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1、5/21/2023第五节第五节 生态效率生态效率 生生态态效效率率（ecological efficiencies）是是指指各各种种能能流流参参数数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值关系。中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值关系。1 营养级位内的生态效率：营养级位内的生态效率：摄摄取取量量（I）：表表示示一一个个生生物物(生生产产者者，消消费费者者或或腐腐食食者者)所所摄摄取取的的能能量量；对对植植物物来来说说，I代代表表被被光光合合作作用用所所吸吸收收的的太阳能。对动物来说，太阳能。对动物来说，I代表动物吃进的食物能。代表动物吃进的食物能。同同化化量量(A)：表表示示在
2、在动动物物消消化化道道内内被被吸吸收收的的能能量量(吃吃进进的的食食物物不不一一定定都都能能吸吸收收)。对对分分解解者者来来说说是是指指细细胞胞外外产产物物的的吸吸收收；对对植植物物来来说说是是指指在在光光合合作作用用中中所所固固定定的的日日光光能能，即即总初级生产量总初级生产量(GP)。5/21/2023呼呼吸吸量量(R)：指指生生物物在在呼呼吸吸等等新新陈陈代代谢谢和和各各种种活活动中所消耗的全部能量。动中所消耗的全部能量。生生产产量量(P)：代代表表呼呼吸吸消消耗耗后后所所净净剩剩的的同同化化能能量量值值，它它以以有有机机物物质质的的形形式式累累积积在在生生态态系系统统中中。对对植植物物
3、来来说说，它它是是指指净净初初级级生生产产量量(NP)；对对动动物物来来说说，它它是是同同化化量量扣扣除除维维持持消消耗耗后后的的生生产产量量，即即P=A-R。利利用用以以上上这这些些参参数数可可以以计计算算生生态态系系统统中中能能流流的的各各种效率。种效率。营养级位内的生态效率用以量度一个物种利用食物能的效率，即同化能量的有效程度；营养级位之间的生态效率则用以量度营养级位之间的转化效率和能流通道的大小。5/21/20232 营养级位内的生态效率营养级位内的生态效率1）同化效率同化效率指被植物吸收的日光能中被光合作用固定的能量比值，或被动物摄食的能量中被同化的能量比例。式中：n为营养级数一般食
4、肉动物的同化效率比食草动物要高些，因为一般食肉动物的同化效率比食草动物要高些，因为食肉动物的食物在化学组成上更接近其本身的组织。食肉动物的食物在化学组成上更接近其本身的组织。5/21/20232）生长效率）生长效率生长效率包括组织生长和生态生长效率生长效率包括组织生长和生态生长效率通常植物的生长效率大于动物，大型动物的生长效率小于小型动物，年老动物的生长效率小于幼年的，变温动物的大于恒温动物的，通常生物的组织生长效率其生态生长效率。5/21/20232 营养级位之间的生态效率营养级位之间的生态效率1）消费效率和利用效率消费效率可以用来量度一个营养级对前一个营养级位的相对采食能力。此值一般在25
5、%-35%，这说明每一个营养级位的净生产量有65%-75%进入碎屑食物链。利用率的高低，说明前一营养级位的净生产量被后一营养级位同化了多少，即被转化利用了多少。5/21/20232）林德曼效率相当于同化效率、生长效率和消费效率的乘积。5/21/20232 营养级位内的生态效率营养级位内的生态效率5/21/20232 营养级位内的生态效率营养级位内的生态效率5/21/2023 若n营养级为植物，In即为植物吸收的日光能。即即林林德德曼曼效效率率相相当当于于同同化化效效率率、生生长长效效率率与与利利用用效效率率的的乘乘积积。但但也也有有学学者者把把营营养养级级间间的的同同化化能能量量之之比值比值视
6、为林德曼效率，即，视为林德曼效率，即，多个生态系统中，林德曼效率似乎是一个常数，即林德曼效率似乎是一个常数，即10%，生态学家通常把生态学家通常把10%的林德曼效率看成是一条重要的生态的林德曼效率看成是一条重要的生态学规律。学规律。5/21/2023第六节第六节 生态系统的反馈调节和生态平衡生态系统的反馈调节和生态平衡当当生生态态系系统统中中某某一一成成分分发发生生变变化化的的时时候候，它它必必然然会会引引起起其其他他成成分分出出现现一一系系列列的的相相应应变变化化，这这些些变变化化最最终终又又反反过过来来影影响响最最初初发发生生变变化化的的那那种种成成分分，这个过程就叫这个过程就叫反馈反馈。
