第二节生态学基础 、生态学概述 1.生态学概念 生态学是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学。这里所说的生物包括植物、动 物和微生物,而环境是指各种生物一定的生存环境,由非生物环境和生物环境两方面组成。非生 物环境包括光照、热能、空气、水分、土壤和各种无机元素,生物环境包括主体生物以外的其他 一切生物所施加的各种影响,如竞争、捕食、寄生和互利合作等。 德国生物学家海克尔(E. Hacke)于1869年首先提出生态学这一名词,并于1886年创立生 态学这门学科。当时,他把生态学定义为“自然界的经济学”,是管理自然的科学,研究生物在 环境中如何生活。后来,也有学者把生态学定义为“研究生物或生物群体与其环境的关系,或生 活着的生物与其环境之间相互联系的科学。”定义表明,生态学是把生物或环境看作一个有着相 互关系的整体,具体体现在生物与其生存环境之间作用与反作用、相互依赖与制约和物质循环与 代谢等几个方面 传统的生态学基本上局限于研究生物与环境之间的相互关系,隶属于生物学的一个分支学 科。生态学的研究对象从单个分子到整个地球生物圈,一般可划分为4个层次:个体、种群、群 落和生态系统。其中,生物的个体水平研究其对环境的反映,单个物种构成的种群水平主要研究 影响种群丰富度和种群波动的因素,而由不冋物种构成的生物群落水平主要确定群落的结构和功 能,各个生物群落和非生物环境所构成的生态系统水平主要研究其中的能量流动、食物网和养分 循环。 随着现代科学技术的不断发展,生态学突破了原来纯生物科学的范畴,向微观与宏观两极发 展。例如,微观研究已深入到细胞与基因的水平,而宏观研究已从生物群落与环境条件的统一, 发展为生物圈与非生物因素之间相互作用的地球系统,即全球生态学。 2.生物与环境的相互作用 生态系统是生物和非生物因素的综合统一体,生物与环境之间存在着密切的联系和相互作 用,最终达到相互协调,演化成一个优良的生态系统 (1)生物依赖于环境。生物是多层次组织结构构成的有机体,愈高级的生物,组织结构愈 复杂。但不管哪一种生物,细胞都是其基本功能单位。细胞由不同的生物大分子,如蛋白质、核 酸、脂类、碳水化合物等组成,并通过生物体的基本结构单元细胞的新陈代谢构建成生物体。各 类生物大分子有着共同的物质基础元素,而这些元素均来自环境,即生物大分子环境中的各类原
第二节 生态学基础 一、生态学概述 1. 生态学概念 生态学是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学。这里所说的生物包括植物、动 物和微生物，而环境是指各种生物一定的生存环境，由非生物环境和生物环境两方面组成。非生 物环境包括光照、热能、空气、水分、土壤和各种无机元素，生物环境包括主体生物以外的其他 一切生物所施加的各种影响，如竞争、捕食、寄生和互利合作等。 德国生物学家海克尔(E.Haeckel)于 1869 年首先提出生态学这一名词，并于 1886 年创立生 态学这门学科。当时，他把生态学定义为“自然界的经济学”，是管理自然的科学，研究生物在 环境中如何生活。后来，也有学者把生态学定义为“研究生物或生物群体与其环境的关系，或生 活着的生物与其环境之间相互联系的科学。”定义表明，生态学是把生物或环境看作一个有着相 互关系的整体，具体体现在生物与其生存环境之间作用与反作用、相互依赖与制约和物质循环与 代谢等几个方面。 传统的生态学基本上局限于研究生物与环境之间的相互关系，隶属于生物学的一个分支学 科。生态学的研究对象从单个分子到整个地球生物圈，一般可划分为 4 个层次：个体、种群、群 落和生态系统。