生态系统及其服务

特点：
• 夏季温凉、冬季严寒。
• 外貌十分独特 。 • 群落结构十分简单 。
5，草原steppe
草原是由耐寒的旱生多年生草本植物为主（有时为旱生 小半灌木）组成的植物群落。它是温带地区的一种地带性植 被类型。 草原在地球 上占据着一 定的区域。 各大洲都有 分布。占陆 地总面积的 1/6。
草原的特点： • 生活型多样 • 草原植物的旱生结构明显 • 草原群落的季相变化明显 • 草原动物区系十分丰富
的——异种信息素或异源外激素，这里重点介绍用 于种内通讯的气味信号。大部分信息素对感受者的 影响是瞬时的——信号信息素；少数可改变感受者 的生理状况，而所引起的行为变化要在很久后才发 生——起动信息素或引物信息素。

如：昆虫的性信息素；鱼类的报警信息素； 哺乳动物的气味通讯
哺乳动物的气味通讯：
几种通讯方式的比较
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
二、营养结构——食物链和食物网
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。
特点： • 夏绿阔叶林主要由杨柳科、桦木科、壳斗科等科的乔木植物 组成。 • 季相变化十分显著。
• 群落结构较为清晰。
• 夏绿阔叶林的乔木大多是风媒花植物。
• 林中藤本植物不发达。
• 水果品质很好.
4，北方针叶林Boreal forest 针叶林是指以针叶树为建群种所组成的各种森林群落的总称。 北方针叶林就是指寒温带针叶林，它是寒温带的地带性植被。 寒温带针叶林主要分布在欧洲大陆北部和北美洲 。
多条食物链交织成网状的食物联系称为食物网。
食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强， 反之亦然。
三、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。
3，夏绿阔叶林 Summer green broad-leaved forest 由夏季长叶冬季落叶的乔木组成的森林称为夏绿阔叶林或 落叶阔叶林。它是在温带海洋性气候条件下形成的地带性植被。
夏绿阔叶林主 要分布在西欧， 并向东伸延到前 苏联欧洲部分的 东部。在我国主 要分布在东北和 华北地区。此外， 日本北部、朝鲜、 北美洲的东部和 南美洲的一些地 区也有分布。
3. 生态系统服务研究简史：
1、Holdern和Ehrlich于1974年首次提出了生态系统 服务的概念。 2、Daliy主编的《生态系统服务：人类社会对自然生 态系统的依赖性》一书为标志，一个研究生态系统 服务的热潮正在兴起。 3、侯元兆等（1995）首次估算出我国森林资源总价 值为13万亿元（人民币）。但只研究了森林生态系 统公益的3种主要价值：即涵养水源、保护土壤、 固定CO2和供给氧气价值。 4、陈仲新、张新时（2000）等报道了中国生态系统 服务的总价值，约为我国国民生产总值的1.73倍。
• 与个体、种群、群落的关系； • 景观生态学、空间生态学； • 环境科学的交叉。
biosphere 2 ( science, v.302, 19 December 2003, p2053)
一、生态系统的概念 生态系统(ecosystem)： 在一定空间中，共同栖居着的所有生物(即生物 群落)与其环境因物质循环和能量流动而形成的统 一整体。
冻原植被的特点 ： • 植被种类组成简单
• 植物群落结构简单 • 植物极其耐寒
• 通常全为多年生植 物，没有一年生植物
• 动物的种类也很少
冻原的类型 : 随着从南到北气候条件的差异，冻原又分为四个亚带：
• 森林冻原亚带
• 灌木冻原亚带 • 藓类地衣亚带 • 北极冻原亚带
8,青藏高原的高寒植被
青藏高原面积辽阔，跨有约12个纬度和24个经度。地处 亚热带和温带，四周为迥然不同的自然环境所围绕，其平均 海拔高度在4500米以上。
1、植物利用太阳能，将二氧化碳转化为有机物， 用做食品、燃料、原料及建筑材料等，是生态 系统服务的一个最基本的例子。 2、另一项对人类至关重要的生态系统服务是有 机废物的生物降解，如垃圾、废水。 3、有些生态系统服务以间接的方式影响着人类。 新的食品、纤维和药品都是由现存的、可用的 品种和基因开发而来。人类能够从一个生物体 向另一个生物体转移基因，却仍难以制造新的 基因来满足新的要求。
• 负反馈 • 正反馈
§4 生态系统功能复杂性
• 能流 • 物流 • 信息流
一、地球生态系统中的能量流动
生态系统中的物质循环和能量流动
二、地球生态系统中的物质循环
碳循环
碳循环失衡及全球变化：
-3.3
+6.6
氮循环
磷循环
三、生态系统中的信息传递
• 物理信息



