生态系统的概念及基本特征(2)
第五章 生态系统及其稳定性(笔记)
第五章 生态系统及其稳定性第 1 节 生态系统的结构一、生态系统1.概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的一个统一整体，叫做生态系统。
生态系统=群落+无机环境生态系统可大可小，把地球看做最大的生态系统，就是生物圈。
2.类型：二、生态系统的结构：成分+食物链、食物网（营养结构）1.生态系统的成分：非生物的物质和能量（无机环境）+[生产者+消费者+分解者]（生物群落）（1）非生物的物质和能量：阳光、热能、空气、水、无机盐等。
生态系统必备的成分（缺乏非生物的物质 和能量，生态系统就会崩溃）。
（2）生产者：①定义：能直接利用光能（或化学能）通过光合作用（或化能合成作用）把无机物转化成有机物，把光能（化学能）转化成有机物中化学能的生物。
⎯⎯⎯⎯⎯ 不同+同种→种群 ⎯⎯⎯→群落 ⎯ 无机环境→生态系统 个体 ⎯⎯⎯②作用：使无机环境的非生物的物质和能量进入生物群落。
③同化作用类型：自养型（生产者包括光能自养型：绿色植物、光合细菌、蓝藻；化能自养型：硝化细菌等。
④地位：生态系统的主要成分（基石），是生态系统必备的成分。
（3）消费者：①定义：自身不能制造有机物，必须直接或间接的依靠生产者的生物。
②作用：加快生态系统的物质循环和能量流动，对植物的传粉、种子的传播等有重要作用。
③同化作用类型：异养型（消费者主要是捕食和寄生的生物：牛、菟丝子等）④分类：初级消费者（植食性动物）、二级消费者（以植食性动物为食的肉食性动物）、三级消费者等⑤地位：非必需，但对生态系统的物质循环和能量流动具有重要意义。
（4）分解者：①定义：能将动植物的遗体、排出物和残落物中的有机物分解成无机物的生物。
②作用：使生物群落的有机物变成无机物回归到无机环境，促进物质的循环。
③同化作用类型：异养型[分解者是营腐生生活的生物：大多数细菌、真菌、部分动物(蚯蚓、蜣螂等)]④地位：生态系统必备的成分。
（使有机物回归到无机环境，否则会导致垃圾成堆，生态系统崩溃。
生态学-生态系统的一般特征
B 生物量金字塔
以相同单位面积上生产者和各级消费者的生物 量即生命物质总量建立的金字塔。对陆地、浅水生 态系统中比较典型，因为生产者是大型的，所以塔 基比较大，金字塔比较规则；
?但对于湖泊和开旷海洋，第一性生产者主要 为微型藻类，生活周期短，繁殖迅速，大量 被植食动物取食利用，在任何时间它的现存 量很低，导致这些生态系统的生物量金字塔 呈倒金字塔形。
三、营养级位之间的生态效率
量度营养级位之间的转化效率。
（一）消费效率（利用效率） 消费效率 (Ce)=In+1/NPn
消费效率量度一个营养级对前一营养级的相对取 食压力。一般在 20-35%范围内。每一营养级净生产的 65%-75% 进入碎屑食43;1/NPn 利用效率的高低，说明前一营养级的净生产量被后 一营养级同化多少。
一、能量参数
（一）摄取量（ I）：表示各生物所摄取的能量。 （二）同化量 (A)：动物消化道内被吸收的能量，即消
费者吸收所采食的食物能；植物光合作用所固定的日 光能。 （三）呼吸量 (R)：生物在呼吸等新陈代谢和各种活动 所消耗的全部能量。 （四）生产量 (P)：生物呼吸消耗后所净剩的同化能量 值。 P= A- R
生态系统中的食物营养关系是很复杂的。由于 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。 这种以营养为纽带，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 。
（5）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。
简述生态系统的基本特征。
简述生态系统的基本特征
生态系统是生物群落与其环境组成的一个整体，包括物种、非生物和它们之间的相互作用。