其中，生物的个体水平研究其对环境的反映，单个物种构成的种群水平主要研究 影响种群丰富度和种群波动的因素，而由不同物种构成的生物群落水平主要确定群落的结构和功 能，各个生物群落和非生物环境所构成的生态系统水平主要研究其中的能量流动、食物网和养分 循环。 随着现代科学技术的不断发展，生态学突破了原来纯生物科学的范畴，向微观与宏观两极发 展。例如，微观研究已深入到细胞与基因的水平，而宏观研究已从生物群落与环境条件的统一， 发展为生物圈与非生物因素之间相互作用的地球系统，即全球生态学。 2. 2. 生物与环境的相互作用 生态系统是生物和非生物因素的综合统一体，生物与环境之间存在着密切的联系和相互作 用，最终达到相互协调，演化成一个优良的生态系统。 （1）生物依赖于环境。生物是多层次组织结构构成的有机体，愈高级的生物，组织结构愈 复杂。但不管哪一种生物，细胞都是其基本功能单位。细胞由不同的生物大分子，如蛋白质、核 酸、脂类、碳水化合物等组成，并通过生物体的基本结构单元细胞的新陈代谢构建成生物体。各 类生物大分子有着共同的物质基础元素，而这些元素均来自环境，即生物大分子环境中的各类原
子所组成。新陈代谢是生物细胞在生长、繁殖、分化的活动中从环境摄取养分和能量,并将废物 排弃的过程。新陈代谢的实质就是环境中的大分子分解后成为细胞活动所需能量及细胞基本结构 的元素,细胞靠细胞膜的吸收作用从环境中选择性的吸收营养物质及矿物元素,然后通过酶的作 用,细胞将营养物质进行生物化学反应,合成机体大分子,同时将废物排弃到细胞外。因此,离 开了环境,生物因缺乏物质基础及其能量来源而死亡 (2)环境因子对生物的影响。非生物环境因子为生物提供必要的生存条件,但同时又可能 出现某些限制因子,尤其是那些量少但必不可缺的营养因子及变幻无穷的气候因子。因此,生物 对环境因子有一定的耐受性与适应性。限制因子的量或质的不足或过多,超过了生物的耐受度 将会影响生物的生存。适应性体现在当环境因子变化时,生物因子也随时通过核酸分子的突变, 产生遗传变异来重新调整,生物便不断进化发展,而那些耐受性较低的生物则趋于死亡。 (3)环境污染对生物的影响。环境污染主要指人们为了提高生存及生活质量,向环境过度 索取资源,各行各业所排出的超出环境自净能力的各种有害废弃物质。环境污染对生物的危害, 主要是一些有毒有害物质通过呼吸、消化、感官等系统进入体内,与生物细胞大分子物质进行反 应,使生物细胞降低或丧失正常的功能,最终对生物及人体健康产生危害 环境污染对生物及人类的影响将在其他章节中进一步阐述。 3.3.人类与环境的关系 历史上人们对环境的关心主要是考虑自然环境如何影响社会活动及其社会发展。仅仅最近几 十年来,公众和环境工作者才越来越多地关注人类活动怎样影响自然环境。关于人与环境的关系, 许多学者或环境论者认为:①自然资源的价值在于被人们利用,但利用过程中要保证高效和无污 染废物。环境保护主要关注的是避免自然资源的浪费,确保资源的有效利用。这种造福于人类的 环境保护和资源开发必须为多数人的利益服务,而不只是为少数人的利润:②要求对影响环境的 人类活动有所限制,认为非人类生物和自然物,如植物、动物、土壤和水体都有存在的权利:③ 人类活动中的不谨慎行为能导致自然系统不可逆转的变化,可能产生灾难性的影响,甚至有可能 危及地球保障人类生存的能力。人类、其他生物和环境因素之间是一种互相依存的合作关系,只 要他们中间任何一方发生问题,这种关系都会遭受破坏,即生态系统失去平衡 随着人类征服大自然的能力增强,伴随着的是人类对自然系统的破坏能力也在增强,从而面 临着环境日益恶化的挑战。为此,公众和科学家们要求对人类活动加以约束,使“生态意识”逐 渐成为全民道德观。仅仅依靠科学技术不能完全解决环境和生态系统问题,只有整个人类意识到 人类和自然环境是一个整体,制定道德、经济和法律的制约措施,才会是有效的。因此,生态学 是人类社会与生物圈稳定与持续发展的理论基础。 、生态系统的组成
