第九讲--生态系统教学资料

1、第五章第五章 生态系统生态系统(shn ti x tn)生态学生态学 第一节第一节 生态系统的一般特征生态系统的一般特征 第二节第二节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动 第三节第三节 生态系统的物质生态系统的物质(wzh)循环循环 第四节第四节 自然生态系统自然生态系统l内容提要内容提要(ni rn t yo)l单元测试单元测试第一页，共22页。l课堂课堂(ktng)讨论题讨论题第一节 生态系统的一般(ybn)特征1 生态系统生态系统(shn ti x tn)的概念的概念2 生态系统生态系统(shn ti x tn)的组成成分的组成成分3 生态系统生态系统(shn ti x tn)的结构的

2、结构 4 生态系统生态系统(shn ti x tn)的功能的功能5 生态系统生态系统(shn ti x tn)的稳定性的稳定性6 生态系统生态系统(shn ti x tn)的服务功能的服务功能l参考文献参考文献l思考题思考题第二页，共22页。1 生态系统生态系统(shn ti x tn)的基本概念的基本概念 生态系统生态系统(shn ti x tn)（ecosystem）的定义）的定义: 由英国植物生态学家由英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出提出 指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存

3、而构成的一个生态学功能和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统单位，这个生态学功能单位称生态系统(shn ti x tn)。 生态系统生态系统(shn ti x tn)的特点的特点: 生态系统生态系统(shn ti x tn)是生态学的一个主要结构和功是生态学的一个主要结构和功能单位，属于经典生态学研究的最高层次；能单位，属于经典生态学研究的最高层次； 生态系统生态系统(shn ti x tn)具有自我调节能力；具有自我调节能力； 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统能量流动、物质循环和信息传递是生态系统(shn ti x tn)的三大功能；的三大

4、功能； 生态系统生态系统(shn ti x tn)中营养级的数目受限于生产者中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能量和这些能量在流动过程中的巨大损失，所固定的最大能量和这些能量在流动过程中的巨大损失，因此，营养级的数目通常不超过因此，营养级的数目通常不超过56个；个； 生态系统生态系统(shn ti x tn)是一个动态系统，要经历一系是一个动态系统，要经历一系列发育阶段。列发育阶段。第三页，共22页。2 生态系统的组成(z chn)成分无机物无机物有机有机(yuj)化合物化合物气候因素气候因素生产者生产者 (producer)消费者消费者 (consumer)分解者分解者 (还原者还原者)

5、(decomposer)六大组成成分六大组成成分(chng fn)（四（四大基本成分大基本成分(chng fn)）l生产者生产者：自养生物，主要：自养生物，主要是各种绿色植物，也包括蓝是各种绿色植物，也包括蓝绿藻和一些能进行光合作用绿藻和一些能进行光合作用的细菌。的细菌。l消费者消费者：异养生物，主要：异养生物，主要指以其他生物为食的各种动指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物（一级）物，包括植食动物（一级） 、肉食动物（二四级）肉食动物（二四级） 、杂、杂食动物和寄生动物等。食动物和寄生动物等。l分解者：异养生物，把复分解者：异养生物，把复杂的有机物分解成简单无机杂的有机物分解成简单无机物

6、，包括细菌、真菌、放线物，包括细菌、真菌、放线菌和动物等。菌和动物等。非生物成分非生物成分生物成分生物成分(生物群落生物群落)三大功能群三大功能群第四页，共22页。3 生态系统生态系统(shn ti x tn)的结构的结构 空间结构空间结构 时间结构时间结构 营养结构营养结构 食物食物(shw)链链(C.Elton,1927) 食物食物(shw)网网 食物食物(shw)链和食物链和食物(shw)网概念的意义网概念的意义 生态系统的营养结构及能流和物流间的关系生态系统的营养结构及能流和物流间的关系第五页，共22页。一个一个(y )食物链的例子食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀螳螂捕蝉，黄雀在后在后”螳

7、螂捕蝉螳螂捕蝉(tn ln b chn)，黄雀在后！黄雀在后！哈！哈！哈！哈！植物植物(zhw)汁液汁液蝉蝉(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)第六页，共22页。食物链食物链食物链（食物链（food chain）和营养级（）和营养级（trophic level）：食物链指生）：食物链指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条态系统中不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条式的关系，即物质和能量从植物开始，然后一级一级地转移到式的关系，即物质和能量从植物开始，然后一级

