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第四部分 生态系统生态学 Part Ⅳ Ecosystem Ecology 第4部分 第1章 生态系统概论 Chapter 1 Introduce of Ecosystem 本章内容简介 1.1 生态系统的概念及特征 1.2 生态系统的组成成分 1.3 生态系统的结构 1.4 生态系统的功能 1.5 生态系统的稳定性 1.6 生态系统的服务功能 1.1 生态系统的概念及特征 生态系统(ecosystem)是指在一定空间内生物与非生物环境通过物质循环和能量流动而相互作用、相互依存形成的一个生态学功能单位。由英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出。生物群落＋（无机）环境＝生态系统 地球上的森林、草原、荒漠、沼泽、湖泊、河流、海洋、农田和城市等都是不同的生态系统类型；从大小上说,它可以小至具有生命存在的一滴水、体内消化道中的微生态系统,大至整个陆地、海洋,生物圈是地球上最大的生态系统。 生态系统生态学是现代生态学研究的重心/主流。 生态学的发展史： 自然历史——动物的种群生态学,植物的群落生态学——生态系统的研究 生态系统的特点: 教材p327-328 A.生态系统是生态学的一个主要结构和功能单位,属于经典生态学研究的最高层次； B.生态系统内部具有自我调节能力[负反馈调节机制]:结构越复杂,物种数目越多,调节能力越强；但有限度； C.能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能； D.生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能量和这些能量在流动过程中的巨大损失,因此,营养级的数目通常不超过5~6个； E.生态系统是一个动态[开放]系统,要经历一系列发育阶段。 1.2 生态系统的组成成分 任何一个生态系统都是由非生物成分和生物成分两大部分组成。 (1)非生物成分 无机物质:O2 、N、CO2、H2O、无机盐等。 有机物质:蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等。 气候或其他物理因子:温度、湿度、光、风、雨雪和压力等。 (2)生物成分 生产者(producers):指生物成分中能利用太阳能等能源,将简单无机物合成为复杂有机物的自养生物。主要是植物,也包括蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌。 消费者(consumers):指以自养生物或其它生物为食而获得生存能量的异养生物。主要是动物。 分解者/还原者(decomposers/reducers):指将复杂的动植物有机残体分解为简单的无机物归还到环境中,供生产者重新利用,同时自己也得到食物和能量的生物。主要指细菌、真菌和一些原生动物和蚯蚓、白蚁[秃鹫等大型腐食性动物]。是一种特殊的异养生物。 消费者根据食性的不同又分为: ①植食动物（食草动物）:直接采食植物获得物质和能量的动物,故又称初级消费者或一级消费者,如牛、马、鹿、象、羊、兔和食草昆虫等。 ②肉食动物:以植食动物和其它动物为食的动物。这些食肉动物可统称为次级消费者。又可细分为: ●一级肉食动物(或二级或次级消费者):以植食动物为食,如蛙、蜘蛛、蝙蝠和某些鸟类等； ●二级肉食动物(或第三级消费者):以第一级肉食动物为食物的动物,如狐狸、狼、蛇和鲸鱼等； ●第三级肉食动物(或第四级消费者):以第二级肉食动物为食的动物,如虎、狮等。 在自然界,第三级肉食动物种类和个体数量已很少。一般很少存在第四级肉食动物,因此它们常常又被称为顶位肉食动物。 ③消费者中有些动物为杂食消费者,它们既食植物又食动物,如熊、鲤鱼和某些鸟类。在生态系统中,正是杂食消费者的这种营养特点构成了复杂的营养网络关系。 ④在生态系统中还有两类特殊的消费者。 a.一类是寄生者,如植食性寄生者菌类、寄生植物等,肉食性寄生者蚊子、跳蚤、蛔虫等； b.另一类是食碎屑者(detritivores):只吃死的动植物残体。 关于分解者:有人把专吃兽尸的兀鹫,食朽木、粪便和腐烂物质的甲虫、蚯蚓、白蚁、皮蠹、粪金龟子、蚯蚓和软体动物等腐食性动物,称为大分解者；而把细菌和真菌称为小分解者。 ※生态系统的三大功能群(按生物成分在生态系统中的作用分):生产者、消费者和分解者。 生态系统中各种成分的性质与相互关系 生态系统的组成成分 陆地生态系统的组成成分 1.3 生态系统的结构 1)空间结构/形态结构:指生物成分在空间上的配置(即水平结构和垂直结构)与变化。 2)时间结构:演替和波动。 3)营养结构(生物结构) 营养结构:指依食物关系把各类生物有机地联结在一起的结构。 1.3.1 食物链(food chain):生产者所固定的能量和物质,通过一系列取食和被食的关系在生态系统中传递,各种生物按其食物关系排列的链状顺序。 C. Elton(1927)最早提出。 “大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴” “螳螂捕蝉,黄雀在后” 主要有3种