１－１
图１－２
１－３
（二）生态系统的空间结构
自然生态系统的自养和异养成分在空间上通常是分层的
ⅢC Ⅱ
空气 Ⅰ
ⅢA
ⅢB 土壤 母质
太阳能
Ⅱ
自养层 Ⅰ
异养层
ⅢA
ⅢC
ⅢB 沉积物
母质
Ⅳ 图图１1－.1４ 陆地生态系统（草地）和水域生态系统（池塘）的结构比较。
四、生态系统能量流动和物质循环 的基本过程
解成为无机物释回环境中，然后再一次被植物吸收利用，
重新进入食物链，参加生态系统的物质再循环。
•
生物地化循环（biogeochemical cycle）：生态系
统之间各种物质或元素的输入和输出以及它们在大气圈、
水圈、土壤圈、岩石圈之间的交换。
能量流动与物质循环的关系
生态系统的物质循环和能量流动是紧密联系、 不可分割的，能量是通过物质载体来流动的，但是， 两者又有根本区别。能量来源于太阳，在食物链中 向着一个方向逐级流动，不断消耗和散失；而营养 物质来源于地球并可被生物多次利用，在生态系统 中不断地循环，或从一个生态系统消失而又在另一 个生态系统出现。
生态系统是指在一定的空间内生物的成分和非生物的成 分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存构成的一个 具有自动调节机制的生态学功能单位。
生态系统具有自然整体性，在任何情况下，生物群落都 不可能单独存在，它总是和环境密切相关、相互作用，组成 有序的整体。如一个湖泊、一片草地。
生态系统概念的提出为生态学研究和发展 奠定了新的基础，极大推动了生态学的发展， 生态系统成为现代生态学研究的中心。
库(pool)：研究生态系统中某一物质在生物或非生物环境中贮存
的数量。 贮存库（reservoir pool）、
交换库或循环库(exchange or cycling pool)
流通率：物质在生态系统中库与库之间流通的速率。
周转率：某物质的流通率与库含量之比即为周转率。
周转时间：周转率的倒数
周转率
第一章 生态系统概述
学 习 目 的：
• 掌握生态系统的基本概念及其核心思想、生态 系统的基本功能成分和生物生产、能量流动与 物质循环的基本过程。
• 了解维持生态稳定的机制以及生物圈主要生态 系统类型，同时初步认识生物圈的形成与进化。
第一节 生态系统的组成结构与功能
一、什么叫生态系统（ecosystem）
牧食食物链或称植食食物链（grazing food chain） 碎屑食物链（detritus food chain） 寄生食物链
２、食物网（food web）：食物链彼此交错连接， 形成网状营养结构，称之为食物网。
生态系统中生物种类繁多，一种生物往往有多种食 物对象，同一种生物也可被多种摄食，因此一种生物不可 能固定在一条食物链上。食物网更能真实地反映生态系统 内各种生物有机体之间的营养位置和相互关系。
生物大分子 基因 细胞 组织 器官 个体
生态系统
全球都是生命系统
二、生态系统的基本组成成分
1、非生物成分(abiotic component)：生命支持系统 2、生物成分（biotic component）：生态系统的主体
功能性组分——功能群：
• 生产者(producers) • 消费者(consumers) ：植食动物、肉食动物、杂食动物、寄
生动物、异养微生物 • 分解者(decomposers) • 流通者（circulator）：昆虫传粉 • 调控者（regulator）：顶极生物
三、生态系统的营养结构和空间结构
（一）生态系统的营养结构：食物链和食物网
１、食物链（food chain）：是指生物之间通过食 与被食形成一环套一环的链状营养关系。 食物链类型：
物理信息：声、光、色等，吸引、排斥、警告、恐吓等 行为信息：识别、威协、挑战、炫耀等
信息传递与联系的方式是多种多样的，它的作 用与能 流、物流一样，把生态系统各组分联系 成一个整体，并具有调节系统稳定性的作用。
六、生态系统的自校稳态和生态平衡
1、反馈机制（feedback mechanism）：生态系统自我调节
通过反馈机制来实现
反馈 ：当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必 然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最 终又反过来影响最初发生变化的那种成分，这个过程就 叫反馈。
反馈有正反馈（positive feedback）和 负反馈（negative feedback）之分。
正、负反馈作用同时存在，在系统发展的不同阶 段作用强度不同，大发展阶段系统调节以正反馈为主， 系统生物量、体积、多样性、复杂性迅速增加，大发 展过后，随即是一段减速增加阶段，负反馈逐渐起作 用，系统的各个参数趋向于在一个恒定水平附波动。
呼吸代谢
未同化的
未被取食
动物未吃进的
生态系统中的能量流动与转化服从热力学定律 。 摄食是一种形式的化学能转化为另一种形式化学能的过程。 植物光合作用形成的有机物质和能量，一部分呼吸消耗， 剩余提供给下一营养级。植食性动物利用一部分净初级产量， 利用的部分（摄食量）有一些不能被同化排出体外。被同化吸 收的量又有相当一部分用于机体的生命活动，转变成热能而散 失，还有一部分以代谢废物（如尿液）的形式排出。其余的才 是转化为植食性动物的繁殖与生长，也就是能够提供给下一营 养级利用的能量。
（一）生态系统的初级生产和能量流动 （ene（CH2O）＋ O2
生态系统的能源来自太阳，光合作用固定的能量转 化为化学潜能贮存在被结合的有机物分子键中。
食物种群＝
动物得到的＝ 动物未得到的
被 更 高 营养
次级生产量＝ 级取食
被同化的＝
动物吃进的＝
１－５
（二）生态系统的物质循环（cycle of matter）
•
植物在光合作用过程中同时吸收各种养分，主要是
无机物质（如NO3－、PO43－等），转变为生物体中各
种有机物质（如碳水化合物、蛋白质、核酸等）。它们
通过绿色植物吸收进入食物链，并在各营养级之间传递、
转化，当生物死亡后，机体内各种有机物质被微生物分
＝
流通率 库中营养物质量
库中营养物质量
周转时间 ＝
流通率
五、生态系统的信息联系
营养信息： 在某种意义上说，食物链、食物网就代表着一 种信息传递系统
化学信息：生物代谢产生的物质，如酶、维生素、生长素、 抗生素、性引诱剂均属于传递信息的化学物质。有的相互 制约，有的互相促进，有的相互吸引，也有的相互排斥。