海洋生態(tài)學(xué)-第1章-生態(tài)系統(tǒng)概述.ppt

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1、第一章生態(tài)系統(tǒng)概述掌握生態(tài)系統(tǒng)的基本概念及其核心思想、生態(tài)系統(tǒng)的基本功能成分和生物生產(chǎn)、能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的基本過程。了解維持生態(tài)穩(wěn)定的機(jī)制以及生物圈主要生態(tài)系統(tǒng)類型，同時(shí)初步認(rèn)識(shí)生物圈的形成與進(jìn)化。學(xué)習(xí)目的：第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與功能生態(tài)系統(tǒng)是指在一定的空間內(nèi)生物的成分和非生物的成分通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)互相作用、互相依存構(gòu)成的一個(gè)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制的生態(tài)學(xué)功能單位。生態(tài)系統(tǒng)具有自然整體性，在任何情況下，生物群落都不可能單獨(dú)存在，它總是和環(huán)境密切相關(guān)、相互作用，組成有序的整體。如一個(gè)湖泊、一片草地。一、什么叫生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）生態(tài)系統(tǒng)概念強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中生物與非生物

2、組分在結(jié)構(gòu)和功能上的統(tǒng)一。極大推動(dòng)了生態(tài)學(xué)的發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)成為現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究的中心。生物大分子基因細(xì)胞組織　　　　全球都是生命系統(tǒng)器官個(gè)體生態(tài)系統(tǒng)二、生態(tài)系統(tǒng)的基本組成成分1、非生物成分(abioticcomponent)：生命支持系統(tǒng)2、生物成分（bioticcomponent）：生態(tài)系統(tǒng)的主體功能性組分——功能群：生產(chǎn)者(producers)消費(fèi)者(consumers)：植食動(dòng)物、肉食動(dòng)物、雜食動(dòng)物、寄生動(dòng)物、異養(yǎng)微生物分解者(decomposers)流通者（circulator）：昆蟲傳粉調(diào)控者（regulator）：頂極生物三、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)（一）生態(tài)系

3、統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：食物鏈和食物網(wǎng)１、食物鏈（foodchain）：是指生物之間通過食與被食形成一環(huán)套一環(huán)的鏈狀營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。食物鏈類型：牧食食物鏈或稱植食食物鏈（grazingfoodchain）碎屑食物鏈（detritusfoodchain）寄生食物鏈２、食物網(wǎng)（foodweb）：食物鏈彼此交錯(cuò)連接，形成網(wǎng)狀營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，稱之為食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)中生物種類繁多，一種生物往往有多種食物對(duì)象，同一種生物也可被多物種攝食，因此一種生物不可能固定在一條食物鏈上。食物網(wǎng)更能真實(shí)地反映生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各種生物有機(jī)體之間的營(yíng)養(yǎng)位置和相互關(guān)系。圖１－２１－１１－３（二）生態(tài)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)自然生態(tài)系統(tǒng)的自養(yǎng)和異

4、養(yǎng)成分在空間上通常是分層的圖１－４四、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的基本過程（一）生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)和能量流動(dòng)　　　　　（energytransfer）生態(tài)系統(tǒng)的能源來自太陽(yáng)，光合作用固定的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)潛能貯存在被結(jié)合的有機(jī)物分子鍵中。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)與轉(zhuǎn)化服從熱力學(xué)定律。攝食是一種形式的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為另一種形式化學(xué)能的過程。植物光合作用形成的有機(jī)物質(zhì)和能量，一部分呼吸消耗，剩余提供給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。植食性動(dòng)物利用一部分凈初級(jí)產(chǎn)量，利用的部分（攝食量）有一些不能被同化排出體外。被同化吸收的量又有相當(dāng)一部分用于機(jī)體的生命活動(dòng)，轉(zhuǎn)變成熱能而散失，還有一部分以代謝廢物（如尿液）的形式

5、排出。其余的才是轉(zhuǎn)化為植食性動(dòng)物的繁殖與生長(zhǎng)，也就是能夠提供給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用的能量。食物＝動(dòng)物得到的＝動(dòng)物未得到的動(dòng)物吃進(jìn)的＝動(dòng)物未吃進(jìn)的被同化的＝未同化的次級(jí)生產(chǎn)量＝呼吸代謝被更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)取食未被取食１－５（二）生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)（cycleofmatter）植物在光合作用過程中同時(shí)吸收各種養(yǎng)分，主要是無機(jī)物質(zhì)（如NO3－、PO43－等），轉(zhuǎn)變?yōu)樯矬w中各種有機(jī)物質(zhì)（如碳水化合物、蛋白質(zhì)、核酸等）。它們通過綠色植物吸收進(jìn)入食物鏈，并在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間傳遞、轉(zhuǎn)化，當(dāng)生物死亡后，機(jī)體內(nèi)各種有機(jī)物質(zhì)被微生物分解成為無機(jī)物釋回環(huán)境中，然后再一次被植物吸收利用，重新進(jìn)入食物鏈，參加生態(tài)系統(tǒng)

6、的物質(zhì)再循環(huán)。生物地化循環(huán)（biogeochemicalcycle）：生態(tài)系統(tǒng)之間各種物質(zhì)或元素的輸入和輸出以及它們?cè)诖髿馊?、水圈、土壤圈、巖石圈之間的交換。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)是緊密聯(lián)系、不可分割的，能量是通過物質(zhì)載體來流動(dòng)的，但是，兩者又有根本區(qū)別。能量來源于太陽(yáng)，在食物鏈中向著一個(gè)方向逐級(jí)流動(dòng)，不斷消耗和散失；而營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來源于地球并可被生物多次利用，在生態(tài)系統(tǒng)中不斷地循環(huán)，或從一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)消失而又在另一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)。能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系庫(kù)(pool)：生態(tài)系統(tǒng)中某一物質(zhì)在生物或非生物環(huán)境中貯存的數(shù)量。貯存庫(kù)（reservoirpool）、交換庫(kù)或循環(huán)庫(kù)(e

7、xchangeorcyclingpool)流通率：物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中庫(kù)與庫(kù)之間流通的速率。周轉(zhuǎn)率：某物質(zhì)的流通率與庫(kù)含量之比即為周轉(zhuǎn)率。周轉(zhuǎn)時(shí)間：周轉(zhuǎn)率的倒數(shù)周轉(zhuǎn)率＝流通率庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)量周轉(zhuǎn)時(shí)間＝庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)量流通率1、反饋機(jī)制（feedbackmechanism）：生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)通過反饋機(jī)制來實(shí)現(xiàn)反饋：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中某一成分發(fā)生變化的時(shí)候，它必然會(huì)引起其他成分出現(xiàn)一系列的相應(yīng)變化，這些變化最終又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分，這個(gè)過程就叫反饋。五、生態(tài)系統(tǒng)的自校穩(wěn)態(tài)和生態(tài)平衡反饋有正反饋（positi