生态系统中的一般特征2
生态学-生态系统的一般特征
B 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；
?但对于湖泊和开旷海洋，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。
三、营养级位之间的生态效率
量度营养级位之间的转化效率。
（一）消费效率（利用效率） 消费效率 (Ce)=In+1/NPn
消费效率量度一个营养级对前一营养级的相对取 食压力。一般在 20-35%范围内。每一营养级净生产的 65%-75% 进入碎屑食43;1/NPn 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。
一、能量参数
（一）摄取量（ I）：表示各生物所摄取的能量。 （二）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。 （三）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。 （四）生产量 (P)：生物呼吸消耗后所净剩的同化能量 值。 P= A- R
生态系统中的食物营养关系是很复杂的。由于 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。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。 这种以营养为纽带，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 。
（5）生态系统可持续发展的研究
过去以破坏环境为代价来发展经济的道路使 人类社会走进了死胡同，人类要摆脱这种困境， 必须从根本上改变人与自然的关系，把经济发展 和环境保护协调一致，建立可持续发展的生态系 统。
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1观点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。
5.1生态系统的一般特征
各种生物按其食物关系排列的链状顺序。
食物网（food web）
食物链彼此交错连结，形成一个网状结构。
2 食物链的类型
捕食食物链
以生产者为基础，后者与前者是捕食性关系，构成方式是：植物→ 植食性动物→肉食性动物。如草原上的青草→野兔→狐狸→狼；
碎食食物链
以碎食为基础，碎食是由高等植物的枯枝落叶等形式被其它生物所 利用，分解成碎屑，然后再为其它多种动物所食。构成方式为：碎 食物→碎食物消费者→小型肉食动物→大型肉食动物；
图5-2 陆地生态系统与水生生态系统营养结构的比较
陆地生态系统： 母质—土壤—草本植物—无脊椎动物—食草性昆虫和哺育动物或陆地鸟类及其它—微生物
水生生态系统： 母质—沉积物—浮游植物—浮游动物—水中底栖无脊椎动物—水中鱼类—微生物
5.1.3 食物链和食物网
概念 食物链的类型 食物网举例
1 概念
总初级生产量=净初级生产量+呼吸消耗的能量， 即
GP=NP+R
（J/m2·a）或（g/ m2·a ）
各种生态系统的净生产力
全球：115×109t/a（陆地）+55 × 109t/a（海洋）
海洋：河口湾和上涌区高，深海低
陆地：
热带雨林最高，其它依次为：温带常绿林，落叶林 北方针叶林，稀树草原，温带草原，寒漠和荒漠
特征：
是一个开放系统
具有同外界进行物质和能量交换的能力，能量流动、物质循环、信息传递 是生态系统的三大功能。
能量：单向流动——接受太阳光能，最终以热能形式耗散，不能循环。 物质：循环流动—无机物（N、O、P…）→有机物（植物）→动物→经微
生物分解→无机物 信息传递则包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息，构成了行为
生态系统的一般特征
● 生产者 能以简单的无机物制造食物的自养生物。
植物
蓝藻
硝化细菌
硫细菌
● 消费者 不能以无机物质制造有机物，而是直接或间接依赖于生 产者所制造的有机物。
消费者的种类： 食草动物（herbivores） 食肉动物（carnivores） 顶级食肉动物
● 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 为生产者能重复利用的简单化合物，并释放能量。
真菌 蜣螂
秃鹫 蚯蚓
食物链和食物网
营养级与生态金字塔
营养级是指处于食物链某一环上的所有生物种的总和。
◆ 各营养级的消费者不能全部利用前一营养级的生物量。 ◆ 各营养级的同化率不是百分之百。 ◆ 各营养级的生物维持自特征
生态系统
生态系统：在一定的空间中共同栖居着的所有生物与其环 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。
生态系统的组成和结构
● 无机环境 阳光以及其它所有构成生态系统的基础物质。
● 生物群落 生产者（producer）； 消费者（consumer）； 分解者（decomposer）
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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
城市生态学——chapter2生态系统基础理论
第三节 生态因子及其作用
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。
生态因子影响生物的生长、发育和分布， 影响群落的特征。
1.生态因子分类：
按性质分： 气候因子: 土壤因子: 壤生物等 地形因子: 生物因子: 人为因子: 温度、水分、光照、风等 土壤结构、土壤成分的理化性质、土 陆地、海洋、海拔等 动物、植物、微生物及其之间各种big最小因子定律 19世纪,德国化学家Liebig在研究谷物产量时 发现谷物的生长常常不是被需要大量营养的物质 所限制,而是决定于那些在土壤中极为稀少且为 植物所必需的元素.
他提出:植物的生长取决于那些处于最少量状 态的营养成分.
