第二章生態(tài)系統(tǒng)

1、第二章第二章 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng) 第一節(jié)第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的基本概念生態(tài)系統(tǒng)的基本概念第二節(jié)第二節(jié) 生態(tài)平衡及其破壞生態(tài)平衡及其破壞 本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 1.生態(tài)學(xué)概念生態(tài)學(xué)概念 2.生態(tài)系統(tǒng)的六組分生態(tài)系統(tǒng)的六組分. 3.生態(tài)系統(tǒng)依地理分兩大類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)依地理分兩大類(lèi). 4.食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定. 5.生命之碳及循環(huán)生命之碳及循環(huán). 6.“生態(tài)危機(jī)生態(tài)危機(jī)”大多指人類(lèi)活動(dòng)引起的生態(tài)失調(diào)大多指人類(lèi)活動(dòng)引起的生態(tài)失調(diào). 第一節(jié)第一節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的基本概念生態(tài)系統(tǒng)的基本概念 一一 生態(tài)系統(tǒng)的概念，生態(tài)系統(tǒng)的概念，二生態(tài)學(xué)概念二生態(tài)學(xué)概念三三. 生態(tài)系統(tǒng)的共同特性，組成，結(jié)

2、構(gòu)和類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)的共同特性，組成，結(jié)構(gòu)和類(lèi)型四四. 食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng) 五五 營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔 六六 生態(tài)系統(tǒng)的功能生態(tài)系統(tǒng)的功能 一一 生態(tài)系統(tǒng)的組成，結(jié)構(gòu)和類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)的組成，結(jié)構(gòu)和類(lèi)型1.生態(tài)系統(tǒng)的概念：生物，非生物，一個(gè)生態(tài)學(xué)生態(tài)系統(tǒng)的概念：生物，非生物，一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位功能單位.2.生態(tài)學(xué)的定義生態(tài)學(xué)的定義 生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)(ecology) 一詞源于希臘文一詞源于希臘文“oikos”，表示住所和棲息地表示住所和棲息地,“l(fā)ogy”表學(xué)科，原意是研究表學(xué)科，原意是研究生物棲息環(huán)境的學(xué)科。生物棲息環(huán)境的學(xué)科。 生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)(economics

3、)的的“eco”詞根相同，經(jīng)濟(jì)學(xué)最詞根相同，經(jīng)濟(jì)學(xué)最初是研究初是研究“家庭的管理家庭的管理”的，生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)的，生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)有著密切的關(guān)系，生態(tài)學(xué)可理解為有關(guān)生物的有著密切的關(guān)系，生態(tài)學(xué)可理解為有關(guān)生物的管理的科學(xué)或創(chuàng)造一個(gè)美好的家園之意。管理的科學(xué)或創(chuàng)造一個(gè)美好的家園之意。 1866年，德國(guó)的動(dòng)物學(xué)家年，德國(guó)的動(dòng)物學(xué)家haeckel首次為生態(tài)首次為生態(tài)學(xué)下了定義：生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體與其周?chē)鷮W(xué)下了定義：生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體與其周?chē)h(huán)境環(huán)境包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境相互關(guān)包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境相互關(guān)系系(interaction)的科學(xué)。后來(lái)，一些著名生態(tài)的科學(xué)。后來(lái)，一些著名生態(tài)學(xué)家也對(duì)生態(tài)學(xué)

4、進(jìn)行了定義。學(xué)家也對(duì)生態(tài)學(xué)進(jìn)行了定義。1966年，年，smith認(rèn)認(rèn)為認(rèn)認(rèn)為“eco”代表生活之地因此代表生活之地因此生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體與生活之地相互關(guān)系的生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體與生活之地相互關(guān)系的科學(xué)，所以又可把生態(tài)學(xué)稱(chēng)為環(huán)境生物學(xué)科學(xué)，所以又可把生態(tài)學(xué)稱(chēng)為環(huán)境生物學(xué)(evironmental biology)。 著名美國(guó)生態(tài)學(xué)家著名美國(guó)生態(tài)學(xué)家Eodum(1956)提出的定提出的定義是：生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功義是：生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。他的著名教材能的科學(xué)。他的著名教材生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)(1971)以生態(tài)系統(tǒng)為中心，對(duì)大學(xué)生態(tài)學(xué)以生態(tài)系統(tǒng)為中心，對(duì)大學(xué)生態(tài)學(xué)教學(xué)和研

