1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第四部分 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué) 學(xué)習(xí)目的：本章要求掌握生態(tài)系統(tǒng)的概念、組成成分、食物鏈、營(yíng)養(yǎng)級(jí)、生態(tài)效率、生態(tài)平衡和反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，以及能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)途徑；了解生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)、次級(jí)生產(chǎn)和分解。1.生態(tài)系統(tǒng)的概論 重點(diǎn)掌握幾個(gè)概念：生態(tài)系統(tǒng)、生物地理群落、食物鏈、食物網(wǎng)、營(yíng)養(yǎng)級(jí)、生態(tài)效率、反饋、生態(tài)平衡、生態(tài)金字塔等，并了解負(fù)反饋在生態(tài)平衡中起的作用；2.初級(jí)生產(chǎn) 掌握初級(jí)生產(chǎn)量和生物量的基本概念、總初級(jí)生產(chǎn)量、初級(jí)生產(chǎn)力、限制因素、測(cè)定方法；3.次級(jí)生產(chǎn) 掌握生產(chǎn)過程、測(cè)定、次級(jí)生產(chǎn)量的分布；4.分解 了解分解過程；掌握分解者生物、資源與分解、理論環(huán)境對(duì)分解的影響。5

2、.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng) 掌握能流特點(diǎn)和能流分析方法。能量傳遞遵循熱力學(xué)定律，能量流動(dòng)的特點(diǎn)、食物鏈層次上的能流分析、實(shí)驗(yàn)種群層次上的能流分析、生態(tài)系統(tǒng)層次上的能流分析、異養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的能流分析、普通的生態(tài)系統(tǒng)的能流模型；6.生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) 掌握物質(zhì)循環(huán)特點(diǎn)和主要元素的循環(huán)途徑。（1）生命與元素；（2）物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)、概念、影響因素、物質(zhì)和能量的關(guān)系。生物地化循環(huán)的類型、水的全球循環(huán)、氣體型循環(huán)（碳、氮）、沉積型循環(huán)（硫、磷）。非有毒有害物質(zhì)的循環(huán)。7. 全球生態(tài)系統(tǒng)的類型及其功能 了解熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)、溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)、寒帶針葉林生態(tài)系統(tǒng)海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其功能。了解其它類型生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)

3、構(gòu)與功能。了解掌握熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)；了解掌握溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)；了解掌握寒帶針葉林和凍原生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)；了解掌握草原和熱帶稀樹草原生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)；了解掌握灌叢和荒漠生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)；了解掌握淡水濕地生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)；了解掌握海洋生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)。主要概念生態(tài)系統(tǒng)、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、食物鏈、食物網(wǎng)、初級(jí)生產(chǎn)、次級(jí)生產(chǎn)、負(fù)反饋、生態(tài)效率、生態(tài)平衡、營(yíng)養(yǎng)級(jí)、生態(tài)金字塔、能量金字塔、生物量金字塔、數(shù)量金字塔第十一章 生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)的一般特征學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、 生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)的一般特征二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 三、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)四、生態(tài)系統(tǒng)中的信息及其傳遞五、生態(tài)系

4、統(tǒng)的變化六、維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)的一個(gè)主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的最高層次； 生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力；Ø 能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能； 生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目受限于生產(chǎn)者所固定的最大能量和這些能量在流動(dòng)過程中的巨大損失，因此，營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目通常不超過56個(gè)； 生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)歷一系列發(fā)育階段。 11.1 生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)的基本概念1定義： 生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)：在一定空間中共同棲居著的所有生物(生物群落)與其環(huán)境之間由于不斷進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程而形成的統(tǒng)一整體.概念由英國(guó)植物生態(tài)學(xué)家A.G.

5、Tansley 1935年提出。指在一定的空間內(nèi)，生物成分和非生物成分通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)互相作用、互相依存而構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位，這個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位稱生態(tài)系統(tǒng)。A.G.Tansley對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的描述（概念）：更基本的概念是 完整的系統(tǒng)（物理學(xué)上所謂系統(tǒng)），它不僅包括生物復(fù)合體，而且還包括人們稱為環(huán)境的全部物理因素的復(fù)合體 。我們不能把生物從其特定的、形成物理系統(tǒng)的環(huán)境中分離開來 。這種系統(tǒng)是地球表面上自然界的基本單位 。這些生態(tài)系統(tǒng)有各種各樣的大小和種類。系統(tǒng)(system)：相互作用、相互依賴的事物有規(guī)律地聯(lián)合的集合體 系統(tǒng)構(gòu)成至少要有3個(gè)條件：-系統(tǒng)是由許多成分組成的；-各成分間不

6、是孤立的而是彼此互相聯(lián)系、互相作用的；-系統(tǒng)具有獨(dú)立的、特定的功能。美國(guó)青年科學(xué)工作者林德曼（R.L.Lindeman）的偉大貢獻(xiàn)根據(jù)他的研究，提出了“食物鏈”、“金字塔營(yíng)養(yǎng)級(jí)”和創(chuàng)立“十分之一”定律，從理論和實(shí)踐上為生態(tài)系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)定義為：生態(tài)系統(tǒng)就是在一定的時(shí)間和空間內(nèi)，生物和非生物的成分之間，通過不斷的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)而相互作用、相互依存的統(tǒng)一整體，構(gòu)成一個(gè)生態(tài)學(xué)的功能復(fù)合體。生物地理群落(biogeocoenosis)為生態(tài)系統(tǒng)的同義語(yǔ)。2. 生態(tài)系統(tǒng)的基本特征是生態(tài)學(xué)的一個(gè)主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次. 內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力 能量流動(dòng)、物質(zhì)

