热带雨林生态系统的结构和功能

简述生态系统的结构和功能

2．生态系统的组成成分

任何一个生态系统都可以分为两个部分：无生命物质——无机环境和有生命物质——生物群落（图10－6）。

无机环境包括作为系统能量来源的太阳辐射能；温度、水分、空气、岩石、土壤和各种营养元素等物理、化学环境条件；以及生物物质代谢的原料如CO2、H2O、O2、N2和无机盐类等，它们构成生物生长、发育的能量与物质基础，又称为生命支持系统。

生物群落是生态系统的核心，可以分为三大类群：

第一类为自养型生物，包括各种绿色植物和化能合成细菌，称为生产者。绿色植物能够通过光合作用把吸收来的水、CO2和无机盐类转化成为初级产品——碳水化合物，并将其进一步合成成为脂肪和蛋白质等，用来建造自身，这样，太阳能便通过生产者的合成与转化源源不断地进入生态系统，成为其他生物类群的唯一食物与能量来源。化能合成细菌也能将无机物合成为有机物，但它们利用的能量不是来自太阳，而是来自某些物质在发生化学变化时产生的能量。例如，氮化细菌能将氨（NH3）氧化成亚硝酸和硝酸，利用这一氧化过程中放出来的能量把CO2和水合成为有机物。

第二类为异养型生物，包括草食动物和食肉动物，称为消费者。顾名思义，这些消费者不能直接利用太阳能来生产食物，只能通过直接或间接地以绿色植物为食获得能量。根据不同的取食地位，又可以分为直接依赖植物的枝、叶、果实、种子和凋落物为生的一级消费者，如蝗虫、野兔、鹿、牛、马、羊等食草动物；以草食动物为食的肉食动物为二级消费者，如黄鼠狼、狐狸、青蛙等；肉食动物之间存在着弱肉强食的关系，其中的强者成为三级和四级消费者。这些高级的消费者是生物群落中最凶猛的肉食动物，如狮、虎、鹰和水域中的鲨鱼等。有些动物既食植物又食动物，称为杂食动物，如某些鸟类和鱼类等。

第三类为异养型微生物，如细菌、真菌、土壤原生动物和一些小型无脊椎动物，它们靠分解动植物残体为生，称为分解者。微生物分布广泛，富含于土壤和水体的表层，空气中含量较少且多数为腐生的细菌和霉菌。微生物是生物群落中数量最大的类群，据估计，1克肥沃土壤中含有的微生物数量可达108个。细菌和真菌主要靠吸收动植物残体内的可溶性有机物来生活，在消化过程中，把无机养分从有机物中释放出来，归还给环境。可见，微生物在生态系统中起着养分物质再循环的作用。土壤中的小型无脊椎动物如线虫、蚯蚓等将植物残体粉碎，起着加速有机物在微生物作用下分解和转化的作用。此外，这些土壤动物也能够在体内进行分解，将有机物转化成无机盐类，供植物再次吸收、利用（图10－6）

生态学概论

专题一课程概述

1）生态学的定义：生态学（Ecology）是从系统的高度研究生物与其环境之间相互作用关系的科学，其中生物包括人类、动物、植物和微生物，环境包括自然环境、人工环境及社会经济环境。

2）生态学的形成发展

形成期：公元17-19世纪末定义提出

巩固期：20世纪初－50年代理论研究

壮大期：20世纪60年代至 今知识体系的拓展、丰富

3）生态学的研究现状

生态学在研究社会问题中的重新定位

生态学研究对象的时空尺度不断拓展

生态学研究的内容向过程和预测发展

生态学新分支在学科交融中不断产生

生态学研究方法与手段在集成中创新

专题二（第一讲）生态学基础知识

思考题：1、什么是生态系统？有哪几种生态系统？ 2、湿地生态系统的定义

• 3、为什么说湿地生态系统中的生物多样性是最丰富的？

一、系统概述

1）系统的定义

系统：在一定的时空范围（边界）内，由两个或两个以上相互联系和相互作用的组分构成的，具有某种特定的结构与功能，朝着特定目标运动发展的有机整体。

系统的要素： ①有一定边界 ②有多个组分 ③组分间关联 ④有特定功能 ⑤有运动目标

2）系统的特性，是指系统相对于非系统而言所具有的若干属性。主要包括：

（1）结构的有序性

系统结构的有序性——主要表现在系统外部有一定的边界，内部有鲜明的分层现象。系统边界：指系统所涉及的时间和空间界限（可自然形成或人为划定）分层现象：指系统按一定的层次，可向宏观逐层综合，向微观逐层分解的现象。

