第二章 生態(tài)學基礎

第二章生態(tài)學基礎第一頁，共九十一頁，2022年，8月28日本章內(nèi)容第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能第四節(jié)生態(tài)平衡與失調第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第六節(jié)生態(tài)學在環(huán)境保護中的應用生態(tài)學基礎第二頁，共九十一頁，2022年，8月28日第一節(jié)生態(tài)學及其學科史一、生態(tài)學萌芽二、生態(tài)學的誕生三、生態(tài)學的定義四、生態(tài)學發(fā)展的3個階段五、生態(tài)學的發(fā)展趨勢六、環(huán)境生態(tài)學七、現(xiàn)代生態(tài)學的三個組成部分生態(tài)學基礎第三頁，共九十一頁，2022年，8月28日一、生態(tài)學萌芽生態(tài)學的知識來源于對植物及其生長環(huán)境的觀察與研究。古代西方

生態(tài)學的萌芽是在公元前370～285年古希臘時期，亞里斯多德(Aristotle)的學生提奧夫拉斯塔(Theophrastus)在隨亞歷山大東征時，從歐洲東部往東到印度的途中就注意到各地植物種類分布與氣候和土壤的關系。這是西方最早的生態(tài)學思想。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第四頁，共九十一頁，2022年，8月28日一、生態(tài)學萌芽中國古代的生態(tài)學萌芽（1）據(jù)史料記載，《周禮·地管篇》載有“以土會之法，辨五地之物生”，即是什么土壤種什么作物。北魏賈思勰的《齊民要術》載有“凡栽一切樹木，欲記其陰陽，不令轉易”，晉朝嵇含的《南方草木狀》載有“柘宜山石、柞宜山阜、楮宜洞谷、柳宜下田、竹宜高平之地”，即柘樹宜多石礫山地，櫟樹宜山地丘陵，楊樹宜山澗谷地，柳樹宜低洼濕地，竹類宜高燥平地。這些是我國有關生態(tài)學最早的描述。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第五頁，共九十一頁，2022年，8月28日一、生態(tài)學萌芽中國古代的生態(tài)學萌芽（2）到了明代，我國的生產(chǎn)力有了很大發(fā)展，文化科學知識也相應有了更大的進步，李時珍編纂的《本草綱目》（公元1578年），描述了不同藥草的不同生境特點。該著作不僅是一本藥本，而且還是一本植物生態(tài)專著的萌芽。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第六頁，共九十一頁，2022年，8月28日二、生態(tài)學的誕生生態(tài)學（Ecology）一詞最早是由德國生物學家?？藸?E.Haeckel)于1869年在他所著《有機體普通形態(tài)學原理》一書中提出的。他把生態(tài)學定義為“自然界的經(jīng)濟學”。其英文詞首和經(jīng)濟學（Economics）是相同的，均來自于希臘文，表示家庭居處或環(huán)境的意思，可見，生態(tài)學與經(jīng)濟學、家庭、環(huán)境等有著密切的關系。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第七頁，共九十一頁，2022年，8月28日二、生態(tài)學的誕生1895年丹麥哥本哈根大學的瓦爾明的《以植物生態(tài)地理為基礎的植物分布學》和1898年德國的辛柏爾的《以生理學為基礎的植物地理分布》兩本專著的問世，標志著生態(tài)學這門學科正式誕生。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第八頁，共九十一頁，2022年，8月28日二、生態(tài)學的誕生之后，英國的坦斯利(1935)提出了生態(tài)系統(tǒng)，美國的克列門茨(1909)提出了演替和頂極，美國的林德曼(1942)提出了食物鏈和金字塔，原蘇聯(lián)的蘇卡切夫(1942)提出了生物地理群落等概念，進一步推動了生態(tài)學的發(fā)展，特別是林德曼(1942)關于美國明尼蘇達州泥碳湖的生物量、生物群落的營養(yǎng)關系，食物鏈能流過程的研究，把生態(tài)學從定性研究推向了定量研究，取得了生態(tài)學的劃時代進步。繼德國的?？藸栔?，美國的奧德母把生態(tài)學重新定義為“研究生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的科學”。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第九頁，共九十一頁，2022年，8月28日三、生態(tài)學的定義我國著名生態(tài)學家馬世駿把生態(tài)學定義為“研究生物與環(huán)境之間相互關系及其作用機理的科學”。因此生態(tài)學的基本任務是，研究、認識生物與環(huán)境所形成的結構以及這種結構所表現(xiàn)出的功能關系的規(guī)律。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第十頁，共九十一頁，2022年，8月28日四、生態(tài)學發(fā)展的3個階段①發(fā)展初期

