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1、生态系统生态系统1.概念和特征概念和特征2.结构结构3.功能功能4.演化演化概念概念: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.概念和特征概念和特征生态系统生态学生态系统生态学 ecosystem ecology ecosystem ecology：以生态系统为对象，研究生态系统的组成以生态系统为对象，研究生态系统的组成要素、结构与功能、发展与演替，以及人要素、结构与功能、发展
2、与演替，以及人为影响与调控机制的生态科学分支。为影响与调控机制的生态科学分支。概念和特征概念和特征A.A.G.G.TansleyTansley（19351935）：）：B.B.生物与环境形成一个自然系统，这种系统构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，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（这就是生态系统（ecosystemecosystem）.C.C.TansleyTansley,A.G.1935.The use and abuse,A.G.1935.The use and abuse of of vegetationalvegetat
3、ional concepts and terms.concepts and terms.Ecology,16:284-307Ecology,16:284-307苏卡乔夫苏卡乔夫 Sukachev V.N.(1944):地球表面的一个地段内，动物、植物、微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（生生物与其他地理环境组成的功能单元（生物地理群落，物地理群落，biogeocoenosis）.Lindeman R.(1934):Cedar Bog Lake“百分之十定律百分之十定律”Ricklefs R.E.(1979):生态学：物质循环和能量流动；相互作生态学：物质循环
4、和能量流动；相互作用；生态系统的能源来自太阳。用；生态系统的能源来自太阳。Golley F.B.(1968):营养级和能流研究；能流渠道营养级和能流研究；能流渠道 食物链；陆食物链；陆地生态系统能流分析的奠基人。地生态系统能流分析的奠基人。Odum,E.P.Odum,E.P.：营养动态和能流研究的新方法；生态学与社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；会科学的相结合的分析模式；Fundaments of Fundaments of ecology ecology(1971)(1971)，Basic ecology Basic ecology(1983);(1983);
5、不不同的组织层次谱系，将生态系统的概念系统化。同的组织层次谱系，将生态系统的概念系统化。Odum,H.T.:Odum,H.T.:美国弗洛里达的美国弗洛里达的Silver SpringSilver Spring的能量收的能量收支研究（已成范例）；支研究（已成范例）；Energy basis for man Energy basis for man and natureand nature(1976)(1976)；System ecology:an System ecology:an introductionintroduction(1983)(1983)H.T.Odum（1983）创建的一整套能
6、量的符号语言。）创建的一整套能量的符号语言。Carson R.(1962):Carson R.(1962):寂静的春天寂静的春天 污染对生态系统的影响；人类要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；现代环境科学的代环境科学的结合；现代环境科学的基石。基石。Biodiversity(resources)(1969)Biodiversity(resources)(1969)Ecosystem management(1970s)Ecosystem management
7、(1970s)Ecosystem health(for man)(1985)Ecosystem health(for man)(1985)Sustainable development(1991)Sustainable development(1991)重大国际合作重大国际合作：IBP(International Biological IBP(International Biological ProgrammeProgramme)(1960s)(1960s)MAB(Man and the Biosphere Programme)(1971)MAB(Man and the Biosphere P
8、rogramme)(1971)IGBP(International IGBP(International GeosphereGeosphere Biosphere Biosphere Program)(1986)Program)(1986)基本特征基本特征：概念和特征概念和特征有时空概念的复杂的大系统有时空概念的复杂的大系统:多等级；多维；多等级；多维；网状；复杂性高网状；复杂性高 一定的负荷力一定的负荷力:carrying capacity;:carrying capacity;environmental capacityenvironmental capacity明确的功能和公益服务性能明
