生物系统设计技术整理解说.doc

生态学理论与生态系统 生态学是研究环境与生物相互关系的一门科学。针对研究的对象不同，生态学可分为个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学。但无论其层次水平如何不同，都是为了研究生物与环境之间的相互关系，或者是如何从系统化的角度来研究生物与环境物流、能流及相互之间关系的一门学科。 生态学研究的对象和内容 ??? 生态学源于生物学，属宏观生物学范畴，但现代生态学向微观和宏观两个方向发展，一方面在分子、细胞等微观水平上探讨生物与环境之间的相互关系；另一方面在个体、种群、群落、生态系统等宏观层次上探讨生物与环境之间的相互关系。现在生态学研究对象和内容可从以下几个方面来理解: （一）生态学是研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的一门生物学分支学科 1．如按现代生物学的组织层次来划分，生态学的研究对象为：基因、细胞、器官、有机体、种群、群落、生态系统等，研究它们与环境之间的相互关系。 2．如按生物类群来划分，生态学的研究对象为：植物、微生物、昆虫、鱼类、鸟类、兽类等单一的生物类群，研究它们与环境之间的相互关系。 （二）生态学尽管向宏观和微观两个方向发展，但其研究中心为种群、群落和生态系统，属宏观生物学范畴。 系统的概念 (system) 1.定义 系统论的创始人是奥地利的贝塔朗菲，系统是由相互作用和相互依赖的若干个组成部分结合而成的、具有特定功能的整体。 系统必须具备的三个条件：由二个以上的组分组成；组分之间有密切的联系；以整体方式完成一定的功能。 2.系统的结构特点 系统都有边界。 系统具有层次性。即系统由若干个子系统组成，系统本身也是更大系统的子系统。 构成系统的组分间有一定的量比关系。 系统的组分在空间上有一定的排列位置关系。 所谓生态系统，是指生物群落与生存环境之间，以及生物群落内生物之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转化和信息传递，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。地球上有无数大大小小的生态系统，其核心是生物群落。它具有自我维持、修补和重建的能力。 生态系统：就是指在一定的时空范围内，由生物因素与环境因素相互作用、相互影响所构戍的综合体，或者说，是占据一定空间的自然界客观存在的实体，是生命系统与环境系统在特定空间的组合。 地球上最大的生态系统就是生物圈 生态系统的结构与特点 自然界的生态系统多种多样，其结构与功能也不尽相同。生态系统的结构主要指构成生态系统的诸要素及其在时间、空间上的分布状况，生态系统内物质和能量流动的途径等，主要有物种结构、时空结构和营养结构三种类型。 生态系统同一般的系统相比具有一般系统所具有的共同性质，但又与其他系统不同，具有如下的特征： 1. 组织成分。它是由有生命的和无生命的两种成分组成，不仅包括植物、动物、微生物，还包括无机环境中作用于生物物质的物理化学成分，只有在生命存在的情况下，才有生态系统的存在，这是最本质与根本的一点。 2. 生态系统通常与特定的空间联系，因而具有一定的自然地理特点和一定的空间结构特点。 3. 生物的发展规律。生物具有生长、发育、繁殖和衰亡的特性，因而生态系统也可以区分为幼年期、成长期和成熟期等阶段，表现出明显的时间变化恃征，有着自身的发展演化规律。 4. 生物的营养和功能。生态系统也具有代谢作用，其活动方式是通过生产者、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转化过程完成的。 5. 具有复杂的动态平衡恃征。生态系统中的生物存在着种内与种间的关系、生物与环境的关系，这些关系在不断发展变化，以维持其相对平衡。这种平衡处在不断变化之中，存在着正反馈与负反馈的作用。任何自然力或人类活动干扰，都会对系统的某一环节或环境困子造成影响，甚至导致生态系统的崩溃，影响系统的生态平衡。 农业生态系统及特点 农业生态系统也是一个具有一般系统特征的人工系统。它是人们利用农业生物与非生物环境之间以及生物种群之间的相互作用建立，并按照人类需求进行物质生产的有机整体。其实质是人类利用农业生物来固定、转化太阳能，以获取一系列社会必须的生活和生产资料。农业生态系统是由自然生态系统演变而来，并在人类的活动影响下形成的，它是人类驯化了的自然生态系统。因此，不仅受自然生态规律的支配，还受社会经济规律的调节。 农业生态系统与自然生态系统一样，也由生物与环境两大部分组成，但亦有所不同。生物组分是以人工驯化、栽培的农作物、家畜、家禽等为主。在农业生态系统中的生物组分中增加了人这样一个大型消费者，同时又是环境的调控者。环境组分则是部分受到人工控制或是全部经过人工改造的环境。 特点 l．是人类强烈干预下的开放系统。 2.农业生态系统中的农业生物具有较高的净生产力、较高的经济价值和较低的抗逆性