生态学基础：第五章 生态系统
最新版全国成人高考专升本_生态学基础第五章生态系统第三节
第五章生态系统第三节生态系统的物质循环一、生物地球化学循环生物地球化学循环是指各种化学元素在不同层次、不同大小的生态系统内，乃至生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，又从生物体再回归到环境，不断地进行着流动和循环的过程。
1．生物地球化学循环的库库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化合物所构成的。
对于某一种元素而言，存在一个或多个主要的蓄库。
在库里，该元素的数量远远超过正常结合在生命系统中的数量，并且通常只能缓慢地将该元素从蓄库中放出。
物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼此流通的。
在一个具体的水生生态系统中，磷在水体中的含量是一个库，在浮游生物体内的磷含量是第二个库，而在底泥中的磷含量又是另一个库，磷在库与库之间的转移(浮游生物对水中磷吸收以及生物死亡后残体下沉到水底，底泥中的磷又缓慢释放到水中)就构成了该生态系统中的磷循环。
2．生物地球化学循环的速度为了表现物质循环的快慢，常用周转率和周转期两个重要指标。
周转率是指系统达到稳定状态后，某一组分中的物质在单位时间内所流出的量或流入的量占库存总量的分数值。
周转期是库中物质全部更换平均需要的时间，也是周转率的倒数。
物质的周转率用于生物库的更新称为更新率。
某段时间末期，生物的现存量相当于库存量；在该段时间内，生物的生长量相当于物质的输入量。
不同生物的更新率相差悬殊，一年生植物当生育期结束时的生物的最大现存量与年生长量大体相等，更新率接近l，更新期为1年。
森林的现存量是经过几十年甚至几百年积累起来的，所以比年净生产量大得多。
如某一森林的现存量为324t／hm2，年净生产量为28．6t ／hm2，其更新率为28．6／324，即0．088，更新期约11．3年。
至于浮游生物，由于代谢率高，生物现存量常常是很低的，但却有着较高的年生产量，如某一水体中浮游生物的现存量为0．07t／hm2，年净生产量为4．1t／hm2，其更新率为4．1／0．07，即59，更新期只有6．23天。
生态系统知识点
生态系统知识点生态系统是指由生物群落（包括动植物种群）和其所在的非生物环境（包括土壤、水和空气）所组成的一个相互作用的自然系统。
生态系统通常包括自然生态系统和人工生态系统两大类。
了解生态系统的知识点对于我们认识大自然、保护环境以及可持续发展具有重要意义。
本文将从生态系统的组成、功能和生物多样性等方面介绍生态系统的知识点。
一、生态系统的组成生态系统的组成包括两个主要方面：生物群落和非生物环境。
1. 生物群落：生物群落是指某一地区内不同物种的群体与它们的生存环境相互作用而形成的一个相对稳定的自然单位。
生物群落中的物种可以相互依赖、共存，形成复杂的食物链和食物网关系。
生物群落的特点包括物种组成、种群数量和空间分布等。
2. 非生物环境：非生物环境包括土壤、水和空气等自然要素。
土壤是植物生长的重要基质，其中含有的营养物质和微生物对生物群落的发展起重要作用。
水是维持生物生活所必需的物质，它参与了生物体的许多基本生活过程。
空气中的氧气和二氧化碳是动植物生存所必需的。
二、生态系统的功能生态系统具有许多重要的功能，其中包括物质循环、能量流动和生态服务等。
1. 物质循环：生态系统是物质循环的基本单位。
在生态系统中，物质通过食物链的传递和生物降解等方式进行循环。
例如，植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，并固定碳元素形成有机物质；动物通过食物链摄取植物的有机物质，并将其转化成自己的组织和能量；死亡的生物体通过分解作用被微生物降解成无机物质，再次进入生态系统的循环中。
