生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學

1、第十一章第十一章 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學目錄第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的基本概念及特征 v四個基本條件：2021-10-29Environmental Protection非生命成分非生命成分生命成分生命成分陽光、溫度、空氣、土壤、水分等陽光、溫度、空氣、土壤、水分等及代謝所需的各種有機和無機物質(zhì)。及代謝所需的各種有機和無機物質(zhì)。生產(chǎn)者：生產(chǎn)者：消費者消費者分解者：分解者：綠色植物，光合細菌，化能細菌綠色植物，光合細菌，化能細菌初級消費者：初級消費者：次級消費者：次級消費者：三級消費者：三級消費者：植食性動物，如鼠、兔等。植食性動物，如鼠、兔等。以植食性動物為食的肉食性以植食性動物為食的肉食性動物

2、，如黃鼬、貓頭鷹等。動物，如黃鼬、貓頭鷹等。以小型肉食動物為食的大以小型肉食動物為食的大型肉食動物，如虎、狼等。型肉食動物，如虎、狼等。細菌、真菌、腐食性動物，如霉菌、蘑菇、細菌、真菌、腐食性動物，如霉菌、蘑菇、枯草桿菌、蚯蚓、糞金龜?shù)取？莶輻U菌、蚯蚓、糞金龜?shù)?。成分成分二、生態(tài)系統(tǒng)的組成二、生態(tài)系統(tǒng)的組成v生產(chǎn)者：v消費者：食草動物，食肉動物，雜食動物、食草動物，食肉動物，雜食動物、腐食動物、寄生動物腐食動物、寄生動物v分解者：細菌、真菌、放線菌及土壤動物和細菌、真菌、放線菌及土壤動物和小型無脊椎動物。小型無脊椎動物。生態(tài)系統(tǒng)三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1 1、空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)v垂直結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu)垂直

3、結(jié)構(gòu)、水平結(jié)構(gòu)2 2、時間結(jié)構(gòu)、時間結(jié)構(gòu)v生態(tài)系統(tǒng)演替生態(tài)系統(tǒng)演替v群落演替群落演替v生態(tài)系統(tǒng)周期性變化生態(tài)系統(tǒng)周期性變化3 3、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)v食物鏈、營養(yǎng)級、生態(tài)金字塔食物鏈、營養(yǎng)級、生態(tài)金字塔物質(zhì)循環(huán)能量流動四、生態(tài)系統(tǒng)的基本特征2、生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征4、生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)的功能 返回穩(wěn)定狀態(tài)的能力五、生態(tài)系統(tǒng)的類型2.按生物成分：3.按人類活動及其影響程度4、按生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和外界物質(zhì)與能量交換狀況n開放生態(tài)系統(tǒng)：與外界環(huán)境發(fā)生能量與物質(zhì)交換的生態(tài)系統(tǒng)。如農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。 n封閉生態(tài)系統(tǒng)：與外界環(huán)境只有能量交換的生態(tài)系統(tǒng)。在自然界十分罕見。 n隔離生態(tài)系統(tǒng)：一種有嚴格邊界的生

4、態(tài)系統(tǒng), 其邊界能阻止任何物質(zhì)和能量的輸入和輸出。 2021-10-29Environmental Protection森林生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)2021-10-29Environmental Protection草原生態(tài)系統(tǒng)草原生態(tài)系統(tǒng)2021-10-29Environmental Protection農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)2021-10-29Environmental Protection濕地生態(tài)系統(tǒng)濕地生態(tài)系統(tǒng)2021-10-29Environmental Protection湖泊生態(tài)系統(tǒng)湖泊生態(tài)系統(tǒng)2021-10-29Environmental Protection荒漠生態(tài)系統(tǒng)荒漠生態(tài)

5、系統(tǒng)2021-10-29Environmental Protection極地生態(tài)系統(tǒng)極地生態(tài)系統(tǒng)第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和貯存一、食物鏈（food chain） 1、概念2、食物鏈的類型：v捕食食物鏈：以綠色植物為基礎(chǔ)，從以綠色植物為基礎(chǔ)，從草食動物開始草食動物開始形式：植物植物- -植食動物植食動物- -肉食動物肉食動物v腐生食物鏈：v寄生食物鏈：特點：特點：以活的動、植物有機體為營養(yǎng)源，以活的動、植物有機體為營養(yǎng)源，以寄生方式存在的食物鏈。以寄生方式存在的食物鏈。 如：老鼠老鼠跳蚤跳蚤細菌細菌病毒病毒v混合食物鏈n如果一種有毒物質(zhì)被食物鏈的低級部分吸收，如被草吸收，雖然濃度很低，不影響草

