中国农业大学：《草地生态学》课程授课教案（讲义）第六章 草地生态系统与景观

第六章草地生态系统与景观 学时数：6学时 第一节生态系统概论 第二节草地生态系统的能量流动 第三节生态系统的物质循环 第四节生态系统的信息传递 第五节景观生态学

第六章 草地生态系统与景观 学时数：6 学时 第一节 生态系统概论 第二节 草地生态系统的能量流动 第三节 生态系统的物质循环 第四节 生态系统的信息传递 第五节 景观生态学

重点掌握： 生态系统的基本概念以及基本特征 食物链和食物网 理解生态系统的三大功能 掌握林德曼十分之一效率，几种主要的物质循环，以及信息传递的方法与特征 景观生态学基本涵义及其一般原理

重点掌握： 生态系统的基本概念以及基本特征 食物链和食物网 理解生态系统的三大功能 掌握林德曼十分之一效率，几种主要的物质循环，以及信息传递的方法与特征 景观生态学基本涵义及其一般原理

第一节生态系统概述 、生态系统的基本概念与特征 1.生态系统的基本概念 tm):是指一定空间区域内生物群落与非生物环境之间通过不断 地进行物质循环能量流动和信息传递过程而形成的相互作用和相互依存的统一整 体.草地牛态系统是其中的一个类型 生态系统的概念由英国生态学家A.G.Tansley于1935年首次提出 2.生态系统的特征 (1)生态系统是生态学上一个主要的结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次. (2)生态系统内部具有自我调节能力 (3)能量流动八物质循环信息传递是生态系统的三大功能。 (4)营养级数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动过程中的巨大损 失通常不超时56级 (5)是 个动态系统，早期与晚期具有不同特征 3.生态系统的研究内容 (1)自然生态系统的保护与利用 (②)生态系统调空机制的研究 (3)生态系统的退化机理\恢复模型及其修复的研究 (4)全球性的生态问颗研究 (⑤)生态系统的可持续发展研究 4.生态系统的研究意义 (1)生态系统方法为我们研究生态问题提供了新方法 (2)系统研究属于整体研究，分科不等于系统： (3)是自然资源合理利用与开发的基础： (4)具有现实意义 二、生态系统的组成部分与基本结构 1.组成成分 (1)非生物环境：气候因子，基质和媒介，生长和代谢的基本材料等 (2)生产者：绿色植物和化能细菌 (③)消费者：植食动物，肉食动物，寄生动物，杂食动物 (4)分解者：异养生物，如细菌真菌\原生动物土壤动物 2.牛本系统的结物 (1)构成生态系统的3个条件 ①系统是由许多成分组成的： ②各成分之间不是孤立的： ③系统具有独立的特定的功能， (2)构成系统的3个亚系统： 生产者亚系统，消费者亚系统，分解者亚系统 (3)生态系统的结构 ①形态结构是指生态系统中生物种类、种群数量物种空间配置以及物种随时间而

第一节 生态系统概述 一、生态系统的基本概念与特征 1.生态系统的基本概念 生态系统(Ecosystem):是指一定空间区域内生物群落与非生物环境之间通过不断 地进行物质循环\能量流动和信息传递过程而形成的相互作用和相互依存的统一整 体.草地生态系统是其中的一个类型. 生态系统的概念由英国生态学家 A.G.Tansley 于 1935 年首次提出. 2.生态系统的特征 (1)生态系统是生态学上一个主要的结构和功能单位,属于生态学研究的最高层次. (2)生态系统内部具有自我调节能力. (3)能量流动\物质循环\信息传递是生态系统的三大功能. (4)营养级数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动过程中的巨大损 失,通常不会超过 5~6 级. (5)是一个动态系统,早期与晚期具有不同特征. 3.生态系统的研究内容 (1)自然生态系统的保护与利用 (2)生态系统调空机制的研究 (3)生态系统的退化机理\恢复模型及其修复的研究 (4)全球性的生态问题研究 (5)生态系统的可持续发展研究 4.生态系统的研究意义 (1)生态系统方法为我们研究生态问题提供了新方法; (2)系统研究属于整体研究,分科不等于系统; (3)是自然资源合理利用与开发的基础; (4)具有现实意义 二、生态系统的组成部分与基本结构 1.组成成分 (1)非生物环境:气候因子,基质和媒介,生长和代谢的基本材料等 (2)生产者:绿色植物和化能细菌 (3)消费者:植食动物,肉食动物,寄生动物,杂食动物 (4)分解者:异养生物,如细菌\真菌\原生动物\土壤动物 2.生态系统的结构 (1)构成生态系统的 3 个条件: ①系统是由许多成分组成的； ②各成分之间不是孤立的； ③系统具有独立的特定的功能. (2)构成系统的 3 个亚系统: 生产者亚系统,消费者亚系统,分解者亚系统 （3）生态系统的结构 ①形态结构是指生态系统中生物种类、种群数量物种空间配置以及物种随时间而

