河南科技大学生态学第10章生态系统的一般特征资料.ppt

第10章 生态系统的一般特征 10.1 生态系统的基本概念 10.2 生态系统的组成与结构 10.3 食物链和食物网 10.4 营养级和生态金字塔 10.5 生态效率 10.6 生态系统的反馈调节和生态平衡 10.1 生态系统的基本概念 生态系统（ecosystem）的概念是由英国生态学家A. G. Tansley（1871—1955）在1935年最早提出的。 Tansley, A. G. 1935. The use and abuse of vegetational concepts and terms. Ecology 16: 284-307。 10.1 生态系统的基本概念 前苏联地植物学家V. N. Sucachev又从地植物学的研究出发，提出了生物地理群落（biogeocoenosis）的概念。 在自然界，任何自然的有生物生存的地段总包括植物、动物、微生物、土壤、大气(及后二者中的水分)几部分，它们相互作用，组成一个整体。 10.1 生态系统的基本概念 1941年，美国生态学家R. L. Lindeman（1915-1942）在研究湖泊生态系统时，受到我国“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃污泥”这一谚语的启发，提出了食物链的概念。 又受到“一山不能存二虎”的启发，提出了生态金字塔的理论，使人们认识到生态系统的营养结构和能量流动的特点。 10.1 生态系统的基本概念 现代生态系统的概念：生态系统是在一定的空间中共同栖息着的所有生物（生物群落）与其环境之间，通过不断进行的能量流动、物质循环和信息传递过程而形成的统一整体。 要点：生态系统是生物与环境之间进行能量流动和物质循环的基本功能单位。 10.1 生态系统的基本概念 生态系统的范畴： 自然生态系统：大至生物圈（biosphere）或生态圈（ecosphere），海洋、陆地，小至森林、草原、湖泊和小池塘； 人工生态系统：农田、果园、自给自足的宇宙飞船和用于验证生态学原理的各种封闭的微宇宙（美国的生物圈一号和生物圈二号。 10.1 生态系统的基本概念 生态系统的共同特征： 生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次； 生态系统内部具有自我调节能力； 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能； 生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动过程中的损失； 生态系统是一个动态系统，要经历一个从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程 。 10.2 生态系统的组成与结构 10.2 生态系统的组成与结构 10.2.1 非生物环境 （abiotic environment） 包括参加物质循环的无机元素和化合物（如C、N、CO2、O2、Ca、P、K），联系生物和非生物成分的有机物质（如蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等）以及气候和其它物理条件（如温度、压力）。 10.2 生态系统的组成与结构 10.2.2 生产者（producer） 利用简单的无机物质制造食物的自养生物（autotroph），主要包括所有绿色植物、蓝绿藻和少数化能合成细菌等自养生物。 10.2 生态系统的组成与结构 10.2.3 消费者（consumer） 直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物质，属于异养生物（heterotroph）。 食草动物（herbivores） 食肉动物（carnivores） 大型食肉动物或顶级食肉动物（top carnivores） 10.2 生态系统的组成与结构 10.2.4 分解者（decomposer）： 细菌（bacteria） 真菌（fungi） 无脊椎动物（invertebrate ）与原生动物（protozoa） 10.3 食物链和食物网 生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食的关系在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排列的链状顺序称为食物链（food chain) ； 食物链彼此交错连结行成一个网状结构，这就是食物网（food web）。 10.3 食物链和食物网 食物链的类型： 捕食食物链(grazing food chain)，以植食动物吃植物的活体开始； 碎屑食物链(detrital food chain)，从分解动植物尸体或粪便中有机物质颗粒开始。 10.4 营养级与生态金字塔 营养级（trophic levels）：在生态系统的食物网中，凡是以相同的方式获取相同性质食物的植物类群和动物类群可分别称作一个营养级。即处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。 10.4 营养级与生态金字塔 生态系统中的能量流动是单向的，通过各个营养级的能量是逐级减少的，减少的原因是：①各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级的生物量，总有一部分会自然死亡和被分解者所利用；②各营养级的同化率也不是百分