12 生态学基础1-生态系统生态学huzj

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1、Chapter5Ecosystemecology（生态系统生态学）1生态系统的基本概念与特征2生态系统的物质生产与能量流动3生态系统的物质循环4生态系统的稳定性和发育1.ConceptsandfeaturesofEcosystem1.1生态系统(ecosystem)的定义定义：在一定空间中共同栖居着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断进行的物质循环和能量流转过程而形成的统一整体。生态系统=生物群落+非生物环境ecosystem（Tansley，1936，英国）=biogeocoenosis（生物地理群落，俄国，苏卡切夫，1944）生态系统可大可小，小到动物的肠道是微

2、生态系统，大到整个生物圈，是地球上最大的生态系统。生态系统的特点生态学上一个主要的结构功能单位，生态学研究上的最高层次；具有自我调节能力；具有三大功能：物质循环、能量流动和信息传递；生态系统营养级数目的多少受限于生产者固定的最大能值和能量在流动中的巨大损失；生态系统是一个动态系统，要经历一系列的发育阶段。Typesofecosystem陆地生态系统(Terrestrialecosystem)(forest,grassland,desert,tundra),水生生态系统(aquaticecosystem)(freshwater,marine),湿地生态系统(wetlandec

3、osystem).自然生态系统(Naturalecosystem),半自然生态系统(seminaturalecosystem),人工生态系统(artificialecosystem)开放生态系统(Openedecosystem),封闭生态系统(closedecosystem),隔离生态系统(isolatedecosystem)。1.2生态系统的组成成分（components）ThreefunctionalgroupSixcomponents(Fourfundamentalcomponents)1.3生态系统的营养结构(trophicstructure)营养级位、食物链/网生

4、态系统的各种成分，不断进行物质交换和能量流动而形成紧密联系的网络结构。生态系统内各种生物之间通过营养关系，建立各种食物链和食物网。（请分析池塘生态系统的结构）图一个简化的草原生态系统食物网下行控制（top-downeffect）和上行控制（bottom-upeffect）根据食物链的理论，物质和能量沿着食物链传递。即有：浮游植物—浮游动物—食浮游动物鱼类—食鱼性鱼类。处于食物链中间位置的这些物种种群数量，是受食物限制还是受捕食者控制？即所谓的上行控制和下行控制。下行效应：是指较低营养阶层的种群结构（多度、生物量、物种多样性等）依赖于较高营养阶层物种（捕食者控制）的影响（自上

5、而下）。上行效应：是指较低营养阶层的密度、生物量等决定较高营养阶层的种群结构（由资源限制，自下而上）。应用：水体富营养化（水华暴发）受什么控制？生态系统的基本功能（Basicfunction）物质循环（Mattercycles）能量流动（Energyflow）信息交换（Informationexchange）1.4生态系统的功能(ecosystemfunction)2.生态系统的物质生产与能量流动2.1生态系统物质生产的基本概念⑴初级生产和次级生产①初级生产（Primaryproduction）：绿色植物（自养生物）通过光合作用将无机物转变成有机物并把太阳能转变成化学能的过

6、程（严格说来，应包括化能合成生物）。②次级生产（Secondaryproduction）：除了自养生物以外的其它有机体生产有机物质的过程。包括各级消费者和分解者生产有机物质的过程。⑵生产力（量）和生物量（现存量）①生产力(productivity)或生产量(production)：用P表示。是指在一定时间段内某一种群生产出的有机物质的定量（数量、重量或能量）。生产率(productionrate)：单位时间内的生产量。生产力、生产量和生产率通常不加以严格区分。②生物量(biomass)（现存量standingcrop)：某一特定观察时刻，某一空间范围内现有有机体的多少。用B

7、表示，单位：数量、重量或能量/单位面积。③周转率(turnoverrate)和周转期(turnovertime)周转率：是指在特定时间段内新加入的生物量占总生物量的比率。（其倒数为周转期）④生产量与生物量的比较经调查，某池塘现有鱼类数量1000kg/ha应称为？该池塘每年每公顷生产1000kg鱼，可称为；一般，生产量与生物量之间的关系比较复杂，生物量大，生产量不一定大，同样，生物量小，生产量也不一定小。如浮游植物生物量小，但生产量通常较大；而大型植物生物量大，但生产量不一定大，如下图。生物量、生产量和周转率的关系生