(五)生態(tài)系統
生態(tài)系統一詞由英國生態(tài)學家(植物群落學家) A•G•坦斯利于1935年首先提出。生態(tài)系統指包括特定地段中的全部生物和物理環(huán)境的統一體。具體說:生態(tài)系統是一定空間內生物和非生物成分通過物質的循環(huán)、能量的流動和信息的交換而相互作用、相互 依存所構成的一個生態(tài)學功能單位。
地球上有無數大大小小的生態(tài)系統,大至整個生物圈、整個海洋、整個大陸;小到一片森林、一片草地、一個小池塘,都可以看成是→個生態(tài)系統。生態(tài)系統的邊界有的是比較明確的,有的則是模糊、人為的,其大小和空間范圍通常根據人們的研究對象、研究內 容、研究目的或地理條件等因素確定。
生態(tài)系統概念的提出,為研究生物與環(huán)境的關系提供了新的觀點、基礎及角度,對生 態(tài)系統的研究已成為生態(tài)學的一個最活躍的領域。
(六)生態(tài)系統的基本功能
生態(tài)系統的基本功能是由生態(tài)系統的生命物質一一生物群落來實現的
1.生物生產
生態(tài)系統中的生物生產包括初級生產和次級生產兩個過程。 生態(tài)系統的初級生產是生產者(主要是綠色植物)把太陽能轉為化學能的過程,其能量主要來自太陽輻射能,生產結果是太陽能轉變成化學能,簡單元機物(主要是水和二氧化碳)轉變?yōu)閺碗s有機物。初級生產實質上是一個能量的轉化和物質的積累過程, 是綠色植物的光合作用過程。
生態(tài)系統的次級生產是指消費者(主要是動物)和分解者(微生物)利用初級生產 物質進行同化作用建造自身和繁衍后代的過程。
2.能量流動
能量指物質做功的能力。生態(tài)系統的能量流動是指能量通過食物鏈和食物網在系統內的傳遞和耗散過程。生態(tài)系統的能量流動過程包括四個方面,其一為能量形式的轉變 (由太陽能轉變?yōu)榛瘜W能);其二為能量的轉移(能量由植物轉移到動物與微生物身上) ;其三為能量的利用,即能量提供了各類生物成長、繁衍之需;其因為能量的耗散,即生物的呼吸及排泄皆耗去了總能量的一部分(如生物的呼吸所消耗的能量是生物初級生產量的50%左右)。生態(tài)系統生物成員之間最重要、最本質的聯系是通過營養(yǎng)關系即食物關系 實現的。
生態(tài)系統能量流動具有如下特點:
(1 )生產者(綠色植物)對太陽能的利用率很低,只有0.14% ;
(2)能量只能朝單一方向流動,是不可逆的。其流動方向為:太陽能一一綠色植物 一一食草動物一一食肉動物一一微生物;
(3)流動中能量逐漸減少,每經過一個營養(yǎng)級都有能量以熱的形式散失掉;
(4)各級消費者之間能量的利用率不高,在4.5%~17%之間,平均約10% 。即每一個營養(yǎng)級上的消費者,最多只能把上一個營養(yǎng)級所提供的食物能量中的10%轉化為自身 可利用的能量(亦即能量轉化率為10% ),這即是的"十分之一定律",由美國生態(tài) 學家林德曼( R. 1. LLindeman)于1942年提出。
3.物質循環(huán)
生態(tài)系統中的物質主要指生物維持生命活動正常進行所必需的各種營養(yǎng)元素。包括近 30種化學元素,其中主要的是碳、氫、氧、氮和磷五種,它們構成全部原生質的97%以 上。這些營養(yǎng)物質存在于大氣、水域及土壤中。
物質通過食物鏈各營養(yǎng)級傳遞和轉化,完成生態(tài)系統的物質流動。 生態(tài)系統中各種營養(yǎng)物質經過分解者分解成可被生產者利用的形式歸還環(huán)境中被重復利用,從而周而復始地循環(huán),這個過程叫物質循環(huán)(material cycle) 。
