生态系统生态学

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1、第四章生态系统生态学生态系统的结构生态系统的基本功能主要生态系统的类型生态系统的结构l生态系统的组成要素及功能l生态系统物种结构l生态系统营养结构l生态系统的空间与时间结构生态系统的基本概念n生态系统（ecosystem）的定义:指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统。（英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出）生态系统的组成成分¡无机物¡有机化合物¡气候因素¡生产者(producer)¡消费者(consumer)¡分解者(还原者)(decomposer)•生

2、产者（producers）又称初级生产者（primaryproducers），指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。这些生物能利用无机物合成有机物，并把环境中的太阳能以生物化学能的形式第一次固定到生物有机体中。初级生产者也是自然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的媒介。w消费者不能利用无机物质制造有机物质，而是直接或间接依赖于生产者所制造的有机物质。它们属于异养生物。n分解者（composers），指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生物，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。小型消费者使构成有机成分的元素和贮备的能量通过分解作用又释放到无机环

3、境中去。生态系统各成份的相互关系线条粗细表示作用强弱和物质能量流通的总量多寡无机物质有机物质气候因素生态系统各成份的相互关系线条粗细表示作用强弱和物质能量流通的总量多寡无机物质有机物质气候因素生态系统的物种结构n物种结构n关键种n冗余种n物种在生态系统中的作用n镏钉假说n冗余假说　生态系统的营养结构•食物链•食物网–食物网的结构特点–食物网的控制机理食物链及其类型•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而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被食的关系而排列的链状顺序称为食物链。•捕食食物链：以植食动物吃植物的活体开始。•碎屑食物链：从分解动植物尸体或粪便

4、中的有机物质颗粒开始。•寄生食物链：寄生物和食腐动物形成辅助食物链。•水体生态系统中的食物链如：浮游植物→浮游动物→食草性鱼类→食肉性鱼类。•比较长的食物链如：植物→蝴蝶→蜻蜓→蛙→蛇→鹰。食物网•生态系统中的食物链彼此交错连接，形成一个网状结构，这就是食物网。•物种在食物网中的位置类型：顶位种，中位种，基位种一个食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀在后”（（据周立志）食物链的特征Ø食物链的长度通常不超过6个营养级，最常见的4—5个营养级，因为能量沿食物链流动时不断流失；Ø食物链越长，最后营养级位所获得的能量也越少。因为从起点到终点经过的营养级越多，其能量损耗也就越大；Ø食物

5、链或食物网的复杂程度与生态系统的稳定性直接相关；Ø生态系统中的食物链不是固定不变的，它不仅在进化历史上有改变，在短时间内也会发生变化。食物链和食物网的意义•食物链是生态系统营养结构的形象体现；•生态系统中能量流动和物质循环正是沿着食物链和食物网进行的；•食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律。食物网的控制机理•自上而下机理•自下而上机理•实际结果:两种效应同时控制空间与时间结构¡空间结构分层现象森林生态系统动物的空间分布水域生态系统的分层现象¡时间结构第二节生态系统的基本功能¡生物生产¡能量流动¡物质循环¡信息传递¡自我调节生物生产-----初级

6、生产者的概念¡生产力是指单位时间、单位面积上的有机物质生产量。单位：g／(m2·a)¡生物量是指在某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物质。单位是干重g／m2或J／m2。生物生产-----初级生产者的概念¡植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量或第一性生产量。¡植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物生长和生殖，这部分生产量称为净初级生产量。¡包括呼吸消耗在内的全部生产量，称为总初级生产量。¡总初级生产量(GP)、呼吸所消耗的能量(R)和净初级生产量(NP)3者之间的关系是：GP＝NP+RNP＝GP－R生物生产-----初级生产量的测

7、定方法1.收获量测定法2.氧气测定法3.CO2测定法4.放射性标记物测定法5.叶绿素测定法生物生产-----初级生产力的分布次级生产¡次级生产指消费者通过摄取、吸收直接或间接来自植物生产的有机物质，通过消费者自身的生物过程将这些物质转化为自身有机物质的过程，在此过程中，植物制造的有机物质所包含的能量也有部分转化为消费者制造有机物质中储存的能量生物生产-----次级生产过程¡C=A+FU¡A=P+RP=C－FU—R其中：P代表净生产量，C代表动物从外界摄食的能量，FU代表粪、尿能量，R代表呼吸能量。生物生产-----次级生产量的测定方法1．按同化量和呼