生态系统的基本特征包括：
1. 生态系统具有特定的空间概念，通常与一定的空间相联系，包含该地区和范围，反映一定的地区特性及空间结构。
2. 生态系统是复杂、有序、相互联系的大系统。
3. 生态系统具有自我调节功能，能够维持相对稳定的状态。
4. 生态系统具有动态的、生命的特征，表现出鲜明的历史性特点，可分为幼期、成长期和成熟期。
生态系统是由生物群落和非生物环境组成的一个相互作用的整体，具有以下基本特征：
物质循环：生态系统内的物质循环是一个封闭的过程，其中包括水、碳、氮、磷等元素的循环，这些元素在生物体内循环，同时也在生物体和非生物环境之间循环。
能量流动：生态系统内的能量是不断流动的，光能转化为生物体内储存的化学能，这些化学能会通过食物链传递，直到最终释放为热能，回归到环境中。
稳态平衡：生态系统内的各种生物和非生物因素相互作用，使得整个生态系统能够保持相对稳定的状态，即稳态平衡。
生物多样性：生态系统内拥有着丰富的物种多样性，这些物种之间相互依存、相互制约，共同构成整个生态系统。
适应性：生态系统内的各种生物和非生物因素能够相互适应，根据
环境的变化而发生相应的变化，以维持生态系统的稳定状态。
这些基本特征共同构成了生态系统的基本特性，也是生态系统能够维持自身稳定、保持生态平衡的重要保障。
第二章 生态系统
（4）营养信息 ）
营养信息由食物和养分构成。通过营养 营养信息由食物和养分构成。 交换的形式， 交换的形式，可以将信息从一个种群传递给 另一个种群。 另一个种群。食物网和食物链就是一个营养 信息系统。 信息系统。
第二节 生态平衡及其破坏
一、生态平衡
1．概念： ．概念：
在一定时期内，系统内生产者、 在一定时期内，系统内生产者、消费者和 分解者之间保持着一种动态平衡， 分解者之间保持着一种动态平衡，系统内的 能量流动和物质平衡在较长时期内保持稳定， 能量流动和物质平衡在较长时期内保持稳定， 这种状态就是生态平衡，又称自然平衡。 这种状态就是生态平衡，又称自然平衡。
（3）行为信息 ）
有些动物可以通过特殊的行为方式向同 伴或其他生物发出识别、挑战等信息， 伴或其他生物发出识别、挑战等信息，这种 信息传达方式称为行为信息。 信息传达方式称为行为信息。 如蜜蜂通过舞蹈告诉同伴花源的方向、 如蜜蜂通过舞蹈告诉同伴花源的方向、 距离等，人类的哑语也是一种行为信息方式。 距离等，人类的哑语也是一种行为信息方式。
第二章 生态系统
30年代（1935年 30年代（1935年）英国植物学家坦 年代 斯莱（A.G.Tansley）提出，50年代广 斯莱（A.G.Tansley）提出，50年代广 泛传播，60年代成为生态学研究核心。 泛传播，60年代成为生态学研究核心。 年代成为生态学研究核心
本章的主要内容
第一节 第二节 生态系统的基本概念 生态平衡及其破坏
2．物质循环 ．
生物要满足机体生长发育、 生物要满足机体生长发育、新陈代谢的 需要，需不断地从环境中获取营养物质， 需要，需不断地从环境中获取营养物质，这 些物质进入有机体后经传递、代谢和分解后， 些物质进入有机体后经传递、代谢和分解后， 又重新回到环境中，这一过程称为物质循环。 又重新回到环境中，这一过程称为物质循环。
生态系统的概念和特点
生态系统的概念和特点
概念：
生态系统指在自然界的一定的空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间相互影响、相互制约，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。
特点：
1.生态系统具有整体性，生态系统包含的内容多，相互之间也有联系，另外在
一定空间范围之内，都会有相应的主体和客体，而且生物也保持着多样性，这样才不会破坏整体性。
2.生态系统有自我调控的功能，比如种群的密度调控，这在同种生物里面非常
常见。
除此之外还有生物种群之间的数量调控，比如植物与动物之间数量的调控。