(3)Shelford耐受性定律
①生物对各种生态因子的耐性幅度有较大差异；
第二节 生态系统的能量流动与物质循环
能量流动与物质循环是生态系统的两大基 本功能。生态系统最初的能量来源是太阳， 特点是单向流动，逐级递减。生命必须物 质的最初来源是岩石或地壳，物质循环的 特点是形成闭环，循环往复。
一.能量流动
(一)遵循热力学第一定律和第二定律 热力学第一定律(能量守恒定律)：在自然界的一切现 象中，能量即不能创造，也不能消灭，而只能以严格的 当量比例由一种形式转变为另一种形式。
②在自然界中，生物并不一定都在最适环境因子范围内 生活，一般对所有因子耐受范围广的生物分布也较广； ③当一物种的某个生态因子不是处在最适状态时，它对 另一些生态因子的耐性限度将会下降； ④繁殖期通常是一个临界期，环境因子最可能起限制作 用。
第四节 生态系统服务与保持生态系统平衡
一.生态系统服务 1 概念: 生态系统服务是指对人类生存 和生活质量有贡献的生态系统产品和服务。
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)]。
11 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1、什么是食物链、食物网和营养级？生态椎体是如何形成的？答：食物链：生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被取食的关系而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被取食的关系而排列的链状顺序称为食物链。
食物网：生态系统中食物链彼此交错链接，形成一个网状结构，称为食物网。
营养级：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。
生态锥体：能量通过营养级逐渐减少，如果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，称为能量椎体或金字塔。
同样如果以生物量或个体数目来表示。
就能得到生物量椎体和数量椎体。
这3类椎体合称为生态椎体。
2、说明同化效率、生长效率、消费效率和林德曼效率的关系。
答：（1）同化效率：指植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能流比例，被动物摄食的能量中被同化了的能量比例。
同化效率=被植物所固定的能量/植物吸收的日光能=被动物消化吸收的能量/动物摄食的能量即A c=A n/I n式中：n—营养级（2）生产效率：指形成新生物量的生产能量占同化能量的百分比。
生产效率=n营养级的净生产量/n营养级的同化能量即：P e=P n/A n（3）消费效率：指n+1营养级消费的能量占n营养级净生产能量的比例。
消费效率=n+1营养级消费的能量/n营养级净生产能量即C e=I n+1/P n（4）林德曼效率：指n+1营养级所获得的能量占n营养级获得能量的比例。
它相当于同化效率、生产效率和消费效率的乘积，即林德曼效率=n+1营养级摄取的食物/n营养级摄取的食物L e=I n+1/I n=（A n/I n）x（P n/A n）X （I n+1/P n）。
《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
生态系统的概念和特征
生态系统的概念和特征生态系统，英文是 ecosystem, 最早出现于 1935 年，指的是生物群落及其环境组成的功能整体。
从人类角度讲，生态系统包括人类和人类的生命维持系统，后者再包括空气、水分、土壤、植物、动物等，他们共同发挥作用并形成一个整体。
在生物与环境的交互作用下，产生不断的能量，系统中形成一定的营养结构，并造成物种的分化和生物与自然之间的物质交换。
生态系统是一般系统的一种特殊形态，是指在一定地域内的共同栖息的所有生物与其环境之间由于不断进行物质和能量流动过程而形成的统一体。
这一概念最初由英国植物群落学家坦斯利（TANSLEY，1935）首先提出来的。
它强调系统的各个成员之间（生物与生物、生物与环境以及环境各个要素之间）功能上的统一体。
所以，生态系统是一种功能单位而非生物学的分类单位。
生态系统作为一种开放系统，具有以下一般特征：1．整体性。
整体性是生态系统的最重要的一个特征，是指系统的有机整体，其存在的方式、目标和功能都表现出一个统一的整体性。
这种整体性主要有三个论点：（1）整体大于它的整体之和，不同要素相互联系和作用发生了不同的性质、功能和运动规律，尤其是出现了新质，这是各个单一要素所没有的。
（2）一旦形成系统，那么各个要素不能分解成独立的要素而孤立存在。
（3）各个单一要素的性质和行为对系统的整体性是不起作用的，各个要素是整体性的基础，整体性的作用要在各个要素的相互作用过程中表现出来。
2．能量的输入与输出。
开放系统为维持自身的稳态，就需要不断地从外部环境中输入能量，而不可能是自给自足或完全独立的。
同样，系统也需要不断向环境中输出一些能量。
开放系统总是把其所得能量转化为可用能量；同时，输入能量在得到重新组织转化的同时，还会做功。
3．系统事件具有周期性。
开放系统的能量交换形式具有循环性，系统输入环境的产品，为系统重复事件提供能量。
强化事件循环的能量可以来自循环活动本身，也可以来源于外部环境的某些产品交换过程。