[化学]生态系统生态学.ppt

Basic Ecology 生态系统系统生态学 第一节 生态系统概论 一、生态系统ecosystem的基本概念 生态系统是生物群落与其环境之间由于不断地进行物质循环、能量流动过程而形成的统一体，它是一个生物与环境之间相互作用而形成的动态完整体系。 生态系统的特性： 具有自我调节能力；物质循环、能量流动、信息传递是生态系统的三大功能；营养级数目不会超过5－6个；是一个动态的系统 二、生态系统的组成与结构及三大功能类群 1.?非生物环境：无机物质；有机化合物；气候因素 3.??? 生产者 4.??? 消费者 5.??? 分解者 对于一些自然生态系统而言，可以没有消费者，但生产者和分解者都是不可缺少的。 三、食物链和食物网 （一）食物链和食物网的概念 食物链：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。 生物扩大作用 食物网：食物链彼此交错连结，形成一个网状结构。食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强。 （二）食物链的类型 捕食食物链 绿色植物为起点到食草动物进而到食肉动物的食物链 植物-食草动物-食肉动物 草原上：青草-野兔-狐狸-狼 湖泊中：藻类-甲壳类-小鱼-大鱼 碎屑食物链 动、植物的遗体被食腐性生物(小型土壤动物、真菌、细菌)取食，然后到他们的捕食者的食物链 植物残体-蚯蚓-线虫类-节肢动物 寄生食物链 由宿主和寄生物构成 以大型动物为食物链的起点，继之以小型动物、微型动物、细菌和病毒 后者与前者是寄生性关系 哺乳动物或鸟类-跳蚤-原生动物-细菌-病毒 生态系统中能流是单向的，通过各个营养级的能量是逐渐减少的： 各营养级消费者不可能100%利用前一营养级的生物量 各营养级同化率也不是100%，总有一部分排泄出去 各营养级生物要维持自身的活动，消耗一部分热量 能流在通过各营养级时会急剧减少，食物链就不可能太长 生态系统中的营养级一般只有四、五级，很少超过六级 生态金字塔：各营养级之间的数量关系由低到高呈金字塔形，这些数量单位可采用生物量、能量和个体数量。 能量金字塔表达营养结构最全面，确切表示食物通过食物链的效率，永远是正塔型，而数量金字塔和生物量金字塔有时有倒置的情况。 数量金字塔过分突出小生物体的重要性生物量金字塔过分突出大生物体的重要性 五、生态效率ecological efficiencies 是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值关系。 能量参数： 摄取量(I)：表示各生物所摄取的能量 同化量(A)：动物消化道内被吸收的能量，即消费者吸收所采食的食物能；植物光合作用所固定的日光能 呼吸量(R)：生物在呼吸等新陈代谢和各种活动所消耗的全部能量 生产量(P)：生物呼吸消耗后所净剩的同化能量值。P= A- R 同化效率： 肉食动物的同化效率高于植食动物 生产效率： 哺乳动物呼吸消耗的能量最多，大约占同化量的97-99%，只有1%-3%用于净生产量 消费效率： 一般在20-35%范围内，每一营养级净生产的65%-75%进入碎屑食物链 Lindman效率：n+1营养级所获得的能量占n营养级所获得的能量之比：Le=In+1/In 林得曼定律（十分之一定律）：能量沿营养级的移动时，逐级变小，后一营养级只能是前一营养级能量的十分之一左右。 生长效率:变温动物恒温动物; 无脊椎动物脊椎动物 内温：大型动物小型动物; 幼年动物老年动物 同化效率:食肉动物食草动物; 能量转换效率:变温恒温 六、生态系统的负反馈调节和生态平衡 生态平衡：是指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况，它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输入、输出上的稳定，是一种动态平衡。 生态系统的自我调节功能是有一定限度的。 生态危机：由于人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡，从而威胁人类的生存 第二节 生态系统的初级生产 一、初级生产量和生物量的基本概念 初级生产量(primary production)：绿色植物通过光合作用合成有机物质的数量。 净初级生产量(net primary production)：初级生产过程植物固定的能量一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物的生长和生殖，这部分生产量成为净初级生产量(NP)。 总初级生产量(gross primary production) :初级生产过程植物固定的能量的总量。 GP=NP+R 不同生态系统类型的初级生产力不同 陆地比水域的初级生产力总量大 陆地上初级生产力有随纬度增加逐渐降低 海洋中初级生产力由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低 生态系统的初级生产力随群落的演替而变化 水体和陆地生态系统的生产力有垂直变化 初级生产力随季节变化 陆地：湿地热带雨林温带…