5、究有很大的影響，他因此而榮獲教學(xué)和研究有很大的影響，他因此而榮獲了美國(guó)生態(tài)學(xué)的最高榮譽(yù)了美國(guó)生態(tài)學(xué)的最高榮譽(yù)泰勒生態(tài)學(xué)泰勒生態(tài)學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)(1977)。 我國(guó)著名生態(tài)學(xué)家馬世駿先生認(rèn)為，生態(tài)我國(guó)著名生態(tài)學(xué)家馬世駿先生認(rèn)為，生態(tài)學(xué)是研究生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)相互關(guān)系的學(xué)是研究生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)相互關(guān)系的科學(xué)?？茖W(xué)。 生態(tài)學(xué)家普遍認(rèn)為，生態(tài)學(xué)是研究生物生態(tài)學(xué)家普遍認(rèn)為，生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機(jī)理的科學(xué)。與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機(jī)理的科學(xué)。可見(jiàn)生態(tài)學(xué)的不同定義代表了生態(tài)學(xué)的不可見(jiàn)生態(tài)學(xué)的不同定義代表了生態(tài)學(xué)的不同發(fā)展階段，強(qiáng)調(diào)了不同的基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)分同發(fā)展階段，強(qiáng)調(diào)了不同的基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)分支和領(lǐng)

6、域。支和領(lǐng)域。 生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象 明確研究對(duì)象，有助于生態(tài)學(xué)定義的了明確研究對(duì)象，有助于生態(tài)學(xué)定義的了解。生態(tài)學(xué)研究的特殊性，可以從以下幾解。生態(tài)學(xué)研究的特殊性，可以從以下幾入面來(lái)理解，生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境、入面來(lái)理解，生態(tài)學(xué)是研究生物與環(huán)境、生物和生物之間相互關(guān)系的一門(mén)生物學(xué)基生物和生物之間相互關(guān)系的一門(mén)生物學(xué)基礎(chǔ)分支學(xué)科。生物學(xué)各分支學(xué)科的關(guān)系，礎(chǔ)分支學(xué)科。生物學(xué)各分支學(xué)科的關(guān)系，猶如切多層蛋糕，水平切法表示把生物學(xué)猶如切多層蛋糕，水平切法表示把生物學(xué)按研究的生命現(xiàn)象各個(gè)方面加以劃分。按研究的生命現(xiàn)象各個(gè)方面加以劃分。 例如生理學(xué)、形態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、進(jìn)化論等各例如生理學(xué)、形

7、態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、進(jìn)化論等各有其特殊研究對(duì)象，而生態(tài)學(xué)研究的則是活有其特殊研究對(duì)象，而生態(tài)學(xué)研究的則是活的生物在自然界中與環(huán)境的相互作用和生物的生物在自然界中與環(huán)境的相互作用和生物之間的相互作用；垂直切法則是按系統(tǒng)分類(lèi)，之間的相互作用；垂直切法則是按系統(tǒng)分類(lèi)，把生物學(xué)劃分為動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)把生物學(xué)劃分為動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)等學(xué)科。由此可見(jiàn)，生態(tài)學(xué)不僅是生物學(xué)的等學(xué)科。由此可見(jiàn)，生態(tài)學(xué)不僅是生物學(xué)的基礎(chǔ)分支學(xué)科之一，也是每一門(mén)分類(lèi)學(xué)科基礎(chǔ)分支學(xué)科之一，也是每一門(mén)分類(lèi)學(xué)科的的個(gè)重要組成部分。個(gè)重要組成部分。 生態(tài)學(xué)是研究以種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)是研究以種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)為中心的宏觀生

