1、第六章 生態系統概述第一節 系統第二節 生態系統第一節 系統一、什么是系統二、系統的基本特點三、系統的研究途徑一、什么是系統系統(system):是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合而成的具有特定功能的有機整體。系統的構成，須具備三個條件:有兩個以上的組份;組份間有聯系；以整體方式共同完成功能。 二、系統的基本特性 (一）系統組分的整體性1、系統無論大小都有一定的邊界 系統的邊界，可能是自然形成的，也可以是人為劃定的。例如，一只貓皮毛就構成貓這個生物個體的自然邊界；一個農場的邊界則往往是人為劃定的。 2、系統的垂直分離特征 系統各組分本身又可以自成系統，稱為子系統（subsystem），或

2、亞系統，而系統本身又是一個更大系統的組分，亦即系統具有層次性。自然界和人類社會系統普遍存在著這種大系統套小系統的層次現象，如從生物大分子到細胞器、細胞、組織、器官、個體、種群、群落、生態系統，是一個典型的自然系統層次；這種大系統套小系統的層次結構特征成為系統的垂直分離特征.。 生物大分子(DNA)| 細胞(cell)| 組織(organ)| 個體(individual)| 種群(population)| 群落(community)| 生態系統(ecosystem)| 生物圈(biosphere)3、系統的水平分離特征 系統由多個組分組成，系統可分為多個組分的結構特征稱為系統的水平分離特征。 （

3、二）系統結構的有序性1、系統的各個組分都有一定量比關系 例如，一群蜂蝗出現兩個蜂后必然產生分群；基因由一定的核苷酸組成，四種核苷酸的組成發生變化，基因的功能就完全不同。2、系統內各組分通過各種聯系相互作用、相互約束、相互牽制，一個組分的變化會導致其他組分的變化，甚至整個系統的變化。3、系統各組分分工合作，共同完成系統功能。（三）系統的整體性 系統的整體功能不等于它各組分功能的簡單相加，而是大于各組分之和 。系統內任一組份產生變化，最終影響到系統的其他組分，使系統的整體產生相應的變化 . （四）系統結構和功能的控性 結構決定功能，通過調控結構可以調控功能。 三、系統的研究途徑1、黑箱法(Blac

4、k box approach):Input output結構與過程均不清楚或不必弄清楚2、白箱法(Black box approach)：結構與過程均清楚或需要弄清楚inputoutput第二節 生態系統一、什么是生態系統？二、生態系統的特點三、生態系統的組分四、生態系統的營養結構五、關于生態系統的過程與功能一、什么是生態系統？生態系統(ecosystem)：即生物群落與其生存環境之間，以及生物種群之間密切聯系相互作用，通過物質交換能量轉換和信息傳遞，成為占據一定空間、具有一定結構、執行一定功能的動態平衡體系，稱為生態系統(ecosystem)。 生態系統的核心是生物群落 。二、生態系統的特點

5、 生態系統區別于一般系統的共性之外，還具有不同于一般系統的個性，主要表現在：1、在組成成分方面：不僅包括各種無生命的物理、化學成分，還包括有生命的生物成分，生物群落是生態系統的核心。2、特定空間：生態系統通常與特定的空間相聯系，因而都有具有一定的地區特點和空間結構。 3、時間特性：生物具有生長、發育、繁殖和死亡的特性，生態系統也表現出明顯的時間特征，具有從簡單到復雜，從低級到高級的演變發展規律。 4、開放系統：各類生態系統都是程度不同的開放系統，不斷地從外界輸入能量和物質，經過轉換變為輸出，從而維持系統的有序狀態。 5、新陳代謝：生態系統的代謝活動是通過生產者、大型消費者和小型消費者這三大功能

6、類群參與的物質循環和能量流動過程完成的。 6、動態平衡：系統內各生物種內、種間以及生物與環境之間在結構和功能方面具有復雜的動態平衡特征。三、生態系統的組分 多種多樣的生物在生態系統中扮演著重要的角色。根據生物在生態系統中發揮的作用和地位而劃分為生產者、消費者和分解者三大功能類群。 生產者（producers），又稱初級生產者（primary producers），指自養生物，主要指綠色植物，也包括一些化能合成細菌。消費者（macro-consumers），指以初級生產的產物為食物的大型異養生物，主要是動物。分解者（composers），指利用動植物殘體及其它有機物為食的小型異養生物，主要有真菌

