第一章 生态系统及其功能概论.ppt

第一章 生态系统及其功能概论 第一部分 海洋生态学总论 第一节 生态系统的组成结构与功能 第二节 生物圈的形成与进化 第三节 生态系统服务 第一节 生态系统的组成结构与功能 一、生态系统的概念与基本特征 二、生态系统的基本组成成分 三、生态系统的营养结构和空间结构 四、生态系统的功能 五、生态系统的自校稳态和生态平衡 一、生态系统的概念与基本特征 （一）生态系统的概念 生态系统（ecological system, ecosystem）：指特定的空间内所有生物（生物群落）与其环境通过能量流动、物质循环和信息传递而相互作用和相互依赖构成的功能单元（functional unit）。 一定时间和空间范围内，生物（一个或多个生物群落）与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互联系、相互作用并具有自动调节机制的自然整体。 （二）生态系统的基本特征 1、通常与特定空间相联系，包括一定区域和范围的空间概念。 2、具有繁殖、发育、生长、衰老和死亡等生物有机体的特征，因而生态系统可以分为幼期、成长期和成熟期等阶段，便显出了时间概念的时间特性，从而产生了生态系统的演替。 3、具有生物代谢机能的特征。 4、具有系统整体自动调节功能。 生态系统自动调节机能 1、同种生物种群密度的调节。 2、不同物种生物种群之间的调节（食物联系进行调节）。 3、生物与环境之间的相互适应调节。生物从环境摄取必需的生活物质，环境需要经常补偿其所输出的物质，两者进行着输入与输出之间的供需调节。 （三）生态系统的分类 根据环境性质和形态特征分类： （四）海洋生态系统的特点 在海洋生态系统中，初级生产者主要是体型极小、数量及大、种类繁多的浮游植物和一些微生物组成；初级消费者主要由体型也很小，种类数量也很多的浮游动物组成。它们利用植物资源的效率很高，周转速度很快，另外还有许多杂食种类也在起着一定数量的调节作用。生物分布的深度范围很广，海水的不断运动和生物本身活动分布的变化也很大。 二、生态系统的基本组成成分 （一）生物性成分 生物性成分是生态系统的主体。 （二）非生物成分 ：非生物环境 是生态系统的生命支持系统，它是生物生活的场所，具备生物生存所必须的物质条件，也是生物能量的源泉。 三、生态系统的营养结构和空间结构 （一）生态系统的营养结构 1、定义 食物链（food chain）：在自然生物群落中，任何一种动物不会只捕食其他动物而不被另外一种动物捕食，通常某种动物既捕食另一类动物，同时又被其他动物所捕食。这样在自然生物群落中形成了一个连串的食物关系，这种关系在生态学中被称为食物链。 食物环节（food link）或营养阶层（trophic level）： 指食物链上的每一个环节。 食物网（food web）：生态系统中许多食物链纵横交错，形成网状营养结构称为食物网。它真实地反映生态系统内各种生物有机体之间的营养位置和相互关系。生态系统的食物网结构对保持系统的结构、功能稳定性有重要作用。 2、食物链的类型 牧食食物链或称植食食物链： 通常是从活体植物开始，然后是草食动物、一级肉食动物、二级肉食动物等。 碎屑食物链： 是从动植物死亡尸体分解物开始，如植物残体—蚯蚓—线虫—节肢动物或海洋中的有机碎屑—浮游动物—小鱼等。 （二）生态系统空间结构 自然生态系统的自养成分和异养成分在空间上通常是分层的。上层的“绿色带”称为生产层，自养代谢最旺盛；下层是光照条件差或无光照的“褐色带”，异养代谢最为旺盛。 海洋生态系统的生产层仅位于光线可以透入的水层，其下方广大水体和底部沉积物中的异养代谢最为强烈。几千米的深海中仍有生物生活，因此很多海洋生物群落是存在于没有植物性成分的环境中。 （一）生态系统能量流动 1、能量及其流动 在生态系统中，生命系统与环境系统的相互作用始终以物质作为载体，并伴随着能量的流动与转化。海洋生态系统接收来自太阳辐射的能量，通过浮游植物的光合作用所固定的能量并转化为化学能成为生态系统的基本能量，然后沿着食物链从低营养阶层向高阶层单向的传递转化。 2、能量流动的热力学定律 （1）能量从一种形式转化为另一种形式是严格遵守热力当量比例进行，能量既不能消灭也不能凭空产生，即热力学第一定律或能量守恒定律。 （2）能量流动是非循环的，只能单一方向传递转化，并在转化过程中产生不能利用的热能，称为热力学第二定律或称熵律。 库（pool）：物质在生物或非生物环境中都存