生态系统的一般特征

中国农业大学资源与环境学院 《基础生态学》 第十一讲 生态系统一般特征 All things are difficult before they are easy. 凡事总是由难而易。

第十一讲 生态系统生态学王 冲 博士 副教授

资环学院生态科学与工程系联系：新综合楼2-124办公室 Tel: 62734710(O) E-mail:wangchong@

2013年12月31日

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第十一讲 生态系统一般特征

生态系统生态学主要内容生态系统的一般特征 生态系统的能量流动

生态系统的物质循环自然生态系统

思考题2013年12月31日

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第十一讲 生态系统一般特征

生态系统的一般特征生态系统的概念

生态系统的组成成分生态系统的结构

生态系统的功能生态系统的调控与稳定性 生态系统的服务功能 生态系统生态学的发展与挑战2013年12月31日

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第十一讲 生态系统一般特征

生态系统的概念生态系统(ecosystem)一词是英国植物生态学家A.G.Tansley (187l一1955)于1935年首先提出来的。

Tansley兴趣广泛，他对植物群落学进行了深入的研究，发现土 壤、气候和动物对植物的分布和丰度有明显的影响，于是提出 了一个概念，即居住在同一地区的动植物与其环境是结合在一 起的。“更基本的概念……是整个系统(具有物理学的概念),它不仅 包括生物复合体，而且还包括了人们称为环境的各种自然因素 的复合体。……我们不能把生物与其特定的自然环境分开，生 物与环境形成一个自然系统。正是这种系统构成了地球表面上 具有大小和类型的基本单位，这就是生态系统。 2013年12月31日

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第十一讲 生态系统一般特征

生态系统的概念Tansley提出生态系统概念时，强调了生物和环境是 不可分割的整体；强调了生态系统内生物成分和非 生物成分在功能上的统一，把生物成分和非生物成 分当作一个统一的自然实体，这个自然实体——生 态系统就是生态学的功能单位。例如：森林群落与 其环境就构成了森林生态系统，草原群落与其环境 就构成了草原生态系统，而池塘中的鱼、虾和藻类 等生物与水域环境就构成了池塘生态系统。

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第十一讲 生态系统一般特征

生态系统的概念R. E. Ricklefs (1979)在《生态学》一书中描绘了生态系统 中物质循环和能量流动的基本格局，形象的表明生态系统中生 物和非生物成分间相互作用和相互依赖的关系；它们通过物质 交换而联系在一起；驱使生态系统物质循环的能量

来自太阳。 F. B. Golley (1960,1968)较深入地揭示了生态系统能流的渠 道是食物链；能量在沿着各营养阶层流动时逐级减少的。他是 陆地生态系统能量流动研究的奠基人。1990年在日本举行了第 五届国际生态学大会。他作为国际生态学会主席在开幕式上作 了“生态系统概念的发展----对序(order)的探讨”的报告，强 调人类活动对生态系统、生物圈和全球变化影响的研究。 2013年12月31日

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第十一讲 生态系统一般特征

生态系统的概念E. P. Odum和H. T. Odum兄弟二人及W. E. Odum都是当 代著名的生态学家，他们对生态系统概念的发展做出过杰出 的贡献。

从20世纪50年代以来，E. P. Odum就一贯强调生态系统 研究工作的重要意义，在营养动态和能量流动方面提出了许 多新思想和新方法，并创建了生态学和社会科学相结合的模 式。H. T. Odum对佛罗里达州银泉(Silver Spring)生态系统能 流收支的研究，是当今生态系统水平上能量流动分析的一个 范例。

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第十一讲 生态系统一般特征

生态系统的概念他们的著作甚为丰富，E. P. Odum的《生态学基础》不仅 是一本现代生态学的教科书，而且是一部很有新意的著作。 H. T. Odum的《人和自然的能量基础》一书被誉为能量研究 方面的经典著作。 针对全球环境恶化、地球出现多种胁迫的现实， Costanza (1992) 和Rapport (1985) 开展了生态系统健康 (ecosystem health) 的基本理论和评估的研究，发现现在地球 上的生态系统为人类服务已不能像过去一样，而且还对人类 产生了潜在威胁。呼吁人们关心全球各类生态系统的健康。

