第二章生态系统

第二章生态系统 山西师范大学生命科学学院

主要内容 • 第一节生态系统概述 • 第二节生态系统的组成与结构 • 第三节生态系统的特征 • 第四节生态系统的基本原理

第一节生态系统概述 • 生态系统的基本概念 • 生态系统的研究内容

系统的概念和特点 • 系统的概念：是由相互联系、相互作用的若干部分，以一定的结构组成的具有特定功能的整体。 • 系统的特点：整体性、相对独立性、结构性、具有一定的功能和环境适应性。

一、生态系统的基本概念 • 生态系统：A. G. Tansley（1935）提出，就是在一定空间中共同栖居着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。 Pond Ecosystem

Oak Ecosystem

二、生态系统的研究内容 • 生态系统的保护和利用。 • 生态系统调控机制的研究。 • 生态系统退化的机制、恢复及其修复研究。 • 全球性生态问题的研究。 • 生态系统可持续发展的研究。

第二节生态系统的组成与结构 • 生态系统的组成 • 生态系统的结构

一、生态系统的组成 （一）非生物环境（environment）（二）生产者（producer）（三）消费者（consumer）（四）分解者（decomposer）

（一）非生物环境 • 能源和热量等气候因子：太阳能、温度、湿度、风等。 • 生物生长的基质和媒介：岩石、沙砾、土壤、空气和水等。 • 生物生长代谢的材料：无机物和有机物。

（二）生产者 • 指能以简单无机物制造食物的自养生物，包括所有绿色植物和可进行光能和化能自养的细菌。 • 例如：硝化细菌，硫细菌，铁细菌和氢细菌等。 sulfur bacteria

（三）消费者 • 指不能用无机物直接制造有机物，直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物的异养生物。 • 消费者可分为食草动物、食肉动物、顶级肉食动物和杂食动物。

（四）分解者 • 指把动植物残体的复杂有机物分解为生产者能重新利用的简单化合物，并释放出能量的小型异养生物。 • 包括细菌、真菌、放线菌及土壤原生动物和一些小型无脊椎动物等。

二、生态系统的结构 （一）垂直结构（二）水平结构（三）营养结构（四）时间结构

（三）营养结构 • 食物链 • 食物网

植物蝉 (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) 食物链

1. 食物链（Food chain） （1）食物链的概念（2）食物链的类型（3）食物链的特点

（1）食物链的概念 • 食物链：生物的能量和物质通过一系列取食与被取食的关系在生态系统中传递，各种生物按照其食物关系排列的链状顺序称为食物链。

（2）食物链的类型 • 牧食食物链：又称捕食食物链，是以活的绿色植物为基础，从食草动物开始的食物链。 • 例如：草→兔子→狐狸→鹰；藻类→甲壳类→小鱼→大鱼。

食物链的类型 • 寄生食物链：是以活的动植物有机体为基础，从某些专门营寄生生活的动植物开始的食物链。 • 例如：哺乳类或鸟类→跳蚤→原生动物→细菌→滤过性病毒。

食物链的类型 • 碎屑食物链：又称分解食物链，是以死的动植物残体为基础，从真菌、细菌和某些土壤动物开始的食物链。 • 例如：动植物残体→蚯蚓；动植物残体→微生物→土壤动物。

（3）食物链的特点 • 同一食物链中包含多种不同习性的生物。 • 不同生态系统中，各类食物链比重不同。 • 生态系统中的各类食物链协同起作用。 • 食物链越长，最后营养级获得的能量就越少。 • 生态系统中的食物链不仅在进化历史上有变化，而且在短时间内也会发生改变。

2. 食物网（Food web） • 食物网：各种生物成分通过食物传递关系存在一种错综复杂的普遍联系，许多食物链彼此交错连接，形成网状结构，称为食物网。

第三节生态系统的特征 （一）生态系统的开放性（二）生态系统的方向性（三）生态系统的连通性（四）生态系统的层次性（五）生态系统的动态性

（一）生态系统的开放性 • 自然生态系统总是与外界进行物质、能量与信息的交流。 • 生态系统的开放性也表现在熵的交换。生态系统不断摄入能量，并将代谢过程中产生的熵排向环境。

（二）生态系统的方向性 • 生态系统内群落的演替。 • 生态系统的方向性还表现为能量在生态系统中的单向流动。

（三）生态系统的连通性 • 生态系统与外界相互联系。 • 生态系统内部，生物与其生存环境之间也存在相互联系。

（四）生态系统的层次性 • 生态系统中的任一事物都具有空间与时间特性。

（五）生态系统的动态性 • 生态系统的复杂性可以从尺度和时间上理解。

第二章生态系统