发生的变化等：②生态系统的营养结构是指一种以营养为纽带，把生态系统的生 物成分和非生物成分紧密结合起来，构成生产者、消费者、分解者三大功能群，能 量流动 物质循环和信息传递成为三大功能的有机整体 营养结构是研究生态系统的基础。 (4)牛态系统的结物 ①形态结构是指生态系统中生物种类、种群数量物种空间配置以及物种随时间而 发生的变化等：②生态系统的营养结构是指一种以营养为纽带，把生态系统的生物 成分和非生物成分紧密结合起来，构成生产者、消费者、分解者三大功能群，能量 流动、物质循环和信息传递成为三大功能的有机整体 营养结构是研究生态系统的基础。 三、食物链和食物网 l、食物链(Food chain) (1)食物链：生态系统中各种生物之间通过采食与被采食、捕食与被捕食的食物关 系，相互间结成一个整体，按取得食物的顺序排成一列，就象一环扣一环的棒条， 这叫做“食物链” (2)食物链的类型 捕食食物链(grazing food chain):是以活的动植物为起点的食物链，直接以生产 者为基础继之以植食性动物和肉食性动物，能量沿着太阳 一生立若 植食性动物 肉食动物流动。 青单一 -野兔 -狐一 蕊水 小角 一大鱼 碎屑食物链(detrital food chain):以碎屑为基础高等植物的枯枝落叶被分解者 利用，然后再为多种动物所食。 寄生食物链(parasite food chain): 2.食物网(food web) 生态系统中生物之间的关系并不象上述描述的那样简单，而是存在着错综复杂的 关系。许多食物链彼此交错连接，形成网状结构。 越复杂抵抗外界的能力强： 简单容易发生波动和灭亡，尤其是关键种的消失：研究 中还是要尽量简化，研究主要食物路径。 四、普荣级与生态金字塔 个营养级指处于食物链某一环节上所有生物的总合 能量趋于减少，原因有：各级消费者不可能100%利用上一个营养级的生物量，总有自 然死亡和被分解者利用：同化率小于100%，大部分作为排泄物进入环境，为分解者所 利用：维持自身生命活动总要消耗掉一部分能量.一般45级，很少有超过6级的 2.生态金字塔 (1)数量金字塔：(2)生物量锥体；(3)能量锥体 能量lO%定律，即Linderman efficiency 3.生态效率 是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值，在生产力 生态学研究中，用来估测各环节的能量流动，是一个非常重要的概念. 五、生态系统的稳定性

