第五章生态系统的一般特征
生态学课件第五章 生态系统生态学
生态系统分解作用
• 3、分解作用测定 • 网袋法： • 一般通过埋放装有残落物的网袋以观察土壤动物 的分解作用。 • 网袋具有不同孔径，允许不同大小的土壤动物出 入，从而可估计小型、中型和大型土壤动物对分 解的相对作用，并观察受异化、淋溶和碎裂三个 基本过程所导致的残落物失重量。
生态系统分解作用
P= R × C × 3.7 k
• P=浮游植物的净初级生产力；R=相对光合速率； k=光强度随水深度而减弱的衰变系数；C=水中的 叶绿素含量。
生态系统初级生产
• • • • • • 4、初级生产量的测定方法 收获量测定法 氧气测定法 CO2测定法 放射性标记物测定法 叶绿素测定法
生态系统次级生产
食物链与营养级
• 2、食物网(food web) • 食物链彼此交错连结，形成一个网状结构。
食物链与营养级
• 3、营养级(trophic levels)
• 营养级是指处于食物链某一环节所有生物种的 总和。 • 生态系统中的营养级一般只有四、五级，很少 有超过六级的。
营养级(trophic levels)
• 分解作用过程包括碎裂、异化和淋溶。
生态系统分解作用
•ห้องสมุดไป่ตู้2、分解者
• 细菌、真菌和土壤动物。 • • 动物分四个类群： • ①小型土壤动物（microfauna）：包括原生动物、线虫、 轮虫、最小的弹尾和螨； • ②中型土壤动物（mesofauna）：包括弹尾、螨、线蚓、 双翅目幼虫和小型甲虫； • ③大型（macrofauna）土壤动物：包括千足虫、等足目 和端足目，蛞蝓、蜗牛； • ④巨型（megafauna）土壤动物：包括蚯蚓等。
• 能量锥体或金字塔(pyramid of energy)
生态系统的六大特征
生态系统的六大特征生态系统是由生物群落和其非生物环境相互作用而形成的一个自然单位。
它具有六大特征，分别是物种多样性、能量流动、物质循环、稳定性、弹性和边界。
一、物种多样性物种多样性是生态系统最基本的特征之一，指的是生态系统中生物的种类数量以及各个物种的相对丰度。
物种多样性的高低直接影响着生态系统的稳定性和功能。
一个物种多样性丰富的生态系统通常具有更高的稳定性和更强的生态功能。
二、能量流动能量在生态系统中以食物链的形式流动。
太阳能是生态系统中能量的主要来源，光合作用将太阳能转化为有机物质，而食物链中的各个层次则通过捕食和被捕食来传递能量。
能量流动的方向是从生产者到消费者，再到分解者，形成一个闭合的循环系统。
三、物质循环物质循环是生态系统中物质在不同组分之间的流动和转化过程。
其中最重要的循环包括水循环、碳循环、氮循环等。
这些循环通过生物和非生物过程相互作用，使得生态系统中的物质得以循环再利用，维持着生态系统的平衡。
四、稳定性稳定性是生态系统的一个重要特征，指的是系统抵抗外界干扰的能力。
一个稳定的生态系统能够保持相对稳定的物种组成和生态功能，对于外界的变化具有一定的适应性和修复能力。
稳定性是生态系统的重要保障，也是生态系统能够持续发展的基础。
五、弹性弹性是生态系统适应环境变化和干扰的能力。
生态系统具有一定的弹性，可以通过调整内部结构和功能来适应外界的变化，以维持自身的稳定性和生态功能。
弹性越高，生态系统越能够适应和应对各种挑战和干扰。
六、边界生态系统具有明确的边界，即生态系统与其他生态系统之间存在一定的界限和联系。
生态系统的边界可以是地理上的界限，也可以是生物学上的界限。
