物。 生产者所合成的有机物是消费者和分解者 最初的能量来源。生产者是生态系统中最 基本和最关键的生物成分，所有自我维持 的生态系统都必须具有生产者。
2. 生态锥体（ecological pyramid） 若以一个多层柱状体的横柱代表营养级， 横柱的宽度表示各营养级的量，且按食物 链中营养级的顺序，由低至高排列起来， 所组成的图形称为生态锥体，也可以称为 生态金字塔。 各营养级的量可以用数量、生物量或能量 来表示，因此，生态锥体有： 数量锥体 （pyramid of number） 生物量锥体（pyramid of biomass） 能量锥体 （pyramid of energy）
4.2.2 能量在生态系统中流动的特点
1. 生态系统中的能流是变化的 2. 能量流动是单向的 3. 能量在流动过程中是不断减少的 4. 能量流动过程中，质量不断提高
4.2.3 初级生产
1. 初级生产的基本概念
生态系统的能量流动开始于绿色植物通过 光合作用对太阳能的固定，因为这是生态 系统中第一次能量固定，所以称为初级生 产。植物所固定的太阳能或所制造的有机 物质称为初级生产量。 初级生产是指绿色植物的生产，即植物通 过光合作用，吸收和固定光能，把无机物 转化为有机物的生产过程。
4.1.2 生态系统的组成成分与基本结构
1. 生态系统的组成成分 非生物成分 生态系统 生产者 生物成分 消费者 分解者
(1) 非生物环境 1）驱动整个生态系统运转的能源和热量等 气候因子：主要指太阳能及其他形式的能 源，温度、湿度、风等。 2）生物生长的基质和媒介：主要是指岩石、 砂砾、土壤、空气、水等。 3）生物生长代谢的材料：主要指参加物质 循环的无机元素和化合物（如C、N、CO2、 H2O、O2、Ca、P、K等）及有机物质（如 蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等）。
4.1.4 营养级与生态金字塔
1. 营养级（trophic levels） 指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。 营养级间的关系已经不是一种生物同另一种生物 之间的关系，而是指某一层次上的生物和另一层 次上的生物之间的关系。 生态系统中的能流是单向的，通过各个营养级的 能量是逐级减少的。减少的原因是：①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；②各营养级的同化率也不是百分之百的，总 有一部分变成排泄物；③各营养级生物要维持自 身的生命活动，总是有一部分能量变成热能而耗 散掉。
2. 全球初级生产量分布特点 (1) 陆地比水域的初级生产量大 (2) 陆地上初级生产量随纬度增加逐渐降低 (3) 海洋中初级生产量有由河口湾向大陆架 和大洋区逐渐降低的趋势 (4) 生态系统的初级生产力，往往随系统的 发育年龄而改变。
3. 初级生产的生产效率
生产效率是指植物的生产量与同化的能量的比值， 即生产量占同化量的百分比。 对初级生产的生产效率的估计：太阳辐射的最大 输入为2.9×107J（m2.a），扣除55%属紫外线或红 外辐射的能量，加上一部分被反射的能量，真正 能为光合作用所利用的就只占辐射能的40.5%，减 去非活性吸收和不稳定的中间产物，能形成糖类 的约为2.7×106J/（m2.a），相当于120g/（m2.a） 的有机物质，约占总辐射能的9%。 大多数生态系统的净初级生产量的实测值都远远 低于此值。
2. 生态系统的共同特征 1) 生态系统是生态学上一个主要结构和功 能单位，属于生态学研究的最高层次。 2) 生态系统内部具有自我调节能力。 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) 生态系统中营养级数目受限于生产者所 固定的能值和能量在流动过程中的损失， 通常不会超过5～6个。 5) 生态系统是一个动态系统。
(1) 数量锥体
以各营养级内的个体数量为指标绘制而成 的生态锥体就是数量锥体（图d）。
由于不同营养级的生物个体大小和数量多 少相差悬殊，致使数量锥体的形状变化较 大，经常会出现倒置现象。
(2) 生物量锥体
以各营养级所包含的生物量为指标绘制而 成的生态锥体（图a和b）。
在大多数情况下，生物量逐级减少，锥体 呈正金字塔形（图a）。但生物量锥体有时 也有倒置的情况（图b）。
第 4 章
生态系统生态学
4.1 生态系统概述
4.1.1 生态系统的基本概念与特征
4.1.2 生态系统的组成成分与基本结构
4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.1.7
食物链和食物网 营养级与生态金字塔 生态效率 生态系统的稳定性 生态系统类型的划分
4.1.1 生态系统的基本概念与特征
分解过程在分解者的体内或体外进行。分 解者影响着生态系统的物质再循环，是任 何生态系统都不能缺少的组成成分。
