水域生态学：Ecosystem (中文版)

水体生态系统的特点
• 在水域生态系统中，特别是以浮游植物 生产为主时，死亡细胞并不积累，容易 自我分解(autolysis)，光合作用产量很高； 此外，浮游植物生物量周转率(turn-over) 高.
– The P:B ratios (production/biomass) average 0.042 for forests
– 相对较低的光照强度 (decline with depth), – 相对丰富的可溶性无机和有机物质 (for water
as a good solvent) – 相对较低的溶氧和较高的水密度, etc.
水体生态系统的特点
• 在陆地生态系统中，细菌和真菌在分解作 用中起主要作用；在水域生态系统中，细 菌和真菌更多作为转换者，而浮游植物和 浮游动物在营养物循环中起主要作用。
– 0.29 for other terrestrial systems – 17.0 for aquatic community.
水体生态系统的特点
• 在某些水域中，小的水生消费者周转率 高，生物量金字塔pyramid of biomass 可能是倒的inverted.
2. 生态系统物质循环
➢2.1 有机物生产
1. 生态系统的基本概念
1.1 生态系统定义
• Tansley (1935) called the integration of organisms and the physical world they
share the ecosystem.
• 群落与其非生物环境组成的统一体，即为 生态系统Community plus physical environment is ecosystem.
Ch.4 生态系统 Ecosystem
• Basic Concepts of Ecosystem • Matter Cycle in Ecosystem • Energy Flow in Ecosystem • Development, Evolution, and
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱEquilibrium of Ecosystem
• 化能异养生物 (Chemoautotroph): 氧化无 机化合物（经常是硫化氢）来获得合成有机 化合物所需能量的生物。
它们大多是专一性的细菌，全部利用CO2 作为碳源， 但能量来自于无机物质的需氧氧化。
– 甲烷(e.g. Methanosomonas, Methylomonas) – 氨 (硝化细菌, Nitrosomonas, Nitrococcus) – 氢 (e.g. Hydrogenomonas, Micrococcus), – 亚硝酸盐 (硝化细菌, Nitrobacter, Nitrococcus) – 硫化氢、硫、亚硫酸盐 (硫杆菌Thiobacillus) – 铁盐 (铁杆菌Ferrobacillus, Gallionella).
• 生态系统本身由三部分组成: ✓ 自养生物 (autotrophs), 固定太阳能的生产者; ✓ 异养生物 (heterotrophs), 利用生产者固定的能量
和营养物，又将营养物还到系统的消费者和分解者; ✓ 死亡的有机物质和无机物质，作为短期营养库，维
持系统内营养物循环. • 生态系统功能的最基本过程是光合作用和分解作用.
• 一定空间中共同生活的所有生物（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， 即为～
群落和生态系统研究的区别
• Community perspectives are grounded in evolutionary biology and focus on the dynamics of organism distribution and abundance
下游区 上游区
淡
缓流水生态系统 中游区
水
下游区
生 态 系 统
静水生态系统 （河流）
水底区 水层区
沿岸带（划归湿地生态系统） 亚沿岸带 深底带 湖心带 深底带
流水区
水库生态系统 过渡区 静水区
淡水生态系统分类
1.4 水体生态系统的特点
• 水体生态系统中，其环境由水的物理化学 特性所决定:
– 相对稳定的温度 (for high heat capacity of water),
• Ecosystem perspectives are grounded in thermodynamics and focus on the dynamics of energy and materials through and around organisms
1.2 生态系统结构和功能
➢ 通过生态系统进行的物质循环cycling of matter和 相关的能流flux of energy 为表现其结构和功能特 征提供了基础
1.3 生态系统的类型
➢ 按环境性质： • 水域生态系统Aquatic Ecosystem
– 海洋生态系统Marine Ecosystem: 海岸带、浅 海带（大陆架、上涌带、珊瑚礁）、远洋带
– 淡水生态系统Freshwater Ecosystem：流水、 静水
• 陆地生态系统Terrestrial Ecosystem – 荒漠desert – 冻（苔）原tundra – 草原grassland – 森林forest
• 湿地生态系统Wetland Ecosystem
生态系统的类型
➢按人类影响程度 • 自然生态系统：森林、草原、水域、沙
漠、极地
• 半自然生态系统（驯化生态系统）：农 田、人工林、人工草地、牧场、鱼塘、 养殖
• 人工生态系统：城镇、工矿、宇宙飞船、 实验
上游区
流水生态系统 （河流）
急流水生态系统 中游区
• 光合自养生物 (Photoautotroph): 利用太阳能作 为能源合成有机化合物的生物
–绿色植物green plants 、藻类algae和蓝细菌 cyanobacteria, 用H2O作为电子供体，是好氧 生物；
–光合细菌 (PSB, purple and green bacteria), 有不同于绿色植物的吸收光的色素，利用含H2S 的有机化合物作为电子供体，是厌氧生物.