8、物學(xué)?，F(xiàn)代生物學(xué)可按為中心的宏觀生物學(xué)。現(xiàn)代生物學(xué)可按照?qǐng)D緒照?qǐng)D緒 1所示的方式，把研究對(duì)象劃分為所示的方式，把研究對(duì)象劃分為大小不同的組織層次。生態(tài)學(xué)研究的主大小不同的組織層次。生態(tài)學(xué)研究的主要是右側(cè)的層次。從這個(gè)意義上講，生要是右側(cè)的層次。從這個(gè)意義上講，生態(tài)學(xué)屬于宏觀生物學(xué)的范疇。態(tài)學(xué)屬于宏觀生物學(xué)的范疇。 群落群落 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng) 種群種群 種群系統(tǒng)種群系統(tǒng) 個(gè)體個(gè)體 有機(jī)系統(tǒng)有機(jī)系統(tǒng) 器官器官 器官系統(tǒng)器官系統(tǒng) 細(xì)胞細(xì)胞 細(xì)胞系統(tǒng)細(xì)胞系統(tǒng) 基因基因 基因系統(tǒng)基因系統(tǒng) 生物成分非生物環(huán)境生物成分非生物環(huán)境 生物系統(tǒng)生物系統(tǒng) 經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的最低層次是經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的最低層次是有機(jī)體有

9、機(jī)體(個(gè)體個(gè)體)，按其研究的大部分問(wèn)，按其研究的大部分問(wèn)題來(lái)看當(dāng)前的個(gè)體生態(tài)學(xué)應(yīng)屬于題來(lái)看當(dāng)前的個(gè)體生態(tài)學(xué)應(yīng)屬于生理生態(tài)學(xué)的范疇。這是生理學(xué)與生理生態(tài)學(xué)的范疇。這是生理學(xué)與生態(tài)學(xué)交界的邊緣學(xué)科。生態(tài)學(xué)交界的邊緣學(xué)科。 任何生態(tài)系統(tǒng)都具有以下共同特征：任何生態(tài)系統(tǒng)都具有以下共同特征： （1）具有能量流動(dòng)具有能量流動(dòng).物質(zhì)循環(huán)和信息物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞三大功能。傳遞三大功能。 （2）具有自我調(diào)節(jié)的能力。具有自我調(diào)節(jié)的能力。 （3）是一種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。是一種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。3.生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)的組成 （重點(diǎn)重點(diǎn)） 生態(tài)系統(tǒng)中包括以下六種組分：生態(tài)系統(tǒng)中包括以下六種組分： （1）.無(wú)機(jī)物：包括氮、氧、二氧化

10、碳無(wú)機(jī)物：包括氮、氧、二氧化碳和各種無(wú)機(jī)鹽等。和各種無(wú)機(jī)鹽等。 （2）.有機(jī)化合物：包括蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、有機(jī)化合物：包括蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、脂類(lèi)和土壤腐殖質(zhì)等。脂類(lèi)和土壤腐殖質(zhì)等。 （3）.氣候因素：包括溫度、濕度、風(fēng)和氣候因素：包括溫度、濕度、風(fēng)和降水等，來(lái)自宇宙的太陽(yáng)輻射也可歸如降水等，來(lái)自宇宙的太陽(yáng)輻射也可歸如此類(lèi)。此類(lèi)。（4）.生產(chǎn)者：指能進(jìn)行光合作用的各種生產(chǎn)者：指能進(jìn)行光合作用的各種綠色植物、藍(lán)綠藻和某些細(xì)菌。又成為綠色植物、藍(lán)綠藻和某些細(xì)菌。又成為自養(yǎng)生物。自養(yǎng)生物。 （5）.消費(fèi)者：指以其他生物為食的各種動(dòng)消費(fèi)者：指以其他生物為食的各種動(dòng)物（植食動(dòng)物、肉食動(dòng)物、雜食動(dòng)物和寄生物（植食動(dòng)