7、循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能 營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目受限于生產(chǎn)者所固定的最大能值和能量在流動(dòng)中巨大損失，生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)不會(huì)超過5-6個(gè) 生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)歷一系列發(fā)育階段。3. 目前有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的研究工作（1）自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和利用 各種各樣的自然生態(tài)系統(tǒng)有和諧、高效和健康的共同特點(diǎn)，許多野外研究表明，自然生態(tài)系統(tǒng)中具有較高的物種多樣性和群落穩(wěn)定性。一個(gè)健康的生態(tài)系統(tǒng)比一個(gè)退化的更有價(jià)值，它具有較高的生產(chǎn)力，能滿足人類物質(zhì)的需求，還給人類提供生存的優(yōu)良環(huán)境。因此，研究自然生態(tài)系統(tǒng)的形成和發(fā)展過程、合理性機(jī)制、以及人類活動(dòng)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響，對(duì)于有效利用和保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)均有較大的意

8、義（2）生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制的研究 生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)自我調(diào)控（Self- regulation）的系統(tǒng)，這方面的研究包括：自然、半自然和人工等不同類型生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)控的閾值；自然和人類 活動(dòng)引起局部和全球環(huán)境變化帶來的一系列生態(tài)效應(yīng)；生物多樣性、群落和生態(tài)系統(tǒng)與外部限制因素間的作用效應(yīng)及其機(jī)制。（3）生態(tài)系統(tǒng)退化的機(jī)制、恢復(fù)及其修復(fù)研究在人為干擾和其他因素的影響下，有大量的生態(tài)系統(tǒng)處于不良狀態(tài)，承載著超負(fù)荷的人口和環(huán)境負(fù)擔(dān)、水資源枯竭、荒漠化和水土流失在加重等，脆弱、低效和衰退已成為這一類生態(tài)系統(tǒng)的明顯特征。這方面的研究主要有：由于人類活動(dòng)而造成逆向演替或?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、重要生物資源退化機(jī)理及其恢復(fù)

9、途徑；防止人類與環(huán)境關(guān)系的失調(diào)；自然資源的綜合利用以及污染物的處理。（4）全球性生態(tài)問題的研究 近幾十年來，許多全球性的生態(tài)問題嚴(yán)重威脅著人類的生存和發(fā)展，要靠全球人類共同努力才能解決的問題，如臭氧層破壞、溫室效應(yīng)、全球變化等。這方面的研究重點(diǎn)在：全球變化對(duì)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的影響及其反應(yīng)；敏感地帶和生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的反應(yīng)；氣候與生態(tài)系統(tǒng)相互作用的模擬；建立全球全球變化的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展模型；提出全球變化中應(yīng)采取的對(duì)策和措施等。（5）生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的研究過去以破壞環(huán)境為代價(jià)來發(fā)展經(jīng)濟(jì)的道路使人類社會(huì)走進(jìn)了死胡同，人類要擺脫這種困境，必須從根本上改變?nèi)伺c自然的關(guān)系，把經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)一

10、致，建立可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)。研究的重點(diǎn)是：生態(tài)系統(tǒng)資源的分類、配置、替代及其自我維持模型；發(fā)展生態(tài)工程和高新技術(shù)的農(nóng)業(yè)工廠化；探索自然資源的利用途徑，不斷增加全球物質(zhì)的現(xiàn)存量；研究生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)管理的原理和方法，把生態(tài)設(shè)計(jì)和生態(tài)規(guī)劃結(jié)合起來；加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)管理（ecosystem management）、保持生態(tài)系統(tǒng)健康（ecosystem health）和維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（ecosystem service）。11.2 生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)l(一)生態(tài)系統(tǒng)的組成：非生物、生物部分1非生物部分 無機(jī)物質(zhì) （H2O、N、P、K、Ca等礦質(zhì)元素） 有機(jī)物質(zhì) （糖、蛋白質(zhì)、脂類、腐殖質(zhì)等）氣候因子

11、（光、溫等及其他物理因子）2. 生產(chǎn)者綠色植物（把太陽(yáng)能輸入生態(tài)系統(tǒng)）3.消費(fèi)者草食動(dòng)物（一級(jí)消費(fèi)者）(herbivores)一級(jí)肉食動(dòng)物（以食草動(dòng)物為食， 統(tǒng)稱二級(jí)消費(fèi)者） 二級(jí)肉食動(dòng)物（大型肉食動(dòng)物） 稱三級(jí)消費(fèi)者（能量傳遞） (comsumers) (carnivores) 寄生者 三級(jí)肉食動(dòng)物（頂極肉食動(dòng)物）雜食動(dòng)物4.還原者（分解者）(reducers) 分解者 (decomposer)腐食性動(dòng)物（二）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)方面的含義：一是組成成分及其營(yíng)養(yǎng)關(guān)系；二是各種生物的空間配置（分布）狀態(tài)。具體地說，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括：營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：食物網(wǎng)及其相互關(guān)系物種結(jié)構(gòu)：在實(shí)

