第六章草地生态系统与景观 学时数：6学时 第一节生态系统概论 第二节草地生态系统的能量流动 第三节生态系统的物质循环 第四节生态系统的信息传递 第五节景观生态学
第六章 草地生态系统与景观 学时数：6 学时 第一节 生态系统概论 第二节 草地生态系统的能量流动 第三节 生态系统的物质循环 第四节 生态系统的信息传递 第五节 景观生态学
重点掌握： 生态系统的基本概念以及基本特征 食物链和食物网 理解生态系统的三大功能 掌握林德曼十分之一效率，几种主要的物质循环，以及信息传递的方法与特征 景观生态学基本涵义及其一般原理
重点掌握： 生态系统的基本概念以及基本特征 食物链和食物网 理解生态系统的三大功能 掌握林德曼十分之一效率，几种主要的物质循环，以及信息传递的方法与特征 景观生态学基本涵义及其一般原理
第一节生态系统概述 、生态系统的基本概念与特征 1.生态系统的基本概念 tm):是指一定空间区域内生物群落与非生物环境之间通过不断 地进行物质循环能量流动和信息传递过程而形成的相互作用和相互依存的统一整 体.草地牛态系统是其中的一个类型 生态系统的概念由英国生态学家A.G.Tansley于1935年首次提出 2.生态系统的特征 (1)生态系统是生态学上一个主要的结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次. (2)生态系统内部具有自我调节能力 (3)能量流动八物质循环信息传递是生态系统的三大功能。 (4)营养级数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动过程中的巨大损 失通常不超时56级 (5)是 个动态系统，早期与晚期具有不同特征 3.生态系统的研究内容 (1)自然生态系统的保护与利用 (②)生态系统调空机制的研究 (3)生态系统的退化机理\恢复模型及其修复的研究 (4)全球性的生态问颗研究 (⑤)生态系统的可持续发展研究 4.生态系统的研究意义 (1)生态系统方法为我们研究生态问题提供了新方法 (2)系统研究属于整体研究，分科不等于系统： (3)是自然资源合理利用与开发的基础： (4)具有现实意义 二、生态系统的组成部分与基本结构 1.组成成分 (1)非生物环境：气候因子，基质和媒介，生长和代谢的基本材料等 (2)生产者：绿色植物和化能细菌 (③)消费者：植食动物，肉食动物，寄生动物，杂食动物 (4)分解者：异养生物，如细菌真菌\原生动物土壤动物 2.牛本系统的结物 (1)构成生态系统的3个条件 ①系统是由许多成分组成的： ②各成分之间不是孤立的： ③系统具有独立的特定的功能， (2)构成系统的3个亚系统： 生产者亚系统，消费者亚系统，分解者亚系统 (3)生态系统的结构 ①形态结构是指生态系统中生物种类、种群数量物种空间配置以及物种随时间而
第一节 生态系统概述 一、生态系统的基本概念与特征 1.生态系统的基本概念 生态系统(Ecosystem):是指一定空间区域内生物群落与非生物环境之间通过不断 地进行物质循环\能量流动和信息传递过程而形成的相互作用和相互依存的统一整 体.草地生态系统是其中的一个类型. 生态系统的概念由英国生态学家 A.G.Tansley 于 1935 年首次提出. 2.生态系统的特征 (1)生态系统是生态学上一个主要的结构和功能单位,属于生态学研究的最高层次. (2)生态系统内部具有自我调节能力. (3)能量流动\物质循环\信息传递是生态系统的三大功能. (4)营养级数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动过程中的巨大损 失,通常不会超过 5~6 级. (5)是一个动态系统,早期与晚期具有不同特征. 3.生态系统的研究内容 (1)自然生态系统的保护与利用 (2)生态系统调空机制的研究 (3)生态系统的退化机理\恢复模型及其修复的研究 (4)全球性的生态问题研究 (5)生态系统的可持续发展研究 4.生态系统的研究意义 (1)生态系统方法为我们研究生态问题提供了新方法; (2)系统研究属于整体研究,分科不等于系统; (3)是自然资源合理利用与开发的基础; (4)具有现实意义 二、生态系统的组成部分与基本结构 1.组成成分 (1)非生物环境:气候因子,基质和媒介,生长和代谢的基本材料等 (2)生产者:绿色植物和化能细菌 (3)消费者:植食动物,肉食动物,寄生动物,杂食动物 (4)分解者:异养生物,如细菌\真菌\原生动物\土壤动物 2.生态系统的结构 (1)构成生态系统的 3 个条件: ①系统是由许多成分组成的； ②各成分之间不是孤立的； ③系统具有独立的特定的功能. (2)构成系统的 3 个亚系统: 生产者亚系统,消费者亚系统,分解者亚系统 （3）生态系统的结构 ①形态结构是指生态系统中生物种类、种群数量物种空间配置以及物种随时间而
