生態(tài)系統(tǒng)態(tài)學

1、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學第十一章：生態(tài)系統(tǒng)的一般特征第十一章：生態(tài)系統(tǒng)的一般特征一、生態(tài)系統(tǒng)的概念一、生態(tài)系統(tǒng)的概念 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)(ecosystem)就是在一定空間中共同棲居就是在一定空間中共同棲居著的所有生物著的所有生物( (即生物群落即生物群落) )與其環(huán)境之間由于不斷地與其環(huán)境之間由于不斷地進行物質循環(huán)和能量流動過程而形成的統(tǒng)一整體。進行物質循環(huán)和能量流動過程而形成的統(tǒng)一整體。 二、生態(tài)系統(tǒng)的特征二、生態(tài)系統(tǒng)的特征1，生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學上的一個主要結構和功能單位。，生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學上的一個主要結構和功能單位。2，生態(tài)系統(tǒng)內部具有自我調節(jié)能力。，生態(tài)系統(tǒng)內部具

2、有自我調節(jié)能力。結構越復雜、物種數目越多，自我調節(jié)能力就越強。結構越復雜、物種數目越多，自我調節(jié)能力就越強。3，能量流動、物質循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三，能量流動、物質循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三 大功能。大功能。4，生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級的數目通常不會超過，生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級的數目通常不會超過56個。個。5，生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)系統(tǒng)。，生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)系統(tǒng)。三、生態(tài)系統(tǒng)的組成三、生態(tài)系統(tǒng)的組成1，生產者生產者(producers) ：綠色植物、藍綠藻和光合細菌綠色植物、藍綠藻和光合細菌2，消費者消費者(consumers)：包括雜食動物、寄生生物包括雜食動物、寄生生物 1食草動物食草動物(herbiv

3、ores) (herbivores) 食肉動物食肉動物(carnivores)(carnivores) 大型食肉動物或頂級食肉動物大型食肉動物或頂級食肉動物(top carnivores):(top carnivores):3，分解者分解者(decomposer) 分解者主要是細菌和真菌，也包括某些原生動物和蚯蚓、白蟻以及禿鷲等大型腐食性動物。4，非生物環(huán)境，非生物環(huán)境 無機物質無機物質 有機化合物：有機化合物： 如蛋白質、糖類脂類和腐殖質。如蛋白質、糖類脂類和腐殖質。 氣候因素氣候因素四、食物鏈和食物網四、食物鏈和食物網1，概念，概念 各種生物按其取食和被食的關系而排列的鏈各種生物按其取食和

4、被食的關系而排列的鏈狀順序稱為食物鏈狀順序稱為食物鏈(food chain) (food chain) 。如：。如：浮游植物浮游植物浮游動物浮游動物食草性魚類食草性魚類食肉性魚類。食肉性魚類。 植物植物蝴蝶蝴蝶蜻蜓蜻蜓蛇蛇鷹。鷹。 生物擴大作用生物擴大作用(biological magnification) 如：如：ddtddt在海水中濃度為在海水中濃度為5.05.01010-11-11g g，浮游植物含，浮游植物含4.04.01010-8-8g g，蛤中，蛤中4.24.21010-7-7g g，到銀鷗達，到銀鷗達75.575.51010-6-6g g，擴大了百萬倍。營養(yǎng)級越高，積累劑量越大。

5、擴大了百萬倍。營養(yǎng)級越高，積累劑量越大。 食物網越復雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強，反之食物網越復雜，生態(tài)系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力就越強，反之亦然。亦然。2，食物鏈的類型，食物鏈的類型 捕食食物鏈捕食食物鏈(grazing food chain) (grazing food chain) 以活的動植物吃植物為起點的食物鏈以活的動植物吃植物為起點的食物鏈 。 碎屑食物鏈碎屑食物鏈(detrital food chain) (detrital food chain) 以死生物或腐屑為起點的食物鏈以死生物或腐屑為起點的食物鏈 。3，食物鏈的特點，食物鏈的特點 陸地和淺水生態(tài)系統(tǒng)中，能流是以碎屑食

6、物鏈為主。陸地和淺水生態(tài)系統(tǒng)中，能流是以碎屑食物鏈為主。 陸地生態(tài)系統(tǒng)中，凈初級生產量只有很少一部分通陸地生態(tài)系統(tǒng)中，凈初級生產量只有很少一部分通 向捕食食物鏈。向捕食食物鏈。 只在某些水生生態(tài)系統(tǒng)中，捕食食物鏈才會成為能只在某些水生生態(tài)系統(tǒng)中，捕食食物鏈才會成為能 流的主要渠道。流的主要渠道。 寄生食物鏈（寄生食物鏈（parasitic chainparasitic chain） 沿著食物鏈動物個體越來越大的概念，只適用于一般情況。沿著食物鏈動物個體越來越大的概念，只適用于一般情況。五、營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔五、營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔1，營養(yǎng)級（，營養(yǎng)級（trophic level） 一個營養(yǎng)級是指