2013年12月31日

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第十一讲 生态系统一般特征

生态系统的概念20世纪70年代，有人指出，现有森林管理方法可能影响 生态系统的功能(Likens 1970)。美国一些机构，特别是环境保 护局在关注建立健康生态系统的同时，强调了生态系统管理 (ecosystem management)。管理是着眼于保持和维护生态系统 的结构、功能的可持续性，保证生态系统的长远健康。 随后，人们越来越关注生态系统健康，深刻认识到地球 是人类目前唯一的家园。人们在审视和反思的基础上，可持 续发展成为全人类生存的战略思想。在实现经济和社会发展 的同时，要保证生态系统的可持续发展(Luchenco J et al 1991)。

2013年12月31日

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第十一讲 生态系统一般特征

生态系统的概念生态系统指一定空间区城内共同栖居着的所有生物(生物 群落)与非生物环境之间通过

不断的进行物质循环、能量流动 和信息传递过程而形成的相互作用和相互依存的统一整体。

农田生态系统 淡水生态系统 森林生态系统荒漠生态系统海洋生态系统 草地生态系统湿地生态系统

许多生态系统合在一起构成的镶嵌体，形成了流域、山脉、城 镇等景观单位。地球上所有各种镶嵌体联合起来就构成复杂程 度更高的生物圈。 2013年12月31日

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生态系统的特征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； 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能； 营养级的数目通常不超过5-6个； 生态系统具有自我调节能力；

生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶段。

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生态系统的组成成分①非生物成分无机物 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)

生物成分 (生物群落)

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第十一讲 生态系统一般特征

生态系统的生物组分-三大功能群

生产者：自养生物，主要是各种绿色植物，也包括 蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌。

消费者：异养生物，主要指以其他生物为食的各种 动物，包括植食动物(一级) 、肉食动物(二~ 四级) 、杂食动物和寄生动物等。分解者：异养生物，把复杂的有机物分解成简单无 机物，包括细菌、真菌、放线菌和动物等。

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池塘生态系统模式图

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一个简单的陆地生态系统模式图

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生态系统的结构空间结构D C B AA草被层；B灌木层；C下木层；D林冠层

时间结构营养结构

食物链(C.Elton,1927) 食物网 食物链和食物网概念的意义

在水平方向上由于地形的起伏、光照的明暗、 湿度的高低等环境因素影响，不同生物分布 于不同地段的现象。

2013年12月31日

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食物链螳螂捕蝉，黄雀 在后！哈！哈！

植物汁液

蝉 (初级消费者) 螳螂(二级消费者) 黄雀 (三级消费者) 鹰(四级消费者) (顶极食肉动物)

“螳螂捕蝉，黄雀在 后”

2013年12

月31日

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第十一讲 生态系统一般特征

食物链和食物网食物链(food chain):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。营养级(trophic level):食物链上的 每一个环节称为营养阶层或营养级，指 处于食物链某一环节上的所有生物种的 总和。 食物网(food web):生态系统中的食物 链很少是单条、孤立出现的，它往往是 交叉链索，形成复杂的网络结构，此即 食物网。

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第十一讲 生态系统一般特征

草

兔

鹰

草 草草 草 思考：食物网有几条食物链？

兔 鼠鼠 鼠

狐 狐鹰 蛇 鹰

2013年12月31日

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食物链的类型根据食物链的起点不同，可将其分成两大类:牧食食物链(grazing food chain):又称 捕食食物链，以活的动植物为起点的食物 链，如绿色植物，草食动物、各级食肉动 物。寄生食物链可以看作捕食食物链的一 种特殊类型。 腐食食物链(detrital food chain):又称碎屑食物链， 从死亡的有机体或腐屑开 始。

在湖泊中，藻类——甲壳类——小鱼——大鱼

2013年12月31日

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食物链和食物网的意义生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物链和食物 网进行的。 食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的 原理和规律。 食物链是生态系统营养结构的体现。反映了生态系统中各 生物有机体之间的营养位置和相互关系；各生物成分间通 过食物网发生直接和间接的联系，保持着生态系统结构和 功能的稳定性。

2013年12月31日

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