12、際工作中，人們主要是以群落中的優(yōu)勢(shì)種類，生態(tài)功能上的主要種類或類群作為研究對(duì)象。空間結(jié)構(gòu)：生物群落的空間格局狀況，包括群落的垂直結(jié)構(gòu)（成層現(xiàn)象）和水平結(jié)構(gòu)（種群的水平配置格局）時(shí)間結(jié)構(gòu)：晝夜、季節(jié)、年、群落演替等變化。11.3 食物鏈(Food chain)和食物網(wǎng)（Food web）1 食物鏈與食物網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的渠道(1) 食物鏈（food chains）定義：食物鏈?zhǔn)侵赋跫?jí)生產(chǎn)者獲得光能后制造的食物供給各級(jí)消費(fèi)者形成以食物營(yíng)養(yǎng)為中心的鏈索關(guān)系。食物鏈特點(diǎn)（1）同一食物鏈中包含多種不同習(xí)性的生物。（2）同一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可能有多條食物鏈，生態(tài)系統(tǒng)中的各類食物鏈協(xié)同起作用。（3）不同生態(tài)系統(tǒng)

13、中，各類食物鏈比重不同。（4）生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈不是固定不變的。類型：掠食鏈(捕食食物鏈)綠色植物為起點(diǎn)到食草動(dòng)物進(jìn)而到食肉動(dòng)物的食物鏈. 植物-食草動(dòng)物-食肉動(dòng)物 草原上：青草-野兔-狐貍-狼 湖泊中：藻類-甲殼類-小魚-大魚海洋食物鏈小型浮游植物、大型硅藻、甲藻和微型浮游植物 底棲植食動(dòng)物:蛤,牡蠣,多毛類等 底棲肉食魚類鱈魚等大型浮游動(dòng)物 食浮游生物魚類如鯡等 大型肉食魚類鯊魚鮭魚等寄生鏈由宿主和寄生物構(gòu)成 以大型動(dòng)物為食物鏈的起點(diǎn)，繼之以小型動(dòng)物、微型動(dòng)物、細(xì)菌和病毒 后者與前者是寄生關(guān)系 哺乳動(dòng)物或鳥類-跳蚤-原生動(dòng)物-細(xì)菌-病毒腐生鏈(碎屑食物鏈)動(dòng)、植物的遺體被食腐性生物(小型土

14、壤動(dòng)物、真菌、細(xì)菌)取食，然后到他們的捕食者的食物鏈 植物殘?bào)w-蚯蚓-線蟲類-節(jié)肢動(dòng)物(2) 食物網(wǎng)（food web）定義：生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈彼此交錯(cuò)連結(jié)形成的復(fù)雜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。一種生物常常以多種食物為食，而同一種食物又常常為多種消費(fèi)者取食，于是食物鏈交錯(cuò)起來，多條食物鏈相聯(lián)，形成了食物網(wǎng) 食物網(wǎng)不僅維持著生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡，并推動(dòng)著生物的進(jìn)化，成為自然界發(fā)展演變的動(dòng)力 食物網(wǎng)以營(yíng)養(yǎng)為紐帶，把生物與環(huán)境、生物與生物緊密聯(lián)系起來的結(jié)構(gòu)，稱為生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。營(yíng)養(yǎng)階(trophic levels)食物網(wǎng)內(nèi)從生物到生物的消費(fèi)者階梯。處于食物網(wǎng)某一環(huán)節(jié)上所有生物種總和。食物鏈和食物網(wǎng)概念的意義l 食物

15、鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的形象體現(xiàn)。通過食物鏈和食物網(wǎng)把生物與非生物、生產(chǎn)者與消費(fèi)者、消費(fèi)者與消費(fèi)者連成一個(gè)整體，反映了生態(tài)系統(tǒng)中各生物有機(jī)體之間的營(yíng)養(yǎng)位置和相互關(guān)系；各生物成分間通過食物網(wǎng)發(fā)生直接和間接的聯(lián)系，保持著生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)物和物質(zhì)循環(huán)正是沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行的。 食物鏈和食物網(wǎng)還揭示了環(huán)境中有毒污染物轉(zhuǎn)移、積累的原理和規(guī)律。l11.4 營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔1.營(yíng)養(yǎng)級(jí)（Trophic level）處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目（1）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者不可能100%利用前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量；（2）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化率也不是100%，總有一部

16、分排泄出去；（3）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物要維持自身的活動(dòng)，消耗一部分熱量。由于能流在通過各營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)會(huì)急劇減少，所以食物鏈就不可能太長(zhǎng)，生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般只有四、五級(jí)，很少超過六級(jí)。2生態(tài)金字塔（ecological pyramid）反映生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)與營(yíng)養(yǎng)機(jī)能的錐體圖解模式。指各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系，這種數(shù)量關(guān)系可采用生物量、能量和個(gè)體數(shù)量等單位。包括：數(shù)量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔數(shù)量金字塔單位面積內(nèi)生產(chǎn)者的個(gè)體數(shù)目為塔基，以相同面積內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)位有機(jī)體數(shù)目構(gòu)成塔身及塔頂。一般每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所包括的有機(jī)體數(shù)目，沿食物鏈向上遞減。有時(shí)植食動(dòng)物比生產(chǎn)者數(shù)目多。如昆蟲和樹木。 生物量金字塔以相同單

17、位面積上生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者的生物量即生命物質(zhì)總量建立的金字塔。對(duì)陸地、淺水生態(tài)系統(tǒng)中比較典型，因?yàn)樯a(chǎn)者是大型的，所以塔基比較大，金字塔比較規(guī)則湖泊和開曠海洋，第一性生產(chǎn)者主要為微型藻類，生活周期短，繁殖迅速，大量被植食動(dòng)物取食利用，在任何時(shí)間它的現(xiàn)存量很低，導(dǎo)致這些生態(tài)系統(tǒng)的生物量金字塔呈倒金字塔形能量金字塔由各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所固定的總能量值的多少來構(gòu)成的生態(tài)金字塔 以相同的單位面積和單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者所積累的能量比率來構(gòu)造 千卡/平方米·年不同類型金字塔的比較能量金字塔表達(dá)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)最全面，確切 表示食物通過食物鏈的效率，永遠(yuǎn)是正塔型 數(shù)量金字塔過分突出小生物體的重要性，個(gè)體大

