第九章 生态系统的一般特征 第一节 生态系统的基本概念

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1 第九章 生态系统的一般特征 第一节 生态系统的基本概念
生态系统（ecosystem）的概念最早由英国科学家A.G.Tansley提出的，它是指在一定空间中共同栖居着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体 生态系统的概念在应用的时候对其大小和范围没有严格的限制

2 生态系统的共同特征 生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次
生态系统具有自我调节能力。生态系统结构越复杂，物种数目越多，自我调节能力也越强 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能 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 生态系统是动态系统

3 第二节 生态系统的组成与结构 一、非生物环境 非生物环境包括参加物质循环的无机元素和化合物（C、N、O2）、联系生物和非生物的成分的有机物质（蛋白质、糖类、脂类）和气候或其他物理条件 二、生产者 能以简单的无机物制造食物的自养生物（autotrophs） 有根植物或漂浮植物、体形小的浮游植物

4 三、消费者 不能从无机物质制造有机物质，而是直接或间接依赖于生产者所制造的有机物质，属于异样生物（heterotrophs） 消费者按其营养方式上的不同又分为： 食草动物（herbivores）：一级消费者（primary consumers） 食肉动物（carnivores）：二级消费者（secondary consumers） 大型食肉动物（top carnivores）

5 四、分解者 把动植物残体的复杂有机物分解成能被生产者重新利用的简单化合物，并释放能量 五、生态系统的结构 生产者通过光合作用合成复杂的有机物质，使生产者的生物量增加；消费者摄食植物制造好的有机物，通过消化、吸收再合成自身的有机物；分解者将复杂的无机物质分解成简单的有机物质

6 第三节 食物链和食物网 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 食物链彼此交错形成一个网状结构就是食物网（生物扩大作用） 生态系统中的食物链会在不同时期有不同的变化 食物网越复杂生态系统越稳定（地衣）

7 食物网与生物多样性的关系 Robert Paine在进行潮间带生物研究时提出假设：捕食者的比例越大对被捕食者产生的压力也越大，从而使得群落的生物多样性增加 移除实验 潮间带生物主要竞争生存空间，移除实验开始的头3个月藤壶占据了60％～80％的可用空间，1年后藤壶被蚌类和另一种藤壶排挤，同时藻类数量减少，因此贝类（草食性）由于缺少食物和生存空间也开始减少，水棉和以水棉为食的裸腮亚目动物消失，5年后处理样地物种数保持在2种

8 营养级（trophic levels）是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和
第四节 营养级与生态金字塔 营养级（trophic levels）是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和 生态系统的能量流动是单向的，通过各个营养级的能量是逐渐减少的这是因为 各营养级消费者不能百分之百的利用前一营养级的生物量，总有一部分会死亡和被分解者利用 同化率不是百分之百 生物维持自身活动需要消耗能量 能量金字塔

9 第五节 生态效率 一、常用的几个能量参数 （一）摄取量 植物固定的太阳能或动物吃进的食物能 （二）同化量 消费者吸收所采食的食物能
（三）呼吸量 生物生命活动消耗的能量 （四）生产量 生物呼吸消耗后所净剩的同化能量值

10 同化效率＝被植物固定的能量/吸收的日光能 ＝被动物吸收的能量/动物的摄食量 一般来讲动物的同化率高于植物 （二）生长效率
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/吸收的日光能 ＝被动物吸收的能量/动物的摄食量 一般来讲动物的同化率高于植物 （二）生长效率 组织生长率＝n营养级的净生产量/n营养级的同化能量 生态生长率＝n营养级的净生产量/n营养级的摄入量 通常植物的生长效率大于动物，大型动物的生长效率小于小型动物，变温动物大于恒温动物

11 三、营养就位之间的生态效率 （一）消费效率（或利用效率） 消费效率＝（n＋1）营养级的摄入量/n营养级的净生产量
消费效率可以用来度量一个营养级位对前一营养级位的相对采食压力 （二）林德曼效率 林德曼效率＝（n＋1）营养级的同化量/n营养级的同化量 从利用效率的大小可以看出一个营养级对下一个营养级的相对压力

12 第六节 生态系统的反馈调节和生态平衡 反馈（feedback）系统的输出变成了决定系统未来的功能输入 反馈分为正反馈和负反馈

13 南极浮游生物食物网

14 经过2年的实验，处理样地生物多样性由15种降到了8 种

15 湖泊生态系统的营养级