发生的变化等：②生态系统的营养结构是指一种以营养为纽带，把生态系统的生 物成分和非生物成分紧密结合起来，构成生产者、消费者、分解者三大功能群，能 量流动 物质循环和信息传递成为三大功能的有机整体 营养结构是研究生态系统的基础。 (4)牛态系统的结物 ①形态结构是指生态系统中生物种类、种群数量物种空间配置以及物种随时间而 发生的变化等：②生态系统的营养结构是指一种以营养为纽带，把生态系统的生物 成分和非生物成分紧密结合起来，构成生产者、消费者、分解者三大功能群，能量 流动、物质循环和信息传递成为三大功能的有机整体 营养结构是研究生态系统的基础。 三、食物链和食物网 l、食物链(Food chain) (1)食物链：生态系统中各种生物之间通过采食与被采食、捕食与被捕食的食物关 系，相互间结成一个整体，按取得食物的顺序排成一列，就象一环扣一环的棒条， 这叫做“食物链” (2)食物链的类型 捕食食物链(grazing food chain):是以活的动植物为起点的食物链，直接以生产 者为基础继之以植食性动物和肉食性动物，能量沿着太阳 一生立若 植食性动物 肉食动物流动。 青单一 -野兔 -狐一 蕊水 小角 一大鱼 碎屑食物链(detrital food chain):以碎屑为基础高等植物的枯枝落叶被分解者 利用，然后再为多种动物所食。 寄生食物链(parasite food chain): 2.食物网(food web) 生态系统中生物之间的关系并不象上述描述的那样简单，而是存在着错综复杂的 关系。许多食物链彼此交错连接，形成网状结构。 越复杂抵抗外界的能力强： 简单容易发生波动和灭亡，尤其是关键种的消失：研究 中还是要尽量简化，研究主要食物路径。 四、普荣级与生态金字塔 个营养级指处于食物链某一环节上所有生物的总合 能量趋于减少，原因有：各级消费者不可能100%利用上一个营养级的生物量，总有自 然死亡和被分解者利用：同化率小于100%，大部分作为排泄物进入环境，为分解者所 利用：维持自身生命活动总要消耗掉一部分能量.一般45级，很少有超过6级的 2.生态金字塔 (1)数量金字塔：(2)生物量锥体；(3)能量锥体 能量lO%定律，即Linderman efficiency 3.生态效率 是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值，在生产力 生态学研究中，用来估测各环节的能量流动，是一个非常重要的概念. 五、生态系统的稳定性
发生的变化等； ② 生态系统的营养结构是指一种以营养为纽带，把生态系统的生 物成分和非生物成分紧密结合起来，构成生产者、消费者、分解者三大功能群，能 量流动、物质循环和信息传递成为三大功能的有机整体。 营养结构是研究生态系统的基础。 （4）生态系统的结构 ①形态结构是指生态系统中生物种类、种群数量物种空间配置以及物种随时间而 发生的变化等；②生态系统的营养结构是指一种以营养为纽带，把生态系统的生物 成分和非生物成分紧密结合起来，构成生产者、消费者、分解者三大功能群，能量 流动、物质循环和信息传递成为三大功能的有机整体。 营养结构是研究生态系统的基础。 三、食物链和食物网 1、食物链（Food chain） （1）食物链：生态系统中各种生物之间通过采食与被采食、捕食与被捕食的食物关 系，相互间结成一个整体，按取得食物的顺序排成一列，就象一环扣一环的链条， 这叫做“食物链”。 （2）食物链的类型 捕食食物链（grazing food chain）：是以活的动植物为起点的食物链，直接以生产 者为基础继之以植食性动物和肉食性动物，能量沿着太阳—生产者—植食性动物— 肉食动物流动。 青草——野兔——狐——狼 藻类——甲克虫——小鱼——大鱼 碎屑食物链（detrital food chain ）：以碎屑为基础高等植物的枯枝落叶被分解者 利用，然后再为多种动物所食。 寄生食物链（parasite food chain ）： 2.食物网（food web） 生态系统中生物之间的关系并不象上述描述的那样简单，而是存在着错综复杂的 关系。许多食物链彼此交错连接，形成网状结构。 越复杂抵抗外界的能力强；简单容易发生波动和灭亡，尤其是关键种的消失；研究 中还是要尽量简化，研究主要食物路径。 四、营养级与生态金字塔 1.营养级(Trophic level ):一个营养级指处于食物链某一环节上所有生物的总合. 能量趋于减少,原因有:各级消费者不可能 100%利用上一个营养级的生物量,总有自 然死亡和被分解者利用;同化率小于 100%,大部分作为排泄物进入环境,为分解者所 利用;维持自身生命活动总要消耗掉一部分能量.一般 4~5 级,很少有超过 6 级的. 2.生态金字塔 (1)数量金字塔;(2)生物量锥体;(3)能量锥体 能量 10%定律,即 Linderman efficiency 3.生态效率 是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值,在生产力 生态学研究中,用来估测各环节的能量流动,是一个非常重要的概念. 五、生态系统的稳定性
