生态学系统特征
农业生态学·第二章农业生态系统
(2)农业生态系统的环境组分 )
农业生态系统除了具有从自然生态系统 之外, 继承下来的 自然环境组分 之外 , 还有 人工环 境组分 . 无论是水体 , 土体 , 气体甚至辐射 , 无论是水体, 土体, 气体甚至辐射, 在农业生态系统中都或多或少受到人类不同 程度的调节和影响. 农业生态系统中的禽舍, 程度的调节和影响 . 农业生态系统中的禽舍 , 温室, 仓库, 厂房, 住房等生产, 加工, 温室 , 仓库 , 厂房 , 住房等生产 , 加工 , 贮 存和生活设施都会成为系统内生物生活环境 的一个组成部分. 的一个组成部分 . 设施中的环境与自然环境 相比, 相比 , 温 , 湿 , 光 , 养分等条件都受到较大 的改变,而目有独特的特点. 的改变,而目有独特的特点.
二,生态系统
1.生态系统的定义 生态系统的定义
生物与生物之间以及生物与其生存环境 之间密切联系,相互作用,通过物质交换, 之间密切联系,相互作用,通过物质交换, 能量转化和信息传递, 能量转化和信息传递,成为占据一定空间具 有一定结构,执行一定功能的动态平衡整体, 有一定结构,执行一定功能的动态平衡整体, 称为生态系统.简言之, 称为生态系统.简言之,在一定空间内的全 部生物与非生物环境相互作用形成的具有一 定功能的统一体称为生态系统. 定功能的统一体称为生态系统.
Natural Ecosystems Net Productivity Trophic Interactions Species Diversity Genetic Diversity Nutrient Cycles Stability (resilience) Human control Temporal Permanence Habitat Heterogeneity Medium Complex High High Closed High Independent Long Complex Agroecosystems High Simple, linear Low Low Open Low Dependent Short Simple
生态系统生态学
2. 生态锥体（ecological pyramid） 若以一个多层柱状体的横柱代表营养级， 横柱的宽度表示各营养级的量，且按食物 链中营养级的顺序，由低至高排列起来， 所组成的图形称为生态锥体，也可以称为 生态金字塔。 各营养级的量可以用数量、生物量或能量 来表示，因此，生态锥体有： 数量锥体 （pyramid of number） 生物量锥体（pyramid of biomass） 能量锥体 （pyramid of energy）
营养结构是指一种以营养为纽带，把生态系统中 的生物成分和非生物成分紧密结合起来，构成生 产者、消费者和分解者三大功能群，能量流动、 物质循环和信息传递成为三大功能的有机整体。 生态系统研究就是以营养结构研究为基础的。
生态系统可分为三个亚系统，即生产者亚系统、 消费者亚系统和分解者亚系统。
4.1.3 食物链和食物网
生态锥体的特点：
由于生物个体大小相差悬殊，数量锥体经常有倒 置现象。 生物量锥体的倒置是指在特定时间上进行调查可 能出现的结果，若以动态观点来看，高营养级的 多生物量肯定是依赖于更多前营养级的生物量， 不可能出现倒置。 能量锥体的典型金字塔形则强调的是在能量流动 过程中，由于部分能量在传递过程的损耗，不可 能出现倒置现象。 数量锥体可能过高地估计了小型生物的作用，而 生物量锥体则过高强调了大型生物的作用，能量 锥体以热力学为基础，较好地反映了生态系统内 能量流动的本质。
1. 食物链（food chain） (1) 食物链定义
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称为食物链。 由于受能量传递效率的限制，食物链的长度不可 能太长，一般食物链都是由4～5个环节构成的。 生态系统中的食物链不是固定不变的，只有在生 物群落组成中成为核心的、数量上占优势的种类 所组成的食物链才是稳定的。
生态系统生态学复习资料
第一章生态系统概论1、生态学起源洪堡《植物地理学随笔》关注的是什么决定了群落的物种组成和相对多度。
达尔文《物种起源》“是什么驱动力决定着这一草坪上每种植物种类与比例”恩斯特.赫克尔首次提出“生态学Ecology”坦斯利 1935 首次提出“生态系统ecosystem”,定义强调了生态系统中无机成分与有机成分以及生物有机体之间物质交换的重要性。
