生態(tài)學(xué)課件 12生態(tài)系統(tǒng)的一般特征

1西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院

生態(tài)學(xué)

2第十二章生態(tài)系統(tǒng)的一般特征12.1生態(tài)系統(tǒng)的基本概念12.2生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)12.3食物鏈和食物網(wǎng)12.4營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔12.5生態(tài)效率12.6生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)金字塔3森林生態(tài)系統(tǒng)4草原生態(tài)系統(tǒng)5海洋生態(tài)系統(tǒng)6湖泊生態(tài)系統(tǒng)西湖－南屏晚鐘7農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)8城市生態(tài)系統(tǒng)912.1生態(tài)系統(tǒng)的基本概念生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)：在一定空間中共同棲居著的所有生物(生物群落)與其環(huán)境之間由于不斷進行物質(zhì)循環(huán)和能量流動過程而形成的統(tǒng)一整體系統(tǒng)(system)：相互作用、相互依賴的事物有規(guī)律地聯(lián)合的集合體許多成分組成各成分間相互聯(lián)系、相互作用獨立的、特定的功能10生態(tài)系統(tǒng)的特征生態(tài)學(xué)的一個主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能營養(yǎng)級的數(shù)目受限于生產(chǎn)者所固定的最大能值和能量在流動中巨大損失，生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)級不會超過5-6個動態(tài)系統(tǒng)1112.2生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)12生態(tài)系統(tǒng)組成非生物環(huán)境生物群落無機物有機物氣候或其他物理條件生產(chǎn)者消費者分解者自養(yǎng)生物植物、化能合成細菌提供初級生產(chǎn)力異養(yǎng)生物提供次級生產(chǎn)力異養(yǎng)生物細菌和真菌無脊椎動物13池塘生態(tài)系統(tǒng)示意圖14一個簡單的陸地生態(tài)系統(tǒng)模式圖15

從生態(tài)系統(tǒng)的組成成分看，豬籠草和蚯蚓屬于

BEA.生產(chǎn)者和分解者

B.生產(chǎn)者和消費者

C.消費者和分解者

D.分解者和消費者

E.分解者

提問豬籠草1612.3食物鏈和食物網(wǎng)12.3.1食物鏈(foodchain)：生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過一系列取食和被食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序17小型浮游植物大型硅藻、甲藻和微型浮游植物大型浮游動物食浮游生物魚類如鯡等底棲植食動物蛤,牡蠣,多毛類等底棲肉食魚類鱈魚等大型肉食魚類鯊魚鮭魚等海洋食物鏈18食物鏈類型捕食食物鏈碎屑食物鏈寄生食物鏈19捕食食物鏈綠色植物為起點到食草動物進而到食肉動物的食物鏈植物-食草動物-食肉動物草原上：青草-野兔-狐貍-狼湖泊中：藻類-甲殼類-小魚-大魚20碎屑食物鏈動、植物的遺體被食腐性生物(小型土壤動物、真菌、細菌)取食，然后到他們的捕食者的食物鏈植物殘體-蚯蚓-線蟲類-節(jié)肢動物21寄生食物鏈由宿主和寄生物構(gòu)成以大型動物為食物鏈的起點，繼之以小型動物、微型動物、細菌和病毒后者與前者是寄生關(guān)系哺乳動物或鳥類-跳蚤原生動物-細菌-病毒2212.3.2食物網(wǎng)(foodweb)食物網(wǎng)：食物鏈彼此交錯連結(jié)，形成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)食物網(wǎng)不僅維持著生態(tài)系統(tǒng)的相對平衡，并推動著生物的進化，成為自然界發(fā)展演變的動力食物網(wǎng)以營養(yǎng)為紐帶，把生物與環(huán)境、生物與生物緊密聯(lián)系起來的結(jié)構(gòu)，稱為生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)23食物網(wǎng)溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)24北極島嶼簡單的食物網(wǎng)2512.4營養(yǎng)級與生態(tài)金字塔營養(yǎng)級(trophiclevel)：處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和26營養(yǎng)級27生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)級數(shù)目各營養(yǎng)級消費者不可能100%利用前一營養(yǎng)級的生物量各營養(yǎng)級同化率也不是100%，總有一部分排泄出去各營養(yǎng)級生物要維持自身的活動，消耗一部分熱量能流在通過各營養(yǎng)級時會急劇減少，食物鏈就不可能太長生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)級一般只有四、五級，很少超過六級28TERRESTRIALFOODCHAINInafoodchain,energyispassedfromonetrophicleveltothenextBUTthetransferofenergyisNEVER100%efficient.Thatis,thereisalwayssomeenergylostperthe2ndLawofThermodynamics.Thislostenergyiscalledentropy.29生態(tài)金字塔(ecologicalpyramid)營養(yǎng)級之間的數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系可采用生物量、能量和個體數(shù)量單位來表示能量金字塔生物量金字塔數(shù)量金字塔30能量金字塔由各營養(yǎng)級所固定的總能量值的多少來構(gòu)成的生態(tài)金字塔以相同的單位面積和單位時間內(nèi)的生產(chǎn)者和各級消費者所積累的能量比率來構(gòu)造千卡/平方米·年31EnergyPyramid

