生态系统的系统生态学研究方法

1

生态学

1866年德国动物学家海克尔首次定义生态学，他强调生态学实是研究生物在其生活过程中与环境的关系，尤指动物有机体与其他动植物之间的互惠和敌对关系。

发展时期：

 生态学的萌芽时期（公元前16世纪） 研究内容：自然现象观察、 淳朴的生态观

 生态学的建立时期（公元17-19世纪） 研究内容：生物的多度、分布规律，动物的种群研究

 生态学巩固时期（20世纪初至50年代） 研究内容：生态学理论体系、植物群落研究、不同学派

 现代生态学时期（20世纪60年代至现在） 研究内容：关心人类和整个生物圈的健康与发展，向微观和宏观两个方向上扩展，更加综合、统

生态学四大学派代表人物：①北欧学派：以注重群落结构分析为特点。代表人物：G.E.Du Rietz

②法瑞学派：强调植物群落调查和群落分析，注重群落生态外貌，强调特征种的作用。代表人物是J.Braum-Blanquet③英美学派：代表人物是美国的F.E.Clements和英国的A.G.Tansley重视群落与环境的关系, 尤其强调群落演替的研究，以动态和数量生态为特点。

④俄国学派（前苏联学派）：重视群落研究与土壤的结合。代表人物：B.H.Cykayeb

1.3.1 根据研究对象的组织水平划分

• 分子生态学 个体生态学 • 种群生态学 群落生态学

• 生态系统生态学 景观生态学 • 区域生态学 全球生态学

群落生态学：生态学的一个分支，不是以一种生物作为对象，而是把群落作为研究对象。

个体生态学：以个体生物为研究对象，研究个体生物与环境之关系。

个体生态学研究的主要目： 阐明生物体的生理生态机理，提高人对动物栖息环境及生存条件的控制能力。

1生态学认识问题的角度 2生态学认识问题的方式

生态系统：在一定空间范围内，生物群落与其非生物环境，通过能量流动、物质循环、信息传递而形成相互作用、相互依存的动态复合体。

生态系统概念3个方面的内涵：

（1）指明了是生态学的属性。与物理系统属于机械系统不同，生态系统强调有机体与环境的不可分割性，包括内生型与外生型；

（2）生态系统是个功能单元，而不是分类单元，也是地理学单元。并具有开放性、多样性、调控性与可持续性；

（3）生态系统突出了系统论的科学观。系统功能不完全等于各组分功能的相加，而是产生一种集体效应。

生态效率（林德曼效率）：食物链上一个等级的生产力相对于它后一级的生产力之比。

Lindeman的能量流动理论：

1.食物链上每个等级与生态效率的概念，由生长和呼吸关系所确定。

2. 能量在食物链上的关系。

3.把湖泊生产、营养化的演替过程与陆地生态系统连接起来，构建了生态能量学。

铆钉学说：主张每个物种对生态系统的贡献都是独特的，就如飞机上的每颗铆钉，任何一个物种丢失都会使生态系统过程发生改变，该假说认为每个物种对生态系统具有同样重要的功能。

冗余学说：认为生态系统中物种作用有显著的不同，一种是起主导作用的，若丢失会引起生态系统的灾变或停摆，而其他物种的丢失将对生态系统功能并无影响，则是冗余的；某些物种在生态功能上有相当程度的重叠。

生态系统服务功能的四项基本原则

（1）自然生态系统服务功能是客观的存在；

（2）生态系统服务功能与生态过程密不可分；

（3）人与自然和谐相处；

（4）自然生态系统是多种性能的转换器。

可持续发展观的主要内涵

（1）可持续发展的发展观

（2）可持续发展的整体观

（3）可持续发展的文明观

（4）可持续发展的资源观

（5）可持续发展的法制观

生态系统的类型、划分：

生态系统的基本原理：

1） 开放性原理 2） 时空结构性原理

3） 结构与功能的相关性原理

4） 反馈性原理

5） 整体性原理

6） 层级系统原理

生态学中的生态系统模型的研究进展

生态学是关于生态系统的科学研究，生态系统是指由生物和非生物组成的互相作用的生命体系。生态系统的研究是为了深入了解生态系统的组成和关系，以便更好地保护和维护这些系统的平衡和健康。有许多不同的生态系统模型，它们是为了更好地理解和描述生态系统而创建的。本文将探讨一些生态系统模型的研究进展。

物质流模型

生态系统物质流模型是研究生态系统中物质的流动和转换的模型。这些模型通常基于质量守恒原理，即物质输入必须等于输出。这些模型可以帮助研究者更好地了解生态系统中物质的循环，以及生态系统如何依赖物质的循环维持健康。最近的研究表明，这些模型可以用来预测不同环境条件下物质循环的变化，并为生态保护和环境监测提供指导。

能量流模型

生态系统能量流模型是研究生态系统中能量流动和转换的模型。这些模型基于能量守恒原理，即能量输入必须等于输出。这些模型可以帮助研究者更好地了解生态系统中能量的循环，以及生态系统如何依赖能量循环维持健康。最近的研究表明，这些模型可以用来预测不同环境条件下能量循环的变化，并为生态保护和环境监测提供指导。

生态系统网络模型

生态系统网络模型是研究生态系统中物种互相作用和依存关系的模型。这些模型通常基于对物种之间关系的观察和实验室实验的结果。这些模型可以帮助研究者更好地了解生态系统中物种之间的相互作用和依存，以及如何影响生态系统的健康和稳定性。最近的研究表明，这些模型可以用来预测人类活动对生态系统的影响，并为生态保护和环境监测提供指导。

生态系统时空动态模型

生态系统时空动态模型是研究生态系统中物种数量和生态系统变化的模型。这些模型可以基于环境因素和物种之间的相互作用，预测生态系统的变化和发展趋势。这些模型可以帮助研究者更好地了解生态系统的演化和变化过程，以及如何促进生态系统的健康和稳定。最近的研究表明，这些模型可以用来预测和预防生态系统紊乱的发生，并为生态保护和环境监测提供指导。

1 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

2 * 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。食物链上的每一个环节称为营养阶层