发生的变化等； ② 生态系统的营养结构是指一种以营养为纽带，把生态系统的生 物成分和非生物成分紧密结合起来，构成生产者、消费者、分解者三大功能群，能 量流动、物质循环和信息传递成为三大功能的有机整体。 营养结构是研究生态系统的基础。 （4）生态系统的结构 ①形态结构是指生态系统中生物种类、种群数量物种空间配置以及物种随时间而 发生的变化等；②生态系统的营养结构是指一种以营养为纽带，把生态系统的生物 成分和非生物成分紧密结合起来，构成生产者、消费者、分解者三大功能群，能量 流动、物质循环和信息传递成为三大功能的有机整体。 营养结构是研究生态系统的基础。 三、食物链和食物网 1、食物链（Food chain） （1）食物链：生态系统中各种生物之间通过采食与被采食、捕食与被捕食的食物关 系，相互间结成一个整体，按取得食物的顺序排成一列，就象一环扣一环的链条， 这叫做“食物链”。 （2）食物链的类型 捕食食物链（grazing food chain）：是以活的动植物为起点的食物链，直接以生产 者为基础继之以植食性动物和肉食性动物，能量沿着太阳—生产者—植食性动物— 肉食动物流动。 青草——野兔——狐——狼 藻类——甲克虫——小鱼——大鱼 碎屑食物链（detrital food chain ）：以碎屑为基础高等植物的枯枝落叶被分解者 利用，然后再为多种动物所食。 寄生食物链（parasite food chain ）： 2.食物网（food web） 生态系统中生物之间的关系并不象上述描述的那样简单，而是存在着错综复杂的 关系。许多食物链彼此交错连接，形成网状结构。 越复杂抵抗外界的能力强；简单容易发生波动和灭亡，尤其是关键种的消失；研究 中还是要尽量简化，研究主要食物路径。 四、营养级与生态金字塔 1.营养级(Trophic level ):一个营养级指处于食物链某一环节上所有生物的总合. 能量趋于减少,原因有:各级消费者不可能 100%利用上一个营养级的生物量,总有自 然死亡和被分解者利用;同化率小于 100%,大部分作为排泄物进入环境,为分解者所 利用;维持自身生命活动总要消耗掉一部分能量.一般 4~5 级,很少有超过 6 级的. 2.生态金字塔 (1)数量金字塔;(2)生物量锥体;(3)能量锥体 能量 10%定律,即 Linderman efficiency 3.生态效率 是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值,在生产力 生态学研究中,用来估测各环节的能量流动,是一个非常重要的概念. 五、生态系统的稳定性

1.封闭系统和开放系统 2.系统的稳定和自我调节 3.系统的反馈(feed back)现象 反馈：系统的输出变成了决定系统未来输入的功能性因子，一个系统，如果其状态能 够决定其输入就说明它有反馈机制存在， (1)负反馈·他的作用是能铭使态系统达到平衡和保特稳定反贵的结果是物制和 减弱最初引发变化的那种成分所发生的变化.草原上的家畜数量与草地牧草之间，畜 多一草少一降低家畜数量 (2)正反馈：即生态系统中某一成分的变化引起其它一系列变化，反过来不是抑制而 是加速最初引发变化的成分所发生的变化，它是使生态系统远离平衡态或稳定，鱼塘 污染一鱼死亡 -导致更多鱼的死亡. 六、生态系统的类型划分 1.人类活动的影响：自然和人 2.环境性质：水生生态系统，陆生生态系统 3.能源来源 (1)无补加太阳能 (2)自然补加太阳供能 (3)人类补加 (4)然料供能的城市工业系统 4.生态平衡(balance):生态系统通过批发育和调节所达到的一种相对稳定的状态 它包括结构上1功能上和能量输出输入上的稳定，但这种平是相对的和动态的，自然 条件下，生态系统总是朝着种类多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展直到 系统达到成熟的稳定的状态。 5.生态危机：是由于人类的盲目活动而导致局部地区，甚至整个生物圈结构和功能的 第二节草地生态系统的能量流动 、生态系统能量流动的基本概念 1、生态系统的能量来源： 能量的基本来源 太阳 2、生态系统的能量平衡与热力学定律： 能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础。 能量有两种形式 动能和潜能 生态系统的动能是生物与环境之间互相传递和转化的一种能量（热和辐射）： 生态系统中的潜能是蕴藏在光合产物中被束缚的能量（化学能），它通过食与被 食关系在生物之间转移、 转化和释放 能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学的两个定律： 热力学第一定律：在自然界发生的所有现象中，能量既不能消失也不能凭空产 生，它只能以严格的当量比例 一种形式转变为另 一种形式 能量守恒定律 热力学第二定律：在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变，在能量的传 递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和作功的能量（自由能）外，总有一部 分不能继续传递和作功，而以热的形式消散。这部分能量使系统的熵和无序性增加