1.封闭系统和开放系统 2.系统的稳定和自我调节 3.系统的反馈(feed back)现象 反馈：系统的输出变成了决定系统未来输入的功能性因子，一个系统，如果其状态能 够决定其输入就说明它有反馈机制存在， (1)负反馈·他的作用是能铭使态系统达到平衡和保特稳定反贵的结果是物制和 减弱最初引发变化的那种成分所发生的变化.草原上的家畜数量与草地牧草之间，畜 多一草少一降低家畜数量 (2)正反馈：即生态系统中某一成分的变化引起其它一系列变化，反过来不是抑制而 是加速最初引发变化的成分所发生的变化，它是使生态系统远离平衡态或稳定，鱼塘 污染一鱼死亡 -导致更多鱼的死亡. 六、生态系统的类型划分 1.人类活动的影响：自然和人 2.环境性质：水生生态系统，陆生生态系统 3.能源来源 (1)无补加太阳能 (2)自然补加太阳供能 (3)人类补加 (4)然料供能的城市工业系统 4.生态平衡(balance):生态系统通过批发育和调节所达到的一种相对稳定的状态 它包括结构上1功能上和能量输出输入上的稳定，但这种平是相对的和动态的，自然 条件下，生态系统总是朝着种类多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展直到 系统达到成熟的稳定的状态。 5.生态危机：是由于人类的盲目活动而导致局部地区，甚至整个生物圈结构和功能的 第二节草地生态系统的能量流动 、生态系统能量流动的基本概念 1、生态系统的能量来源： 能量的基本来源 太阳 2、生态系统的能量平衡与热力学定律： 能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础。 能量有两种形式 动能和潜能 生态系统的动能是生物与环境之间互相传递和转化的一种能量（热和辐射）： 生态系统中的潜能是蕴藏在光合产物中被束缚的能量（化学能），它通过食与被 食关系在生物之间转移、 转化和释放 能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学的两个定律： 热力学第一定律：在自然界发生的所有现象中，能量既不能消失也不能凭空产 生，它只能以严格的当量比例 一种形式转变为另 一种形式 能量守恒定律 热力学第二定律：在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变，在能量的传 递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和作功的能量（自由能）外，总有一部 分不能继续传递和作功，而以热的形式消散。这部分能量使系统的熵和无序性增加
1.封闭系统和开放系统 2.系统的稳定和自我调节 3.系统的反馈(feed back)现象 反馈:系统的输出变成了决定系统未来输入的功能性因子,一个系统,如果其状态能 够决定其输入就说明它有反馈机制存在. (1)负反馈:他的作用是能够使生态系统达到平衡和保持稳定,反馈的结果是抑制和 减弱最初引发变化的那种成分所发生的变化.草原上的家畜数量与草地牧草之间,畜 多—草少—降低家畜数量. (2)正反馈:即生态系统中某一成分的变化引起其它一系列变化,反过来不是抑制而 是加速最初引发变化的成分所发生的变化,它是使生态系统远离平衡态或稳定,鱼塘 污染—鱼死亡—导致更多鱼的死亡. 六、生态系统的类型划分 1.人类活动的影响:自然和人工 2.环境性质:水生生态系统,陆生生态系统 3.能源来源: (1)无补加太阳能 (2)自然补加太阳供能 (3)人类补加 (4)燃料供能的城市工业系统 4.生态平衡(balance):生态系统通过批发育和调节所达到的一种相对稳定的状态, 它包括结构上\功能上和能量输出输入上的稳定,但这种平是相对的和动态的，自然 条件下，生态系统总是朝着种类多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展直到 系统达到成熟的稳定的状态。 5.生态危机:是由于人类的盲目活动而导致局部地区,甚至整个生物圈结构和功能的 失衡. 第二节 草地生态系统的能量流动 一、 生态系统能量流动的基本概念 1、生态系统的能量来源： 能量的基本来源－－太阳 2、生态系统的能量平衡与热力学定律： 能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础。 能量有两种形式：动能和潜能。 生态系统的动能是生物与环境之间互相传递和转化的一种能量（热和辐射）； 生态系统中的潜能是蕴藏在光合产物中被束缚的能量（化学能），它通过食与被 食关系在生物之间转移、转化和释放。 能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学的两个定律： 热力学第一定律：在自然界发生的所有现象中，能量既不能消失也不能凭空产 生，它只能以严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式－－能量守恒定律。 热力学第二定律：在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变，在能量的传 递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和作功的能量（自由能）外，总有一部 分不能继续传递和作功，而以热的形式消散。这部分能量使系统的熵和无序性增加