1900年以前，是發(fā)展初期。有關生態(tài)學的研究散見于自然本體論述。②發(fā)展時期

1900～1950年是發(fā)展時期，在此時期內(nèi)，生態(tài)學的定性研究進一步得到完善和系統(tǒng)化。③發(fā)展盛期

1950年以后，是發(fā)展盛期。表現(xiàn)為生態(tài)學方法論，從強調經(jīng)驗的歸納轉向系統(tǒng)方法(Egerton,1977,Kendeigh,1974)。通過生態(tài)系統(tǒng)的研究，特別是表現(xiàn)在進化生態(tài)和系統(tǒng)分析的成績上(Emlen,1973)。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日五、生態(tài)學的發(fā)展趨勢生態(tài)學的發(fā)展趨勢是三個方向，即向微觀、宏觀和綜合三個方向發(fā)展：微觀方向，向著個體生態(tài)學、器官生態(tài)學、細胞生態(tài)學、分子生態(tài)學、基因生態(tài)學方向發(fā)展；宏觀方向，向著種群生態(tài)學、群落生態(tài)學、生態(tài)系統(tǒng)、地球生態(tài)學、宇宙生態(tài)學方向發(fā)展；綜合方向，向著多學科、交叉學科方向發(fā)展，如城市生態(tài)學、人口生態(tài)學、經(jīng)濟生態(tài)學、化學生態(tài)學、污染生態(tài)學、環(huán)境生態(tài)學等。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日六、環(huán)境生態(tài)學環(huán)境生態(tài)學就是研究在人為干擾下生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的變化機理、規(guī)律等，尋求受損生態(tài)系統(tǒng)恢復、重建和保護對策的科學。即運用生態(tài)學理論，闡明人與環(huán)境間的相互作用及解決環(huán)境問題的生態(tài)途徑。所以，環(huán)境生態(tài)學不同于以研究生物與其生存環(huán)境之間相互關系為主的經(jīng)典生態(tài)學；也不同于只研究污染物在生態(tài)系統(tǒng)的行為規(guī)律和危害的污染生態(tài)學或以研究社會生態(tài)系統(tǒng)結構、功能、演化機制以及人的個體和組織與周圍自然、社會環(huán)境和相互作用的社會生態(tài)學。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日七、現(xiàn)代生態(tài)學的三個組成部分1、個體生態(tài)學2、種群生態(tài)學3、群落生態(tài)學（生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學）在上述三個組成部分中，生態(tài)系統(tǒng)的理論與環(huán)境保護關系最為密切，其中有許多應用于環(huán)境保護工作中。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日1、個體生態(tài)學

主要研究生物個體與環(huán)境的相互關系，即生物對環(huán)境的適應過程及環(huán)境對生物的塑造作用和影響。就植物而言，是研究植物個體的發(fā)芽、生長、開花、結果、落葉、休眠等各個階段的形態(tài)變化、生理變化反應與環(huán)境的關系；就動物而言，是研究動物個體的適應性、耐受性、食性、遷移、繁殖、生活史等。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日2、種群生態(tài)學

種群是組成同一種生物的不同個體在特定環(huán)境空間內(nèi)的集群。因此，在一定地段上群落中的一個種的所有個體就是一個種群。在自然界中，種群是物種存在的基本單位，是生物群落或生態(tài)系統(tǒng)的基本組成部分。種群生態(tài)學主要是研究種群的個體空間分布及數(shù)量動態(tài)規(guī)律。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日3、群落生態(tài)學

