生态系统生态学
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生态学课件第五章 生态系统生态学
生态系统分解作用
• 3、分解作用测定 • 网袋法： • 一般通过埋放装有残落物的网袋以观察土壤动物 的分解作用。 • 网袋具有不同孔径，允许不同大小的土壤动物出 入，从而可估计小型、中型和大型土壤动物对分 解的相对作用，并观察受异化、淋溶和碎裂三个 基本过程所导致的残落物失重量。
生态系统分解作用
P= R × C × 3.7 k
• P=浮游植物的净初级生产力；R=相对光合速率； k=光强度随水深度而减弱的衰变系数；C=水中的 叶绿素含量。
生态系统初级生产
• • • • • • 4、初级生产量的测定方法 收获量测定法 氧气测定法 CO2测定法 放射性标记物测定法 叶绿素测定法
生态系统次级生产
食物链与营养级
• 2、食物网(food web) • 食物链彼此交错连结，形成一个网状结构。
食物链与营养级
• 3、营养级(trophic levels)
• 营养级是指处于食物链某一环节所有生物种的 总和。 • 生态系统中的营养级一般只有四、五级，很少 有超过六级的。
营养级(trophic levels)
• 分解作用过程包括碎裂、异化和淋溶。
生态系统分解作用
•ห้องสมุดไป่ตู้2、分解者
• 细菌、真菌和土壤动物。 • • 动物分四个类群： • ①小型土壤动物（microfauna）：包括原生动物、线虫、 轮虫、最小的弹尾和螨； • ②中型土壤动物（mesofauna）：包括弹尾、螨、线蚓、 双翅目幼虫和小型甲虫； • ③大型（macrofauna）土壤动物：包括千足虫、等足目 和端足目，蛞蝓、蜗牛； • ④巨型（megafauna）土壤动物：包括蚯蚓等。
• 能量锥体或金字塔(pyramid of energy)
第五章 生态系统生态学
地球水循环
水和水循环对生态系统具有特别重要的意义：
生物体的组分、生命活动不可或缺的成分； 极大影响着各类营养物质在地球的分布，对补充 生态系统营养物质的不足起重要作用；（高贫低肥） 有防止环境温度发生剧烈波动的调节作用。
全球水问题： 水的时空分布不均匀，尤其与人类人口的集 中有关，由于人类已经强烈参与了水循环， 使自然界可以利用的资源减少，水的质量 下降。 南水北调
分类
信息传递的分类： 物理信息—光、声、电、磁、色 化学信息—动物与植物间：花与蜜蜂、 动物间：动物的性信息素、尿标记领地 植物间：植物化感作用 行为信息—植物异常表现、动物异常行动 营养信息—食物链中的营养级间能流和物质循环关系
生态系统的服务功能：p196-201（简略） 生物多样性维护 传粉、传播种子 生物防治 土壤作用 减缓干旱和洪涝灾害 净化空气和调节气候
有毒有害物质循环
有毒物质，按化学性质分两类。无机有毒物质主要 指重金属、氟化物、和氰化物；有机有毒物质主要 有酚类、有机氯药等。 如DDT是人工合成的有机氯杀虫剂，脂溶性，通过 食物链加以浓缩的过程，称为富集或生物放大。
5.2.4 信息传递
生态系统中各生命成分间存在着信息传递，在传 递中伴随着一定的物质和能量消耗。 物质流动—循环的 能量流动—单向的 信息传递—双向的—自动调节机制
5.3 生态平衡及调控
生态平衡:
生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态， 表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳 定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，但只 要这种干扰没有超过一定限度，生态系统仍能通 过自我调节恢复原来状态。
生态系统稳定性包括了两个方面的含义 :
生态学 第一章 生态系统
第二节 生态系统的组成和结构
• 3)寄生食物链：由寄主和寄生生物构成。 • 如：哺乳动物、鸟类→跳蚤→细滴虫 • 3)腐食食物链：以动物尸体为基础。 • 如：动物尸体→丽蝇；动物尸体→秃鹰。
第二节 生态系统的组成和结构
(3)食物网（food web） • 生态系统中许多食物链彼此交错连接，形 成的一个网状结构。 • 一般说来，生态系统中的食物网越复杂， 生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，其 中一种生物的消失不致引起整个系统的失 调；生态系统的食物网越简单，生态系统 就越容易发生波动和毁灭。 • 一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定 的重要条件。