3.生态系统会受到环境的影响，环境一旦产生了变化这种情况下那些稍微比较
敏感的物种，就会有所表现，影响严重了整个生态系统都会有危险。
第二章 生态系统
五、生态系统的功能
三大功能：能量流动、物质循环和信息传递。
（一）能量流动
地球是一个开放系统，存在着能量的输入和输出。能量输入 的根本来源是太阳能，食物是光合作用固定和储存的太阳能，化石 燃料则是过去地质年代固定和储存的太阳能。 光合作用是植物固定太阳能的惟一有效途径，其全过程很复 杂，包括100多步化学反应，但其总反应式却非常简明： 6CO2＋12H2O→C6H12O6+6O2＋6H2O 能够通过光合作用制造食物分子的植物被称为“自养生物”， 主要是绿色植物。其他生物靠自养生物取得其生存所必须的食物分 子，这些生物称为“异养生物”。它们无法固定太阳能，只能直接 （如食草兽）或间接（如食肉兽）从绿色植物中获取富能的化学物 质，然后通过“呼吸作用”把能量从这些化学物质中释放出来。
4．磷循环
生态系统中磷是生物的重要营养成分，主要以磷酸盐(PO43－ HPO42－)的形式存在。磷是携带遗传信息DNA的组成元素，是动物 骨骼、牙齿和贝壳的重要组分。 生态系统中的磷具有不同于其他元素的特点： 1、它全部来源于岩石的风化作用，经破碎、溶解在土壤水中， 被植物吸收。但生态系统中可利用的磷很少，因为磷酸盐难溶于水， 地球上含磷的岩石也不多。因此，在许多土壤和水体中，缺磷常常 是植物生长的限制性因素。另一方面，水体中磷的过度增加又可能 引起富营养化。 2、它在循环过程中和微生物的关系不像碳和氮那样大。生物 死亡后，躯体中的磷酸盐逐渐释放出来，回到土壤和海洋中去。 3、磷不进行大气迁移，因为在地表的温度和压力下，磷及其 化合物不以气态存在。虽然磷酸盐的颗粒能被风吹扬至远距离，但 它并不是构成大气的组分。 动物从植物或其他动物中获取磷，其排泄物和遗体腐解后，其 中的磷酸盐又回到土壤和水体中，最终在海底成为含磷沉积岩。
生态系统的一般特征
第三节 食物链与食物网
1、概念
各种生物按其取食和被食的关系而排列的链 状顺序称为食物链。如： 浮游植物→浮游动物→食草性鱼类→食肉性鱼类。
植物→蝴蝶→蜻蜓→蛇→鹰。
食物链彼此交错连结，形成一个网状结构，称为食物网
食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，反之亦 然。
生物扩大
生物放大是指在同一个食物链上，高位营养级 生物体内来自环境的某些元素或难以分解的 化合物的浓度，高于低位营养级生物的现象。
3、呼吸量（R）: 指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中消耗 的全部能量。
4、生产量（P）: 指生物在呼吸消耗后净剩的同化能量值，它 以有机物质的形式累积在生物体内或生态系统中。对于植物来 说，它是净初级生产量。对于动物来说，它是同化量扣除呼吸 量以后的净剩的能量值 。
二、 营养级位之内的生态效率 （一）同化效率
同化效率 = 被植物固定的能量 / 植物吸收的日光能 = 被动物吸收的能量 / 动物摄食量 即 Ae = An / In； (n 是营养级数)
同化效率：肉食动物>植食动
（二）生长效率
组织生长效率= n营养级的净生产量 / n营养级的同化量 即 TGe = NPn / An
生态生长效率= n营养级的净生产量 / n营养级的摄入量 即 EGe = NPn / In
1、生产者：绿色植物、蓝绿藻和光合细菌 2、消费者：包括杂食动物、寄生生物
食草动物(一级消费者)
食肉动物(二级消费者)
大型食肉动物或顶级食肉动物(三级消费者) 3、分解者
分解者主要是细菌和真 菌，也包括某些原生动物 和蚯蚓。
4、非生物环境 • 无机物质 • 有机化合物： 如蛋白质、糖类脂类和腐殖质。 • 气候因素
生态系统的基本概念与特征
专题一、生态系统生态学第一章生态系统的基本概念与特征学习要点1．了解生态系统基本概念、模型及概念的拓展。
