(化學(xué))生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)

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1、生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)概論一、生態(tài)系統(tǒng)ecosystem的基本概念生態(tài)系統(tǒng)是生物群落與其環(huán)境之間由于不斷地進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)過(guò)程而形成的統(tǒng)一體，它是一個(gè)生物與環(huán)境之間相互作用而形成的動(dòng)態(tài)完整體系。生態(tài)系統(tǒng)的特性：具有自我調(diào)節(jié)能力；物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能；營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目不會(huì)超過(guò)5－6個(gè)；是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)8/23/20211BasicEcology二、生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)及三大功能類群1.非生物環(huán)境：無(wú)機(jī)物質(zhì)；有機(jī)化合物；氣候因素3.生產(chǎn)者4.消費(fèi)者5.分解者對(duì)于一些自然生

2、態(tài)系統(tǒng)而言，可以沒(méi)有消費(fèi)者，但生產(chǎn)者和分解者都是不可缺少的。8/23/20212BasicEcology8/23/20213BasicEcology三、食物鏈和食物網(wǎng)（一）食物鏈和食物網(wǎng)的概念食物鏈：生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過(guò)一系列取食和被食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序。生物擴(kuò)大作用食物網(wǎng)：食物鏈彼此交錯(cuò)連結(jié)，形成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強(qiáng)。8/23/20214BasicEcology8/23/20215BasicEcology（二）食物

3、鏈的類型捕食食物鏈綠色植物為起點(diǎn)到食草動(dòng)物進(jìn)而到食肉動(dòng)物的食物鏈植物-食草動(dòng)物-食肉動(dòng)物草原上：青草-野兔-狐貍-狼湖泊中：藻類-甲殼類-小魚(yú)-大魚(yú)碎屑食物鏈動(dòng)、植物的遺體被食腐性生物(小型土壤動(dòng)物、真菌、細(xì)菌)取食，然后到他們的捕食者的食物鏈植物殘?bào)w-蚯蚓-線蟲(chóng)類-節(jié)肢動(dòng)物寄生食物鏈由宿主和寄生物構(gòu)成以大型動(dòng)物為食物鏈的起點(diǎn)，繼之以小型動(dòng)物、微型動(dòng)物、細(xì)菌和病毒后者與前者是寄生性關(guān)系哺乳動(dòng)物或鳥(niǎo)類-跳蚤-原生動(dòng)物-細(xì)菌-病毒8/23/20216BasicEcology四、營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔營(yíng)養(yǎng)級(jí)：處于食

4、物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。8/23/20217BasicEcology8/23/20218BasicEcology8/23/20219BasicEcology生態(tài)系統(tǒng)中能流是單向的，通過(guò)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量是逐漸減少的：各營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者不可能100%利用前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化率也不是100%，總有一部分排泄出去各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物要維持自身的活動(dòng)，消耗一部分熱量能流在通過(guò)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)會(huì)急劇減少，食物鏈就不可能太長(zhǎng)生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般只有四、五級(jí)，很少超過(guò)六級(jí)8/23/202110BasicEcology

5、生態(tài)金字塔：各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系由低到高呈金字塔形，這些數(shù)量單位可采用生物量、能量和個(gè)體數(shù)量。8/23/202111BasicEcology能量金字塔表達(dá)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)最全面，確切表示食物通過(guò)食物鏈的效率，永遠(yuǎn)是正塔型，而數(shù)量金字塔和生物量金字塔有時(shí)有倒置的情況。數(shù)量金字塔過(guò)分突出小生物體的重要性生物量金字塔過(guò)分突出大生物體的重要性8/23/202112BasicEcology五、生態(tài)效率ecologicalefficiencies是指各種能流參數(shù)中的任何一個(gè)參數(shù)在營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間或營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)部的比值關(guān)系。能量參

6、數(shù)：攝取量(I)：表示各生物所攝取的能量同化量(A)：動(dòng)物消化道內(nèi)被吸收的能量，即消費(fèi)者吸收所采食的食物能；植物光合作用所固定的日光能呼吸量(R)：生物在呼吸等新陳代謝和各種活動(dòng)所消耗的全部能量生產(chǎn)量(P)：生物呼吸消耗后所凈剩的同化能量值。P=A-R8/23/202113BasicEcology同化效率：肉食動(dòng)物的同化效率高于植食動(dòng)物生產(chǎn)效率：哺乳動(dòng)物呼吸消耗的能量最多，大約占同化量的97-99%，只有1%-3%用于凈生產(chǎn)量8/23/202114BasicEcology消費(fèi)效率：一般在20-35%范圍內(nèi)

7、，每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈生產(chǎn)的65%-75%進(jìn)入碎屑食物鏈Lindman效率：n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量占n營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量之比：Le=In+1/In林得曼定律（十分之一定律）：能量沿營(yíng)養(yǎng)級(jí)的移動(dòng)時(shí)，逐級(jí)變小，后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)只能是前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的十分之一左右。生長(zhǎng)效率:變溫動(dòng)物>恒溫動(dòng)物;無(wú)脊椎動(dòng)物>脊椎動(dòng)物內(nèi)溫：大型動(dòng)物>小型動(dòng)物;幼年動(dòng)物>老年動(dòng)物同化效率:食肉動(dòng)物>食草動(dòng)物;能量轉(zhuǎn)換效率:變溫>恒溫8/23/202115BasicEcology六、生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡反饋調(diào)節(jié)：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)某一成分發(fā)生變化

8、，它必然引起其他成分出現(xiàn)一系列相應(yīng)變化，這些變化又反過(guò)來(lái)影響最初發(fā)生變化的那種成分負(fù)反饋：系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他一系列變化，結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分的變化，使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到或保持平衡或穩(wěn)態(tài)正反饋：系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他一系列變化，反過(guò)來(lái)加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化，使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。如湖泊污染，導(dǎo)致魚(yú)的數(shù)量因死亡而減少，由于魚(yú)體腐爛，加重湖泊污染并引起更多魚(yú)類的死亡。8/23/