[工学]第四章 生态系统生态学.pptVIP

第一节 生态系统结构 一、生态系统的组成要素及功能 （一）生态系统的概念 英国生态学家Tansley于l936提出，前苏联生态学家苏卡切夫(V.N.Sucacher，1944)所说的生物地理群落的基本含义与生态系统的概念相同 例如，地球上的森林、草原、荒漠、湿地、海洋、湖泊、河流等，其中生物和非生物构成了一个相互作用、物质不断地循环、能量不停地流动的生态系统 （二）生态系统的组成及功能 （二）生态系统的组成及功能（2） 生态系统成分可概括为非生物和生物两大部分，或者分为非生物环境、生产者、消费者和分解者四种基本成分 1、非生物环境(abiotic environment) 2、生产者(producer) 是能以简单的无机物制造食物的自养生物(autotroph)。包括所有的绿色植物和某些光能自养细菌，是生态系统中最基本的成分 （二）生态系统的组成及功能（3） 3、消费者(consumer) 是针对生产者而言，即它们不能用无机物质制造有机物质，而是直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物质，因此属于异养生物(heterotroph) （1）消费者按其营养方式上的不同又可分为： 食草动物(herbivores):直接以植物体为营养的动物，又称植食动物，统称为一级消费者(primary consumer) 食肉动物(carnivores): 以食草动物为食者。按食性：一级食肉动物或二级消费者，二级食肉者或三级消费者，...... （2）按营养级划分，生产者属于第一营养级，食草动物是第二营养级，以食草动物为食的动物是第三营养级，...... 4、分解者(decomposer) 是异养生物，其作用是把动植物体的复杂有机物分解为生产者能重新利用的简单的化合物，并释放出能量，其作用正与生产者相反 二、生态系统的物种结构 生态系统中，除了在生物群落中介绍的优势种、建群种、伴生种及偶见种外，关键种和冗余种也对生态系统结构和功能的稳定具有重要意义 1、关键种（keystone-species） 不同物种在生态系统中所起的地位不同，一些珍稀、特有、庞大的对其他物种具有不成比例（disproportionately）影响的物种，在维持生物多样性和生态系统稳定方面起着重要作用。如果它们消失或削弱，整个生态系统可能要发生根本性的变化，这种物种就称为关键种 根据作用方式不同有：（1）关键捕食者；（2）关键被食者；（3）关键植食者；（4）关键竞争者（；（5）关键互惠共生种；（6）关键病原体/寄生物；（7）关键改造者 2、冗余种（species redundancy） 冗余种意味着相对于需求有剩余的种 三、生态系统的营养结构 （一）食物链和食物网 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而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被食的关系而排列的链状顺序。分捕食食物链和碎屑食物链 水生生态系统中的如：浮游植物—— ——食肉性鱼类 较长的如：植物——蝴蝶——蜻蜓——蛙——蛇——鹰 食物网(food web):生态系统中的食物链彼此交错连接，形成一个网状结构 三、生态系统的营养结构（2） （二）营养级和生态金字塔 能量通过营养级逐级减少，如果把通过各营养级的能流量，由低到高画成图，就成为一个金字塔形，称为能量锥体或能量金字塔 同样如果以生物量或个体数目来表示，就能得到生物量锥体和数量锥体 3类锥体合称为生态金字塔 能量锥体最能保持金字塔形，而生物量锥体有时有倒置的情况，数量锥体倒置的情况就更多一些 三、生态系统的营养结构（3） （三）生态效率 能流过程中各个不同点上能量之比值，称为传递效率(transfer efficiency)或生态效率（Odum）。但一般把林德曼效率称为生态效率 1．同化效率(assimilation efficiency)：指植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例，或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例 同化效率＝被植物固定的能量／植物吸收的日光能 或 ＝被动物消化吸收的能量／动物摄食的能量 即 Ae＝An／In 2．生产效率(production efficiency)：指形成新生物量的能量占同化能量的百分比 生产效率＝n营养级的净生产量／n营养级的同化能量 即 Pe＝Pn／An 三、生态系统的营养结构（4） （三）生态效率 3．消费效率(consumption efficiency):指n＋1营养级消费(即摄食)的能量占n营养级净生