三生态系统的功能与特征1 生物生产

二、生态平衡失调
当生态系统受到外界因素影响，特别是人为因素 的影响，导致结构与功能受损，且超出其耐受限 度，不能自我修复时，生态系统就会衰退甚至崩 溃，这就是生态平衡失调。
生态平衡失调的标志：
结构上的标志：（1）组成生态系统的生产者、消 费者、分解者的缺损 ；2）当外部压力不断作用 于生态系统，造成生物种类与数量减少，层次结 构产生变化 ；（3)环境中各种非生命成分的变化 。 功能标志：（1）生物生产下降。（2）能量流动 受阻 ；（3）物质循环中断；（4）扰乱信息传递。
SO42-
用
动植物遗体残骸
分解作用
分解者 （如细菌、真菌）
煤、石油等化 石燃料
火山爆发
磷循环
4、信息传递：主要包括四个方面
营养信息：通过营养关系传递。
物理信息（physical information）： 物理信息指通过物
理过程传递的信息，它可以来自无机环境/也可以来自生 物群落，主要有：声、光、温度、湿度、磁力、机械振动 等。眼、耳、皮肤等器官能接受物理信息并进行处理。植 物开花属于物理信息。
生态平衡失调的原因
自然因素 ：
地壳变动、海陆变迁、冰川活动、火山爆发、 山崩、海啸、水旱灾害、地震、台风、雷 电火灾以及流行病等；
人为因素： 人与自然策略的不一致、滥用资源 、经济与 生态分离。 关键是人为因素。
三、生态系统的恢复与重建 生态恢复：是指生态系统原貌或其原先功能的再现。
生态重建：
生态平衡失调的事例
1 英国人携带欧洲野兔入澳。1859年，一个叫托马斯·奥斯汀的英国人 来澳洲定居，随身带来了24只野兔，放养在庄园里，供他打猎取乐。 后来，宠物兔子陆续逃亡到了野外，100年后，奥斯汀绝对没有想 到， 这24只野兔的上亿“子孙”给整个澳大利亚带来了无尽的烦恼，每年 至少造成1亿美元的经济损失 。 2 引猫捉老鼠。在英国人刚刚进入澳大利亚时，随船将老鼠带来了， 于是引进猫来捕鼠，猫是把老鼠消灭了，可是由于澳大利亚缺乏大型 肉食动物，使得引进的猫没有天敌，于是大量繁殖泛滥，后来不得不 人为猎杀。 3 我国消灭麻雀，导致虫灾严重。 1934年发生在美国西部的黑风暴，毁掉耕地4500余万亩；1963年发生 在前苏联农垦区的大风暴，毁田3亿多亩；同样因森林的破坏，使古 老的巴比仑文明灭亡；印巴之间的塔尔平原，因森林破坏沦为沙漠， 沙漠面积达65万平方公里；黄河流域生态条件变坏，源于其中上游森 林植被的破坏，当今长江将变成第二条黄河；东北林区生态条件变坏， 主要原因是对西南林区和东北林区森林的不合理采伐和过度采伐；因 过量捕杀害虫的天敌引发林木病虫害；印度曾大量捕杀水獭使病鱼增 多，鱼产量下降；牧业发达的澳大利亚，因牛粪覆盖草地成灾引发蜣 螂解救的例子更为新鲜。
碳循环示意图：
生产者 （如绿色植物）
呼吸作用
光
呼
合
吸
作
作
用
用
捕食
呼吸作用 大气中的CO2
分解者 （如细菌、真菌）
粪便、遗体残骸 分解作用（呼吸作用）
消费者 （如动物和人）
氮循环
氮循环示意图： 固氮作用
大气中的N2
固氮作用
生
高
物
能
固
固
氮
氮
NH3
硝化作用
（氧充足）
NO3 - 、 NO2 -
反硝化作用
59.0
23.8
17.4
0.0
注：单位为千卡／米2·年， 1卡＝4.186焦耳
生物圈的净初级生物量
2 能量流动
呼吸
呼吸
呼吸
呼吸
生产者 （植物）
未 固 定
初级消者
（植食性 动物）
次级消者
（肉食性 动物）
三级消者
（肉食性 动物）
分解者（如细菌、真菌等）
呼吸
源头：太阳能
流进生态系统的总能量：生产者所固定的太阳能的总量
为162.1╳109t（其中海洋为55.3╳109t），相当 于2.874╳1018kJ（表2-1） 。
发育阶段不同的生态系统的生产量和呼吸量
指标 总初级生产量（PG）
紫蓿苜地 （人工）
24,400
幼松林 （西欧）
12,200
中龄松栎 林（北美）
成熟雨林 （中美洲）
11,500
45,000