1.封闭系统和开放系统 2.系统的稳定和自我调节 3.系统的反馈(feed back)现象 反馈:系统的输出变成了决定系统未来输入的功能性因子,一个系统,如果其状态能 够决定其输入就说明它有反馈机制存在. (1)负反馈:他的作用是能够使生态系统达到平衡和保持稳定,反馈的结果是抑制和 减弱最初引发变化的那种成分所发生的变化.草原上的家畜数量与草地牧草之间,畜 多—草少—降低家畜数量. (2)正反馈:即生态系统中某一成分的变化引起其它一系列变化,反过来不是抑制而 是加速最初引发变化的成分所发生的变化,它是使生态系统远离平衡态或稳定,鱼塘 污染—鱼死亡—导致更多鱼的死亡. 六、生态系统的类型划分 1.人类活动的影响:自然和人工 2.环境性质:水生生态系统,陆生生态系统 3.能源来源: (1)无补加太阳能 (2)自然补加太阳供能 (3)人类补加 (4)燃料供能的城市工业系统 4.生态平衡(balance):生态系统通过批发育和调节所达到的一种相对稳定的状态, 它包括结构上\功能上和能量输出输入上的稳定,但这种平是相对的和动态的，自然 条件下，生态系统总是朝着种类多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展直到 系统达到成熟的稳定的状态。 5.生态危机:是由于人类的盲目活动而导致局部地区,甚至整个生物圈结构和功能的 失衡. 第二节 草地生态系统的能量流动 一、 生态系统能量流动的基本概念 1、生态系统的能量来源： 能量的基本来源－－太阳 2、生态系统的能量平衡与热力学定律： 能量是生态系统的动力，是一切生命活动的基础。 能量有两种形式：动能和潜能。 生态系统的动能是生物与环境之间互相传递和转化的一种能量（热和辐射）； 生态系统中的潜能是蕴藏在光合产物中被束缚的能量（化学能），它通过食与被 食关系在生物之间转移、转化和释放。 能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学的两个定律： 热力学第一定律：在自然界发生的所有现象中，能量既不能消失也不能凭空产 生，它只能以严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式－－能量守恒定律。 热力学第二定律：在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变，在能量的传 递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和作功的能量（自由能）外，总有一部 分不能继续传递和作功，而以热的形式消散。这部分能量使系统的熵和无序性增加

一一能量转化定律。 3、生态系统的“能流”： 定义：在特定的时间和空间范围内，能量在生态系统各组分间的运动与转移是 一种连续的动态过程，因而，形成能量流动（能流） 生物与环境、生物与生物之间的能量转移和转化，就是生态系统中能量的流动 过 生态系统的重要功能之一就是能量流动。 生态系统的能量流动也遵循热力学两个定律：能量转化和能量守恒定律。 4、生态系统能量流动的特点 能量在生态系统内的流动是单流程，能量只能一次通过生态系统，并不讲行循 环。 生态系统是一个开放的系统。要维持生态系统的正常运转，该系统必须接受源 源不断的能量。生态系统是能量贮存与逸散的系统。能量进入生态系统通过固定、 流动和最后返回环境！ 能量进入到生态系统中后，能量的数量逐级锐减，能流越来越细，直到以废热 形式全部散失为止。 能量流动和物质循环两个过程是同时进行、不可分割的。它们是生态系统的动 力核心，能量流和物质流共同驱动着草地生态系统的运转。 二、草地生态系统能量流动的渠道 食物链和食物网是生态系统能量流动的渠道 能量沿食物链的流， 食物链是生态系统中能量流动的渠道，能量流动沿着食物链一级一级地进行。 通过生态系统的能量流动是连续的，始于太阳辐射能的截获和转化，终于有机物 的完全分解 能量数量沿食物链逐级减少。每一营养级的生物类群都把从前一个营养级所获得 的能量，一部分用来维持自己的生活和繁殖，其余部分能量转移到下一个营养级去。 三、 草地生态系统中能量的流动 1、能量流动的通用模式 上述能量流动的基本模式充分反映了生态系统中任何生命层次和生态层次能量流 动的共同特点，它不仅可用来表示植物 动物和微生物的能流，也可以用来表示个 体、种群、群落及至生态系统的能流。 能流的分析： A-I -NU I为输入的能量，A为被同化的能量，NU为未被利用的能量： 同化率(A/I%)的生态意义。同化率的变化很大。 P=A-R P为用于生产的能量，R为呼吸消耗的能量 P/A%和B/A%都具有很大的生态意义

