第七章生态系统的一般特征

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1、第七章第七章 生态系统的一般特征生态系统的一般特征第一节第一节 生态系统的基本概念生态系统的基本概念第二节第二节 生态系统的组成与结构生态系统的组成与结构第三节第三节 生态效率生态效率第四节第四节 生态系统的反馈调节和生态平衡生态系统的反馈调节和生态平衡第一节第一节 生态系统的基本概念生态系统的基本概念一、一般系统论一、一般系统论 从从20世纪世纪20年代开始一般系统论的研究工作，中心思年代开始一般系统论的研究工作，中心思想把生物整体及环境作为一个大系统，用数学的方法和模型想把生物整体及环境作为一个大系统，用数学的方法和模型进行研究。进行研究。 代表人物：奥地利理论生物学家代表人物：奥地利理论

2、生物学家L.V. Bertelanffy（贝（贝塔朗菲）。认为系统是相互联系的诸要素的综合体。塔朗菲）。认为系统是相互联系的诸要素的综合体。 系统：系统：是指彼此间相互作用、相互依赖的若干组成部分是指彼此间相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体，是有序的整体。构成结合而成的具有特定功能的有机整体，是有序的整体。构成系统至少要有三个条件：有两个以上的组分；各组分相互联系统至少要有三个条件：有两个以上的组分；各组分相互联系，具有一定结构；具有独立的、特定的功能。（钱学森）系，具有一定结构；具有独立的、特定的功能。（钱学森） 系统的一般属性：系统的一般属性： （1）系统是由

3、许多组分组成，彼此间相互联系、相互作用，）系统是由许多组分组成，彼此间相互联系、相互作用，具有整体的功能性，不是其组成分的简单集合。系统的功能大于具有整体的功能性，不是其组成分的简单集合。系统的功能大于部分相加的总和。部分相加的总和。 （2）系统具有内在的相关性，成分依附于系统而存在，系统）系统具有内在的相关性，成分依附于系统而存在，系统各成分之间或子系统之间，通过能流、物质流、信息流而有机地各成分之间或子系统之间，通过能流、物质流、信息流而有机地联系起来。联系起来。 （3）系统的结构存在有序性和层次性，系统不是混浊一团，）系统的结构存在有序性和层次性，系统不是混浊一团，而是有层次的有序结构。

4、而是有层次的有序结构。 （4）系统存在的空间总是有限的。开放系统必然存在外环境，）系统存在的空间总是有限的。开放系统必然存在外环境，系统与环境相互作用。系统具有一定的边界，边界的划分是系统系统与环境相互作用。系统具有一定的边界，边界的划分是系统研究的前提。研究的前提。 （5）系统不仅是作为状态而存在，而且具有时间性的过程。）系统不仅是作为状态而存在，而且具有时间性的过程。系统存在的时间同样也是有限的。系统存在的时间同样也是有限的。二、生态学系统二、生态学系统 一般系统论认为生物学的任何层次都可以看成一个系统。一般系统论认为生物学的任何层次都可以看成一个系统。例如：细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核

5、以及各种细胞器等要素例如：细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核以及各种细胞器等要素组成的系统，具有各细胞成分所没有的功能，并具一般的系统属组成的系统，具有各细胞成分所没有的功能，并具一般的系统属性。性。 生态学的各个层次（个体、种群、群落）都可看作是系统，生态学的各个层次（个体、种群、群落）都可看作是系统，又都是更高层次的子系统。每个层次又都出现前一个层次所不具又都是更高层次的子系统。每个层次又都出现前一个层次所不具有的新特性。整个生态学就是研究不同层次系统与环境相互关系有的新特性。整个生态学就是研究不同层次系统与环境相互关系的科学，这就是生态学系统。的科学，这就是生态学系统。 由生物群落和非生物环

6、境所形成的生态系统，仅仅是生态学由生物群落和非生物环境所形成的生态系统，仅仅是生态学系统的一个层次；同样，它也是景观系统的一个子系统。系统的一个层次；同样，它也是景观系统的一个子系统。三、生态系统三、生态系统(Ecosystem) 由英国生态学家由英国生态学家A.G. Tansley(1935)首先提出，他认为生态系统是完首先提出，他认为生态系统是完整的系统，不仅包括生物复合体，而且还包括人们称为环境的全部物理整的系统，不仅包括生物复合体，而且还包括人们称为环境的全部物理因素的复合体。在任何情况下，生物群落都不是孤立存在的，总是与环因素的复合体。在任何情况下，生物群落都不是孤立存在的，总是与环