2．学会运用生态系统基本概念、模型和特征的理论，分析有关的生态环境问题。
基本概念1．生态系统(ecosystem)：是指在一定时间和空间内，由生物群落与其环境组成的一个整体，各组成要素间藉助物种流动、能量流动、物质循环、信息传递和价值流动，而相互联系、相互制约，并形成具有自调节功能的复合体。
2．生态系统模型(model)：是生态系统研究的基本方法。
它是从系统基本成分、结构、行为出发，简要描绘出生态系统最本质的特性和行为。
3．环境容量(environmental capacity)：是指一个生态系统能容纳污染物的一个最大负荷量。
第一节生态系统的概念一、生态系统的定义生态系统(ecosystem)是指在一定时间和空间内，由生物群落与其环境组成的一个整体，各组成要素间藉助物种流动、能量流动、物质循环、信息传递和价值流动，而相互联系、相互制约，并形成具有自调节功能的复合体。
生态系统定义的基本含义是：①生态系统是客观存在的实体，有时、空概念的功能单元；②由生物和非生物成分组成，以生物为主体；③各要素间有机地组织在一起，具有整体的功能；④生态系统是人类生存和发展的基础。
生态系统范围可大可小，通常是根据研究的目的和具体的对象而定。
最大是生物圈(biosphere)，可看作是全球生态系统，它包括了地球一切的生物及其生存条件。
小的如一块草地，一个池塘都可看作一个生态系统。
生态系统生态学(ecosystem ecology)以生态系统为对象，是研究生态系统的组成要素、结构与功能、发展与演替，以及人为影响与调控机制的生态科学。
二、生态系统概念的发展生态系统(ecosystem)一词是英国植物生态学家A．G．Tansley(1871～1955)于1935年首先提出的。
他在研究中，发现气候、土壤和动物对植物的生长、分布和丰盛度都有明显的影响。
生态系统
一、系统的基本概念及性质（一）生态系统的基本概念：是在一定空间中共同栖息着的所有生物与其环境之间由于不断地进行物质和能量的交换而形成的统一整体。
（二）生态系统的类型陆地生态系统：森林生态系统，草原生态系统，荒漠生态系统，冻原生态系统水域生态系统：海洋生态系统，淡水生态系统，河流生态系统，湖泊生态系统，池塘生态系统人工生态系统：城市生态系统，农田生态系统，果园生态系统生物圈是地球上最大的生态系统生态系统的特征：1生态学一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次 2内部具有自我调节能力3能量流动、物质循环和信息传递是三大功能4营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值和能量在流动中的损失，生态系统营养级不会超过5-6个5动态系统二．生态系统的构成和结构生产者：把无机物制造成有机物并储存能量的生物。
特例：硝化细菌（化能合成作用）、光合细菌消费者：食草动物、食肉动物、大型食肉动物分解者 (decomposer)：分解动植物遗体中有机物获取能量的生物。
细菌，真菌 非生物环境：无机物质，有机物质，气候因素(及其他物理条件）非生物的物质——水，空气，无机盐非生物的能量——阳光，热能生态系统各成分间的关系：1、生产者通过光合作用制造有机物，将光能变为化学能，为其他生物提供食物和栖息场所。
2、消费者通过自身代谢把有机物分解为无机物，回归自然，加快了生态系统的物质循环，还对植物的传粉受精和种子传播具有重要作用。
3、分解者将动植物遗体中复杂的有机物分解成简单的无机物，归还无机环境，是物质循环的关键成分。
联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”是生产者和分解者。
三．生态系统能量流动概论1.生态系统的能源、能流的形式A.辐射能:太阳辐射能以光能的形式存在，它是地球上所有生态系统的最初能量来源；太阳能既是能源又是主要的生态因子。
B.辅助能:不能直接被生态系统中的生物转化为化学能。
