第四章 生态系统生态学.pdf

Environment ecology 环境生态学环境生态学 王艳王艳 2011年年2月月 2011年年2月月27日日 2 王艳 电话 39380560 E mail yanwang 参考用书 卢升高 环境生态学 浙江大学出版社 胡桂荣 环境生态学 华中科技大学出版社 2011年年2月月27日日 3 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 第二节第二节 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 第三节第三节 世界主要生态系统的类型世界主要生态系统的类型 第四章第四章 生态系统生态学生态系统生态学 2011年年2月月27日日 4 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 生态系统的组成要素及功能 生态系统的物种结构 生态系统的营养结构 生态系统空间与时间结构 2011年年2月月27日日 5 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 生态系统的概念生态系统的概念 在在一定的时间和空间范围内 生物群落与非生物环境功过能一定的时间和空间范围内 生物群落与非生物环境功过能 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 调节功能的自然体调节功能的自然体 系统系统 各自独立但相互作用的各部分所形成的统一体 称为系统 构成系统的条件构成系统的条件 由许多成分组成由许多成分组成 各成分彼此联系 互相作用各成分彼此联系 互相作用 具有独立和特定的功能具有独立和特定的功能 2011年年2月月27日日 6 2011年年2月月27日日 7 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 生态系统的特点生态系统的特点 是生态学上的结构和功能单位 属于生态学的最高层次是生态学上的结构和功能单位 属于生态学的最高层次 内部具有自调节 自组织 自更新能力内部具有自调节 自组织 自更新能力 具有能量流动 物质循环和信息传递三大功能具有能量流动 物质循环和信息传递三大功能 营养级的数目有限营养级的数目有限 是一个动态系统是一个动态系统 生态系统生态系统 生生 物物 部部 分分 非非 生生 物物 部部 分分 能源 太阳能能源 太阳能 气候 光照 温度 降水 风等气候 光照 温度 降水 风等 基质和介质 岩石 土壤 水 空气基质和介质 岩石 土壤 水 空气 CO2 H2O O2 N2等等 物质代谢原料物质代谢原料无机盐 矿物质原料 无机盐 矿物质原料 腐殖质 脂肪 蛋白质 糖类等腐殖质 脂肪 蛋白质 糖类等 绿色植物 光合细菌 绿色植物 光合细菌 化能细菌化能细菌 生产者生产者 消费者消费者 分解者分解者 食草动物 一级消费者食草动物 一级消费者 食肉动物 二级消费者 三级消费者食肉动物 二级消费者 三级消费者 杂食动物 杂食消费者杂食动物 杂食消费者 腐食消费者腐食消费者 其他消费者其他消费者 微生物 原生动物 小型无脊椎动物微生物 原生动物 小型无脊椎动物 生态系统的组成部分生态系统的组成部分 2011年年2月月27日日 10 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 生态系统结构一般结构 无机营养元素无机营养元素 CO2 食草动物食草动物食肉动物食肉动物 I食肉动物食肉动物 II 腐殖质腐殖质 分解分解 自养生自养生 物亚系物亚系 统统 分解者 亚系统 消费者亚系统 再循环再循环 2011年年2月月27日日 11 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 生态系统的物种结构生态系统的物种结构 生态系统的营养结构生态系统的营养结构 生态系统的空间结构生态系统的空间结构 生态系统的时间结构生态系统的时间结构 2011年年2月月27日日 12 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 生态系统的物种结构 性质分析 优势种 对群落结构和群落环境起主要作用的植物优势种 对群落结构和群落环境起主要作用的植物 建群种 优势层中的优势种称为建群种建群种 优势层中的优势种称为建群种 伴生种 