子所组成。新陈代谢是生物细胞在生长、繁殖、分化的活动中从环境摄取养分和能量，并将废物 排弃的过程。新陈代谢的实质就是环境中的大分子分解后成为细胞活动所需能量及细胞基本结构 的元素，细胞靠细胞膜的吸收作用从环境中选择性的吸收营养物质及矿物元素，然后通过酶的作 用，细胞将营养物质进行生物化学反应，合成机体大分子，同时将废物排弃到细胞外。因此，离 开了环境，生物因缺乏物质基础及其能量来源而死亡。 （2）环境因子对生物的影响。非生物环境因子为生物提供必要的生存条件，但同时又可能 出现某些限制因子，尤其是那些量少但必不可缺的营养因子及变幻无穷的气候因子。因此，生物 对环境因子有一定的耐受性与适应性。限制因子的量或质的不足或过多，超过了生物的耐受度， 将会影响生物的生存。适应性体现在当环境因子变化时，生物因子也随时通过核酸分子的突变， 产生遗传变异来重新调整，生物便不断进化发展，而那些耐受性较低的生物则趋于死亡。 （3）环境污染对生物的影响。环境污染主要指人们为了提高生存及生活质量，向环境过度 索取资源，各行各业所排出的超出环境自净能力的各种有害废弃物质。环境污染对生物的危害， 主要是一些有毒有害物质通过呼吸、消化、感官等系统进入体内，与生物细胞大分子物质进行反 应，使生物细胞降低或丧失正常的功能，最终对生物及人体健康产生危害。 环境污染对生物及人类的影响将在其他章节中进一步阐述。 3. 3. 人类与环境的关系 历史上人们对环境的关心主要是考虑自然环境如何影响社会活动及其社会发展。仅仅最近几 十年来，公众和环境工作者才越来越多地关注人类活动怎样影响自然环境。关于人与环境的关系， 许多学者或环境论者认为：①自然资源的价值在于被人们利用，但利用过程中要保证高效和无污 染废物。环境保护主要关注的是避免自然资源的浪费，确保资源的有效利用。这种造福于人类的 环境保护和资源开发必须为多数人的利益服务，而不只是为少数人的利润；②要求对影响环境的 人类活动有所限制，认为非人类生物和自然物，如植物、动物、土壤和水体都有存在的权利；③ 人类活动中的不谨慎行为能导致自然系统不可逆转的变化，可能产生灾难性的影响，甚至有可能 危及地球保障人类生存的能力。人类、其他生物和环境因素之间是一种互相依存的合作关系，只 要他们中间任何一方发生问题，这种关系都会遭受破坏，即生态系统失去平衡。 随着人类征服大自然的能力增强，伴随着的是人类对自然系统的破坏能力也在增强，从而面 临着环境日益恶化的挑战。为此，公众和科学家们要求对人类活动加以约束，使“生态意识”逐 渐成为全民道德观。仅仅依靠科学技术不能完全解决环境和生态系统问题，只有整个人类意识到 人类和自然环境是一个整体，制定道德、经济和法律的制约措施，才会是有效的。因此，生态学 是人类社会与生物圈稳定与持续发展的理论基础。 二、生态系统的组成
(一)生态系统概念 生态系统是指自然界的在一定的地域内由全部生物和非生物环境相互作用的统一体。换言 之,生态系统是生命系统与环境系统在特定空间的组合。在这个统一整体中,生物与环境之间相 互影响,相互制约,不断演变,并在一定时期内处于相对稳定的动平衡状态。生态系统由各种活 动角色组成,具有营养级别、生物多样性等系统的结构特征,以及生物生产、物质循环、能量流 动和信息传递等系统功能。 自然界由各种各样的生态系统组成。在生态学研究中,通常划出一个特定的生态系统,如 条河流、一块土地、一片森林。