18、小差別很大，只用個(gè)體數(shù)目多少來說明問題有局限性。生物量金字塔過分突出大生物體的重要性。11.5 生態(tài)效率生態(tài)效率（ecological efficiencies）在生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的不同點(diǎn)上，能量之間的百分比率。特指某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量輸出和輸入間的比率。意義：營(yíng)養(yǎng)級(jí)位之內(nèi)的生態(tài)效率：量度一個(gè)物種利用食物能的效率，即同化能量的有效程度。營(yíng)養(yǎng)級(jí)位之間的生態(tài)效率：量度營(yíng)養(yǎng)級(jí)位之間的轉(zhuǎn)化效率和能流通道的大小。重要的生態(tài)效率指標(biāo)：1、營(yíng)養(yǎng)級(jí)位之內(nèi)的生態(tài)效率同化效率被植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例，或被動(dòng)物攝食的能量中被同化了的能量比例： »Ae = An / In 肉食動(dòng)物的同化效率

19、高于植食動(dòng)物。生產(chǎn)效率(production efficiency) 又稱生長(zhǎng)效率(growth efficiency)生產(chǎn)效率=生長(zhǎng)效率= Pn / An 組織生長(zhǎng)效率：Pe =n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量= Pn / An 生態(tài)生長(zhǎng)效率: Ee = n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入能量=Pn/ In 生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)效率的表現(xiàn)規(guī)律：營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，生長(zhǎng)效率越低； 植物的生長(zhǎng)效率>動(dòng)物； 植物將光合能量大約40%呼吸，60%生長(zhǎng)； 肉食動(dòng)物同化能量大約65%用于呼吸，35%用于生長(zhǎng) ；哺乳動(dòng)物呼吸消耗的能量最多，大約占同化量的97-99%，只有1%-3%用于凈生產(chǎn)量 2、量度營(yíng)養(yǎng)

20、級(jí)位之間的轉(zhuǎn)化效率 (1)消費(fèi)效率：量度一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)對(duì)前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的相對(duì)取食壓力。 消費(fèi)效率»Ce = n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入量（消費(fèi)能量）/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量=In+1 / NPn 一般在20-35%范圍內(nèi)，每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈生產(chǎn)的65%-75%進(jìn)入碎屑食物鏈 利用效率：利用效率的高低，說明前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量被后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化多少 »Ue = An+1 / Pn(2)林德曼效率（Lindemans efficiency）“百分之一”或“十分之一”定律林德曼效率：n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量占n營(yíng)養(yǎng)級(jí)所獲得的能量之比. 相當(dāng)于同化效率×生長(zhǎng)效率×消費(fèi)效率 Le = n+1

21、營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量 =An+1/An Le = n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝入量 =»In+1/In 林得曼定律（十分之一定律）：能量沿營(yíng)養(yǎng)級(jí)移動(dòng)時(shí)，逐級(jí)變小，后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)只能是前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的十分之一左右。-在營(yíng)養(yǎng)級(jí)n上的同化量/在營(yíng)養(yǎng)級(jí)n-1上的同化量10%生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目（1）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者不可能100%利用前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量；（2）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化率也不是100%，總有一部分排泄出去；（3）各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物要維持自身的活動(dòng)，消耗一部分熱量。（4）由于能流在通過各營(yíng)養(yǎng)級(jí)時(shí)會(huì)急劇減少，所以食物鏈就不可能太長(zhǎng)，生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般只有四、五級(jí)，很少超過六級(jí)。11.

22、6 生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡一、開發(fā)系統(tǒng)與封閉系統(tǒng)宇宙中有兩類系統(tǒng)，一類是封閉系統(tǒng)，即系統(tǒng)和周圍環(huán)境之間沒有物質(zhì)和能量的交換，一類是開放系統(tǒng)，即系統(tǒng)和周圍環(huán)境之間存在物質(zhì)和能量交換。除了宇宙之外，自然界所有的系統(tǒng)都是開放系統(tǒng)，生態(tài)系統(tǒng)就是一種開放系統(tǒng)，但各生態(tài)系統(tǒng)的開放程度卻有很大不同，例如一個(gè)溪流系統(tǒng)開放的程度就比一個(gè)池塘系統(tǒng)大得多，因?yàn)樵谙飨到y(tǒng)中，水?dāng)y帶著各種物質(zhì)不停地流入和流出。開放系統(tǒng)必須依賴于由外界環(huán)境的輸入，如果輸入一旦停止，系統(tǒng)也就失去了功能。開放系統(tǒng)如果具有調(diào)節(jié)其功能的反饋機(jī)制，該系統(tǒng)就成為控制論系統(tǒng)。所謂反饋，就是系統(tǒng)的輸出變成了決定系統(tǒng)未來功能的輸入；一個(gè)系統(tǒng)，如果其