视觉信息 听觉信息 触觉信息 电信息
4. 生态系统服务的主要内容：
生态系统服务功能的主要内容包括： 1、有机质的合成与生产； 2、生物多样性的产生与维持； 3、调节气候； 4、营养物质贮存与循环； 5、土壤肥力的更新与维持； 6、环境净化与有害有毒物质的降解； 7、植物花粉的传播与种子的扩散； 8、有害生物的控制以及减轻自然灾害； 9、感官、心理和精神益处； 10、精神文化的源泉等许多方面。
• 化学信息

外激素 分泌物
1. 视觉通讯：具有一定的作用距离，它总是
有确定的方向性并可被光感受器官所感受。 包括光照度的变化、物体的移动、图形、颜 色和平面偏振光等。

有效信号：
♪ ♪
形状、大小、体色； 物体所处状态、肌体动作、表情等。

信道：
• 光的传播媒介（空气、水等）。
萤火虫 用“灯语”在 雄虫和雌虫之间联络（亮 灭频率）。 雄狮的鬃毛；
2.生态系统服务概念：
• 生态系统服务，是指生态系统与生态过程
所形成的及所维持的人类赖以生存的自然环 境与效用。对于人类生存而言，生态系统的 许多功能是无法在市场上买卖而又具有重要 价值的各种服务。 • 生态系统服务一般是指生命支持功能（如净 化、循环、再生等），而不包括生态系统功 能和生态系统提供的产品。如：
中国草原的特点：
• 欧亚草原区的一部分 • 具有山地草原
• 可分为4个类型：草甸草原、典型草原、荒漠草原和 高寒草原。
6，荒漠(Desert)
荒漠植被是指超旱生半乔木、半灌木、小半灌木和灌木占 优势的稀疏植被。荒漠植被主要分布在亚热带和温带的干旱地区。
荒漠植被的特点： • 植被十分稀疏 • 植物种类非常贫乏 • 植物的生态——生物型或生活型多种多样 • 植物具有明显的旱生结构 • 荒漠动物群落主要是爬行类、啮齿类、鸟类以及蝗虫等 • 荒漠生物群落的初级生产力非常低，低于0.5g/m2. a • 物质循环的速率很低 我国荒漠植被按其植物的生活型划分，可分为3个荒漠植被亚型： 小乔木荒漠、灌木荒漠和半灌木、小半灌木荒漠。
警戒色
鸟 羽
Biblioteka Baidu
黄蜂
刺蛾幼虫
2. 听觉通讯：声音也有一定的作用距离，并 可指示声音信号的方向。而且还能表明发声 者的状态。

鸟鸣:比如鸟类的鸣叫不但可以用于生殖季节的求偶而 且在具有领域行为的鸟类中也起着重要作用。 狼嚎； 蝉噪； 鱼的听觉通讯； 昆虫； 人语。
【案例】：雌鳄把卵产于岸边的沙中，它可以连 续80余日不吃不喝，耐心地守候其旁。待沙土内 的小鳄在蛋壳中发出嗝嗝声音，越叫越响，20米 外都能听清楚，它们的父母就在此时用前爪和嘴 巴拨开沙土，小心翼翼地把鳄蛋一个个地叼出来。 有趣的是，蛋到了父母嘴中以后，小鳄立刻停止 尖叫，只发出软绵绵的“吱吱”声。雄鳄和雌鳄 把蛋放到水里，轻轻挤压，蛋壳破裂，小鳄即进 入水的世界。小鳄聚集在一起集体行动，用声音 与雌、雄鳄保持联系，遇有危险，立刻尖声呼叫， 父母马上前来护卫。
生态系统
——功能与评估
王忠锁 生态学教研团队 2013.11.08
本章内容
• • • • • 生态系统的概念； 生态系统多样性； 结构复杂性与自我稳定性； 生态系统功能； 生态系统服务与评估。
§1 生态系统的概念
• 何谓生态系统？

