生态系统生态学
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但是这种调节功能是有一定限度的，只有在一定限度内才可以调节 自然或人类施加的干扰，这个限度称作生态阈值。
生态平衡
生态危机（ecological crisis）：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。
生态平衡
当外界干扰（自然的或人为的）所施加的压力超过了生态 系统的自身调节能力和补偿能力后，将造成生态系统结构 破坏，功能受阻，正常的生态功能被打乱以及反馈自控能 力下降等，这种状态称为生态平衡失调。
生态系统的结构
食物网（food web）：生物之间的捕食和被食的关系不是
简单的一条链，营养级常常是错综复杂的，一种消费者同 时取食多种食物，而同一食物又可被多种消费者取食，食 物链之间交错纵横、彼此相连，构成一种复杂的网络结构。 食物网使生态系统中的各种生物直接或者间接联系起来， 生物种类越多，食性越复杂，形成的食物网就越复杂，系 统的稳定性越高。
生物+非生物环境
生态系统与系统区别
组分：物理、化学和生物的组分
空间结构：具有明显的地域性 时间变化：生长发育繁殖死亡，由简单到复杂，由低级到
高级的演变发展规律
内部功能：靠生产者、消费者和分解者协调完成
生态系统
可大 可小
生态系统生态学
生态系统的概念与特征 生态系统的基本组成、结构及主要类型
生态系统的反馈调节和生态平衡
抵抗力与系统发育的阶段有关，越成熟，结构越复杂，抵
抗外干扰能力就越强。
恢复力
恢复力是指生态系统遭受外干扰后，恢复到原状的能力。
生物的生活世代短，结构简单→恢复强
生物的生活世代长，结构复杂→恢复弱
抵抗力与恢复力关系
一般来说恢复力和抵抗 力有一定的关系，抵抗
力强，恢复力低，反之，
抵抗力弱，恢复力强。
70
海洋
生态金字塔的意义？
蓝鲸体型巨大，捕食磷虾？ 为何草原狮子数量远小于食草动物？ 人类从素食到肉食转变，导致哪些问 题？
生态系统的主要类型
生物成分：植物、动物、微生物、人类生态系统。
结构和外界物质与能量交换情况：开放系统（物质能量）、 封闭系统（能量）、隔离系统。 人类活动及其影响程度：自然生态系统、半自然生态系统、 人工生态系统。
成熟度 净生产力 生态不均一性 服从规律 物种多样性 时间
成熟 低 高 自然规律 高 长
未成熟（演替早期） 高 低 自然和经济规律 低 短
生态系统生态学
生态系统的概念与特征
生态系统的基本组成及结构 生态系统的反馈调节和生态平衡
生态系统的反馈调节
反馈（feedback）指的是系统的输出端通过一定的通道反送到输入
生 态 系 统 的 结 构
生物放大作用
难降解 高毒性 半挥发性 长距离迁移性；Fra Baidu bibliotek 《寂静的春天》
生态金字塔
生态金字塔（ecological pyramid）：反映食物链中营养级之间数 量及能量比例关系的图解模型。根据营养级的顺序，以初级生产 者为底层，各营养级的数量或能量比例通常是底部宽、顶端尖， 类似金字塔形状。 数量金字塔(pyramid of numbers)
负反馈：具有消弱和减低系统功能的作用，减少与中心点距离。
正反馈
负反馈
生态系统的负反馈调节
兔数量增加 兔数量减少 兔的食 物增加 兔因饥 饿死亡 植物减少 兔吃少 量植物 兔吃大 量植物
植物增加
生态平衡
生态平衡（ecological equilibrium）：生态系统通过发育和调节所
达到的一种稳定状态，它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量 输入、输出的稳定
端，变成决定系统本来功能的输入，具有这种反馈机制的系统称为 控制论系统。
反馈环
输入
系统 环境
输出
自然生态系统是开放系统，必须依赖外界环境的输入，输入一旦停 止，系统将失去功能，生态系统通过反馈机制实现其自我调控以维
持相对的稳态。
生态系统的反馈调节
正反馈：具有增强系统功能的作用，增大与中心点距离，远离稳态。
生态平衡失调的标志
结构标志
– 结构缺损，生态系统的某一个组成成分消失；