11、物、肉食動(dòng)物、雜食動(dòng)物和寄生動(dòng)物等）。動(dòng)物等）。 （6）分解者：指分解動(dòng)植物殘?bào)w、糞便和）分解者：指分解動(dòng)植物殘?bào)w、糞便和各種有機(jī)物的細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、蚯蚓各種有機(jī)物的細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、蚯蚓和禿鷲等食腐動(dòng)物。分解者和消費(fèi)者都是異和禿鷲等食腐動(dòng)物。分解者和消費(fèi)者都是異樣生物。樣生物。 2.生態(tài)系統(tǒng)的類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)的類(lèi)型 生態(tài)系統(tǒng)中的生物成分按照其在生態(tài)系生態(tài)系統(tǒng)中的生物成分按照其在生態(tài)系統(tǒng)中的功能可劃分為三大類(lèi)群：生產(chǎn)者統(tǒng)中的功能可劃分為三大類(lèi)群：生產(chǎn)者（自養(yǎng)生物）（自養(yǎng)生物）.消費(fèi)者（異養(yǎng)生物）和分解消費(fèi)者（異養(yǎng)生物）和分解者（又稱(chēng)還原者）。者（又稱(chēng)還原者）。生態(tài)系統(tǒng)可根據(jù)地理?xiàng)l件的不同

12、而分為兩生態(tài)系統(tǒng)可根據(jù)地理?xiàng)l件的不同而分為兩大類(lèi)：水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)。大類(lèi)：水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)。二者還可進(jìn)一步細(xì)分為更多種的生態(tài)系二者還可進(jìn)一步細(xì)分為更多種的生態(tài)系統(tǒng)。如水生生態(tài)系統(tǒng)可分為海洋生態(tài)系統(tǒng)。如水生生態(tài)系統(tǒng)可分為海洋生態(tài)系統(tǒng)和淡水生態(tài)系統(tǒng)。淡水生態(tài)系統(tǒng)又可統(tǒng)和淡水生態(tài)系統(tǒng)。淡水生態(tài)系統(tǒng)又可分為流水生態(tài)系統(tǒng)和靜水生態(tài)系統(tǒng)等。分為流水生態(tài)系統(tǒng)和靜水生態(tài)系統(tǒng)等。 同樣，陸地生態(tài)系統(tǒng)也可以分為森林、同樣，陸地生態(tài)系統(tǒng)也可以分為森林、草原、荒漠、高山、凍原等生態(tài)系統(tǒng)。草原、荒漠、高山、凍原等生態(tài)系統(tǒng)。 森林生態(tài)系統(tǒng)還可以細(xì)分為熱帶、亞熱森林生態(tài)系統(tǒng)還可以細(xì)分為熱帶、亞熱帶、溫帶

13、和寒溫帶森林等生態(tài)系統(tǒng)。陸帶、溫帶和寒溫帶森林等生態(tài)系統(tǒng)。陸地生態(tài)系統(tǒng)有鮮明的空間結(jié)構(gòu)，在空間地生態(tài)系統(tǒng)有鮮明的空間結(jié)構(gòu)，在空間上有明顯的垂直和水平分布，即具有三上有明顯的垂直和水平分布，即具有三維的空間結(jié)構(gòu)和二維的水平結(jié)構(gòu)。維的空間結(jié)構(gòu)和二維的水平結(jié)構(gòu)。 二二 食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng) 各種生物之間存在著取食和被取食的關(guān)系，各種生物之間存在著取食和被取食的關(guān)系，這就是食物鏈。通過(guò)這種關(guān)系，能量在生態(tài)這就是食物鏈。通過(guò)這種關(guān)系，能量在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)傳遞。我國(guó)民諺說(shuō)的系統(tǒng)內(nèi)傳遞。我國(guó)民諺說(shuō)的“大魚(yú)吃小魚(yú)，大魚(yú)吃小魚(yú)，小魚(yú)吃蝦米小魚(yú)吃蝦米”就是食物鏈的生動(dòng)寫(xiě)照。當(dāng)然就是食物鏈的生動(dòng)寫(xiě)照。當(dāng)然自然界