G.Evelyn Hutchinson(G.伊芙琳.哈钎森) “现代生态学之父”Raymond Lindeman（莱曼德.林德曼）“十分之一定律”Odum兄弟，能流，开创了“生态系统”研究的热潮，创建了能值理论与方法。
20世纪中叶，“生物多样性导致稳定性”的观点形成了以Robert MacArthur（侧重于研究较小等级的生态学系统）和Eugene Odum为首的两大学派。
广泛应用数学模型工具。
20世纪50-60年代酸雨等环境问题，导致环境生态学兴起，开始了生态系统定位研究。
《寂静的春天》1962 蕾切尔.卡逊2、生态系统的特性：（1）生态系统是生态学上的主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次；（2）生态系统内部具有自我调节能力。
生态系统的结构越复杂，物种数目越多，自我调节能力也越强。
但生态系统的自我调节能力是有限度的，超过了这个限度，调节也就失去了作用；（3）能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能。
能量流动是单方向逐级递减的，物质流动是循环式的，信息传递则包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息，构成了信息网；（4）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和这些能量在流动过程中的巨大损失。
因此生态系统营养级的数目通常不会超过5-6个；（5）生态系统是一个动态系统，要经历一个从简单到复杂，从不成熟到成熟的发育过程，其早期发育阶段和晚期发育阶段具有不同特性4、反馈：指当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分的过程5、生态系统生态学：指研究（1）生态系统组成要素、结构与功能、格局与过程、变化与演替，（2）系统内部组分之间及系统与外部环境之间的能量流动与物质循环，（3）人类活动和环境变化对生态系统的影响和反馈，（4）人为影响与调控生态系统的生态学原理、过程机理及管理技术的科学。
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。
城市生态系统的特点
城市生态系统的特点 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
城市生态系统的特点 1.城市是以人为主体的生态系统城市中人口密集，供自然界生物生存的绿地面积很小，绿色植物和动物在城市生态系统中仅仅作为环境的一部分。
2.城市是具有人工化环境的生态系统人工化环境改变了城市的下垫面特征，形成“城市热岛”，并使城市的小气候发生改变：城市中的自然，如山体、河流、湖泊和沼泽等也都受到人类建设活动的严重影响，形态和功能都发生了巨大变化。
3.城市是流量大、容量大、密度高、运转快的开放系统城市是一个需要输入大量粮食、水、燃料、原料，同时输出大量的产品和废物的开放系统，其物质和能量的“输入一一转化一一输出”运转效率很高。
4.城市是依赖性很强，独创性很差的生态系统生态系统所具有的自然调节和保持平衡功能在城市生态系统中显得很弱。
城市需要不断的人为干预来维持系统的平衡。
5.对城市生态系统的研究必须与人文社会科学相结合由于城市生态系统是以人为主体的人工生态系统，包括人的社会活动、经济活动在内的“城市系统”才是人们真正需要广加研究的对象。
社会学、经济学的观点、方法必然同时被生态学家所利用来解释城市复杂的结构、功能和过程。
生态学复习资料
绪论生态学：生态学是研究有机体和周围环境相互关系的学科维鹊有巢，维鸠居之：典型的巢寄生生态学的4个组织层次：由小到大，个体。
种群，群落，生态系统生态学的研究方法可分为三种：野外的，实验的，理论的原地观测是指在自然界原生境对生物与环境关系进行考察，包括野外考察，定位长期观测和原地实验生态学的发展态势：由野外转向室内，从定性到定量有机体与环境物种：是自然界中的一个基本进化单元和功能单位，是由生殖、遗传、行为和生理等内在因素联系起来的个体的集合环境：是指某一特定生物体或生物群体周围一切的总成，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素生态因子：是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照，温度，水份，氧气，二氧化碳，食物和其他生物等。
在生态因子中对生物生存不能缺少的环境要素有时也称生存条件。