第二节 生态系统的组成和结构
生 数 物 量 量 金 金 字 字 塔 塔
第二节 生态系统的组成和结构
• 倒金字塔的奥秘：
• 数量金字塔和生物量金字塔可以为下 窄上宽的倒金字塔。 (例：夏季的温带森林、海洋生态系统） • 但是能量金字塔绝对不可能为倒的。
第三节 生态系统的功能
• 生态系统主要的4方面的功能：
第二节 生态系统的组成和结构
• 6个环节的食物链： • 人 （顶位肉食动物） 金枪鱼（三级肉食 动物） 鲭鱼（二级肉食动物） 鲱鱼（一 级肉食动物） 甲壳动物（草食动物） 单 细胞藻类（生产者） 7个环节的食物链（我国蛇岛）：
老鹰抓蝮蛇，蝮蛇吃小鸟，小鸟啄蜘蛛，蜘 蛛结网捕蜻蜓，蜻蜓抓飞虫，飞虫吃花蜜。
1/4，其余部分也是在死后被分解者分解的. 多数的陆地生态系统和浅水生态系统是碎 屑食物链占优势。
第二节 生态系统的组成和结构
• 2)捕食食物链：直接以生产者为基础，继之 以植食性动物和肉食性动物，能量沿着太 阳→生产者→植食性动物→肉食性动物的途 径流动。如：青草→野兔→狐→狼。
生态系统生态学
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。
生态系统生态学
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。
生态系统和生态学的概念和原理
生态系统和生态学的概念和原理人类是地球上生态系统的一份子，我们的健康和生存依赖于生态系统的稳定和健康。
生态学提供了解决我们与自然之间的关系的基础知识和工具，以及生态问题的解决方案。
本文将介绍生态系统和生态学的概念和原理。
一、什么是生态系统生态系统是包括生物（植物、动物和微生物）与非生物因素（水、大气和土壤）之间复杂互动的系统。
生态系统可以是山区、森林、河流、湖泊、海洋、草地和城市等广泛范围的生态环境区域。
生态系统中的生物组成一个生命群落，彼此之间存在着复杂的关系，从而形成种群。
而这些种群之间的关系和环境的关系，就构成了生态系统。
二、生态学的研究对象生态学研究生态系统的结构、功能和相互关系，以及如何保持生态系统的稳定和健康。
在生态学领域内，我们主要研究以下几个方面：1. 一物种的生与死生态学研究一种生物在生态系统中所扮演的作用，当这种生物死亡之后，对周围生态系统的影响是什么，这是很重要的。
因为，如果一物种死亡之后对周围的生态系统产生的影响非常大，那么在以后的生态循环中，也会对周围的生物产生很大的影响。
2. 群落的发展和演替生态学还研究生态系统中各种群落的发展和演替的规律。
从一个初期的生态系统出发，一步步发展到一个复杂的、多样化的生态系统，这个过程被称为演替。
每个演替阶段都形成一种不同的生态系统。
3. 生态系统中的物质和能量转移当谈到生态系统的时候，总会提到“食物链”，食物链是描绘一个群落内各种生物之间的关系和能量转移过程。
也就是说，食物链描绘了生态系统中物质和能量的流动和转移过程。
4. 生态系统的稳定性生态系统要想保持稳定，各种要素之间的相互关系需要达到一种均衡状态。
生态学研究这种稳定的状态，以及如何保持这种稳定状态。
例如：如果一个物种突然绝灭，这个物种对其他物种的约束将失去，这样生态系统就会失去这个物种的影响，最终导致生态系统的不稳定。
三、生态学的原理生态学按照生态学设备的不同，可以分为许多学科。
第三章 生态系统生态学
（3） 当地农民如果一改往常不种红花三叶草 而改种一 种开白花、蜜腺较浅的三叶草，这种白花三叶草 茎柔软，难以支持土蜂飞落， 不久本地小蜂成为 优势种，这时小蜂与土蜂 间成为 竞争 关系。出 现土蜂大幅减少 的现象说明了 适应的相对性 ， 其原因在于 环境条件的改变 。
b、食物网：指许多食物链彼此相互交错连接而成的复杂 营养关系。可表示为： 生产者1 生产者2 生产者3 次级消费者1
生 态 系 统 的 生 态 学
C、行为信息
指动物通过自己的各种行为和动作向同伴们发出信息 动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能传递某 种信息。留心观察身边的猫、狗等小动物的生活， 就能发现很多信息传递的例子，
生 态 系 统 的 生 态 学
d 、营养信息 指通过营养交换形式把信息从一个种群传递给另一种群
100 75
50
25
0
500
600
700
800
波长/nm
