文档介绍：第五章生态系统生态学
课时安排:4学时
教学目的:通过讲授,让学生掌握以下内容:
1.   生态系统的结构
2. 生态系统的功能
3. 生态系统的平衡和调节
教学方法:
归纳法讲解
2. 幻灯片的使用
重点及难点:难点是生态系统结构
重点是生态系统功能和调节
本章主要介绍生态系统生态学的基础知识,包括生态系统的基本结构和功能,生态系统的平衡和稳定机制以及生态系统平衡的破坏与恢复等。以便能识别生态结构,认识生态关系,进而为掌握生态过程的模拟,生态质量的评价,以及受损生态系统的恢复措施等知识奠定基础。
第一节生态系统的基本结构和特征
一、生态系统
生态系统(Ecosystem)(A. ,1935)首先提出的。他认为,生态系统的基本概念是物理学上使用的“系统”整体,这个系统不仅包括有机复合体,而且也包括形成环境的整个物理因素复合体。因此,生态系统可定义为在任何规模的时空单位内由物理—化学—生物学活动所组成的一个系统。不难看出,坦斯利定义的实质强调的是生态系统各组分之间功能上的统一性。,生态系统就是包括特定地段中的全部生物和物理环境的统一体。他认为,只要有主要成分,并能相互作用和得到某种机能上的稳定性,那怕是短暂的,这个整体就可视为生态系统,具体些说,生态系统又可定义为一定空间内生物和非生物成分通过物质的循环,能量的流动和信息的交换而相互作用,相互依存所构成的生态学功能单位。按生物学谱(Biologicol spectium)划分的组织层闪,生态系统是研究生物群落与其环境间相互关系及作用规律的。所以,生态系统是个功能单位而不是生物学的分类单位。
早在五、六十年代,我国生态学界曾引用过由苏联生态学家苏卡乔夫(,1944)提出的“生物地理群落”(Biogeocenosis)这个科学概念,它是指在一定地表范围内相似的自然现象即大气、岩石、植物、动物、微生物、土壤、水文等条件的总和。
1965年在哥本哈根国际生态学会上决定,生态系统和生物地理群落是同义语。这个决定已被各国广大生态学家所接受,但目前各国使用最广泛的还是生态系统这一术语,我国的情况也是如此。
根据生态系统的定义,一个生态系统在空间边界上是模糊的。也就是说,它在大小上是不确定的,其空间范围在很大程度上往往是依据人们所研究的对象,研究内容,研究目的或地理条件等因素而确定。从结构和功能完整性角度看,它可小到含有藻类的一滴水,大到整个生物圈(Biosphere)。
生态系统可以是一个很具体的概念,一个池塘,一片森林或一块草地都是一个生态系统。
同时,它又是在空间范围上抽象的概念。生态系统和生物圈只是研究的空间范围及其复杂程度不同。小的生态系统联合成大的生态系统,简单的生态系统组合成复杂的生态系统,而最大,最复杂的生态系统就是生物圈。
二、生态系统的组成成分和结构
(一)生态系统的组成成分
生态系统的组成成分是指系统内所包括的若干类相互联系的各种要素。从理论上讲,地球上的一切物质都可能是生态系统的组成成分。地球上生态系统的类型很多,它们各自的生物种类和环境要素也存在着许多差异。然而,各类生态系统却都是由两大部分、四个基本成分所组成。两大部分就是生物和非生物环境,或称之为生命系统和环境系统。四个基本成分是指生产者、消费者、还原者和非生物环境(图5-1)。
非生物环境或称环境系统是生态系统的物质和能量的来源,包括生物活动的空间和参与生物生理代谢的各种要素,如光、水、二氧化碳、以及各种矿质营养物质。生命系统包括植物、动物和微生物。按营养方式的不同,这些生物可分为自养生物和异养生物两大类。
生态系统的四个基本成分,除了非生物环境外,其它三者是生物成分按其功能作用的进一步划分。
(abiotic environment):包括气候因子,如光照、热量、水分、空气等;无机物质,如 C、H、O2、N2及矿质盐分等;有机物质,如碳水化合物、蛋白质、脂类及腐殖质等。
(producers):是生物成分中能利用太阳能等能源,将简单无机物合成为复杂有机物的自养生物,如陆生的各种植物,水生的高等植物和藻类,还包括一些光能细菌和化能细菌。生产者是生态系统的必要成分,它们将光能转化为化学能,是生态系统所需一切能量的基础。
3,消费者(consumers):是靠自养生物或其它生物为食而获得生存能量的异养生物,主要是各类动物。消费者包括的范围很广。其中,有的直接以植物为食,如牛、马、兔、池塘中的草鱼以及许多陆生昆虫等。这些食草动物(Herbivores)称为初级消费者(primary c