－－能量转化定律。 3、生态系统的“能流”： 定义：在特定的时间和空间范围内，能量在生态系统各组分间的运动与转移是 一种连续的动态过程，因而，形成能量流动（能流） 生物与环境、生物与生物之间的能量转移和转化，就是生态系统中能量的流动 过程。 生态系统的重要功能之一就是能量流动。 生态系统的能量流动也遵循热力学两个定律：能量转化和能量守恒定律。 4、生态系统能量流动的特点： 能量在生态系统内的流动是单流程，能量只能一次通过生态系统，并不进行循 环。 生态系统是一个开放的系统。要维持生态系统的正常运转，该系统必须接受源 源不断的能量。生态系统是能量贮存与逸散的系统。能量进入生态系统通过固定、 流动和最后返回环境。 能量进入到生态系统中后，能量的数量逐级锐减，能流越来越细，直到以废热 形式全部散失为止。 能量流动和物质循环两个过程是同时进行、不可分割的。它们是生态系统的动 力核心，能量流和物质流共同驱动着草地生态系统的运转。 二、 草地生态系统能量流动的渠道 食物链和食物网是生态系统能量流动的渠道。 能量沿食物链的流动： 食物链是生态系统中能量流动的渠道，能量流动沿着食物链一级一级地进行。 通过生态系统的能量流动是连续的，始于太阳辐射能的截获和转化，终于有机物 的完全分解。 能量数量沿食物链逐级减少。每一营养级的生物类群都把从前一个营养级所获得 的能量，一部分用来维持自己的生活和繁殖，其余部分能量转移到下一个营养级去。 三、 草地生态系统中能量的流动 1、能量流动的通用模式 上述能量流动的基本模式充分反映了生态系统中任何生命层次和生态层次能量流 动的共同特点，它不仅可用来表示植物、动物和微生物的能流，也可以用来表示个 体、种群、群落及至生态系统的能流。 能流的分析： A＝I－NU ； I 为输入的能量，A 为被同化的能量，NU 为未被利用的能量； 同化率（A/I%）的生态意义。同化率的变化很大。 P＝A－R P 为用于生产的能量，R 为呼吸消耗的能量 P/A%和 B/A%都具有很大的生态意义

