728生态学电子浙里课件第6章

1、第六章 生态系统概述第一节 系统第二节 生态系统第一节 系统一、什么是系统二、系统的基本特点三、系统的研究途径一、什么是系统系统(system):是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。系统的构成，须具备三个条件:有两个以上的组份;组份间有联系；以整体方式共同完成功能。 二、系统的基本特性 (一）系统组分的整体性1、系统无论大小都有一定的边界 系统的边界，可能是自然形成的，也可以是人为划定的。例如，一只猫皮毛就构成猫这个生物个体的自然边界；一个农场的边界则往往是人为划定的。 2、系统的垂直分离特征 系统各组分本身又可以自成系统，称为子系统（subsystem），或

2、亚系统，而系统本身又是一个更大系统的组分，亦即系统具有层次性。自然界和人类社会系统普遍存在着这种大系统套小系统的层次现象，如从生物大分子到细胞器、细胞、组织、器官、个体、种群、群落、生态系统，是一个典型的自然系统层次；这种大系统套小系统的层次结构特征成为系统的垂直分离特征.。 3、系统的水平分离特征 系统由多个组分组成，系统可分为多个组分的结构特征称为系统的水平分离特征。 （二）系统结构的有序性1、系统的各个组分都有一定量比关系 例如，一群蜂蝗出现两个蜂后必然产生分群；基因由一定的核苷酸组成，四种核苷酸的组成发生变化，基因的功能就完全不同。2、系统内各组分通过各种联系相互作用、相互约束、相互牵

3、制，一个组分的变化会导致其他组分的变化，甚至整个系统的变化。3、系统各组分分工合作，共同完成系统功能。（三）系统的整体性 系统的整体功能不等于它各组分功能的简单相加，而是大于各组分之和 。系统内任一组份产生变化，最终影响到系统的其他组分，使系统的整体产生相应的变化 . （四）系统结构和功能的控性 结构决定功能，通过调控结构可以调控功能。 三、系统的研究途径1、黑箱法(Black box approach):Input output结构与过程均不清楚或不必弄清楚2、白箱法(Black box approach)：结构与过程均清楚或需要弄清楚inputoutput第二节 生态系统一、什么是生态系统

4、？二、生态系统的特点三、生态系统的组分四、生态系统的营养结构五、生态系统的类型六、关于生态系统的过程与功能一、什么是生态系统？生态系统(ecosystem)：即生物群落与其生存环境之间，以及生物种群之间密切联系相互作用，通过物质交换能量转换和信息传递，成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡体系，称为生态系统(ecosystem)。 生态系统的核心是生物群落 。当前生态系统研究的重点自然生态系统的保护和服务功能生态系统调控机制的研究生态系统退化的机制、恢复研究全球性生态问题的研究生态系统可持续发展的研究二、生态系统的特点 生态系统区别于一般系统的共性之外，还具有不同于一般系统的个

5、性，主要表现在：1、在组成成分方面：不仅包括各种无生命的物理、化学成分，还包括有生命的生物成分，生物群落是生态系统的核心。2、特定空间：生态系统通常与特定的空间相联系，因而都有具有一定的地区特点和空间结构。 3、时间特性：生物具有生长、发育、繁殖和死亡的特性，生态系统也表现出明显的时间特征，具有从简单到复杂，从低级到高级的演变发展规律。 4、新陈代谢：生态系统的代谢活动是通过生产者、大型消费者和小型消费者这三大功能类群参与的物质循环和能量流动过程完成的。 5、动态平衡：系统内各生物种内、种间以及生物与环境之间在结构和功能方面具有复杂的动态平衡特征。6、开放系统：各类生态系统都是程度不同的开放系

6、统，不断地从外界输入能量和物质，经过转换变为输出，从而维持系统的有序状态。 三、生态系统的组分 生态系统成分，不论是陆地还是水域，或大或小，都可以概括为生物组分和环境组分两大组分。（一）环境组分无机物质：氧、氮、二氧化碳、水及无机元素有机物质：蛋白质、糖类、脂肪类、腐殖质等气候因素：温、湿、风、雨（二）生物组分 多种多样的生物在生态系统中扮演着重要的角色。根据生物在生态系统中发挥的作用和地位而划分为生产者、消费者和分解者三大功能类群。 生产者（producers），又称初级生产者（primary producers），指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。消费者（macro-co