群落常见种类 它与优势种相伴存在 但不起主要作用伴生种 群落常见种类 它与优势种相伴存在 但不起主要作用 偶见中 群落中出现频率很低的物种 多半数量稀少偶见中 群落中出现频率很低的物种 多半数量稀少 关健种 一些物种的存在与否会影响到整个生物群落的结构和功关健种 一些物种的存在与否会影响到整个生物群落的结构和功 能 这样的物种即称为关键种能 这样的物种即称为关键种 冗余种 有些种群的去处不会引起生态系统内其他物种的丢失冗余种 有些种群的去处不会引起生态系统内其他物种的丢失 2011年年2月月27日日 13 关键种的分类关键种的分类 类 型类 型作用方式作用方式实 例实 例 关键捕食者关键捕食者抑制竞争者抑制竞争者 海洋 海獭 海胆海洋 海獭 海胆 陆地 依大小选择性采食种子的动物陆地 依大小选择性采食种子的动物 关键食草动物关键食草动物抑制竞争者抑制竞争者大象 兔子大象 兔子 病原体和寄生物病原体和寄生物 抑制捕食者 抑制捕食者 食食 草动物竞争者草动物竞争者 粘液瘤菌 采采蝇粘液瘤菌 采采蝇 关键竞争者关键竞争者抑制竞争者抑制竞争者 演替中的物种更替 如森林中的优势演替中的物种更替 如森林中的优势 树种和杂草树种和杂草 关键互惠共生种关键互惠共生种有效的繁殖有效的繁殖 关键的共生种依赖的植物资源传粉关键的共生种依赖的植物资源传粉 者 传播者者 传播者 关键改造者关键改造者物理干扰物理干扰兔子 地鼠 白蚁 河狸 河马兔子 地鼠 白蚁 河狸 河马 系统过程调控者系统过程调控者影响养分传输速率影响养分传输速率 固氮菌 菌根真菌分解者固氮菌 菌根真菌分解者 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 2011年年2月月27日日 14 关健种的特性 它的存在对于维持群落的组成和多样性具有决定性它的存在对于维持群落的组成和多样性具有决定性 作用作用 同群落的其他物种相比 关健种对它所在的群落或同群落的其他物种相比 关健种对它所在的群落或 生态系统产生巨大的影响 但和数量而言是非常不生态系统产生巨大的影响 但和数量而言是非常不 成比例的成比例的 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 2011年年2月月27日日 15 关健种和优势种的区别关健种和优势种的区别 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 物种的生物量物种的生物量 物物 种种 的的 影影 响响 力力 关键种的生物量关键种的生物量 虽低 但对群落虽低 但对群落 和生态系统的结和生态系统的结 构有巨大的影响构有巨大的影响 关键种对那些对群关键种对那些对群 落和生态系统的影落和生态系统的影 响与生物量不成比响与生物量不成比 例的物种例的物种 优势种是优势种是 那些对群那些对群 落和生态落和生态 系统的影系统的影 响与其生响与其生 物量相适物量相适 应的物种应的物种 2011年年2月月27日日 16 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 冗余种的标准冗余种的标准 保持原有物种成分保持原有物种成分 既该物种被去除后 其余物种都能存 既该物种被去除后 其余物种都能存 留 且也没有一个新物种进入留 且也没有一个新物种进入 保持生态过程的稳定保持生态过程的稳定 既该物种被去除后 生态系统功能 既该物种被去除后 生态系统功能 保持不变或接近正常状态保持不变或接近正常状态 较高的抵抗力较高的抵抗力 既移去这个物种对群落种留下物种的多度 既移去这个物种对群落种留下物种的多度 没有影响没有影响 盖度的保持盖度的保持 2011年年2月月27日日 17 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 铆钉假说铆钉假说 Rivet hypothesis 铆钉假说的观点与冗余假说相反 认为生物群落中所有的物种对铆钉假说的观点与冗余假说相反 认为生物群落中所有的物种对 其功能的正常发挥都有贡献而且是不能互相替代的其功能的正常发挥都有贡献而且是不能互相替代的 Ehrlich 1981 正像由铆钉固定的复杂机器一样 任何一个铆钉的丢失都会使该机器正像由铆钉固定的复杂机器一样 任何一个铆钉的丢失都会使该机器 的作用受到影响 的作用受到影响 冗余种假说冗余种假说 Redundancy species hypothesis 