生态系统概念与结构

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1、生 态 系 统1.概 念 和 特 征2.结 构3.功 能4.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

2、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 A.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. (19

3、44): 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

4、 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)； Sy

5、stem 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 (1970 s)Ecosystem health (

6、for man) (1985)Sustainable development (1991)重 大 国 际 合 作 ：IBP (International Biological Programme) (1960 s)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 capacit

7、y; 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 ”

8、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 ：1.系 统 生 态 学2.模 型 模 拟3.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

9、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

10、 ：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1.固 定 能 量2.环 境 改 造3.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）1.植 食 动 物 （ herbivore） 初 级 消 费 者2.肉 食 动 物 （ carnivore）

11、次 级 消 费 者 :一级 、 二 级 等 3.杂 食 性 动 物4.食 虫 植 物 三 、 分 解 者 （ decomposer） 的 主 要 作 用 :还 原 者 （ reducer）1.菌 类 ： 细 菌 、 真 菌 、 放 线 菌2.土 壤 原 生 动 物3.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 (networ

12、k 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 部 分 之 和 。各 部 分 独 立 性 下 降 ， 相 互 依

13、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