海洋生态学总论.pdf

第一部分 海洋生态学总论 第一章 生态系统及其功能概论 生态系统生态学是现代生态学的核心，这是生态学发展的必然趋势。本章扼要介绍 生态系统的概念、组织结构和功能以及生态系统各种生态过程对人类提供的服务，作为 全书内容的总概括。 第一节 生态系统的组成结构与功能 一、什么叫生态系统 地球上的森林、草原、湖泊、海洋等自然环境的外貌千差万别，生物的组成也各不 相同，但它们有一个共同特征，即其中的生物与环境共同构成一个相互作用的整体。生 态系统 （ecological system，ecosystem）就是指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。 生态系统是一个广泛的概念，其范围根据研究目的和研究对象而定。一个湖泊、一 片草地或一片森林都可以视为一个相对独立的生态系统。从大的范围来说，整个陆地或 海洋也可视为两个巨大的生态系统。同样的，海洋还包括沿岸浅海生态系统和深海生态 系统两大相对独立又紧密联系的生态系统类型。生物圈则是一个行星水平的巨大生态系 统。空气、水、土壤和岩石维持着地球表面层里生物的生命，地球上各种生物之间，以 及生物与非生物环境之间互相作用，进行着物质和能量的交换。 生态系统概念是英国生态学家Tansley 于 1935 年首先提出来的，强调系统中生物和 非生物组分在结构上和功能上的统一。他指出：“更基本的概念是……完整的系统，它不 仅包括生物复合体，而且也包括人们称之为环境的全部物理因素的复合体。”因此，生态 系统这个概念主要在于强调生物与环境的整体性，它在生态学思想中的主要功能在于强 调相互关系、相互依存和因果联系。认识这种整体性概念对于保护人类赖以生存的自然 环境和合理利用自然资源等全局性重大课题有非常重要的指导意义。 生态系统概念的提出将生态学推上一个新的研究层次。随后许多生态学家对生态系 统的理论和实践作出巨大贡献。例如，Thienemann 有关营养阶层的论述，Leibing 提出 生态能量学的概念，Brige 和 Juday 在 20 世纪 40 年代就提出“初级生产”的思想，并提 出营养动力学的概念。美国耶鲁大学湖沼生态学家Lindeman 早在 1942 年就对湖沼生态 系统营养级间能量转移的效率进行研究，为生态系统能流的定量分析奠定了基础。半个 多世纪以来，生态系统的理论不断完善，并且在处理人与自然、资源、环境的关系上得 到广泛的应用。 二、生态系统的基本组成成分 生态系统的基本组成可概括为非生物和生物两大部分，或者说包括非生物环境、生 产者、消费者和分解者四种基本成分。不同类型的生态系统，其非生物环境和生物种类 9 组合是不一样的，代表着各自的特点，不过它们都包含这四个基本成分。 能源：太阳能、其他能源 气候：光照、温度、降水、风等 非生物部分 基质和介质：岩石、土壤、水、空气等 CO 、H O、O 、N 等 (非生物环境) 2 2 2 2 无机盐（矿物质原料） 物质代谢原料 碳水化合物、蛋白质、脂肪、腐殖质等 生态系统 (连接生物和非生物部分的有机物)