生物群落保持正常功能需要有一个物种多样性的域值 低于这个生物群落保持正常功能需要有一个物种多样性的域值 低于这个 域值群落的功能会受影响 高于这个域值则会有相当一部分物种的作域值群落的功能会受影响 高于这个域值则会有相当一部分物种的作 用是冗余的用是冗余的 Walker 1992 物种在生态系统种的作用 2011年年2月月27日日 18 特异反应假说特异反应假说 Idiosyncratic response hypothesis 特异反应假说认为生物群落的功能随着物种多样性的变化特异反应假说认为生物群落的功能随着物种多样性的变化 而变化 但变化的强度和方向是不可预测的 因为这些物种而变化 但变化的强度和方向是不可预测的 因为这些物种 的作用是复杂而多变的的作用是复杂而多变的 零假说零假说 Null hypothesis 零假说认为生物群落功能与物种多样性无关 即物种的零假说认为生物群落功能与物种多样性无关 即物种的 增减不影响生物群落功能的正常发挥增减不影响生物群落功能的正常发挥 2011年年2月月27日日 19 食物链 营养链 生态系统内不同生物食物链 营养链 生态系统内不同生物 之间通过食和被食形成的一环套一环的链之间通过食和被食形成的一环套一环的链 状营养关系状营养关系 生态系统的营养结构生态系统的营养结构 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 一个食物链的例子 螳螂捕蝉 黄雀在后 螳螂捕蝉 黄雀在后 植物 蝉 植物 蝉 初级消费者初级消费者 螳螂螳螂 二级消费者二级消费者 黄雀黄雀 三级消费者三级消费者 鹰鹰 四级消费者四级消费者 顶极食肉动物顶极食肉动物 2011年年2月月27日日 21 2011年年2月月27日日 22 2011年年2月月27日日 23 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 食物链的类型食物链的类型 捕食食物链 捕食食物链 predator chain 既牧食食物链 既牧食食物链 grazing food chain 以活体绿色植物开始 然后是食草动物 以活体绿色植物开始 然后是食草动物 一级肉食动物 二级肉食动物的食物链一级肉食动物 二级肉食动物的食物链 腐食食物链 腐食食物链 detritus food chain 既碎屑食物链 既碎屑食物链 decompose chain 以死的动植物残体为基础 从细 以死的动植物残体为基础 从细 菌 真菌和某些土壤动物开始的食物链 菌 真菌和某些土壤动物开始的食物链 寄生食物链 寄生食物链 parasitic food chain 以活的生物有机体为以活的生物有机体为 营养源 以寄生方式生存的食物链 营养源 以寄生方式生存的食物链 2011年年2月月27日日 24 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 草食动物草食动物肉食动物肉食动物 牧食食物牧食食物 链链 碎屑食碎屑食 物链物链 碎屑消碎屑消 费者费者 阳光阳光 植物植物 两大类型食物链间的相互关系两大类型食物链间的相互关系 2011年年2月月27日日 25 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 食物网 食物网 food web 食物链之间交错纵横 彼 食物链之间交错纵横 彼 此连接 构成复杂的网络此连接 构成复杂的网络 2011年年2月月27日日 26 一个陆地生态系统的部分食物网一个陆地生态系统的部分食物网 2011年年2月月27日日 27 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 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 生态系统中的食物链或食物网不是固定不变的 它不仅在进化历史 上有改变 在短时间内也会发生变化 2011年年2月月27日日 28 物种在食物网中位置类型物种在食物网中位置类型 顶位种 顶位种 top species 食物网中不被任何其它 食物网中不被任何其它 天敌捕食的物种 主要是捕食者天敌捕食的物种 主要是捕食者 中位种 中位种 intermediate species 在食物网中既 在食物网中既 是捕食者 又是被食者是捕食者 又是被食者 基位种 基位种 basal species 不取食其它生物 主 