第五章 生态系统生态学
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第五章生态系统生态学课时安排:4学时教学目的:通过讲授,让学生掌握以下内容:1. 生态系统的结构2. 生态系统的功能3. 生态系统的平衡和调节教学方法:1.归纳法讲解2. 幻灯片的使用重点及难点:难点是生态系统结构重点是生态系统功能和调节本章主要介绍生态系统生态学的基础知识,包括生态系统的基本结构和功能,生态系统的平衡和稳定机制以及生态系统平衡的破坏与恢复等。
以便能识别生态结构,认识生态关系,进而为掌握生态过程的模拟,生态质量的评价,以及受损生态系统的恢复措施等知识奠定基础。
第一节生态系统的基本结构和特征一、生态系统生态系统(Ecosystem)这一概念是由英国生态学家A.G.坦斯利(A.G.Tansly,1935)首先提出的。
他认为,生态系统的基本概念是物理学上使用的“系统”整体,这个系统不仅包括有机复合体,而且也包括形成环境的整个物理因素复合体。
因此,生态系统可定义为在任何规模的时空单位内由物理—化学—生物学活动所组成的一个系统。
不难看出,坦斯利定义的实质强调的是生态系统各组分之间功能上的统一性。
世界著名生态学家E.P.奥德姆1971年曾指出,生态系统就是包括特定地段中的全部生物和物理环境的统一体。
他认为,只要有主要成分,并能相互作用和得到某种机能上的稳定性,那怕是短暂的,这个整体就可视为生态系统,具体些说,生态系统又可定义为一定空间内生物和非生物成分通过物质的循环,能量的流动和信息的交换而相互作用,相互依存所构成的生态学功能单位。
按生物学谱(Biologicol spectium)划分的组织层闪,生态系统是研究生物群落与其环境间相互关系及作用规律的。
所以,生态系统是个功能单位而不是生物学的分类单位。
早在五、六十年代,我国生态学界曾引用过由苏联生态学家苏卡乔夫(B.H.cykaheb,1944)提出的“生物地理群落”(Biogeocenosis)这个科学概念,它是指在一定地表范围内相似的自然现象即大气、岩石、植物、动物、微生物、土壤、水文等条件的总和。
生态系统生态学简介生态系统生态学是生态学的一个重要分支,研究的是生物与环境之间的相互作用关系和能量流、物质循环的规律。
它关注的是整个生态系统的结构、组成与功能,以及生物与环境之间的相互关系。
生态系统生态学不仅对于理解生态系统的演变和稳定具有重要意义,还对于生态系统的可持续发展和生物多样性的保护具有深远的影响。
生态系统的定义生态系统是由生物群落、与之相互作用的非生物因素组成的一个相互联系的整体。
它包括了生物群落内的各种生物个体以及它们的生境环境。
生态系统一般分为陆地生态系统和水生生态系统两大类,其中陆地生态系统包括森林、草原、沙漠等,而水生生态系统则包括湖泊、河流、海洋等。
生态系统的组成生态系统由生物群落和环境因素组成。
生物群落是由不同物种的个体组成的群体,它包含了植物、动物和微生物等各种生物。
这些生物之间通过食物链或食物网相互联系,在共同的生境中共同生存和繁衍。
而环境因素则包括了光、温度、湿度、土壤因子等非生物因素,这些因素对于生物的生存和发展都有着重要的影响。
生态系统的功能生态系统具备多种功能,其中包括能量流动、物质循环和维持生物多样性等。
能量流动能量是生态系统中最基本的驱动力之一。
光合作用是能量输入的主要方式,通过植物的光合作用,将太阳能转化为化学能,再通过食物链和食物网传递给其他生物。
能量在生物体内经过代谢转化,最终以热能的形式散失到环境中。
能量的流动保证了生态系统中生物的生存和生活活动。
物质循环物质循环是生态系统中的另一个重要功能。
生态系统中的物质包括了水、碳、氮、磷等多种元素,它们在生物体内不断循环利用。
植物通过光合作用吸收二氧化碳,并将其转化为有机物,同时释放氧气。
动物则通过食物链获得有机物,并将其代谢产生的废物排出体外。
这些废物又成为其他生物的养分,形成了物质循环。
维持生物多样性生态系统中的生物多样性是生态系统的重要组成部分,也是生态系统正常运作的关键。
生物多样性包括了物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性等。
第五章生态系统生态学第一节生态系统的一般特征第二节生态系统的能量流动第三节生态系统的物质循环第四节自然生态系统第一节生态系统的一般特征* § 1 生态系统的概念* § 2 生态系统的组成成分* § 3 生态系统的结构* § 4 生态系统的功能* § 5 生态系统的稳定性* § 6 生态系统的服务功能§1 生态系统的基本概念* 生态系统( ecosystem )的定义:* 由英国植物生态学家A.G.Tansley(1935) 提出* 指在一定的空间内,生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位,这个生态学功能单位称生态系统。
