第二章 生态学基础

（b）淡水生态系统：包括湖泊、河流、水库等； （c）海洋生态系统：包括海岸、河口、浅海、
大洋、海底等。
一个简化了的陆地生态系统
一个简化了的池塘生态系统
5 生态系统的结构
构成生态系统的各组成部分，各种生 物的种类、数量和空间配置，在一定时期内均 处于相对稳定的状态，使生态系统能够各自保 持一个相对稳定的结构。主要有形态结构和营 养结构。
大气库
闪电
大气库
HN3,NO,NO2,
化学反应
降 脱氮N2O ， 火水
工业固氮
山
（汽车,化肥,电厂）
N2 大气
生物固氮
作
动植物
用 土壤
活体 共生或 自由生活
蓝藻
其它 动植物
中无 机氮
的固氮 微生物
陆浅地层陆死地有机物
库 死有机体
丢失于深 溶解死
陆地
河流带走
层沉积中 有机物 海洋
第三节 生态平衡
1、生态平衡的含义
6 营养结构---食物链及营养级trophic level
（a）食物链food chain和食物网
所谓食物链，就是一种生物以另一种 生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的链 锁关系。
在一个生态系统中，食物关系往往很复 杂，各种食物链互相交错，形成食物网。能量 的流动、物质的迁移和转化都是通过食物链和 食物网进行的。
3 生态系统的组成和作用
六大组成成分
无机物
有机化合物 非生物成分
气候因素
生产者
(producer)
消费者
(consumer) 生物成分
分解者
(生物群落)
(还原者)
(decomposer)
三大功能群

•食物链的连接：不同食物链是相互连接的， 如牧食食物链中没有寄生食物链相伴随的情况 很少。
3.营养级是指在食物链上，以同样方式获取同 类食物的生物群叫营养级。 如生产者为第一营养级，一级消费者为第 二营养级，二级消费者为第三营养级等 4.食物网：食物链彼此交错连接，形成网状结 构
（二）生态系统的形态和空间结构
第二节 生态系统的组成结构和功能 一、生态系统的概念
“系统”一词引自系统论创始人——奥地利理论 生物学家贝塔朗菲，指各种成分有规则地相互作 用和相互依赖而形成一个统一整体。 生态系统：指在一定的时间和空间内，生物成 分和非生物成分之间通过不断的物质循环、能 量流动和信息联系而互相作用、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。
信息传递与联系的方式是多种 多样的，它的作用与能流、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。
•营养信息： 在某种意义上说，食物链、食物 网就代表着一种信息传递系统。
•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。
二、破坏生态平衡的因素
1、自然因素
2、人为因素（主要有三种情况）
（1）物种改变引起平衡的破坏 （2）环境因素改变引起的平衡破坏 （3）信息系统的破坏
三、生态学规律
1、相互制约和相互依存的规律
（1）以食物相互联系与制约的协调关系
（2）因生理、生态特性的异同而相互制约的协 调关系 2、物质循环转化与再生的规律
•自然生态系统的自养和异养成分在空间上通常是分层 的。同一生态系统不同季节在形态上呈规律性变化。
ⅢC Ⅱ ⅢA Ⅲ A 空气 Ⅰ Ⅲ B 土壤 母质 异养层 ⅢB 沉积物 母质 自养层 Ⅰ ⅢC 太阳能 Ⅱ

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（二）营养级
食物链中的各个环节叫营养级。生产
者为第一营养级，一级消费者为第二营养
级，依次为第三营养级和第四营养级。
低位营养级是高位营养级的营养和能 量供应者，但低级营养级的能量仅有1/10 左右能量为上一营养级所能利用。为了能 保证生态系统中能量的流通，自然界就形 成了生物数量金字塔、生物量金字塔和生 产力金字塔。在寄生性食物链上，生物数 量往往呈倒金字塔。
如森林与河流之间营养的流通；森林植物得到来自
太阳的能量。
输入
输出
其它 能源
太阳
系统
能量、物质 迁出的生物
物质和生物
环境
一个开放的生态系统模型
环境 15
6)，生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶 段。随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结 构向复杂结构状态发展，最后达到相对稳定的阶段。
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二、生态学的发展
20世纪50年代以前，生态学局限于研 究生物与环境之间的相互关系，隶属于生 物学的一个分支学科。
20世纪50年代后半期以来，由于工业 发展、人口膨胀，导致粮食短缺、环境污 染、资源紧张等一系列世界性问题的出现， 迫使人们不得不以极大的关注去寻求协调 人与自然的关系，探求全球持续发展的途 径，人们期望生态学能做出自己的贡献， 这种社会需求推动了生态学的发展。 5
各种元素在环境中都存在一个或多个贮藏 库。元素在贮藏库中的量大大超过结合于生物 体中的量，从贮藏库中向外释放的速度往往很 慢。若将某元素与其流通率之比，称为周转时 间。表示其在该库中更新一次所需要量的时间， 如水在大气库中周转一次所需要的时间，大约 为十天；氮在大气库中周围一次的时间约为一 百年等。

二、生态学的诞生
生态学（Ecology）一词最早是由德国生物 学家海克尔(E.Haeckel) 于1869年在他所 著《有机体普通形态学原理》一书中提出的。 他把生态学定义为“自然界的经济学”。其 英文词首和经济学（Economics）是相同的， 均来自于希腊文，表示家庭居处或环境的意 思，可见，生态学与经济学、家庭、环境等 有着密切的关系。
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生态学基础 第一节 生态学及其学科史
六、环境生态学
环境生态学就是研究在人为干扰下生态系统内在的变 化机理、规律等，寻求受损生态系统恢复、重建和保 护对策的科学。即运用生态学理论，阐明人与环境间 的相互作用及解决环境问题的生态途径。
所以，环境生态学不同于以研究生物与其生存环境之 间相互关系为主的经典生态学；也不同于只研究污染 物在生态系统的行为规律和危害的污染生态学或以研 究社会生态系统结构、功能、演化机制以及人的个体 和组织与周围自然、社会环境和相互作用的社会生态 学。
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生态学基础 第一节 生态学及其学科史
①发展初期 1900年以前，是发展初期。有关生 态学的研究散见于自然本体论述。
②发展时期 1900～1950年是发展时期，在此 时期内，生态学的定性研究进一步得到完善和 系统化。
③发展盛期 1950年以后，是发展盛期。表现为 生态学方法论，从强调经验的归纳转向系统方 法(Egerton,1977,Kendeigh,1974)。通过生 态系统的研究，特别是表现在进化生态和系统 分析的成绩上(Emlen,1973)。
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生态学基础 第一节 生态学及其学科史
三、生态学的定义
我国著名生态学家马世骏把生态学 定义为“研究生物与环境之间相互 关系及其作用机理的科学”。
因此生态学的基本任务是，研究、认识 生物与环境所形成的结构以及这种结构 所表现出的功能关系的规律。