环境生态学第五章 生态系统生态学 58页PPT文档
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生态学课件第五章 生态系统生态学
生态系统分解作用
• 3、分解作用测定 • 网袋法： • 一般通过埋放装有残落物的网袋以观察土壤动物 的分解作用。 • 网袋具有不同孔径，允许不同大小的土壤动物出 入，从而可估计小型、中型和大型土壤动物对分 解的相对作用，并观察受异化、淋溶和碎裂三个 基本过程所导致的残落物失重量。
生态系统分解作用
P= R × C × 3.7 k
• P=浮游植物的净初级生产力；R=相对光合速率； k=光强度随水深度而减弱的衰变系数；C=水中的 叶绿素含量。
生态系统初级生产
• • • • • • 4、初级生产量的测定方法 收获量测定法 氧气测定法 CO2测定法 放射性标记物测定法 叶绿素测定法
生态系统次级生产
食物链与营养级
• 2、食物网(food web) • 食物链彼此交错连结，形成一个网状结构。
食物链与营养级
• 3、营养级(trophic levels)
• 营养级是指处于食物链某一环节所有生物种的 总和。 • 生态系统中的营养级一般只有四、五级，很少 有超过六级的。
营养级(trophic levels)
• 分解作用过程包括碎裂、异化和淋溶。
生态系统分解作用
•ห้องสมุดไป่ตู้2、分解者
• 细菌、真菌和土壤动物。 • • 动物分四个类群： • ①小型土壤动物（microfauna）：包括原生动物、线虫、 轮虫、最小的弹尾和螨； • ②中型土壤动物（mesofauna）：包括弹尾、螨、线蚓、 双翅目幼虫和小型甲虫； • ③大型（macrofauna）土壤动物：包括千足虫、等足目 和端足目，蛞蝓、蜗牛； • ④巨型（megafauna）土壤动物：包括蚯蚓等。
• 能量锥体或金字塔(pyramid of energy)
环境生态学课件PPT(共 63张)
的在短期内人群大量发病和死亡事件。（1马斯河谷2多诺拉3光
3.环境问题的第一次高潮（20世纪50—60年代）
环境问题的第一次高潮出现在20世纪50—60年代，当时环 境问题突出。自产业革命-1984年臭氧层空洞，“八大公害” 事件，是第一次环境问题高潮。
八大公害事件 ：是指在世界范围内，由于环境污染而造成的
八次较大的轰动世界的公害事件。 公害事件：因环境污染造成
二.环境构成 环境包括自然环境和人工环境。
自然环境：
是人类出现之前就出现的，是人类目前赖以生存的自然条件和自然 资源的总称。是直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质，能量和 自然现象的总体。
人工环境：
从狭义上： 来讲是指人类根据生产，生活，科研，文化，医疗等需要而创造的环
境空间，如人工气候室，无尘车间，温室，密封舱，各种建筑，人工园 林等。 从广义上：
2008。 5．尚玉昌 著《生态学概论》，北京大学出版社2003-2。 6．同济大学 编《城市环境保护》，中国建筑工业出版社。 7．毛文永 编《生态环境影响评价概论》，中国环境科学出版
社 1998-5。 8．周曦 编《生态设计新论》，东南大学出版社 2003-6。 9．《环境生态学》化学工业出版社 2003-8。 其他与生态学相关书目，特别须关注关于生态景观的书目。
三是由于上述原因造成生物资源的破坏，而导致生物多样性丰 富度的下降，大量物种灭绝或处于濒危境地。生物多样性的破坏 必然会导致人类的生存危机，人类对于这个问题严重性的认识还 远远不够。
二、环境问题的由来和发展
。 环境问题是随着人类生产力的发展而产生和加剧的
1.环境问题的萌芽阶段（工业革命以前） 农业和畜牧业出现以前，人类活动以生活活动为主，以生理代谢过程
《生态系统生态学》课件
通过生态学的研究和分析，可以帮助制定环境保护政策和可持续资源管理策略。
3
生态学与可持续发展的关系
生态学的原则是可持续发展的基础，通过合理利用资源和保护环境实现经济与环 境的平衡发展。
案例研究
通过案例研究，我们将深入了解生态系统生态学的应用。这些案例涵盖了不同类型的生态系统，以及生 态学在解决实际问题中的作用。
《生态系统生态学》PPT 课件
欢迎来到《生态系统生态学》课件！本课程将介绍生态系统的定义、重要性 以及生态学的基本概念。让我们一起探索生态系统的组成和功能，以及生物 多样性和生态学的应用。
生态系统组成和功能
生态因子与生态位
生态因子对生态系统的有机体生存和发展起着 重要作用。生态位是有机体在生态系统中所扮 演的角色。
生物多样性的测量方法
通过物种丰富度、物种均匀度和物种多样性指数等方法来测量生物多样性。
生物多样性的保护与管理
保护和管理生物多样性是保护生态系统健康、维持生态平衡的重要措施。
生态学应用
1
应用生态学的概念和范围
应用生态学将生态学的原理和方法应用于环境保护、资源管理和生态系统修复等 领域。
2
生态学在环境保护和资源管理中的应用
共生与拮抗
共生是不同物种之间相互依赖的关系，而拮抗 是物种之间相互竞争的关系。
能量流动和物质循环
能量在生态系统中通过食物链传递，而物质循 环则包括水循环、碳循环等。
生态系统的稳定性
生态系统的稳定性取决于物种多样性、生态位 多样性和生态过程的平衡。