9、确的功能和公益服务性能：功能单元；固：功能单元；固能和能流；物质转换和物流；生态系统服务能和能流；物质转换和物流；生态系统服务（ecosystem serviceecosystem service）基本特征基本特征：概念和特征概念和特征自维持和自调控功能自维持和自调控功能:开放性；进化适应导致协开放性；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；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（生物与环境）；负反馈（negative feedbacknegative feedback）机制。机制。动态的、生命的特征动态的、生命的特征：“个体发育个体发育”和和“系统发系
10、统发育育”健康、可持续发展特性健康、可持续发展特性：进化的产物；与环境的：进化的产物；与环境的协调和对环境变化的方应；人类的作用协调和对环境变化的方应；人类的作用;sustainable developmentsustainable development研究方法研究方法：1.1.系统生态学系统生态学2.2.模型模拟模型模拟3.3.实验生态学实验生态学 一个以昆虫为主一个以昆虫为主的生态系统的生态系统生态系统研究的发展趋势生态系统研究的发展趋势基础理论研究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
11、持态系统的稳定性；生态系统管理；生态系统的自维持模型；结合生态规划和生态设计。模型；结合生态规划和生态设计。系统空间格局研究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、区域和全球等多层次；尺度转换。生态系统研究的发展趋势生态系统研究的发展趋势研究方法的改善研究方法的改善S S；网络（如，网络（如，CERNCERN）；）；长期（长期（LTERLTER）微（微气候微（微气候micro-climatemicro-climate、微环境微环境micro-micro-environmentenvironment和微宇宙和微宇宙microcosmmicrocosm）；）；生态系统定量
12、研究；生态系统定量研究；优化的生态系统模型优化的生态系统模型生态系统研究的发展趋势生态系统研究的发展趋势自然科学与社会科学的结合自然科学与社会科学的结合学科交叉和交叉学科：学科交叉和交叉学科：生态经济、生态经济、生态法学、生态法学、生态哲学生态哲学.等等生态系统的组成要素、结构及原理生态系统的组成要素、结构及原理组成要素：组成要素：生物群落环境生物群落环境组成要素的作用：组成要素的作用：一、生产者（一、生产者（producerproducer）：自养生物自养生物：植物和光合细菌：植物和光合细菌1.1.固定能量固定能量2.2.环境改造环境改造3.3.能量流动和物质循环的重要环节能量流动和物质循环
13、的重要环节二、消费者（二、消费者（consumerconsumer）的主要作用）的主要作用：异养生物异养生物（heterotrophheterotroph）1.1.植食动物（植食动物（herbivoreherbivore）初级消费者初级消费者2.2.肉食动物（肉食动物（carnivorecarnivore）次级消费者次级消费者:一一级、二级等级、二级等 3.3.杂食性动物杂食性动物4.4.食虫植物食虫植物 三、分解者（三、分解者（decomposerdecomposer）的主要作用）的主要作用:还原者还原者（reducerreducer）1.1.菌类：细菌、真菌、放线菌菌类：细菌、真菌、放线菌
14、2.2.土壤原生动物土壤原生动物3.3.小型无脊椎动物小型无脊椎动物生态系统结构的基本原理生态系统结构的基本原理 结构是生态系统的基本原理结构是生态系统的基本原理、空间结构、空间结构分层（分层（stratificationstratification）绿带绿带（green beltgreen belt）褐带褐带（brown beltbrown belt）相互作用相互作用(网络式结构网络式结构)（interaction(network interaction(network structure)structure)）生态系统结构的基本原理生态系统结构的基本原理 结构是生态系统的基本原理结构是生态
15、系统的基本原理、时间结构、时间结构长时间尺度：地质演替长时间尺度：地质演替中时间尺度：生态演替中时间尺度：生态演替短时间尺度：昼夜、季节短时间尺度：昼夜、季节生态系统结构的基本原理生态系统结构的基本原理结构是生态系统的基本原理结构是生态系统的基本原理、主要差异、主要差异生产者的大小和数量：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陆地生态系统比水生生态系统的个体大，但数量少。大，但数量少。代谢速率：代谢速率：陆地生态系统陆地生态系统 部分之和。部分之和。各部分独立性下降，相互依存。各部分独立性下降，相互依存。各部分对整体都有贡献。各部分对整体都有贡献。生态系统的主要类型生态系统的主要类型自然生态系统、半自然生态系统、人工生态自然生态系统、半自然生态系统、人工生态系统系统陆地生态系统、水生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）；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）能城市工业系统）展望展望系统多成分特征：复杂性系统多成分特征：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系统的稳定性：开放系统与反应系统