7、反反馈馈有有两两种种类类型型，即即负负反反馈馈(negative feedback)和和正反馈正反馈(positive feedback)。5/21/2023 负负反反馈馈是是比比较较常常见见的的一一种种反反馈馈，它它的的作作用用是是能能够够使使生生态态系系统统达达到到和和保保持持平平衡衡或或稳稳态态，反反馈馈的的结结果果是是抑抑制制和和减减弱弱最最初初发发生生变变化化的的那那种种成成分分所所发发生的变化。生的变化。正正反反馈馈是是比比较较少少见见的的，它它的的作作用用与与负负反反馈馈相相反反，即即生生态态系系统统中中某某一一成成分分的的变变化化所所引引起起的的其其他他一一系系列列变变化化，反
8、反过过来来不不是是抑抑制制而而是是加加速速最最初初发发生生变变化化的的成成分分所所发发生生的的变变化化，因因此此正正反反馈馈的的作作用用常常常使生态系统远离平衡状态或稳态。常使生态系统远离平衡状态或稳态。反馈调节反馈调节5/21/2023生态系统中的反馈（正反馈（左）和负反馈（右）正反馈（左）和负反馈（右）狼狼狼狼兔兔兔兔植物植物植物植物狼狼饿饿死死狼狼吃吃饱饱吃了吃了较多较多兔子兔子吃了吃了较少较少兔子兔子兔兔吃吃饱饱兔兔饿饿死死吃了吃了较少较少的草的草吃了吃了大量大量的草的草污染污染 鱼死亡鱼死亡污染污染 鱼死亡鱼死亡 鱼死亡鱼死亡 污染污染 5/21/2023生态平衡生态平衡由于生态系统
9、具有自我调节机制，生态系统会保持自身的生态平衡。生生态态平平衡衡是是指指生生态态系系统统通通过过发发育育和和调调节节所所达达到到的的一一种种稳稳定定状状况况，它它包包括括结结构构上上的的稳稳定定、功功能能上上的的稳定和稳定和能量输入输出能量输入输出上的稳定。上的稳定。生生态态平平衡衡是是一一种种动态平衡，因因为为能能量量流流动动和和物物质质循循环环总总在在不不间间断断地地进进行行，生生物物个个体体也也在在不不断断地地进进行行更更新新。生产者、消费者和分解者在数量上保持平衡能够增强生态系统的自我调节能力。5/21/2023生态平衡生态平衡当当生生态态系系统统达达到到动动态态平平衡衡的的最最稳稳定
10、定状状态态时时，它它能能够够自自我我调调节节和和维维持持自自己己的的正正常常功功能能，并并能能在在很很大大程程度度上上克克服服和和消消除除外外来来的的干干扰扰，保保持持自自身身的的稳稳定定性性。这这实实质质上上就就是是生生态态系系统统的反馈调节。的反馈调节。生生态态系系统统的的这这种种自自我我调调节节功功能能是是有有一一定定限限度度的的，当当外外来来干干扰扰因因素素如如火火山山爆爆发发、地地震震，泥泥石石流流，雷雷击击火火烧烧，人人类类修修建建大大型型工工程程，排排放放有有毒毒物物质质、喷喷撒撒大大量量农农药药，人人为为引引入入或或消消灭灭某某些些生生物物等等超超过过一一定定限限度度的的时时候
11、候，生生态态系系统统自自我我调调节节功功能能本本身身就就会会受受到到损损害害，从从而而引引起起生生态态失失调调，甚甚至至导导致致发发生生生生态态危危机机。从从而而引引起起局局部部地地区区甚甚至至整整个个生生物物圈圈结结构构和和功功能能的失衡，从而威胁到人类的生存。的失衡，从而威胁到人类的生存。5/21/2023第一节 思考题名词解释1.生态系统（ecosystem）2.食物链（food chain）3.食物网（food web）4.碎屑食物链（detrital food chain）5.捕食食物链（grazing food chain）6.营养级（trophic level）7.寄生食物链（p
12、arasitic chain）8.生态平衡9.同化效率10.生态效率11.林德曼效率12.生物量金字塔、数量金字塔和能量金字塔5/21/2023第一节 思考题问答题1.从负反馈机制入手，谈谈生态系统的自我调节功能。2.试就生态系统中反馈机制的形成和意义谈谈你的看法。3.举例说明什么是食物链，有哪些类型？各类型有何异同？4.生态系统具有自我调节能力，其结构越复杂，物种数目越多，自我调节的能力就越强。5.简述生态系统的基本结构和功能。6.为什么说一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件？7.简述食物链和食物网理论的意义。8.简述生态系统的三大功能群。9.谈谈你对生态平衡的看法10.在常见的三种金字塔中，生物量金字塔和数量金字塔在某些生态系统中可以呈现倒金字塔形，但能量金字塔却无论如何不会呈倒金字塔形。试解释其中的原因。