生态系统之间的边界交流和物质交换对于维持整个生态系统的稳定和功能都非常重要。
生态系统具有物种多样性、能量流动、物质循环、稳定性、弹性和边界等六大特征。
这些特征相互作用，共同维持着生态系统的平衡和功能。
了解和研究这些特征，有助于我们更好地认识和保护生态系统，推动可持续发展。
生态系统的四个特征
生态系统的四个特征
生态系统是指生物体和非生物体在特定区域内相互作用的复杂系统。
生态系统的四个特征包括物种多样性、能量流动、物质循环和自我调节。
物种多样性是指生态系统内的生物种类数量和种类组成的多样性。
它是生态系统稳定性的重要因素，因为不同的物种在生态系统中扮演不同的角色，相互依存，维持着生态系统的平衡和稳定性。
物种多样性可以通过对生物群落的调查和研究来了解。
能量流动是指生态系统内能量从一个生物群落到另一个生物群落的转移过程。
能量在生态系统中以食物链和食物网的形式流动，其中植物光合作用是能量输入的主要来源。
能量的流动使生态系统内的生物能够生存和繁殖。
物质循环是指生态系统内物质从一个生物体到另一个生物体的转移和再利用过程。
生态系统内各种元素和化合物的循环包括碳、氮、磷和水等，这些元素和化合物在生态系统的不同部分之间进行交换，以维持生态系统的平衡和稳定性。
自我调节是指生态系统内的生物和非生物体之间的相互作用，使得生态系统可以自我调节和维持平衡。
自我调节主要通过负反馈机制来实现，例如繁殖和死亡率之间的平衡、种群数量和食物资源之间的平衡等。
这些机制能够限制生物种群的数量和生态系统内各种元素和化合物的浓度，从而维持生态系统的平衡和稳定性。
总之，生态系统的四个特征包括物种多样性、能量流动、物质循环和自我调节，这些特征相互作用并协同工作，维持着生态系统的平衡和稳定性。
生态系统中的一般特征2
呼吸量(R)：指生物在呼吸等新陈代谢和各种活 动中所消耗的全部能量。
生产量(P)：代表呼吸消耗后所净剩的同化能量 值，它以有机物质的形式累积在生态系统中。对 植物来说，它是指净初级生产量(NP)；对动物来 说，它是同化量扣除维持消耗后的生产量，即 P=A-R。 利用以上这些参数可以计算生态系统中能流的各 种效率。
消费效率可以用来量度一个营养级对前一个营养级位的相对采食能力。 此值一般在25%-35%，这说明每一个营养级位的净生产量有65%75%进入碎屑食物链。 利用率的高低，说明前一营养级位的净生产量被后一营养级位同化了 多少，即被转化利用了多少。
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2）林德曼效率 相当于同化效率、生长效率和消费效率的乘积。
第一节 思考题－－问答题
从负反馈机制入手，谈谈生态系统的自我调节功能。 试就生态系统中反馈机制的形成和意义谈谈你的看法。 举例说明什么是食物链，有哪些类型？各类型有何异同？ 生态系统具有自我调节能力，其结构越复杂，物种数目越 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。 6. 为什么说一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要 条件？ 7. 简述食物链和食物网理论的意义。 8. 简述生态系统的三大功能群。 9. 谈谈你对生态平衡的看法 10. 在常见的三种金字塔中，生物量金字塔和数量金字塔在某 些生态系统中可以呈现倒金字塔形，但能量金字塔却无论 如何不会呈倒金字塔形。试解释其中的原因。 2013-7-15 1. 2. 3. 4.