生态系统的边界依具体研究情况而定,因此其范围可大可小,小 到一个池塘、一滴海水、甚至是动物体内消化道中的微生物系统,大到陆地、海洋、以及整个地 球生物圈。生态系统一般可划分自然生态系统和社会生态系统为两类,前者中的生命系统是生物 群落,后者中的生命系统就是人类。下面主要是介绍自然生态系统 (二)生态系统的组成 生态系统由生物和非生物环境两大部分组成,而生物部分又包括生产者、消费者、分解者三 类活动角色 1.生物环境 (1)生产者。生产者主要是绿色植物,也包括进行光合作用和化学能合成的某些微生物 绿色植物从太阳获得能量,同时从土壤中吸取养分,依靠体内含有的光合作用色素,将二氧化碳、 硫化物、水和无机盐类等合成为有机物质,同时放出氧气,并把太阳能转变为化学能贮存在有机 物质的分子结构中。微生物则利用太阳能或化学能将二氧化碳和水把无机物转化、合成为有机物 质。生产者又称自养生物,其生产的有机物及贮存的化学能,除供自身生长发育需要外,还用以 维持其他生物的生命活动。这种供养关系形成生态系统中的食物链,每一环节为一个营养级。生 产者称为第一营养级 (2)消费者。消费者是指食用植物或相互食用的生物,以动物为主。由于它们不能直接利 用太阳光能和无机化合物中的能量,只能直接或间接地从生产者摄取碳水化合物、脂肪和蛋白质 等有机物质获得生命活动的能量,因此消费者又称为异养生物。在食物链中,它们属于不同层次 的营养级,其中以植物为食的食草动物为第二营养级:以食草动物为食的食肉动物为第三营养级 以为第三营养级的动物为食的食肉动物为第四营养级:依次类推。消费者在生态系统中的主要作 用是实现物质与能量的传递与物质的转换,如食草动物从植物中获取能量,并把植物性蛋白转换 为动物性蛋白 (3)分解者。分解者主要是指具有分解能力的细菌和真菌等微生物,也包括某些参与分解 活动的原生动物、腐食性动物、软体动物,如咀嚼植物和枯木的鼠类、甲虫、白蚁,以及蚯蚓 蜈蚣等。它们通过物理的肢解,腐生生化成可溶性有机酸及将腐植酸矿化的三个作用阶段,把生
（一）生态系统概念 生态系统是指自然界的在一定的地域内由全部生物和非生物环境相互作用的统一体。换言 之，生态系统是生命系统与环境系统在特定空间的组合。在这个统一整体中，生物与环境之间相 互影响，相互制约，不断演变，并在一定时期内处于相对稳定的动平衡状态。生态系统由各种活 动角色组成，具有营养级别、生物多样性等系统的结构特征，以及生物生产、物质循环、能量流 动和信息传递等系统功能。 自然界由各种各样的生态系统组成。在生态学研究中，通常划出一个特定的生态系统，如一 条河流、一块土地、一片森林。生态系统的边界依具体研究情况而定，因此其范围可大可小，小 到一个池塘、一滴海水、甚至是动物体内消化道中的微生物系统，大到陆地、海洋、以及整个地 球生物圈。生态系统一般可划分自然生态系统和社会生态系统为两类，前者中的生命系统是生物 群落，后者中的生命系统就是人类。下面主要是介绍自然生态系统。 （二）生态系统的组成 生态系统由生物和非生物环境两大部分组成，而生物部分又包括生产者、消费者、分解者三 类活动角色。 1. 生物环境 （1）生产者。生产者主要是绿色植物，也包括进行光合作用和化学能合成的某些微生物。 绿色植物从太阳获得能量，同时从土壤中吸取养分，依靠体内含有的光合作用色素，将二氧化碳、 硫化物、水和无机盐类等合成为有机物质，同时放出氧气，并把太阳能转变为化学能贮存在有机 物质的分子结构中。微生物则利用太阳能或化学能将二氧化碳和水把无机物转化、合成为有机物 质。生产者又称自养生物，其生产的有机物及贮存的化学能，除供自身生长发育需要外，还用以 维持其他生物的生命活动。