基础生态学10生态系统一般特征.ppt

郑州 大学课件 基础生态学5-1-12/21/2023第10章 生态系统生态学l第一节第一节 生态系统的一般特征生态系统的一般特征l第二节第二节 生态系统的能量流动生态系统的能量流动l第三节第三节 生态系统的物质循环生态系统的物质循环l第四节第四节 自然生态系统自然生态系统l内容提要内容提要l单元测试单元测试郑州 大学课件 基础生态学5-1-22/21/2023l课堂讨论题课堂讨论题第一节 生态系统的一般特征l1 生态系统的概念生态系统的概念l2 生态系统的组成成分生态系统的组成成分l3 生态系统的结构生态系统的结构 l4 生态系统的功能生态系统的功能l5 生态系统的稳定性生态系统的稳定性l6 生态系统的服务功能生态系统的服务功能l参考文献参考文献l思考题思考题郑州 大学课件 基础生态学5-1-32/21/20231 生态系统的基本概念l生态系统（生态系统（ecosystem）的定义）的定义:由英国植物生态学家由英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出提出指在一定的空间内，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。个生态学功能单位称生态系统。l生态系统的特点生态系统的特点:生态系统是生态学的一个主要结构和功能单位，属于经典生态生态系统是生态学的一个主要结构和功能单位，属于经典生态学研究的最高层次；学研究的最高层次；生态系统具有自我调节能力；生态系统具有自我调节能力；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能；生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能量和这生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能量和这些能量在流动过程中的巨大损失，因此，营养级的数目通常不些能量在流动过程中的巨大损失，因此，营养级的数目通常不超过超过56个；个；生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶段。生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶段。郑州 大学课件 基础生态学5-1-42/21/20232 生态系统的组成成分l无机物无机物l有机化合物有机化合物l气候因素气候因素l生产者生产者 (producer)l消费者消费者 (consumer)l分解者分解者 (还原者还原者)(decomposer)六大组成成分（四大基本成分）六大组成成分（四大基本成分）l生产者生产者：自养生物，主：自养生物，主要是各种绿色植物，也包要是各种绿色植物，也包括蓝绿藻和一些能进行光括蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌。合作用的细菌。l消费者消费者：异养生物，主：异养生物，主要指以其他生物为食的各要指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物种动物，包括植食动物（一级）（一级）、肉食动物、肉食动物（二四级）（二四级）、杂食动、杂食动物和寄生动物等物和寄生动物等。l分解者分解者：异养生物，把：异养生物，把复杂的有机物分解成简单复杂的有机物分解成简单无机物，包括细菌、真菌、无机物，包括细菌、真菌、放线菌和动物等。放线菌和动物等。非生物成分非生物成分生物成分生物成分(生物群落生物群落)三大功能群三大功能群郑州 大学课件 基础生态学5-1-52/21/20233 生态系统的结构l空间结构空间结构l时间结构时间结构l营养结构营养结构食物链食物链(C.Elton,1927)食物网食物网食物链和食物网概念的意义食物链和食物网概念的意义生态系统的营养结构及能流和物流间的关系生态系统的营养结构及能流和物流间的关系郑州 大学课件 基础生态学5-1-62/21/2023一个食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀在后螳螂捕蝉，黄雀在后螳螂捕蝉，黄雀在后螳螂捕蝉，黄雀在后”螳螂捕螳螂捕蝉，黄蝉，黄雀在后！雀在后！哈！哈！哈！哈！植物汁液植物汁液蝉蝉(初级消费者初级消费者)螳螂螳螂(二级消费者二级消费者)黄雀黄雀(三级消费者三级消费者)鹰鹰(四级消费者四级消费者)(顶极食肉动物顶极食肉动物)郑州 大学课件 基础生态学5-1-72/21/2023食物链l食物链食物链（food chain）和）和营养级营养级（trophic level）：）：食物链指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成食物链指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条式的关系，即物质和能量从植物的一环套一环似链条式的关系，即物质和能量从植物开始，然后一级一级地转移到大型食肉动物。食物链开始，然后一级一级地转移到大型食肉动物。