生态系统的生物多种多样性是指生态系统中不同物种的数量和多样性，对维持生态平衡和生态系统功能至关 重要。
环境生态学绪论ppt课件
第十章 生态监测
2019/12/25
2
第一章 绪 论
什么是生态学（Ecology）？ 生态学的研究对象及分支学科 什么是环境生态学？ 生态学的发展简史 环境生态学前沿
2019/12/25
3ห้องสมุดไป่ตู้
第一节 环 境
环境定义： 生物有机体周围一切环境因素的总和。 可分为自然环境和人工环境。
2019/12/25
11
四、水土流失
水土流失已成为当今世界重大的环境问题之一，对经济的持续发展构成 了严重威胁。据统计，全世界目前水土流失面积达25亿公顷，占全球耕 地、林地和草地总面积的29%。
水土流失包括“三大损失”和“六大危害”： ⑴水分损失、洪涝灾害和旱灾交织 ⑵土壤损失导致土壤薄层化和泥砂淤积，生态灾难加剧。据联合国环境 署（UNEP）的统计，全球每年因水土流失而损失的土壤量达600亿吨， 如果以土层平均厚度1米计算，只需809年，全球耕地土壤将侵蚀殆尽 ⑶土壤养分损失导致土壤贫瘠化和河流盐碱化、湖泊富营养化
英美学派：代表人为F.E.Clements 和A.G.Transley,以研 究植物群落演替和创建顶极群落著名。
2019/12/前25 苏联学派：注重建群种和优势种，重视植被生态、植2被7
现代生态学时期
研究层次上向宏观和微观两极发展：生态学的研究层次已囊 括了分子、基因、个体直到整个生物圈。
24
生态学的萌芽时期
以古代思想家、农学家对生物环境相互关系的 朴素的整体观为特点。
2019/12/25
25
生态学的建立时期
欧洲文艺复兴时期开始，欧洲科学探索活动再 度兴起，崇尚科学调查与科学实验。一些生态 学的理论开始形成。生态学达到一呼即出的境 地。1866年Heackel 提出Ecology一词，并 首次明确生态学的定义。
2019/12/25
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第一章 绪 论
什么是生态学（Ecology）？ 生态学的研究对象及分支学科 什么是环境生态学？ 生态学的发展简史 环境生态学前沿
2019/12/25
3ห้องสมุดไป่ตู้
第一节 环 境
环境定义： 生物有机体周围一切环境因素的总和。 可分为自然环境和人工环境。
2019/12/25
11
四、水土流失
水土流失已成为当今世界重大的环境问题之一，对经济的持续发展构成 了严重威胁。据统计，全世界目前水土流失面积达25亿公顷，占全球耕 地、林地和草地总面积的29%。
水土流失包括“三大损失”和“六大危害”： ⑴水分损失、洪涝灾害和旱灾交织 ⑵土壤损失导致土壤薄层化和泥砂淤积，生态灾难加剧。据联合国环境 署（UNEP）的统计，全球每年因水土流失而损失的土壤量达600亿吨， 如果以土层平均厚度1米计算，只需809年，全球耕地土壤将侵蚀殆尽 ⑶土壤养分损失导致土壤贫瘠化和河流盐碱化、湖泊富营养化
英美学派：代表人为F.E.Clements 和A.G.Transley,以研 究植物群落演替和创建顶极群落著名。
2019/12/前25 苏联学派：注重建群种和优势种，重视植被生态、植2被7
现代生态学时期
研究层次上向宏观和微观两极发展：生态学的研究层次已囊 括了分子、基因、个体直到整个生物圈。
24
生态学的萌芽时期
以古代思想家、农学家对生物环境相互关系的 朴素的整体观为特点。
2019/12/25
25
生态学的建立时期
欧洲文艺复兴时期开始，欧洲科学探索活动再 度兴起，崇尚科学调查与科学实验。一些生态 学的理论开始形成。生态学达到一呼即出的境 地。1866年Heackel 提出Ecology一词，并 首次明确生态学的定义。
《环境生态学》PPT课件
–
寄生 (Parasite)~活的生物從別的生物體取得食物
2. 競爭性排斥 (Competition Exclusion)~
– 當生活/生存必需品/因素 (如食物、水、光線及礦物質)成為 限制因子時，兩個或多個生物體對此會互相產生競爭現象。 當兩種物種在同一生活區 (niche)之下無法長久共存，而會 產生競爭性的互相排斥現象，此乃生態學上的原則 (principle)。
族群的生態學
• 族群的成長率(Growth rate)：族群的成長
率(Growth rate)是由出生率(Birth rate)、死亡 率(Death rate)及遷入和遷出率(Rate of Immigration and Emigration)所決定。 • 假如資源受到限制，正在成長中的族群會受環 境負荷量 (Carrying Capacity of Environment) 的關係而減緩。
族群的生態學
• 生物時時都得對生活環境種種挑戰，諸如溫度 的據變、陽光、水和食物的短缺或者它種生物 的獵殺，一個生物體乃至於一個物種能否成功 地生存下去，完全決定於他們能不能在這些挑 戰下存活與繁衍。 • 因此，生物和環境之間的作用便決定了某一物 種的數量與分佈範圍；而研究這種交互作用的 便是生態學 (Ecology)。 • 生態學的生物組織範圍，小到一個物種的單 位—族群 (Population)，大到生物圈 (Biosphere)。
細菌、真菌、黴菌 蚯蚓、線蟲、螃蟹