2. 能量流动：能量是生态系统中的重要要素，生态系统中的所有生物都依赖于能量的流动。
能量从太阳辐射进入生态系统，通过食物链一级一级地传递，最终以生物体的代谢消耗掉。
能量的流动是生物群落维持稳定状态的重要条件。
3. 生态服务：生态系统为人类提供了许多重要的生态服务，包括供水、气候调节、水文调节和土壤保持等。
生态系统通过植物的蒸腾作用维持了地球的水循环；通过植物的光合作用吸收二氧化碳，起到了减缓全球气候变化的作用；通过湿地的保护和河流的调节，为人类提供了水资源和防洪功能；通过植物的根系固定土壤，减轻了水土流失的程度。
高一生物每章知识点总结
高一生物每章知识点总结生物学作为一门基础科学，对于高中生物的学习至关重要。
高一生物课程的学习内容较为广泛，涵盖了多个章节。
以下是对每个章节的知识点进行总结，帮助学生更好地复习和掌握相关知识。
第一章：生物多样性与进化1. 生物多样性与分类：介绍生物多样性的概念和分类的基本原则，了解分类的历史发展。
2. 进化论：介绍进化的基本理论和证据，了解自然选择、适应和物种形成等进化过程。
3. 进化的证据：介绍化石记录、生物地理分布、比拟解剖学等证据，支持进化论的观点。
4. 人类进化：介绍人类进化的历史和证据，认识到人类是进化的产物。
第二章：细胞和细胞器1. 细胞结构：介绍细胞的基本结构，包括细胞膜、细胞核和细胞质等部分。
2. 细胞器：介绍常见的细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体等，了解它们的结构和功能。
3. 细胞分裂：介绍有丝分裂和减数分裂的基本过程，了解有丝分裂与减数分裂在细胞生命周期中的作用。
第三章：遗传与变异1. 遗传单元：介绍基因的结构和功能，认识到基因是遗传信息的基本单位。
2. 遗传规律：介绍孟德尔的遗传规律，包括势力与显性、分离与自由组合等。
3. 遗传变异：介绍基因突变和染色体变异等遗传变异的原因和影响。
4. 遗传工程：介绍基因工程的基本原理和应用，了解其在农业、医学等领域的重要性。
第四章：生物技术1. 细胞培养：介绍细胞培养的基本原理和技术，了解其在生物科学研究和医学上的应用。
2. 基因工程：介绍基因工程的基本原理和技术，了解其在农业、医学和环境保护等方面的应用。
3. 克隆技术：介绍动植物的克隆技术，如体细胞核移植和植物组织培养等。
4. DNA指纹：介绍DNA指纹技术的原理和应用，了解其在司法鉴定和亲子鉴定方面的重要性。
第五章：生态系统1. 生态学基础：介绍生态学的基本概念和研究方法，了解生态系统的组成和功能。
2. 物质循环：介绍碳循环、氮循环和水循环等物质在生态系统中的循环过程。
3. 能量流动：介绍能量在生态系统中的流动过程和能量转化的方式。
生态学基础复习资料
生态学基础第一章绪论1.生态学的研究内容，从纵向来说，包括个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学和全球生态学。
2.根据生境的类型，可以把生态学分为水生生态学、陆地生态学和太空生态学。
3.最早提出生态学一词并给以明确定义的是德国人海卡尔。
4.我国生态学家马世骏认为：“生态学是一门多科性的自然科学，是研究生物与环境相互作用及其机理的科学。
”5.生态学源于生物学。
6.生态学发展的时期分为生态学萌芽时期、生态学建立时期、生态学巩固时期和现代生态学时期。
7.现代生态学时期为20世纪50年代末。
8.研究全球尺度生态问题的生态学分支叫全球生态学。
9.研究景观结构、功能和动态的生态学分支叫景观生态学。
10.生态学传统的研究方法是描述。
11.现在生态学的研究方法包括野外调查法、实验室研究和系统分析及模型应用法。
12.实验室研究分为原地实验和受控实验。
13.以生态系统为研究对象是现代生态学发展的重要标志。
14.植物生态学是以植物群落生态学研究为主流。