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生态平衡
当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时，它能够自我调 节和维持自己的正常功能，并能在很大程度上克服和消除 外来的干扰，保持自身的稳定性。这实质上就是生态系统 的反馈调节。 生态系统的这种自我调节功能是有一定限度的，当外来干 扰因素如火山爆发、地震，泥石流，雷击火烧，人类修建 大型工程，排放有毒物质、喷撒大量农药，人为引入或消 灭某些生物等超过一定限度的时候，生态系统自我调节功 能本身就会受到损害，从而引起生态失调，甚至导致发生 生态危机。从而引起局部地区甚至整个生物圈结构和功能 的失衡，从而威胁到人类的生存。
生态系统的六大特征
生态系统的六大特征生态系统是由生物群落与其所处的非生物环境相互作用而形成的一种动态平衡系统。
它是地球上生物多样性与生态过程的基本单位，具有以下六大特征。
1. 结构复杂性生态系统具有复杂的结构，包括生物群落和非生物环境。
生物群落由多个不同种类的生物组成，它们之间相互依赖、相互作用，形成复杂的食物链和食物网。
同时，非生物环境包括土壤、水体、大气等，它们的物理、化学特性对生物群落的组成和生态过程起着重要的影响。
2. 物质循环生态系统中的物质是不断循环利用的。
例如，植物通过光合作用吸收二氧化碳和水，产生有机物质，同时释放氧气。
这些有机物质被其他生物摄取和分解，最终又转化为无机物质，如二氧化碳和水，再次被植物吸收利用。
这种物质循环保持了生态系统的稳定性。
3. 能量流动能量在生态系统中以一定的方向进行流动。
光能是生态系统中的主要能量来源，通过光合作用被植物转化为化学能，再通过食物链传递给其他生物。
能量的流动是有损失的，每一级食物链的能量转化效率都不高，因此生态系统的能量总量逐级减少。
4. 自我调节能力生态系统具有一定的自我调节能力，能够对外界环境的变化做出反应并保持相对的稳定性。
当生态系统受到干扰时，比如自然灾害或人类活动的影响，它会通过调整生物群落结构、物质循环和能量流动等方式来恢复平衡。
5. 多样性生态系统中存在丰富的生物多样性，包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。
物种多样性指的是一个生态系统中存在的不同物种的数量和种类。
遗传多样性指的是物种内部个体之间的遗传差异。
生态系统多样性则包括不同生态系统之间的差异，比如森林、湿地、草原等。
6. 演替过程生态系统经历着不断的演替过程，即由简单到复杂、由幼稚到成熟的过程。
最初的生态系统可能只有少数几种生物，但随着时间的推移，它们会逐渐演化并与其他物种相互作用，形成更加复杂的生态系统。
生态系统具有结构复杂性、物质循环、能量流动、自我调节能力、多样性和演替过程等六大特征。
生态系统的五大特征
生态系统的五大特征
生态系统是生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，其特征可以归纳为以下几个方面：
1. 生物群落多样性：生态系统由多种生物组成，其中植物、动物和微生物等各个生物种群之间相互作用，形成了复杂的食物链和生态关系。
2. 能量流动：生态系统中的生物通过摄食、代谢等活动消耗能量，同时也会通过光合作用、化能合成等途径获取能量。
能量在生态系统中的流动形成了生态系统的能量流动链。
3. 物质循环：生态系统中的生物通过摄食、排泄等活动，将物质带入生态系统中，这些物质在生态系统中被循环利用，形成了生态系统的物质循环链。
4. 生态平衡：生态系统中的生物、非生物因素和物理量等各个组成部分之间相互作用，形成了一种相对稳定的状态，称为生态平衡。
5. 生态系统演化：生态系统中的生物种群、生态关系等会随着时间的推移而发生变化，形成生态系统的演化。
演化是生态系统适应环境变化的结果，也是生态系统稳定性的体现。
以上是生态系统的五大特征，它们之间相互联系、相互作用，构成了生态系统的整体特征。
了解生态系统的特征有助于我们更好地理解和保护生态系统，促进生态平衡和可持续发展。
生态系统的一般特征
三、消费者 是针对生产者而言的，即它们不能从无
机物制造有机物质，而是直接或间接依赖于
生产者所制造的有机物，因此属于异养生物。 消费者按其营养方式上的不同又可分为： （1）食草动物 （2）食肉动物 （3）大型食肉动物或顶极食肉动物