動物屍體、植物的有機廢物…等 有機物粒子為食
生態系內的能量流動
所有生態系的活動是能量推動 的，而能量的最終來源就是
太陽
• 生態系內的生物組成一個或多個食物鏈， 每一食物鏈包括一系列的營生階層。 • 植物從環境﹝如土壤、水及空氣﹞獲得 無機養分，並轉成有機質。 • 有機養分可輾轉被初級消費者 (草食性動 物 )及次級消費者 (肉食動物) 所取用。 • 植物或動物之屍體或廢物所包含的養分 可被分解者 (如細菌、真菌) 分解成無機 營養而回環境。
生态系统生态学PPT课件
5.1.1 生态系统的定义 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）
—Department of Environmental Science and Engineering— 3
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。
—Department of Environmental Science and Engineering— 14
回
顾
1、群落的概念及基本特征 2、群落的种类组成 3、群落的结构 4、影响群落结构的因素 5、主要生物群落类型 6、生物群落分布规律 7、群落的演替
——DDeepparatrmtemnet onftEonfviErnonvmireonntaml SecniteanlceSacniednEcnegainnedering— 1 Engineering—
5.1 生态系统的概述
（2）食物链的类型
捕食食物链（grazing food chain）：又称放牧 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。
牧草→ 羊、牛→ 狼 以绿色植物为起点。 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。 动植物残体→ 腐食性动物 →肉食性动物 →顶级 肉食动物 以动、植物残体为起点，数量越来越少。
—Department of Environmental Science and Engineering— 4
—Department of Environmental Science and Engineering— 3
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。
—Department of Environmental Science and Engineering— 14
回
顾
1、群落的概念及基本特征 2、群落的种类组成 3、群落的结构 4、影响群落结构的因素 5、主要生物群落类型 6、生物群落分布规律 7、群落的演替
——DDeepparatrmtemnet onftEonfviErnonvmireonntaml SecniteanlceSacniednEcnegainnedering— 1 Engineering—
5.1 生态系统的概述
（2）食物链的类型
捕食食物链（grazing food chain）：又称放牧 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。
牧草→ 羊、牛→ 狼 以绿色植物为起点。 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。 动植物残体→ 腐食性动物 →肉食性动物 →顶级 肉食动物 以动、植物残体为起点，数量越来越少。
—Department of Environmental Science and Engineering— 4
生态学课件第五章 生态系统生态学
行为信息
• 行为信息：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。 • 行为信息是动物为了表达识别、威吓、挑战和传递情 况,采用特有的动作行为表达的信息。 • 地甫鸟发现天敌后,雄鸟急速起飞,扇动翅膀为雌鸟发 出信号; • 蜜蜂可用独特的“舞蹈动作”将食物的位置、路线等信 息传递给同伴等。
营养级位之间的生态效率
• 林德曼效率（Lindman efficiency） • 相当于同化效率、生长效率和消费效率的乘积； • 也有学者把营养级间的同化能量之比值视为林德 曼效率。
• • 根据林德曼测量结果,这个比值大约为十分之一,称 为“生态十一律”或生态“百分之十定律”。
生态系统平衡
• 1、生态系统平衡 • 当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时，能够 自我调节和维持自己的正常功能，并能在很大程 度上克服和消除外来的干扰，保持自身的稳定性。 • 2、反馈调节 • 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，如果其状态能够决定输 入，就说明它有反馈机制的存在。 • 系统维持稳态，只有通过负反馈机制。就是系统 的输出变成了决定系统未来功能的输入。
食物链与营养级
