第7章生态系统.ppt

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1、 第七章第七章 生态系统生态系统 7.1 系统观与生态系统系统观与生态系统7.1.1 “系统观念的引入系统观念的引入”7.1.2 系统的基本性质系统的基本性质7.1.3 系统方法系统方法7.1.4 生态系统的定义生态系统的定义7.1.1 “系统系统”观念的引入观念的引入1.什么是什么是“系统系统”定义：系统是由相互作用和相互依赖的若干组定义：系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分，结合而成的具有一定结构的功能成部分，结合而成的具有一定结构的功能整体。整体。系统的三要素：系统的三要素：（1）两个以上的组分组成）两个以上的组分组成（2）各组分相互联系，具有一定的结构）各组分相互联系，具有一定的结

2、构（3）具有独立的、特定的功能）具有独立的、特定的功能计算机系统1.系统组分的整体性系统组分的整体性2.系统结构的有序性系统结构的有序性3.系统功能的整合特性系统功能的整合特性4.系统结构、功能的可控性系统结构、功能的可控性7.1.2 系统的基本性质系统的基本性质1.系统组分的整体性系统组分的整体性o 系统无论大小都具有一定边界系统无论大小都具有一定边界o 系统的水平分离特征：组分内尽量相同，系统的水平分离特征：组分内尽量相同，组分间尽量相异组分间尽量相异o 系统的垂直分离特征：子系统、子子系统系统的垂直分离特征：子系统、子子系统 系统的边界。系统边界是区分系统内外的标志。系统边界有自然形成的

3、，也有人为确定的。系统的层次。在不同层次中组分间关系的强度不同。通常层次越低，组分间的关系强度越大。2.系统结构的有序性系统结构的有序性（1）系统的各个组分之间都有一定的量比关）系统的各个组分之间都有一定的量比关系。系。（2）系统内各组分通过各种联系相互作用、）系统内各组分通过各种联系相互作用、相互牵制。相互牵制。（3）系统各组分、各层次分工合作，各居其）系统各组分、各层次分工合作，各居其位、各司其职，共同完成系统的整体功能。位、各司其职，共同完成系统的整体功能。系统组分的量比关系。构成系统的多个组分在数量上有一定的比例关系。例如：H2O、H2O2。系统组分的空间关系。构成系统的多个组分在空间

4、上有一定的位置排列关系。例如：3.系统功能的整合特性系统功能的整合特性 系统的整体功能不等于它各组分功能的系统的整体功能不等于它各组分功能的相加，而是一种集体效应，既有各组分的功相加，而是一种集体效应，既有各组分的功能，又有各组分之间交互作用产生的新功能，能，又有各组分之间交互作用产生的新功能，这种整体功能大于部分功能之和的特性称为这种整体功能大于部分功能之和的特性称为系统功能整合特性系统功能整合特性。例如：蛋白质的酶功能是其组分氨基酸所没有的；又如：磷钾肥对水稻产量影响。（见下表）处理（kg/hm2）5年平均产量（kg/hm2）产量指数 （%）NP2O5K2O140.3005280100.0

5、140.36005948112.6140.30605490104.0140.360606653126.0表 磷钾肥对5个旱季水稻产量的影响 系统的整体功能是一种整体效应，不但反映各组分的独立功能，而且反映出各组分之间相互作用产生的新效应。这种新效应可能加强各组分原有的独立功能。系统的新效应也可能减弱各组分原有的独立功能。系统的新效应也可能是各组分原来没有的。组分功能与系统功能的关系通常被形象地表达为“1+1 2”。2.系统分析过程系统分析过程o 定性分析阶段定性分析阶段o 定量研究阶段定量研究阶段o 模型分析阶段模型分析阶段o 系统结构优化阶段系统结构优化阶段7.1.3 系统分析途径系统分析途

6、径o 黑箱法：完全忽略系统内部结构，只通过黑箱法：完全忽略系统内部结构，只通过输入和输出的信息来研究系统的转化特性输入和输出的信息来研究系统的转化特性和反应特征的系统研究途径。和反应特征的系统研究途径。o 白箱法：建立在对系统的组分构成及其相白箱法：建立在对系统的组分构成及其相互联系有透彻了解的基础上的系统研究方互联系有透彻了解的基础上的系统研究方法。法。o 灰箱法：黑箱与白箱结合。灰箱法：黑箱与白箱结合。7.1.4 生态系统的含义 生态系统是在一定时间、空间范围内，生态系统是在一定时间、空间范围内，生物与生存环境、生物与生物之间密切联系，生物与生存环境、生物与生物之间密切联系，相互作用，通过