群落生態(tài)學或稱生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學群落是各種生物在特定空間內(nèi)的集合體，生態(tài)系統(tǒng)是群落與群落的環(huán)境綜合而成的系統(tǒng)。因此，生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學和群落生態(tài)學可認為是同一層次的。生態(tài)系統(tǒng)的研究主要是圍繞其結構與功能進行的，目標是通過調控使生態(tài)系統(tǒng)達到高效、和諧與相對平衡。生態(tài)學基礎第一節(jié)生態(tài)學及其學科史第十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)一、生態(tài)系統(tǒng)的定義二、生態(tài)系統(tǒng)的層次三、生態(tài)系統(tǒng)的組成四、生態(tài)系統(tǒng)類型五、生態(tài)系統(tǒng)的結構六、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征生態(tài)學基礎第十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日一、生態(tài)系統(tǒng)的定義生態(tài)系統(tǒng)(Ecosystem)，是指在一定的空間和時間內(nèi)，生物和非生物（環(huán)境）的總和。即，生物與其生存環(huán)境，以及生物與生物之間相互作用，彼此通過物質循環(huán)、能量流動和信息交換，形成的一個不可分割的、具有自我調節(jié)和自我組織能力的整體。第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學基礎第十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日在研究生物有機體與環(huán)境的相互關系過程中，坦斯利特別強調有機體與環(huán)境不可分割的觀點，提出了生態(tài)系統(tǒng)的概念，他認為“生態(tài)系統(tǒng)的基本概念是物理學上使用的‘系統(tǒng)’整體，這個系統(tǒng)不僅包括有機復合體，而且也包括形成環(huán)境的整個物理因子復合體”。“……我們不能把生物從其特定的形成物理系統(tǒng)的環(huán)境中分隔開來……這種系統(tǒng)是地球表面上自然界的基本單位，它們有各種大小和種類”。生態(tài)系統(tǒng)理論由英國生物學家坦斯利（1935）首先提出，經(jīng)過美國動物學家林德曼(1942)的繼承和發(fā)展，進一步奠定了生態(tài)系統(tǒng)的基礎。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二十頁，共九十一頁，2022年，8月28日生態(tài)系統(tǒng)=生物群落+生物群落的環(huán)境

生態(tài)系統(tǒng)=生命系統(tǒng)+環(huán)境系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)具體一般系統(tǒng)的特性生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日生態(tài)系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容

（5個方面）自然生態(tài)系統(tǒng)的保護和利用生態(tài)系統(tǒng)調控機制的研究生態(tài)系統(tǒng)退化的機制、恢復及其修復研究全球生態(tài)問題的研究生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的研究生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日二、生態(tài)系統(tǒng)的層次（層級）生物個體生物種群生物群落生態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日二、生態(tài)系統(tǒng)的層次（層級）生物個體一定環(huán)境條件下的生物個體。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日二、生態(tài)系統(tǒng)的層次（層級）生物種群一個生物物種在一定的范圍內(nèi)所有個體的總和稱為生物種群生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日二、生態(tài)系統(tǒng)的層次（層級）生物群落在一定自然區(qū)域的環(huán)境條件下，許多不同種的生物相互依存，構成了有著密切關系的群體，稱為生物群落。隨著環(huán)境條件的千差萬別，地球上出現(xiàn)了各種各樣的生物群落（森林、草原、荒漠等等）。而特定的生物群落又維持了相應的環(huán)境條件。一旦生物群落發(fā)生變化，也會影響到環(huán)境條件的變化。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日二、生態(tài)系統(tǒng)的層次（層級）生態(tài)系統(tǒng)生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的組合稱為生態(tài)系統(tǒng)。在生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物彼此間以及生物與非生物的環(huán)境因素之間互相作用，關系密切，而且不斷進行著物質的交換、能量的傳遞和信息的交流。目前，人類所生活的生物圈內(nèi)有無數(shù)大小不等的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日三、生態(tài)系統(tǒng)的組成⒈非生命物質（環(huán)境因素）⒉生產(chǎn)者⒊消費者⒋分解者（或“還原者”）

