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10 第九章 生态系统生态学.ppt

页数:11页文件大小:81.5 KB来源: 养殖水域生态学ppt课件

本课件讲生态系统的基本概念与生态平衡。先给出生态系统定义并追溯Tansley 1935年提出Ecosystem的由来,介绍生物地理群落概念,随后以Pimentel与Paine的经典试验和肯尼亚Nakura湖案例说明生态平衡及其重要性。

第九章生态系统生态学封面,列出基本概念、物质循环、能量流动、信息联系与演化演替五节
生态系统定义页,说明生物群落与生境进行物质循环、能量流动和信息联系的统一体
Ecosystem一词由来页,介绍Tansley 1935年提出生态系统概念及生物与环境不可分割的论述
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第1页:第九章生态系统生态学封面

第九章 生态系统生态学(Ecosystem ecology)
下设生态系统的基本概念、物质循环、能量流动、信息联系以及生态系统的演化和演替五个部分。
  • §1 生态系统的基本概念
  • §2 生态系统的物质循环
  • §3 生态系统的能量流动
  • §4 生态系统的信息联系
  • §5 生态系统的演化和演替

第2页:生态系统的定义

生态系统(ecosystem)
生物群落与其生境相互联系、相互作用、彼此间不断进行着物质循环、能量流动和信息联系的统一体。简言之,生态系统就是生物群落和非生物环境(生境)的总和。
  • 许多生态系统合在一起构成镶嵌体,形成流域、山脉、城镇等景观单位
  • 地球上所有各种镶嵌体联合起来就构成复杂程度更高的生物圈

第3页:Ecosystem的由来

Ecosystem的由来
生态系统一词由英国植物生态学家 A. G. Tansley(1871—1955)于1935年首先提出。他发现土壤、气候和动物对植物的分布和丰度有明显影响,因而提出居住在同一地区的动植物与其环境是结合在一起的。

Tansley指出:“更基本的概念……是整个系统(具有物理学的概念),它不仅包括生物复合体,而且还包括了人们称为环境的各种自然因素的复合体。……我们不能把生物与其特定的自然环境分开,生物与环境形成一个自然系统。正是这种系统构成了地球表面上具有大小和类型的基本单位,这就是生态系统。”

第4页:Ecosystem的特点

Tansley提出生态系统概念时,强调了生物和环境是不可分割的整体,强调生态系统内生物成分和非生物成分在功能上的统一,把二者当作一个统一的自然实体——生态系统就是生态学的功能单位。

  • 森林群落与其环境构成森林生态系统
  • 草原群落与其环境构成草原生态系统
  • 池塘中的鱼、虾和藻类等生物与水域环境构成池塘生态系统

第5页:生物地理群落

生物地理群落(biogeocoenosis)
由原苏联植物生态学家 V. N. Sukachev(1944)在深入研究植物群落中种间和种内竞争的基础上提出,指在地球表面上的一个地段内,动物、植物、微生物与其地理环境组成的功能单位。

他强调在一个空间内,生物群落中各个成员和自然地理环境因素之间是相互联系在一起的整体。正如1965年在丹麦哥本哈根召开的国际学术会议上所认定的那样,生物地理群落和生态系统是同义语。

第6页:生态平衡

生态平衡(Ecological balance)
生态系统作为生物群落与理化环境的统一体,同其他生命系统一样具有自我维持和自我调节的能力。在一定时间内,生态系统中各生物成分之间、群落与环境之间以及结构与功能之间的相互关系可达到相对稳定和协调,并且在一定强度的外来干扰下能通过自我调节恢复稳定状态。简单地说,生态平衡是指顶级稳定状态的生态系统。

第7页:Pimentel(1961)试验

Pimentel(1961)试验:把卷心菜一部分种在单一的植物群中,另一部分种在约有300个物种的多年农田群落中,经15周的每周观察。

Pimentel(1961)卷心菜种植试验的处理与结果
处理群落组成观察结果
单一植物群种植区单一物种蚜虫、跳甲、鳞翅目昆虫猖獗发生
混种种植区约300个物种的多年农田群落未出现害虫猖獗现象

原文写作“Pimente(1961)”,按生态学文献通行写法记为 Pimentel(1961)。

第8页:Paine(1966)海星试验

Paine(1966)试验:观察海湾岩石潮间带一种海星对潮间带群落稳定性的显著作用。这种海星取食石鳖、虫戚贝、双壳贝类、茗荷和石劫。

Paine(1966)海星去除试验的物种数变化
处理物种数群落演替过程
有海星存在的海区15个物种共存海星捕食多种无脊椎动物,抑制优势种形成
无海星的试验区(当年)—茗荷很快成为优势种,同年内又被贻贝和石劫所排挤
无海星的试验区(三年后)由15个减至8个物种数明显下降,群落稳定性丧失

第9页:

第10页:肯尼亚Nakura湖案例

肯尼亚Nakura湖是苏打湖,pH达10.5,生物种类极少:生产者唯有螺旋藻,主要消费者是小火烈鸟。

  • 引进罗非鱼利用螺旋藻,罗非鱼大量繁殖后又引来几种食鱼鸟和食鱼兽
  • 1974年湖泊巨变:螺旋藻消失,湖水清澈透明,小火烈鸟随之绝迹
  • 幸好一种小型绿藻很快繁殖起来,接着滤食这种绿藻的桡足类种群开始增长,因而又招来大火烈鸟

第11页:生态平衡的重要性

一个群落中食物网越复杂,稳定性越增加;此外,腐屑的存在也可加强生态系统的多样性和稳定性。

  • 生态平衡常因人类生产活动和污染等因素遭到破坏
  • 不合理开发利用自然资源导致毁灭、水土流失、水源枯竭、草原荒废、土地沙漠化与盐渍化、野生动物趋于绝灭等
  • 典型事例:榆林三迁、黄河河床抬高、长江黄化、埃及大坝、三峡工程——增加25%可耕地,但使下游贫瘠化、盐碱度增大,农作物减产,水瘦、鱼减产,血吸虫病猖獗
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