– 结构变化，生态系统的组成成分内部发生了变化。
功能标志
– 生物生产力下降；（如酸雨危害作物产量） – 主要是能量流动在某环节受阻；（如捕食者缺少） – 物质循环在某环节中断；（如秸杆焚烧破坏土壤肥力）
抵抗力
抵抗力是生态系统抵抗外干扰并维持系统结构和功能原状 的能力，是维护生态平衡的重要途径之一。
生态系统的组分
生 产 者
消 费 者
食草动物（herbivores）
杂食动物（omnivores）
食肉动物（carnivores）
分 解 者
动物
细菌、真菌、放线菌等
生态系统结构
生态系统结构 物种结构 空间结构 水 平 结 构 垂 直 结 构 时间结构 食 物 链 营养结构 食 物 网 生 态 金 字 塔
生态系统生态学
Ecosystem Ecology
李 荣 华 资源环境学院 生态学系
生态系统生态学
生态系统的概念与特征
生态系统的基本组成、结构及主要类型 生态系统的反馈调节和生态平衡
系统
我国著名科学家钱学森定义系统（system）为：“由相互作用和相
互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体。” 构成系统的必要条件包括：
食物链
混合食物链：在生态系统中，食物链往往不只单纯表 现为捕食、寄生和腐食的关系，而是它们彼此间交错 形成的一条链状结构。
食物链
在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不
相同的多种生物。
在同一个生态系统中，可能有多条食物链，它们的长短
不同，营养级数目不等。
在不同的生态系统中，各类食物链的比重不同。 在任一生态系统中，各类食物链总是协同起作用。
能量：自然无不加的太阳供能生态系统、自然补加的太阳供
能生态系统、人类补加的太阳供能生态系统、燃料供能的城 市工业生态系统。 非生物成分：陆地、海洋生态系统
人工生态系统与自然生态系统的区别
类别 生物构成 环境组分 系统稳定性 开放性 自然生态系统 生物 自然环境 高 相对封闭 人工生态系统 农业生物、人类 自然+人为 低 开放
生态系统的营养结构
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。
食物链类型
捕食食物链 (grazing food chain)：绿色植物到食草动物进而到 食肉动物的食物链。 陆地：草－鼠－蛇－鹰； 水：藻类—浮游动物—鱼—海豹— 北极熊。
生物量金字塔(pyramid of biomass)
能量金字塔(energy pyramid)
数量和能量金字塔
3'C
数量
2'C 1'C p
3'C
3'C 2'C 1'C p 3'C 2'C 1'C p
4'C
4'C
能量
2'C 1'C p
落叶林
草地
生物量金字塔
单位：公斤 1 鳗鱼 浮游动物 浮游植物 10 100
两个以上组分
组分之间密切关联 以整体方式显现功能
系统
系统的结构特征：
系统的边界 系统的组织层次 各个组分的量比关系 各个组分之间的空间关系 系统的整合特性： 0+0=1
1+1>2
生态系统
生态系统（ecosystem）: 一定时间和空间范围内，生物群落与非 生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互影响、相互 作用并具有自调节功能的自然整体。
食物链类型
碎屑食物链 (detritus food chain)：以动、植物的残体被
食腐性生物（小型土壤动物、真菌、细菌）取食，然后到
它们捕食者的食物链。
食物链类型
寄生食物链（parasitic food chain）：由宿主和 寄生物构成。一般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。后者与前者是 寄生性关系。哺乳动物-跳蚤-原生动物-细菌-病毒
生态平衡是相对平衡。生态平衡不是孤立的，在任何时候都会受
到内在因素和外界因素的干扰或影响，它不可能是绝对的平衡。 生态平衡是一种动态平衡，生态系统的各组成成分会不断地按照 一定的规律运动或变化，能量不断地流动，物质不断地循环，整 个系统都处于动态之中。