生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日一個簡化了的陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第二十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日第三十頁，共九十一頁，2022年，8月28日第三十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日非生命物質（環(huán)境因素）非生命物質：指生態(tài)系統(tǒng)中的各種無生命的無機物、有機物和各種自然因素（如土壤、空氣、水等）。非生命物質包括：⑴氣候因子，如太陽光輻射、溫度以及其它物理因素；⑵無機物質，如碳、氮、水、氧、二氧化碳及礦物鹽類等；⑶有機物質，如蛋白質、碳氫化合物、脂類及腐殖質等。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第三十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日生產(chǎn)者（自養(yǎng)生物）生產(chǎn)者：主要是綠色植物，凡能進行光合作用制造有機物的植物種類，包括單細胞藻類，均屬于生產(chǎn)者。還有一些能利用化學能把無機物轉化為有機物的化能自養(yǎng)型微生物，也應列入生產(chǎn)者之列。它們在生態(tài)系統(tǒng)中的作用是進行初級生產(chǎn)，即光合作用。太陽光能只有通過生產(chǎn)者，才能源源不斷地輸入生態(tài)系統(tǒng)，成為消費者和還原者唯一的光源。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第三十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日消費者（異養(yǎng)生物）消費者：主要是動物，它們以其它生物或有機質為食料，自己不能生產(chǎn)食物，只能利用植物所制造的有機物質，直接或間接從植物食物得到能量，屬于異養(yǎng)生物。消費者可分為一級消費者（如草食性動物）；二級消費者（如肉食動物）；……等等。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第三十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日分解者（還原者）分解者（或稱“還原者”）：指各種具有分解能力的微生物，也包括一些微型動物，如鞭毛蟲，土壤線蟲等。還原者屬于異養(yǎng)生物，主要是細菌和真菌，也包括某些原生動物及腐食性動物（如食枯木的甲蟲、白蟻、蚯蚓和某些軟體動物等）。它們把復雜的動植物有機殘體分解為簡單的化合物，最終分解為無機物質，歸還到環(huán)境中，被生產(chǎn)者再利用。所以，還原者的功能是分解，又稱分解者。它們在物質循環(huán)和能量流動中，具有重要的意義。大約90%的陸地初級生產(chǎn)量，都需經(jīng)過還原者的分解歸還大地，所有動物的殘遺體和排泄物，都需經(jīng)過還原者的工作進行分解。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第三十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日第三十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日四、生態(tài)系統(tǒng)類型生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)是自然界的基本單位，是生態(tài)學功能上的單位，而不是生物學中的分類單位。生態(tài)系統(tǒng)可大可小，小至一滴水、一把土，一片草地、一個湖泊、一片森林，大至一個城市、一個地區(qū)、一個流域、一個國家乃至整個生物圈。第三十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日四、生態(tài)系統(tǒng)類型水生生態(tài)系統(tǒng)陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)半自然生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)第三十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日四、生態(tài)系統(tǒng)類型水生生態(tài)系統(tǒng)淡水生態(tài)系統(tǒng)流水水生生態(tài)系統(tǒng)靜水水生生態(tài)系統(tǒng)海洋生態(tài)系統(tǒng)海岸生態(tài)系統(tǒng)淺海生態(tài)系統(tǒng)珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)遠洋生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)濕地生態(tài)系統(tǒng)第三十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日四、生態(tài)系統(tǒng)類型陸地生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)

草原生態(tài)系統(tǒng)

荒漠生態(tài)系統(tǒng)凍原生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)城市生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第四十頁，共九十一頁，2022年，8月28日五、生態(tài)系統(tǒng)的結構形態(tài)結構生物物種的種類和數(shù)量構成和及時空分布）營養(yǎng)結構食物鏈生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第四十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日1、生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結構生態(tài)系統(tǒng)的生物種類，種群數(shù)量、種的空間配置（水平分布、垂直分布）、以及時間變化（發(fā)育、季相）等構成了生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結構。如：在森林生態(tài)系統(tǒng)中，有各種喬木、灌木和草本植物，有各種動物和復雜的微生物種群。它們各自的數(shù)量、空間的分布和種的時間的變化就構成了森林生態(tài)系統(tǒng)特有的形態(tài)結構?？臻g配置生物種類和數(shù)量的空間分布（水平分布、垂直分布）時間配置生物種類和數(shù)量的周期性（季節(jié)性）變化生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第四十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日2、生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構

（食物鏈）生態(tài)系統(tǒng)各組成部分之間建立起來的營養(yǎng)關系，構成了生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構。它是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質循環(huán)的基礎。生態(tài)系統(tǒng)中，由食物關系把多種生物聯(lián)接起來，一種生物以另一種生物為食，另一種生物再以第三種生物為食，……彼此形成一個以食物聯(lián)接起來的鏈鎖關系，稱為食物鏈。比如：老鼠以農(nóng)作物為食，而鼬鼠又以老鼠為食，這就構成了一個最簡單的食物鏈。再如：碎屑-蘑菇-昆蟲-蛙-蛇-鷹就構一個較為復雜的食物鏈。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第四十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日食物鏈關系的類型