资料分析：生态系统中信息传递的重要性 c、自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时
间达到一定长度时，植物才能开花；
生 态 系 统 的 生 态 学
许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性 的信息素；目前科学家已经确定了其化学结构和 性质的200多种昆虫信息素中，大部分用来传递 性信息。
二、生态系统中不同层次的概念：
生物个体
（同种）
种群
（不同）
生物群落
能自由交配 产生可育后代
生 态 系 统 的 生 态 学
相互之间有直 接或间接作用
（最大的）
相能物相同 互量质结无 作流循合机 用动环通环 而和过境
生物圈
生态系统
包含地球上 的全部生物 及无机环境
生态学-第五章 生态系统生态学-1生态系统概论
食物网：许多长短不一的食物 链互相交织成复杂的网状关系
（一）食物链与食物网
（一）食物链与食物网
2、食物链的类型
捕食食物链，指一种活的生物取食 另一种活的生物所构成的食物链。 捕食食物链都以生产者为食物链的 起点。
（一）食物链与食物网
2、食物链的类型
寄生食物链：由宿主和寄生物构成。 它以大型动物为食物链的起点，继 之以小型动物、微型动物、细菌和 病毒。后者与前者是寄生性关系 。
食物链和食物网概念的意义
食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食 物链和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、 消费者与消费者连成一个整体，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。 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。
物种数目： 个体数量： 生殖力： 个体体积： 觅食范围： 搜索能力： 行为复杂度： 取食专一性： 寿命：
多→少 多→少 高→低 小→大（一般） 小→大 弱→强 低→高 弱→强 短→长
（三）生态系统的空间与时间结构 空间结构 垂直结构（成层性） 水平结构（镶嵌性） 时间结构 季节动态（季相） 年变化
和非生物的成分之间，通过不断的物质循环 和能量流动以及信息传递而相互作用、相互 依存的统一体，构成一个生态学的功能复合 体。 森林生态系统 草地~ 沙漠~ 苔原~ 小树林 一颗树
地球生物圈 陆地生态系统
海洋~ 淡水~ 最高级 高级
中级
小型
微生 态系统
生态系统生态学 重点
第四章生态系统生态学一、名词解释1.生态系统（Ecosystem）生态系统是在一定时间和空间范围内，生物和非生物成分通过物质循环、能量流动和信息交换而相互作用、相互依存所构成具有一定结构和功能的一个生态复合体2.生态入侵（Ecological invasion）指由于人类有意识或无意识把某种生物带入适宜栖息和繁衍地区，种群不断扩大，分布区逐步稳步的扩展，这个现象叫生态入侵3.全球变化（Global change）是指可持续改变的地球承载生物能力的全球环境变化(气候、土地生产力、海洋和其他水资源、大气化学以及生态系统的改变)4.生物多样性（biological diversity）生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。
它包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
5.初级生产（primary production）指自养生物即无机营养性生物所进行的有机物的生产。
在—般生态系统中，光合成生物（绿色植物和光合细菌）所进行的有机物生产在数量上占绝大多数，因此，一般也多指光合成生物的有机物的生产。
6.食物链（food chains）是表示物种之间的食物组成关系，在生态学中能代表物质和能量在物种之间转移流动的情况。
7.生态金字塔(ecological pyramid)生态金字塔（ecological pyramid）把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量，按营养级位顺序排列并绘制成图，其形似金字塔，故称生态金字塔或生态锥体。
8.生物地球化学循环(biogeo-chemical cycle)环境中各种元素沿着特定的路线运动，由周围环境进入生物体，最后回到环境中，各种元素运动路线所包含着的活有机体的有机阶段和由各元素基本化学性质所决定的、无生命的阶段所组成的循环运动过程，称为生物地球化学循环。
