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成考专升本生态学基础生态系统专题

生态系统是生态学基础的核心章节，也是成考专升本生态学考试的重点内容，常涉及生态系统的概念、结构、功能、类型、生态平衡及全球性生态问题等知识点。以下从核心概念、结构与功能、类型与特点、生态平衡与调节、全球性生态问题及应用等方面进行系统梳理，帮助考生高效掌握。

一、生态系统的核心概念

（一）定义

生态系统（ecosystem）是指在一定的空间内，生物群落（生产者、消费者、分解者）与其非生物环境（如阳光、空气、水、土壤等）通过物质循环和能量流动相互作用而形成的统一整体。

核心要点：生态系统=生物群落+非生物环境，强调“相互作用”和“整体性”。

（二）生态系统的范围

生态系统可大可小，大到整个生物圈（最大的生态系统），小到一个池塘、一片森林、一块农田甚至一个水族箱。典型的生态系统类型包括自然生态系统（如森林、草原、海洋、湿地）和人工生态系统（如农田、城市、人工林）。

二、生态系统的结构

生态系统的结构包括组成成分和营养结构（食物链和食物网）两部分。

（一）组成成分

生态系统由非生物环境和生物群落两大部分组成：

1.非生物环境（非生物成分）

是生态系统中生物生存的物理和化学环境，为生物提供必要的物质和能量基础。主要包括：

-气候因子：阳光（主要能量来源）、温度、水分、空气（如氧气、二氧化碳）等。

-无机物质：水、二氧化碳、氧气、氮、磷、钾等矿物质（是生物生长发育必需的营养元素）。

-有机物质：腐殖质（土壤中的有机质）、蛋白质、糖类等（分解者作用的对象）。

2.生物群落（生物成分）

根据生物在生态系统中的功能和营养角色，可分为三大功能类群：

-生产者（producers）：主要是绿色植物（如树木、藻类），也包括一些光合细菌和化能合成细菌（如硝化细菌）。它们能利用太阳能（或化学能）将无机物（如二氧化碳和水）转化为有机物（如葡萄糖），并储存能量，是生态系统的“基石”，为其他生物提供食物和能量。

-消费者（consumers）：不能直接利用无机物制造有机物，只能直接或间接以生产者为食的异养生物。根据食性分为：

-初级消费者（一级消费者）：以生产者为食的植食性动物（如兔子吃草、牛吃草）。

-次级消费者（二级消费者）：以初级消费者为食的肉食性动物（如狐狸吃兔子）。

-三级消费者及以上：更高营养级的肉食性动物（如狼吃狐狸）。

-杂食性消费者：既吃植物也吃动物（如人类、熊）。

-分解者（decomposers）：主要是微生物（细菌、真菌），也包括一些小型无脊椎动物（如蚯蚓、蜣螂）。它们能将动植物遗体、排泄物中的有机物分解为无机物（如二氧化碳、水和无机盐），归还到非生物环境中，供生产者重新利用，是物质循环的关键环节。

总结：生产者（植物）→消费者（动物）→分解者（微生物），三者缺一不可，共同维持生态系统的功能。

（二）营养结构——食物链和食物网

1.食物链（foodchain）：生态系统中生物之间通过吃与被吃的关系形成的营养联系链条。例如：草→兔子→狐狸→狼（典型的植食链）。食物链一般不超过5个营养级（能量逐级递减，传递效率约10%-20%）。

2.食物网（foodweb）：一个生态系统中往往存在多条食物链，它们相互交错、连接形成的复杂网络结构。食物网更能反映生态系统中生物之间复杂的营养关系，增强了生态系统的稳定性（一条食物链断裂时，其他食物链可能补偿）。

关键点：生产者是食物链的起点，顶级消费者是食物链的最高营养级；食物链中能量流动是单向的（从低营养级到高营养级），物质循环是循环的（通过分解者归还到环境）。

三、生态系统的功能

生态系统的功能主要包括能量流动、物质循环和信息传递，三者相互依存，共同维持生态系统的稳定和平衡。

（一）能量流动

1.能量来源：生态系统的能量最终来源于太阳能（生产者通过光合作用固定太阳能）。

2.流动过程：太阳能→生产者（固定为化学能）→初级消费者→次级消费者→……→顶级消费者→分解者（分解有机物释放热能散失到环境中）。

3.特点：

单向流动：能量只能从低营养级流向高营养级，不能逆向流动（如狼不能将能量返回给兔子）。

逐级递减：能量在传递过程中约90%以热能形式散失（呼吸作用消耗），只有10%-20%传递到下一营养级（这就是“十分之一定律”）。

传递效率：相邻营养级之间的能量传递效率一般为10%-20%（如生产者固定的能量只有10%-20%被初级消费者利用）。

4.意义：能量流动是生态系统运转的动力，决定了生态系统中生物的数量和营养结构的复杂程度（能量越多，支持的生物量越大）。

举例：草原生态系统中，1000kJ的太阳能被草固定，大约只有100-200kJ被兔子（初级消费者）利用，兔子体内只有10-20kJ被狐狸（次级消费者）利用。

（二）物质循环

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