生態(tài)系統一詞由英國生態(tài)學家(植物群落學家) A•G•坦斯利于1935年首先提出。生態(tài)系統指包括特定地段中的全部生物和物理環(huán)境的統一體。具體說:生態(tài)系統是一定空間內生物和非生物成分通過物質的循環(huán)、能量的流動和信息的交換而相互作用、相互 依存所構成的一個生態(tài)學功能單位。
地球上有無數大大小小的生態(tài)系統,大至整個生物圈、整個海洋、整個大陸;小到一片森林、一片草地、一個小池塘,都可以看成是→個生態(tài)系統。生態(tài)系統的邊界有的是比較明確的,有的則是模糊、人為的,其大小和空間范圍通常根據人們的研究對象、研究內 容、研究目的或地理條件等因素確定。
生態(tài)系統概念的提出,為研究生物與環(huán)境的關系提供了新的觀點、基礎及角度,對生 態(tài)系統的研究已成為生態(tài)學的一個最活躍的領域。
(六)生態(tài)系統的基本功能
生態(tài)系統的基本功能是由生態(tài)系統的生命物質一一生物群落來實現的
1.生物生產
生態(tài)系統中的生物生產包括初級生產和次級生產兩個過程。 生態(tài)系統的初級生產是生產者(主要是綠色植物)把太陽能轉為化學能的過程,其能量主要來自太陽輻射能,生產結果是太陽能轉變成化學能,簡單元機物(主要是水和二氧化碳)轉變?yōu)閺碗s有機物。初級生產實質上是一個能量的轉化和物質的積累過程, 是綠色植物的光合作用過程。
生態(tài)系統的次級生產是指消費者(主要是動物)和分解者(微生物)利用初級生產 物質進行同化作用建造自身和繁衍后代的過程。
2.能量流動
能量指物質做功的能力。生態(tài)系統的能量流動是指能量通過食物鏈和食物網在系統內的傳遞和耗散過程。生態(tài)系統的能量流動過程包括四個方面,其一為能量形式的轉變 (由太陽能轉變?yōu)榛瘜W能);其二為能量的轉移(能量由植物轉移到動物與微生物身上) ;其三為能量的利用,即能量提供了各類生物成長、繁衍之需;其因為能量的耗散,即生物的呼吸及排泄皆耗去了總能量的一部分(如生物的呼吸所消耗的能量是生物初級生產量的50%左右)。生態(tài)系統生物成員之間最重要、最本質的聯系是通過營養(yǎng)關系即食物關系 實現的。
生態(tài)系統能量流動具有如下特點:
(1 )生產者(綠色植物)對太陽能的利用率很低,只有0.14% ;
(2)能量只能朝單一方向流動,是不可逆的。其流動方向為:太陽能一一綠色植物 一一食草動物一一食肉動物一一微生物;
(3)流動中能量逐漸減少,每經過一個營養(yǎng)級都有能量以熱的形式散失掉;
(4)各級消費者之間能量的利用率不高,在4.5%~17%之間,平均約10% 。即每一個營養(yǎng)級上的消費者,最多只能把上一個營養(yǎng)級所提供的食物能量中的10%轉化為自身 可利用的能量(亦即能量轉化率為10% ),這即是的"十分之一定律",由美國生態(tài) 學家林德曼( R. 1. LLindeman)于1942年提出。
3.物質循環(huán)
生態(tài)系統中的物質主要指生物維持生命活動正常進行所必需的各種營養(yǎng)元素。包括近 30種化學元素,其中主要的是碳、氫、氧、氮和磷五種,它們構成全部原生質的97%以 上。這些營養(yǎng)物質存在于大氣、水域及土壤中。
物質通過食物鏈各營養(yǎng)級傳遞和轉化,完成生態(tài)系統的物質流動。 生態(tài)系統中各種營養(yǎng)物質經過分解者分解成可被生產者利用的形式歸還環(huán)境中被重復利用,從而周而復始地循環(huán),這個過程叫物質循環(huán)(material cycle) 。