生态平衡
生态平衡
生态阈值（ecological threshold）：生态系统具有自我调节功能，
生态平衡
生态危机（ecological crisis）：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。
生态平衡
当外界干扰（自然的或人为的）所施加的压力超过了生态 系统的自身调节能力和补偿能力后，将造成生态系统结构 破坏，功能受阻，正常的生态功能被打乱以及反馈自控能 力下降等，这种状态称为生态平衡失调。
生态系统的结构
食物网（food web）：生物之间的捕食和被食的关系不是
简单的一条链，营养级常常是错综复杂的，一种消费者同 时取食多种食物，而同一食物又可被多种消费者取食，食 物链之间交错纵横、彼此相连，构成一种复杂的网络结构。 食物网使生态系统中的各种生物直接或者间接联系起来， 生物种类越多，食性越复杂，形成的食物网就越复杂，系 统的稳定性越高。
生物+非生物环境
生态系统与系统区别
组分：物理、化学和生物的组分
空间结构：具有明显的地域性 时间变化：生长发育繁殖死亡，由简单到复杂，由低级到
高级的演变发展规律
内部功能：靠生产者、消费者和分解者协调完成
生态系统
可大 可小
生态系统生态学
生态系统的概念与特征 生态系统的基本组成、结构及主要类型
生态系统的反馈调节和生态平衡
抵抗力与系统发育的阶段有关，越成熟，结构越复杂，抵
抗外干扰能力就越强。
恢复力
恢复力是指生态系统遭受外干扰后，恢复到原状的能力。
生物的生活世代短，结构简单→恢复强
生物的生活世代长，结构复杂→恢复弱
抵抗力与恢复力关系
一般来说恢复力和抵抗 力有一定的关系，抵抗
力强，恢复力低，反之，
抵抗力弱，恢复力强。
70
海洋
生态金字塔的意义？
蓝鲸体型巨大，捕食磷虾？ 为何草原狮子数量远小于食草动物？ 人类从素食到肉食转变，导致哪些问 题？
生态系统的主要类型
生物成分：植物、动物、微生物、人类生态系统。
结构和外界物质与能量交换情况：开放系统（物质能量）、 封闭系统（能量）、隔离系统。 人类活动及其影响程度：自然生态系统、半自然生态系统、 人工生态系统。
成熟度 净生产力 生态不均一性 服从规律 物种多样性 时间
成熟 低 高 自然规律 高 长
未成熟（演替早期） 高 低 自然和经济规律 低 短
生态系统生态学
生态系统的概念与特征
生态系统的基本组成及结构 生态系统的反馈调节和生态平衡
生态系统的反馈调节
反馈（feedback）指的是系统的输出端通过一定的通道反送到输入
生 态 系 统 的 结 构
生物放大作用
难降解 高毒性 半挥发性 长距离迁移性；Fra Baidu bibliotek 《寂静的春天》
生态金字塔
生态金字塔（ecological pyramid）：反映食物链中营养级之间数 量及能量比例关系的图解模型。根据营养级的顺序，以初级生产 者为底层，各营养级的数量或能量比例通常是底部宽、顶端尖， 类似金字塔形状。 数量金字塔(pyramid of numbers)
负反馈：具有消弱和减低系统功能的作用，减少与中心点距离。
正反馈
负反馈
生态系统的负反馈调节
兔数量增加 兔数量减少 兔的食 物增加 兔因饥 饿死亡 植物减少 兔吃少 量植物 兔吃大 量植物
植物增加
生态平衡
生态平衡（ecological equilibrium）：生态系统通过发育和调节所
达到的一种稳定状态，它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量 输入、输出的稳定
端，变成决定系统本来功能的输入，具有这种反馈机制的系统称为 控制论系统。
反馈环
输入
系统 环境
输出
自然生态系统是开放系统，必须依赖外界环境的输入，输入一旦停 止，系统将失去功能，生态系统通过反馈机制实现其自我调控以维
持相对的稳态。
生态系统的反馈调节
正反馈：具有增强系统功能的作用，增大与中心点距离，远离稳态。
生态平衡失调的标志
结构标志
– 结构缺损，生态系统的某一个组成成分消失；
– 结构变化，生态系统的组成成分内部发生了变化。
功能标志