不取食其它生物 主 要是被食者要是被食者 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 2011年年2月月27日日 29 1 基位基位 中间链中间链 2 基位基位 顶位链顶位链 3 中位中位 中位链中位链 链链链链 节节节节 具具具具 有有有有 方方方方 向向向向 性性性性 4 中位中位 顶位链顶位链 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 食物网的结构特点食物网的结构特点 2011年年2月月27日日 30 下行效应 下行效应 top down effect 较低营养阶层的种群结构 多度 生物量 物种较低营养阶层的种群结构 多度 生物量 物种 多样性等 依赖于较高营养阶层物种的影响多样性等 依赖于较高营养阶层物种的影响 上行效应 上行效应 down top effect 较低营养阶层的密度 生物量等决定较高营养较低营养阶层的密度 生物量等决定较高营养 阶层的种群结构阶层的种群结构 食物网的控制机理食物网的控制机理 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 2011年年2月月27日日 31 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 生态金字塔 生态金字塔 ecological pyramid 反映食物链种营养级之间数量及能量比例关系的图解模型反映食物链种营养级之间数量及能量比例关系的图解模型 数量金字塔 数量金字塔 pyramid of members 以各营养阶层中生物的个体数量表示以各营养阶层中生物的个体数量表示 生物量金字塔 生物量金字塔 biomass pyramid 以生物量来描述每一营养阶层中生物的总量以生物量来描述每一营养阶层中生物的总量 能量金字塔 能量金字塔 energy pyramid 以个营养阶层所固定的能量来表示可准确的说以个营养阶层所固定的能量来表示可准确的说 明能量传递的效率和系统的功能明能量传递的效率和系统的功能 2011年年2月月27日日 32 2011年年2月月27日日 33 空间结构空间结构 绿带 绿带 green belt 分层现象分层现象 褐带 褐带 brown belt 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 生态系统的空间结构生态系统的空间结构 A B C D A草被层 草被层 B灌木层 灌木层 C下木层 下木层 D林冠层林冠层 2011年年2月月27日日 34 生态系统时间结构生态系统时间结构 长时间量度 生态系统的进化为主要内容长时间量度 生态系统的进化为主要内容 时间量度时间量度 中时间量度 群落演替为主要内容中时间量度 群落演替为主要内容 短时间量度 昼夜 季节和年份等短时间量度 昼夜 季节和年份等 第一节第一节 生态系统的结构生态系统的结构 2011年年2月月27日日 35 第二节第二节 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 物质生产 物质生产 初级生产 次级生产 能量流动 能量流动 生产者 消费者 分解者 物质循环 物质循环 生物 环境 信息传递 信息传递 营养信息 化学信息 物理信息和行为信 息等 构成信息网 自我调节自我调节 2011年年2月月27日日 36 生态系统的生物生产 第二节第二节 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 初级生产量 植物所固定的太阳能或所制造的有机物质 Pg Pn P 次级生产量 捕食者消耗初级生产量而得到物质和能量的 过程 食食 物物 资资 源源 动物得到的动物得到的 动物未得到的动物未得到的 动物吃进的动物吃进的 动物未吃进的动物未吃进的 被同化的被同化的 未被同化的未被同化的 净次级生产量净次级生产量 呼吸代谢呼吸代谢 被更高级营养级取食被更高级营养级取食 未被取食未被取食 2011年年2月月27日日 37 第二节第二节 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 生态系统的能量流动生态系统的能量流动 2011年年2月月27日日 38 第二节第二节 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 