生態(tài)系統(tǒng)的基本概念研究的主要內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學發(fā)展的趨勢和特點生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的基本特征第五章生態(tài)系統(tǒng)第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)概述1、生態(tài)系統(tǒng)的基本概念1935年，英國植物學家Tansley定義：指在一定時空內(nèi)，生物的成分和非生物的成分通過物質(zhì)的循環(huán)和能量的流動互相作用、互相依存而構(gòu)成的一個生態(tài)學功能單位。組成：主要成分（四大基本成分）4、生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)負反饋的應(yīng)用食物鏈和食物網(wǎng)：生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過一系列取食和被食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序稱為食物鏈；食物鏈彼此交錯連結(jié)，形成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，就是食物網(wǎng)。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)捕食食物鏈：開始于植物草——兔——狐貍碎屑食物鏈：開始于死生物或排泄物動植物殘體或排泄物——線蟲——節(jié)肢動物食物鏈的類型以生物為主體，具有整體性的特征復雜、有序的層級系統(tǒng)開放的、遠離平衡態(tài)的熱力學系統(tǒng)具有明確功能和功益服務(wù)性能受環(huán)境深刻的影響環(huán)境演變與生物進化相聯(lián)系具有自維持、自調(diào)控功能具有一定的負荷力具有動態(tài)的、生命的特征具有健康、可持續(xù)發(fā)展特性5、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征指在一定時空內(nèi)，生物的成分和非生物的成分通過物質(zhì)的循環(huán)和能量的流動互相作用、互相依存而構(gòu)成的一個生態(tài)學功能單位。生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過一系列取食和被食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序稱為食物鏈；食物鏈彼此交錯連結(jié)，形成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，就是食物網(wǎng)。營養(yǎng)級生態(tài)金字塔生態(tài)效率生態(tài)平衡第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的重要概念和理論是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。

營養(yǎng)級營養(yǎng)級舉例基位種中位種頂位種種類漸漸減少，體形漸漸增大密度漸稀食性漸廣，專一性降低覓食能力增強，活動范圍闊廣食物的質(zhì)量提高，含能量提高基本規(guī)律各個營養(yǎng)級之間的數(shù)量關(guān)系。下寬上窄金字塔形，叫做生態(tài)金字塔或生態(tài)錐體。

2、生態(tài)金字塔生物量金字塔、數(shù)量金字塔、能量金字塔生物組織的干重表示每一個營養(yǎng)級中生物的總重量。生物量金字塔5000.011荒地珊瑚礁70311132生物量金字塔浮游生物809（g/m2）植食者37（g/m2）一級肉食者11（g/m2）二級肉食者1.5（g/m2）生物個體數(shù)量沿食物鏈逐漸減少數(shù)量金字塔150萬株1頭9萬頭20萬只利用各營養(yǎng)級所固定的總能值的多少來構(gòu)成的生態(tài)金字塔能量金字塔自養(yǎng)生物肉食動物植食動物118892未吸收11878123.0呼吸作用分解3.070.0未利用捕食者15.07.04.5未利用呼吸作用分解0.5捕食者3.0呼吸作用未利用1.01.2分解111逐級減少能量呼吸所占比例增大利用率增大分解者自始至終起作用總能量不變特點攝取量(I)同化量(A)呼吸量(R)生產(chǎn)量(P)是指各種能流參數(shù)中的任何一個參數(shù)在營養(yǎng)級之間或營養(yǎng)級內(nèi)部的比值關(guān)系3、生態(tài)效率同化效率生長效率消費效率林德曼效率同化效率同化效率（An/In）=同化量/攝取量動物：同化效率（An/In）=被動物吸收的能量/動物的攝食量植物：同化效率（An/In）=被植物固定的能量/吸收的日光能生長效率生長效率（Pn/An）=生產(chǎn)量/同化量組織生長效率=n營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量/n營養(yǎng)級的同化能量生態(tài)生長效率=n營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量/n營養(yǎng)級的攝入量消費效率或利用效率消費效率=(n+1)營養(yǎng)級的攝入量/n營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量利用效率=(n+1)營養(yǎng)級的同化量/n營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)量林德曼效率林德曼效率=同化效率×生長效率×消費效率

