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*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 生态系统,一、生态系统的基本概念（重点）,识记：生态系统。生态系统的基本成分。生产者。消费者。分解者。环境系统，食物链，食物网，生态平衡，生态危机。,理解：完整生态系统的基本条件。生态系统的结构。生态系统的基本特征。生态系统的分类。,二、生态系统的能量流动与储存（次重点）,识记：食物链。食物网。能量级。生产量。生物量。生产力。,理解：营养级与生态金字塔。,三、生态系统的物质循环与信息传递。（一般）,识记：物质循环的概念。物质循环的种类。生态系统信息的种类。,理解：碳、氮、硫的循环过程。生态系统物理、化学信息传递的特点与作用。,四、生态平衡（自学）,识记：生态平衡的概念。,理解：生态系统平衡失调的基本特征。生态平衡调节的原则。,应用：生态系统内稳定的判断依据。生态平衡的调节机制。生态平衡的保持。,一、生态系统的概念,生态系统的概念：,英国学者,坦斯利,（,Tansley,）于,1935,年提出生态系统的概念，强调生物和环境的不可分割性。,在一定时间和空间范围内，由,生物群落,（包括人类在内）和其,环境,（环境中物理和化学因子）组成的一个整体，该整体具有一定大小和结构，其成员借助,能量流动和物质循环、信息传递,而相互联系、相互依存，并形成具有,自我组织、自我调节功能,的,有机整体,。,第一节 生态系统基本概念,二、生态系统的成分、结构和分类,由相互联系、相互作用的若干要素结合而成的具有一定功能的整体。构成系统的条件：,由若干要素所组成,要素之间要相互联系，相互作用，相互制约,要素之间通过相互作用，产生跟各个组成成分不同的新功能，即整体功能。,（一）生态系统的基本成分,生态系统,生物成分,非生物环境,生产者（,producers,）,消费者,(consumers),还原者,(decomposers),太阳辐射能,无机物质,有机物质,1,、生产者：,自养型植物，包括所有进行光合作用的绿色植物和化能合成细菌。绿色植物利用日光作为能源，通过,光合作用将吸收的水、,CO,2,和无机盐类合成初级产品,碳水化合物，可进一步合成脂肪和蛋白质,。这些有机物成为地球上包括人类在内的一切,生物的食物来源,。,2,、消费者：,生活在生态系统中的各类动物和某些腐生或寄生菌类，异养型生物，,只能依赖生产者生产的有机物为营养来获得能量,。可分为食草动物、食肉动物和大型食肉动物或顶级食肉动物。,3,、分解者：,异养生物，如细菌、真菌、放线菌以及土壤原生动物和一些土壤中小型无脊椎动物。将,复杂的有机物还原为无机物，把养分释,放出来，归还给环境中。,生态系统的结构（仿,Clarke,1954,）,草食性动物,杂食性动物,寄生性动物,腐生性动物,肉食性动物,还原者,转 变者,营养物质,光能,绿色植物,还原者,消费者,生产者,非基本成分,非生物成分,生物成分,基本成分,（二）、生态系统的结构,空间结构：垂直结构（分层现象）、水平结构（集群型、均匀分布型、随机型）,时间结构（长时间、中等时间、短时间尺度）,营养结构（生产者草食动物一级肉食动物二级肉食动物）,（三）、生态系统的基本特征,1,、生态系统是动态功能系统,2,、生态系统具有一定的区域特征,3,、生态系统是开放的自持系统,4,、生态系统具有自我调节的功能,（四）、生态系统的分类,1,、按生态系统非生物成分或特征分,陆地生态系统：森林生态系统、农田生态系统、城市生态系统,。,水域生态系统：河流生态系统、池塘生态系统、海洋生态系统,。,2,、按人类对生态系统的影响大小分,自然生态系统,人工生态系统：城市、农业,半自然生态系统,第二节、生态系统的能量流动和贮存,一、食物链和食物网,二、生产力,三、初级生产者的能量转移和贮存,一、食物链和食物网,（,1,）食物链,(food chains),指生物界食物关系中，甲吃乙、乙吃丙、丙吃丁的现象。,不同生物之间通过食物关系而形成的链锁式单向联系,称为食物链。构成了能量流动的渠道。