能量在生态系统中流动的特点能量在生态系统中流动的特点 能流在生态系统的流动时动态的能流在生态系统的流动时动态的 能量是单向流能量是单向流 能量在生态系统内流动感的过程是不断递减的过程能量在生态系统内流动感的过程是不断递减的过程 能量在流动中质量逐渐提高能量在流动中质量逐渐提高 生态系统的能量流动生态系统的能量流动 2011年年2月月27日日 39 2011年年2月月27日日 40 一个普适的生态系统能流模型一个普适的生态系统能流模型 2011年年2月月27日日 41 物质循环的模式物质循环的模式 库 某一物质在生物或非生物环境暂时滞留 被固定库 某一物质在生物或非生物环境暂时滞留 被固定 或贮存 的数量或贮存 的数量 流通和流通率 生态系统中物质在库与库之间的交换流通和流通率 生态系统中物质在库与库之间的交换 周转率 某物质出入一个库的流通率与库量比周转率 某物质出入一个库的流通率与库量比 周转时间 周转率的倒数周转时间 周转率的倒数 第二节第二节 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 生态系统的物质循环 库中营养物质总量 流通率 周转率 周转率流通率 库中营养物质总量 周转时间 1 2011年年2月月27日日 42 生态系统的物质循环 第二节第二节 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 物质循环的类型物质循环的类型 水循环 生态系统中所有物质的循环都是在水循环的推动水循环 生态系统中所有物质的循环都是在水循环的推动 下完成下完成 气体型循环 气体型循环物质 起分子或某些化合物以气气体型循环 气体型循环物质 起分子或某些化合物以气 体的形式参与循环过程体的形式参与循环过程 沉积型循环 循环物质分子或化合物主要通过岩石的风化沉积型循环 循环物质分子或化合物主要通过岩石的风化 作用和沉积物的溶解作用 转变成可供生态系统利用的营作用和沉积物的溶解作用 转变成可供生态系统利用的营 养物质养物质 2011年年2月月27日日 43 水循环途径 水循环的特点水循环的特点 全球的降水量和蒸发量相等 但存在地区差异 全球的降水量和蒸发量相等 但存在地区差异 地表径流携带大量营养物质 造成高地贫瘠 低地肥沃 地表径流携带大量营养物质 造成高地贫瘠 低地肥沃 冰雪的溶化可以调节气温 保持生态稳定 冰雪的溶化可以调节气温 保持生态稳定 2011年年2月月27日日 44 气体型循环气体型循环 gaseous cycle 氧循环 碳循环 氮循环 氧循环氧循环 oxygen cycle H2 O CO2 H2 CO3 HCO3 H CO2 HCO3 CO32 Ca2 CaCO3 O2 水体 臭氧层 沉积物 火 山 作 用 水体 臭氧层 沉积物 火 山 作 用 4FeO O2 2FeO3 CO2 CO O2 2CO CO2 O2 O3 O2 O O2H OH H2 O H2 O O CO2 高能紫外辐射高能紫外辐射 碳循环碳循环 carbon cycle 化化 泥碳泥碳 煤煤 大气中大气中CO2 CO2碳化作用碳化作用 石油石油 水生植物 光合作用 腐烂 燃料 呼吸 作用 光合 作用 腐烂 扩散 水生植物 光合作用 腐烂 燃料 呼吸 作用 光合 作用 腐烂 扩散 氮循环氮循环 nitrogen cycle 陆地陆地陆地陆地 其它 动植物 其它 动植物 蓝藻蓝藻 浅层死有机物浅层死有机物 溶解死 有机物 溶解死 有机物 土壤 中无 机氮 库 土壤 中无 机氮 库 丢失于深 层沉积中 丢失于深 层沉积中 动植物 活体 动植物 活体共生或 自由生活 的固氮 微生物 共生或 自由生活 的固氮 微生物 死有机体死有机体 陆地河流带走陆地河流带走 生物固氮生物固氮 大气库大气库 N2 大气库大气库 HN3 NO NO2 N2 O 工业固氮 汽车 工业固氮 汽车 化肥化肥 电厂 电厂 脱氮脱氮 闪电 化学反应 闪电 化学反应 海洋海洋 火 山 作 用 降 水 大气 火 山 作 用 降 水 大气 2011年年2月月27日日 48 沉积型循环沉积型循环 主要是某些矿物质元素的循环 是一种不 完全循环 对生态系统影响比较大的主要有磷和硫的 循环 磷循环 硫循环 磷循环 phosphorus cycle 沉积型循环 沉积物中的磷 约为土壤和海洋中千倍以上 沉积物中的磷 约为土壤和海洋中千倍以上 陆地海洋陆地海洋 死 有机物 死 有机物 土壤中的 无机磷 