• 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 种生物按其食物的关系排列的链状顺序。 • • • • 食物链类型 捕食食物链(grazing food chain) 碎屑食物链(detrital food chain) 寄生食物链（parasitic food chain）
生态系统能流分析
• 生态系统中的能量流动研究层次: • 三个层次: (1)种群、(2)食物链、(3)生态 系统
实验种群层次的能流分析
环境生态学课件PPT(共 63张)
环境是个系统，而这个系统又因分析的角度不同而又不同的划分方法。从 人类和环境相互作用的角度，由小到大可分为:
聚落环境，地理环境，地质环境和星际环境。
聚落是人类聚居的地方，也是于人类活动关系最为密切，最直接的环境， 他们是人工环境占优势的生存环境。它可分为院落环境，村落环境和城市 环境。
地理环境是指围绕人类的自然现象的总体。它具备人类生存的三大条件： 有常温常压的物理条件，适当的化学条件和繁茂的生物条件。当今的地理 环境概念，不仅包括自然地理环境，还包括人文地理环境，主要是指，人 类的社会，文化和生产生活活动的地域组合，包括人口，民族，聚落，政 治，经济、交通、军事、社会行为等许多成分。他们构成的圈层，称为人 文圈。
则是指由于人类活动而形成的环境要素，包括由于人工形成的物质， 能量和精神产品以及由人类活动过程中所形成的人与人之间的关系，后 者也称之为社会环境。（包含了物质，精神以及社会关系3个层面）我们 现在研究的环境是围绕着人类活动而展开的，在时间上随人类社会的发 展而发展，在空间上随人类活动领域的扩张而扩张。
第三节 环境的功能与特性
一.环境的功能 环境的功能指以相对稳定的有序结构构成的环境系统为人类和其他生命
体的生存发展所提供的有益用途和相应价值。
对于人类和其他生物而言，环境最基本的功能包括：
1.空间功能
环境能提供供人类和其他生物栖息，生长，繁衍的场所，且这种场所 是适合他们生存发展的 2.营养功能
这是广义的营养，包括环境提供的人类和其他生物生长，繁衍所必须 的各类的营养物质及各类资源，能源（后者主要针对人类而言） 3.调节功能 主要指环境要素的自我恢复调节功能及对于其他要素的调节功能。
第一章 环境概论
一.环境的概念
第一节
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§1 生物地化循环的概念 §2 水循环 §3 气体型循环 §4 沉积型循环 §5 有毒物质的迁移和转化 §6 放射性核素循环 §7 生物地化循环与人体健康
19.08.2019
§1 生物地化循环的概念
生物地化循环 生物地化循环的特点 生物地化循环的类型
19.08.2019
生物地化循环(biogeochemical cycle)
矿物元素在生态系统之间的输入和输出，它们 在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动 和交换称生物地(球)化(学)循环，即物质循环 (cycling of material) 。
19.08.2019
生物地化循环的特点
①物质循环不同于能量流动，后者在生态系统中的运动 是循环的；
②消费者：异养生物，主 要指以其他生物为食的各 种动物。
③分解者：异养生物，把 复杂的有机物分解成简单 无机物，包括细菌、真菌、 放线菌和动物等。
19.08.2019
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。
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。
19.08.2019
生态系统稳定性包括了两个方面的含义 : 一方面是系统保持现行状态的能力 ,即抗 干扰的能力（抵抗力resistance）;
③生物地化循环在受人类干扰以前一般是处于一种稳定 的平衡状态。
④元素和难分解的化合物常发生生物积累、生物浓缩和 生物放大现象。
19.08.2019
Байду номын сангаас
生物积累、生物浓缩和生物放大
生物积累(bioaccumlation): 指生态系统中生物不断进 行新陈代谢的过程中，体内来自环境的元素或难分解 的化合物的浓缩系数不断增加的现象。
染物转移、积累的原理和规律。
19.08.2019
§4 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。
19.08.2019
生态系统的营养结构及能流和物流间的关系
（据周立志）
生态系 统的营 养结构 (物质 循环)
②生物地化循环可以用库和流通率两个概念来描述。库 是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量 的某种化学物质所构成的，可分为贮存库和交换库。前 者的特点是库容量大，元素在库中滞留的时间长，流动 速率小，多属于非生物成分；交换库则容量较小，元素 滞留的时间短，流速较大。物质在生态系统单位面积 (或单位体积)和单位时间的移动量称流通率。
“ ” 螳螂捕蝉，黄雀在后
（ 据周立志）
食物链
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。
第一节 生态系统的基本结构和功能
生态系统的概念 生态系统的组成成分 生态系统的结构 生态系统的功能 生态系统的稳定性