,食物链类型：,草牧食物链（捕食食物链）,:,是以绿色植物为基础，从草食动物开始的食物链，草原和水体生态系统是以草牧食物链为主的生态系统。,腐生食物链（碎食食物链）,:,指以死有机物质为基础，从腐生物开始的食物链。森林是以腐生食物链为优势的生态系统。在森林中，有,90%,的净生产是被腐生生物所分解消耗的。,寄生性食物链,:,由宿主和寄生物构成。它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。,（二）食物网,(food webs),生物之间的捕食和被食的关系不是简单的一条链，而是,存在多条食物链，这些食物链彼此交错连接，形成网状结构,，即食物网。,食物网不仅,保持着生态系统结构和功能的稳定性，,并推动着生物的进化，成为自然界发展演变的动力。,这种以营养为纽带，把生物与环境、生物与生物紧密联系起来的结构，称为生态系统的营养结构。,食物网,（三）营养级与生态金字塔,(ecological pyramid),一个营养级是指,处于食物链某一环节上的所有生物种的总和,。,（,1,）各营养级消费者不可能,100%,利用前一营养级的生物量；,（,2,）各营养级同化率也不是,100%,，总有一部分排泄出去；,（,3,）各营养级生物要维持自身的活动，消耗一部分热量。,由于能流在通过各营养级时会急剧减少，所以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,概念：,指各营养级之间的数量关系，这种数量关系可采用,生物量、能量和个体数量,单位，采用这些单位构成的生态金字塔分别为生物量、能量和数量金字塔。,p,1,C,2C,3C,4C,p,1,C,2C,3C,4C,p,1,C,2C,p,1,C,2C,3C,3C,数量,能量,落叶林,草地,落叶林及草地数量和能量金,字塔,单位：公斤,生物量金字塔,1000,100,10,1,浮游动物,鱼,浮游植物,能量金字塔,二、生产力的基本概念（自学）,1,、生产量,(production),：,一定时期内有机物质增加的总重量。,总生产量,(gross production),：,某一时期合成的有机物质总量,.,净生产量,(net production),：,总生产量减去呼吸损失的部分,.,初级生产量,(primary production),：,绿色植物的生产量,.,次级生产量,(,seconddary,production),：消费者的生产量,.,2,、生物量,(biomass),：任一时间某一地方某一种群、营养级或某一生态系统有机物质的总重量。,(kg/ha,、,g/m,2,、,kj/m,2,),现存量,(standing crop),：单位面积上当时所测得的生物体的总重量。,3,、生产力,(productivity),：指单位时间单位面积的生产量，即生产的速率。,三、初级生产者能量转移和贮存,1,、能量的输入,光合效率和光照强度有关，也随叶片的形态和位置而变化,2,、能量消耗,呼吸,食草动物引起的消耗,植物的凋落,3,、生物量在植物体内的分配,4,、植物器官中的能量,5,、能量周转期：生物量与凋落物积累的越多，需要周转的时间越长。,太阳,辐射能,有机物质的合成过程，即生产者（绿色植物）吸收太阳能量形成初级生产量。,热 能,化学能,热 能,机械能,活有机物质被各级消费者（动物）消费的过程。,死有机物质（动植物残体和排泄物）被腐生物分解的过程。,生态系统中能量的流动,能量流动特点：,1“,越流越细”，能量在流动过程中逐渐耗散。,2,单向流动，不可逆。,第三节、生态系统的物质循环,一、物质循环的基本概念：,物质：指,维持生命活动正常,进行所必须的各种,营养元素,。,重要元素：,植物正常生长和代谢所必需的元素。其中，其浓度仅有若干,ppm,的称作微量元素，而浓度可用百分数表示的可称为大量元素,;,大量元素：,氢、碳、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫,;,微量元素：,氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼,生物体中主要的化学元素：氢、碳、氧、氮,.,二、物质循环的种类,1,、地球化学循环,（,geochemical cycles,）,是指不同生态系统之间化学元素的交换，空间范围大。