农业生态系统(2)

淡水生态系统freshwater ecosystem
又可分为水体较稳定的湖泊生态系统、水 库和鱼塘生态系统以及水体常处于流动之 中的溪流、江河生态系统。
海洋生态系统marine ecosystem又可分 为海岸生态系统coastal ecosystem 、河口 生态系统、浅海（大陆架）生态系统 shallow sea ecosystem和深海生态系统 ocean ecosystem 。
初级消费者(Primary Consumers): “Plant eaters” 次级消费者(Secondary Consumers): “Consume Primary Consumers” 三级消费者 (Tertiary Consumers): “Consume Secondary Consumers”
生态系统的结构
定义
物种结构 species structure 时空结构 space-time structure
营养结构 trophic structure
四、生态系统中三大生物功能类群在自然界有机物质生产 与分解中的作用
在生态系统中各类生物的共同作用下，实现着重要物质的不断生 产与分解。有机物质的生产与分解关系着大气中氧气含量的高低， 有机物质的生产过程也就是释放氧气的过程，氧气是生物生存的条 件。
“The entire zone of air, land,and water at the surface of the Earth that is occupied by living things”
二、海洋生态系统：
海洋面积3.6亿Km2，占地球表面的71%，平均深 度3750米，是世界上最大的、层次最厚的生态系统。 在生物学方面最丰富于多样性，海水中含盐量平均 3%，具有很高的蒸发率，起着调节大气温、湿度 的重要作用。其生产者主要是浮游植物和藻类，消 费者是各种鱼类。
§2-1 系统的概念
一、系统的概念 • L．V．Bertelanffy（奥）：系统即若干个相互作用的部分 联系起来的有机整体。several interact parts joint together as a whole organic system • 系统是一个相对的概念，只要它是若干个相互作用的部分 联系起来的有机整体，都可视为一个系统。 二、系统的性质： （一）系统是由两个以上的要素（又称组分）所组成，各组 成成分既相互独立分工，又有相互联系。 组成成分：相互依存，相互制约，互为因果关系。 （二）系统都具有边界，即有一个确定的范围。
二、生态系统的组成
生态系统可分为两大部分：有生命(biotic)和无生命(abiotic)； 环境组分(environment)和生物组分(organisms)。 1.无生命成分：即无机环境，是生态系统中物质和能量的来源，包 括生命活动空间的基质，即光、水、CO2、O2和各种矿物盐类等。 2.生命成分：包括所有的植物、动物、微生物。按营养关系来划分， 可分为自养成分（autotrophic component）和异养成分 （heterotrophic component）。 为描述方便，可将生态系统的组分划分如下成分： （1）参加物质循环的无机物质，如C、N、CO2、O2、H2O、P、 K、S、Fe等，存在于大气、水体、土体等。 （2）联结生物和非生物部分的有机化合物，如蛋白质、脂肪、 糖类和腐殖质等。
1.自然界中有机物质的生产过程
绿色植物（包括藻类种高等植物）：自然界有机物质的主要生产者， 也是地球上生命活动所需氧气的主要供给者。 光合细菌和化能合成细菌：也可以生产有机物质。 低等藻类：需要简单无机物质，合成有机物质——完全自养。
2. 自然界中有机物质的分解过程
在分解动、植物有机体方面起决定作用的是异养生物。 异养生物分解有机物质的过程可分为两大类：即有氧呼 吸（高等动物、多数原核生物）和嫌氧呼吸（一小部分 腐食者生物）。 分解有机物质的三个过程： （1）非生物和生物作用形成有机质颗粒腐屑 （2）腐食者作用形成腐殖酸和产生可溶性有机物 （3）腐殖质的缓慢矿化
（3）气候状况，如太阳辐射能、温度、风等物理因素。 （4）生产者（producers;primary producers）：是自养生物。 包括绿色植物和一些化能合成细菌(绿色和紫色细菌、蓝藻)。 初级生产(primary production):生产者利用环境中的物质，把环境中 的能量第一次以生物化学能方式固定到生态系统中。 （5）大型消费者（macroconsumers）：又称消费者（Consumers）， 是异养生物，既主要吃食其它生物或有机物质颗粒的动物。可分为 草食动物(一级消费者)、肉食动物(二级消费者)、腐生动物、寄生动 物和杂食动物（猪、鲤）。 （6）小型消费者(microconsumers)： 又称分解者(decomposers) 、 属异养生物。主要是细菌、放线菌和真菌，也包括一些原生动物 （如眼虫、草履虫等）及腐食性动物（如蚯蚓、蟹、白蚁等）。 次级生产(secondary production): 消费者利用初级生产提供的养分和 能量通过代谢作用形成生物量。
§2-3 生态系统类型的划分和自然生态系统 的生态效应
生态系统的划分，无自然分类的原则。包括人在内生物圈是地球 上最大的生态系统。 一、 生物圈（biosphere）： 地球上全部生物及其生活域的总和。从大气圈到水圈，其厚 度约定20Km。多数生物活动的地方，其厚度约100m。 Biosphere, 气圈: 10 km 地圈: 2-3 km 水圈: 10 km
生态系统的功能
Ecosystem：“A community of organisms and its nonliving, physical environment”
生态系统：生物群落与环境间物质循环及能量流动的生态功能单位.