二、问答题1.试述生态系统的成分与结构。
第六章 生态系统生态学
害虫危害与作物损失模型
四、联合各组成成分的关系，构成系统模型
几种不同的建模方法
一、统计模型（黑箱模型）
X(t)
Y=f(x)
Y(t)
二、分室模型
分室模型（Compartment model）简介
最初的背景
脊椎动物生理学和医学研究 Tracer experiments 示踪物试验 The tracer experiments encouraged development of a mathematical theory, compartmental analysis. 二十世纪四十年代，五十年代 生态学的应用
例如同种生物的种群密度的调控，异种生物种群的数量调控， 生物与环境之间的相互适应的调控。
﹡正、负反馈相互作用和转化，从而保证了生态系统达到一定的 稳态。
闭环系统（反馈系统）：在反馈系统中， 它能把系统过去的行动结果带回给系统， 以控制未来的行动。
种群动态系统 Nt=Nt-1+RNt-1
正反馈
一个简单的正反馈的种群增长系统
系统方框图
Energy
闭 系 统 开 系 统
孤 立 系 统
Matter
三、生态系统的建模
系统模型的建立步骤
一、系统环境两分法
环境
系统
环境
二、由系统分析的目标，确定系统组成成分和 系统的状态，建立系统的自由体模型
温,湿度
昆虫数量
害虫 杀虫剂
作物 作物状态
三、研究各组成成分相互作用关系
害虫
作物
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。
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第四章生态系统生态学生态系统的结构生态系统的基本功能主要生态系统的类型生态系统的结构●生态系统的组成要素及功能●生态系统物种结构●生态系统营养结构●生态系统的空间与时间结构生态系统的基本概念⏹生态系统（ecosystem）的定义: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。
（英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出）生态系统的组成成分无机物有机化合物气候因素生产者(producer)消费者(consumer)分解者(还原者)(decomposer)•生产者（producers）又称初级生产者（primary producers），指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。
这些生物能利用无机物合成有机物，并把环境中的太阳能以生物化学能的形式第一次固定到生物有机体中。
初级生产者也是自然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的媒介。
♦消费者不能利用无机物质制造有机物质，而是直接或间接依赖于生产者所制造的有机物质。
它们属于异养生物。
⏹分解者（composers），指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生物，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。
小型消费者使构成有机成分的元素和贮备的能量通过分解作用又释放到无机环境中去。
生态系统各成份的相互关系线条粗细表示作用强弱和物质能量流通的总量多寡无机物质有机物质气候因素生态系统各成份的相互关系线条粗细表示作用强弱和物质能量流通的总量多寡无机物质有机物质气候因素生态系统的物种结构⏹物种结构⏹关键种⏹冗余种⏹物种在生态系统中的作用⏹镏钉假说⏹冗余假说生态系统的营养结构•食物链•食物网–食物网的结构特点–食物网的控制机理食物链及其类型•生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食的关系而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被食的关系而排列的链状顺序称为食物链。
•捕食食物链：以植食动物吃植物的活体开始。
•碎屑食物链：从分解动植物尸体或粪便中的有机物质颗粒开始。
•寄生食物链：寄生物和食腐动物形成辅助食物链。
•水体生态系统中的食物链如：浮游植物→浮游动物→食草性鱼类→食肉性鱼类。
