第四章_ 生态系统生态学（海洋环境生态学）.pptVIP

1. 生态系统的反馈调节 * 正反馈（positive feedback） 指系统的输入导致的输出反过来使输入得到促进和加强，从而引起更大的输出，使生态系统中最初所发生的变化不断得到加强。 【举例】如生物的生长过程、种群的最初数量增长过程；再如，水体污染导致鱼类死亡，而死亡鱼体的腐烂导致水质的进一步恶化。正反馈不能保持系统的稳定状态。 1. 生态系统的反馈调节 * 负反馈（negative feedback） 指系统的输出反过来使输入得到削弱和减低，从而引起输入逐渐减小，使生态系统中最初所发生的变化不断得到削弱（如种群的密度调节等）。 负反馈可使生态系统达到和保持稳定。相互作用种群间数量的消长是正反馈和负反馈相互作用最明显的例子。但负反馈的调节有一定限度。 2. 生态系统平衡 * 生态平衡 指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况，又称为生态系统的稳态（homeostasis），它包括生态系统的结构和功能保持相对稳定，物质和能量的输入和输出保持相对平衡，以及在外来干扰下能通过自我调节恢复到原初的稳定状态。 生态平衡是动态平衡（因能量流动和物质循环总在不断进行），并通过生态系统的负反馈调节得到保持。 2. 生态系统平衡 * 生态系统中各组分之间及其与环境之间不断进行着的物质、能量和信息的交换，这种交换维系了系统与环境、系统内部各组分之间的关系，形成了一个动态的、可以实行反馈调控和相对独立的体系。 生态系统的负反馈调节有一定限度，超过这个限度，就会引起生态失衡。如强烈的外部干扰以及人类活动（污染、捕捞）都可引起生态失衡，甚至生态系统的崩溃。 【举例】例如现在频繁发生的“赤潮”和“水华” 两种现象，就是生态系统平衡失调而引起的结果。 2. 生态系统平衡 * 为了正确处理人和自然的关系，必须认识到人类赖以生存的自然界和生物圈是一个高度复杂的且具有自我调节功能的生态系统，保持生态系统结构和功能的稳定是人类生存和发展的基础。 因此，人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外，还必须特别注意生态效益和生态后果，以便在改造自然的同时能基本保持生物圈的稳定和平衡。 推荐参考书 * 李冠国，范振刚. 海洋生态学. 北京：高等教育出版社，2004年1月第1版. 沈国英，施并章. 海洋生态学. 北京：科学出版社，2002. 孙儒泳等. 基础生态学.北京：高等教育出版社，2002 * * 1. 初级生产 * 初级生产力的测定方法 收获量测定法 氧气测定法 二氧化碳测定法 放射性标记物测定法 叶绿素测定法 1. 初级生产 * Whittaker（1975）估计全球的净初级生产量为170×109 tC/a。其中，陆地115×109 tC/a，海洋55×109 tC/a。 70年代后的估计平均约40×109 tC/a（30-56×109 tC/a），较原先的估计增加1倍；另外，Field（1998）根据卫星遥感提供的吸收有效光合辐射（APAR）和平均光能利用效率，估计全球的初级生产量为104.9×109 tC/a。其中，陆地56.4×109 tC/a，海洋48.5×109 tC/a。 2. 次级生产 * 种群能量收支公式：C =A＋FU 式中C为动物从外界摄取的食物能；A为被同化能量；FU为粪尿能。 A项可分解如下：A=P+R 式中，P为净次级生产量；R为呼吸量，指转化为热量并在生命过程中失去的那部分同化量。 因此，净次级生产量P=C-FU-R。 二、生态系统的能量流动 * 1. 研究能量传递规律的热力学定律 2. 能量在生态系统中流动的特点 3. 普适生态系统能流模型 1. 研究能量传递规律的热力学定律 * 能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学的两个定律，即热力学第一定律和热力学第二定律。 热力学第一定律又称为能量守恒定律。 热力学第二定律式对能量传递和转化的一个重要概括，即在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变，在能量的传递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和做功的能量外，总有一部分以热的形式消散，这部分能量使系统的熵和无序性增加。 2. 能量在生态系统中流动的特点 * 图1.2 生态系统内部的物质循环和能量流动 （转引自夏伟生，1984） 分解者 (微生物) 初级消费者 (草食动物) 次级消费者 (肉食动物) 太阳能 热 热 生态系统 有机物的流通 无机物的流通 能量的流动 空气中 水 中 土壤中 生产者 (绿色植物) 热 2. 能量在生态系统中流动的特点 * （1）能流在生态系统中和在物理系统中不同 （2）能量是单向流动 ①太阳的辐射能以光能的形式输入生态系统后，不能再以光能的形式返回； ②自养生物被异养生物摄食后，能量不能再返回给自养生物； ③能量只是一次性流经生态系统，是不可逆的。 （3）能量在生态系统内流