第三十三章 生物群落和生态系统 群落是指某一地域或生境内各种生物种群集合的群体，生态系统则是侧重研究某一地域或生境内生物群落与无机环境的关系，并强调物质循环和能量流动。

生物群落(biotic community；biocoenosis)是指一定地段或一定生境内各种生物种群构成的结构单元。 一 生物群落的基本概念和特征 生物群落(biotic community；biocoenosis)是指一定地段或一定生境内各种生物种群构成的结构单元。 生物群落的基本特征主要表现在： (1)一个生物群落中所有的生物彼此之间具有能量和物质的联系，构成一个复杂的生物种的集合体。 (2)生物群落与其环境有着不可分割性。生境特征决定生物群落类别，群落也决定着生境的许多特征。 (3)群落中各个生物成员在群落中的重要性不同。 (4)同一地域的同一群落都具有其时间和空间结构的特点。群落结构的最明显的特点就是具有分层现象；在同一植物上各种昆虫的生态位有所不同。群落的时间格局表现为昼夜和季节的变化可以引起生物组成的变动。 (5)生物群落的松散性和模糊性。群落结构一般指其分层结构和物种组成，但其结构常随环境的变化而改变，故种群的结构总是表现出松散性。在两个生物群落之间，不论是垂直分布或水平分布的地域内，其交界处两个生物群落的交错区，形成群落边界的模糊性。 (6)群落的演替。群落随时间而变化的动态特征，称为群落演替。

二 群落的营养结构 生物在环境中分布及其与周围环境之间的相互关系所形成的结构，称为群落的格局。 重要的有: 二 群落的营养结构 生物在环境中分布及其与周围环境之间的相互关系所形成的结构，称为群落的格局。 重要的有: (1)分层格局(stratification pattern)，即群落的垂直分层结构； (2)带状格局(zonation pattern)，即群落的水平离散结构； (3)活动性格局(activity pattern)，又称时间格局，即群落的周期性结构； (4)食物网格局(foodweb Pattern)，即群落的营养结构(trophic structure)。

(一)、食物链和食物网 食物链(food chain)表示植食性动物取食植物、肉食性动物取食植食性动物、另一种肉食性动物取食肉食性动物之间的食物联系。如棉蚜为害棉花，七星瓢虫捕食棉蚜，麻雀捕食七星瓢虫，鹰又捕食麻雀等，一环接一环，形成一条以食物为联系的链。大多数昆虫都处于食物链的第2环(害虫)和第3环(天敌昆虫)上，通常是食物链的重要成员之一。 在自然界中，群落中不可能只存在一条食物链。如在棉田内，为害棉花的有棉蚜、棉叶螨、棉蓟马、棉盲蝽、棉铃虫、红铃虫等，它们各有其天敌，天敌又各有自己的天敌，所以以棉花为中心，有许多条食物链，构成了食物网(food web)。

(二)、生态金字塔 生态金字塔又称为生态锥体。群落内各条食物链上的各级(各环)生物的数量、生物量或单位面积、单位时间内所吸收的能量可以反映出群落的营养结构。如果将第1级生物(生产者，多为绿色植物)作为底层、植食性动物和肉食性动物依次向上排列，则呈塔形(或锥形)，该种图象称为生态金字塔(ecological pyramid)或生态锥体。生态金字塔有以下3种基本类型。 1 数量金字塔 数量金字塔以各相继营养级别的生物个体数量表示。 2 生物量金字塔 生物量金字塔以各级生物的干重来表示各营养级别的生物总量。 3 能量金字塔 能量金字塔以各营养级上通过的能流或生产力来表示。

三 群落的演替 (一)、群落演替的基本概念 群落演替(community succesion)又称生态演替(ecological succesion)，是指在一定区域内，群落随时间而发生变化，由一种类型转变为另一种类型的生态过程。 群落演替应包括以下3个方面的基本观点： (1)演替是群落组成有规律的、顺序的向一定方向发展的过程，是可以预见的。 (2)演替是由群落引起物理环境改变的结果，即演替是由群落控制的，一般是不可逆的； (3)演替以形成稳定的生态系统，即由顶极群落所形成的系统为其发展的顶点。