14、中實(shí)際存在的取食關(guān)系要復(fù)雜的自然界中實(shí)際存在的取食關(guān)系要復(fù)雜的多。多。 一般，食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)就越穩(wěn)定。一般，食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)就越穩(wěn)定。因?yàn)槭澄锞W(wǎng)中某個(gè)環(huán)節(jié)（物種）缺失時(shí)，其因?yàn)槭澄锞W(wǎng)中某個(gè)環(huán)節(jié)（物種）缺失時(shí)，其他相應(yīng)環(huán)節(jié)能起補(bǔ)償作用。相反，食物網(wǎng)越他相應(yīng)環(huán)節(jié)能起補(bǔ)償作用。相反，食物網(wǎng)越簡(jiǎn)單，則生態(tài)系統(tǒng)越不穩(wěn)定。生態(tài)系統(tǒng)中一簡(jiǎn)單，則生態(tài)系統(tǒng)越不穩(wěn)定。生態(tài)系統(tǒng)中一般都存在著兩種食物鏈：捕食食物鏈和碎屑般都存在著兩種食物鏈：捕食食物鏈和碎屑食物鏈。前者以活的動(dòng)植物為起點(diǎn)，后者以食物鏈。前者以活的動(dòng)植物為起點(diǎn)，后者以死的生物或腐屑為起點(diǎn)。死的生物或腐屑為起點(diǎn)。 在陸地生態(tài)系統(tǒng)和許多水生生

15、態(tài)系統(tǒng)中，在陸地生態(tài)系統(tǒng)和許多水生生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)主要通過(guò)碎屑食物鏈，凈初級(jí)能量流動(dòng)主要通過(guò)碎屑食物鏈，凈初級(jí)生產(chǎn)量中只有很少一部分通向捕食食物生產(chǎn)量中只有很少一部分通向捕食食物鏈。只有在某些水生生態(tài)系統(tǒng)中，例如鏈。只有在某些水生生態(tài)系統(tǒng)中，例如在一些又浮游藻類(lèi)和濾食性原生動(dòng)植物在一些又浮游藻類(lèi)和濾食性原生動(dòng)植物組成食物鏈的湖泊中，捕食食物鏈才成組成食物鏈的湖泊中，捕食食物鏈才成為能量流動(dòng)的主要渠道。為能量流動(dòng)的主要渠道。三三 營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔 盡管食物鏈和食物網(wǎng)在理論上反映了生態(tài)盡管食物鏈和食物網(wǎng)在理論上反映了生態(tài)系統(tǒng)中物種和物種間的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系，但這種系統(tǒng)中物種和物種間

16、的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系，但這種關(guān)系是如此復(fù)雜，迄今尚未有一種食物網(wǎng)關(guān)系是如此復(fù)雜，迄今尚未有一種食物網(wǎng)能如實(shí)的反映出自然界食物網(wǎng)的復(fù)雜性，能如實(shí)的反映出自然界食物網(wǎng)的復(fù)雜性，為此生態(tài)學(xué)家提出了營(yíng)養(yǎng)級(jí)的概念。為此生態(tài)學(xué)家提出了營(yíng)養(yǎng)級(jí)的概念。 某個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)就是食物鏈某個(gè)環(huán)節(jié)上一切某個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)就是食物鏈某個(gè)環(huán)節(jié)上一切生物種的總和，是處在某一營(yíng)養(yǎng)層次上生物種的總和，是處在某一營(yíng)養(yǎng)層次上一類(lèi)生物和另一營(yíng)養(yǎng)層次上另一類(lèi)生物一類(lèi)生物和另一營(yíng)養(yǎng)層次上另一類(lèi)生物的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量就是的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量就是這樣通過(guò)營(yíng)養(yǎng)級(jí)向上傳遞。這樣通過(guò)營(yíng)養(yǎng)級(jí)向上傳遞。 但是，當(dāng)能量在食物網(wǎng)中流動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)但是，當(dāng)能量在食