23、狀態(tài)能夠決定輸入，就說明它有反饋機(jī)制的存在。要使反饋系統(tǒng)能起控制作用，系統(tǒng)應(yīng)具有某個(gè)理想的狀態(tài)和位置點(diǎn)，系統(tǒng)就能圍繞位置點(diǎn)而進(jìn)行調(diào)節(jié)。二、反饋調(diào)節(jié)概念：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)某一成分發(fā)生變化，它必然引起其它成分出現(xiàn)一系列相應(yīng)變化，這些變化又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分。反饋調(diào)節(jié)分為正反饋和負(fù)反饋。負(fù)反饋：是比較常見的一種反饋，它的作用是能夠使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持平衡或穩(wěn)態(tài)，反饋的結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。例如，如果草原上的食草動(dòng)物因?yàn)檫w入而增加，植物就會(huì)因?yàn)槭艿竭^度啃食而減少，植物數(shù)量減少以后，反過來就會(huì)抑制動(dòng)物數(shù)量（圖5-9和圖5-10）。 正反饋：系統(tǒng)中某一成分的變化所引起

24、的其它一系列變化，反過來加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化。使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。特點(diǎn)：正反饋往往具有極大的破壞作用，但是它常常是爆發(fā)性的，所經(jīng)歷的時(shí)間也很短。 較少見。如湖泊污染，導(dǎo)致魚的數(shù)量因死亡而減少。由于魚體腐爛，加重湖泊污染并引起更多魚類的死亡。 從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，生態(tài)系統(tǒng)中的負(fù)反饋和自我調(diào)節(jié)將起主要作用。三、生態(tài)平衡（Ecological equilibrium, ecological balance）生態(tài)平衡：生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育和調(diào)節(jié)所達(dá)到的一種穩(wěn)定狀態(tài)，它包括結(jié)構(gòu)、功能和能量輸入和輸出的穩(wěn)定。從根本上講，生態(tài)平衡問題是整個(gè)生物學(xué)科所研究的主要問題。 生態(tài)平衡的特點(diǎn)是一種動(dòng)態(tài)平衡。

25、物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)總是在不間斷地進(jìn)行，生物個(gè)體也在不斷更新。是生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育和調(diào)節(jié)達(dá)到的一種穩(wěn)定狀況，這種穩(wěn)定是多方面的。包括：結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定、功能上的穩(wěn)定、能量輸入輸出的穩(wěn)定、系統(tǒng)發(fā)育過程和趨勢(shì)的穩(wěn)定、自控能力的穩(wěn)定等等。在自然條件下，生態(tài)系統(tǒng)總是朝著種類多樣化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和功能完善化方向發(fā)展，直至生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到最成熟的穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的最穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，能夠自我調(diào)節(jié)和維持自己的正常功能，在很大程度上克服外來干擾，保持自身的穩(wěn)定性。生態(tài)閾值：生態(tài)系統(tǒng)受外界干擾后，自動(dòng)調(diào)節(jié)的極限。 生態(tài)（平衡）失調(diào)：當(dāng)外來干擾超越生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力或代償功能，造成其結(jié)構(gòu)破壞，功能受阻，正常的生態(tài)關(guān)

26、系被打亂以及反饋?zhàn)钥啬芰ο陆刀荒芑謴?fù)到原初狀態(tài)的現(xiàn)象。生態(tài)失調(diào)原因：森林和植被的破壞、不合理的資源利用、水土流失、氣候干燥、水源枯涸等維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡 生態(tài)危機(jī)：由于人類盲目活動(dòng)而導(dǎo)致局部地區(qū)甚至整個(gè)生物圈結(jié)構(gòu)和功能的失衡，從而威脅人類的生存。四、生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)1、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性（stability）(生態(tài)平衡):生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育和調(diào)節(jié)達(dá)到一種穩(wěn)定的狀態(tài)，表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)上、功能上、能量輸入和輸出上的穩(wěn)定，當(dāng)受到外來干擾時(shí)，平衡將受到破壞，但只要這種干擾沒有超過一定限度，生態(tài)系統(tǒng)仍能通過自我調(diào)節(jié)恢復(fù)原來狀態(tài)。    生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性包括了兩個(gè)方面的含義 :一方面是系統(tǒng)

27、保持現(xiàn)行狀態(tài)的能力 ,即抗干擾的能力（抵抗力resistance）;另一方面是系統(tǒng)受擾動(dòng)后回歸該狀態(tài)的傾向 ,即受擾后的恢復(fù)能力（恢復(fù)力resilience）。解釋：生態(tài)系統(tǒng)平衡實(shí)際上就是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定（homeostasis）的顯示。了解生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)，首先應(yīng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)穩(wěn)定有所認(rèn)識(shí)。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定理論是強(qiáng)調(diào)各種生物控制自身內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定這一普通概念的引伸，最初是由生理學(xué)家和物理學(xué)家提出的，后來由控制論學(xué)者對(duì)其給予了發(fā)展并應(yīng)用于以負(fù)反饋（Negative feedback）為基礎(chǔ)的自控系統(tǒng)。蘇卡姆爾-哈姆斯（Schmal-hause，1968）曾指出，內(nèi)穩(wěn)定這個(gè)術(shù)語(yǔ)可用于群落學(xué)研究。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)

