海洋生态学Marine Ecology
Chapter 1 Introduction 第一章 概论
ECO: In Greek ("oikos"), it means the home, the place where we live. Ecology means the science of how all living
creatures interact within our home - our environment. "environment" and "ecology" are extended to encompass the
inseparable universe. The Earth, and survival of all species, is reliant upon the harmony of its existence among billions of
other planets and space objects.
1. Ecology is the study of the interactions between organisms and the living and nonliving components of their
environment. It involves collecting information about organisms and their environments, looking for patterns, and seeking to
explain these patterns
2. How ecologists learn about how systems work.
(1) Observation (description)
(2) form a hypothesis about the things that are structuring that system.
(3) do experiments
(4) from the experimental results you test the hypothesis
(5) develop models of how the system works
(6) revise your description based on the models
(7) keep going through that cycle
3. Key Theme in Ecology
(1) Interconnectedness: No organism is isolated, all organisms interact with other organisms and with the nonliving
portion of their environment – survival depends on it
(2) Consequence: Any disturbance or change in ecosystem can spread through the network of interactions and affect the
ecosystem in widespread and unexpected ways
(3) Two ways: The organism environment interaction is two-way
4. Two branches of ecology
Population and community ecology: the study of the processes that regulate the distribution and abundance of organisms.
Biogeochemistry: the study of how organisms mediate the transformation of energy and matter in the biosphere
The structure of the community effects productivity in biogeochemistry. These processes in turn feed back and affect the
structure of the community.
5． Levels of Organization
Biosphere－Ecosystem－Community－Population－Organism
It is really difficult to talk about these in a very clean way. You cannot really study an organism all by itself because each
organism is in itself an ecosystem or a community. Maybe not an ecosystem but a community of organisms. But this is the
way we have come to divide up the living world at different levels of organization.
Biosphere is the thin volume of Earth and its atmosphere. It is the Broadest and most inclusive, from the deepest part
of the ocean to about 6 miles above the Earths surface. It includes all organisms, most found within a few meters or the
surface of the land or oceans. It consists of ecosystems
Chapter 2 Ecosystems 第二章生态系统概述
1.什么叫生态系统（ecosystem）
生态系统是指在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存构成的一个具有自动调节机制的生态学功能单位。
生态系统具有自然整体性，在任何情况下，生物群落都不可能单独存在，它总是和环境密切相关、相互作用，组成有序的整体。如一个湖泊、一片草地。
Ecosystems includes all of the organisms and the non-living environment found in a particular place, and energy and
chemical cycling through the ecosystem．In marine ecosystem， for example, interaction of fish, turtles, insects, plants, algae
bacteria with each other and how the physical and chemical aspects effects them．
生态系统概念的提出为生态学研究和发展奠定了新的基础，极大推动了生态学的发展，生态系统成为现代生态学研究的中心。
2.生态系统的基本组成成分
2.1非生物成分(abiotic component)：生命支持系统
2.2生物成分（biotic component）：生态系统的主体
功能性组分——功能群：
生产者(producers)
消费者(consumers) ：植食动物、肉食动物、杂食动物、寄生动物、异养微生物
分解者(decomposers)
流通者（circulator）：昆虫传粉
调控者（regulator）：顶极生物
3. 生态系统的营养结构和空间结构
3.1.食物链（food chain）：是指生物之间通过食与被食形成一环套一环的链状营养关系。
食物链类型：
牧食食物链或称植食食物链（grazing food chain）
碎屑食物链（detritus food chain）
寄生食物链 (parasite food chain)
3.2. 食物网（food web）：食物链彼此交错连接，形成网状营养结构，称之为食物网。
生态系统中生物种类繁多，一种生物往往有多种食物对象，同一种生物也可被多种摄食，因此一种生物不可能固定在一条食物链上。食物网更能真实地反映生态系统内各种生物有机体之间的营养位置和相互关系。
4. 生态系统能量流动和物质循环的基本过程
4.1.生态系统的初级生产和能量流动（energy transfer）
生态系统的能源来自太阳，光合作用固定的能量转化为化学潜能贮存在被结合的有机物分子键中。生态系统中的能量流动与转化服从热力学定律 。摄食是一种形式的化学能转化为另一种形式化学能的过程。 植物光合作用形成的
有机物质和能量，一部分呼吸消耗，剩余提供给下一营养级。植食性动物利用一部分净初级产量，利用的部分（摄食量）有一些不能被同化排出体外。被同化吸收的量又有相当一部分用于机体的生命活动，转变成热能而散失，还有一部分以代谢废物（如尿液）的形式排出。其余的才是转化为植食性动物的繁殖与生长，也就是能够提供给下一营养级利用的能量。
4.2. 生态系统的物质循环（cycle of matter）
4.2.1．生态系统的物质循环: 植物在光合作用过程中同时吸收各种养分，主要是无机物质（如NO3－、PO43－等），转变为生物体中各种有机物质（如碳水化合物、蛋白质、核酸等）。它们通过绿色植物吸收进入食物链，并在各营养级之间传递、转化，当生物死亡后，机体内各种有机物质被微生物分解成为无机物释回环境中，然后再一次被植物吸收利用，重新进入食物链，参加生态系统的物质再循环。
4.2.2．生物地化循环（biogeochemical cycle）：生态系统之间各种物质或元素的输入和输出以及它们在大气圈atmosphere 水圈hydrosphere 土壤圈pedosphere岩石圈lithosphere之间的交换
4.2.3 能量流动与物质循环的关系
生态系统的物质循环和能量流动是紧密联系、不可分割的，能量是通过物质载体来流动的，但是，两者又有根本区别。能量来源于太阳，在食物链中向着一个方向逐级流动，不断消耗和散失营养物质来源于地球并可被生物多次利用，在生态系统中不断地循环，或从一个生态系统消失而又在另一个生态系统出现
4.2.4 库(pool)：研究生态系统中某一物质在生物或非生物环境中贮存的数量。
贮存库（reservoir pool）、
交换库或循环库(exchange or cycling pool)
流通率：物质在生态系统中库与库之间流通的速率。
周转率：某物质的流通率与库含量之比即为周转率。
周转时间：周转率的倒数
5. 生态系统的信息联系
化学信息：生物代谢产生的物质，如酶、维生素、生长素、 抗生素、性引诱剂均属于传递信息的化学物质。有的相互制约，有的互相促进，有的相互吸引，也有的相互排斥
物理信息：声、光、色等，吸引、排斥、警告、恐吓等
行为信息：识别、威协、挑战、炫耀等
信息的作用与能流、物流一样，把生态系统各组分联系成一个整体，并具有调节系统稳定性的作用。
6. 生态系统的自校稳态和生态平衡
6.1 反馈机制（feedback mechanism）：生态系统自我调节通过反馈机制来实现
反馈 ：当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分，这个过程就叫反馈。
正反馈（positive feedback）
负反馈（negative feedback）
正、负反馈作用同时存在，在系统发展的不同阶段作用强度不同，大发展阶段系统调节以正反馈为主，系统生物