8、一级地转移到大型食肉动物。食物链上的每一个环节称为大型食肉动物。食物链上的每一个环节称为(chn wi)营养阶营养阶层或营养级，指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。层或营养级，指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。食物链的类型：根据食物链的起点不同，可将其分成两大类食物链的类型：根据食物链的起点不同，可将其分成两大类:牧食食物链（牧食食物链（grazing food chain）：又称捕食食物链，以活的）：又称捕食食物链，以活的动植物为起点的食物链，如绿色植物，草食动物、各级食肉动动植物为起点的食物链，如绿色植物，草食动物、各级食肉动物。寄生食物链可以看作捕食食物链的一种特殊类型。物

9、。寄生食物链可以看作捕食食物链的一种特殊类型。腐食食物链（腐食食物链（detrital food chain）：又称碎屑食物链，从死亡）：又称碎屑食物链，从死亡的有机体或腐屑开始。的有机体或腐屑开始。第七页，共22页。食物食物(shw)网网食物网食物网 (food web)：生：生态系统中的食物链很少态系统中的食物链很少是单条是单条(dntio)、孤立、孤立出现的，它往往是交叉出现的，它往往是交叉链索，形成复杂的网络链索，形成复杂的网络结构，此即食物网。结构，此即食物网。浮游植物浮游植物浮游动物浮游动物食草性鱼类食草性鱼类食肉性鱼食肉性鱼类。比较更长的食物链类。比较更长的食物链如：植物如：植物

10、蝴蝶蝴蝶精蜒精蜒蛙蛙蛇蛇鹰鹰第八页，共22页。食物食物(shw)链和食物链和食物(shw)网概念的意义网概念的意义食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食物链和食食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食物链和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、消费者与消费者物网把生物与非生物、生产者与消费者、消费者与消费者连成一个整体，反映了生态系统中各生物有机体之间的营连成一个整体，反映了生态系统中各生物有机体之间的营养位置和相互关系；各生物成分养位置和相互关系；各生物成分(chng fn)间通过食物网间通过食物网发生直接和间接的联系，保持着生态系统结构和功能的稳发生直接和间接的联系，保持着生态系统结

11、构和功能的稳定性。定性。生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物链和食物生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物链和食物网进行的。网进行的。食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律。原理和规律。第九页，共22页。 生态系统的营养结构生态系统的营养结构(jigu)及能流和物流间的及能流和物流间的关系关系生产者生产者(绿色植物绿色植物(ls zhw)消费者消费者(动物动物(dngw)还原者还原者(细菌、真菌细菌、真菌)放牧系统放牧系统净初级净初级生产生产分解系统分解系统死有机物死有机物太太阳阳辐辐射射能能呼吸散失呼吸散失呼吸

12、散失呼吸散失生态系生态系统的营统的营养结构养结构(能量流能量流动动)能流物流环境环境(土壤、空气、水土壤、空气、水)生态系生态系统的营统的营养结构养结构(物质循物质循环环)第十页，共22页。4 生态系统生态系统(shn ti x tn)的功能的功能能量流动：生产者能量流动：生产者 消费者消费者 分解者，单向分解者，单向 (详述详述)物质循环：生物物质循环：生物 环境，双向环境，双向(详述详述)信息传递信息传递(chund)：包括营养信息、化学信息、物理信息：包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息等，构成信息网。和行为信息等，构成信息网。第十一页，共22页。生态系统的信息生态系统的信息(xn

13、x)传递传递生态系统的信息特征生态系统的信息特征生态系统信息流动生态系统信息流动(lidng)的过程和环节的过程和环节信息化的生态系统信息化的生态系统生态系统的信息处理系统生态系统的信息处理系统第十二页，共22页。5 生态系统生态系统(shn ti x tn)的稳定性的稳定性生态系统的稳定性（生态系统的稳定性（stability）(生态平衡生态平衡):生态系统通过发生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态，表现为结构上、功能上、育和调节达到一种稳定的状态，表现为结构上、功能上、能量能量(nngling)输入和输出上的稳定，当受到外来干扰时，输入和输出上的稳定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，

