生态系统生态学技术分析.pptx

第4章生态系统生态学 一、生态系统概述 二、生态系统中的能量流动 三、生态系统中的物质循环 四、生态系统中的信息传递 当前全球所面临的人口问题、重大资源与环境问题的解决，都依赖于对生态系统结构、功能、多样性、稳定性以及生态系统的演替、受干扰后的恢复能力和自我调节能力等问题的研究。 一、生态系统概述 生态系统的基本概念与特征 生态系统的组成成分与基本结构 食物链和食物网 营养级与生态金字塔 生态系统的稳定性 （一）生态系统的基本概念与特征 1、生态系统的基本概念 生态系统(ecosystem) ：在一定空间内，生物和非生物成分之间，通过不断的物质循环和能量流动而相互作用、相互依存，构成的一个生态学功能单位。 ——英国坦斯利Tansley A.G. （1935年）提出。 生态系统(ecosystem) 一个简单的陆地生态系统模式图 2、生态系统的共同特性 生态系统是生态学上的最主要的结构和功能单位。 生态系统具有自我调节能力。 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能。 营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值以及能流过程中能量的损失，一般不超过5 ~ 6个。 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。 3、生态系统的研究内容 自然生态系统的保护和利用 生态系统调控机制的研究 生态系统退化的机制、恢复及其修复研究 全球性生态问题的研究 生态系统可持续发展的研究 (二)生态系统的组成成分与基本结构 1、生态系统的组成成分 1、非生物环境（abiotic environment） 无机元素和化合物：C、H、O2、N2及矿质盐分等。 有机物质：碳水化合物、蛋白质、脂类、腐殖质等。 气候因子：光、热、水、空气、压力等。 2、生物成分（biotic components） （1）生产者：绿色植物、藻类、光能和化能细菌。 （2）消费者：异养生物包括各种动物（草食、肉食、大型食肉），特殊的如腐食消费者和寄生动物。 （3）分解者：异养生物如细菌、真菌、原生动物等。 （二）生态系统的组成成分与基本结构 2、生态系统的结构——营养结构 营养结构：一种以营养为纽带，把生态系统中的生物成分和非生物成分紧密联合起来，构成生产者、消费者和分解者三大功能群，能量流动、物质循环和信息传递成为三大功能的有机整体 （三）食物链和食物网 1、食物链 定义：生产者所固定的能量和物质,通过一系列取食和被取食关系在生态系统中传递,生物按其食物关系排列的链状顺序。 食物链类型： 1）捕食食物链 2） 碎屑食物链 3）寄生食物链 4）腐生性食物链 （三）食物链和食物网 1）捕食食物链——食物链以生产者为起点。(活体) 如植物→ 植食性动物→ 肉食性动物。 草原上的青草→ 野兔→ 狐狸→ 狼。 湖泊中的藻类→ 甲壳类→ 小鱼→ 大鱼。 2）碎食食物链：以碎食（植物的枯枝落叶等）为起点的食物链。 森林中90%的净生产以食物碎食方式被消耗。 例如：碎食物→ 碎食物消费者→ 小型肉食性动物→ 大型肉食性动物。 4.1.3食物链和食物网 3）寄生性食物链：生物间以寄生物与寄主的关系而构成食物链。它以大型动物为食物链起点。 如哺乳类或鸟类→ 跳蚤→ 原生动物→ 细菌→ 病毒。 4）腐生性食物链：以动、植物的遗体或粪便为食物链起点，也称分解链。 如动植物遗体或粪便→ 真菌、细菌→ 原生动物→ 土壤动物→ 节肢动物。 一个食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀在后” 植物汁液 蝉 螳螂 黄雀 鹰 （三）食物链和食物网 2、食物网 在生态系统中，一种生物往往以多种生物为食，食物链彼此交错连结形成一个网状结构。 南极海洋浮游食物网 北极岛屿简单的食物网 食物网 （四）营养级与生态金字塔 1、营养级 营养级：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。 营养级一般不超过6 级 生产者（绿色植物等）为第一营养级；所有以生产者为食的动物（植食动物，即一级消费者）为第二营养级。二级消费者（肉食动物）为第三营养级。以此类推。 南极海洋浮游食物网 （四）营养级与生态金字塔 2、生态金字塔 定义：把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量，按营养级位顺序排列并绘制成图，其形似金字塔，故称生态金字塔或生态锥体。 类型： 数量金字塔 生物量金字塔 能量金字塔 数量金字塔 单位面积内生产者的个体数目为塔基，以相同面积内各营养级有机体数目构成塔身及塔顶。一般每一个营养级所包括的有机体数目，沿食物链向上递减 数量金字塔 有时植食动物比生产者数目多。如昆虫和树木 个体大小差别很大，只用个体数目多少来说明问题有局限性 不同类型金字塔的比较 能量金字塔表达营养结构最全面，确切表示食物通