•比较长的食物链如：植物→蝴蝶→蜻蜓→蛙→蛇→鹰。
食物网•生态系统中的食物链彼此交错连接，形成一个网状结构，这就是食物网。
•物种在食物网中的位置类型：顶位种，中位种，基位种一个食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀在后” （（据周立志）食物链的特征➢食物链的长度通常不超过6个营养级，最常见的4—5个营养级，因为能量沿食物链流动时不断流失；➢食物链越长，最后营养级位所获得的能量也越少。
因为从起点到终点经过的营养级越多，其能量损耗也就越大；➢食物链或食物网的复杂程度与生态系统的稳定性直接相关；➢生态系统中的食物链不是固定不变的，它不仅在进化历史上有改变，在短时间内也会发生变化。
食物链和食物网的意义•食物链是生态系统营养结构的形象体现；•生态系统中能量流动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。
食物网的控制机理•自上而下机理•自下而上机理•实际结果:两种效应同时控制空间与时间结构空间结构分层现象森林生态系统动物的空间分布水域生态系统的分层现象时间结构第二节生态系统的基本功能生物生产能量流动物质循环信息传递自我调节生物生产-----初级生产者的概念生产力是指单位时间、单位面积上的有机物质生产量。
单位：g／(m2·a)生物量是指在某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物质。
单位是干重g／m2或J／m2。
生物生产-----初级生产者的概念植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量或第一性生产量。
植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物生长和生殖，这部分生产量称为净初级生产量。
包括呼吸消耗在内的全部生产量，称为总初级生产量。
总初级生产量(GP)、呼吸所消耗的能量(R)和净初级生产量(NP)3者之间的关系是：GP＝NP+RNP＝GP－R生物生产-----初级生产量的测定方法1.收获量测定法2.氧气测定法3.CO2测定法4.放射性标记物测定法5.叶绿素测定法生物生产-----初级生产力的分布次级生产次级生产指消费者通过摄取、吸收直接或间接来自植物生产的有机物质，通过消费者自身的生物过程将这些物质转化为自身有机物质的过程，在此过程中，植物制造的有机物质所包含的能量也有部分转化为消费者制造有机物质中储存的能量生物生产-----次级生产过程C=A+FUA=P+RP=C－FU—R其中：P代表净生产量，C代表动物从外界摄食的能量，FU代表粪、尿能量，R代表呼吸能量。
生物生产-----次级生产量的测定方法1．按同化量和呼吸量估计生产量P=A—R按摄食量扣除粪尿量估计同化量，即A=C—FU2．测定次级生产力的另一途径P=Pg+Pr式中：Pr代表生殖后代的生产量，Pg是个体增重的部分生态系统中的能量流动-----热力学定律热力学第一定律：在自然界发生的所有现象中，能量既不能消失也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。
(又称为能量守恒定律)热力学第二定律：在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变，在能量的传递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和作功的能量(自由能)外，总有一部分不能继续传递和作功，而以热的形式消散，这部分能量使系统的熵和无序性增加。
能流特点⏹与物理系统中的区别⏹单向流⏹不断递减⏹质量提高能量流动规律-----林德曼效率所谓林德曼效率是指n+1营养级所获得的能量占n营养级获得能量之比。
既：林德曼效率＝（n+1）营养级摄取的食物/n营养级摄取的食物平均10％物质循环循环模式循环类型有渡物质循环生物地化循环(biogeochemical cycle)矿物元素在生态系统之间的输入和输出，它们在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动和交换称生物地(球)化(学)循环，即物质循环(cycling of material) 。
生物地化循环的特点①物质循环不同于能量流动，后者在生态系统中的运动是循环的；②生物地化循环可以用库和流通率两个概念来描述。