7、能量流动、物质循环、信息相互作用，通过能量流动、物质循环、信息传递构成的具有一定结构的功能整体。传递构成的具有一定结构的功能整体。生态系统的特征生态系统的特征o 生态学的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究生态学的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次的最高层次 o 内部具有自我调节能力内部具有自我调节能力 o 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能能 o 营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值和能量营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值和能量在流动中巨大损失，生态系统中营养级不会超过在流动中巨大损失，生态系统中营养级不会

8、超过5-6个个 o 动态系统动态系统目前有关生态系统的研究工作目前有关生态系统的研究工作o 自然生态系统的保护和利用自然生态系统的保护和利用 o 生态系统调控机制的研究生态系统调控机制的研究 o 生态系统退化的机制、恢复及其修复研究生态系统退化的机制、恢复及其修复研究 o 全球性生态问题的研究全球性生态问题的研究 o 生态系统可持续发展的研究生态系统可持续发展的研究7.2 生态系统的一般特征生态系统的一般特征7.2.1 生态系统的组成成分生态系统的组成成分7.2.2 生态系统的一般结构生态系统的一般结构7.2.3 生态系统的基本功能及过程生态系统的基本功能及过程7.2.4 生态系统的特点生态系

9、统的特点7.2.1 生态系统的组成成分生态系统的组成成分1.生产者生产者(producer)指能利用无机物制造有机物的自养生物，主指能利用无机物制造有机物的自养生物，主要是绿色植物，也包括一些蓝绿藻、光和要是绿色植物，也包括一些蓝绿藻、光和细菌及化能合成细菌。细菌及化能合成细菌。生产者完成有机物的合成过程，是生物圈生产者完成有机物的合成过程，是生物圈生命活动能量的源头。生命活动能量的源头。深海的生产者深海的生产者化能自养硫化细菌化能自养硫化细菌2.消费者消费者(consumer)是指直接或间接利用绿色植物有机物作为是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。食物源的异养生物。主要是指

10、动物（草食动物、肉食动物、腐主要是指动物（草食动物、肉食动物、腐生动物、杂食动物）和寄生性生物。生动物、杂食动物）和寄生性生物。3.分解者分解者(decomposer)又称还原者，主要指细菌、真菌等微生物，也包又称还原者，主要指细菌、真菌等微生物，也包括某些营腐生生活的原生动物。括某些营腐生生活的原生动物。分解者的生态作用：分解者的生态作用：l 通过动、植物残体有机物质的分解，使营养物质通过动、植物残体有机物质的分解，使营养物质得到再循环，微生物种群得到恢复和繁衍。得到再循环，微生物种群得到恢复和繁衍。l 为碎屑食物链的各级生物提供了食物和物质基础。为碎屑食物链的各级生物提供了食物和物质基础。

11、l 产生有调控作用的产生有调控作用的“环境激素环境激素”，对生态系统中，对生态系统中其他生物的生长产生重大影响。其他生物的生长产生重大影响。l 改造地球表面的惰性物质。改造地球表面的惰性物质。4.无机环境无机环境o 原料部分原料部分：光、氧、二氧化碳、水、无机盐：光、氧、二氧化碳、水、无机盐类以及非生命的有机物质等；类以及非生命的有机物质等；o 代谢过程的媒介部分代谢过程的媒介部分：水、土壤、温度和风：水、土壤、温度和风等；等；o 基层部分基层部分：岩石和土壤等。：岩石和土壤等。25 池塘生态系统示意图池塘生态系统示意图26 一个简单的陆地生态系统模式图一个简单的陆地生态系统模式图生态系统各成