,气态循环,（,gaseous cycles,）,C,、,N,、,O,主要以气态形式输入和输出。,典型后果：,A,、酸雨,B,、温室效应,沉积循环,(sedimentary cycles),2,、生物地球化学循环,(,biogeochemical cycles),生态系统内部化学元素的交换,，空间范围不大。植物在系统内就地吸收养分，又通过落叶归还到同一地方。绝大多数的养分可以有效地保留，积累在本系统之内。,生物地球化学循环包括：,植物对养分的吸收,植物体内养分的分配,植物养分的损失,凋落物的分解,林下植被的作用,养分元素的直接循环,3,、生物化学循环,指,养分在生物体内的再分配,，也是植物保存养分的重要途径,。,养分从叶子转向幼嫩的生长点，或将其储存在树皮或体内某出。,三、三种主要养分碳、氮、硫的循环,1.,碳循环,大气中的,CO2,储库开始，,绿色植物（生产者）在光合作用时，把碳从大气中取出，结合到碳水化合物中的分子中，然后，经过消费者和分解者，在呼吸和残体腐烂分解时，再,回到大气。,全球储存碳的数量约,261018,吨,，但绝大部分以碳酸盐形式禁锢在岩石圈中。只有极少量碳参与经常性流动和圈层间的交换。,全世界森林的储碳量为,4000-5000,亿吨。,全球的,植被和海洋,是大气中,CO,2,两个重要的调节器。,大气中,CO,2,浓度增加时，会有更多气体溶于海水，相反，大气,CO,2,减少，海水中,CO,2,又返回大气。,然而由于人类活动大量排放,CO,2,，森林植被的严重破坏和减少，大气中,CO,2,浓度正逐步提高，并产生“温室效应”。,2,、氮循环,大气是主要的氮库，大气体积的,78%,为分子态氮。,生态系统氮的来源：,雷电：把大气中的氮，氧化成硝酸盐及其它含氮的氧化物，再由降水带入土壤，参与氮的循环。,生物固氮：固氮细菌从土壤和大气中吸收氮素。,工业固氮：如化肥厂。,3,、硫循环,硫的主要储库：硫酸盐如石膏，也有,少量存在于大气，主要是,SO,2,和,H,2,S,。,硫的来源：,沉积岩石的风化、化石燃料（特别是煤）的燃烧、火山喷发和有机物的分解,。,硫的沉积循环：硫酸盐的侵蚀和风化，土壤中的硫酸盐被淋溶掉或被微生物还原。,硫的气态循环：大气中的硫主要是,SO,2,和,H,2,S,。前者产生于火山喷发和细菌的还原，后者产生于化石燃料的燃烧。大气中硫的化合物通常很快氧化成亚硫酸盐和硫酸盐，被雨水带回土壤。,大气中亚硫酸盐和硫酸盐能与雨水结合形成硫酸，造成酸雨危害。,第四节、生态系统的信息传递,生态系统中各生命成分之间存在着信息传递，即信息流,。,1,、物理信息光信息、声信息、电信息、磁信息,2,、化学信息 释放化学物质如：他感作用,第五节、生态平衡（自学）,一、生态平衡的概念,生态平衡：生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状态，它包括结构、功能和能量输入和输出的稳定。,判断平衡的标志：生态系统的生物与其环境是否协调，物质和能量的流动是否平衡，内部结构的稳定，生态系统的有序性是否不断增加。,二、生态平衡和失调的基本特征,生态系统平衡的基本特征,生态能量学指标：幼年期,P/R1,，成熟期,P/R,接近,1,营养物质循环特征：环境输入的物质量与还原过程向环境输出的量近似平衡。,生物群落的结构特征：发育到成熟期的生物群落结构多样性增大。,稳态：成熟期的抵抗干扰能力强，信息量多，墒值低。,选择压力：生态系统发育到成熟期后，生态条件比较稳定，因而有利于高竞争力的物种。幼年期：量的生产；成熟期质的生产,、生态系统平衡失调的标志,各类生态系统，当外界所施加的压力超过了生态系统自身调节能力或补偿功能后，都将造成其结构破坏，功能受阻，正常的生态关系被打乱以及反
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