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§1 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）
第五章 生态系统生态学
第一节 生态系统的基本结构和功能 第二节 生态系统的主要过程 第三节 生态系统的物质平衡
19.08.2019
19.08.2019
知识点回顾
个体生态
生物与环境
种群生态
种群及其基本特征 种群的遗传与进化 种内、种间关系
群落生态
生物群落的组成与结构 生物群落的动态 生物群落的分类
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生物地化循环的类型
水循环 气体型循环 沉积型循环
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§2 水循环(aquatic cycle)
水循环的意义： 水是所有营养物质的介质； 水对物质是很好的溶剂； 水是地质变化的动因之一。 水循环的途径 人类活动对水循环的影响： 空气污染和降水； 改变地面，增加径流； 过度利用地下水； 水的再分布。
环境 (土壤、空气、水)
生产者 (绿色植物)
还原者 (细菌、真菌)
消费者 (动物)
生态系 太 统的营 阳 养结构 辐 (能量 射 流动) 能
放牧系统
净初级 生产
呼吸散失
分解系统
呼吸散失
能 流
死有机物
物
流
19.08.2019
19.08.2019
§5 生态系统的稳定性
生态系统的稳定性（stability）:
食物链越长，最后营养级位所获得的能量 也越少。因为从起点到终点经过的营养级 越多，其能量损耗也就越大；
19.08.2019
食物链的特征
食物链或食物网的复杂程度与生态系统的 稳定性直接相关；
生态系统中的食物链不是固定不变的，它 不仅在进化历史上有改变，在短时间内也 会发生变化。
19.08.2019
19.08.2019
食物链的类型
捕食食物链（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。
牧草→ 羊、牛→ 狼
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。
生物浓缩(bioconcentration): 指生态系统中同一营养 级上许多生物种群或者生物个体，从周围环境中蓄积 某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓 度超过环境中的浓度的现象，又称生物富集。
生物放大(biomagnification): 指生态系统的食物链上， 高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分 解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增 大的现象。生物放大的结果使食物链上高营养级生物 体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓度。
19.08.2019
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19.08.2019
生态系统是现代生态学的重要研究对象， 20世纪60年代以来，许多生态学的国际研 究计划均把焦点放在生态系统
国际生物学研究计划（IBP）：其中心研究内容 是全球主要生态系统（包括陆地、淡水、海洋等） 的结构、功能和生物生产力；
另一方面是系统受扰动后回归该状态的 倾向 ,即受扰后的恢复能力（恢复力 resilience）。
19.08.2019
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（negative feedback）调 节在维持生态系统的稳定性方面具有重 要的作用。
人与生物圈计划（MAB）：重点研究人类活动 与生物圈的关系；
生态系统保持协作组（ECG）：中心任务是研 究生态平衡与自然环境保护，以及维持改进生态 系统的生物生产力。
19.08.2019
目前有关生态系统的研究，主要集 中在5个方面：
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 生态系统可持续发展的研究
动植物残体→ 腐食性动物 →肉食性动物 →顶级肉食动物
以动、植物残体为起点，数量越来越少。
19.08.2019
食物链的类型
寄生型食物链：以活的生物为寄主，夺取寄
主的物质和能量来维持生存。体型越来越小， 数量越来越多。
植物 →动物 →寄生物 →更小的寄生物
19.08.2019
食物链的特征
食物链的长度通常不超过6个营养级，最 常见的4—5个营养级，因为能量沿食物链 流动时不断流失；
19.08.2019
§2 生态系统的组成成分
六大组成成分
无机物
有机化合物 非生物成分
气候因素
生产者
(producer)
消费者
(consumer) 生物成分
分解者
(生物群落)
(还原者)
(decomposer)
三大功能群
①生产者：自养生物，主 要是各种绿色植物，也包 括蓝绿藻和一些能进行光 合作用的细菌。