15.动物生态学是以动物种群生态学研究为主流。
16.新生特性原则又可称为功能性整合原理，即系统的总体功能要大于组成该系统各组分的分功能之和。
17.陆地生态学分为森林生态学、草地生态学、荒漠生态学和冻源生态学。
18.要解决人类所面临的“五大”危机，必须以生态学原理为基础。
19.层次机构包括纵向的垂直分异和横向的水平分异。
简答题20.什么是生态学？生态学是研究生物及其与环境间的相互关系的科学。
其定义可描述为研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学。
21.我国古代劳动人民在自己的生产实践中，运用最早、最多的生态学原理是因地制宜原理、生物多样性原理和食物链原理。
22.试举出五位在生态学发展史上做出过杰出贡献的中外科学家，并说出他们的主要贡献。
海卡尔：提出生态学一词并给出明确定义。
达尔文，提出生物进化论。
坦斯利，提出生态系统观念，林德曼提出著名的生态金字塔定律。
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第五章 生态系统
一、选择题 1．陆地生态系统的营养级数目通常不会超过（ ）。 A．1～2 B．2～3 C．3～4 D．5～6 【答案】D 【解析】营养级是生物群落中的各种生物之间进行物质和能量传递的级次。由于能量通 过各营养级流动时会大幅度减少，下一营养级所能接收的能量只有上一营养级同化量的百分 之十到百分之二十之间，所以一般食物链中的营养级不会超过五个。
7．下列属于人工生态系统的是（ ）。 A．湖泊 B．草原 C．农田 D．荒漠 【答】】C 【解析】人工生态系统是指以人类活动为生态环境中心，按照人类的理想要求建立的生 态系统。人工生态系统的特点是：①社会性；②易变性；③开放性；④目的性。ABD 三项，
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均属于自然生态系统。C 项，农田是以人类活动为中心而建立的人工生态系统。
8．下列对热带雨林的描述，错误的是（ ）。 A．种类组成极为丰富 B．季节交替明显 C．藤本植物多 D．附生植物多 【答案】B 【解析】热带雨林地区长年气候炎热，雨水充足，季节差异极不明显，生物群落演替速 度极快，动植物种类丰富，是地球上过半数动物、植物物种的栖息居所。
2．植物光合作用固定的能量有一部分被自身呼吸消耗掉，余下的能量即为（ ）。 A．总初级生产量 B．净初级生产量 C．总初级生产力 D．次级生产量 【答案】B 【解析】A 项，在单位时间（一年或一天）里，生产者所固定的全部太阳能量或生产者 生产出来的全部有机物的量，叫做总初级生产量。B 项，净初级生产量指在初级生产过程中， 植物光合作用固定的能量中扣除植物呼吸作用消耗掉的那部分，剩下的可用于植物的生长和
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第五章生态系统
第一节 生态系统的概念
一、生态系统的概念
生态系统就是在一定时间和空间内，生物与其生存环境以及生物与生物之间相互作用，彼此通过物质循环、能量流动和信息交换，形成的一个不可分割的自然整体。
有人把生态系统概括为一个简单明了的公式Байду номын сангаас
生态系统=生物群落+生物群落的环境
生态系统是自然界的基本单位，是由生物与其生存环境组成的，是生态学中功能上的单位，而不是生物学中分类上的单位。生态系统可大可小，小至一滴水，一把土，一片草地，一个湖泊，一片森林，大至一个城市，一个地区，一个流域，一个国家乃至整个生物圈。例如一个池塘生态系统，其中有许多种类的水生动物、植物和微生物，浮游动物以浮游植物为食，鱼类以浮游植物和浮游动物为食，鱼类和其它水生生物死亡后，在微生物参与下被分解成二氧化碳、氮、磷等基本物质，而这些物质又是水中浮游植物的基本营养物，微生物在分解过程中要消耗水中的氧，被消耗的氧由浮游植物通过光合作用所产生的氧来补充。水中各种生物与环境，生物与生物之间相互联系、相互制约，构成了一个处于相对稳定状态的池塘生态系统。