2、能量流动的基本类型 1)草地生物个体能流 2)草地生物种群能济 3)群落能流 4)生态系练能 (1)草地生物个体能流 分析个体水平上的能流，是了解群体水平乃至生态系统水平上能量流动的基础。 生物个休的能最关系. 同化=消费 (粪便+尿) A=C-Fu A=P+R C为动物从外界摄食的能量，A为被同化的能量，Fu为粪尿能，P为净生产能，R 为呼吸耗能 个体能量关系的分析：用于进行生态预测 同化效率(A/C%) 农业生产效率(P/C%) 生物生产效率(P/R) (2)草地生物种群能流 种群是生态系统能量流动的基本单位，种群的能流密度常常决定了整个生态系 统的能流密度。 研究草地生物种群的能流的经济意义在于 了解草地生产的净初级和次级生产 力的生产效率及影响因素，进而提出改进的办 (3)群落能流 群落能流是群落的基本功能之 群落能流有阶段现象： 第一个阶段：群落代谢阶段。特点：绝大部分的太阳辐射能(98.49%)在此阶段 被消耗。能量转化效率低。 个阶段：群落能量生产阶段。特点：能流被多次分割，越流越细。群落形成 各种含能产品，但能为人类所利用的极少。 一个群落能量的转化效率，主要取决于群落自身的能量吸收能力和能量利用能力。 群落的能量流动具有明显的层次性，每一层次都靠前一层次提供能量 (4)生态系统层次上的能流分析 草地牛态系统的能量流动，是指太阳辐射被生态系统中的生立者转化为化学能并 贮藏在含能产品中后，再通过取食关系使能量沿食物链营养级被各种消费者逐级利 用，最后通过分解者的分解活动将能量释放于环境之中。 在生态系统层次上分析能量流动，是把每个物种都归属于一个特定的营养级中。 生态系统能量流动的过程：三个过程 第一个过程：绿色植物将太阳能转化为生物化学能的过程。由一级消费者(C1) 转化，构成次级生产：再由二级消费者(C2),构成三级生产：还可能有三级消费者 (C3)进一步转化，能量逐级消失，产量逐级下降最后，能量全部消散归还于环

2、能量流动的基本类型 1）草地生物个体能流 2）草地生物种群能流 3）群落能流 4）生态系统能流 （1）草地生物个体能流 分析个体水平上的能流，是了解群体水平乃至生态系统水平上能量流动的基础。 生物个体的能量关系： 同化＝消费－（粪便＋尿） A＝C－Fu A＝P＋R C 为动物从外界摄食的能量，A 为被同化的能量，Fu 为粪尿能，P 为净生产能，R 为呼吸耗能 个体能量关系的分析：用于进行生态预测 同化效率（A/C%） 农业生产效率（P/C%） 生物生产效率（P/R） （2）草地生物种群能流 种群是生态系统能量流动的基本单位，种群的能流密度常常决定了整个生态系 统的能流密度。 研究草地生物种群的能流的经济意义在于，了解草地生产的净初级和次级生产 力的生产效率及影响因素，进而提出改进的办法。 （3）群落能流 群落能流是群落的基本功能之一。 群落能流有阶段现象： 第一个阶段：群落代谢阶段。特点：绝大部分的太阳辐射能（98.49%）在此阶段 被消耗。能量转化效率低。 第二个阶段：群落能量生产阶段。特点：能流被多次分割，越流越细。群落形成 各种含能产品，但能为人类所利用的极少。 一个群落能量的转化效率，主要取决于群落自身的能量吸收能力和能量利用能力。 群落的能量流动具有明显的层次性，每一层次都靠前一层次提供能量。 （4）生态系统层次上的能流分析 草地生态系统的能量流动，是指太阳辐射被生态系统中的生产者转化为化学能并 贮藏在含能产品中后，再通过取食关系使能量沿食物链营养级被各种消费者逐级利 用，最后通过分解者的分解活动将能量释放于环境之中。 在生态系统层次上分析能量流动，是把每个物种都归属于一个特定的营养级中。 生态系统能量流动的过程：三个过程 第一个过程：绿色植物将太阳能转化为生物化学能的过程。由一级消费者（C1） 转化，构成次级生产；再由二级消费者（C2），构成三级生产；还可能有三级消费者 （C3）进一步转化，能量逐级消失，产量逐级下降；最后，能量全部消散归还于环

