[工学]9 生态系统.ppt

9 生态系统的一般特征 主要内容 基本概念 生态系统的组成与结构 食物链与食物网 营养级与生态金字塔 生态效率 生态系统的反馈与调节 9.1 基本概念 生物群落和环境相互作用（物质和能量的交换）的统一体。 在一定空间中共同栖居着的所有生物与其环境之间由于不断进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。 生态系统是一个功能单位，而不是生物学中的分类单位。且作为系统，必须满足三个条件： 由许多成分组成； 各成分间是彼此联系，相互作用的； 具有独立的、特定的功能。 生态系统的特征 是一个开放系统 具有同外界进行物质和能量交换的能力 能量：单向流动——接受太阳光能，最终以热能形式耗散，不能循环。 物质：循环流动—无机物（N、O、P…）→有机物（植物）→动物→经微生物分解→无机物 处于运动之中 它是发展的，即使出现平衡，也只是相对平衡和动态平衡，如人口增长率为0，也是有生有死。 9.3 食物链和食物网 食物链（food chain）:各种生物按其食物关系排列的链状顺序。 食物网（food web）:食物链彼此交错连结，形成一个网状结构。 9.4 营养级与生态金字塔 营养级（trophic levels）：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和； 生态金字塔（ecological pyramid）：生态系统中的能量、生物量或生物个体数目均通过营养级逐级减少，将其由低到高绘制成图，就成为一个金字塔形，可分别称为： 能量金字塔（pyramid of energy） 生物量金字塔（pyramid of biomass） 数量金字塔（pyramid of numbers） 9.5 生态效率 常用的几个能量参数 营养级位之内的生态效率 营养级位之间的生态效率 生态效率的应用： 城市生态学 产业生态学 可持续发展评估 9.5.1 能量参数 摄取量（I） 一个生物所摄取的能量。 植物：I代表被光合作用所吸收的日光能； 动物：I代表动物吃进的食物能。 同化量（A） 消费者吸收所采食的食物能 动物：消化道内吸收的能量 植物：光合作用所固定的日光能 微生物：细胞外产物的吸收 呼吸量（R） 生物经呼吸等新陈代谢活动所消耗的全部能量 生产量（P） 生物经呼吸等消耗后净剩的同化能量 动物：P=A-R 植物：净初级生产量 9.5.2营养级位之内的生态效率 同化效率（Ae） 9.5.3营养级位之间的生态效率 消费效率（或利用效率）是一种度量一个营养级位对 前一营养级位的相对采食能力或利用能力，一般为25-35% 林德曼效率 相当于同化效率、生长效率和消费效率的乘积，或称为营养级间的同化能量的比值，曾被认为是一个重要的生态学定律，即十分之一定律 十分之一定律一般限于湖泊生态系统，其它有的可高达30%，有的则仅有1% 9.5.4 生态效率参数的拓展应用 城市生态学：城市水、电和废物代谢通量与代谢生态效率。 产业生态学：生态工业园区产业生态效率指标建立与评价 可持续发展评估：国家生态压力与生态效率。 9.6 生态系统反馈调节与生态平衡 生态系统是一个开放系统，必须有外部能量的输入。 开放系统对外的输出必然影响外部的输入，此即为反馈。 系统的理想状态是，系统能够围绕该状态进行调节，这就是反馈调节。 正反馈：促使生物沿着食物链的正方向增长的反馈。 有可能引起种群爆炸，是一种不稳定的反馈。 负反馈：生物沿着食物链的正方向减少的反馈。 使系统保持稳定的反馈。 控制人口，有助于自然资源的持久利用； 控制羊群，有助于草原生态系统的自我调节，等 生态平衡 当生态系统中能量流动和物质循环较长时间的保持动态平衡，这种状态叫生态平衡。 生态平衡的基础 生态系统所以能存在至今天，并将继续存在下去，是因为生态系统具有很强的自我调节能力。但这个能力有一个阈值： 小生态系统或简单生态系统：阈值小 大生态系统或复杂生态系统：阈值大 思考题 怎样理解生态系统，生态系统具有什么特征？ 什么是食物链、食物网和营养级？ 说明同化效率、生长效率、消费效率和林德曼效率的关系？ * * 9.1 基本概念 具有自我恢复和调节能力 少量三废的排放，经自然界微生物的分解，也可达到净化。 是不断发展和演变形成的 如生物群落的演替，生物对环境变化的适应 生态系统的范围不确定 各个生态系统之间确实存在着界限特征。 9.2生态系统的组成和结构 生态系统 非生物部分 生物部分 1. 非生物环境 能源—太阳能、其他能源 气候—光照、温度、降水、风等 基质和介质—岩石、土壤、水、空气等 物质代谢原料 CO2、H2O、O2、N2等 无机盐类 腐殖质、脂肪、蛋白质、糖类等 2. 生产者：绿色植物、光合细菌、化能细菌等 3. 消费者（动物） 食草动物：一级消费者 一级肉食动物：二级消费者 二