系统大小和边界 系统结构和动态 系统范畴与相关学科的关系
一、淡水生态系统的类型 流水系统（lotic）：
生态功能： • 水循环的重要环节; • 重要的水源地； • 生物多样性的重要生境； • 人类的家园； • 连接江湖水网的纽带； • 交通运输； • 地质变化的动因； • 水产、休闲娱乐。
静水系统（lentic）
生态功能： • 渔业； • 水资源； • 水生生物的家园； • 调节气候； • 沉降悬浮物及降解污染物； • 社会服务功能。
3. 接触通讯：是指靠身体接触所进行的通
讯方式。
例如:蜜蜂中工蜂用触角触摸舞蹈蜂的身 体以便获得蜜源所在地的信息； 鸟类互相整理羽毛； 哺乳动物的梳理行为。 但有时接触意味着死亡，如螳螂、蜘蛛。

4. 电通讯：一种电鱼（Gymnarchus，裸臀鱼属）通过尾部的器官制
造电场。
5. 化学通讯：动物的很多分泌物是针对其他物种
§3 生态系统结构稳定性
一、生态系统的组成成分
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)
二、海洋生态系统的类型
三、陆地主要生态系统的类型
1，热带雨林(tropical rain forest) （1） 分布
（2）热带雨林的特点 • 种类组成特别丰富 • 群落结构复杂，树冠不齐，分层不明显 • 藤本植物及附生植物极丰富 • 常具板状根和支柱根 • 茎花现象很常见 • 寄生植物很普遍 • 热带雨林的植物终年生长发育 • 动物种类极其丰富
7，冻原 （tundra）
寒带植被的代表，主要分布在欧亚大陆北部和北美洲北部， 形成一个大致连续的地带。
冻原的环境特点： 冬季漫长而寒冷，有6个月见不到太阳；夏季短促而凉爽， 最热月平均气温为0～10℃，植物生长仅2～3个月。年平均温 度在0℃以下，年降水量不多。 冻原土壤的永冻层是冻原生态系统最为独特的一个现象 。 冻土层上部是冬冻夏融的活动层，活动层对生物的活动和土壤 的形成具有重要的意义。
类型 比较项目
化学信号 声音信号 视觉信号 触觉信号 远 慢 强 远 快 强 中 快 弱 近 快 弱
作用范围 变化频率 跨越障碍 能力 定位能力 能量消耗
不稳定
低
中等
高
高
低
高
低
§5 生态系统服务与评估
1.生态系统的认知难度： • • • • • 成分多样、关系复杂； 时空尺度多样； 类型多样、生态过程多变； 生态过程处于动态变化之中； 人为活动的影响难以预见。
二、生态系统的特征 1. 生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位; 2. 内部具有自我调节能力； 系统结构越复杂、自我调节能力越强。 3. 以能流、物流和信息流联系各要素； 4. 是一个开放系统，需要能量维持； 5. 是一个动态系统。
§2 生态系统多样性
• 生态系统类型：
按受人为干扰程度分： 自然生态系统 Natural ecosystem 半自然生态系统 Hemi-natural ecosystem 人工生态系统 Artificial ecosystem 按系统基本介质分： 陆地生态系统 Terrestrial ecosystem 淡水生态系统 Freshwater ecosystem 海洋生态系统 Marine ecosystem
2，亚热带常绿阔叶林 Subtropical evergreen broad-leaved forest 南北美洲、非洲、大洋洲均有分布，但分布的面积都不大。 在亚洲除朝鲜、日本有少量分布外，以我国分布的面积最 大。
我国常绿阔叶林的特点：
• 主要由壳斗科的栲(Castanopsis)、青冈(Cyclobalanopsis)， 樟科 的樟、润楠(Machilus)，山茶科的木荷(Schima)等属的 常绿乔 木组成，还有木兰科、金缕梅科的一些种类。 • 分布区域广大 • 分为四个植被亚型