6、的生長，但兔子吃草后有毒物質(zhì)很難排泄，當它經(jīng)常吃草，有毒物質(zhì)會逐漸在它體內(nèi)積累，鷹吃大量的兔子，有毒物質(zhì)會在鷹體內(nèi)進一步積累。因此食物鏈有累積累積和放大放大的效應(yīng)。 n美國國鳥白頭鷹之所以面臨滅絕，并不是被人捕殺，而是因為有害化學物質(zhì)DDT逐步在其體內(nèi)積累，導致生下的蛋皆是軟殼，無法孵化。一個物種滅絕，就會破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡，導致其物種數(shù)量的變化，因此食物鏈對環(huán)境有非常重要的影響.并且，如果食物鏈有一環(huán)缺失，會導致生態(tài)系統(tǒng)失生態(tài)系統(tǒng)失衡。衡。 2、食物網(wǎng)（food web）北極地區(qū)食物網(wǎng)：v食物網(wǎng)的意義：3 3、營養(yǎng)級、營養(yǎng)級北極地區(qū)食物網(wǎng)：4.生態(tài)金字塔2021-10-29Environme

7、ntal Protection環(huán)境卡片環(huán)境卡片能量流動的能量流動的1/101/10規(guī)律規(guī)律 在生態(tài)系統(tǒng)中，能量從植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移至草食動物體在生態(tài)系統(tǒng)中，能量從植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移至草食動物體內(nèi)時大約為總能量的內(nèi)時大約為總能量的1/101/10，而再轉(zhuǎn)移到肉食動物體內(nèi)，而再轉(zhuǎn)移到肉食動物體內(nèi)時，為草食動物能量的時，為草食動物能量的1/101/10左右。一般說來，能量沿左右。一般說來，能量沿著綠色植物著綠色植物草食動物草食動物一級肉食動物一級肉食動物二級肉食動二級肉食動物逐級流動，而后者所獲得的能量大體等于前者所含物逐級流動，而后者所獲得的能量大體等于前者所含能量的能量的1/101/10，這就是說，在能量流

8、動過程中，約有，這就是說，在能量流動過程中，約有9/109/10的損失掉了。的損失掉了。 2）概念能能量量3）生態(tài)金字塔類型v數(shù)量金字塔：描述的是某一時刻生態(tài)系統(tǒng)中各描述的是某一時刻生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級的個體數(shù)量，可用營養(yǎng)級的個體數(shù)量，可用( (個數(shù)個數(shù)/1000m/1000m2 2) )表示表示v生物量金字塔：描述的是某一時刻生態(tài)系統(tǒng)中描述的是某一時刻生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級生物的重量關(guān)系，用各營養(yǎng)級生物的重量關(guān)系，用g/mg/m2 2表示。表示。 v能量金字塔：指一段時間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)指一段時間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)中各營養(yǎng)級所同化的能量。級所同化的能量。J/J/（m m2 2 . .年）年） v實例“苜

9、蓿牛男孩”生態(tài)金字塔數(shù) 量 金 字 塔數(shù) 量 金 字 塔 生 物 量 金 字 塔生 物 量 金 字 塔 能 量 金 字 塔能 量 金 字 塔圖：能量流動特征4）能量流動的基本特點小結(jié) 食物鏈、營養(yǎng)級、生態(tài)金字食物鏈、營養(yǎng)級、生態(tài)金字塔是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)特塔是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)特征。征。第三節(jié)第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)流程圖二、能量流動與物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系圖例：三、物質(zhì)循環(huán)的種類n地球化學循環(huán)：是指生態(tài)系統(tǒng)之間化學物質(zhì)的循環(huán)。n生物地球化學循環(huán)：是指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)化學物質(zhì)的循環(huán)。n生物化學循環(huán)：是指植物個體內(nèi)化學物質(zhì)的再分配。四、主要物質(zhì)的循環(huán)C循環(huán)氮循環(huán)五、物質(zhì)循環(huán)的特點： 第四節(jié)第四