28、穩(wěn)定的概念就是早期生物學(xué)平衡概念的發(fā)展，它意在解釋包括生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、調(diào)節(jié)和抵抗力等內(nèi)在的各種機(jī)制的結(jié)構(gòu)和功能（Trojan，1987）。也就是說，內(nèi)穩(wěn)定是系統(tǒng)保持自身內(nèi)部穩(wěn)定的能力。從這個(gè)角度上看，內(nèi)穩(wěn)定這個(gè)概念是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)中所有理論和實(shí)踐的中心問題。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性機(jī)制：生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)的能力，維持自身的穩(wěn)定性，自然生態(tài)系統(tǒng)可以看成是一個(gè)控制論系統(tǒng)，因此，負(fù)反饋（negative feedback）調(diào)節(jié)在維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面具有重要的作用。2、生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制生態(tài)系統(tǒng)平衡的調(diào)節(jié)主要是通過系統(tǒng)的反饋機(jī)制、抵抗力和恢復(fù)力實(shí)現(xiàn)的。1反饋機(jī)制：(重點(diǎn))生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)屬于反饋調(diào)節(jié)。當(dāng)生態(tài)

29、系統(tǒng)中某一成分發(fā)生變化的時(shí)候，它必然會(huì)引起其他成分出現(xiàn)一系列的相應(yīng)變化，這些變化最終又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分，這個(gè)過程就叫反饋。反饋有兩種類型，即正反饋（Positive feedback）和負(fù)反饋（Negative feedback），兩者的作用是相反的。負(fù)反饋是比較常見的一種反饋，它的作用是能夠使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持平衡或穩(wěn)態(tài)，反饋的結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。要使系統(tǒng)維持穩(wěn)態(tài)，只有通過負(fù)反饋機(jī)制。這種反饋就是系統(tǒng)的輸出變成了決定系統(tǒng)未來功能的輸入。種群數(shù)量調(diào)節(jié)中，密度制約作用是負(fù)反饋機(jī)制的體現(xiàn)。負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用的意義就在于通過自身的功能減緩系統(tǒng)內(nèi)的壓力以維持

30、系統(tǒng)的穩(wěn)定。另一種反饋叫正反饋，較少見。它的作用剛好與負(fù)反饋相反，即生態(tài)系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他一系列變化，反過來不是抑制而是加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化，因此正反饋的作用常常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。生物的生長(zhǎng)，種群數(shù)量的增加等均屬正反饋。正反饋往往具有極大的破壞作用，但是它常常是爆發(fā)性的，所經(jīng)歷的時(shí)間也很短。 從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，生態(tài)系統(tǒng)中的負(fù)反饋和自我調(diào)節(jié)將起主要作用。2.后備力（Redundancy）：也與生態(tài)系統(tǒng)平衡的調(diào)節(jié)有關(guān)。它是指同一生物群落中具有同樣生態(tài)功能的物種的多少。在正常情況下，這些物種中僅有一個(gè)履行著同一功能的主要職能，其它的則顯然并不那么重要或作用不明顯，但它

31、們是系統(tǒng)內(nèi)貯存的“備件”，一旦環(huán)境條件發(fā)生變化，它們可起到替代作用，從而保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定和功能的正常進(jìn)行。這些“備件”的存在實(shí)際上是系統(tǒng)反饋環(huán)的增加。因此，后備力可看作系統(tǒng)反饋機(jī)制復(fù)雜和完善與否的一種結(jié)構(gòu)上的標(biāo)志。3抵抗力（Resjstance）：是生態(tài)系統(tǒng)抵抗外干擾并維持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能原狀的能力，是維持生態(tài)平衡的重要途徑之一。抵抗力與系統(tǒng)發(fā)育階段狀況有關(guān)，其發(fā)育越成熟，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、抵抗外干擾的能力就越強(qiáng)。例如我國(guó)長(zhǎng)白山紅松針闊混交林生態(tài)系統(tǒng)，生物群落垂直層次明顯、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)自身貯存了大量的物質(zhì)和能量，這類生態(tài)系統(tǒng)抵抗干旱和蟲害的能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過結(jié)構(gòu)單一的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。環(huán)境容量、自凈作

32、用等都是系統(tǒng)抵抗力的表現(xiàn)形式。4恢復(fù)力（Resilience）：是指生態(tài)系統(tǒng)遭受外干擾破壞后，系統(tǒng)恢復(fù)到原狀的能力。如污染水域切斷污染源后，生物群落的恢復(fù)就是系統(tǒng) 恢復(fù)力的表現(xiàn)。生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)能力是由生命成分的基本屬性決定的，即生物頑強(qiáng)的生命力和種群世代延續(xù)的基本特征所決定。所以，恢復(fù)力強(qiáng)的生態(tài)系統(tǒng)，生物的生活世代短，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。如雜草生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞后恢復(fù)速度要比森林生態(tài)系統(tǒng)快得多。生物成分（主要是初級(jí)生產(chǎn)者層次）生活世代長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，一旦遭到破壞則長(zhǎng)期難以恢復(fù)。但就抵抗力的比較而言，兩者的情況卻完全相反，恢復(fù)力越強(qiáng)的生態(tài)系統(tǒng)其抵抗力一般比較低，反之亦然。抵抗力和恢復(fù)力是生態(tài)系統(tǒng)

33、穩(wěn)定性的兩個(gè)方面，兩者間的關(guān)系可用圖5-18形象地予以描述。圖中兩條虛線之間所示的是系統(tǒng)功能正常作用范圍，偏離程度可作為衡量系統(tǒng)抵抗力大小的指標(biāo)，恢復(fù)到正常范圍所需時(shí)間則是系統(tǒng)恢復(fù)力的定量指標(biāo)。曲線與正常范圍之間所夾面積就可作為生態(tài)系統(tǒng)總穩(wěn)定性的定量指標(biāo)。生態(tài)系統(tǒng)對(duì)外界干擾具有調(diào)節(jié)能力才使之保持了相對(duì)的穩(wěn)定，但是這種調(diào)節(jié)能力不是無限的。生態(tài)平衡失調(diào)就是外干擾大于生態(tài)系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)能力的結(jié)果和標(biāo)志。不使生態(tài)系統(tǒng)喪失調(diào)節(jié)能力或未超過其恢復(fù)力的外干擾及破壞作用的強(qiáng)度稱之為“生態(tài)平衡閾值（ecological equilibrium threshold limit）。閾值的大小與生態(tài)系統(tǒng)的類型有關(guān)，另外