这种供养关系形成生态系统中的食物链，每一环节为一个营养级。生 产者称为第一营养级。 （2）消费者。消费者是指食用植物或相互食用的生物，以动物为主。由于它们不能直接利 用太阳光能和无机化合物中的能量，只能直接或间接地从生产者摄取碳水化合物、脂肪和蛋白质 等有机物质获得生命活动的能量，因此消费者又称为异养生物。在食物链中，它们属于不同层次 的营养级，其中以植物为食的食草动物为第二营养级；以食草动物为食的食肉动物为第三营养级； 以为第三营养级的动物为食的食肉动物为第四营养级；依次类推。消费者在生态系统中的主要作 用是实现物质与能量的传递与物质的转换，如食草动物从植物中获取能量，并把植物性蛋白转换 为动物性蛋白。 （3）分解者。分解者主要是指具有分解能力的细菌和真菌等微生物，也包括某些参与分解 活动的原生动物、腐食性动物、软体动物，如咀嚼植物和枯木的鼠类、甲虫、白蚁，以及蚯蚓、 蜈蚣等。它们通过物理的肢解，腐生生化成可溶性有机酸及将腐植酸矿化的三个作用阶段，把生
产者和消费者的残体分解为简单的无机物质,归还到非生物环境中,供生产者再吸收利用。分解 者也是生态系统中的异养生物,又称为还原者或腐化性生物。 2.非生物环境 非生物环境部分包括各种环境要素的总和:温度、光照、大气、水壤、土壤、气候、各种非 生物成分的无机物质和有机物质,即由所有非生命物质和能量两部分构成。在这个有机的统一整 体中,能量与物质在不断地循环和流动,并在一定条件下保持着相对平衡。非生物环境为各种生 物提供必要的营养元素和生存环境,是生态系统中各种生物赖以存在的基础。 (三)生态系统的结构 生态系统的结构是指生态系统中各组成成分之间的相互关系。良好的生态结构配置可以使生 态系统在一定时期和地域保持相对稳定的状态。生态系统的基本结构可划分为时空结构、生物多 样性结构以及营养结构。 1.时间和空间结构 生态系统的空间结构是指生物及环境因素在空间的配置,包括生物群落和非生物环境因素在 空间上的分布。例如,在高山森林生态系统中的垂直方向上,通常鸟类在空中飞翔,兽类在地面 活动,许多昆虫则在土壤中;植物中自下而上有苔藓地衣层、草本植物层、灌木层和乔木层。 生态系统的时间结构是指生态系统的结构随时间变化而产生的变化。由于时间出现一年四季 的周期性变化,从而生物群落结构也随之发生变化,如森林生态系统中生物在春、夏、秋、冬有 不同的形态,植物忽而绿草如茵,忽而枯枝残叶;动物出现休眠,鸟类迁移等。另一方面,随着 时间的流逝,生物的物种也将发生明显的演化,则生态系统的结构随之变化。 2.生物多样性结构 生物多样性是指某一区域内遗传基因的品系、物种和生态系统多样化总和。遗传多样性指在 自然因素或人工手段的处理下,使某个种内的遗传物质发生变异,产生了变种、亚种等;物种多 样性指生命有机体的多样性,是不同生命形式的具体体现。多样性的生态系统由各种生物群落与 其周围的环境组成,这是所有物种赖以生存与发展的基础,决定了物种、种群、群落的发展与消 亡。当地球上的环境变化时,会导致依赖于生存环境的物种不断演化,从量变到质变形成新的物 种。另一面也会使已形成的物种,如恐龙在地球上消亡。 3.营养结构 生态系统的营养结构是由生物的食物链构成,实质上是各营养级生物的能量转移和转换过 程。其表现为生产者可向消费者和分解者分别提供营养,消费者也可向分解者提供营养,分解者