如：潮汐、风能属辅助能，与月球及大气的运动相关生态系统能流的形式是化学能。
森林生态学精要
第一章生态系统一、什么是生态系统？在一定空间范围内，各生物成分（包括人类在内）和非生物成分（环境中物理和化学因子）通过能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的一个功能单位。
二、生态系统类型：(一)按基质划分：™陆地生态系统：森林生态系统、农田生态系统、城市生态系统。
水域生态系统：河流生态系统、池塘生态系统、海洋生态系统。
（二）根据人类活动及其影响程度划分：™（1）自然生态系统：未受到人类活动影响或轻度影响的生态系统。
（2）半自然生态系统：系统营养结构、类型或比例受到人类活动的影响较大。
（3）人工复合生态系统：人类活动在系统中起导作用。
三、生态系统基本特征：（一）结构特征生态系统包括生物成分、非生物环境。
生物成分包括生产者、消费者、还原者。
非生物环境包括太阳辐射能、无机物质、有机物质。
1、生产者：自养型生物，包括所有进行光合作用的绿色植物和化能合成细菌。
绿色植物利用日光作为能源，通过光合作用将吸收的水、CO2和无机盐类合成初级产品——碳水化合物，可进一步合成脂肪和蛋白质。
这些有机物成为地球上包括人类在内的一切生物的食物来源。
（光能、绿色植物）2、消费者：异养型生物，生活在生态系统中的各类动物和某些腐生或寄生生物，只能依赖生产者生产的有机物为营养来获得能量。
（草食性动物、杂食性动物、寄生性动物、腐生性动物、肉食性动物。
）3、分解者：异养生物，如细菌、真菌、放线菌以及土壤原生动物和一些土壤中小型无脊椎动物。
将复杂的有机物还原为无机物，把养分释放出来，归还给环境中，供植物的再次利用。
（二）功能特征™ 生态系统的生产者、消费者和分解者与它们的生存环境相互作用，不断进行着能量和物质的交换，产生能量流动和物质循环，从而保持生态系统的运转。
（三）动态特征生态系统是不断变化的系统。
随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结构向复杂结构状态发展，最后达到相对稳定的阶段。
（四）相互作用和相互联系的特征生态系统内各生物和非生物成分的关系是紧密相连不可分割的整体。
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生态系统的概念及基本特征
一、生态系统的概念
生态系统这一概念是由英国生态学家坦斯黎首先提出的。
他认为, 生态系统的基本概念是物理学上使用的“系统”整体，这个系统不仅
包括有机复合体，而且也包括形成环境的整个物理因素复合体。
生态系统是指在一定时间和空间内，由生物群落与其环境组成的一个整体。
各组成要素间借助物种流动、能量流动、物质循环、信息传递和价值流动，而相互联系、相互制约，并形成具有自调节功能的复合体。
生态系统可以是一个很具体的概念，一个池塘，一片森林或一块草地都是一个生态系统。
同时，它又是在空间范围上抽象的概念。
生态
系统和生物圈只是研究的空间范围及其复杂程度不同。
小的生态系统
联合成大的生态系统，简单的生态系统组合成复杂的生态系统，而最大，最复杂的生态系统就是生物圈。
二、生态系统的基本特征
每一个生态系统都有一定的生物群落与其栖息的环境相结合，进行着物种、能量和物质的交流。
在一定时间和相对稳定条件下，系统内各组成要素的结构与功能处于协调的动态之中。
关于这部分内容，蔡晓明作了相应阐述，生态系统具有如下10项重要特征。
1以生物为主体，具有整体性特征
生态系统通常与一定空间范围相联系，以生物为主体，生物多样性与生命支持系统的物理状况有关。
一般而言，一个具有复杂垂直结构的环境能维持多个物种。
一个森林生态系统比草原生态系统包含了更
多的物种。
同样，热带生态系统要比温带或寒带生态系统展示出更大的多样性。
各要素稳定的网络式联系，保证了系统的整体性。
2.复杂、有序的层级系统