按照生物間的相互關系，一般可把食物鏈分為：捕食性食物鏈：即由一些以其他動物為食的動物構成的食物鏈。例如由狐貍和野兔構成的食物鏈。碎食性食物鏈：是由一些食碎屑生物構成的。諸如禿鷲、蚯蚓、千足蟲、白蟻、蟻和甲蟲等。腐生性食物鏈：是由腐生性生物構成的。如水晶蘭、真菌等。寄生性食物鏈：是由一些寄生性生物構成的。它們是與其“捕獲物”建立起一種緊密地聯(lián)系，長期地以“捕獲物”為生。比如：動物腸內(nèi)的絳蟲、寄生在動物體外的蜱、虱或七鰓鰻以及一些植物如菟絲子、槲寄生等。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，食物關系往往復雜，各種食物鏈相互交錯，形成所謂食物網(wǎng)。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第四十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日營養(yǎng)級食物鏈上的各個環(huán)節(jié)叫“營養(yǎng)級”。在生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者為第一營養(yǎng)級，一級消費者為第二營養(yǎng)級，二級消費者為第三營養(yǎng)級，……，依此類推。通常一個食物鏈由4－5個營養(yǎng)級組成，最多不超過7級。各營養(yǎng)級上的生物一般不只一種，凡在同一層次上的生物都屬于同一營養(yǎng)級。并且，由于食物鏈關系復雜，同一種生物也可能隸屬于不同的營養(yǎng)級。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第四十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日生態(tài)金字塔與百分之十定律低位營養(yǎng)級生物是高位營養(yǎng)級生物的營養(yǎng)和能量的供應者。能量利用的百分之十定律（林德曼）：同一食物鏈各營養(yǎng)級之間能量的轉化效率，平均約為10％若以第一營養(yǎng)級為基底，逐個營養(yǎng)級向上描繪至最高營養(yǎng)級，其圖形就為一金字塔形狀，這就是“生態(tài)金字塔”。按照表示方法的不同，生態(tài)金字塔分為三種類型，即：數(shù)量金字塔（以生物個數(shù)表示）、生物量金字塔（生物重量）和能量金字塔。一般來說，能量金字塔最能保持金字塔形狀，而生物量金字塔和數(shù)量金字塔都有可能倒置。生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第四十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日六、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征

⒈生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)功能系統(tǒng)

⒉生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征

⒊生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的自維持、自組織系統(tǒng)⒋生態(tài)系統(tǒng)具有自動調節(jié)的功能生態(tài)學基礎第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)第四十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能

