生態(tài)系統(tǒng)的概念

1、 成分 功能 范圍 生態(tài)系統(tǒng)的類型：生態(tài)系統(tǒng)的類型： n陸地生態(tài)系統(tǒng)：森林生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、城市生陸地生態(tài)系統(tǒng)：森林生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、城市生 態(tài)系統(tǒng)態(tài)系統(tǒng) n水域生態(tài)系統(tǒng)：河流生態(tài)系統(tǒng)、池塘生態(tài)系統(tǒng)、海洋生水域生態(tài)系統(tǒng)：河流生態(tài)系統(tǒng)、池塘生態(tài)系統(tǒng)、海洋生 態(tài)系統(tǒng)態(tài)系統(tǒng) 它們都是生態(tài)系統(tǒng)它們都是生態(tài)系統(tǒng) 20世紀(jì)世紀(jì) 60年代以來，成為年代以來，成為 國際上生態(tài)學(xué)研究的焦點。國際上生態(tài)學(xué)研究的焦點。 發(fā)展背景：發(fā)展背景： 1 空間技術(shù)、遙感技術(shù)、計算機(jī)、環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備、放射性同位素空間技術(shù)、遙感技術(shù)、計算機(jī)、環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備、放射性同位素 等的發(fā)展，使人們可以精確地測定生態(tài)環(huán)境的變

2、化。等的發(fā)展，使人們可以精確地測定生態(tài)環(huán)境的變化。 2 隨著世界工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了舉世矚目的世界性問題，如人口增隨著世界工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了舉世矚目的世界性問題，如人口增 加，資源短缺、環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)重。加，資源短缺、環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)重。 結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征 生物成分 非生物環(huán)境 生產(chǎn)者（producers） 消費者(consumers) 還原者(decomposers) 太陽輻射能 無機(jī)物質(zhì) 有機(jī)物質(zhì) 生產(chǎn)者： 自養(yǎng)型植物，包括所有進(jìn)行光合作用的綠色植物和化能合成細(xì)自養(yǎng)型植物，包括所有進(jìn)行光合作用的綠色植物和化能合成細(xì) 菌。包括所有進(jìn)行光合作用的綠色植物和化能合成細(xì)菌。菌。包括所有

3、進(jìn)行光合作用的綠色植物和化能合成細(xì)菌。 綠色植物利用日光作為能源，通過光合作用將吸收的水、綠色植物利用日光作為能源，通過光合作用將吸收的水、CO2 和無機(jī)鹽類合成初級產(chǎn)品和無機(jī)鹽類合成初級產(chǎn)品碳水化合物，可進(jìn)一步合成脂肪碳水化合物，可進(jìn)一步合成脂肪 和蛋白質(zhì)。這些有機(jī)物成為地球上包括人類在內(nèi)的一切生物的和蛋白質(zhì)。這些有機(jī)物成為地球上包括人類在內(nèi)的一切生物的 食物來源。食物來源。 消費者： 生活在生態(tài)系統(tǒng)中的各類動物和某些腐生或寄生菌類，異養(yǎng)型生活在生態(tài)系統(tǒng)中的各類動物和某些腐生或寄生菌類，異養(yǎng)型 生物，只能依賴生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機(jī)物為營養(yǎng)來獲得能量。生物，只能依賴生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機(jī)物為營養(yǎng)來獲得能量

4、。 分解者： 異養(yǎng)生物，如細(xì)菌、真菌、放線菌以及土壤原生動物和一些土異養(yǎng)生物，如細(xì)菌、真菌、放線菌以及土壤原生動物和一些土 壤中小型無脊椎動物。將復(fù)雜的有機(jī)物還原為無機(jī)物，把養(yǎng)分壤中小型無脊椎動物。將復(fù)雜的有機(jī)物還原為無機(jī)物，把養(yǎng)分 釋放出來，歸還給環(huán)境中。釋放出來，歸還給環(huán)境中。 空氣 水 無機(jī)鹽 生產(chǎn)者 食草動物食肉動物 分解者 熱熱熱熱 熱 Sun 第二級食肉動物 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動 物質(zhì)流 能量流 結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征 穩(wěn)定平衡的特征穩(wěn)定平衡的特征 自然界生態(tài)系統(tǒng)總是趨向于保持一定的內(nèi)部平衡關(guān)系 ，使系統(tǒng)內(nèi)各成分之間完全處于相互協(xié)調(diào)的穩(wěn)定狀態(tài) 。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)反饋機(jī)制是達(dá)到和維持

5、平衡或穩(wěn)定 的重要途徑。 例如： 森林的自然稀疏過程 昆蟲數(shù)量與食物的供應(yīng) 思考：森林病蟲害的防治 穩(wěn)定平衡的特征穩(wěn)定平衡的特征 1907年，美國開巴高原大約七十萬畝的森林中，有 大約四千只鹿和一定數(shù)量的狼、山獅等捕食獸。如果用單 向因果關(guān)系來分析，那么顯然，捕禽獸的存在是鹿的數(shù)量 不能增加的原因。人們?yōu)榱嗽黾勇沟臄?shù)量，以為只要消滅 了捕食獸就行了。 穩(wěn)定平衡的特征穩(wěn)定平衡的特征 1924年，捕食獸幾乎被殺絕。果然，在很短的時 期內(nèi)鹿的數(shù)量猛增到十萬只。然而，結(jié)果是出乎人們 意料之外的，十萬只鹿幾乎把森林吃光，大批鹿餓死 了。整個系統(tǒng)迅速趨于另一種結(jié)構(gòu)；森林毀滅，鹿和 捕食獸都近于滅絕。 森林