* 生态系统的特点:* 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;* 生态系统具有自我调节能力;* 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能;* 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;* 生态系统是一个动态系统,要经历一系列发育阶段。
§2 生态系统的组成成分* 无机物* 有机化合物* 气候因素* ②生产者(producer)* ③消费者(consumer)* ④分解者( 还原者)(decomposer)§3 生态系统的结构* 空间结构* 时间结构* 营养结构(生物结构)* 食物链(C.Elton,1927)* 食物网* 食物链和食物网概念的意义* 生态系统的营养结构及能流和物流间的关系一个食物链的例子“ 螳螂捕蝉,黄雀在后” 食物链* 食物链( food chain )和营养级( trophic level ):食物链指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条式的关系,即物质和能量从植物开始,然后一级一级地转移到大型食肉动物。
《普通生态学》“生态系统生态学及应用生态学”部分自习题一、选择题(每小题只有一个选项是符合题意的)(一)生态系统生态学1.生态系统这一概念的提出者是[D]。
A.达尔文 B.奥德姆 C.瓦尔明 D.坦斯利2.生物地理群落这一概念的提出者是[C]。
A.达尔文 B.奥德姆 C.苏卡乔夫 D.坦斯利3.下列说法正确的是[D]。
A.生态系统由动物、植物、微生物组成B.生态系统由自养生物、异养生物、兼养生物组成C.生态系统由植物、食植动物、食肉动物、食腐动物组成D.生态系统由生产者、消费者、分解者、非生物环境组成4.下列生物类群中,不属于生态系统生产者的类群是[D]。
A.种子植物 B.藻类植物 C.蓝绿藻 D.真菌5.下列生物类群中,属于生态系统消费者的类群是[B]。
A.高等植物 B.哺乳动物 C.大型真菌 D.蓝绿藻6.从下列生物类群中,选出生态系统的分解者[D]。
A.树木 B.鸟类 C.昆虫 D.蚯蚓7.生态系统的功能主要是[A]。
A.维持能量流动和物质循环 B.保持生态平衡C.为人类提供生产和生活资料 D.通过光合作用制造有机物质并释放氧气8.常绿阔叶林生态系统的主要分布区位于[B]。
A.热带 B.亚热带 C.温带 D.寒带9.落叶阔叶林生态系统的主要分布区位于[C]。
A.热带 B.亚热带 C.温带 D.寒带10.雨林生态系统的主要分布区位于[A]。
A.热带 B.亚热带 C.温带 D.寒带11.北方针叶林生态系统的主要分布区位于[D]。
A.热带 B.亚热带 C.温带 D.寒温带12.下列生态系统中,净初级生产力最高的是[A]。
A.热带雨林 B.亚热带季雨林 C.常绿阔叶林 D.落叶阔叶林13.下列生态系统中,净初级生产力最高的是[D]。
A.大陆架 B.开阔大洋 C.河流与湖泊 D.珊瑚礁14.下列生态系统中,净初级生产力最高的是[A]。
A.沼泽与湿地 B.开阔大洋 C.荒漠 D.冻原15.下列生态系统中,净初级生产力最高的是[A]。
第五章生态系统生态学一、名词解释食物链:由于生物之间取食与被取食的关系而形成的链锁状结构。
食物网:不同的食物链间相互交叉而形成的网状结构。
营养级:食物链上每个位置上所有生物的总和。
生态系统:是指一定时间和空间内,由生物成分和非生物成分相互作用而组成的具有一定结构和功能的有机统一体。
同资源种团:以同一方式利用共同资源的物种集团。
十分之一定律(能量利用的百分之十定律):食物链结构中,营养级之间的能量转化效率大致为十分之一,其余十分之九由于消费者采食时的选择性浪费,以及呼吸和排泄等而被消耗掉,这就是所谓的“十分之一定律”,也叫能量利用的百分之十定律。
初级生产力:单位时间、单位空间内,生产者积累有机物质的量。
总初级生产力:在单位时间、空间内,包括生产者呼吸消耗掉的有机物质在内的所积累有机物质的量。
净初级生产力:在单位时间和空间内,去掉呼吸所消耗的有机物质之后生产者积累有机物质的量。
群落净生产力:单位时间和空间内,生产者被消耗者消耗后,积累的有机物质的量。
生物学的放大作用:又叫食物链的浓集作用,在生物体内,有毒物质沿食物链各营养级传递时,在生物体内残留浓度不断升高的现象。
生态平衡:一个地区的生物与环境经过长期的相互作用,在生物与生物、生物与环境之间建立了相对稳定的结构以及相应功能,此种状态即稳定态。
同化效率:指被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。
生态演替:指在一个自然群落中,物种的组成连续的、单方向的、有顺序的变化过程。
稳态:有机体在可变动的外部环境中维持一个相对恒定的内部环境,称为稳态。
负反馈:大多数生物的稳态机制以大致一样的方式起着作用;如果一个因子的内部水平太高,该机制将减少它;若水平太低,就提高它。
这一过程称为负反馈。
适合度:是指个体生产能存活后代、并能对未来世代有贡献的能力的指标。
气候循环:有机体对自然环境条件变化沉水的生理适应性反应。
富养化:由于直接向湖泊排污或农用化肥随地表径流输入湖中,使很多以硅藻和绿藻占优势的湖泊转变成以蓝绿藻占优势的湖泊,这个过程叫富养化。