生態(tài)系統(tǒng)所體現(xiàn)的各種功效或作用生態(tài)系統(tǒng)功能01能量流動(dòng)信息傳遞物質(zhì)循環(huán)目錄0302基本信息生態(tài)系統(tǒng)功能是生態(tài)系統(tǒng)所體現(xiàn)的各種功效或作用。主要表現(xiàn)在生物生產(chǎn)、能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞等方面，它們是通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的核心——生物群落來(lái)實(shí)現(xiàn)的。生物生產(chǎn)是生態(tài)系統(tǒng)的功能之一。生物生產(chǎn)就是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，生產(chǎn)有機(jī)物，經(jīng)過(guò)動(dòng)物的生命活動(dòng)轉(zhuǎn)化為動(dòng)物能的過(guò)程。生物生產(chǎn)經(jīng)歷了兩個(gè)過(guò)程：植物性生產(chǎn)和動(dòng)物性生產(chǎn)。兩種生產(chǎn)彼此聯(lián)系，進(jìn)行著能量和物質(zhì)交換，同時(shí)，兩者又各自獨(dú)立進(jìn)行。能量流動(dòng)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系過(guò)程能量流動(dòng)過(guò)程①能量的輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量來(lái)自太陽(yáng)能，太陽(yáng)能以光能的形式被生產(chǎn)者固定下來(lái)后，就開(kāi)始了在生態(tài)系統(tǒng)中的傳遞，被生產(chǎn)者固定的能量只占太陽(yáng)能的很小一部分，下表給出太陽(yáng)能的主要流向：然而，光合作用僅僅是0.8%的能量也有驚人的數(shù)目：3.8×10^25焦/秒。在生產(chǎn)者將太陽(yáng)能固定后，能量就以化學(xué)能的形式在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞。②能量的傳遞與散失能量在生態(tài)系統(tǒng)中的傳遞是不可逆的，而且逐級(jí)遞減，遞減率為10%～20%。能量傳遞的主要途徑是食物鏈與食物網(wǎng)，這構(gòu)成了營(yíng)養(yǎng)關(guān)系，傳遞到每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)，同化能量的去向?yàn)椋何蠢茫ㄓ糜诮窈蠓敝?、生長(zhǎng)）、代謝消耗（呼吸作用，排泄）、被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用（最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)除外）。注：糞便屬于上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量。營(yíng)養(yǎng)關(guān)系生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者與消費(fèi)者通過(guò)捕食、寄生等關(guān)系構(gòu)成的相互聯(lián)系被稱作食物鏈；多條食物鏈相互交錯(cuò)就形成了食物網(wǎng)。食物鏈（網(wǎng)）是生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞的重要形式，其中，生產(chǎn)者被稱為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，初級(jí)消費(fèi)者被稱為第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，以此類推。由于能量有限，一條食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過(guò)五個(gè)。生態(tài)金字塔生態(tài)金字塔是以面積表示特定內(nèi)容，按營(yíng)養(yǎng)級(jí)至下而上排列形成的圖示，因其往往呈現(xiàn)金字塔狀，故名。常用的有三種：能量金字塔、生物量金字塔、生物數(shù)量金字塔。①能量金字塔（energypyramid）能量金字塔含義：將單位時(shí)間內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得能量的數(shù)量值用面積表示，由低到高繪制成圖，即為能量金字塔。特點(diǎn)：能量金字塔永遠(yuǎn)正立，因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)進(jìn)行能量傳遞是遵守林德曼定律，每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量都是上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的10%～20%。物質(zhì)循環(huán)按循環(huán)途徑分類有害物質(zhì)循環(huán)常見(jiàn)物質(zhì)的循環(huán)物質(zhì)循環(huán)按循環(huán)途徑分類氣體型循環(huán)（gaseouscycles）元素以氣態(tài)的形式在大氣中循環(huán)即為氣體型循環(huán)，又稱“氣態(tài)循環(huán)”，氣態(tài)循環(huán)把大氣和海洋緊密連接起來(lái)，具有全球性。