产者和消费者的残体分解为简单的无机物质，归还到非生物环境中，供生产者再吸收利用。分解 者也是生态系统中的异养生物，又称为还原者或腐化性生物。 2. 非生物环境 非生物环境部分包括各种环境要素的总和：温度、光照、大气、水壤、土壤、气候、各种非 生物成分的无机物质和有机物质，即由所有非生命物质和能量两部分构成。在这个有机的统一整 体中，能量与物质在不断地循环和流动，并在一定条件下保持着相对平衡。非生物环境为各种生 物提供必要的营养元素和生存环境，是生态系统中各种生物赖以存在的基础。 （三）生态系统的结构 生态系统的结构是指生态系统中各组成成分之间的相互关系。良好的生态结构配置可以使生 态系统在一定时期和地域保持相对稳定的状态。生态系统的基本结构可划分为时空结构、生物多 样性结构以及营养结构。 1. 时间和空间结构 生态系统的空间结构是指生物及环境因素在空间的配置，包括生物群落和非生物环境因素在 空间上的分布。例如，在高山森林生态系统中的垂直方向上，通常鸟类在空中飞翔，兽类在地面 活动，许多昆虫则在土壤中；植物中自下而上有苔藓地衣层、草本植物层、灌木层和乔木层。 生态系统的时间结构是指生态系统的结构随时间变化而产生的变化。由于时间出现一年四季 的周期性变化，从而生物群落结构也随之发生变化，如森林生态系统中生物在春、夏、秋、冬有 不同的形态，植物忽而绿草如茵，忽而枯枝残叶；动物出现休眠，鸟类迁移等。另一方面，随着 时间的流逝，生物的物种也将发生明显的演化，则生态系统的结构随之变化。 2. 生物多样性结构 生物多样性是指某一区域内遗传基因的品系、物种和生态系统多样化总和。遗传多样性指在 自然因素或人工手段的处理下，使某个种内的遗传物质发生变异，产生了变种、亚种等；物种多 样性指生命有机体的多样性，是不同生命形式的具体体现。多样性的生态系统由各种生物群落与 其周围的环境组成，这是所有物种赖以生存与发展的基础，决定了物种、种群、群落的发展与消 亡。当地球上的环境变化时，会导致依赖于生存环境的物种不断演化，从量变到质变形成新的物 种。另一面也会使已形成的物种，如恐龙在地球上消亡。 3. 营养结构 生态系统的营养结构是由生物的食物链构成，实质上是各营养级生物的能量转移和转换过 程。其表现为生产者可向消费者和分解者分别提供营养，消费者也可向分解者提供营养，分解者
又可把营养物质输送给环境,由环境再供给生产者。不同的生物属于不同的营养级,如前所述, 绿色植物和其他自养生物构成第一营养级,草食动物为第二营养级,一级肉食动物为第三营养级, 级肉食动物为第四营养级,依此类推。如果将生态系统中每个营养级生物的个体数量、生物量 或者能量,按营养级的顺序由低到高排列起来绘成结构图,就会成为一个金字塔形,即生态金字 塔。其中,能量金字塔、一般的生物量金字塔和数量金字塔,通常从第一营养级到最后营养级逐 渐减少,即营养级越高的生物,其生物种类、数量和该营养级所有生物的能量之和越少。 (四)生态系统的类型 地球生物圈由大小不一、各种形式多样的生态系统所组成。人们可从不同研究角度,根据各 个生态系统的组成成分和结构特征对生态系统进行分类,如从各种环境因素、生物因子和非生物 因子的特点来划分不同的生态系统类型。依据生态系统受人类活动影响程度的大小,可划分为自 然生态系统、半自然生态系统和人工生态系统;而根据环境因素水体把生态系统划分为陆生态系 统、水生生态系统和湿地生态系统 陆生生态系统分为森林、草原、稀树干草原、荒漠等各类生态系统。其中,以乔木和灌木树 种等绿色植物群体为主组成的森林生态系统,绿色植物的生产量约占陆地总生产量的72%,对物 质循环和能量流动的影响最大,其次是草原生态系统。水生生态系统又可以划分为海洋和淡水两 大生态系统,并可根据水体的性质和分别进一步划分为各类子系统。水生生态系统中最大的是海 洋生态系统,地球上生物生产力的25%来自海洋,其次是海滩生态系统、湖泊生态系统。 