生态考试复习范围

生态系统与基本功能

能量流动指生态系统中能量输入、传递、转化和丧失的过程。能量流动是生态系统的重要功能，在生态系统中，生物与环境，生物与生物间的密切联系，可以通过能量流动来实现。能量流动两大特点：单向流动，逐级递减。

生态系统的能量流动推动着各种物质在生物群落与无机环境间循环。这里的物质包括组成生物体的基础元素：碳、氮、硫、磷，以及以DDT为代表的，能长时间稳定存在的有毒物质；这里的生态系统也并非家门口的一个小水池，而是整个生物圈，其原因是气态循环和水体循环具有全球性，一个例子是2008年5月，科学家曾在南极企鹅的皮下脂肪内检测到了脂溶性的农药DDT，这些DDT就是通过全球性的生物地球化学循环，从遥远的文明社会进入企鹅体内的。

物理信息（physical information）指通过物理过程传递的信息，它可以来自无机环境/也可以来自生物群落，主要有：声、光、温度、湿度、磁力、机械振动等。眼、耳、皮肤等器官能接受物理信息并进行处理。植物开花属于物理信息。

化学信息（chemical information）许多化学物质能够参信息传递，包括：生物碱、有机酸及代谢产物等，鼻及其它特殊器官能够接受化学信息。

行为信息（behavior information）行为信息可以在同种和一种生物间传递。行为信息多种多样，例如蜜蜂的“圆圈舞”以及鸟类的“求偶炫耀”。

城市生态系统的主体与基本特征

按人类的意愿创建的一种典型的人工生态系统。其主要的特征是：以人为核心，对外部的强烈依赖性和密集的人流、物流、能流、信息流、资金流等。科学的城市生态规划与设计能使城市生态系统保持良性循环，呈现城市建设、经济建设和环境建设协调发展的格局。城市生态系统是城市居民与其环境相互作用而形成的统一整体，也是人类对自然环境的适应、加工、改造而建设起来的特殊的人工生态系统。

城市生态系统是在人口大规模集居的城市，以人口、建筑物和构筑物为主体的环境中形成的生态系统。包括社会经济和自然生态系统。其特点是：

①以人为主体，人在其中不仅是唯一的消费者，而且是整个系统的营造者；

②几乎全是人工生态系统，其能量和物质运转均在人的控制下进行，居民所处的生物和非生物环境都已经过人工改造，是人类自我驯化的系统；

③城市中人口、能量和物质容量大，密度高，流量大，运转快，与社会经济发展的活跃因素有关；

④是不完全的开放性的生态系统，系统内无法完成物质循环和能量转换。许多输入物质经加工、利用后又从本系统中输出（包括产品、废弃物、资金、技术、信息等）。故物质和能量在城市生态系统中的运动是线状而不是环状。因城市是一定区域范围的中心地，城市依赖区域存在和发展，故城市生态系统的依赖性很强，独立性很弱。其研究内容包括：人口构成、经济结构和城市功能结构的合理性；人口流、物质流、能量流、信息流等是否能保证城市的功能作用；城市人口及其活动的基本物质（如土地、淡水、食物、能源、基础设施等）的保证程度，环境质量评价及其改善措施；确定城市生态合理容量和制订和谐、稳定、高效的城

市生态系统结构可行方案及其管理技术措施等。

城乡复合生态系统与自然生态系统比较

1．复合生态系统的发展方向是反自然的，即与自然生态系统的演进方向相反。表现在三个方面：⑴自然生态系统的演进方向是成熟化，即系统的净产量趋近于零，生物能流趋于彻底耗散，物质循环趋近于完全；而复合生态系统的发展方向是年轻化，复合生态系统的净产量趋于越来越高，生物能流在系统内的耗散不充分，物质循环不完全。⑵自然生态系统的演进方向是多样化，成熟阶段也就是系统物种多样化程度最高的阶段，如此来确保系统能量流动和物质循环的完整性；而复合生态系统在人们的计划和控制下不断向简单化方向发展，养、种植单一且生物量庞大的动植物种群以保证更高的净产量，使大量的物种绝灭了，形成极少数物种占优势的、环境单调的生态系统。⑶由于前两个原因，自然生态系统的演进方向是稳定性不断增强，而复合生态系统却朝着不稳定性增强的方向发展。

2．复合生态系统运行的维持需要不断增强的人工能流的投入，不同于自然生态系统的运行完全是由生物能流推动的。复合生态系统是一个能量物质流通量很大、贮藏与转换时间较短、流动速度很快的系统。该系统自身消耗的能量大大超过其自身捕获、转化的太阳辐射能，而靠消耗岩石圈中储存的太阳能及其它非初级生产的能量来维持。由于生产者的缺乏，大量能量和物质需要它系统提供，使人控复合生态系统永远离不开自然生态系统而独立存在，依赖性很强。