燃料
扩散
水生植物 光合作用
CO2
19.08.2019
腐烂
腐烂
碳化作用 泥碳 煤化 石油
氮循环(nitrogen cycle)
大气库
闪电
大气库
HN3,NO,NO2,
化学反应
降 脱氮N2O ， 火水
工业固氮
山
（汽车,化肥,电厂）
N2 大气
生物固氮
作
动植物
用 土壤
活体 共生或 自由生活
蓝藻
其它 动植物
中无 机氮
19.08.2019
水循环示意图
西德地区的水循环示意图
19.08.2019
§1 生物地化循环的概念
生物地化循环 生物地化循环的特点 生物地化循环的类型
19.08.2019
生物地化循环(biogeochemical cycle)
矿物元素在生态系统之间的输入和输出，它们 在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动 和交换称生物地(球)化(学)循环，即物质循环 (cycling of material) 。
19.08.2019
生物地化循环的特点
①物质循环不同于能量流动，后者在生态系统中的运动 是循环的；
②消费者：异养生物，主 要指以其他生物为食的各 种动物。
③分解者：异养生物，把 复杂的有机物分解成简单 无机物，包括细菌、真菌、 放线菌和动物等。
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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。
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。
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生态系统稳定性包括了两个方面的含义 : 一方面是系统保持现行状态的能力 ,即抗 干扰的能力（抵抗力resistance）;
③生物地化循环在受人类干扰以前一般是处于一种稳定 的平衡状态。
④元素和难分解的化合物常发生生物积累、生物浓缩和 生物放大现象。
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Байду номын сангаас
生物积累、生物浓缩和生物放大
生物积累(bioaccumlation): 指生态系统中生物不断进 行新陈代谢的过程中，体内来自环境的元素或难分解 的化合物的浓缩系数不断增加的现象。
染物转移、积累的原理和规律。
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§4 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。
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生态系统的营养结构及能流和物流间的关系
（据周立志）
生态系 统的营 养结构 (物质 循环)
②生物地化循环可以用库和流通率两个概念来描述。库 是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量 的某种化学物质所构成的，可分为贮存库和交换库。前 者的特点是库容量大，元素在库中滞留的时间长，流动 速率小，多属于非生物成分；交换库则容量较小，元素 滞留的时间短，流速较大。物质在生态系统单位面积 (或单位体积)和单位时间的移动量称流通率。
“ ” 螳螂捕蝉，黄雀在后
（ 据周立志）
食物链
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。
第一节 生态系统的基本结构和功能
生态系统的概念 生态系统的组成成分 生态系统的结构 生态系统的功能 生态系统的稳定性
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§1 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）
第五章 生态系统生态学
第一节 生态系统的基本结构和功能 第二节 生态系统的主要过程 第三节 生态系统的物质平衡
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知识点回顾
个体生态
生物与环境
种群生态
种群及其基本特征 种群的遗传与进化 种内、种间关系
群落生态
生物群落的组成与结构 生物群落的动态 生物群落的分类
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生物地化循环的类型
水循环 气体型循环 沉积型循环
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§2 水循环(aquatic cycle)
水循环的意义： 水是所有营养物质的介质； 水对物质是很好的溶剂； 水是地质变化的动因之一。 水循环的途径 人类活动对水循环的影响： 空气污染和降水； 改变地面，增加径流； 过度利用地下水； 水的再分布。
环境 (土壤、空气、水)
生产者 (绿色植物)
还原者 (细菌、真菌)
消费者 (动物)
生态系 太 统的营 阳 养结构 辐 (能量 射 流动) 能