食物链上的每一个环节称为上的每一个环节称为营养阶层营养阶层或或营养级营养级，指处于食物，指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。链某一环节上的所有生物种的总和。l食物链的类型食物链的类型：根据食物链的起点不同，可将其分成：根据食物链的起点不同，可将其分成两大类两大类:牧食食物链牧食食物链（grazing food chain）：又称捕食食物）：又称捕食食物链，以活的动植物为起点的食物链，如绿色植物，草链，以活的动植物为起点的食物链，如绿色植物，草食动物、各级食肉动物。寄生食物链可以看作捕食食食动物、各级食肉动物。寄生食物链可以看作捕食食物链的一种特殊类型。物链的一种特殊类型。腐食食物链腐食食物链（detrital food chain）：又称碎屑食物链，）：又称碎屑食物链，从死亡的有机体或腐屑开始。从死亡的有机体或腐屑开始。郑州 大学课件 基础生态学5-1-82/21/2023食物网l食物网食物网(food web)：生态系：生态系统中的食物链统中的食物链很少是单条、很少是单条、孤立出现的，孤立出现的，它往往是交叉它往往是交叉链索，形成复链索，形成复杂的网络结构，杂的网络结构，此即食物网。此即食物网。郑州 大学课件 基础生态学5-1-92/21/2023食物链和食物网概念的意义l食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食物链食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食物链和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、消费者和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、消费者与消费者连成一个整体，反映了生态系统中各生物有与消费者连成一个整体，反映了生态系统中各生物有机体之间的营养位置和相互关系；各生物成分间通过机体之间的营养位置和相互关系；各生物成分间通过食物网发生直接和间接的联系，保持着生态系统结构食物网发生直接和间接的联系，保持着生态系统结构和功能的稳定性。和功能的稳定性。l生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物链和生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物链和食物网进行的。食物网进行的。l食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积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。累的原理和规律。郑州 大学课件 基础生态学5-1-102/21/2023 生态系统的营养结构及能流和物流间的关系生产者生产者(绿色植物绿色植物)消费者消费者(动物动物)还原者还原者(细菌、真菌细菌、真菌)放牧系统放牧系统净初级净初级生产生产分解系统分解系统死有机物死有机物太太阳阳辐辐射射能能呼吸散失呼吸散失呼吸散失呼吸散失生态系生态系统的营统的营养结构养结构(能量能量流动流动)能流物流环境环境(土壤、空气、土壤、空气、水水)生态系生态系统的营统的营养结构养结构(物质物质循环循环)郑州 大学课件 基础生态学5-1-112/21/20234 生态系统的功能l能量流动：生产者能量流动：生产者 消费者消费者 分解者，单向分解者，单向(在第在第十章详述十章详述)l物质循环：生物物质循环：生物 环境，双向环境，双向(在第十一章详述在第十一章详述)l信息传递：包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息传递：包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息等，构成信息网。信息等，构成信息网。郑州 大学课件 基础生态学5-1-122/21/2023生态系统的信息传递l生态系统的信息特征生态系统的信息特征l生态系统信息流动的过程和环节生态系统信息流动的过程和环节l信息化的生态系统信息化的生态系统l生态系统的信息处理系统生态系统的信息处理系统郑州 大学课件 基础生态学5-1-132/21/20235 生态系统的稳定性l生态系统的稳定性（生态系统的稳定性（stability）(生态平衡生态平衡):生态系统通生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态，表现为结构上、功过发育和调节达到一种稳定的状态，表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳定，当受到外来干扰时，能上、能量输入和输出上的稳定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，但只要这种干扰没有超过一定限度，平衡将受到破坏，但只要这种干扰没有超过一定限度，生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。