境中。 第二个过程：还原过程（腐化过程）。死的生物体，由一级、 一级。一级终不同性 质的腐生生物 进行转化和分解， 直到最后还原成水和二氧化碳等为止，能量随 之消散。这是增加土壤肥力的重要过程。 第二个衬程：储存和化时程。由生立者转化来的生物物质和能量，在上术两个 流动过程中，耗损和散失一部分，还有一部分转入储存和矿化过程。如：木材矿化 为煤。 生态系统能流分析的研究历史： 1942, R.L1 ndeman,.Cedar Bog湖生态系统能流分析 1957,[美]H.T.0dum,银泉(Silver Spring)生态系统能流分析； 1962,[英]J.D.0 vington,人工松林生态系统能流分析： J.Teal,根泉(Root Spring)生态系统能流分析 1968,[美]L.Tilly,锥泉(Cone Spring)生态系统能流分析 [英]L.slobodkin,实验室生态系统（藻类一小甲壳动物一水螅）能流分析 草地生态系统能量流动的生态效率(Ecological effici ncy) 1、能量流动的生态效率：是指能量在草地生态系统各营养级之间的传递比率。 草地生态系统是一个能量转换器，可以测定不同系统的能量转换效率。 营养级内的能量关系： C-FU=A=P+R 2、能量流动生态效率的几种表示方法： 生态效率：生态效率= 营养级n获得的能量 营养级n-1获得的能量 摄食效率：摄食效率 营养级n的摄食能量 营养级n-l的摄食能量 利用效率：利用效率= 营养级n的同化量 营养级n-的同化 生产效率：生产效率= 营养级n的生产能量 营养级n-的生产能量 3、林德曼效率(Lindemen efficiency):十分之一定律 生态系统的生态效率通常为5~30%左右，多集中在7~14%之间 在自然生态系统中，二个营养级之间的能量传递的效率平均近似10%。这一规律 即是Lindemen提出的十分之一定律，也叫林德曼效率。 Lindemen效率是重要的生态学规律之 第三节生态系统的物质循环 宇宙是由物质构成的，运动是物质存在的形式：生态系统中流动着的物质是储存 化学物质的载体，又是维持生命活动的物质基础。物质的循环遵循物质不灭定律

境中。 第二个过程：还原过程（腐化过程）。死的生物体，由一级、二级、三级等不同性 质的腐生生物，进行转化和分解，一直到最后还原成水和二氧化碳等为止，能量随 之消散。这是增加土壤肥力的重要过程。 第三个过程：储存和矿化过程。由生产者转化来的生物物质和能量，在上述两个 流动过程中，耗损和散失一部分，还有一部分转入储存和矿化过程。如：木材矿化 为煤。 生态系统能流分析的研究历史： 1942，R.L.Lindeman，Cedar Bog 湖生态系统能流分析； 1957，［美］H.T.Odum，银泉（Silver Spring）生态系统能流分析； 1962，［英］J.D.Ovington，人工松林生态系统能流分析； J.Teal，根泉（Root Spring）生态系统能流分析； 1968，［美］L.Tilly，锥泉（Cone Spring）生态系统能流分析 ［英］L.slobodkin，实验室生态系统（藻类－小甲壳动物－水螅）能流分析 四、 草地生态系统能量流动的生态效率（Ecological efficiency） 1、能量流动的生态效率：是指能量在草地生态系统各营养级之间的传递比率。 草地生态系统是一个能量转换器，可以测定不同系统的能量转换效率。 营养级内的能量关系：C－Fu＝A＝P＋R 2、能量流动生态效率的几种表示方法： 生态效率： 摄食效率： 利用效率： 生产效率： 3、林德曼效率（Lindemen efficiency）：十分之一定律 生态系统的生态效率通常为 5～30%左右，多集中在 7～14%之间。 在自然生态系统中，二个营养级之间的能量传递的效率平均近似 10%。这一规律 即是 Lindemen 提出的十分之一定律，也叫林德曼效率。 Lindemen 效率是重要的生态学规律之一。 第三节 生态系统的物质循环 宇宙是由物质构成的，运动是物质存在的形式；生态系统中流动着的物质是储存 化学物质的载体，又是维持生命活动的物质基础。物质的循环遵循物质不灭定律。 营养级 获得的能量 营养级 获得的能量 生态效率＝ n -1 n 营养级 的摄食能量 营养级 的摄食能量 摄食效率＝ n -1 n 营养级 的同化量 营养级 的同化量 利用效率＝ n -1 n 营养级 的生产能量 营养级 的生产能量 生产效率＝ n -1 n