地球上生命的存在和發(fā)展完全依賴生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、物質循環(huán)和信息交換，三者不可分割、緊密結合為一個整體，成為生態(tài)系統(tǒng)的“動力中心”。這三者又被稱之為生態(tài)系統(tǒng)的三大基本功能。生態(tài)系統(tǒng)的功能主要是通過食物鏈（網(wǎng)）和營養(yǎng)級來實現(xiàn)的。生態(tài)學基礎第四十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日1、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動能量是生態(tài)系統(tǒng)的動力基礎，一切生命活動過程中都存在著能量的流動和轉化。生態(tài)系統(tǒng)中，全部生命活動所需的能量都直接或間接來自太陽，并在流動過程中服從熱力學第一和第二定律。太陽能，被生物利用，是通過綠色植物的光合作用實現(xiàn)的。能量流動的單向性。生態(tài)學基礎第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能第四十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日2、生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)水循環(huán)碳循環(huán)氮循環(huán)磷循環(huán)有毒有害物質循環(huán)生態(tài)學基礎第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能第五十頁，共九十一頁，2022年，8月28日3、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞信息傳遞，是指生態(tài)系統(tǒng)中各生命成分之間及生命成分與環(huán)境之間的信息流動與反饋過程。信息傳遞過程發(fā)可生在生物種群與種群之間、種群內(nèi)部個體與個體之間，及生物與環(huán)境之間。通過信息傳遞，使得相互聯(lián)系的生物構成一個生態(tài)系統(tǒng)整體，并具有調節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。信息流既決定著能量流和物質流，同時，信息也寓于能量流與物質流之中。信息傳遞的方式（種類）：物理信息、化學信息、營養(yǎng)信息、行為信息。（P28）信息傳遞的特點：有來有往、雙向傳遞。生態(tài)學基礎第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能第五十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日4、生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)功能生態(tài)學基礎第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能生態(tài)系統(tǒng)最顯著的特征之一是生產(chǎn)力(productivity)，生產(chǎn)者為地球上一切的異養(yǎng)生物提供營養(yǎng)物質，它們是全球生物資源的營造者。而異養(yǎng)生物對初級生產(chǎn)的物質進行取食加工和再生產(chǎn)而形成次級生產(chǎn)。初級生產(chǎn)和次級生產(chǎn)為人類提供幾乎全部的食品，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原料。第五十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日1）生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)生態(tài)學基礎第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能初級生產(chǎn)又稱植物性生產(chǎn)，是生產(chǎn)者把太陽能轉變?yōu)榛瘜W能的過程；初級生產(chǎn)把簡單的無機物轉化為復雜的有機物，是有機物數(shù)量（生物量）的積累過程；總初級生產(chǎn)量（PG）包括：凈初級生產(chǎn)量（PN）和自身呼吸作用（內(nèi)源呼吸）過程中的消耗量（Pa）第五十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日2）生態(tài)系統(tǒng)的次級生產(chǎn)生態(tài)學基礎第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能次級生產(chǎn)是指消費者和分解者利用初級生產(chǎn)物質進行同化作用建造自身和繁衍后代的過程，次級生產(chǎn)形成的有機物叫做次級生產(chǎn)量。被食草動物攝食利用的初級生產(chǎn)量（少部分）稱為消耗量，這其中大部分被消化吸收（同化量），剩余部分未被消化吸收稱為糞尿量。同化量中一部分形成活的有機體（用于生長繁殖），一部分用于內(nèi)源呼吸被消耗掉（耗散掉）。第五十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日生態(tài)系統(tǒng)為人類提供幾乎全部的食品，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原料據(jù)統(tǒng)計，已知約有8萬種植物可食用，人類歷史上僅用了7000種植物。最重要的是小麥、玉米和水稻等20種栽培植物。