土壤中的 无机磷 活有机物活有机物 死 有机物 死 有机物 深海的磷深海的磷 活有机物活有机物 捕鱼捕鱼 鸟粪鸟粪 悬浮在水中随河水带走悬浮在水中随河水带走 摄取摄取 排泄 死亡 排泄 死亡 下沉下沉 分解分解 沉积 溶解于水 沉积 溶解于水 上升风化开采上升风化开采 摄取摄取 排泄死亡排泄死亡 上涌上涌 硫循环 sulfur cycle 陆地海洋陆地海洋 沉积物 沉积物 CaSO4 FeS2 溶解的 溶解的 SO42 SO2 H2 S S CaSO4FeS2 死有机物死有机物 活有机物活有机物 SO42 降水降水 SO2 SO42 扩散扩散 海浪海浪 SO42 大气大气 上升 分化上升 分化 SO2 FeS2 死有机物死有机物 活有机物活有机物 SO42 H2 S S 分解分解 化肥工业化肥工业 SO42 摄取摄取 扩散扩散 火山活动火山活动H2 S SO2 SO42 植物摄取植物摄取 SO2 SO42 降水降水 SO2 SO42 化石 燃烧 化石 燃烧 SO2 H2 S SO2 SO42 2011年年2月月27日日 51 有毒物质的循环有毒物质的循环 污染物的性质分类污染物的性质分类 无机有毒物质 主要指重金属 氟化物 和氰化物无机有毒物质 主要指重金属 氟化物 和氰化物 有机有毒物质 主要有酚类 有机氯药等有机有毒物质 主要有酚类 有机氯药等 污染物的作用分类污染物的作用分类 一次污染物 污染源直接排入环境的 其物理和化学性状未发生一次污染物 污染源直接排入环境的 其物理和化学性状未发生 变化的污染物 又称原发性污染物变化的污染物 又称原发性污染物 二次污染物 排入环境中的一次性污染物在外界因素作用下发生二次污染物 排入环境中的一次性污染物在外界因素作用下发生 变化 或与环境中其它物质发生反应形成新的物理化学性状的污变化 或与环境中其它物质发生反应形成新的物理化学性状的污 染物 又称继发性污染物染物 又称继发性污染物 有毒物质的类型有毒物质的类型 2011年年2月月27日日 52 有毒物质的迁移和转化有毒物质的迁移和转化 迁移迁移 transport 是重要的物理过程 包括分 是重要的物理过程 包括分 散 混合 稀释和沉降等散 混合 稀释和沉降等 转化转化 transformation 主要是通过氧化 还 主要是通过氧化 还 原 分解和组合等作用 会发生物理的化学的原 分解和组合等作用 会发生物理的化学的 和生物化学的变化和生物化学的变化 汞循环 mercury cycle 火山活动火山活动 化石 燃烧 化石 燃烧 降水降水 挥发 挥发 挥发 挥发 沉积物沉积物 农田风 化和淋 溶作用 农田风 化和淋 溶作用 农药喷洒农药喷洒 径流径流 CH3 2 HgHg2 CH3 Hg 鱼 水生植物 水鸟 鱼 水生植物 水鸟 工厂 汞的废物 工厂 汞的废物 捕鱼捕鱼 由河水带走由河水带走 中性中性pH 酸性酸性pH 2011年年2月月27日日 54 能量流动与物质循环的关系 空气 水 无机盐 空气 水 无机盐 生产者生产者 食草动物食草动物食肉动物食肉动物 分解者分解者 热热热热 热 Sun 第二级食肉动物 物质流 能量流 2011年年2月月27日日 55 第二节第二节 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 信息与信息量信息与信息量 信息及其传递信息及其传递 行为信息及其传递行为信息及其传递 营养信息及其传递营养信息及其传递 生态系统的信息传递生态系统的信息传递 2011年年2月月27日日 56 第二节第二节 生态系统的基本功生态系统的基本功 生态系统的自我调节 反馈 输出反过来决定输入即反馈反馈 输出反过来决定输入即反馈 正反馈 具有增强系统功能作用的正反馈 具有增强系统功能作用的 负反馈 具有消弱和减低系统功能的负反馈 具有消弱和减低系统功能的 系统系统输出输出输入输入 环境环境 A 开放系统开放系统 输出输出系统系统输入输入 环境环境 反馈环反馈环 B 具有反馈环的系统具有反馈环的系统 位置点位置点输入输入输出输出 负反馈负反馈 偏离偏离 偏离偏离 正反馈正反馈 正反馈正反馈 输入输入输入输入 C 具有位置点的控制系统具有位置点的控制系统 生态系统中的反馈 狼 狼 兔 兔 植物 植物 狼 饿 死 狼 吃 饱 吃了 较多 兔子 狼 狼 兔 兔 植物 植物 狼 饿 死 狼 吃 饱 吃了 较多 兔子 吃了 较少 兔子 吃了 较少 兔子 兔 吃 饱 兔 饿 死 吃了 较少 的草 吃了 大量 