库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的，可分为贮存库和交换库。
前者的特点是库容量大，元素在库中滞留的时间长，流动速率小，多属于非生物成分；交换库则容量较小，元素滞留的时间短，流速较大。
物质在生态系统单位面积(或单位体积)和单位时间的移动量称流通率。
③生物地化循环在受人类干扰以前一般是处于一种稳定的平衡状态。
④元素和难分解的化合物常发生生物积累、生物浓缩和生物放大现象。
生物积累、生物浓缩和生物放大生物积累(bioaccumlation): 指生态系统中生物不断进行新陈代谢的过程中，体内来自环境的元素或难分解的化合物的浓缩系数不断增加的现象。
生物浓缩(bioconcentration): 指生态系统中同一营养级上许多生物种群或者生物个体，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物富集。
生物放大(biomagnification): 指生态系统的食物链上，高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。
生物放大的结果使食物链上高营养级生物体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓度。
生物地化循环的类型水循环气体型循环沉积型循环水循环(aquatic cycle)水循环的意义：➢水是所有营养物质的介质；➢水对物质是很好的溶剂；➢水是地质变化的动因之一。
水循环的途径人类活动对水循环的影响：➢空气污染和降水；➢改变地面，增加径流；➢过度利用地下水；➢水的再分布。
水循环示意图气体型循环(gaseous cycle)氧循环碳循环氮循环氧循环(oxygen cycle)碳循环(carbon cycle)氮循环(nitrogen cycle)沉积型循环(sedimentary cycle)磷循环硫循环磷循环（phosphorus cycle）沉积型循环硫循环（sulfur cycle）有毒物质的迁移和转化有毒物质的类型有毒物质的迁移和转化有毒物质循环的典型代表----汞循环有毒物质的类型有毒物质(toxic substance)又称污染物(pollutant)，按化学性质分两类。
无机有毒物质主要指重金属、氟化物、和氰化物；有机有毒物质主要有酚类、有机氯药等。
按污染物的作用分一次污染物和二次污染物。
前者由污染源直接排入环境的，其物理和化学性状未发生变化的污染物，又称原发性污染物；后者是由前者转化而成，排入环境中的一次性污染物在外界因素作用下发生变化，或与环境中其它物质发生反应形成新的物理化学性状的污染物，又称继发性污染物。
有毒物质的迁移和转化迁移(transport)是重要的物理过程,包括分散、混合、稀释和沉降等；转化(transformation)主要是通过氧化、还原、分解和组合等作用，会发生物理的化学的和生物化学的变化。
汞循环(mercury cycle)元素循环的相互作用自然界中的元素循环是密切关联和相互作用着的，而且表现在不同的层次上。
例如在光合作用和呼吸作用中，碳和氧循环是互相联结的。
海洋生态系统的初级生产的速率受到浮游植物的氮／磷比影响，从而使碳循环与氮和磷循环联结起来。
淡水生态系统中磷的有效性也受到底部沉积物中的硝酸盐和氧多少的间接影响。
由于大气二氧化碳含量的增加，可能使光合作用速率上升，全球气候变暖，并伴随着出现光强度的减弱和土壤湿度的降低。
植物在生理上对于二氧化碳含量的反应，又与对温度的反应强烈相关，同时还受到氮的有效性所约束信息传递⏹信息与信息量⏹信息及其传递⏹行为信息传递⏹营养信息传递生态系统的信息流动----信息的概念及其特征•狭义：通讯系统中的消息、情报、指令、数据和信号灯的传送。
•广义：事物存在的方式或运动状态以及各种方式、状态的表达。
•信息是客观存在，来源于物质，与能量有密切的关系。
•信息是重要的资源，可以采集、生成、压缩、更新和共享。
信息的类型及其传递•物理信息及其传递•化学信息–动植物之间–动物之间–植物之间•行为信息及其传递•营养信息及其传递生态系统的信息流动----信息化的生态系统1.阳光与植物间的信息联系•植物形态建成功能受阳光信息控制。
•光信息对植物种子的萌发作用有两重性。
•在量上，比光合作用需要的要少；在质上，超出了可见光的范围，在作用上，仅能启动植物发生和分化方式的转化。
生态系统的信息流动----信息化的生态系统2.植物间的信息交流•次生代谢物质，对基础代谢物质作用不大，但影响其它植物的生长强力地改变着生态系统的结构和组成。