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| 生态系统 |
概念编辑本段回目录
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| 生态系统 |
（1）生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位，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。其结构越复杂，物种数越多，自我调节能力越强。
（3）能量流动、物质循环是生态系统的两大功能。
（4）生态系统营养级的数目因生产者固定能值所限及能流过程中能量的损失，一般不超过5~6个。
（5）生态系统是一个动态系统，要经历一个从简单到复杂、从不成熟到成熟的发育过程。
生态系统概念的提出为生态学的研究和发展奠定了新的基础，极大地推动了生态学的发展。生态系统生态学是当代生态学研究的前沿。
演化编辑本段回目录
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| 生态金字塔 |
随着生态学的发展，人们对生态系统的认识不断深入。20世纪40年代，美国生态学家林德曼(R.L.Lindeman)在研究湖泊生态系统时，受到中国“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”这一谚语的启发，提出了食物链的概念。他又受到“一山不能存二虎”的启发，提出了生态金字塔的理论，使人们认识到生态系统的营养结构和能量流动的特点。
今天，人们对生态系统这一概念的理解是：生态系统是在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落与其无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个统一整体。生态系统是生物与环境之间进行能量转换和物质循环的基本功能单位。
为了生存和繁衍，每一种生物都要从周围的环境中吸取空气、水分、阳光、热量和营养物质；生物生长、繁育和活动过程中又不断向周围的环境释放和排泄各种物质，死亡后的残体也复归环境。对任何一种生物来说，周围的环境也包括其他生物。例如，绿色植物利用微生物活动从土壤中释放出来的氮、磷、钾等营养元素，食草动物以绿色植物为食物，肉食性动物又以食草动物为食物，各种动植物的残体则既是昆虫等小动物的食物，又是微生物的营养来源。微生物活动的结果又释放出植物生长所需要的营养物质。经过长期的自然演化，每个区域的生物和环境之间、生物与生物之间，都形成了一种相对稳定的结构，具有相应的功能，这就是人们常说的生态系统。
组成编辑本段回目录
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| 生态系统 |
（1）非生物环境 包括：气候因子，如光、温度、湿度、风、雨雪等；无机物质，如C、Ｈ、O、N、CO2及各种无机盐等。有机物质，如蛋白质、碳水化合物、脂类和腐殖质等。
（2）生产者（producers） 主要指绿色植物，也包括蓝绿藻和一些光合细菌，是能利用简单的无机物质制造食物的自养生物。在生态系统中起主导作用。
（3）消费者（consumers） 异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。
（4）分解者（decomposers） 异养生物，主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等大型腐食性动物。它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物，吸收某些分解产物，最终能将有机物分解为简单的无机物，而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用。
结构编辑本段回目录
生态系统的结构可以从两个方面理解。
其一是形态结构，如生物种类，种群数量，种群的空间格局，种群的时间变化，以及群落的垂直和水平结构等。形态结构与植物群落的结构特征相一致，外加土壤、大气中非生物成分以及消费者、分解者的形态结构。
其二为营养结构，营养结构是以营养为纽带，把生物和非生物紧密结合起来的功能单位，构成以生产者、消费者和分解者为中心的三大功能类群，它们与环境之间发生密切的物质循环和能量流动。
生产编辑本段回目录
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| 生态系统 生产 |
在初级生产量中，有一部分被植物自己的呼吸所消耗，剩下的部分才以可见有机物质的形式用于植物的生长和生殖，称这部分生产量为净初级生产量（net primary production, NPP），而包括呼吸消耗的能量（R）在内的全部生产量称为总初级生产量（gross primary production, GPP）。它们三者之间的关系是GPP=NPP+R。GPP和NPP通常用每年每平方米所生产的有机物质干重（g/m2.a）或固定的能量值（J/m2.a）来表示，此时它们称为总（净）初级生产力，生产力是率的概念，而生产量是量的概念。