（2）结构的整体性

系统结构的整体性是系统对各组成要素的总体要求，包括各组分间存在量比关系，相互作用和联系方式：

量比关系：指组分间在数量上的比例。它控制着系统的构成。

相互作用：指组分间相互约依赖、相互作用的关系。

联系方式：指组分间的时空关系，即系统内各要素在和空间上的配置。

常绿阔叶林与热带雨林的异同

引言

常绿阔叶林和热带雨林是两种独特并且重要的生态系统，在全球范围内分布广泛。尽管它们都属于热带和亚热带地区的植被类型，但它们在结构、物种组成和生态功能上存在一些显著的异同。本文将就常绿阔叶林和热带雨林的特点、物种组成和生态功能等方面进行深入探讨和比较。

一、常绿阔叶林的特点

常绿阔叶林（Evergreen broadleaf forest）主要分布在亚热带和温带地区，如北美洲和欧洲的中纬度地区。它们在季节变化不显著的地区茂密生长。常绿阔叶林的主要特点如下：

1. 气候：常绿阔叶林气候湿润，年降水量相对较高，分布范围包括温暖湿润气候和温暖季风气候区域。

2. 植被结构：常绿阔叶林植被层次丰富，包括草本层、灌木层、乔木层和林冠层等。植物叶片相对较大，呈现出较广的叶片面积指数。

3. 物种组成：常绿阔叶林中物种丰富度较高，植物多样性较大，包括各种乔木、花卉和藤本植物等。典型的物种有橡树、枫树、槭树等。

4. 生态功能：常绿阔叶林在碳循环、水循环和气候调节等方面起着重要作用。它们能够吸收大量二氧化碳，同时释放氧气。常绿阔叶林也对水资源保护有积极的作用，能够调节水分循环，减少水土流失。

二、热带雨林的特点

热带雨林（Tropical rainforest）分布在赤道附近的热带地区，如南美洲亚马逊雨林、非洲刚果盆地雨林等地。它们是地球上最重要和最复杂的生态系统之一，具有独特的特点：

1. 气候：热带雨林气候炎热潮湿，气温较高，年降水量较大，常年有高湿度。

2. 植被结构：热带雨林的植被层次多样，包括地表植被、灌木层、乔木层和林冠层等。林冠层高大广阔，常达50米以上，形成了茂密的绿色“天幕”。 3. 物种组成：热带雨林物种丰富度极高，被誉为“生物多样性的宝库”。上层植物包括各种乔木，下层植物有大量的藤蔓、蕨类和草本植物。热带雨林是很多动物、昆虫和微生物的家园。

4. 生态功能：热带雨林具有重要的生态功能，包括氧气释放、碳储存和生态平衡维护等。它们能够吸收大量的二氧化碳，减缓全球气候变化。热带雨林还能够保护水源，稳定土壤，减少水土流失。

森林生态系统

森林生态系统是森林群落与其环境在功能流的作用下形成一定结构、功能和自调控的自然综合体，是陆地生态系统中面积最多、最重要的自然生态系统。与其他陆地生态系统相比，是生物种类最多、结构最复杂、能量转换和物质循环比较旺盛、生物生产力和现存量最大、稳定性程度较高和生态效益最强的生态系统。它具有抗御风沙、涵养水源、保持水土、调节气候、净化环境和保护周围其他生态系统等作用。因此，在维持自然界的生态平衡，改善人类生存环境方面，森林生态系统的作用是应予以首先考虑的重要因素。

主要实例类型和特点：热带雨林生态系统，常绿阔叶林生态系统，落叶阔叶林生态系统及寒温带针叶林生态系统等。其中：

热带雨林生态系统：主要分布在赤道两侧纬度20°范围内，这些地区年平均温度约23—28℃，年降水量一般超过2000毫米；终年高温多雨，土壤多砖红壤。丰富的热量和季节分配均匀而又充足的水分为生物的生存提供了优越条件。世界热带雨林分为三大群系类型：即印度马来雨林群系；非洲雨林群系；美洲雨林群系。我国的热带雨林主要分布在台湾省南部、海南岛、云南南部河口和西双版纳地区。此外，在西藏自治区墨脱县境内也有热带雨林的分布，这是世界热带雨林分布的最北边界。

其特点主要有：① 种类组成特别丰富；② 群落结构复杂，树冠不齐，分层不明显；③ 藤本植物及附生植物极丰富；④ 常具板状根和支柱根；⑤ 茎花现象很常见；⑥ 寄生植物很普遍；⑦ 热带雨林的植物终年生长发育；⑧ 动物种类极其丰富等。

常绿阔叶林生态系统：常绿阔叶林发育在湿润的亚热带气候地带。南北美洲、非洲、大洋洲均有分布，但分布的面积都不大。在亚洲除朝鲜、日本有少量分布外，以我国分布的面积最大，分为四个植被亚型，即典型常绿阔叶林（栲类林、青冈林、石栎林、润楠林、木荷林）、季风典型常绿阔叶林（栲-厚壳桂林、栲-木荷林）、山地常绿阔叶苔藓林（栲类苔藓林、青冈苔藓林）和山顶苔藓矮曲林（杜鹃矮曲林、吊钟花矮曲林）。