17、物網(wǎng)中流動(dòng)時(shí)，其轉(zhuǎn)移效率是很低的。下面營(yíng)養(yǎng)級(jí)所儲(chǔ)存的移效率是很低的。下面營(yíng)養(yǎng)級(jí)所儲(chǔ)存的能量只有大約能量只有大約10%能夠被其上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能夠被其上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所利用。其余部分能量被消耗在該營(yíng)養(yǎng)所利用。其余部分能量被消耗在該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的呼吸作用上，以熱量的形式釋放到級(jí)的呼吸作用上，以熱量的形式釋放到大氣中去。這在生態(tài)學(xué)上被稱(chēng)為大氣中去。這在生態(tài)學(xué)上被稱(chēng)為10%定定律或律或1/10律。律。 （見(jiàn)圖（見(jiàn)圖2）四四 生態(tài)系統(tǒng)的功能生態(tài)系統(tǒng)的功能 生態(tài)系統(tǒng)具有三大功能：能量流動(dòng)、物質(zhì)循生態(tài)系統(tǒng)具有三大功能：能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞。環(huán)和信息傳遞。 （一）能量流動(dòng)（一）能量流動(dòng) 地球是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，存在著能量的

18、輸?shù)厍蚴且粋€(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，存在著能量的輸入和輸出。能量輸入的根本來(lái)源是太陽(yáng)能，入和輸出。能量輸入的根本來(lái)源是太陽(yáng)能，食物是光合作用新近固定和儲(chǔ)存的太陽(yáng)能，食物是光合作用新近固定和儲(chǔ)存的太陽(yáng)能，化石燃料則是過(guò)去地質(zhì)年代固定和儲(chǔ)存的太化石燃料則是過(guò)去地質(zhì)年代固定和儲(chǔ)存的太陽(yáng)能。陽(yáng)能。 （見(jiàn)圖（見(jiàn)圖3） 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)都是按照熱力學(xué)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)都是按照熱力學(xué)第一定律和第二定律進(jìn)行的。根據(jù)熱力第一定律和第二定律進(jìn)行的。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化學(xué)第一定律，能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量守為另一種形式，在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，能量守恒。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量的流

19、動(dòng)恒。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量的流動(dòng)總是從集中到分散，從能量高向能量低總是從集中到分散，從能量高向能量低的方向傳遞。的方向傳遞。 （二）物質(zhì)循環(huán)（二）物質(zhì)循環(huán) 生物學(xué)研究表明，對(duì)生命必須的元素只生物學(xué)研究表明，對(duì)生命必須的元素只有約有約24種，即碳、氧、氮、氫、鈣、硫、磷、種，即碳、氧、氮、氫、鈣、硫、磷、鈉、鉀、氯、鎂、鐵、碘、銅、錳、鋅、鈷、鈉、鉀、氯、鎂、鐵、碘、銅、錳、鋅、鈷、錫、釩，可能還有鎳、溴、鋁和硼。上述元錫、釩，可能還有鎳、溴、鋁和硼。上述元素中的四種，即碳、氫、氧、氮，占生物有素中的四種，即碳、氫、氧、氮，占生物有機(jī)體組成的機(jī)體組成的99%以上，在生命中起這關(guān)鍵作以上，在生

20、命中起這關(guān)鍵作用，被稱(chēng)為用，被稱(chēng)為“關(guān)鍵元素關(guān)鍵元素”。 生物圈中碳、氮、硫、磷的循環(huán)在生命生物圈中碳、氮、硫、磷的循環(huán)在生命活動(dòng)中起著重要作用，主要有：（活動(dòng)中起著重要作用，主要有：（1）碳）碳循環(huán)循環(huán) （重點(diǎn)重點(diǎn)）（見(jiàn)圖）（見(jiàn)圖4）. （2）氮循環(huán)）氮循環(huán)（見(jiàn)圖（見(jiàn)圖5）. （3）硫循環(huán)（見(jiàn)圖）硫循環(huán)（見(jiàn)圖6）.（4）磷循環(huán)（見(jiàn)圖磷循環(huán)（見(jiàn)圖7）. （三）信息傳遞（三）信息傳遞 信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一。信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一。生態(tài)系統(tǒng)中的各種信息形式主要有四種：生態(tài)系統(tǒng)中的各種信息形式主要有四種： 1.物理信息物理信息 2.化學(xué)信息化學(xué)信息 3.營(yíng)養(yǎng)信息營(yíng)養(yǎng)信息 4.行