(二)、群落演替的分类 1．根据演替出现的起始点，可以将群落分为原生演替(Primary succession)和次生演替(secondary succession)两类。 2. 根据引起演替的原因，可以分为内因性演替(endogenetic succesion)和外因性演替(exogenetic succession)。 3．根据群落代谢的特征，可以分为自养性演替(autotrophic suceession)和异养性演替(heterotrophic succession)。

四 生境、生活小区和生态位 生物的居住场所，即生物生活的地方，称为生境(habitat)，或称为栖息地。但对生物种群来讲，生境包括其它生物和非生物环境；而对生物群落来讲，生境只包括非生物环境。这是生境的两种概念。 在生境内主要环境状况一致的，称为生活小区(biotype)。所以生活小区是指具有相似土壤和气候条件，栖息着一定动植物群体的场所。 生态位(ecological niche)是指各物种在生活小区内占据资源的部位。一般强调生物有机体在群落中的功能作用，一个动物的生态位表明它在生物环境中的地位及它与食物、天敌的关系，并与种间竞争的概念相联系，应从空间、资源利用等多方面考虑物种的生态位。

五 群落多样性、稳定性和相似性 群落多样性、稳定性和相似性都是反映群落特征的一种标志。 (一)、群落多样性 五 群落多样性、稳定性和相似性 群落多样性、稳定性和相似性都是反映群落特征的一种标志。 (一)、群落多样性 群落多样性(diversity of community)是群落中物种数和各物种个体数构成群落结构特征的一种表示方法。 (二)、群落稳定性 群落稳定性(stability of community)是指群落抑制物种种群波动和从扰动中恢复平稳状态的能力。它包括群落现状稳定性、时间过程稳定性、抗扰动能力稳定性和扰动后恢复平稳的稳定性等4种情况。 (三)、群落相似性 群落相似性(similarity of community)是指不同群落结构特征的相似程度。常用群落相似性系数(coefficient of similarity)表示，以比较不同空间昆虫群落结构的异同。 1 共有种相似:根据不同群落中共有种的多少，比较其相似程度。 2 种组成相似:在物种构成相近似的群落中，宜用物种总数和共有种数的综合性指标，即群落相似性系数，表示种组成相似程度。

六 生态系统与农业生态系统 (一)、生态系统的基本概念 六 生态系统与农业生态系统 (一)、生态系统的基本概念 生态系统(ecosystem)是指在一定空间内，生物群落与非生物环境之间通过物质循环、能量流动和信息联系等过程，结合而成的生态单元，即生物群落与其环境条件所形成的统一整体 (二)、生态系统的基本结构 生态系统的结构是指系统中各种成分及其相互关系和联结的形式。从组织水平考虑，生态系统的生物成分可分为个体、种群、群落和生态系统。某些较大的生态系统常可分成若干亚系统(子系统)。从空间结构考虑，陆地生态系统可分为光合作用层(即生产层，主要由绿色植物组成)和分解层(主要由分解者组成)。从营养功能考虑，生态系统的结构包含以下4个主要成分。

1 非生物环境:包括土壤、水等的理化性质和成分，构成植物生长和动物活动的空间；物质代谢的环境；生物代谢的媒介物质；气候条件。 2 生产者(productors)：即自养生物(autotrophs)，是指能利用太阳能，经过光合作用，将CO 2和水合成碳水化合物的绿色植物。它可通过进一步合成脂肪和蛋白质供其自身的建造，也为生态系统中的消费者和分解者提供营养。 3 消费者(consumers)：是指那些不能从无机物质制造有机物质、直接或间接依赖生产制造的有机物质而生活的生物，即异养生物(heterotrophs)。(1)食草动物(herbivores)，称为一级消费者，指直接以植物体为营养的动物。(2)食肉动物(carnivores)，称为二级消费者，指以草食性动物为食的动物。(3)顶极食肉动物(topcarnivores)，指以食肉动物为食的动物，称为三级消费者，如天敌昆虫的寄生性和捕食性动物。实际上二级消费者以后，还有若干级消费者，可按序称为三级、四级、五级、……消费者。同时有些消费者是杂食动物(omnivores)，即既食植物，又食动物。 4 分解者(decomposers)：是指小型消费者(microcoosumers)，又称腐养者(saprothrophs)，主要指细菌和真菌等小型异养生物。它们能分解动物尸体或植物枯死枝叶，吸收其中一些分解产物，释放出能为生产者所利用的简单化合物或无机物。