6、的生長速度要跟得上鹿群等消耗植物的速度 ；鹿被吃掉的數(shù)量和鹿的繁殖速度大致相同；捕食獸 維持在鹿群剛好養(yǎng)活它們的水平上。這種相對平衡的 狀態(tài)，稱為系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。離開這種穩(wěn)態(tài)，整個系 統(tǒng)就解體了。 兔的食兔的食 物增加物增加 兔數(shù)量減少兔數(shù)量減少 兔因饑兔因饑 餓死亡餓死亡 兔吃少兔吃少 量植物量植物 植物增加植物增加 兔數(shù)量增加兔數(shù)量增加 兔吃大兔吃大 量植物量植物 植物減少植物減少 兔與植物種群之間的負(fù)反饋環(huán)兔與植物種群之間的負(fù)反饋環(huán) 生態(tài)系統(tǒng)是不斷變化的系統(tǒng)，隨著時間的推移，生態(tài) 系統(tǒng)總是從比較簡單的結(jié)構(gòu)向復(fù)雜結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)展，最 后達(dá)到相對穩(wěn)定的階段。 動態(tài)特征動態(tài)特征 在一個水源充足的相

7、對孤立的池塘中，魚、水草 、池塘環(huán)境構(gòu)成一個相互適應(yīng)、相互調(diào)節(jié)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu) 。這一系統(tǒng)在維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的調(diào)節(jié)中會慢慢釋放出破 壞原有結(jié)構(gòu)的無組織力量，如魚的新陳代謝，水草的 光合作用，會產(chǎn)生越來越多的有機(jī)物。 這些有機(jī)物是生態(tài)結(jié)構(gòu)在維持自身穩(wěn)定的調(diào)節(jié)中 釋放出來的，它們不斷沉積造成池塘的沼澤化，水越 變越淺，使得魚、水草不適應(yīng)環(huán)境。這時，舊結(jié)構(gòu)就 要讓位于蛙類和蘆葦?shù)日訚蓭У纳鷳B(tài)結(jié)構(gòu)。這就是生 態(tài)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。 動態(tài)特征動態(tài)特征 相互作用和相互聯(lián)系的特征相互作用和相互聯(lián)系的特征 生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生物和非生物成分之間的關(guān)系是緊密相 連不可分割的整體。 傳統(tǒng)的林業(yè)經(jīng)營實踐：只見樹木，不見森林。 什么是森林？

8、 ？ ？ 只見樹木只見樹木 不見森林不見森林 森林是生態(tài)系統(tǒng)。包括植物、動物、微生物、環(huán)境各 成分之間關(guān)系，以及發(fā)展動態(tài)等等。 系統(tǒng) 太陽 其它 能源 能量、物質(zhì) 遷出的生物 物質(zhì)和生物 環(huán)境 環(huán)境 輸出 輸入 一個開放的生態(tài)系統(tǒng)模型 對外開放的特征對外開放的特征 生態(tài)系統(tǒng)之間都存在著能量和物質(zhì)的交換。 如森林與河流之間營養(yǎng)的流通； 森林植物得到來自太陽的能量。 生物圈二號 生物圈2號是一個人工建造的模擬地球 生態(tài)環(huán)境的全封閉的實驗場，也有人 把它稱為“微型地球”。 這個占地1.3萬平方米，8層樓高的的 圓頂形密封鋼架結(jié)構(gòu)玻璃建筑物，是 人們花費了近2億美元和9年時間建造 起來的，實驗的目的是

9、為了考察人類 離開了地球“生物圈1號”是否能生存 。 生物圈二號 在這個微型世界中，有海洋、平原、 沼澤、雨林、沙漠和人類居住區(qū)，是 個自成體系的小生態(tài)系統(tǒng)。 但最后失敗了。人們意識到對自然生 態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識還有很漫長的路要走。 n生態(tài)系統(tǒng)的概念 n生態(tài)系統(tǒng)在生物科學(xué)中的位置 n生態(tài)系統(tǒng)的特征 n在實踐中的指導(dǎo)意義 空氣 水 無機(jī)鹽 生產(chǎn)者 食草動物食肉動物 分解者 熱熱熱熱 熱 Sun 第二級食肉動物 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動 物質(zhì)流 能量流 結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征 穩(wěn)定平衡的特征穩(wěn)定平衡的特征 自然界生態(tài)系統(tǒng)總是趨向于保持一定的內(nèi)部平衡關(guān)系 ，使系統(tǒng)內(nèi)各成分之間完全處于相互協(xié)調(diào)的穩(wěn)定狀態(tài) 。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)反饋機(jī)制是達(dá)到和維持平衡或穩(wěn)定 的重要途徑。 例如： 森林的自然稀疏過