21、為信息行為信息第二節(jié)第二節(jié) 生態(tài)平衡及其破壞生態(tài)平衡及其破壞 在一定時(shí)期內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)生產(chǎn)者、消費(fèi)者在一定時(shí)期內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者之間保持著一種動(dòng)態(tài)平衡，系和分解者之間保持著一種動(dòng)態(tài)平衡，系統(tǒng)內(nèi)的能量流動(dòng)和物質(zhì)平衡在較長(zhǎng)時(shí)期統(tǒng)內(nèi)的能量流動(dòng)和物質(zhì)平衡在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持穩(wěn)定。這種狀態(tài)就是生態(tài)平衡，內(nèi)保持穩(wěn)定。這種狀態(tài)就是生態(tài)平衡，又稱(chēng)自然平衡。如果生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與又稱(chēng)自然平衡。如果生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量的輸入大于輸出，其總生物量增加，能量的輸入大于輸出，其總生物量增加，反之則生物量減少。反之則生物量減少。 生態(tài)平衡是靠一系列反饋機(jī)制維持的。生態(tài)平衡是靠一系列反饋機(jī)制維持的。物種循環(huán)與能量流動(dòng)中

22、的任何變化，都物種循環(huán)與能量流動(dòng)中的任何變化，都是對(duì)系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)向進(jìn)是對(duì)系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)向進(jìn)化或退化的方向變化。但是變化的結(jié)果化或退化的方向變化。但是變化的結(jié)果又反過(guò)來(lái)影響信號(hào)本身，使信號(hào)減弱，又反過(guò)來(lái)影響信號(hào)本身，使信號(hào)減弱，最終使原有平衡的以保持。最終使原有平衡的以保持。 影響生態(tài)平衡的因素既有自然的，也有影響生態(tài)平衡的因素既有自然的，也有人為的。自然因素如火山、地震、海嘯、人為的。自然因素如火山、地震、海嘯、臺(tái)風(fēng)、林火、泥石流和水旱災(zāi)害等常常臺(tái)風(fēng)、林火、泥石流和水旱災(zāi)害等常常在短期內(nèi)使生態(tài)系統(tǒng)破壞或毀滅。受破在短期內(nèi)使生態(tài)系統(tǒng)破壞或毀滅。受破壞的生態(tài)系統(tǒng)在一定時(shí)期

23、內(nèi)有可能自然壞的生態(tài)系統(tǒng)在一定時(shí)期內(nèi)有可能自然恢復(fù)或更新?；謴?fù)或更新。 人為因素包括人類(lèi)有意識(shí)人為因素包括人類(lèi)有意識(shí)“改造自然改造自然”的行動(dòng)和無(wú)意識(shí)造成對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞。的行動(dòng)和無(wú)意識(shí)造成對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞。所謂的所謂的“生態(tài)危機(jī)生態(tài)危機(jī)”大多是指人類(lèi)活動(dòng)大多是指人類(lèi)活動(dòng)引起的此類(lèi)生態(tài)失調(diào)。生態(tài)平衡的破壞引起的此類(lèi)生態(tài)失調(diào)。生態(tài)平衡的破壞往往出自人類(lèi)的貪欲與無(wú)知，過(guò)分地向往往出自人類(lèi)的貪欲與無(wú)知，過(guò)分地向自然索取，或?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜機(jī)理知自然索取，或?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜機(jī)理知之甚少而貿(mào)然采取行動(dòng)。之甚少而貿(mào)然采取行動(dòng)。 生態(tài)學(xué)第一定律：我們的任何行動(dòng)都不生態(tài)學(xué)第一定律：我們的任何行動(dòng)都不是孤立的，對(duì)自然界的任何侵犯都具有是孤立的，對(duì)自然界的任何侵犯都具有無(wú)數(shù)效應(yīng)，其中許多效應(yīng)是不可逆的無(wú)數(shù)效應(yīng)，其中許多效應(yīng)是不可逆的 。該定律為哈定（該定律為哈定（ghardin）所提出，可稱(chēng)）所提出，可稱(chēng)為多效應(yīng)原理。為多效應(yīng)原理。 生態(tài)學(xué)第二定律：每一種事物無(wú)不與