(三)、生态系统的基本功能 生态系统的基本功能是指系统之中和系统之间的物流和能流的运动过程。与生产者、消费者和分解者3种成分相对应，其基本功能过程可分为生产(production)、消费(consumption)和分解(decomposition)3个过程。由于消费过程是食草动物和食肉动物将生产者已经生物合成的有机物质及贮存于其中的能量，按照一定途径在生态系统中运动，所以生态系统中实际上最基本的功能过程是生产过程和分解过程。 1 生产过程 生产过程是指生产者(自养生物)以无机物为原料，制造有机物并固定能量的过程。 2 分解过程 分解过程是指将复杂的有机物质分解成简单的无机物质的过程。广义地讲，即释放能量于环境中的生物氧化过程。

(四)、生态系统的类型 根据物流和能流状况，可分为封闭生态系统(closed ecosystem)和开放生态系统(opened ecosystem)两类。 按照人类对生态系统影响的大小，可分为自然生态系统(natural ecosystem)和人工生态系统(artificial ecosystem)两类。 按照生态系统所在环境的性质，可分为：(1)淡水生态系统(freshwater ecosystem)，又分为溪涧生态系统、湖泊生态系统、河流生态系统等。(2)海洋生态系统(marine ecosystem)。(3)陆地生态系统(terrestrialecosystem)，又分为森林生态系统、农田生态系统、牧场生态系统等。 按照生态系统中生物所占的位置，可分为：(1)植物生态系统(P1ant ecosystem)，是最基础的生态系统。植物(尤以绿色植物)占主要位置，如农由、森林等，其中昆虫为二级或三级、四级、……消费者。(2)动物生态系统(animal ecosystem)，其中动物占主要地位，如牧场、渔场等。其中心问题是如何使更多的初级生产量转化为次级生产量(肉、蛋、奶、鱼等)。(3)社会生态系统(social ecosystem)，也称人类生态系统，是以人类及其活动为中心的生态系统，如城镇、工矿等。

(五)、农业生态系统 农业生态系统(agroecosystem)是指人类从事农业生态活动下，所形成的的生态系统。广义的农业生态系统包括种植业、饲养业和农畜产品加工业等活动所形成的系统，狭义的农业生态系统则指由于各种种植业活动所形成的农田生态系统，如稻由、麦田、果园、菜园、茶园等农田生态系统。

农业生态系统与自然生态系统相较，主要有以下几个不同特点： 1．种植的植物单一，其生长发育进度整齐；植物种间竞争较少；各农田生态系统的分界明显。 2．以人们选定的种植植物为中心所形成的生物群落中，生物类群贫乏，营养层次简短，食物链环数目少，系统内部自我调节的机能较差，系统的稳定性差，易受不良环境因素的影响。 3．由于种植的植物(生产者)种类单一，数量多，往往导致一些一级消费者(如害虫)数量多，危害重，成为优势种害虫，而需要防治，尤其使用化学防治法，常使这一系统遭到破坏，失去平衡。 4．种植的植物生长时间短，如一年生的作物、蔬菜和多年生的果树，而使群落的演替时间短或不连续。 5．由于系统内的一些产品(如种子、果实、叶、根等)被人们收获而离开系统，故必须采取施肥、灌水等手段，以维持系统中正常的物流和能流，保证高的生产力。 6．农业生态系统结构因社会(人类)的需要、经济效益而发生变化，故实际上是社会一经济一自然生态系统组成的复合系统。所以人们对农业生态系统的影响，可能是积极的建设作用，也可能是消极的破坏作用。

设计农业害虫综合防治的原则是： (1)使生态系统和农业生态系统向着有利于人类的方向发展。 (2)以农业防治措施为基础，充分发挥自然控制因素(如作为二级消费者的害虫天敌和不利于害虫发生的气候因素等)的控害作用，协调运用化学、生物、物理等防治措施。 (3)将害虫的危害控制在经济允许水平以下，并逐渐向着以农田所有有害生物为防治对象的、区域性的综合治理的方向发展。