10、節(jié) 信息傳遞二、特點2021-10-29Environmental Protection生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞：生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞：信息信息傳遞傳遞化學信息化學信息：生物分解生物分解出某些特殊的化學物出某些特殊的化學物質(zhì)，這些分泌物在生質(zhì)，這些分泌物在生物的個體或種群之間物的個體或種群之間起著各種信息的傳遞起著各種信息的傳遞作用。作用。營養(yǎng)信息營養(yǎng)信息：通過營養(yǎng)通過營養(yǎng)交換的形式交換的形式, ,把信息從把信息從一個種群傳遞到另一一個種群傳遞到另一個種群個種群, ,或從一個個體或從一個個體傳遞到另一個個體傳遞到另一個個體, ,食食物鏈物鏈( (網(wǎng)網(wǎng)) )即是一個營即是一個營養(yǎng)信息系統(tǒng)。養(yǎng)信息系統(tǒng)

11、。物理信息物理信息：鳥鳴、獸鳥鳴、獸吼、顏色、光等構(gòu)成了吼、顏色、光等構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的物理信息。生態(tài)系統(tǒng)的物理信息。行為信息行為信息：有些動物有些動物可以通過自己的各種可以通過自己的各種行為方式向同伴發(fā)出行為方式向同伴發(fā)出識別、威嚇、求偶和識別、威嚇、求偶和挑戰(zhàn)等信息。挑戰(zhàn)等信息。2021-10-29Environmental Protection 據(jù)科學家們觀察，生活在北極地區(qū)的北極狐是以北極兔為食據(jù)科學家們觀察，生活在北極地區(qū)的北極狐是以北極兔為食的。北極狐一胎可以懷單胎，也可以懷雙胎。而這是取決于北極的。北極狐一胎可以懷單胎，也可以懷雙胎。而這是取決于北極兔的多少。北極兔的數(shù)量多，懷雙胎

12、；數(shù)量少則懷單胎。這對于兔的多少。北極兔的數(shù)量多，懷雙胎；數(shù)量少則懷單胎。這對于維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡是至關(guān)重要的。難道是北極兔告訴北極狐自維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡是至關(guān)重要的。難道是北極兔告訴北極狐自己的數(shù)量嗎？顯然不可能，這只能是生態(tài)系統(tǒng)中某些類似物理、己的數(shù)量嗎？顯然不可能，這只能是生態(tài)系統(tǒng)中某些類似物理、化學等信息在起作用?；瘜W等信息在起作用。 昆蟲學家就發(fā)現(xiàn)，一只雄飛蛾能夠接近到幾公里外雌飛蛾發(fā)昆蟲學家就發(fā)現(xiàn)，一只雄飛蛾能夠接近到幾公里外雌飛蛾發(fā)出的某種信號，從而趕去相會。它們敏銳的觸角能捕捉空氣中不出的某種信號，從而趕去相會。它們敏銳的觸角能捕捉空氣中不足足1/31/3盎司的信息素（一種無色

13、無味的特殊化學物質(zhì)）。盎司的信息素（一種無色無味的特殊化學物質(zhì)）。 信息傳遞實例：信息傳遞實例：第五節(jié) 生態(tài)平衡概述2021-10-29Environmental Protection生態(tài)平衡的特點生態(tài)平衡的特點生態(tài)平衡生態(tài)平衡的特點的特點生態(tài)平衡是生態(tài)平衡是相對的平衡相對的平衡生態(tài)平衡是生態(tài)平衡是動態(tài)的平衡動態(tài)的平衡2、反饋（feedback）（1）負反饋兔子種群與植物種群之間的負反饋植物減少植物減少兩個負反饋之間的相互關(guān)系（2）正反饋n在自然界中正反饋的實例不多，下面舉一例加以說明，如果一個湖泊生態(tài)系統(tǒng)受到污染，魚類的數(shù)量就會因為死亡而減少，魚體死亡腐爛后以進一步加重污染，并引起更多的魚類死亡，因此，由于正反饋的作用，污染會越來越嚴重，魚類死亡速度越來越快。所以正反饋常具有破壞作用，但它是爆發(fā)性的，所經(jīng)歷的時間也很短，從長遠看，生態(tài)系統(tǒng)中的負反饋起主要作用。v總的來說：抵抗力抵抗力(resistance)(resistance)系統(tǒng)抵御外界干擾使自身不系統(tǒng)抵御外界干擾使自身不致受到傷害的緩沖能力致受到傷害的緩沖能力, , 抵抗力越強則系統(tǒng)越不抵抗力越強則系統(tǒng)越不容易出現(xiàn)傷害或崩潰現(xiàn)象。容易出現(xiàn)傷害或崩潰現(xiàn)象?；謴土謴土?resilience)(resilience)當系統(tǒng)遭到外界干擾致使系當系統(tǒng)遭到外界干擾致使系統(tǒng)受損后迅速修復還原自