的草 兔 吃 饱 兔 饿 死 吃了 较少 的草 吃了 大量 的草 污染污染 鱼死亡鱼死亡 污染污染 鱼死亡鱼死亡 鱼死亡鱼死亡 污染污染 正反馈 负反馈 正反馈 负反馈 2011年年2月月27日日 58 第二节第二节 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 生态系统的平衡生态系统的平衡 生态系统通过发育和调节所达到的一种结构 生态系统通过发育和调节所达到的一种结构 功能和能量输入输出的稳定状态功能和能量输入输出的稳定状态 生态平衡的基础生态平衡的基础 生态系统所以能存在至今天 并将继续存在下去 是生态系统所以能存在至今天 并将继续存在下去 是 因为生态系统具有很强的自我调节能力 因为生态系统具有很强的自我调节能力 但这个能力有一个但这个能力有一个阈值阈值 小生态系统或简单生态系统 阈值小小生态系统或简单生态系统 阈值小 大生态系统或复杂生态系统 阈值大大生态系统或复杂生态系统 阈值大 2011年年2月月27日日 59 例1 西双版纳的热带雨林是一个原始的生态系统 后从 巴西引进橡胶 开辟了一个橡胶林 由于气候的变 化 遭到低温的袭击 热带雨林完好无损 橡胶林 大片冻死 例2 1986年 委内瑞拉在加罗尼河谷建坝 造出了一个 4300km2的人造湖 数百座山峰变成了湖中岛屿 最小0 1ha 最大150ha 1993 1994年 多国生物 科学家对其中12座岛进行科学考查 结果表明 大 岛上原有的物种基本保留 小岛则有75 以上的脊 椎动物灭绝 2011年年2月月27日日 60 陆地生态系统陆地生态系统 湿地生态系统 湿地生态系统 水域生态系统水域生态系统 森林生态系统森林生态系统 草地生态系统草地生态系统 荒漠生态系统荒漠生态系统 苔原生态系统苔原生态系统 海洋生态系统海洋生态系统 淡水生态系统淡水生态系统 陆地和水域的过渡类型陆地和水域的过渡类型 热带雨林生态系统热带雨林生态系统 常绿阔叶林生态系统常绿阔叶林生态系统 落叶阔叶林生态系统落叶阔叶林生态系统 常绿落叶阔叶混交林生态系统常绿落叶阔叶混交林生态系统 针叶林生态系统针叶林生态系统 草甸草原生态系统草甸草原生态系统 典型草原生态系统典型草原生态系统 荒漠草原生态系统荒漠草原生态系统 生态系统类型及分布生态系统类型及分布 2011年年2月月27日日 61 第三节第三节 世界主要生态系统类型世界主要生态系统类型 森林生态系统 森林是以乔木为主体 具有一定面积与密度的 植物群落 是陆地生态系统的主干 在地球自 然生态系统中占有首要地位 60 31 7 在净化空气 调节气候 涵养水源和环境保护 方面起着重大作用 其共同特征为 物种繁多 机构复杂 类型多样 稳定性高 生产力高 现存量大 对环境影响重大 2011年年2月月27日日 62 第三节第三节 世界主要生态系统类型世界主要生态系统类型 森林生态系统 物种繁多 结构复杂 生态系统类型多样 生态系统的稳定性高 生产力高 现存量大 对环境影响大 热带雨林热带雨林 Tropic Rain Forest 64 亚热带常绿阔叶林亚热带常绿阔叶林 亚热带常绿阔叶林 亚热带常绿阔叶林 Subtropic Evergreen Broad leaved Forest 65 温带落叶阔叶林 温带落叶阔叶林 Temperate Deciduous Forest Summer Green Broad leaved Forest 66 北方针叶林北方针叶林 北方针叶林 北方针叶林 Boreal Forest 2011年年2月月27日日 67 草地生态系统 草地以多年生草本植物占优势 基本无或少量 乔木 在原始状态下有各种奔驰动物与穴居动 物生活其中 草原占陆地总面积的1 6 可分为温带草原与热 带草原 68 草原草原 草原草原 1 Steppe 欧亚大陆草原 欧亚大陆草原 2 Prairie 北美大陆草原 北美大陆草原 3 Pampas 南美草原 南美草原 4 Savanna 稀树草原 稀树草原 5 Meadow 草甸草原 草甸草原 69 草原草原 1 Steppe 欧亚大陆草原 欧亚大陆草原 2 Prairie 北美大陆草 原 北美大陆草 原 3 Pampas 南美草原 南美草原 4 Savanna 稀树草原 稀树草原 5 Meadow 草甸草原 草甸草原 草原草原 70 沙漠 荒漠沙漠 荒漠 沙漠 荒漠 沙漠 荒漠 Desert 7 苔原 冻原 7 苔原 冻原 Tundra 2011年年2月月27日日 71