或：生态系统=生命系统+环境系统
生态系统的概念，最早由英国著名生态学家坦斯利于1935年比较完整地提出。坦斯利认为生物与其生存环境是一个不可分割的有机整体。生物包括多种生物的个体、种群和群落，其生存环境包括光、热、水、空气及生物等因子。生物与其生存环境各组成部分之间并不是孤立存在的，也不是静止不动或偶然聚集在一起的，它们息息相关，相互联系，相互制约，有规律地组合在一起，并处于不断的运动变化之中。各个生态因子不仅本身起作用，而且相互发生作用，既受周围其它因子的影响，反过来又影响其它因子。其中一个因子发生了变化，其它因子也会产生一系列的连锁反应。因此，生物因子之间、非生物因子之间以及生物与非生物因子之间的关系是错综复杂的，它们通过能量的流动、物质的运转和信息的交换，在自然界中构成一个相对稳定的自然综合体。
第五章生态系统学和应用生态复习答案
《普通生态学》“生态系统生态学及应用生态学”部分自习题一、选择题（每小题只有一个选项是符合题意的）（一）生态系统生态学1．生态系统这一概念的提出者是［D］。
A．达尔文 B．奥德姆 C．瓦尔明 D．坦斯利2．生物地理群落这一概念的提出者是［C］。
A．达尔文 B．奥德姆 C．苏卡乔夫 D．坦斯利3．下列说法正确的是［D］。
A．生态系统由动物、植物、微生物组成B．生态系统由自养生物、异养生物、兼养生物组成C．生态系统由植物、食植动物、食肉动物、食腐动物组成D．生态系统由生产者、消费者、分解者、非生物环境组成4．下列生物类群中，不属于生态系统生产者的类群是［D］。
A．种子植物 B．藻类植物 C．蓝绿藻 D．真菌5．下列生物类群中，属于生态系统消费者的类群是［B］。
A．高等植物 B．哺乳动物 C．大型真菌 D．蓝绿藻6．从下列生物类群中，选出生态系统的分解者［D］。
A．树木 B．鸟类 C．昆虫 D．蚯蚓7．生态系统的功能主要是［A］。
A．维持能量流动和物质循环 B．保持生态平衡C．为人类提供生产和生活资料 D．通过光合作用制造有机物质并释放氧气8．常绿阔叶林生态系统的主要分布区位于［B］。
A．热带 B．亚热带 C．温带 D．寒带9．落叶阔叶林生态系统的主要分布区位于［C］。
A．热带 B．亚热带 C．温带 D．寒带10．雨林生态系统的主要分布区位于［A］。
A．热带 B．亚热带 C．温带 D．寒带11．北方针叶林生态系统的主要分布区位于［D］。
A．热带 B．亚热带 C．温带 D．寒温带12．下列生态系统中，净初级生产力最高的是［A］。
A．热带雨林 B．亚热带季雨林 C．常绿阔叶林 D．落叶阔叶林13．下列生态系统中，净初级生产力最高的是[D］。
A．大陆架 B．开阔大洋 C．河流与湖泊 D．珊瑚礁14．下列生态系统中，净初级生产力最高的是［A］。
A．沼泽与湿地 B．开阔大洋 C．荒漠 D．冻原15．下列生态系统中，净初级生产力最高的是［A］。
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二、热力学定律
生态系统的能量转换符合两大定律： 1）热力学第一定律（能量转化和守恒） 能量既不能消失，也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例， 由一种形式转化为另一种形式。 2）热力学第二定律（能量衰变定律或能量逸散定律） 生态系统的能量在转化、流转过程中总存在衰变、逸散的现象， 即总有一部分从浓缩的有效态变为稀释的不能利用的状态。 能量沿食物链方向流动，逐级递减。 每经一个营养级的剩余能 量为原有能量的1/10，其余的都消耗了。
食物链中每一个生物成员称为营养级。 食物链类型 1）捕食食物链：指一种活的生物取食另一种活的生物所构