四、分解者 是异养生物，其作用是把动植物残体的 复杂有机物分解为生产者能重新利用的简单 化合物，并释放出能量，其作用正好与生产 者相反。 地球上生态系统虽然有很多类型，但通 过上面对池塘和草地生态系统的比较，可以 看到生态系统的一般特征。如下图可代表生 态系统结构的一般性模型，模型包括三个亚 系统，即生产者亚系统、消费者亚系统和分 解者亚系统。图中还表示了系统组成成分间 的主要相互作用。
生态系统的基本结构 1.形态结构
生态系统的生物种类、种群数量、种的空 间位置、种的时间变化等构成了生态系统的形 态结构（水平结构、层次结构、多维结构）。
2.营养结构 生态系统的各组成部分之间建立起来的营 养关系，构成了营养结构。营养结构的模式可 用下图表示：
第三节 食物链和食物网
生产者所固
定的能量和物质，
根据林德曼测量结果，这个比值大约为1/10， 曾被认为是一项重要的生态学定律。在其他不同 的生态系统中，高则可达30%，低则可能只有1%或 更低。
第六节 生态系统的反馈调节和生态平衡
自然生态系统几乎都属于开放系统，只有 人工建立的、完全封闭的宇宙舱生态系统才可 归属于封闭系统。开放系统 [下图(a)]必须依 赖于外界环境的输入，如果输入一旦停止，系 统也就失去了功能。开放系统如果具有调节其 功能的反馈机制，该系统就成为控制系统 [下 图(b)]。所谓反馈，就是系统的输出变成了决 定系统未来功能的输入；一个系统，如故其状 态能够决定输入，就说明它有反馈机制的存在。 下图(b)就是(a)加进了反馈环以后变成了可控 制系统[图(c)]。
简述生态系统的基本特征。
简述生态系统的基本特征。
生态系统是由生物体和它们的非生物环境之间相互作用而形成的生态整体。
它的基本特征包括：
1. 生物多样性：生态系统内包含多种物种，它们之间相互依存、相互影响，形成了生态系统的复杂性。
2. 能量流动：生态系统内的生物通过食物链和食物网相互作用，不断传递和转化能量，形成物质循环。
3. 物质循环：生态系统内的生物不断地吸收、消耗和释放物质，包括水、碳、氧、氮、磷等元素。
这些物质通过生物体内外的转化和流动，完成物质循环。
4. 动态平衡：生态系统内各种因素之间相互作用、相互平衡，形成一个相对稳定的状态，即动态平衡。
5. 生态脆弱性：生态系统对外部因素的变化非常敏感，一旦受到破坏，破坏的影响可能会扩散到整个生态系统中。
6. 可持续性：生态系统内的生物和环境要能够长期相互适应，保持生态平衡，以实现可持续发展。
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食物网
北极岛屿简单的食物网
FOOD WEB
A few of the organisms in a temperate tall-grass prairie and the food web that connects them
细菌 真菌
线条粗细表示作用强弱和物质能量流通的总量多寡
食物链和食物网
食物链：生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和 被食的关系在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排 列的链状顺序
食物网：食物链彼此交错连结，形成一个网状结构
食物链类型
捕食食物链 碎屑食物链 寄生食物链
捕食食物链
绿色植物为起点到食草动物进而到食肉动物的食物链 植物-食草动物-食肉动物
系统：相互作用、相互依赖的事物有规律地联合的集合体
许多成分组成 各成分间相互联系、相互作用 独立的、特定的功能
生物地理群落
生态系统的特征
是生态学的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的 最高层次
内部具有自我调节能力 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能 生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值
植被
食物关系
主线
能量关系
食物网
一种生物常常以多种食物为食，而同一种食物又常常为多 种消费者取食，于是食物链交错起来，多条食物链相联， 形成了食物网
食物网不仅维持着生态系统的相对平衡，并推动着生物的 进化，成为自然界发展演变的动力
食物网以营养为纽带，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
生态系统可持续发展的研究