14、但只要这种干扰没有超过一定限度，生平衡将受到破坏，但只要这种干扰没有超过一定限度，生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。 生态系统稳定性包括了两个方面的含义生态系统稳定性包括了两个方面的含义 :一方面一方面是系统保持现行状态的能力是系统保持现行状态的能力 ,即抗干扰的能力（抵抗力即抗干扰的能力（抵抗力resistance）;另一方面是系统受扰动后回归该状态的倾向另一方面是系统受扰动后回归该状态的倾向 ,即受扰后的恢复能力（恢复力即受扰后的恢复能力（恢复力resilience）。）。生态系统稳定性机制：生态系统具有自我调节的能力，维生态系统稳定性机制：生态系统

15、具有自我调节的能力，维持自身的稳定性，自然生态系统可以看成是一个控制论系持自身的稳定性，自然生态系统可以看成是一个控制论系统，因此，负反馈（统，因此，负反馈（negative feedback）调节在维持生态系）调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。统的稳定性方面具有重要的作用。第十三页，共22页。生态系统生态系统(shn ti x tn)中的反馈（正反馈（左）和负反中的反馈（正反馈（左）和负反馈（右）馈（右）狼狼狼狼兔兔兔兔植物植物(zhw)植物植物(zhw)狼狼饿饿死死狼狼吃吃饱饱吃了吃了较多较多兔子兔子吃了吃了较少较少兔子兔子兔兔吃吃饱饱兔兔饿饿死死吃了吃了较少较少的草的草吃了吃

16、了大量大量的草的草污染污染 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 第十四页，共22页。第十五页，共22页。6 生态系统生态系统(shn ti x tn)的服务功能的服务功能生态系统服务生态系统服务(ecosystem service)：由自然系统的生境、物种、：由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能称生态系统服务。生活环境对人类的服务性能称生态系统服务。生态系统服务的主要内涵：生态系统服务的主要内涵：生物生产生物生产生物多样性的维护生物多样性的维护传粉、传

17、播种子传粉、传播种子生物防治生物防治环境净化环境净化土壤形成及其改良土壤形成及其改良减缓干旱和洪涝灾害减缓干旱和洪涝灾害调节气候调节气候休闲、娱乐休闲、娱乐文化、艺术素养文化、艺术素养(syng)生态美的感受生态美的感受第十六页，共22页。第一节第一节 参考文献参考文献刘增文，李雅素。生态系统稳定性研究的历史与现状。生态学刘增文，李雅素。生态系统稳定性研究的历史与现状。生态学杂志，杂志，1997，16（2）：）：5861。孙刚孙刚 ,盛连喜盛连喜 ,周道玮周道玮 ,生态系统服务及其保护策略生态系统服务及其保护策略 ,应用应用(yngyng)生态学报生态学报 ,1999，10（3）。）。欧阳志云

18、，王如松，赵景柱。生态系统服务功能及其生态经济欧阳志云，王如松，赵景柱。生态系统服务功能及其生态经济价值评价。应用价值评价。应用(yngyng)生态学报，生态学报，1999，10（5）：）：635640。辛琨，肖笃宁。生态系统服务功能研究简述。中国人口辛琨，肖笃宁。生态系统服务功能研究简述。中国人口资源资源与环境，与环境， 2000，10（3）：）：2022。蔡晓明。生态系统生态学。北京：科学出版社，蔡晓明。生态系统生态学。北京：科学出版社，2000，3955。第十七页，共22页。第一节第一节 思考题思考题名词解释名词解释生态系统（生态系统（ecosystem）食物链（食物链（food chain）食物网（食物网（food web）碎屑食物链（碎屑食物链（detrital food chain）捕食捕食(b sh)食物链（食物链（grazing food chain）营养级（营养级（ trophic level ）寄生食物链（寄生食物链（parasitic chain）营养物种（营养物种（tropic species）*生态危机生态危机生态赤字生态赤字第十八页，共22页。第一节第一节 思考题思考题问答题问答题从负反馈机制入手，谈谈生态系统的自我调节功能。试就生态系统中反馈机制的形成和意义谈谈你的看法。举例说明什么是食物(s