7、nsumers），指以初级生产的产物为食物的大型异养生物，主要是动物。分解者（composers），指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生物，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。小型消费者使构成有机成分的元素和贮备的能量通过分解作用又释放到无机环境中去。废气物废气物无机元素生产者消费者分解者 功能类群之间的关系关于功能类群* 目前对于生态系统划分为功能类群生产者、消费者和分解者有些争议，认为一个完整的生态系统，应该有生产者、消费者、分解者、流通者和调控者。 凡是具有净组织生长、能量物质积累或再生产的生物群都是生产者（producers）： ，从这一意义上来说，所有的生物都是生产者。凡是利用

8、有机物质的生物都是消费者（macro-consumers），植物也要消耗60%的自身产物用于生命活动，从这一角度所有的生物都是消费者。流通者（circulator）:在食物链中携带物质和能量运动并在营养级之间进行物质和能量交换活动的生物群。从这一意义上每一个生物体均是流通者。调控者（regulator）：如人四、生态系统的营养结构（一）生态系统的食物链(Food chain)1、什么是食物链？ 生态系统中贮存与有机物中的化学能，通过一系列的吃与被吃的关系，把生物与生物紧密地联系起来，这种生物成员之间以食物营养关系彼此联系起来的序列，称为食物链 (Food chain)。 食物链中每一个生物成员

9、称为营养级（trophic level）。2、食物链的类型按照生物与生物之间的关系可将食物链分成三种类型捕食食物链（grazing food chain）：指一种活的生物取食另一种活的生物所构成的食物链。捕食食物链都以生产者为食物链的起点。如植物 植食性动物 肉食性动物。这种食物链既存在于水域，也存在于陆地环境。如草原上的青草 野兔 狐狸 狼；在湖泊中，藻类 甲壳 小鱼 大鱼。碎食食物链（detritus food chain）：指以碎食（植物的枯枝落叶等）为食物链的起点的食物链。碎食被别的生物所利用，分解成碎屑，然后再为多种动物所食构成。其构成方式：碎食物 碎食物消费者 小型肉食性动物 大型

10、肉食性动物。在森林中，有90%的净生产是以食物碎食方式被消耗的。寄生性食物链（parasite food chain）：由宿主和寄生物构成。它以大型动物为食物链的起点，继之以小型动物、微型动物、细菌和病毒。后者与前者是寄生性关系。如哺乳动物或鸟类 跳蚤 原生动物 细菌 病毒。3、生态系统中各类食物链具有以下特点：在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不相同的多种生物。在同一个生态系统中，可能有多条食物链，它们的长短不同，营养级数目不等，自然生态系统中营养级的数目是有限的（5)。在人工生态系统中，食物链的长度可以人为调节。在不同的生态系统中，各类食物链的比重不同。在任一生态系统，各类食物

11、链总是协同起作用.4、食物链长度*关于食物链的长度食物链的长度分析（Pimm,1986;Cohen 1982）营养级 1 2 3 4 5 6 资料频率 1 45 37 22 5 3 113 Cohen 7 2 103 Pimm 1986关于食物链长度假说*1）能量流动假说 2）个体的大小假说3）最适捕食假说4）动态稳定性假说 （二）食物网（Food web）食物网（Food web）：生态系统中多条食物链相联，构成的网状结构即为食物网。食物网不仅维持着生态系统的相对平衡，并推动着生物的进化，成为自然界发展演变的动力。这种以营养为纽带，把生物与环境、生物与生物紧密联系起来的结构，称为生态系统的营

12、养结构。关于食物网结构*食物网结构的特点 根据物种在食物网所处的位置，可分为三种基本类型：1）顶位种(top species):在食物网中不被任何物种捕食的物种。sink2）中位种（intermediate species）: 在食物网中既是捕食者又是被捕食者的物种。3）基位种（basal species）:不取食任何物种的物种。 source食物网中，物种的联系（链节，link）具有方向性， 可分为四种基本类型：1）基位-中位链：2）基位-顶位链3）中位-中位链4）中位-顶位链食物网的规律1）顶位种、中位种、基位种的数量比例稳定，比例为：0.2853：0.5251：0.1896。2）捕食者和被捕食者的比例相当稳定，比例为：4：3。3）各类型链节的平均数大体与食物网内链节总数成正比。分别是0.274, 0.077, 0.301, 0.348.4）链节数和物种数比例稳定，比例为：2：15）食物