成的食物链。食物链以生产者为起点。 2）腐生性食物链：以动、植物的遗体或粪便为食物链起点，
也称分解链。 如动植物遗体或粪便→ 真菌、细菌→ 原生动物→ 土壤动
物→ 节肢动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 3）寄生性食物链：生物间以寄生物与寄主的关系而构成食
（3）补加能源的作用。 添加太阳能以外的其他形式的辅助能，可提高作物对光能的
利用，从而增加初级生产力。
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二、生态系统的次级生产
次级生产量的概念及生产 次级生产量：生态系统中初级生产以外的生物生产，
即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过 同化作用形成异类生物自身物质的生产量，称为次 级生产量，亦称第二性生产量。 I = FU+R+P P = I-FU-R 同化效率 = A / I ； 生长效率 = P / A I- 摄取量； A-同化量； R-呼吸量； P-生产量； FU-粪尿能量。
密不可分的。 能量在生态系统中是被消耗、单向流动，不可逆的。
而物质循环是可逆多向的，可返回原来的化学形态， 并可逃循、脱离生态系统。
四、生物地球化学循环的类型 （1）气相型：其贮存库是大气和海洋。气相循环把大
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全世界
经济共同体
国家
地区
流域
农村
农户系统
生计系统
手工制造 畜牧和耕作系统 农场外就业
畜牧系统 作物系统
放牧场
农田
畜群
农作物
2.系统结构的有序性
(1)系统的各个组分之间都有一定的量比关系 x1=f ( x n )
(2)系统内各组分通过各种联 系相互作用、相互牵制
x1=f (x1,x2,x3,……xn) (3)系统各组分、各层次分工
第四阶段：系统结构优化阶段是通过模拟分析，优化系统结 构，实行系统调控，使系统具有系统功能整合特性， 实现优化的系统功能。
3.系统分析途径
(1) 黑箱法
(2) 白箱法
(3) 灰箱法
5.1.4 生态系统的含义
生态系统是在一定时间、空间范围内，生 物与生存环境、生物与生物之间密切联系、相 互作用，通过能量流动、物质循环、信息传递 构成的具有一定结构的功能整体。
5. 生态系统
5.1 系统观与生态系统 5.2 生态系统的一般特征 5.3 生态系统类型 5.4生态系统服务与管理
5.1 系统观与生态系统
2.1.1“系统”观念的引入 2.1.2 系统的基本性质 2.1.3 系统方法 2.1.4 生态系统的含义
5.1.1“系统”观念的引入
什么是“系统”
定义:系统(system)是由相互作用和相互依赖 的若干组成部分，结合而成的具有一 定结构的功能整体。
5.1.2 系统的基本性质
1.系统组分的整体性 2.系统结构的有序性 3.系统功能的整合特性 4.系统结构、功能的可控性
1.系统组分的整体性 (1)系统无论大小都具有一定边界(Boundary)
(2)系统的水平分离特征 (Characteristic of horizontal part)
(3)系统的垂直分离特征 (Characteristic of verticality part)
①原料部分。光、氧、二氧化碳、水、无机盐类以 及非生命的有机物质等。
②代谢过程的媒介部分。水、土壤、温度和风等。 ③基层部分。岩石和土壤等。
杂食动物
消
寄生动物
费
者
食腐动物
还原者
分
解
营养物质
转换者
者
非生物成分
生物成分
1. 生产者
是指能利用无机物制造有机物的自养生物 (Autotrophs)，主要是绿色植物，也包括一些蓝 绿藻、光合细菌及化能合成细菌。
光能