7、境密切相关。境密切相关。 生态系统生态系统 = 生物群落生物群落 + 非生物环境非生物环境 前苏联学者苏卡乔夫（前苏联学者苏卡乔夫（Sukachev，1940）提出生物地理群落）提出生物地理群落（biogeocoenosis)，与生态系统基本同义；，与生态系统基本同义；Lindeman（1942）创立了营创立了营养的动态观点；养的动态观点；Leopold（1949）提出了生态系统管理的理念；提出了生态系统管理的理念； Odum（1971）出版生态学基础对生态系统理论贡献重大；出版生态学基础对生态系统理论贡献重大；20世纪世纪70年代年代以来，以来， UNESCO发起的发起的IBP、MAB、IG

8、BP国际计划，中心内容是生态系国际计划，中心内容是生态系统的结构和功能、生态系统模型等；统的结构和功能、生态系统模型等； 20世纪世纪80年代后期和年代后期和90年代初期，年代初期，生态系统的可持续性问题成为焦点。生态系统的可持续性问题成为焦点。 生态系统是在一定的时间和空间范围内，生物与生物之间、生物与生态系统是在一定的时间和空间范围内，生物与生物之间、生物与非生物环境（如温度、湿度、阳光、土壤、各种有机物和无机物等等）非生物环境（如温度、湿度、阳光、土壤、各种有机物和无机物等等）之间，通过不断的物质循环、能量流动和信息传递而相互作用、相互依之间，通过不断的物质循环、能量流动和信息传递而相互

9、作用、相互依存所形成的一个生态学功能单位。存所形成的一个生态学功能单位。 生态系统的共同特性：生态系统的共同特性： （1）是生态学上的一个结构和功能单位，具有空间结构；）是生态学上的一个结构和功能单位，具有空间结构； （2）具有自动调控功能、自组织、自更新能力）具有自动调控功能、自组织、自更新能力 （3）具能量流动、物质循环和信息传递三大功能；）具能量流动、物质循环和信息传递三大功能； （4）营养级数目有限；）营养级数目有限； （5）具有时间变化，是一个动态系统；）具有时间变化，是一个动态系统； （6）而且是开放系统。）而且是开放系统。 生态系统的分类：生态系统的分类： 按环境性质和形态特征划

10、分：按环境性质和形态特征划分： （1）水域生态系统）水域生态系统-海洋生态系统（海岸带、浅海带、远洋海洋生态系统（海岸带、浅海带、远洋带）和淡水生态系统（流水、静水），带）和淡水生态系统（流水、静水）， （2）陆地生态系统）陆地生态系统荒漠（热荒漠、冷荒漠、冻原、极地、高荒漠（热荒漠、冷荒漠、冻原、极地、高山）、草原（湿草原、干草原、稀树干草原山）、草原（湿草原、干草原、稀树干草原Savanah）和森林）和森林（热带雨林热带雨林/季雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、亚季雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、亚寒带（北方）针叶林）。寒带（北方）针叶林）。 按人类对生态系统的影响划分：按人

11、类对生态系统的影响划分： （1）自然生态系统）自然生态系统 （森林、草原、水域、沙漠、（森林、草原、水域、沙漠、 极地）极地）（2）半自然生态系统（农田、人工林、人工草地、）半自然生态系统（农田、人工林、人工草地、 牧场、鱼塘、养殖、微生物）牧场、鱼塘、养殖、微生物）（3）人工生态系统（城镇、工矿、宇宙飞船、生长箱、）人工生态系统（城镇、工矿、宇宙飞船、生长箱、 人工气候室等）人工气候室等） 海洋生态系统海洋生态系统生态系统研究的重要性：生态系统研究的重要性：v 生态系统已经成为当前生态学研究中最活跃的领域。生态系统已经成为当前生态学研究中最活跃的领域。要解决现代人类的环境污染问题、人口暴涨与