第7章生态系统.ppt
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1、第七章 生态系统,7.1 系统观与生态系统,7.1.1“系统观念的引入”7.1.2 系统的基本性质7.1.3 系统方法7.1.4 生态系统的定义,7.1.1“系统”观念的引入,什么是“系统”定义:系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分,结合而成的具有一定结构的功能整体。系统的三要素:(1)两个以上的组分组成(2)各组分相互联系,具有一定的结构(3)具有独立的、特定的功能,计算机系统,系统组分的整体性系统结构的有序性系统功能的整合特性系统结构、功能的可控性,7.1.2 系统的基本性质,1.系统组分的整体性,系统无论大小都具有一定边界 系统的水平分离特征:组分内尽量相同,组分间尽量相异 系统的垂
2、直分离特征:子系统、子子系统,系统的边界。系统边界是区分系统内外的标志。系统边界有自然形成的,也有人为确定的。,系统的层次。在不同层次中组分间关系的强度不同。通常层次越低,组分间的关系强度越大。,2.系统结构的有序性,(1)系统的各个组分之间都有一定的量比关系。(2)系统内各组分通过各种联系相互作用、相互牵制。(3)系统各组分、各层次分工合作,各居其位、各司其职,共同完成系统的整体功能。,系统组分的量比关系。构成系统的多个组分在数量上有一定的比例关系。例如:H2O、H2O2。系统组分的空间关系。构成系统的多个组分在空间上有一定的位置排列关系。例如:,3.系统功能的整合特性,系统的整体功能不等于
3、它各组分功能的相加,而是一种集体效应,既有各组分的功能,又有各组分之间交互作用产生的新功能,这种整体功能大于部分功能之和的特性称为系统功能整合特性。例如:蛋白质的酶功能是其组分氨基酸所没有的;又如:磷钾肥对水稻产量影响。(见下表),表 磷钾肥对5个旱季水稻产量的影响,系统的整体功能是一种整体效应,不但反映各组分的独立功能,而且反映出各组分之间相互作用产生的新效应。这种新效应可能加强各组分原有的独立功能。系统的新效应也可能减弱各组分原有的独立功能。系统的新效应也可能是各组分原来没有的。组分功能与系统功能的关系通常被形象地表达为“1+1 2”。,2.系统分析过程,定性分析阶段 定量研究阶段 模型分
4、析阶段 系统结构优化阶段,7.1.3 系统分析途径,黑箱法:完全忽略系统内部结构,只通过输入和输出的信息来研究系统的转化特性和反应特征的系统研究途径。白箱法:建立在对系统的组分构成及其相互联系有透彻了解的基础上的系统研究方法。灰箱法:黑箱与白箱结合。,7.1.4 生态系统的含义,生态系统是在一定时间、空间范围内,生物与生存环境、生物与生物之间密切联系,相互作用,通过能量流动、物质循环、信息传递构成的具有一定结构的功能整体。,生态系统的特征,生态学的一个主要结构和功能单位,属于生态学研究的最高层次 内部具有自我调节能力 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能 营养级的数目受限于生产者所
5、固定的最大能值和能量在流动中巨大损失,生态系统中营养级不会超过5-6个 动态系统,目前有关生态系统的研究工作,自然生态系统的保护和利用 生态系统调控机制的研究 生态系统退化的机制、恢复及其修复研究 全球性生态问题的研究 生态系统可持续发展的研究,7.2 生态系统的一般特征,7.2.1 生态系统的组成成分7.2.2 生态系统的一般结构7.2.3 生态系统的基本功能及过程7.2.4 生态系统的特点,7.2.1 生态系统的组成成分,生产者(producer)指能利用无机物制造有机物的自养生物,主要是绿色植物,也包括一些蓝绿藻、光和细菌及化能合成细菌。生产者完成有机物的合成过程,是生物圈生命活动能量的
6、源头。深海的生产者化能自养硫化细菌,2.消费者(consumer)是指直接或间接利用绿色植物有机物作为食物源的异养生物。主要是指动物(草食动物、肉食动物、腐生动物、杂食动物)和寄生性生物。,3.分解者(decomposer),又称还原者,主要指细菌、真菌等微生物,也包括某些营腐生生活的原生动物。分解者的生态作用:通过动、植物残体有机物质的分解,使营养物质得到再循环,微生物种群得到恢复和繁衍。为碎屑食物链的各级生物提供了食物和物质基础。产生有调控作用的“环境激素”,对生态系统中其他生物的生长产生重大影响。改造地球表面的惰性物质。,4.无机环境,原料部分:光、氧、二氧化碳、水、无机盐类以及非生命的
7、有机物质等;代谢过程的媒介部分:水、土壤、温度和风等;基层部分:岩石和土壤等。,25,池塘生态系统示意图,26,一个简单的陆地生态系统模式图,生态系统各成份的相互关系,7.2.2 生态系统的一般结构,就营养方式来说,一个完整的生态系都由生产者、消费者、分解者和无机环境等4个基本成分所组成,而且4个基本成分相互作用形成完整的体系。,生态系统的结构是指生态系统组分在空间、时间上的配置及组分间的能物流顺序关系。(一)物种结构(二)空间结构 1.水平结构 2.垂直结构(立体结构)(三)时间结构(四)营养结构,7.2.3 生态系统的基本功能,能量流动、物质循环和信息传递为生态系统的三个基本功能。,7.2
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