某一特定时刻生态系统单位面积内所积存的生活有机物质量叫生物量（biomass）。生物量是净生产量的积累量，某一时刻的生物量就是以往生态系统所累积下来的活有机物质总量。生物量通常用平均每平方米生物体的干重（g/m2）或能值（J/m2）来表示。生物量和生产量是两个不同的概念，前者是生态系统结构的概念，而后者则是功能上的概念。如果GP-R>O，生物量增加；GP-R。
分解编辑本段回目录
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| 生态系统 |
分解过程的速率和特点，决定于资源的质量、分解者种类和理化环境条件三方面。资源质量包括物理性质和化学性质，物理性质包括表面特性和机械结构，化学性质如C：N比、木质素、纤维素含量等，它们在分解过程中均起重要作用。分解者则包括细菌、真菌和土壤动物（水生态系统中为水生小型动物）。理化环境主要指温度、湿度等。
能量流动编辑本段回目录
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| 生态系统 能量流动 |
能量流动可在生态系统、食物链和种群三个水平上进行分析。生态系统水平上的能流分析，是以同一营养级上各个种群的总量来估计，即把每个种群都归属于一个特定的营养级中（依据其主要食性），然后精确地测定每个营养级能量的输入和输出值。这种分析多见于水生生态系统，因其边界明确、封闭性较强、内环境较稳定。食物链层次上的能流分析是把每个种群作为能量从生产者到顶极消费者移动过程中的一个环节，当能量沿着一个食物链在几个物种间流动时，测定食物链每一个环节上的能量值，就可提供生态系统内一系列特定点上能流的详细和准确资料。实验种群层次上的能流分析，则是在实验室内控制各种无关变量，以研究能流过程中影响能量损失和能量储存的各种重要环境因子。
在这里介绍一下食物链、食物网、营养级、生态金字塔等概念。植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中的传递，这种生物之间的传递关系称为食物链（food chains）。一般食物链是由4~5环节构成的，如草→昆虫→鸟→蛇→鹰。但在生态系统中生物之间的取食和被取食的关系错综复杂，这种联系象是一个无形的网把所有生物都包括在内，使它们彼此之间都有着某种直接或间接的关系，这就是食物网（food web）。一般而言，食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，反之亦然。在任何生态系统中都存在着两种最主要的食物链，即捕食食物链（grazing food chain）和碎屑食物链（detrital food chain），前者是以活的动植物为起点的食物链，后者则以死生物或腐屑为起点。在大多数陆地和浅水生态系统中，腐屑食物链是最主要的，如一个杨树林的植物生物量除6%是被动物取食处，其余94%都是在枯死凋落后被分解者所分解。一个营养级（trophic levels）是指处于食物链某一环节上的所有生物种群的总和，在对生态系统的能流进行分析时，为了方便，常把每一生物种群置于一个确定的营养级上。生产者属第一营养级，植食动物属第二营养级，第三营养级包括所有以植食动物为食的肉食动物，一般一个生态系统的营养级数目为3~5个。生态金字塔（ecological pyramids）是指各个营养级之间的数量关系，这种数量关系可采用生物量单位、能量单位和个体数量单位,分别构成生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。
物质循环编辑本段回目录
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| 生态系统 物质循环 |
生物地球化学循环可以用库和流通率两个概念加以描述。库（pools）是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的。这些库借助于有关物质在库与库之间的转移而彼此相互联系，物质在生态系统单位面积（或体积）和单位时间的移动量就称为流通率（flux rates）。一个库的流通率（单位/天）和该库中的营养物质总量之比即周转率（turnover rates），周转率的倒数为周转时间（turnover times）。
生物地球化学循环可分为三大类型，即水循环（water cycles）、气体型循环（gaseous cycles）和沉积型循环（sedimentary cycles）。水循环的主要路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面，H和O主要通过水循环参与生物地化循环。在气体型循环中，物质的主要储存库是大气和海洋，其循环与大气和海洋密切相关，具有明显的全球性，循环性能最为完善。属于气体型循环的物质有O2、CO2、N、Cl、Br、F等。参与沉积型循环的物质，主要是通过岩石风化和沉积物的分解转变为可被生态系统利用的物质，它们的主要储存库是土壤、沉积物和岩石，循环的全球性不如气体型循环明显，循环性能一般也很不完善。属于沉积性循环的物质有P、K、Na、Ca、Ng、Fe、Mn、I、Cu、Si、Zn、Mo等，其中P是较典型的沉积型循环元素。气体型循环和沉积型循环都受到能流的驱动，并都依赖于水循环。