人類蛋白質來源不少是直接取自自然系統(tǒng)的，直接進入人類的社會經(jīng)濟生活。這類服務不僅在過去歷史上是至關重要的唯一來源，當今仍然是重要的成分。海洋動物產(chǎn)品亦很重要，根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織報告(1995)，在世界范圍內(nèi)水產(chǎn)為人類提供約20％的動物蛋白。陸地生態(tài)系統(tǒng)中草場是畜牧業(yè)的基礎，除生產(chǎn)肉、奶、蛋和皮革等產(chǎn)品外，還提供運輸勞役等多種服務。生態(tài)學基礎第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能第五十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日生態(tài)系統(tǒng)為人類提供幾乎全部的食品，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原料生態(tài)系統(tǒng)中許多植物是重要的藥物來源。人類利用野生動植物治療疾病有悠久的歷史。現(xiàn)代醫(yī)學依靠野生動植物的程度也必然有越來越大的趨勢。像美國這樣發(fā)達的國家，有40％以上的藥物來源于動植物。發(fā)展中國家有80％的人靠傳統(tǒng)的中草藥治療疾病。我國人參、天麻、三七、杜仲、柴胡、鹿茸、商香、羚羊角和五靈脂等都是重要的中藥材，原來不受注意的甚至不知其名的物種被發(fā)現(xiàn)作為藥用，我國有記載藥用植物至少5000種以上，常用的約為1700種。中藥天花粉的蛋白質不僅能治療絨毛膜皮癌，還可能是治療艾滋病的良藥。全世界動植物種作過研究的僅是很小一部分。國外研究機構從29000種植物篩選出約10000種提取物，其中3000種對癌癥等有抑制作用?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)有500多種海洋動物可提取抗癌藥物。生態(tài)學基礎第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能第五十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日5、生態(tài)系統(tǒng)的服務功能生態(tài)學基礎第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能生態(tài)系統(tǒng)概念自其產(chǎn)生之日就提出有關結構、功能和動態(tài)過程諸方面的研究。但其發(fā)展的初期僅著力于結構的描述和分析。為了解決當前生產(chǎn)和社會面臨的問題，生態(tài)學加強了生態(tài)系統(tǒng)功能和過程研究的力度，特別是生態(tài)系統(tǒng)的服務功能，或社會公益功能引起了生態(tài)學家的密切關注。第五十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日5、生態(tài)系統(tǒng)的服務功能生態(tài)學基礎第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能生態(tài)系統(tǒng)的服務功能包括以下幾個方面：1、生物多樣性的維護；2、傳粉、傳播種子的功能3、生物防治功能4、保護和改善環(huán)境質量功能5、土壤形成及其改良功能（及水土保持）6、減緩干旱和洪澇災害7、凈化空氣和調節(jié)氣候第五十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日第四節(jié)生態(tài)平衡與失調生態(tài)學基礎生態(tài)平衡(Ecologicalbalance)指處于相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。這種生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境條件相融合，系統(tǒng)內(nèi)的能量流動和物質循環(huán)在較長時間內(nèi)保持平衡狀態(tài)，動物和植物的數(shù)量比率相對衡定，生產(chǎn)者、消費者和還原者構成完整的營養(yǎng)結構，并具有典型的食物鏈關系和符合能量流動規(guī)律的金字塔形營養(yǎng)級。第五十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日1、保護生態(tài)平衡的因素生態(tài)學基礎第四節(jié)生態(tài)平衡與失調生態(tài)平衡是動態(tài)的（此消彼長，某些物質消亡、某些物種產(chǎn)生）、發(fā)展的（組織和秩序的發(fā)展——進化）生態(tài)系統(tǒng)調節(jié)能力（自維持、自修復、自組織）的影響因素：結構的多樣性功能的完整性第六十頁，共九十一頁，2022年，8月28日2、破壞生態(tài)平衡的因素生態(tài)學基礎第四節(jié)生態(tài)平衡與失調（1）自然因素自然災變、災害（2）人為因素①使環(huán)境因素發(fā)生改變②使生物種類發(fā)生改變③信息系統(tǒng)的破壞第六十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日3、生態(tài)系統(tǒng)失調的標志生態(tài)學基礎第四節(jié)生態(tài)平衡與失調結構上的標志結構缺損結構變化功能上的標志能量流動受阻物質循環(huán)中斷第六十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日4、生態(tài)平衡的恢復與再建生態(tài)學基礎第四節(jié)生態(tài)平衡與失調結構多樣性；功能完整性