=(n+1)營養(yǎng)級的同化量/n營養(yǎng)級的同化量≈1/101%～30%定義：生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育和調(diào)節(jié)所達到的穩(wěn)定狀況。反饋調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定功能的穩(wěn)定能量輸入、輸出上的穩(wěn)定動態(tài)平衡生態(tài)危機：由于人類盲目活動而導致局部地區(qū)甚至整個生物圈結(jié)構(gòu)和功能的失衡，從而威脅到人類的生存。4、生態(tài)平衡一、生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)二、生態(tài)系統(tǒng)中的次級生產(chǎn)三、生態(tài)系統(tǒng)中的分解第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的初級一、生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)1、初級生產(chǎn)的基本概念是指綠色植物的生產(chǎn)，即通過光合作用，吸收和固定光能，把無機物轉(zhuǎn)化為有機物的生產(chǎn)過程。6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O葉綠素光能初級生產(chǎn)量：植物所固定的太陽能或所制造的有機物質(zhì)稱為～或第一性生產(chǎn)量。凈初級生產(chǎn)量：在初級生產(chǎn)過程中，植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物生長和生殖，這部分稱為～?？偝跫壣a(chǎn)量：包括呼吸消耗在內(nèi)的全部能量。生物量和生產(chǎn)量、生產(chǎn)量和生產(chǎn)力生產(chǎn)量GP=NP+RdB/dt=NP–R–H-DGP——總初級生產(chǎn)量dB/dt——某一時期內(nèi)生物量的變化NP——凈初級生產(chǎn)量R——呼吸所消耗的能量H——被較高營養(yǎng)級動物所取食的生物量D——因死亡而損失的生物量總初級生產(chǎn)量=凈初級生產(chǎn)量+呼吸所消耗的能量地下生物量/地上生物量=R/S

R/S大，說明植物對水分和營養(yǎng)物質(zhì)具有比較強的競爭能力，能適應(yīng)比較貧瘠惡劣的環(huán)境R/S小，說明植物能夠利用較多的日光能，既有比較高的生產(chǎn)能力苔原溫帶草原森林喬木森林灌木闊葉草本5～1130.2130.51.0生態(tài)系統(tǒng)類型面積/109km2凈初級生產(chǎn)力/g.m-2a-1全球凈初生量/109ta-1生物量/kg.m-2全球生物量/109t范圍平均范圍平均熱帶雨林17.01000-3500220037.406-8045.00765.00熱帶季雨林7.51000-2500160012.006-6035.00262.50溫帶常綠林5.0

13006.506-20035.00175.00溫帶落葉林7.0600-250012008.406-6030.00210.00北方落葉林12606-4020.00240.00灌叢和林業(yè)地8.5250-12007006.002-206.0051.00熱帶稀樹草原15.0200-200090013.506.2-15.4.0060.00溫帶草原9400.2-5.01.6014.40寒漠和高山8100.1-3.00.605.00荒漠灌叢18.010-250901.600.1-4.00.7012.60巖石、沙漠、荒漠和冰地24.00-1030.070-0.20.020.50栽培地14100.4-12.1.0014.00沼澤濕地2.0800-350020004.003-50.015.0030.00湖泊和河流2500-0.10.020.04大陸統(tǒng)計149.

773115.0

12.301840.0海洋統(tǒng)計361.

15255.0

0.013.9全球統(tǒng)計510.

333170.0

3.601841.0陸地比水域的初級生產(chǎn)量大陸地上初級生產(chǎn)量有隨緯度增加而逐漸降低的趨勢海洋中初級生產(chǎn)量有由河口灣向大陸架和大洋區(qū)逐漸降低的趨勢全球初級生產(chǎn)量可劃分為三個等級生產(chǎn)量極低的區(qū)域，海洋和荒漠中等生產(chǎn)量區(qū)域，草地、沿海區(qū)域、深湖、農(nóng)田高生產(chǎn)量區(qū)域，濕地、河口、珊瑚礁、熱帶雨林、精耕細作農(nóng)田、沖積平原全球初級生產(chǎn)量分布的特點太陽輻射010云層吸收52水氣吸收24到達地面24472、初級生產(chǎn)的生產(chǎn)效率4能量輸入能量損失所占百分比總?cè)肷淙展饽?000100不能被植物色素吸收的278055.8可被植物色素吸收的222044.2植物表面反射