生态系统稳定性包括了两个方面的含义生态系统稳定性包括了两个方面的含义:一方面是一方面是系统保持现行状态的能力系统保持现行状态的能力,即抗干扰的能力（抵抗力即抗干扰的能力（抵抗力resistance）;另一方面是系统受扰动后回归该状态的倾另一方面是系统受扰动后回归该状态的倾向向,即受扰后的恢复能力（恢复力即受扰后的恢复能力（恢复力resilience）。）。l生态系统稳定性机制：生态系统稳定性机制：生态系统具有自我调节的能力，生态系统具有自我调节的能力，维持自身的稳定性，自然生态系统可以看成是一个控制维持自身的稳定性，自然生态系统可以看成是一个控制论系统，因此，负反馈（论系统，因此，负反馈（negative feedback）调节在）调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。郑州 大学课件 基础生态学5-1-142/21/2023生态系统中的反馈生态系统中的反馈（正反馈（左）和负反馈（右）正反馈（左）和负反馈（右）正反馈（左）和负反馈（右）正反馈（左）和负反馈（右）狼狼狼狼兔兔兔兔植物植物植物植物狼狼饿饿死死狼狼吃吃饱饱吃了吃了较多较多兔子兔子吃了吃了较少较少兔子兔子兔兔吃吃饱饱兔兔饿饿死死吃了吃了较少较少的草的草吃了吃了大量大量的草的草污染污染 鱼死亡鱼死亡污染污染 鱼死亡鱼死亡 鱼死亡鱼死亡 污染污染 郑州 大学课件 基础生态学5-1-152/21/20236 生态系统的服务功能l生态系统服务生态系统服务(ecosystem service)：由自然系统的生境、由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能称生态系统服务。维持的良好生活环境对人类的服务性能称生态系统服务。l生态系统服务的主要内涵：生态系统服务的主要内涵：生物生产生物生产生物多样性的维护生物多样性的维护传粉、传播种子传粉、传播种子生物防治生物防治环境净化环境净化土壤形成及其改良土壤形成及其改良减缓干旱和洪涝灾害减缓干旱和洪涝灾害调节气候调节气候休闲、娱乐休闲、娱乐文化、艺术素养生态美的感受文化、艺术素养生态美的感受郑州 大学课件 基础生态学5-1-162/21/2023第一节 参考文献l刘增文，李雅素。生态系统稳定性研究的历史与现状。刘增文，李雅素。生态系统稳定性研究的历史与现状。生态学杂志，生态学杂志，1997，16（2）：）：5861。l孙刚孙刚,盛连喜盛连喜,周道玮周道玮,生态系统服务及其保护策略生态系统服务及其保护策略,应用生态学报应用生态学报,1999，10（3）。）。l欧阳志云，王如松，赵景柱。生态系统服务功能及其欧阳志云，王如松，赵景柱。生态系统服务功能及其生态经济价值评价。应用生态学报，生态经济价值评价。应用生态学报，1999，10（5）：）：635640。l辛琨，肖笃宁。生态系统服务功能研究简述。中国人辛琨，肖笃宁。生态系统服务功能研究简述。中国人口口资源与环境，资源与环境，2000，10（3）：）：2022。l蔡晓明。生态系统生态学。北京：科学出版社，蔡晓明。生态系统生态学。北京：科学出版社，2000，3955。郑州 大学课件 基础生态学5-1-172/21/2023第一节 思考题名词解释1.生态系统（生态系统（ecosystem）2.食物链（食物链（food chain）3.食物网（食物网（food web）4.碎屑食物链（碎屑食物链（detrital food chain）5.捕食食物链（捕食食物链（grazing food chain）6.营养级（营养级（trophic level）7.寄生食物链（寄生食物链（parasitic chain）8.营养物种（营养物种（tropic species）*9.生态危机生态危机10.生态赤字生态赤字郑州 大学课件 基础生态学5-1-182/21/2023第一节 思考题问答题1.从负反馈机制入手，谈谈生态系统的自我调节功能。从负反馈机制入手，谈谈生态系统的自我调节功能。2.试就生态系统中反馈机制的形成和意义谈谈你的看法。试就生态系统中反馈机制的形成和意义谈谈你的看法。3.举举例例说说明明什什么么是是食食物物链链，有有哪哪些些类类型型？各各类类型型有有何何异异同同？4.生生态态系系统统具具有有自自我我调调节节能能力力，其其结结构构越越复复杂杂，物物种种数数目目越越多，自我调节的能力就越强。多，自我调节的能力就越强。5.简述生态系统的基本结构和功能。简述生态系统的基本结构和功能。6.什么生态系统的服务功能，包括哪些内容？什么生态系统的服务功能，包括哪些内容？7.为为什什么么说说一一个个复复杂杂的的食食物物网网是是使使生生态态系系统统保保持持稳稳定定的的重重要要条件？条件？8.简述食物链和食物网理论的意义。简述食物链和食物网理论的意义。9.简述生态系统的三大功能群。简述生态系统的三大功能群。10.谈谈你对生态平衡的看法？谈谈你对生态平衡的看法？郑州 大学课件 基础生态学5-1-192/21/2023课堂讨论题l根据生态系统的有关原理，说明为什么西部大开发环根据生态系统的有关原理，说明为什么西部大开发环境保要先行境保要先行.