由于自然界中生物的多样性和相互关系的复杂性，决定了生态系统是一个极为复杂的、多要素、多变量构成的层级系统。
较高的层级系统以大尺度、大基粒、低频率和缓慢速度为特征，它们被更大系统、更缓慢作用所控制。
3.开放的、远离平衡态的热力学系统
任何一个自然生态系统都是开放的。
有输入和输出，而输入的变化总会引起输出的变化。
虽然输出并不是立即变化，有时它们可能落在后面，但它们不会赶在输入之前，这是因为输出是输入的结果，而输入是原因、源。
从这一观点看，没有输入也就没有输出。
维持生态系统需要能量。
生态系统变得更大更复杂时，就需要更多的可用能量去维持，经历着从混沌到有序，到新的混沌，再到新的有序的发展过程。
4.具有明确功能和功益服务性能
生态系统不是生物分类学单元，而是个功能单元。
例如能量的流动,
绿色植物通过光合作用把太阳能转变为化学能贮藏在植物体内, 再转
然后给其他动物，这样营养物质就从一个取食类群转移到另一个取食类群，最后由分解者重新释放到环境中。
又如在生态系统内部生物与
生物之间，生物与环境之间不断进行着复杂而有规律的物质交换。
这种物质交换是周而复始不断地进行着，对生态系统起着深刻的影响。
自然界元素运动的人为改变，往往会引起严重的后果。
生态系统就是
在进行多种生态过程中完成了维护着人类的生存“任务”；为人类提供了必不可少的粮食、药物和工农业原料等。
并提供人类生存的环境条件。
还有大量的间接性功益服务。
5.受环境深刻的影响
环境的变化和波动形成了环境压力，最初是通过敏感物种的种群表现。
自然选择可以发生在多个水平上。
当压力增加到可在生态系统水平上检出时，整个系统的“健康”就出现危险的苗头。
生态系统对气候变化和其他因素的变化表现出长期的适应性。
6.环境的演变与生物进化相联系
自生命在地球上出现以来，生物有机体不仅适应了物理环境条件, 式对环境进行朝着有利于生命的方向改造。
7.具有自维持、自调控功能
一个自然生态系统中的生物与其环境条件是经过长期进化适应，逐渐建立
相互协调的关系。
生态系统自动调控机能主要表现在三方面: 第一是同种生物的种群密度的调控，这是在有限空间内比较普遍存在的种群变化规律；第二是异种生物种群之间的数量调控，多出于植物与动物、动物与动物之间，常有食物链关系；第三是生物与环境之间的相互适应的调控。
生物经常不断地从所在的生境中摄取所需的物质，生境亦需要对其输出进行及时的补偿，两者进行着输入与输出之间的供需调控。
生态系统对干扰具有抵抗和恢复的能力，甚至面临季节、年际或长期的气候变化的动态，生态系统也能保持相对的稳定。
生态系统调控功能主要靠反馈的作用，通过正、负反馈相互作用和转
化，保证系统达到一定的稳态。
8具有一定的负荷力
生态系统负荷力是涉及用户数量和每个使用者强度的二维概念。
这二者之间保持互补关系，当每一个体使用强度增加时，一定资源所能维持的个体数目减少。
认识到这一特点，在实践中可将有益生物种群保持在一个环境条件所允许的最大种群数量，此时，种群繁殖速率最快。
对环境保护工作而言，在人类生存和生态系统不受损害的前提下, 一个生态系统所能容纳的污染物可维持在最大承载量，即环境容量。
任一生态系统，它的环境容量越大，可接纳的污染物就越多，反之则越少。
污染物的排放，必须与环境容量相适应。
9.具有动态的、生命的特征
生态系统也和自然界许多事物一样，具有发生、形成和发展的过程。
生态系统可分为幼期、成长期和成熟期，表现出鲜明的历史性特点, 生态系统具有自身特有的整体演化规律。
换言之，任何一个自然生态系统都是经过长期发展形成的。
生态系统这一特性为预测未来提供了重要的科学依据。
10.具有健康、可持续发展特性
自然生态系统在数十亿万年发展中支持着全球的生命系统，为人类提供了经济发展的物质基础和良好的生存环境。
然而长期以来掠夺式的开采方式给生态系统健康造成极大的威胁。
可持续发展观要求人们转变思想，对生态系统加强管理，保持生态系统健康和可持续发展特性，在时间空间上实现全面发展。