4.1.3 食物链和食物网
1. 食物链（food chain） (1) 食物链定义
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称为食物链。 由于受能量传递效率的限制，食物链的长度不可 能太长，一般食物链都是由4～5个环节构成的。 生态系统中的食物链不是固定不变的，只有在生 物群落组成中成为核心的、数量上占优势的种类 所组成的食物链才是稳定的。
3. 营养级间的生态效率 (1) 消费效率（consumption efficiency）指n+1营养级 （即摄食）的能量占n营养级净生产能量的比例。 消费效率 ： Ce=In+1/Pn (2) 林德曼效率（Lindemans efficiency）相当于同化 效率、生长效率和消费效率的乘积。 林德曼效率 ： Le = An/In×Pn/An×In+1/Pn = In+1/In 或： Le = An+1 / An
数量锥体可能过高地估计了小型生物的作 用，而生物量锥体则过高强调了大型生物 的作用，能量锥体以热力学为基础，较好 地反映了生态系统内能量流动的本质。
4.1.5 生态效率（ecological efficiency）
生态效率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，常用百分数表 示，也可以称为传递效率。 1. 常用的几个能量参数 1）摄食量（I） 表示一个生物所摄取的能量 （植物：光合作用所吸收的日光能；动物：动物 吃进的食物的能量）。 2）同化量（A） 动物：消化后吸收的能量；植 物：光合作用中所固定的能量。 3）呼吸量（R） 指生物在呼吸新陈代谢和各种 活动中消耗的全部能量。 4）生产量（P） 指生物在呼吸消耗后所净剩的 能量值，以有机物质的形式累积在生态系统中。
大多数自然生态系统具有通过负反馈所表 现出的自我调节机制，在通常情况下，生 态系统会保持自身的生态平衡。 生态平衡是指生态系统通过发育和调节所 达到的一种稳定状况，它包括结构上的、 功能上的和能量输入输出上的稳定，最显 著的特点是属于动态平衡。 生态危机是指由于人类盲目活动而导致局 部地区，甚至整个生物圈结构和功能的失 衡，从而威胁到人类的生存。
4.2 生态系统能量流动
4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6
研究能量传递的热力学定律 能量在生态系统中流动的特点 初级生产 次级生产 生态系统中的分解 生态系统的能流分析
4.2.1 研究能量传递的热力学定律
生态系统中能量传递和转换遵循热力学定 律： 热力学第一定律又称为能量守恒定律。 热力学第二定律又称为熵律。
1. 生态系统的基本概念 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相互作用和相互依存 的统一整体。如森林、草原、荒漠、湿地、 海洋、湖泊、河流等。
研究生态系统的科学就叫生态系统学或生 态系统生态学。
2. 营养级内的生态效率 (1) 同化效率（assimilation efficiency）指植物 吸收的日光能中被光合作用所固定的能量 比例，或动物摄食的能量中被同化了的能 量比例。 同化效率 ：Ae = An / In (2) 生长效率（production efficiency）包括生 态生长效率和组织生长效率 生态生长效率 ：Pe = Pn / In 组织生长效率 ：Pe = Pn / An
2. 食物网（food web） 生态系统中许多食物链彼此交错连接，形 成的一个网状结构。 一般说来，生态系统中的食物网越复杂， 生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，其 中一种生物的消失不致引起整个系统的失 调；生态系统的食物网越简单，生态系统 就越容易发生波动和毁灭，尤其是在生态 系统功能上起关键作用的种，一旦消失或 受严重损害，就可能引起这个系统的剧烈 波动。一个复杂的食物网是使生态系统保 持稳定的重要条件
(3) 能量锥体
以各营养级包含的能量为指标绘制而成的 生态锥体（图c），它是从能量的角度来形 象描述能量在生态系统中的转化。能量通 过各营养级时急剧地减少，从一个营养级 到另一个营养级的能量传递效率为10%～ 20%，因此，每一个后继营养级一般仅为前 一个营养级的1/10至1/5大小，能量锥体最 能保持金字塔形。
植物在单位面积、单位时间内，通过光合 作用所固定的太阳能，称为总初级生产量 （GP），常用单位：J/m2/a（或 gDW/m2/a）。 在初级生产过程中，植物固定的能量有一 部分被植物自身的呼吸消耗掉，剩下的能 量可用于植物的生长和生殖，这部分生产 量称为净初级生产量（NP）。 GP = NP + R 式中： R -- 呼吸消耗量 初级生产量也可称为初级生产力。