第4章 生态系统生态学

生态系统课件生态系统课件生态系统是指由生物和非生物因素相互作用而形成的一个相对稳定的系统。

它是地球上生物多样性和生态过程的基础，对于维持生命的平衡和稳定起着至关重要的作用。

在生态学课程中，生态系统是一个重要的内容，学生通过学习生态系统的结构和功能，可以更好地理解自然界的各种现象和问题。

生态系统的结构包括生物群落和非生物环境两个方面。

生物群落是指在一定地理范围内，由各种生物种类组成的一个相互依存、相互作用的群体。

它包括动植物、微生物等各种生物体。

非生物环境则包括土壤、水分、气候等物理和化学要素。

这些要素相互作用，形成了一个复杂的生态系统。

生态系统的功能主要包括物质循环、能量流动和生物多样性维持。

物质循环是指生态系统中各种物质的转化和迁移过程。

例如，植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物，而动物则通过摄食植物获得能量和营养物质。

这些物质在生物体内进行代谢，最终以各种形式释放到环境中，再被其他生物利用。

能量流动是指生态系统中能量的转化和传递过程。

太阳能是地球上生物活动的主要能量来源，它通过光合作用被植物转化为化学能，再通过食物链传递给其他生物。

生物多样性维持是指生态系统中各种生物种类的丰富程度和相对稳定性。

生物多样性对于维持生态系统的稳定性和抵抗外界干扰具有重要意义。

生态系统的研究方法主要包括野外观察、实验和模型模拟等。

野外观察是通过到自然环境中进行观察和记录，了解生态系统的结构和功能。

实验是通过人工控制和操作生态系统的某些因素，观察和测量其对生态系统的影响。

模型模拟则是通过建立数学模型，模拟生态系统的运行过程，进而预测其未来变化。

这些方法相互结合，可以更全面地了解生态系统的特点和规律。

生态系统的研究对于解决环境问题和保护生态环境具有重要意义。

例如，通过研究湿地生态系统的结构和功能，可以更好地保护湿地资源，维护生态平衡。

通过研究森林生态系统的物质循环和能量流动，可以更好地管理森林资源，实现可持续发展。

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。

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。

环境生态学课外作业习题集第四章生态系统生态学一、名词解释1、生态系统：2、冗余种：3、生态系统4、冗余种5、生态系统信息流6、生态平衡7、生态危机8、生态系统服务9、替代花费法10、市场价值法11、费用支出法11、消耗性使用价值12、遗产价值13、生产性使用价值14、选择价值二、识图题1、下图为游憩全部价值示意图，在横线上写出各数字的代表意义。

①： ②： ③： ②+③： ①+②+③：三、计算分析题1、为了弄清西双版纳热带雨林经刀耕火种撂荒后形成的次生林的生物生产力情况，2003年对不同林分的次生林调查进行了一次调查，其结果如下表所示。

其中，5年生、10年生、14年生和22年生林分叶的被采食量分别为57.4、52.9、115.7和105.5g ·m -2·a -1。

（1）计算不同林分的净生长量。

（2）计算不同林分的净初级总生产量，并分析西双版纳不同林分的次生林恢复的情况。

旅游 费 用旅游人次2、下图为次级生产量的生产过程图。

已知被取食者食用的初级生物量为15000J·m-2·a-1，其中有6000 J·m-2·a-1形成了粪便；在取食者对食物的同化过程中，有4500 J·m-2·a-1被呼吸消耗掉了。

（1）计算取食者同化的初级生物量及其次级生产量。

（2）计算取食者的同化效率和生产效率。

3、生态系统中物质循环的两个基本概念是库和流通率，要表示一个特定的流通过程对有关库的相对重要性，常用周转率和周转时间来表示。

已知面积25hm2、平均水深3m 的某湖泊生态系统中，磷元素的库存为10g/m2，输入和输出的流通率均为2g/（m2·月），请计算分析：（1）计算该湖泊中磷元素的年周转率。

（2）计算该湖泊中磷元素的周转时间。

（3）分析影响生态系统中物质循环速率的因素有哪些？四、简答题1、能量在生态系统中流动具有哪些特点？2、生态系统不同于物理学系统的基本特征包括哪些？3、生态系统服务功能的主要内容有哪些？4、生态系统服务功能价值具有哪些特征？5、生态系统服务功能的主要内容是什么？6、生态系统服务功能价值的特征是什么？五、论述题1、试述生态系统服务功能价值的特征是什么？2、论述森林生态系统在结构和功能特点。

《基础生态学》绪论生态学：是研究生物及环境间相互关系的科学。

生态学的研究对象（4个组织层次）：个体、种群、群落、生态系统生态学按组织层次划为：①个体生态学②种群生态学③群落生态学④生态系统生态学生物圈：是指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所，它包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。

第一部分有机体与环境环境：指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。

生态因子：是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。

生态因子作用特征：①综合作用；②主导因子作用；③阶段性作用；④不可替代性和补偿性作用；⑤直接作用和间接作用利比希最小因子定律：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。

限制因子：在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子。

耐受性定律：任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存。

生态幅：每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。

在最低点和最高点（或称耐受性的下限和上限）之间的范围，称为生态幅或生态价。

光周期现象：植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等是对日照长短的规律性变化的反应，称为光周期现象。

（注意看下这节P20）1.植物的光周期现象：①长日照植物：日照超过某一数值或黑夜小于某一数值才能开花的植物，如萝卜，菠菜，小麦，凤仙花等。

②短日照植物：日照小于某一数值或黑夜长于某一数值时才能开花的植物，如玉米，高粱，水稻，棉花，牵牛等。

③中日照植物：昼夜长短接近相等时才开花的植物，如甘蔗。

④日中性植物：开花不受日照长度影响的植物，如蒲公英，四季豆，黄瓜及番薯等。

2.动物的光周期现象：①繁殖的光周期现象：长日照动物（鼬，水貂，刺猬，田鼠，雉）短日照动物（羊，鹿，麝）②昆虫滞育的光周期现象：如梨小食心虫。

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。