三大功能
能量流动：energy flow
物质循环: nutrient cycle 信息传递: information transfer
§2-2
生态系统的概念
一、生态系统的定义 A．G．Tansley（英）生态系统的定义：只有在我们从根本上 认识到有机体不能与它们的环境分开，而是与它们的环境形成 一个自然生态系统，它们才会引起我们的重视。 生态系统：指由生境（habitat）和占据该生境并联结在一起的生 命有机体所构成的动态整体。 生命有机体和它的无生命环境彼此不可分割地联系起来，并不断 相互作用着，进行着物质的交换、能量的转化和信息的传递， 成为占据一定空间，具有一定结构，执行一定功能的自然实体 （Self-Containted entity）。其核心是生物群落。 生态系统具有自我维持、修补和重建的能力，因而使生态系统在 一定范围得以自我维持。系统内各过程在生物与环境相互作用 下，总是趋向于相对平衡。
三、系统的条件 1.有两个以上的组分 2.组分之间相互联系 3.以整体的方式执行一定的功能
凡系统必有结构，结构决定功能，要改变系统的 功能必须改变结构。这是系统论的基本观点。 系统的结构：是指系统内各组分之间的数量比例 关系及其相互联系。
系统论：奥地利，L.V.Bertalanffy，20世纪30年代 信息论；Information theory,美国，C.V.Shanon 控制论：Cybernetics,美国，Nibert Wiener，1948
消费者（ consumers ）： 是指除了微生物以外的异养生物，主要 指依赖初级生产者为生的各种生物。
“Use the bodies of other organisms as sources of food energy and body-building materials” “最终依赖绿色植物取得能量的动物.”
第二章 农业生态系统
Agroecosystem
农业生态系统（agroecosystem）是人类为满足社会需求， 在一定边界内通过干预，利用生物与生物、生物与环境 之间的能量和物质联系建立起来的功能整体。农业生态 系统是一种被驯化了的生态系统，而生态系统又是生物 与非生物组分构成的一类特殊的系统。 这一章，介绍系统（system） 生态系统(ecosystem) 农业生态系统的概念
三、淡水生态系统： 包括河流、溪流、水渠等流动水体和湖泊、沼泽、池塘、水 库等静水水体，其生物类群因水的流速和水层的光亮而不同。 急流中：生产者是藻类，消费者是特殊器官的昆虫 缓流中：生产者多为高等植物，消费者是穴居昆虫幼虫 表水层：生产者是各种藻类。 四、草原生态系统： 世界草原面积约30亿公顷，占陆地面积的24%，分布在干旱和 半干旱地区，雨量少（240~450mm），并集中在夏季。初级生产 者主要是草本植物，消费者是除草食家外，主要是穴居的啮齿类 和食草动物、野牛、羚羊、野兔等。
分解者（decomposers）： 主要是指以动物残体为生的异养微生物。
“Microorganisms that break down organic materials”
将动,植物残骸分解为较小分子. 细菌, 真菌, 鞭毛虫
三、生态系统与一般系统的区别 生态系统也是系统，因此具有系统的共性。生态系统还具有区别于 一般系统的个性： 1．在组成方面，它是由有生命的有机体和无生命的物质结 合而成的，不仅植物，还包括与植物共同栖居的动物，微生 物以及环境中作用于生物的物理、化学成分。 2．在空间结构方面：通常与特定的空间相联系，因而反映 出一定的地区特性以及与此相联系的空间结构。 3．在时间变化方面，生物具有发育、繁殖（复制），生长 与衰亡等特征。因而生态系统具有从简单到复杂、从低级到 高级的演变规律，可分为幼年期、成长期、成熟期等阶段。 4．从内部功能方面，生态系统的代谢作用是通过复杂的能 量、物质转化过程完成的。 5．具有复杂的动态平衡特征，不仅存在着种内、种间以及 生物与环境之间的功能协调。 6．在外部关系方面，是一个开放的系统，不断从外界输入 物质与能量，通过变换而输出，维持着系统的有序状态。
消费者
能量流
分解者
化 学 流
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气 候
生产者 生物群落 物理环境
生态系统
生物组分:
生产者（producers）：是指自养生物，主要指 绿色植物，也包括一些化能合成细菌。
“Manufacture complex organic molecules from simple inorganic substances, usually using the energy of sunlight” 利用日光能将简单无机物经光合作用合成有机物的 绿色植物(Green plants), 浮游植物(Phyto-plankton).
五、森林生态系统： 陆地上最大的生态系统，占有面积约45亿公顷，生物现 存量最大，每公顷可达100—400吨。据估计，每年全球森林 生态系统固定的能量占地球陆地上固定的能量的68%左右， 有1000万种物种是宝贵的基因库。森林生态系统具有复杂的 形态和营养结构，不仅生产力高，且具有强大的生态系统功 能，对农业生态系统起着巨大的作用：如调节水分，增加雨 量；涵养水源，保持水土；防风固沙，保护农田；净化空气， 防治污染；以及减低噪音，美化大地等。
（三）系统是个整体 由于各组成成分之间相互作用的结果，使系统整体表现出新的 功能，它不等于各组成成分功能的简单相加。 （四）系统是有一定结构的 系统中各组分按严格的等级、层次进行组合，是有序的而不是 杂乱无章的；各组分间物质、能量交换和信息传递按一定路径 进行，而不是随意的。 （五）系统必须有一个为主的目的 系统是一个功能单元，整体功能的发挥要求具有整体中心作 用——（马世骏），建立大系统的观点，对于全面地、客观地 处理客观事物具有重要意义。
主要的生态系统类型
地球上全部生物极其生活区域称为生物圈biosphere
一般指大气圈到水圈约 20km的厚度范围。有各种各样 的生态系统。
1）以环境为依据来划分
陆地生态系统 terrestrial ecosystem
又可分为森林生态系统 forest ecosystem 、草 原生态系统steppe ecosystem 、农田生态系统field ecosystem等以植被特征分类的各类型生态系统。