生物地化循环是一种开放的循环，其时间跨度较大。对生态系统来说，还有一种在系统内部土壤、空气和生物之间进行的元素的周期性循环，称生物循环（biocycles）。养分元素的生物循环又称为养分循环（nutrient cycling），它一般包括以下几个过程：吸收（absorption），即养分从土壤转移至植被；存留（retention），指养分在动植物群落中的滞留；归还（return），即养分从动植物群落回归至地表的过程，主要以死残落物、降水淋溶、根系分泌物等形式完成；释放（release），指养分通过分解过程释放出来，同时在地表有一积累（accumulation）过程；储存（reserve），即养分在土壤中的贮存，土壤是养分库，除N外的养分元素均来自土壤。其中，吸收量=存留量+归还量。
森林生态系统编辑本段回目录
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| 森林生态系统 |
森林中的植物以乔木为主，也有少量灌木和草本植物。森林中还有种类繁多的动物。森林中的动物由于在树上容易找到丰富的食物和栖息场所，因而营树栖和攀援生活的种类特别多，如犀鸟、避役、树蛙、松鼠、貂、蜂猴、眼睛猴和长臂猿等。
森林不仅能够为人内提供大量的木材和多种林副业产品，而且在维持生物圈的稳定、改善生态环境等方面起着重量的作用。例如，森林植物通过光合作用，每天都消耗大量的二氧化碳，释放出大量的氧，这对于维持大气中二氧化碳和氧含量的平衡就有重要意义。又如，在降雨时，乔木层、灌木层和草本植物层都能够截留一部分雨水，大大减缓雨水对地面的冲刷，最大限度地减少地表径流。枯枝落叶层就像一层厚厚的海绵，能够大量地吸收和贮存雨水。因此，森林在涵养水源、保持水土方而起着重要作用，有“绿色水库”之称。
草原生态系统编辑本段回目录
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| 草原生态系统 |
草原上的植物以草本植物为主，有的草原有少量的灌木丛。由于降雨稀少，乔木非常少见。哪里的动物与草原上的生活相适应，大都具有挖洞或快速奔跑的行为特点。草原上噘齿目动物特别多，它们几乎都过着地下穴居的生活。如瞪羚、黄羊、高鼻羚羊、跳鼠、狐等善于奔跑的动物，都生活在草原上。由于缺水，在草原生态系统中，两栖类和水生动物非常少见。
草原是畜牧业的重要生产基地。在中国广阔的草原上，饲养着大量的家畜，如新疆细毛羊、伊犁马、三河马、滩羊、库车羔皮痒等。这些家畜能为人们提供大量的肉、奶和羊毛。此外，草原还能调节气候，防止土地被风沙侵蚀。
由于过度放牧以及鼠害、虫害等于原因，中国的草原面积正在不断减少，有些牧场面临着沙漠化的威胁。因此，必须加强对草原的合理利用和保护。
海洋生态系统编辑本段回目录
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| 海洋生态系统 |
海洋中的浮游植物个体很小，但是数量极多，它们是植食性动物的主要饵料。在浅海区还有很多大型藻类，如海带、裙带菜等。在水深不超过200m的水层，光线较为充足，有大量的浮游植物，海洋动物的许多种类主要集中在这样的水层，其中有大量的浮游动物、虾、鱼等。在水深超过200m的深层海域，植物难以生存，但是还有不少动物栖息，这些动物一般靠吃上层水域掉落小来的生物遗体、残屑生活。
海洋在调节全球气候方面起着重要的作用，同时，海洋中还蕴藏着丰富的资源。人们预计，在21世纪，海洋将成为人类获取蛋白质、工业原料和能源的重要场所。
湿地生态系统编辑本段回目录
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| 湿地生态系统 |
中国的湿地种类众多。海涂蜿蜒，江河纵横。湖泊星罗棋布，沼泽散缀南北。此外，还有大量的人工湿地，如水库、池塘和稻田等。这众多的湿地不仅具有明显的经济效益，而且具有巨大的生态效益和社会效益。
湿地常常作为生活用水和工农业用水的水源，被人们直接利用。湿地还能够补充地下水。在多雨或河流涨水的季节，湿地就成为巨大的蓄水库，起到调节流量和控制洪水的作用。例如，中国三江平原有许多沼泽，沼泽和沼泽化土壤的草根层和泥炭层疏松多孔，蓄水和透水能力都很强，能够拦蓄大量的洪水。在干旱的季节，湿地中储存的水又可以补充地表径流和地下水，从而缓解旱情。
湿地中有着十分丰富的动物资源。例如，沼泽地生长的芦苇是造纸工业的重要原料，具有很高的经济价值。沼泽适于许多水畜栖息。中国三江平原沼泽区是亚洲东北部的水畜繁殖中心和亚洲北部水畜南迁的必经之地，在那里生活着丹顶鹤、天鹅等珍稀动物。河流两岸和湖滨的沼泽是鱼类繁殖和肥育的场所。
农田生态系统编辑本段回目录
农田生态系统是人工建立的生态系统，其主要特点是人的作用非常关键，人们种植的各种农作物是这一生态系统的主要成员。农田中的动物种类较少，群落的机构单一。人们必须不断地从事播种、施肥、灌溉、除草和治虫活动，才能够使农田生态系统朝着对人有益的方向发展。因此，可以说农田生态系统是在一定程度上受人工控制的生态系统。一旦人的作用消失，农田生态系统就会很快退化，占据优势的作物就会被杂草和其他植物所取代。