第六十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律相互依存與相互制約規(guī)律物質循環(huán)轉化與再生規(guī)律物質輸入輸出動態(tài)平衡規(guī)律相互適應與補償?shù)膮f(xié)同進化規(guī)律環(huán)境資源的有效極限規(guī)律生物多樣性生態(tài)學基礎第六十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律生態(tài)學基礎物物相關；相生相克；互利共生；能流物復；負載定額；協(xié)調穩(wěn)定；時空有宜；限制因子；生態(tài)位原理第六十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日1、相互依存與相互制約規(guī)律自然界中各種事物之間有著相互聯(lián)系、相互制約、相互依存的關系。自然界是由各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)組成的，每一個生態(tài)系統(tǒng)又包含多個組成部分，各個組成部分之間存在著錯綜復雜的相互關系。改變其中某一組分，比如會對系統(tǒng)內(nèi)的其它部分產(chǎn)生影響，以至影響到整個系統(tǒng)（整體）。各部分之間也彼此影響。這些影響，有直接的，也有間接的；有些影響立即表現(xiàn)出來，而有些影響卻是隱蔽的，只有經(jīng)過一個很長的時間才能顯露出來。生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第六十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日1、相互依存與相互制約規(guī)律相生相克、互利共生生物物種之間存在著彼此相生相克的關系，被捕食者為捕食者提供食物來源，捕食者控制被捕食者數(shù)量，反之，捕食者也受制于被捕食者。捕食、被捕食，構成相生相克的關系，并通過食物鏈（網(wǎng)）使得各生物物種彼此聯(lián)系從而構成不可分割的整體——生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第六十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日1、相互依存與相互制約規(guī)律因此，任何人類活動，要顧此也要顧彼，要注意潛在的不利影響，要有長遠的、整體的觀念生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第六十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日2、物質循環(huán)轉化與再生規(guī)律能流物復生態(tài)系統(tǒng)中，能量在不停地流動；物質在不斷地循環(huán)。在生態(tài)系統(tǒng)中，能量只能通過生態(tài)系統(tǒng)一次，具有單向性，并且每經(jīng)過一個營養(yǎng)級，就有大部分能量以熱的形式耗散掉。但是，物質可以循環(huán)流動，甚至通過食物鏈在生物體內(nèi)富集。能量流動、物質循環(huán)，它們的數(shù)量處在動態(tài)平衡當中，并且兩者是密切聯(lián)系的。生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第六十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日3、物質輸入輸出動態(tài)平衡規(guī)律物質循環(huán)的動態(tài)平衡——排污問題生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第七十頁，共九十一頁，2022年，8月28日4、相互適應與補償?shù)膮f(xié)同進化規(guī)律生物多樣性的重要性傳統(tǒng)農(nóng)、林、牧、漁業(yè)，造成物種單一，過度砍伐問題。生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第七十一頁，共九十一頁，2022年，8月28日5、環(huán)境資源的有效極限規(guī)律負載定額任何生物的生產(chǎn)力通常都有一個大致的限度（上限），它是由生物物種自身的特點和可供利用的資源和能量所決定的。采伐森林、捕魚狩獵、農(nóng)業(yè)種植、污染排放，都有一個數(shù)量限制。生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第七十二頁，共九十一頁，2022年，8月28日6、生物多樣性定義生物多樣性包括所有植物、動物和微生物的所有物種和生態(tài)系統(tǒng)，以及物種所在的生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)過程。生物多樣性是一種概括性術語，它把生態(tài)系統(tǒng)、物種或基因的數(shù)量和頻度這兩方面包含在一個組合之內(nèi)。生物多樣性通常被認為有三個水平：即遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第七十三頁，共九十一頁，2022年，8月28日1）遺傳多樣性是指遺傳信息的總合，包含在棲居于地球植物、動物和微生物個體的基因內(nèi)。生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第七十四頁，共九十一頁，2022年，8月28日2）物種多樣性是指地球上生命有機體的多樣化，據(jù)估計物種數(shù)量在500至5000萬種之間或更多，但實際上描述了的僅有140萬種；生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第七十五頁，共九十一頁，2022年，8月28日3）生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性于生物圈中的生境、生物群落和生態(tài)過程等的多樣化有關，也與生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部由于生境差異和生態(tài)過程的多種多樣所引起的極其豐富的多樣化有關。生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第七十六頁，共九十一頁，2022年，8月28日生物分類（生物的等級體系）地球上的生命，在生物分類上歸入一個廣泛接受的等級體系，該體系反映了生物之間的進化關系，從上到下，生物的主要階元（分類單位）是：界、門、綱、目、科、屬、種。例如我們?nèi)祟悮w入如下類目：動物界、脊索動物門、哺乳綱、靈長目、人科、人屬、人種。物種之間至少有一個特征相差性，一般而言種間不能雜交。通常，某一生物的階元序位越高，則進化趨異就越古老（種的發(fā)生晚于屬的發(fā)生，屬的進化又晚于科，依此類推）。大多數(shù)生物學家把生物分為五個界，即：原核生物界（細菌）、原生生物界（藻類、原生動物）、真菌界（蘑菇類、菌類和地衣類）、動物界（動物）和植物界（植物）。生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第七十七頁，共九十一頁，2022年，8月28日第七十八頁，共九十一頁，2022年，8月28日物種數(shù)量的統(tǒng)計不精確評價生物多樣性重要性的基礎是一份現(xiàn)存物種數(shù)量及其分布地點的清單。對于植物和脊椎動物，相對而言，其生物種類是比較清楚的，但是，科學家對許多昆蟲類群的數(shù)量只能猜測，特別是熱帶森林中的甲蟲。滿類和線蟲的種類，可達百萬計數(shù)，至少也有十萬。由于大多數(shù)有關物種滅絕的估計是基于推斷，缺少對總數(shù)的精確估計，這就導致物種滅絕速度的估計很不精確。生態(tài)學基礎第五節(jié)生態(tài)學的一般規(guī)律第七十九頁，共九十一頁，2022年，8月28日生物多樣性的價值生物資源提供了地球生命的基礎，也是人類生存的根本保證。這些資源的社會、倫理、文化和經(jīng)濟價值，從有歷史記錄的最早期開始，就已在宗教、藝術和文學方面得到認識。孩子對自然的濃厚興趣、眾多的野生動物俱樂部、對非政府組織的真誠捐款、對“綠黨”的政治支持以及動物園和野生動物電影的普遍，等等，這些都是人們偏愛的經(jīng)濟表達，表明普通公眾不僅僅根據(jù)貨幣價值來考慮生物資源。生態(tài)學