3．复合生态系统具有不断发展的开放性，而自然生态系统具有相对的封闭性。与自然生态系统自身蓄积的生物量相比，该系统与外界进行能量与物质交换甚小；复合生态系统的开放性最初也不强，起码在人类社会发展之初是这样，后来，随着人口增长，经济活动规模扩大，商品经济和市场经济的发展，系统的开放性越来越明显，到今天已经达到前所未有的程度。复合生态系统的高产出和高消耗的性质，加剧了物质循环的不平衡性，这种不平衡不能由系统内自行补偿，人工能量和物资的投入是必须的，为此，不同层次的复合系统之间寻求开放互补，以维持系统的运行。

生态平衡的定义、原理和意义

生态平衡是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间、生物各个种群之间，通过能量流动、物质循环和信息传递，使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态。也就是说当生态系统处于平衡状态时，系统内各组成成分之间保持一定的比例关系，能量、物质的输入与输出在较长时间内趋于相等，结构和功能处于相对稳定状态，在受到外来干扰时，能通过自我调节恢复到初始的稳定状态。在生态系统内部，生产者、消费者、分解者和非生物环境之间，在一定时间内保持能量与物质输入、输出动态的相对稳定状态。

原理书p29-30

生态系统一旦失去平衡，会发生非常严重的连锁性后果。例如，五十年代，我国曾发起把麻雀作为"四害"来消灭的运动。可是在大量捕杀了麻雀之后的几年里，却出现了严重的虫灾，

使农业生产受到巨大的损失。

后来科学家们发现，麻雀是吃害虫的好手。消灭了麻雀，害虫没有了天敌，就大肆繁殖起来、导致了虫灾发生、农田绝收一系列惨痛的后果。生态系统的平衡往往是大自然经过了很长时间才建立起来的动态平衡。一旦受到破坏，有些平衡就无法重建了，带来的恶果可能是人的努力无法弥补的。因此人类要尊重生态平衡，绝不要轻易去干预大自然，引起这个平衡被打破。

生态系统中的能量流和物质循环在通常情况下（没有受到外力的剧烈干扰）总是平稳地进行着，与此同时生态系统的结构也保持相对的稳定状态，这叫做生态平衡。生态平衡的最明显表现就是系统中的物种数量和种群规模相对平稳。

当然，生态平衡是一种动态平衡，即它的各项指标，如生产量、生物的种类和数量，都不是固定在某一水平，而是在某个范围内来回变化。这同时也表明生态系统具有自我调节和维持平衡状态的能力。当生态系统的某个要素出现功能异常时，其产生的影响就会被系统作出的调节所抵消。生态系统的能量流和物质循环以多种渠道进行着，如果某一渠道受阻，其他渠道就会发挥补偿作用。

对污染物的入侵，生态系统表现出一定的自净能力，也是系统调节的结果。生态系统的结构越复杂，能量流和物质循环的途径越多，其调节能力，或者抵抗外力影响的能力，就越强。反之，结构越简单，生态系统维持平衡的能力就越弱。农田和果园生态系统是脆弱生态系统的例子。

一个生态系统的调节能力是有限度的。外力的影响超出这个限度，生态平衡就会遭到破坏，生态系统就会在短时间内发生结构上的变化，比如一些物种的种群规模发生剧烈变化，另一些物种则可能消失，也可能产生新的物种。但变化总的结果往往是不利的，它削弱了生态系统的调节能力。

这种超限度的影响对生态系统造成的破坏是长远性的，生态系统重新回到和原来相当的状态往往需要很长的时间，甚至造成不可逆转的改变，这就是生态平衡的破坏。作为生物圈一分子的人类，对生态环境的影响力目前已经超过自然力量，而且主要是负面影响，成为破坏生态平衡的主要因素。

城市化引起的环境问题

生物圈减生物多样性

岩石圈导致耕地面积减少，土壤污染，地面下沉

大气圈空气污染。加剧热岛效应和温室效应

水圈下渗减少，地表径流增多；水质恶化；水资源短缺；酸雨

热岛效应与城市化对气候影响

城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城市建筑结构及下垫面特性的综合影响等是其产生的主要原因。热岛强度有明显的日变化和季节变化。日变化表现为夜晚强、白天弱。城市热岛可影响近地层温度层结，并达到一定高度。城市全天以不稳定层结为主，而乡村夜晚多逆温。水平温差的存在使城市暖空气上升，到一定高度向四周辐散，而附近乡村气流下沉，并沿地面向城市辐合，形成热岛环流，称为“乡村风”，这种流场在夜间尤为明显。城市热岛还在一定程度上影响城市空气湿度、云量和降水。对植物的影响则表现为提