过去以破坏环境为代价来发展经济的道路使人类社会走进 了死胡同，人类要摆脱这种困境，必须从根本上改变人与 自然的关系，把经济发展和环境保护协调一致，建立可持 续发展的生态系统
生态系统资源的分类、配置、替代及其自我维持模型 发展生态工程和高新技术的农业工厂化 探索自然资源的利用途径，不断增加全球物质的现存量 研究生态系统科学管理的原理和方法，把生态设计和生态
和这些能量在流动中巨大损失，因此生态系统中营养级不 会超过5-6个 生态系统是一个动态系统
目前有关生态系统的研究工作
自然生态系统的保护和利用 生态系统调控机制的研究 生态系统退化的机制、恢复及其修复研究 全球性生态问题的研究 生态系统可持续发展的研究
自然生态系统的保护和利用
和谐、高效和健康是自然生态系统有的共同特点 自然生态系统中具有较高的物种多样性和群落稳定性 健康的生态系统比退化的更有价值，具有较高的生产力，
基础生态学
11 生态系统的一般特征
本章内容
生态系统的基本概念 生态系统的组成与结构 食物链和食物网 营养级和生态金字塔 生态效率 生态系统的反馈调节和生态金字塔
生态系统的基本概念
生态系统：在一定空间中共同栖居着的所有生物(生物群 落)与其环境之间由于不断进行物质循环和能量流动过程 而形成的统一整体
生态效应 生物多样性、群落和生态系统与外部限制因素间的作用效
应及其机制
生态系统退化的机制、恢复及其修复研究
在人为干扰和其他因素的影响下，有大量的生态系统处于 不良状态，承载着超负荷的人口和环境负担、水资源枯竭、 荒漠化和水土流失在加重等，脆弱、低效和衰退已成为这 一类生态系统的明显特征
由于人类活动而造成逆向演替或对生态系统结构、重要生 物资源退化机理及其恢复途径
一个简单的陆地生态系统模式图
生态系统各成份的相互关系
பைடு நூலகம்
无机物质
日 光 能
生产者
植物， 化能合成细菌
有机物质
气候因素
消费者
动物，包括 大型消费者 小型消费者
分解者
细菌 真菌
生态系统各成份的相互关系
无机物质
有机物质
气候因素
日 光 能
生产者
植物， 化能合成细菌
消费者
动物，包括 大型消费者 小型消费者
分解者
草原上：青草-野兔-狐狸-狼 湖泊中：藻类-甲壳类-小鱼-大鱼
碎屑食物链
动、植物的遗体被食 腐性生物(小型土壤动 物、真菌、细菌)取食， 然后到他们的捕食者 的食物链
植物残体-蚯蚓-线虫 类-节肢动物
捕食食物链和碎屑食物链
寄生食物链
由宿主和寄生物构成 以大型动物为食物链的起点，继之以小型动物、微型动物、
防止人类与环境关系的失调 自然资源的综合利用以及污染物的处理
全球性生态问题的研究
近几十年来，许多全球性的生态问题严重威胁着人类的生 存和发展，要靠全球人类共同努力才能解决的问题，如臭 氧层破坏、温室效应、全球变化等
全球变化对生物多样性和生态系统的影响及其反应 敏感地带和生态系统对气候变化的反应 气候与生态系统相互作用的模拟 建立全球全球变化的生态系统发展模型 提出全球变化中应采取的对策和措施等
细菌和病毒 后者与前者是寄生性关系 哺乳动物或鸟类-跳蚤-原生动物-细菌-病毒
1 大型浮游植物
2
大型浮 游植物
大型浮 游动物
鯷鱼 以浮游生物为食
鲸 以浮游生物为食
微型浮游植物 (小鞭毛藻)
小型浮游动物 (植食性原生动物)
的型浮游动物 (肉食性甲壳动物)
3
灯笼鱼、秋刀鱼
(食浮游动物鱼类)
大型浮游动物 (毛颚类、磷虾)
规划结合起来 加强生态系统管理、保持生态系统健康和维持生态系统服
务功能
Biosphere 2
生态系统的构成和结构
生物群落
生产者 消费者：食草动物、食肉动物、大型食肉动物 分解者
非生物环境
无机物质 有机物质 气候因素(及其他物理条件）
成份之间的相互作用关系
池塘生态系统示意图
能满足人类物质的需求，还给人类提供生存的优良环境 研究自然生态系统的形成和发展过程、合理性机制、以及
人类活动对自然生态系统的影响，对于有效利用和保护自 然生态系统均有较大的意义
生态系统调控机制的研究
生态系统是一个自我调控的系统 自然、半自然和人工等不同类型生态系统自我调控的阈值 自然和人类 活动引起局部和全球环境变化带来的一系列
海洋食物链1
乌贼、鲑、金枪鱼 (食鱼动物)
海洋食物链2
大型浮游动物
食浮游生物鱼类 如鲱等
小型浮游植物 大型硅藻、甲藻 和微型浮游植物
大型肉食鱼类 鲨鱼鲑鱼等
底栖植食动物 蛤,牡蛎,多毛类等
底栖肉食鱼类 鳕鱼等
南极海洋浮游食物网
冻原生态系统食物链
狼、狐、 雪鸮、贼鸥、隼
雀鹬 类、 昆虫
麝牛、驯 鹿、雪兔 旅鼠、雷 鸟、雁