– 生物生产力下降；（如酸雨危害作物产量） – 主要是能量流动在某环节受阻；（如捕食者缺少） – 物质循环在某环节中断；（如秸杆焚烧破坏土壤肥力）
抵抗力
抵抗力是生态系统抵抗外干扰并维持系统结构和功能原状 的能力，是维护生态平衡的重要途径之一。
生态系统的组分
生 产 者
消 费 者
食草动物（herbivores）
杂食动物（omnivores）
食肉动物（carnivores）
分 解 者
动物
细菌、真菌、放线菌等
生态系统结构
生态系统结构 物种结构 空间结构 水 平 结 构 垂 直 结 构 时间结构 食 物 链 营养结构 食 物 网 生 态 金 字 塔
生态系统生态学
Ecosystem Ecology
李 荣 华 资源环境学院 生态学系
生态系统生态学
生态系统的概念与特征
生态系统的基本组成、结构及主要类型 生态系统的反馈调节和生态平衡
系统
我国著名科学家钱学森定义系统（system）为：“由相互作用和相
互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体。” 构成系统的必要条件包括：
食物链
混合食物链：在生态系统中，食物链往往不只单纯表 现为捕食、寄生和腐食的关系，而是它们彼此间交错 形成的一条链状结构。
食物链
在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不
相同的多种生物。
在同一个生态系统中，可能有多条食物链，它们的长短
不同，营养级数目不等。
在不同的生态系统中，各类食物链的比重不同。 在任一生态系统中，各类食物链总是协同起作用。
能量：自然无不加的太阳供能生态系统、自然补加的太阳供
能生态系统、人类补加的太阳供能生态系统、燃料供能的城 市工业生态系统。 非生物成分：陆地、海洋生态系统
人工生态系统与自然生态系统的区别
类别 生物构成 环境组分 系统稳定性 开放性 自然生态系统 生物 自然环境 高 相对封闭 人工生态系统 农业生物、人类 自然+人为 低 开放
生态系统的营养结构
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。
食物链类型
捕食食物链 (grazing food chain)：绿色植物到食草动物进而到 食肉动物的食物链。 陆地：草－鼠－蛇－鹰； 水：藻类—浮游动物—鱼—海豹— 北极熊。
生物量金字塔(pyramid of biomass)
能量金字塔(energy pyramid)
数量和能量金字塔
3'C
数量
2'C 1'C p
3'C
3'C 2'C 1'C p 3'C 2'C 1'C p
4'C
4'C
能量
2'C 1'C p
落叶林
草地
生物量金字塔
单位：公斤 1 鳗鱼 浮游动物 浮游植物 10 100
两个以上组分
组分之间密切关联 以整体方式显现功能
系统
系统的结构特征：
系统的边界 系统的组织层次 各个组分的量比关系 各个组分之间的空间关系 系统的整合特性： 0+0=1
1+1>2
生态系统
生态系统（ecosystem）: 一定时间和空间范围内，生物群落与非 生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互影响、相互 作用并具有自调节功能的自然整体。
食物链类型
碎屑食物链 (detritus food chain)：以动、植物的残体被
食腐性生物（小型土壤动物、真菌、细菌）取食，然后到
它们捕食者的食物链。
食物链类型
寄生食物链（parasitic food chain）：由宿主和 寄生物构成。一般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。后者与前者是 寄生性关系。哺乳动物-跳蚤-原生动物-细菌-病毒
生态平衡是相对平衡。生态平衡不是孤立的，在任何时候都会受
到内在因素和外界因素的干扰或影响，它不可能是绝对的平衡。 生态平衡是一种动态平衡，生态系统的各组成成分会不断地按照 一定的规律运动或变化，能量不断地流动，物质不断地循环，整 个系统都处于动态之中。
生态平衡
生态平衡
生态阈值（ecological threshold）：生态系统具有自我调节功能，