生态因子之间是相互影响相互作用的生境：具体的生物个体或生物群体生活地段上的生态环境生态因子的作用特征：1.综合作用：每个生态因子不是孤立的、单独的存在，总是与其他因子相互联系、相互影响、相互制约的2.主导因子作用：对生物起作用的因子并非等价的，其中有一个是起决定作用的3.阶段性作用：由于生态因子规律性变化导致生物生长发育出现阶段性，在不同发育阶段，生物所需要的生态因子或生态因子的强度不同，因此，生态因子对生物的作用也具有阶段性4.不可替代性和补偿性作用:对生物作用的诸多生态因子虽然非等价，但是都很重要，一个都不能缺少，不能由另一个因子来代替。
但在一定情况下，当某一因子数量不足，可依靠相近的生态因子的加强得到补偿，而获得相应的生态效应5.直接作用和间接作用：生态因子对生物的行为、生长、繁殖和分布的作用可以是直接的，也可以是间接的生物与环境的相互作用：环境作用于生物，生物又反作用于环境，两者相辅相成。
利比希最小因子定律：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。
利比希定律只有在严格稳定状态下，即在物质和能量的输入和输出处于平衡状态时，才能应用。
自然环境知识：生态系统中的多样性和动态平衡
自然环境知识：生态系统中的多样性和动态平衡生态学是一门研究生物体与环境的关系的学科。
自然环境中的生物与非生物要素之间存在着紧密的相互作用和依赖关系，这就形成了生态系统。
而生态系统中的多样性和动态平衡则是生态学研究的重要内容。
下面我们来深入了解一下这个主题。
一、多样性多样性指的是在同一生态系统内，不同生物体所占数量、种类以及结构差异的多样性。
多样性反映了生态系统内各类生态资源的分布和利用情况，是生态系统最基本的特征。
多样性的体现主要分为物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性三个方面。
1.物种多样性物种多样性是指在某一生态系统中，不同种类生物的数量或密度不同的现象。
温带和亚热带地区的物种多样性相对较高，热带雨林中的物种总数更是高达数百万。
2.遗传多样性遗传多样性是指同一物种不同个体之间的遗传差异。
遗传多样性反映了物种适应环境的能力和抗风险能力，还能够支持生物多样性的演化。
3.生态系统多样性生态系统多样性是指在某一生态系统中，由于不同等级生物个体间的生物和物质交流，形成了不同形态的生态类型和样式。
比如，热带地区的雨林、沼泽、海岸带、草地等生态系统类型。
生态系统多样性影响了自然生态平衡的发展和演变。
二、动态平衡动态平衡是生态系统内各种生物体、物质和能量流动、生命周期等各种要素间产生一种稳定的平衡状态。
这种平衡状态不是静止不动的，而是一个动态的、变化的平衡状态。
生态系统内的各种生物体之间在物质、能量、信息和生态学上维持着动态平衡状态。
地球上的生态系统中，动态平衡是极其重要的。
通过动态平衡，各种生物之间能够保持一种相对稳定的状态，不至于产生过于剧烈的生态灾害。
由此，动态平衡成为自然环境保护和管理的重要研究内容。
三、多样性与动态平衡的关系多样性是基础，动态平衡是保证生态系统中的多样性和动态平衡是两个互相关联的词汇。
多样性是生态系统内不同生物间相互作用所体现出来的特征，而动态平衡则是生态系统内各种生态要素之间构成的稳定状态。
《基础生态学》第四部分 生态系统生态学
• 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
食物网
11.4 营养级与生态金字塔
• 营养级(trophic level)：处于食物链某一环节上的所有 生物种的总和
一个食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀在后”
植物汁液
蝉 (初级消费者)
螳螂 (二级消费者)
黄雀 (三级消费者)
鹰 (四级消费者)
(顶极食肉动物)
螳螂捕蝉， 黄雀在后！ 哈！哈！
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
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
生物量金字塔
• 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
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
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、细菌和病毒 • 后者细菌-病毒
• 11.3.2 食物网 (food web)：食物链彼此交错连结，形成一 个网状结构
食物链类型
• 捕食食物链 • 碎屑食物链 • 寄生食物链