生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué).ppt

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1、第4章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)4.1生態(tài)系統(tǒng)概述4.1.1生態(tài)系統(tǒng)的基本概念與特征4.1.2生態(tài)系統(tǒng)的組成成分與基本結(jié)構(gòu)4.1.3食物鏈和食物網(wǎng)4.1.4營(yíng)養(yǎng)級(jí)與生態(tài)金字塔4.1.5生態(tài)效率4.1.6生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性4.1.7生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的劃分4.1.1生態(tài)系統(tǒng)的基本概念與特征1.生態(tài)系統(tǒng)的基本概念生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）就是在一定空間中共同棲居著的所有生物（即生物群落）與其環(huán)境之間由于不斷地進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程而形成的相互作用和相互依存的統(tǒng)一整體。如森林、草原、荒漠、濕地、海洋、湖泊、河流等。研究生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)就叫生態(tài)系統(tǒng)學(xué)或生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)。2.生態(tài)系統(tǒng)的共同特征1)生態(tài)系統(tǒng)是生

2、態(tài)學(xué)上一個(gè)主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次。2)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力。3)能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能。4)生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目受限于生產(chǎn)者所固定的能值和能量在流動(dòng)過(guò)程中的損失，通常不會(huì)超過(guò)5～6個(gè)。5)生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。3.生態(tài)系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容(1)自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和利用(2)生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制的研究(3)生態(tài)系統(tǒng)退化的機(jī)理、恢復(fù)模型及其修復(fù)的研究(4)全球性生態(tài)問(wèn)題的研究(5)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展研究4.生態(tài)系統(tǒng)的研究意義解決環(huán)境污染問(wèn)題、人口問(wèn)題與自然資源的合理利用問(wèn)題，都有賴(lài)于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、穩(wěn)定性及其對(duì)干擾的忍受和恢復(fù)能力的

3、研究。生態(tài)系統(tǒng)理論是關(guān)于自然界宏觀研究的最完整的理論之一。生態(tài)系統(tǒng)研究是自然資源的合理利用和保護(hù)的科學(xué)基礎(chǔ)。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代化建設(shè)在實(shí)踐上和理論上也給我們提出了許多生態(tài)系統(tǒng)的研究課題。例如，西部大開(kāi)發(fā)的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)，三峽水電站修建的生態(tài)學(xué)影響，三北防護(hù)林帶的生態(tài)學(xué)意義等等。4.1.2生態(tài)系統(tǒng)的組成成分與基本結(jié)構(gòu)1.生態(tài)系統(tǒng)的組成成分生物成分生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者非生物成分消費(fèi)者分解者(1)非生物環(huán)境1）驅(qū)動(dòng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的能源和熱量等氣候因子：主要指太陽(yáng)能及其他形式的能源，溫度、濕度、風(fēng)等。2）生物生長(zhǎng)的基質(zhì)和媒介：主要是指巖石、砂礫、土壤、空氣、水等。3）生物生長(zhǎng)代謝的材料：主要指參加物質(zhì)

4、循環(huán)的無(wú)機(jī)元素和化合物（如C、N、CO2、H2O、O2、Ca、P、K等）及有機(jī)物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂類(lèi)和腐殖質(zhì)等）。(2)生產(chǎn)者（Producer）以簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物制造食物，并把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，貯存在有機(jī)物的分子鍵中的自養(yǎng)生物，包括所有的綠色植物和利用化學(xué)能的細(xì)菌等，主要是指綠色植物。生產(chǎn)者所合成的有機(jī)物是消費(fèi)者和分解者最初的能量來(lái)源。生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)中最基本和最關(guān)鍵的生物成分，所有自我維持的生態(tài)系統(tǒng)都必須具有生產(chǎn)者。(3)消費(fèi)者（consumer）直接或間接依賴(lài)生產(chǎn)者制造的有機(jī)物質(zhì)為生，屬于異養(yǎng)生物。主要是指以其他生物為食的各種動(dòng)物，按其營(yíng)養(yǎng)方式，可分為植食動(dòng)物、肉食動(dòng)物、

5、大型肉食動(dòng)物（頂極肉食動(dòng)物）、寄生動(dòng)物及雜食動(dòng)物等。(4)分解者（decomposer）屬于異養(yǎng)生物，基本功能是把動(dòng)植物殘?bào)w逐漸分解為比較簡(jiǎn)單的化合物，最終分解為最簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，并把它們釋放到環(huán)境中去，供生產(chǎn)者重新吸收和利用。分解者主要是細(xì)菌、真菌和某些營(yíng)腐生生活的原生動(dòng)物和小型土壤動(dòng)物（例如甲蟲(chóng)、白蟻、某些軟體動(dòng)物等）。分解過(guò)程在分解者的體內(nèi)或體外進(jìn)行。分解者影響著生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)再循環(huán)，是任何生態(tài)系統(tǒng)都不能缺少的組成成分。2.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)指系統(tǒng)內(nèi)各要素相互聯(lián)系、作用的方式，是系統(tǒng)存在與發(fā)育的基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)穩(wěn)定性的保障。形態(tài)結(jié)構(gòu)是指生態(tài)系統(tǒng)中生物種類(lèi)、種群數(shù)量、物種的空間配置以及物

6、種隨時(shí)間而發(fā)生的變化。營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)是指一種以營(yíng)養(yǎng)為紐帶，把生態(tài)系統(tǒng)中的生物成分和非生物成分緊密結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三大功能群，能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞成為三大功能的有機(jī)整體。生態(tài)系統(tǒng)研究就是以營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)研究為基礎(chǔ)的。生態(tài)系統(tǒng)可分為三個(gè)亞系統(tǒng)，即生產(chǎn)者亞系統(tǒng)、消費(fèi)者亞系統(tǒng)和分解者亞系統(tǒng)。4.1.3食物鏈和食物網(wǎng)1.食物鏈（foodchain）(1)食物鏈定義生產(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)系排列的鏈狀順序稱(chēng)為食物鏈。由于受能量傳遞效率的限制，食物鏈的長(zhǎng)度不可能太長(zhǎng)，一般食物鏈都是由4～5個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的。生態(tài)系統(tǒng)中的食物

7、鏈不是固定不變的，只有在生物群落組成中成為核心的、數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)的種類(lèi)所組成的食物鏈才是穩(wěn)定的。(2)食物鏈類(lèi)型1)捕食食物鏈：直接以生產(chǎn)者為基礎(chǔ)，繼之以植食性動(dòng)物和肉食性動(dòng)物，能量沿著太陽(yáng)→生產(chǎn)者→植食性動(dòng)物→肉食性動(dòng)物的途徑流動(dòng)。如：青草→野兔→狐→狼。在大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)中，凈初級(jí)生產(chǎn)量只有很少一部分通向捕食食物鏈，不是主要的食物鏈。2)碎屑食物鏈：以碎屑為基礎(chǔ)，高等植物的枯枝落葉被分解者分解成碎屑，然后再為多種動(dòng)物所食。其構(gòu)成方式為枯枝落葉→分解者或碎屑