自然生态系统是指那些存在于自然界,没有直接受到人类活动干扰的生态系统,如原始森林 远洋深海、未经放牧的草原、冻原地带等人类尚未到达的地方,能通过自我结构的调整来保持系 统的相对稳定。人工生态系统是指人类与其生存环境相互作用的网络结构,完全有人类活动所创 造和控制的生态系统,如农村、城市、工业区等。半自然生态系统指受到人类活动的影响,但其 环境仍保持一定自然状态的生态系统,如天然放牧的草场、人工森林、耕作的农田、养殖湖泊等。 、生态系统的基本功能 能量流动、物质循环和信息传递是维系生态系统稳定的三项主要功能。食物链(网)和营养级 是实现这些功能的保证。 (一)生态系统中的能量流动 生态系统中除少数能自养的细菌以外,几乎所有的生物体所获取的能量,都是太阳能单向传 递的结果。太阳能以阳光的形式进入生态系统,并通过绿色植物体内的光转换系统一光敏色素 尤其是叶绿素的光合作用被固定,把光能转换为化学能贮存在有机物中,其中一部分供给异养生 物进行生命活动。这样,太阳能通过光合生物进入生态系统,转化为化学键上的高效化合能开始
又可把营养物质输送给环境，由环境再供给生产者。不同的生物属于不同的营养级，如前所述， 绿色植物和其他自养生物构成第一营养级，草食动物为第二营养级，一级肉食动物为第三营养级， 二级肉食动物为第四营养级，依此类推。如果将生态系统中每个营养级生物的个体数量、生物量 或者能量，按营养级的顺序由低到高排列起来绘成结构图，就会成为一个金字塔形，即生态金字 塔。其中，能量金字塔、一般的生物量金字塔和数量金字塔，通常从第一营养级到最后营养级逐 渐减少，即营养级越高的生物，其生物种类、数量和该营养级所有生物的能量之和越少。 （四）生态系统的类型 地球生物圈由大小不一、各种形式多样的生态系统所组成。人们可从不同研究角度，根据各 个生态系统的组成成分和结构特征对生态系统进行分类，如从各种环境因素、生物因子和非生物 因子的特点来划分不同的生态系统类型。依据生态系统受人类活动影响程度的大小，可划分为自 然生态系统、半自然生态系统和人工生态系统；而根据环境因素水体把生态系统划分为陆生态系 统、水生生态系统和湿地生态系统。 陆生生态系统分为森林、草原、稀树干草原、荒漠等各类生态系统。其中，以乔木和灌木树 种等绿色植物群体为主组成的森林生态系统，绿色植物的生产量约占陆地总生产量的 72%，对物 质循环和能量流动的影响最大，其次是草原生态系统。水生生态系统又可以划分为海洋和淡水两 大生态系统，并可根据水体的性质和分别进一步划分为各类子系统。水生生态系统中最大的是海 洋生态系统，地球上生物生产力的 25%来自海洋，其次是海滩生态系统、湖泊生态系统。 自然生态系统是指那些存在于自然界，没有直接受到人类活动干扰的生态系统，如原始森林、 远洋深海、未经放牧的草原、冻原地带等人类尚未到达的地方，能通过自我结构的调整来保持系 统的相对稳定。人工生态系统是指人类与其生存环境相互作用的网络结构，完全有人类活动所创 造和控制的生态系统，如农村、城市、工业区等。半自然生态系统指受到人类活动的影响，但其 环境仍保持一定自然状态的生态系统，如天然放牧的草场、人工森林、耕作的农田、养殖湖泊等。 三、生态系统的基本功能 能量流动、物质循环和信息传递是维系生态系统稳定的三项主要功能。食物链(网)和营养级 是实现这些功能的保证。 （一） 生态系统中的能量流动 生态系统中除少数能自养的细菌以外，几乎所有的生物体所获取的能量，都是太阳能单向传 递的结果。太阳能以阳光的形式进入生态系统，并通过绿色植物体内的光转换系统—光敏色素， 尤其是叶绿素的光合作用被固定，把光能转换为化学能贮存在有机物中，其中一部分供给异养生 物进行生命活动。这样，太阳能通过光合生物进入生态系统，转化为化学键上的高效化合能开始