12、份的相互关系生态系统各成份的相互关系 无机物质无机物质 有机物质有机物质 气候因素气候因素线条粗细表示作用强弱和物质能量流通的总量多寡线条粗细表示作用强弱和物质能量流通的总量多寡消费者消费者分解者分解者生产者生产者植物，植物，化能合成细菌化能合成细菌动物，包括动物，包括 大型消费者大型消费者 小型消费者小型消费者细菌细菌 真菌真菌日光能日光能7.2.2 生态系统的一般结构生态系统的一般结构 就营养方式来说，一个完整的生态系就营养方式来说，一个完整的生态系都由生产者、消费者、分解者和无机环境都由生产者、消费者、分解者和无机环境等等4个基本成分所组成，而且个基本成分所组成，而且4个基本成分个基本成

13、分相互作用形成完整的体系。相互作用形成完整的体系。生态系统的结构是指生态系统组分在空间、时间上的配置及组分间的能物流顺序关系。(一)物种结构(二)空间结构 1.水平结构 2.垂直结构（立体结构）(三)时间结构(四)营养结构7.2.3 生态系统的基本功能生态系统的基本功能 能量流动、物质循环和信息传递能量流动、物质循环和信息传递为生态为生态系统的三个基本功能。系统的三个基本功能。7.2.4 生态系统的特点生态系统的特点o 具有生命成分具有生命成分o 具有空间结构具有空间结构o 具有时间变化具有时间变化o 具有自动调控功能具有自动调控功能o 是开放系统是开放系统7.3 生态系统的类型生态系统的类型

14、7.3.1 生态系统的类型生态系统的类型7.3.2 一般生态系统概述一般生态系统概述 1.生物圈生态系统生物圈生态系统 2.水域生态系统水域生态系统 3.湿地生态系统湿地生态系统 4.陆地生态系统陆地生态系统 5.农业生态系统农业生态系统 6.城市生态系统城市生态系统 7.3.1 生态系统的类型划分生态系统的类型划分1.按环境性质划分按环境性质划分 水生生态系统陆地生态系统海洋生态系统淡水生态系统荒漠海岸带流水冻原浅海带极地上涌带高山珊瑚礁静水草原远洋带森林2.按人类对生态系统的影响程度分按人类对生态系统的影响程度分o 自然生态系统自然生态系统：凡是未受人类干扰和扶持，：凡是未受人类干扰和扶持

15、，在一定空间和时间范围内，依靠生物和环境在一定空间和时间范围内，依靠生物和环境自身的自我调节能力来维持相对稳定的生态自身的自我调节能力来维持相对稳定的生态系统。系统。o 人工生态系统人工生态系统：按人类的需求，由人类设：按人类的需求，由人类设计制造建立起来，并受人类活动强烈干预的计制造建立起来，并受人类活动强烈干预的生态系统。生态系统。o 半自然生态系统半自然生态系统：在自然生态系统的基础：在自然生态系统的基础上，通过人工堆生态系统进行调节管理，使上，通过人工堆生态系统进行调节管理，使其更好地为人类服务的生态系统。其更好地为人类服务的生态系统。3.按生物成分分o 草原生态系统草原生态系统o 森

16、林生态系统森林生态系统 热带雨林热带雨林 亚热带常绿阔叶林亚热带常绿阔叶林 温带落叶林温带落叶林 寒温带针叶林寒温带针叶林4.按生态系统的开放程度划分按生态系统的开放程度划分o 隔离系统隔离系统o 封闭系统封闭系统o 开放系统开放系统 7.3.2 一般生态系统概述一般生态系统概述o 1.生物圈生态系统生物圈生态系统 也叫生态圈，它由也叫生态圈，它由大气圈下层大气圈下层、水圈水圈、土壤土壤岩石圈岩石圈以及活动于其中的以及活动于其中的生物生物组成。是地球组成。是地球表面最大的生态系统表面最大的生态系统。2.海洋生态系统海洋生态系统o 海洋生态系统的生态效应海洋生态系统的生态效应（1）影响全球物质循环）影响全球物质循环（2）为人类提供丰富的产品）为人类提供丰富的产品（3）对人类环境产生重大影响（调节大气水）对人类环境产生重大影响（调节大气水热运动、调节气候；调节大气热运动、调节气候；调节大气CO2、O2平平衡；净化环境）衡；净化环境）3.湿地生态系统湿地生态系统o 湿地是介于陆地和水生环境之间的过渡带，并兼湿地是介于陆地和水生环境之间的过渡带，并兼有两种系统的某些特征。有两种系统的某些特征。