34、還與外干擾因素的性質(zhì)，方式及作用持續(xù)時(shí)間等因素密切相關(guān)。生態(tài)平衡閾值的確定是自然生態(tài)系統(tǒng)資源開發(fā)利用的重要參量，也是人工生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃與管理的理論依據(jù)之一。其它章節(jié)自學(xué)內(nèi)容：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的基本原理重點(diǎn)（1）生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)嚴(yán)格遵循熱力學(xué)定律生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量流動(dòng)，都遵循熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律。熱力學(xué)第一定律指出，自然界能量可以由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式；在轉(zhuǎn)化的過程中是按嚴(yán)格的當(dāng)量比例進(jìn)行。能量既不能消滅，也不能憑空創(chuàng)造。熱力學(xué)第二定律指出，生態(tài)系統(tǒng)的能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時(shí)，總有一部分能量轉(zhuǎn)化為不能利用的熱能而耗散。因此，系統(tǒng)能量增加，環(huán)境能量減少，但總能量不變。所不同的

35、是，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，再轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋C(jī)械能等其他形式。（2） 生態(tài)系統(tǒng)中能量是單向流、非循環(huán)的，它只能一次流過生態(tài)系統(tǒng)，單程前進(jìn)，決不可逆。能量以光能的狀態(tài)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后，就不再以光的形式存在；從總的能量流的途徑而言，能量只是單程流進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)，是不可逆的。（熱力學(xué)第二定律）（3）能量在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的過程，就是能量不斷遞減的過程能量沿著食物鏈方向流動(dòng)。生態(tài)系統(tǒng)中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的消費(fèi)總不能百分之百的利用前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量和能量，總是要耗散掉一部分。在其流動(dòng)時(shí)，生物中的能量由于各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物維持自身生命消耗而逐級(jí)減少，估計(jì)每經(jīng)一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的剩余能量為原有能量的十分之一左右，其余的都消耗了。（4）能量在流

36、動(dòng)中，質(zhì)量在提高能量在生態(tài)系統(tǒng)流動(dòng)中，是把較多的低質(zhì)量能轉(zhuǎn)化為另一種較少的高質(zhì)量能。從太陽(yáng)輻射能輸入生態(tài)系統(tǒng)后的能量流動(dòng)過程中，能的質(zhì)量是逐步提高和濃集的。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)又稱生物地球化學(xué)循環(huán)(biogeo-chemical cycle)。它是指無機(jī)化合物和單質(zhì)通過生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。（一）物質(zhì)循環(huán)的模式及類型 生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)可以用庫(kù)（Pool）和流通（flow）兩個(gè)概念加以概括。庫(kù)是由存在于生態(tài)系統(tǒng)某些生物或非生物成分中一定數(shù)量的某種化合物所構(gòu)成。物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)實(shí)際上是在庫(kù)與庫(kù)之間彼此流通的。流通量是指單位時(shí)間、單位面積內(nèi)通過的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的絕對(duì)值。用周轉(zhuǎn)率（t

37、urnover rate）和周轉(zhuǎn)時(shí)間（turnover time）表示有關(guān)庫(kù)的相對(duì)重要性。周轉(zhuǎn)率=流通率/庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量；周轉(zhuǎn)時(shí)間=庫(kù)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)總量/流通率周轉(zhuǎn)時(shí)間表達(dá)了移動(dòng)庫(kù)中全部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所需要的時(shí)間。生物地球化學(xué)循環(huán)分三大類型：水循環(huán)（water cycle）、氣體型循環(huán)（gaseous cycle）和沉積型循環(huán)（sedimentary cycle）。 （二）水循環(huán) 水和水循環(huán)對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)具有特別重要意義，它是地球上各種物質(zhì)循環(huán)的中心循環(huán)。通過降水和蒸發(fā)這兩種形式，使地球水分達(dá)到平衡狀態(tài)。（圖：全球水循環(huán)）。此外，水循環(huán)通過地表徑流將各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)搬到另一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，補(bǔ)充某些

38、生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不足。植被在水循環(huán)過程中起重要作用。（三）碳循環(huán)全球碳貯存量約為26×1015噸，絕大部分以碳酸鹽的形式禁錮在巖石圈中。生物可直接利用的碳是水圈和大氣圈中以CO2形式存在的碳。1、碳循環(huán)途徑（圖） 綠色植物通過光合作用，把大氣中的CO2固定，轉(zhuǎn)化為碳水化合物； 光合作用產(chǎn)物供各營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用、重組、呼吸、分解等，以CO2形式回到大氣； 通過燃燒煤炭、天然氣、石油等產(chǎn)生的CO2； 脫離循環(huán)，被永久禁錮。 三生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)2、碳在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)不平衡引起的生態(tài)效應(yīng)：CO2增加，引起的溫室效應(yīng)（greenhouse effect），致使全球變暖，將產(chǎn)生對(duì)6個(gè)生物層次的潛在