放牧系统
净初级 生产
呼吸散失
分解系统
呼吸散失
能 流
死有机物
物
流
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§5 生态系统的稳定性
生态系统的稳定性（stability）:
食物链越长，最后营养级位所获得的能量 也越少。因为从起点到终点经过的营养级 越多，其能量损耗也就越大；
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食物链的特征
食物链或食物网的复杂程度与生态系统的 稳定性直接相关；
生态系统中的食物链不是固定不变的，它 不仅在进化历史上有改变，在短时间内也 会发生变化。
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食物链的类型
捕食食物链（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。
牧草→ 羊、牛→ 狼
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。
生物浓缩(bioconcentration): 指生态系统中同一营养 级上许多生物种群或者生物个体，从周围环境中蓄积 某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓 度超过环境中的浓度的现象，又称生物富集。
生物放大(biomagnification): 指生态系统的食物链上， 高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分 解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增 大的现象。生物放大的结果使食物链上高营养级生物 体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓度。
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生态系统是现代生态学的重要研究对象， 20世纪60年代以来，许多生态学的国际研 究计划均把焦点放在生态系统
国际生物学研究计划（IBP）：其中心研究内容 是全球主要生态系统（包括陆地、淡水、海洋等） 的结构、功能和生物生产力；
另一方面是系统受扰动后回归该状态的 倾向 ,即受扰后的恢复能力（恢复力 resilience）。
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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（negative feedback）调 节在维持生态系统的稳定性方面具有重 要的作用。
人与生物圈计划（MAB）：重点研究人类活动 与生物圈的关系；
生态系统保持协作组（ECG）：中心任务是研 究生态平衡与自然环境保护，以及维持改进生态 系统的生物生产力。
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目前有关生态系统的研究，主要集 中在5个方面：
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 生态系统可持续发展的研究
动植物残体→ 腐食性动物 →肉食性动物 →顶级肉食动物
以动、植物残体为起点，数量越来越少。
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食物链的类型
寄生型食物链：以活的生物为寄主，夺取寄
主的物质和能量来维持生存。体型越来越小， 数量越来越多。
植物 →动物 →寄生物 →更小的寄生物
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食物链的特征
食物链的长度通常不超过6个营养级，最 常见的4—5个营养级，因为能量沿食物链 流动时不断流失；
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§2 生态系统的组成成分
六大组成成分
无机物
有机化合物 非生物成分
气候因素
生产者
(producer)
消费者
(consumer) 生物成分
分解者
(生物群落)
(还原者)
(decomposer)
三大功能群
①生产者：自养生物，主 要是各种绿色植物，也包 括蓝绿藻和一些能进行光 合作用的细菌。
燃料
扩散
水生植物 光合作用
CO2
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腐烂
腐烂
碳化作用 泥碳 煤化 石油
氮循环(nitrogen cycle)
大气库
闪电
大气库
HN3,NO,NO2,
化学反应
降 脱氮N2O ， 火水
工业固氮
山
（汽车,化肥,电厂）
N2 大气
生物固氮
作
动植物
用 土壤
活体 共生或 自由生活
蓝藻
其它 动植物
中无 机氮
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水循环示意图
西德地区的水循环示意图