第九章生态系统与生态保护（课件）《环境学基础》教学同步（化学工业出版社）

第九章生态系统与生态保护 生态系统的组成结构和功能 一、生态系统的概念 生态系统：（ecological system, ecosystem） 指在一定的时间和空间范围内，生物（生物群落）与非生物环境通过能量流动和物质循环所形成的一个相互联系、相互作用，并具有自动调节机制的自然整体。 2 （系统，可分为封闭系统和开放系统，其区别在于是否与外界环境有物质和能量的交换。自然界所有的系统都是开放的系统，当然，生态系统也不类外，开放系统内外经常有物质和能量的交换。 一个系统就是一个整体，生态系统特别强调生物与环境的整体性，由此，作为人类在利用自然资源满足自身需要的同时，一定要考虑生态系统的承载力以及整个系统的协调发展） △ 生态系统的特征： 1、生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位。 2、生态系统的结构同构成生态系统的物种多样性有关；生态系统结构越复杂，其中的物种数目也就越多。 3、生态系统的功能离不开能量的流动和物质的循环。 4、生态系统越复杂，能量传递的效率越高。 5、生态系统是一个动态系统，要经历一个从简单到复杂，从不成熟到成熟的演变过程。 6、生态系统中环境的改变是对生物成分施加的一种压力，那些不能调整自己以适应变化了的环境生物就会从生态系统中消失。 3 生态系统越复杂，能量传递的效率越高，而维持自身存在所需能量，相对说来越少。 二、生态系统的组成 生态系统由四种基本成分组成：非生物环境、生产者、消费者和分解者。 非生物成分：是生态系统的生命支持系统，是生物生活的场所，是生物生存的物质和能量来源。 生物成分：包括生产者、消费者和分解者。 生产者（producers）：指能利用无机物制造有机物的自养生物（autotrophs）。 消费者（consumers）：指直接或间接利用绿色植物有机物作为食物源的异养生物（heterotrophs）。 分解者（decomposers）：又称还原者，主要是细菌和真菌等微生物以及营腐生生活的原生动物。 5 生产者（producers）：指能利用无机物制造有机物的自养生物（autotrophs），主要是绿色植物，也包括一些蓝绿藻、光合细菌及化能合成细菌。它们都能将环境中的无机物合成有机物，并把环境中的能量以化学能的形式固定在有机体内。 消费者（consumers）：指直接或间接利用绿色植物有机物作为食物源的异养生物（heterotrophs），主要是指动物和寄生性生物。包括有：草食动物、肉食动物、寄生动物、腐食动物（蝇蛆、秃鹰）、杂食动物（麻雀、熊、鲤鱼）。 分解者（decomposers）：又称还原者，主要是细菌和真菌等微生物以及营腐生生活的原生动物。它们一动植物的残体和粪便中的有机物质作为食物源，把复杂的有机物分解为简单的无机物归还环境，进行在循环。分解者也是异养生物。 （这里需要注意一点，以上对生态系统生物成分的划分并非绝对，因为某些植物，如捕蝇草专吃昆虫，一些鞭毛虫既是自养生物也是异养生物。） 三、生态系统的营养结构和空间结构 1、生态系统的营养结构： 何谓 食物链（food chain）？ 指生物之间通过食与被食而形成的一环套一环的链状营养关系，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或营养级（trophic level）。 根据食物链的起点，可以分为两种基本类型： 牧食食物链（植食食物链），通常是从活体植物开始，之后是草食动物和肉食动物； 碎屑食物链，是从动植物死亡尸体分解开始，比如植物残体→蚯蚓→线虫→节肢动物。或者，海洋中的碎屑→浮游动物→小鱼。 由于一种生物往往有多种食物对象，同时也可能被多种摄食者取食，所以一种生物可能同时存在于多条食物链上，这就造成了食物链的交错，从而形成网状营养结构，称为食物网（food web） 复杂的食物网对保持生态系统的结构和功能稳定有重要作用！ 8 因为，有了食物网的存在，使得，即使某一生物种类缺失，还会有其他途经来保持食物链的畅通，而不会对与缺失种类相关的相关种类造成很大的影响）。 2、生态系统的空间结构： 通过比较陆地和水域生态系统来说明生态系统的空间结构。如图： I .非生物环境，太阳、水等；II . 生产者：陆地是绿色植物，水域是浮游植物； III . 消费者：A陆地有蝗虫和田鼠，水中是浮游动物；另外B 食碎屑动物，有无脊椎动物；C是指肉食动物（鹰或大鱼）；IV . 分解者：细菌和真菌 10 从图中可以看出，生态系统呈现明显分层，上层是自养层，下层是异养层。 3. 营养级和生态金字塔 一个营养级（trophic level）是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。 营养级之间的关系已经不是指一种生物和另一种生物之间的营养关系，而是