7、、細菌、放線菌等微生物。小型消費者使構成有機成分的元素和貯備的能量通過分解作用又釋放到無機環境中去。廢棄物廢棄物無機元素生產者消費者分解者 功能類群之間的關系生態系統的營養結構（一）生態系統的食物鏈(Food chain)1、什么是食物鏈？ 生態系統中貯存與有機物中的化學能，通過一系列的吃與被吃的關系，把生物與生物緊密地聯系起來，這種生物成員之間以食物營養關系彼此聯系起來的序列，稱為食物鏈 (Food chain)。 食物鏈中每一個生物成員稱為營養級（trophic level）。2、食物鏈的類型按照生物與生物之間的關系可將食物鏈分成三種類型捕食食物鏈（grazing food chain）：

8、指一種活的生物取食另一種活的生物所構成的食物鏈。捕食食物鏈都以生產者為食物鏈的起點。如植物 植食性動物 肉食性動物。這種食物鏈既存在于水域，也存在于陸地環境。如草原上的青草 野兔 狐貍 狼；在湖泊中，藻類 甲殼 小魚 大魚。碎食食物鏈（detritus food chain）：指以碎食（植物的枯枝落葉等）為食物鏈的起點的食物鏈。碎食被別的生物所利用，分解成碎屑，然后再為多種動物所食構成。其構成方式：碎食物 碎食物消費者 小型肉食性動物 大型肉食性動物。在森林中，有90%的凈生產是以食物碎食方式被消耗的。寄生性食物鏈（parasite food chain）：由宿主和寄生物構成。它以大型動物為食

9、物鏈的起點，繼之以小型動物、微型動物、細菌和病毒。后者與前者是寄生性關系。如哺乳動物或鳥類 跳蚤 原生動物 細菌 病毒。3、生態系統中各類食物鏈具有以下特點：在同一個食物鏈中，常包含有食性和其它生活習性極不相同的多種生物。在同一個生態系統中，可能有多條食物鏈，它們的長短不同，營養級數目不等，自然生態系統中營養級的數目是有限的（5)。在人工生態系統中，食物鏈的長度可以人為調節。在不同的生態系統中，各類食物鏈的比重不同。在任一生態系統，各類食物鏈總是協同起作用.4、食物鏈長度*關于食物鏈的長度食物鏈的長度分析（Pimm,1986; Cohen 1982）營養級 1 2 3 4 5 6 Total

10、Ref.頻率 1 45 37 22 5 3 113 Cohen 7 2 103 Pimm 1986關于食物鏈長度假說*1）能量流動假說 2）個體的大小假說3）最適捕食假說4）動態穩定性假說 （二）食物網（Food web）食物網（Food web）：生態系統中多條食物鏈相聯，構成的網狀結構即為食物網。食物網不僅維持著生態系統的相對平衡，并推動著生物的進化，成為自然界發展演變的動力。這種以營養為紐帶，把生物與環境、生物與生物緊密聯系起來的結構，稱為生態系統的營養結構。關于食物網結構*食物網結構的特點 根據物種在食物網所處的位置，可分為三種基本類型：1）頂位種(top species):在食物網中

11、不被任何物種捕食的物種。sink2）中位種（intermediate species）: 在食物網中既是捕食者又是被捕食者的物種。3）基位種（basal species）:不取食任何物種的物種。 source食物網中，物種的聯系（鏈節，link）具有方向性， 可分為四種基本類型：1）基位-中位鏈2）基位-頂位鏈3）中位-中位鏈4）中位-頂位鏈食物網的規律1）頂位種、中位種、基位種的數量比例穩定，比例為：0.2853：0.5251：0.1896。2）捕食者和被捕食者的比例相當穩定，比例為：4：3。3）各類型鏈節的平均數大體與食物網內鏈節總數成正比。分別是0.274, 0.077, 0.301, 0.3