自 养 呼 吸（RA）
主要途径和手段
化学信息（chemical information）：许多化学物质能够参
加信息传递，包括：生物碱、有机酸及代谢产物等，鼻及 其它特殊器官能够接受化学信息。
行为信息（behav ior information）：行为信息可以在同
种和一种生物间传递。行为信息多种多样，例如蜜蜂的 “圆圈舞”以及鸟类的“求偶炫耀”。
四、生态系统的特征：
1、复杂有序的等级系统构成的整体性； 2、具有开放的自维持、自调控功能； 3、具有动态的、生命的特征； 4、一旦遭到破坏，结构发生变化，功能随之降
低甚至消失。
第三节 生态平衡
一、生态平衡的概念 生态系统在一定时间内结构和功能的相对稳定状 态。一方面是生物种类（即生物、植物、微生物） 的组成和数量比例相对稳定；另一方面是非生物 环境（包括空气、阳光、水、土壤等）保持相对 稳定。生态平衡是一种动态平衡。 包括三个层次： 一是环境与生态之二、间生的态平平衡衡失调，即自然界与生命世 界之间的平衡 ；二是生物界内部的平衡，或者说 是生物链的平衡，即动物、植物和微生物之间总 体的平衡；三是食物链的平衡。 就空间范围而言，生态平衡又可分为全球平衡和 局部平衡。生态平衡状态是自然生态系统由简单 到复杂的长期演替的结果 ，生态系统具有一定的 内部调节能力 ，生态平衡是动态的 。
（氧不足）
工 业 固 氮
氮素化肥（尿素、铵 盐、硝酸盐等）
吸收
吸收 生产者（如绿色植物）
吸收 捕食
消费者 （如动物和人）
微生物的分解作用
分解者 （如细菌、真菌）
动植物遗体残骸
硫循环
硫循环示意图：
大气中的SO2
降
水
吸收
吸收
生产者
捕食
消费者
土壤或水体中的
（如绿色植物）
（如动物和人）
燃烧
燃烧
分 解 作
指在不可能或不需要再现生态系统原貌的情况下 营造一个不完全雷同于过去的甚至是全新的生态 系统。主要措施有：
恢复生态系统
重建生境
生物调控
生态平衡 的人工调控
环境调控 系统结构调控 系统的输入输出调控
生态系统的优化调控
复习思考题
1.名词解释：生态学 食物链 生态系统 生态 平衡 生态金字塔
2.认识生态系统的组成wk.baidu.com何意义？ 3.生态系统的主要功能是什么？ 4.生态平衡和生态失衡的特征区别是什么？ 5.谈谈生态系统失衡的标志及影响因素 6.以农业生态为例，说明生态系统人工调控的
三、生态系统的功能与特征
1 生物生产 太阳能的主要流向
项目
反射 吸收
水循 风、潮 光合作
环
汐
用
所占比 30% 46% 23% 0.2% 0.8%
例虽然光合作用利用的仅仅是0.8%的能量也有惊人 的数目：3.8×10^25焦/秒。在生产者将太阳能固 定后，能量就以化学能的形式在生态系统中传递。
每年地球通过光合作用所产生的有机干物质总量约
有害物质的累积
碳循环：
碳元素的含量：占生物体干重的
49%
碳的存在形式： 在无机环境中：
在生物群落中：
CO2、碳酸盐 有机物
碳从无机环境进入生物群落的途径： 绿色植物的光合作用
生物的呼吸作用
碳从生物群落返回无机环境的途径： 微生物的分解作用
煤、石油等燃料的燃烧
碳在生物群落和无机环境间的循环方式： CO2
9,200
4,700
6,400
32,000
净初级生产量（PN） 15,200
7,500
5,000
13,000
异 养 呼 吸（RH）
800
4,600
3,000
13,000
群落净生产量（PNC） 14,400
2,900
2,000
很少至无
PN／PG（%）
62.3
61.5
143.5
28.9
PNC／PG（%）
某食物链的能塔图
3 物质循环
物质循环的概念：
生物群落
组成生物体的C、H、O、N等元素 反复出现，循环流动
无机 环境
物质循环的规律： 全球性，反复出现，循环流动
联系：温室效应、酸雨、富营养化
能量流动与物质循环的关系 （区别、联系）
物质是能量的载体， 能量是物质循环的动力，
二者同时进行，相互依存，不可分割