生态系统(概念与结构).ppt
生态系统,概念和特征结构功能演化,概念:生态系统 ecosystem在一定时空内，由生物群落和环境相互作用组成的一个整体。A community of organisms and their physical environment interacting as an ecological unit.,概念和特征,生态系统生态学 ecosystem ecology：以生态系统为对象，研究生态系统的组成要素、结构与功能、发展与演替，以及人为影响与调控机制的生态科学分支。,概念和特征,G.Tansley（1935）：生物与环境形成一个自然系统，这种系统构成了地球表面上各种大小和类型的基本单元，这就是生态系统（ecosystem）.Tansley,A.G.1935.The use and abuse of vegetational concepts and terms.Ecology,16:284-307,苏卡乔夫 Sukachev V.N.(1944):地球表面的一个地段内，动物、植物、微生物与其他地理环境组成的功能单元（生物地理群落，biogeocoenosis）.,Lindeman R.(1934):Cedar Bog Lake“百分之十定律”Ricklefs R.E.(1979):生态学：物质循环和能量流动；相互作用；生态系统的能源来自太阳。Golley F.B.(1968):营养级和能流研究；能流渠道 食物链；陆地生态系统能流分析的奠基人。,Odum,E.P.：营养动态和能流研究的新方法；生态学与社会科学的相结合的分析模式；Fundaments of ecology(1971)，Basic ecology(1983);不同的组织层次谱系，将生态系统的概念系统化。Odum,H.T.:美国弗洛里达的Silver Spring的能量收支研究（已成范例）；Energy basis for man and nature(1976)；System ecology:an introduction(1983),H.T.Odum（1983）创建的一整套能量的符号语言。,Carson R.(1962):寂静的春天 污染对生态系统的影响；人类要限制自己的行动，不要破环生态系统的功能；促进了生态系统生态学与现代环境科学的结合；现代环境科学的基石。,Biodiversity(resources)(1969)Ecosystem management(1970s)Ecosystem health(for man)(1985)Sustainable development(1991)重大国际合作：IBP(International Biological Programme)(1960s)MAB(Man and the Biosphere Programme)(1971)IGBP(International Geosphere Biosphere Program)(1986),基本特征：,概念和特征,有时空概念的复杂的大系统:多等级；多维；网状；复杂性高 一定的负荷力:carrying capacity;environmental capacity明确的功能和公益服务性能：功能单元；固能和能流；物质转换和物流；生态系统服务（ecosystem service）,基本特征：,概念和特征,自维持和自调控功能:开放性；进化适应导致协调和自我控制（同种种群密度；异种种群数量；生物与环境）；负反馈（negative feedback）机制。动态的、生命的特征：“个体发育”和“系统发育”健康、可持续发展特性：进化的产物；与环境的协调和对环境变化的方应；人类的作用;sustainable development,研究方法：系统生态学模型模拟实验生态学,一个以昆虫为主的生态系统,生态系统研究的发展趋势,基础理论研究以结构和功能为基础。生态系统生产力；自然生态系统的稳定性；生态系统管理；生态系统的自维持模型；结合生态规划和生态设计。系统空间格局研究生态系统、区域和全球等多层次；尺度转换。,生态系统研究的发展趋势,研究方法的改善S；网络（如，CERN）；长期（LTER）微（微气候micro-climate、微环境micro-environment和微宇宙microcosm）；生态系统定量研究；优化的生态系统模型,生态系统研究的发展趋势,自然科学与社会科学的结合学科交叉和交叉学科：生态经济、生态法学、生态哲学.等,生态系统的组成要素、结构及原理,组成要素：生物群落环境,组成要素的作用：一、生产者（producer）：自养生物：植物和光合细菌固定能量环境改造能量流动和物质循环的重要环节,二、消费者（consumer）的主要作用：异养生物（heterotroph）植食动物（herbivore）初级消费者肉食动物（carnivore）次级消费者:一级、二级等 杂食性动物食虫植物,三、分解者（decomposer）的主要作用:还原者（reducer）菌类：细菌、真菌、放线菌土壤原生动物小型无脊椎动物,生态系统结构的基本原理 结构是生态系统的基本原理、空间结构分层（stratification）绿带（green belt）褐带（brown belt）相互作用(网络式结构)（interaction(network structure)）,生态系统结构的基本原理 结构是生态系统的基本原理、时间结构长时间尺度：地质演替中时间尺度：生态演替短时间尺度：昼夜、季节,生态系统结构的基本原理结构是生态系统的基本原理、主要差异生产者的大小和数量：陆地生态系统比水生生态系统的个体大，但数量少。代谢速率：陆地生态系统 水生生态系统。,生态系统结构的基本原理结构和功能的辩证关系结构和功能相互依存：功能是要素和结构的动态过程；一定结构表现一定的功能，一定的功能有一定的系统结构产生。结构和功能相互影响结构和功能关系的多样化：,生态系统结构的营养结构食物链（food chain）牧食食物链（grazing food chain）或捕食食物链（predatory food chain）碎屑食物链（detritus food chain）或分解食物链（decompose food chain）寄生食物链（parasitic food chain）牧食食物链和碎屑食物链往往同时存在。,生态系统结构的营养结构食物网（food web）生态系统中，有不同类型的食物链，同一类型的食物链常常有多条。生态系统中，一种生物不只属于一条食物链。,生态系统的开放、整体原理开放系统（open system）与外界的全方位交换开放的重要意义：输入和输出；要素间的交流；发展和可持续性,生态系统的开放、整体原理整体性原理整体性（holism）是生态系统最重要的特征：有机整体；在存在方式、目标和功能都体现了整体性。整体部分之和。各部分独立性下降，相互依存。各部分对整体都有贡献。,生态系统的主要类型,自然生态系统、半自然生态系统、人工生态系统陆地生态系统、水生生态系统其他：开放性（开放、封闭、隔离）；能量补加（自然无补加太阳供能、自然补加太阳供能、人类补加太阳供能、燃料供能城市工业系统）,展望系统多成分特征：复杂性系统多功能特征：线性与非线性系统的稳定性：开放系统与反应系统,