6CO2+12H2O —叶绿—素→ C6H12O6+6H2O+6O2 CO2+ 2H2S光—光合—能色→素 [CH2O]+2S+H2O CO2+2H2O化——学→能[CH2O]+H2O+O2
①通过动、植物残体有机物质的分解，使营养物质得到再 循环，微生物种群得到恢复和繁衍。
②为碎屑食物链的各级生物提供了食物和物质基础。
③产生有调控作用的“环境激素”(Environmental hormone),对生态系统中其他生物的生长产生重大影响。
④改造了地球表面的惰性物质。
4. 无机环境
非生物环境是生态系统中生物赖以生存的物质和能 量的源泉及活动的场所。按其对生物的作用，可分为:
系统结构功能 调控分析
系统结构优化阶段
第一阶段：定性分析阶段包括明确问题及研究目标； 划分系 统边界、确定系统组分、分析系统层次。
第二阶段：定量研究阶段在定性分析的基础上进行定量分析 主要是系统结构有序性分析，包括定量研究各组分 之间的定量影响关系，建立系统数学模型。
第三阶段：模型分析阶段是在系统组分及基本量化关系认识 的基础上，确定系统模型的参数，进行模型试验， 分析系统要素的动态关系。
合作，各居其位、各司其 职共同完成系统整体功能 y=f(x1,x2,x3,……xn)
3.系统功能的整合特性
系统的整体功能不等于它各组分功能的相加，而是一种集 体效应，既有各组分的功能，又有各组分之间交互作用产生 的新功能，这种整体功能大于部分功能之和的特性称为系统 功能整合作用（Integration of system function）
是在明确研究目的和系统边界的基础上，分 析系统组成要素、层次结构及各组分间相互 影响的定量关系，建立系统的数学模型，并 利用计算机对系统结构优化，使系统具有功 能整合作用的研究过程。
2.系统分析过程
系统组分的 整体性分析
系统结构的 有序性分析
定性分析阶段 定量研究阶段
系统功能整 合特性分析
模型分析阶段
生产者完成有机物的合成过程，是生物圈生 命活动能量的源头
2.消费者 是指直接或间接利用绿色植物有机物作
为食物源的异养生物(Heterotrophs)， 主要是指动物(草食动物、级消 费者
黄雀
三级消 费者
肉食 动物
螳螂
二级消 费者
蝉
一级消 草食 费者 动物
生物地理群落=生态系统
5.2 生态系统的一般特征
2.2.1 生态系统的组成成分 2.2.2 生态系统的一般结构 2.2.3 生态系统的基本功能及过程 2.2.4 生态系统的特点 2.2.5 生态系统研究与一般系统的差异
5.2.1 生态系统的组成成分
基本成分
光照
绿色植物
非基本成分
生
产
者
草食动物
肉食动物
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
可靠性
0.9
可靠性
=1-（1-0.9)3=0.999
=0.93=0.729
结构决定功能
4.系统结构、功能的可控性
反馈信息
输入
自控系统
反馈信息 输入
自控系统
反馈信息
输出 输出
反馈控制系统示意图
物质、能量流 信息流
5.1.3 系统方法
1.系统分析(system analysis)
系统的三要素: (1).两个以上的组分； (2).各组分相互联系，具有一定结构； (3).具有独立的、特定的功能。
都江堰工程
目标：解决洪水泛滥、土地龟裂，民不聊 生的问题。
措施： • 分水工程 • 引水工程 • 洪排沙工程
皇宫修复工程
目标：多快好省地完成皇宫的修复 措施： • 挖沟——挖土烧砖，解决材料问题 • 引水——水运，节省人力、物力和时间 • 填沟——废物利用
杨树
绿色 植物
消费者完成有机物的转化过程，是生物圈生命 活动最活跃的部分
①降低分解者的压力 ②促进有机物合成 ③促进有机无分解 ④促进物质循环 ⑤各种调节功能
3.分解者
又称还原者，主要细菌、真菌等微生物， 也包某些营腐生生活的原生动物。
分解者完成有机物的分解过程，是生态系统 不可缺少的基本成分