39、影響：生物圈：海平面上升，淹沒大片海岸濕地，陸地生物區(qū)變化生態(tài)系統(tǒng)：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)作物減產(chǎn)。病蟲害加重。影響牲畜食欲。森林生態(tài)系統(tǒng)導(dǎo)致干旱、增加森林大火風(fēng)險(xiǎn)。森林害蟲增加，影響森林對(duì)物質(zhì)的吸收。水生生態(tài)系統(tǒng)使海洋靜水層和沉淀層的微生物活動(dòng)加快，水中含氧量減少，影響許多海洋動(dòng)物的生存；導(dǎo)致藻類繁殖速度加快，使魚類產(chǎn)量減少。生物群落：影響生物群落結(jié)構(gòu)，使植物群落中有些優(yōu)勢(shì)種競(jìng)爭(zhēng)能力下降。物種：加速物種的滅絕；加速某些物種的遷移。種群：改變某些植食性動(dòng)物的食性，導(dǎo)致某些種群的互相作用強(qiáng)度增強(qiáng)。個(gè)體：提高水分利用，提高光合作用，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，改變植物形態(tài)結(jié)構(gòu)。3、保持碳循環(huán)相對(duì)平衡的生態(tài)對(duì)策(1) 減

40、少CO2 的排放：提高能源的利用效率發(fā)電采用高效先進(jìn)技術(shù)；大力發(fā)展不含碳的能源和低碳能源代替煤炭水力發(fā)電、核能發(fā)電、充分利用各種再生能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等）、天然氣、生物能（如沼氣利用）等。(2) 大力開展對(duì)CO2的吸收，固定和利用海洋交換吸收、陸地植樹種草、保護(hù)森林植被。（四）氮循環(huán) 氮循環(huán)中的主要作用(圖)固氮作用三條途徑：閃電、宇宙射線、火山爆發(fā)活動(dòng)等的高能固氮，形成氨或硝酸鹽，隨降雨到達(dá)地面，為8.9kg/hm2·a。工業(yè)固氮（化肥的制造），目前全世界已達(dá)1×108噸。生物固氮（最重要途徑），為100200kg/km2·a。氨化作用由氨化細(xì)菌而后真菌

41、的作用將有機(jī)氮分解成為氨與氨 化合物。硝化作用氨化合物被亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。反硝化作用也稱脫氨作用，反硝化細(xì)菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變成大氣氮，回到大氣庫(kù)中。（五）有毒有害物質(zhì)循環(huán) 以DDT、汞為例。有毒有害物質(zhì)的循環(huán)是指那些對(duì)有機(jī)體有害的物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，通過食物鏈富集或被分解的過程。1DDT（二氯二苯三氯乙烷）DDT是一種人工合成有機(jī)氯殺蟲劑，它的問世，對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展起了很大作用，但它是是有機(jī)毒物。生態(tài)系統(tǒng)通過兩個(gè)途徑吸入人類噴灑的DDT并通過食物鏈加以富集： 通過植物莖葉、根系進(jìn)入植物體 草食動(dòng)物吃 肉食動(dòng)物食 逐級(jí)濃縮； 噴灑的DDT落入地面經(jīng)土壤動(dòng)物吃用富集 陸上動(dòng)物

42、 逐級(jí)濃縮。（圖）營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，富集能力越強(qiáng)，積累量越大。其危害主要是影響生殖，導(dǎo)致人類、動(dòng)物產(chǎn)生怪胎。 2汞（Hg）汞作為工業(yè)用催化劑和電極材料，不斷輸入生態(tài)系統(tǒng)。它以痕量出現(xiàn)在大氣、土壤、巖石及動(dòng)植物組織中，但通過生物濃縮從水中不到1ug/L到海藻中100ug/L，到魚體中達(dá)1122ug/L。汞的危害：與神經(jīng)系統(tǒng)某些酶類結(jié)合，產(chǎn)生神經(jīng)錯(cuò)亂；與一種DNA一起發(fā)生作用的蛋白質(zhì)形成專一性結(jié)合，引起汞中毒先天性缺陷。轉(zhuǎn)化為有機(jī)化合物如甲基汞，毒性更強(qiáng)，進(jìn)入人體可分布全身，尤其進(jìn)入肝、腎，最后到達(dá)腦部，且不易排泄。 3有毒有害物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)：在食物鏈營(yíng)養(yǎng)級(jí)上進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)并逐級(jí)濃縮富集；在生物體代謝過程

43、中不能被排泄而被生物體同化，長(zhǎng)期停留于生物體內(nèi)；有些有毒有害物質(zhì)不能分解而相反經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)后使毒性增加。因此，有毒物質(zhì)的生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)與人類的關(guān)系最為密切，但由最為復(fù)雜。有毒物質(zhì)循環(huán)的途徑，在環(huán)境中滯留時(shí)間，在有機(jī)體內(nèi)濃縮的數(shù)量和速度，以及作用機(jī)制和對(duì)有機(jī)體影響的程度等等都是十分重要的研究課題。 （六）生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量流動(dòng)是互相依存，互相制約，密不可分的。但能量在生態(tài)系統(tǒng)中是被消耗、單向循環(huán)（流動(dòng)），不可逆的。而物質(zhì)循環(huán)是可逆的，多向可返回原來的化學(xué)形態(tài)，并可逃循、脫離生態(tài)系統(tǒng)。*生態(tài)系統(tǒng)中的信息及其傳遞生態(tài)系統(tǒng)的功能除了體現(xiàn)在生物生產(chǎn)過程，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)外，還表現(xiàn)在系統(tǒng)中各生命成分之間存在著信息傳遞。信息傳遞是雙向的。環(huán)境是生態(tài)系統(tǒng)的