7、處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生一個營養(yǎng)級是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。物種的總和。 如，作為生產者的綠色植物和所有自養(yǎng)生物都位于食物鏈的起如，作為生產者的綠色植物和所有自養(yǎng)生物都位于食物鏈的起點，共同構成第一營養(yǎng)級。所有以生產者點，共同構成第一營養(yǎng)級。所有以生產者(主要是綠色植物主要是綠色植物)為為食的動物都屬于第二營養(yǎng)級，即植食動物營養(yǎng)級。第三營養(yǎng)級食的動物都屬于第二營養(yǎng)級，即植食動物營養(yǎng)級。第三營養(yǎng)級包括所有以植食動物為食的肉食動物。以此類推，還可以有第包括所有以植食動物為食的肉食動物。以此類推，還可以有第四營養(yǎng)級四營養(yǎng)級(即二級肉食動物營養(yǎng)級即二級肉食動物營養(yǎng)級)和第五營養(yǎng)級

8、。和第五營養(yǎng)級。 營養(yǎng)級的位置越高，歸屬于這個營養(yǎng)級的生物種類和數量營養(yǎng)級的位置越高，歸屬于這個營養(yǎng)級的生物種類和數量就越少。就越少。 離基本能源越近的營養(yǎng)級，其中的生物受到取食和捕食的壓離基本能源越近的營養(yǎng)級，其中的生物受到取食和捕食的壓力也越大，因而這些生物的種類和數量也就越多，生殖能力也力也越大，因而這些生物的種類和數量也就越多，生殖能力也越強。越強。2，生態(tài)金字塔生態(tài)金字塔(ecological pyramid) 指各個營養(yǎng)級之間的數量關系?？捎蒙锪俊⒛芰亢蛡€體指各個營養(yǎng)級之間的數量關系?？捎蒙锪?、能量和個體單位來表示。單位來表示。六、生態(tài)效率（六、生態(tài)效率（ecological

9、efficiencies） 指各種能流參數中的任何一個參數在營養(yǎng)級之間或指各種能流參數中的任何一個參數在營養(yǎng)級之間或營養(yǎng)級內部的比值關系。營養(yǎng)級內部的比值關系。各種能流參數如下：1 1，攝食量（，攝食量（i）: 表示一個生物所攝取的能量。對于植物來說，它代表光合作用所吸收的日光能；對于動物來說，它代表動物吃進的食物的能量。 2，同化量（同化量（a）: 對于動物來說，它是消化后吸收的能量，對分解者是指對細胞外的吸收能量；對于植物來說，它指在光合作用中所固定的能量，常常以總初級生產量表示。 3，呼吸量（呼吸量（r）: 指生物在呼吸等新陳代謝和各種活動中消耗的全部能量。 4，生產量（生產量（p）:

10、指生物在呼吸消耗后凈剩的同化能量值，它以有機物質的形式累積在生物體內或生態(tài)系統(tǒng)中。對于植物來說，它是凈初級生產量。對于動物來說，它是同化量扣除呼吸量以后的凈剩的能量值 。同化效率同化效率 = = 被植物固定的能量被植物固定的能量 / / 植物吸收的日光能植物吸收的日光能 = = 被動物消化吸收的能量被動物消化吸收的能量 / / 動物攝食的能量動物攝食的能量 即即 ae = an / in； 生產效率生產效率= n= n營養(yǎng)級的凈生產量營養(yǎng)級的凈生產量 / n/ n營養(yǎng)級的同化能量營養(yǎng)級的同化能量 即即 pe = pn / an 消費效率消費效率= n+1= n+1營養(yǎng)級的消費能量營養(yǎng)級的消費能

11、量/ n/ n營養(yǎng)級的凈生產量營養(yǎng)級的凈生產量 即即 ce = in+1 / pn； 林德曼效率林德曼效率=n+1=n+1營養(yǎng)級所獲得的能量營養(yǎng)級所獲得的能量/n/n營養(yǎng)級獲營養(yǎng)級獲得能量得能量 大型動物的生長率低于小型動物。大型動物的生長率低于小型動物。 老年動物的生長率低于幼年動物。老年動物的生長率低于幼年動物。 肉食動物的同化效率高于植食動物。肉食動物的同化效率高于植食動物。 草原生態(tài)系統(tǒng)中的植食動物比森林生態(tài)系統(tǒng)中的植草原生態(tài)系統(tǒng)中的植食動物比森林生態(tài)系統(tǒng)中的植 食動物能利用較多的初級生產量。食動物能利用較多的初級生產量。 恒溫動物的同化效率很高，但生長效率極低。恒溫動物的同化效率很高，但生長效率極低。 變溫動物的同化效率比較低，但生長效率極高。變溫動物的同化效率比較低，但生長效率極高。 變溫動物的總能量轉化效率要比恒溫動物高的多。變溫動物的總能量轉化效率要比恒溫動物高的多。 變溫動物是生態(tài)系統(tǒng)中更有效的變溫動物是生態(tài)系統(tǒng)中更有效的“生產者生產者”