厦门大学精品课程之海洋生态学 第一章 生态系统及其功能概论

厦门大学精品课程之海洋生态学 第一节 生态系统的组成结构与功能  生态系统是指在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通 过物质循环和能量流动互相作用、互相依存构成的一个具有 自动调节机制的生态学功能单位。  生态系统具有自然整体性，在任何情况下，生物群落都不可 能单独存在，它总是和环境密切相关、相互作用，组成有序 的整体。如一个湖泊、一片草地。 一、什么叫生态系统（ ecosystem ）

厦门大学精品课程之海洋生态学  生态系统概念的提出为生态学研究和发展奠定了新的理 论基础，极大推动了生态学的发展，生态系统成为现代 生态学研究的中心。 生物大分子 基因 细胞 组织 全球都是生命系统 器官 个体 生态系统

厦门大学精品课程之海洋生态学 二、生态系统的基本组成成分

厦门大学精品课程之海洋生态学 1 、非生物成分 (abiotic component) ：生命支持系统 2 、生物成分（ biotic component ）：生态系统的主体 功能性组分 —— 功能群：  生产者 (producers)  消费者 (consumers) ：植食动物、肉食动物、杂食动物、寄生动物、异养 微生物  分解者 (decomposers)  流通者（ circulator ）：昆虫传粉  调控者（ regulator ）：顶级生物

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三、生态系统的营养结构和空间结构 （一）生态系统的营养结构 １、食物链（ food chain ）  生物之间通过食与被食形成一环套一环的链状营养关系。 食物链类型： 牧食食物链或称植食食物链（ grazing food chain ） 碎屑食物链（ detritus food chain ） 寄生食物链

厦门大学精品课程之海洋生态学 ２、食物网（ food web ）  食物链彼此交错连接，形成网状营养结构，称为食物网。  生态系统中生物种类繁多，一种生物往往有多种食物对象，同一种生物 也可被多种摄食，因此一种生物不可能固定在一条食物链上。食物网更能真 实地反映生态系统内各种生物有机体之间的营养位置和相互关系。

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（二）生态系统的空间结构

厦门大学精品课程之海洋生态学 四、生态系统能量流动和物质循环的基本过程 （一）生态系统的能量流动 ( energy transfer ) 食物种群＝ 动物得到的＝ 动物未得到的 动物吃进的＝ 动物未吃进的 被同化的＝ 未同化的 次级生产量＝ 呼吸代谢 被更高营养 级取食 未被取食

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（二）生态系统的物质循环（ cycle of matter ）  生物地化循环（ biogeochemical cycle ）： 生态系统 之间各种物质或元素的输入和输出以及它们在大气圈、水圈、 土壤圈、岩石圈之间的交换。

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 库 (pool) ：研究生态系统中某一物质在生物或非生物环境 中贮存的数量。  贮存库（ reservoir pool ）、交换库或循环库 ( exchange or cycling pool )  流通率、周转率、周转时间 周转率 ＝ 流通率 库中营养物质量 周转时间 ＝ 库中营养物质量 流通率

厦门大学精品课程之海洋生态学  水循环（ water cycle ）： 由太阳能所推动的由大气、 海洋和陆地形成的一个全球性水循环系统。  气态循环（ gaseous cycle ）： 指循环物质的主要贮 存库是大气，并在大气中以气态出现。属气态循环的物质 以氧、碳、氮为代表。  沉积循环（ sedimentary cycle ）： 指循环物质的主 要贮存库是岩石圈和土壤圈，以磷、硅等为代表。

厦门大学精品课程之海洋生态学 1 、反馈机制（ feedback mechanism ）  反馈： 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，这个过程就叫反馈。 五、生态系统的自校稳态和生态平衡

厦门大学精品课程之海洋生态学  正反馈（ positive feedback ）和负反馈（ negative feedback ）负反馈  正、负反馈作用在生态系统中同时存在，在系统发展的不同阶段作用强 度不同，大发展阶段系统调节以正反馈为主，系统生物量、体积、多样 性、复杂性迅速增加，大发展过后，随即是一段减速增加阶段，负反馈 逐渐起作用，系统的各个参数趋向于在一个恒定水平附波动。

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厦门大学精品课程之海洋生态学 2 、 生态平衡（ ecological equilibrium ）  如果生态系统能量和物质的输入和输出在较长时间趋于相等，系统的结 构与功能长期处于稳定状态（这时动、植物的种类和数量也保持相对稳 定，环境的生产潜力得以充分发挥，能流途径畅通），在外来干扰下能 通过自我调节恢复到原初的稳定状态，生态系统的这种状态就叫做生态 平衡。

厦门大学精品课程之海洋生态学  生态阈限： 生态系统自我调节功能是有限度的，只有在某一限度内可 以自我调节自然界或人类施加的干扰。  生态平衡失调 ( 生态失调 ) 的主要因素： 自然因素、人类干扰  生态失调表现： 群落中生物种类减少；种的多样性降低；结构渐趋简 化。当外界压力太大而持久的话，系统内各种结构的变化更加厉害，甚 至使某个基本成分从系统中消失，最后整个结构崩溃。

厦门大学精品课程之海洋生态学 第二节 生物圈的形成与进化  原始生命起源于一系列复杂的化学进化。  地球上的生物从无到有，从简单到复杂，当今丰富多彩的生物圈是经 过非常漫长的地质年代发展起来的，并且是诸物种协同进化 （ coevolution ）的历史。  生物的进化不仅是诸物种协同进化的历史，同时生物圈生态系统的形 成与发展，也是生物与环境协同进化的历史。

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l ．陆地生态系统 1.1 森林生态系统 热带森林生态系统 温带森林生态系统 1.2 草原生态系统 1.3 荒漠生态系统 生态系统的主要类型

厦门大学精品课程之海洋生态学 2 ．水域生态系统 2.1 湖泊生态系统 2.2 河流生态系统 2.3 海洋生态系统 海岸带生态系统（潮上带、潮间带、河口） 岛屿生态系统 浅海生态系统 外海和大洋生态系统

厦门大学精品课程之海洋生态学 3 ．人工生态系统 3.1 农田生态系统 3.2 城市生态系统

厦门大学精品课程之海洋生态学 第三节 生态系统服务 一、生态系统服务的概念及其基本特征 （一）什么是生态系统服务  由自然生态系统（包括其中的各种生物种群）在其生态运 转过程中所产生的物质及其所维持的生活环境对人类产生 的服务功能就称为生态系统服务（ ecosystem service ）。

厦门大学精品课程之海洋生态学 （二）生态系统服务的基本特征  ⑴ 生态系统服务是客观存在的。  “ 它们并不需要人类，而人类却需要它们。 ”  ⑵ 生态系统服务是生态系统的自然属性。  ⑶ 自然生态系统在进化发展过程中，生物多样性（包括生 态系统多样性、物种多样性和基因多样性）越来越丰富。正 是这种进化过程才形成对人类很完善的服务效益。

厦门大学精品课程之海洋生态学 二、生态系统服务的主要内容  1 ．食物、药物和其他原料  2 ．水的调节与供应  3 ．大气组分调节和空气净化  4 ．养分循环  5 ．传粉与生物防治  6 ．休闲旅游与文化教育