（吳人堅(jiān)141頁(yè)）碳-氧循環(huán)和氮循環(huán)以氣態(tài)循環(huán)為主。水循環(huán)（watercycle）水循環(huán)是指大自然的水通過(guò)蒸發(fā)，植物蒸騰，水汽輸送，降水，地表徑流，下滲，地下徑流等環(huán)節(jié)，在水圈，大氣圈，巖石圈，生物圈中進(jìn)行連續(xù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。水循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的重要過(guò)程，是所有物質(zhì)進(jìn)行循環(huán)的必要條件（吳人堅(jiān)143）沉積型循環(huán)（sedimentarycycles）沉積型循環(huán)發(fā)生在巖石圈，元素以沉積物的形式通過(guò)巖石的風(fēng)化作用和沉積物本身的分解作用轉(zhuǎn)變成生態(tài)系統(tǒng)可用的物質(zhì)，沉積循環(huán)是緩慢的、非全球性的、不顯著的循環(huán)。沉積循環(huán)以硫、磷、碘為代表，還包括硅以及堿金屬元素。（吳人堅(jiān)141～142）常見(jiàn)物質(zhì)的循環(huán)碳循環(huán)（carboncycle）碳循環(huán)碳元素是構(gòu)成生命的基礎(chǔ)，碳循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)中十分重要的循環(huán)，其循環(huán)主要是以二氧化碳的形式隨大氣環(huán)流在全球范圍流動(dòng)。碳-氧循環(huán)的主要流程為（可參見(jiàn)右圖《碳循環(huán)》）：①大氣圈→生物群落·植物通過(guò)光合作用將大氣中的二氧化碳同化為有機(jī)物·消費(fèi)者通過(guò)食物鏈獲得植物生產(chǎn)的含碳有機(jī)物植物與動(dòng)物在獲得含碳有機(jī)物的同時(shí)，有一部分通過(guò)呼吸作用回到大氣中。動(dòng)植物的遺體和排泄物中含有大量的碳，這些產(chǎn)物是下一環(huán)節(jié)的重點(diǎn)。②生物群落→巖石圈、大氣圈·植物與動(dòng)物的一部分遺體和排泄物被微生物分解成二氧化碳，回到大氣·另一部分遺體和排泄物在長(zhǎng)時(shí)間的地質(zhì)演化中形成石油、煤等化石燃料分解生成的二氧化碳回到大氣中開(kāi)始新的循環(huán)；化石燃料將長(zhǎng)期深埋地下，進(jìn)行下一環(huán)節(jié)。有害物質(zhì)循環(huán)主條目：生物富集人類在改造自然的過(guò)程中，不可避免地會(huì)向生態(tài)系統(tǒng)排放有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)，并通過(guò)富集作用積累在食物鏈最頂端的生物上（最頂端的生物往往是人）。生物的富集作用指的是：生物個(gè)體或處于同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的許多生物種群，從周圍環(huán)境中吸收并積累某種元素或難分解的化合物，導(dǎo)致生物體內(nèi)該物質(zhì)的平衡濃度超過(guò)環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。有毒有害物質(zhì)的生物富集曾引起包括水俁病、痛痛病在內(nèi)的多起生態(tài)公害事件。生物富集對(duì)自然界的其他生物也有重要影響，例如美國(guó)的國(guó)鳥白頭海雕就曾受到DDT生物富集的影響，1952年～1957年間，已經(jīng)有鳥類愛(ài)好者觀察到白頭海雕的出生率在下降（卡遜第八章），隨后的研究則表明，高濃度的DDT會(huì)導(dǎo)致白頭海雕的卵殼變軟以致無(wú)法承受自身的重量而碎裂。直到1972年11月31日美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EnvironmentalProtectionAgency.EPA）正式全面禁止使用DDT，白頭海雕的數(shù)量才開(kāi)始恢復(fù)。信息傳遞物理信息化學(xué)信息行為信息作用信息傳遞物理信息物理信息（physicalinformation）指通過(guò)物理過(guò)程傳遞的信息，它可以來(lái)自無(wú)機(jī)環(huán)境/也可以來(lái)自生物群落，主要有：聲、光、溫度、濕度、磁力、機(jī)械振動(dòng)等（參，穩(wěn)態(tài)與環(huán)境，第105頁(yè)）。眼、耳、皮膚等器官能接受物理信息并進(jìn)行處理。植物開(kāi)花屬于物理信息?；瘜W(xué)信息化學(xué)信息（chemicalinformation）許多化學(xué)物質(zhì)能夠參信息傳遞，包括：生物堿、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物，鼻及其它特殊器官能夠接受化學(xué)信息。行為信息行為信息（behaviorinformation）行為信息可以在同種和異種生物間傳遞。行為信息多種多樣，例如蜜蜂跳舞以及鳥類的“求偶炫耀”。作用生態(tài)系統(tǒng)中生物的活動(dòng)離不開(kāi)信息的作用，信息在生態(tài)系統(tǒng)中的作用主要表現(xiàn)在：①生命活動(dòng)的正常進(jìn)行·許多植物（萵苣、茄子、煙草等）的種子必須接受某種波長(zhǎng)的光信息才能萌發(fā)·蚜蟲等昆蟲的翅膀只有在特定的光照條件下才能產(chǎn)生·光信息對(duì)各種生