Anenergypyramidforaprairieecosystem.Eachtrophiclevelfromproducertotertiaryconsumerhaslessenergystoredinit.Thewidthoftherectanglesrepresentsenergyfoundintheorganismsateachtrophiclevel.32energypyramid33生物量金字塔

以相同單位面積上生產(chǎn)者和各級消費者的生物量即生命物質(zhì)總量建立的金字塔。對陸地、淺水生態(tài)系統(tǒng)中比較典型，因為生產(chǎn)者是大型的，所以塔基比較大，金字塔比較規(guī)則34生物量金字塔35生物量金字塔

湖泊和開曠海洋，第一性生產(chǎn)者主要為微型藻類，生活周期短，繁殖迅速，大量被植食動物取食利用，在任何時間它的現(xiàn)存量很低，導(dǎo)致這些生態(tài)系統(tǒng)的生物量金字塔呈倒金字塔形36數(shù)量金字塔

單位面積內(nèi)生產(chǎn)者的個體數(shù)目為塔基，以相同面積內(nèi)各營養(yǎng)級位有機體數(shù)目構(gòu)成塔身及塔頂。一般每一個營養(yǎng)級所包括的有機體數(shù)目，沿食物鏈向上遞減。37數(shù)量金字塔有時植食動物比生產(chǎn)者數(shù)目多。如昆蟲和樹木個體大小差別很大，只用個體數(shù)目多少來說明問題有局限性。38不同類型金字塔的比較能量金字塔表達營養(yǎng)結(jié)構(gòu)最全面，確切表示食物通過食物鏈的效率，永遠是正塔型數(shù)量金字塔過分突出小生物體的重要性生物量金字塔過分突出大生物體的重要性3912.5生態(tài)效率生態(tài)效率：各種能流參數(shù)中的任何一個參數(shù)在營養(yǎng)級之間或營養(yǎng)級內(nèi)部的比值。能量參數(shù)：攝取量（I）：表示各生物所攝取的能量吃進量同化量(A)：動物消化道內(nèi)被吸收的能量，即消費者吸收所采食的食物能；植物光合作用所固定的日光能吸收量呼吸量(R)：生物在呼吸等新陳代謝和各種活動所消耗的全部能量消耗量生產(chǎn)量(P)：生物呼吸消耗后所凈剩的同化能量值凈同化量

P=A-R40營養(yǎng)級位之內(nèi)的生態(tài)效率量度一個物種利用食物能的效率，即同化能量的有效程度同化效率生長效率41同化效率：同化量與攝取量的比值（A/I）。同化效率=被植物固定的能量/吸收的日光能

=被動物吸收的能量/動物的攝食量＊肉食動物的同化效率高于植食動物。營養(yǎng)級之內(nèi)的生態(tài)效率（n/n）42生長效率：組織生長效率=凈生產(chǎn)量/同化能量TG=NP/A生態(tài)生長效率=凈生產(chǎn)量/攝入量EG=NP/I＊營養(yǎng)級越高，生長效率越低。

植物的生長效率>動物植物將光合能量大約40%呼吸，60%生長肉食動物同化能量大約65%用于呼吸，35%用于生長哺乳動物呼吸消耗的能量最多，大約占同化量的97-99%，只有1%-3%用于凈生產(chǎn)量營養(yǎng)級之內(nèi)的生態(tài)效率（n/n）43營養(yǎng)級之間的生態(tài)效率((n+1)/n)消費效率=攝入量/凈生產(chǎn)量C=I/NP消費效率——相對采食能力；利用效率=同化量/凈生產(chǎn)量U=A/NP利用效率——轉(zhuǎn)化利用能力。

44營養(yǎng)級位之間的生態(tài)效率量度營養(yǎng)級位之間的轉(zhuǎn)化效率消費效率：消費效率量度一個營養(yǎng)級對前一營養(yǎng)級的相對取食壓力。Ce=In+1/Pn一般在20-35%范圍內(nèi)，每一營養(yǎng)級凈生產(chǎn)的65%-75%進入碎屑食物鏈利用效率：利用效率的高低，說明前一營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量被后一營養(yǎng)級同化多少Ue=An+1/Pn45林德曼效率林德曼效率：n+1營養(yǎng)級所獲得的能量占n營養(yǎng)級所獲得的能量之比：Le=In+1/In林得曼定律（十分之一定律）：能量沿營養(yǎng)級的移動時，逐級變小，后一營養(yǎng)級只能是前一營養(yǎng)級能量的十分之一左右。461-22-33-4營養(yǎng)級3020101-22-33-4營養(yǎng)級302010林德曼效率利用效率對多個生態(tài)系統(tǒng)實測值比較生態(tài)效率

4712.6生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡4812.6.1負反饋負反饋可使系統(tǒng)保持穩(wěn)定；正反饋使偏離加劇。4912.6.2生態(tài)平衡生態(tài)平衡：生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育和調(diào)節(jié)所達到的