6.3.1物质循环的概念及特点 1,物质与元素 物质由元素构成，大多数生物生命活动与20多种元素有关 (1)大量元素：碳、氢、氧、氮和磷，含量超过1%：也包括0.2%1%之间 硫、氯、钾、钠、钙、镁、铁、和铜。 （2)微量元素：铝、硼、溴、铬、佛、镓、碘、锰、钼、硒硅、锶、锡、锑、钒 和锌元素等 含量在0 2%以下，但不是所有植物都存在。 2.物质循环的概念及特点 (1)概今 生态系统中矿质元素的输入与输出，以及它们在大气圈、水圈、岩石圈之间，以及 生物与生物之间的流动和交换称为生物地球化学循环，即物质循环(cycling of materials) (2)同化与异化 同化：将以无机形态存在的营养元素合成为具有高能含量的有机化合物的过程：异 化：将这些高能化合物分解并释放出能量的过程。 (3)特点：过程复杂性，源于介质多样性、元素多样性、化学作用多样性 源和库(pool):周转库和贮存库 周转率=流通率/库中营养物质总量： 周转时间=库中营养物质总量/流通率 流通率：物质在生态系统中单位面积（或体积）和单位时间内的移动量： 周转时间：C02需要1年：N100万年：大气中的水10.5天. 3.物质循环的类型 (1)水循环 (2)气体循环①碳循环②氮循环 (3)沉积型循环①硫循环②磷循环 二、几种主要的物质循环途径 1,水循环 ()大循环：主要路线是从海洋蒸发出来的水源，被气流运送到大陆上空，凝结成水 落到地面，又沿地面或底下流入江河，最后又汇入海洋的过程，这种海陆之间的循环 又称为外循环： (2)从海洋或者陆地上的水分经蒸发、凝结降到海洋或者陆地上的水分运动过程。 2.碳的循环 从大气中的C02储库开始，绿色植物在进行光合作用时，把碳从大气中取出，结合到 碳水化合物分子中，然后经时消费者和分解者，涌时呼吸和残体腐兴分解，回到到大 3.氮的循环 通过有机固氯菊的转化活动.或工业方法把分子态的每固定为离子态的.才能被描 物吸收，参与生态系统的循环活动 般包括 3 个环节：细菌把动植物残体分解成硝 酸盐：动物一消费者则靠从植物取得氮：各种微生物以排泄物和动植物残体为底物， 把有机物分解成无机物

6.3.1 物质循环的概念及特点 1．物质与元素 物质由元素构成,大多数生物生命活动与 20 多种元素有关: （１）大量元素：碳、氢、氧、氮和磷，含量超过１％；也包括０.２％～１％之间 硫、氯、钾、钠、钙、镁、铁、和铜。 （２）微量元素：铝、硼、溴、铬、佛、镓、碘、锰、钼、硒硅、锶、锡、锑、钒 和锌元素等，含量在０.２％以下，但不是所有植物都存在。 2.物质循环的概念及特点 （1）概念： 生态系统中矿质元素的输入与输出，以及它们在大气圈、水圈、岩石圈之间，以及 生物与生物之间的流动和交换称为生物地球化学循环，即物质循环（cycling of materials） （2）同化与异化 同化：将以无机形态存在的营养元素合成为具有高能含量的有机化合物的过程；异 化：将这些高能化合物分解并释放出能量的过程。 （3）特点：过程复杂性，源于介质多样性、元素多样性、化学作用多样性； 源和库（pool）：周转库和贮存库 周转率=流通率/库中营养物质总量； 周转时间=库中营养物质总量/流通率 流通率：物质在生态系统中单位面积（或体积）和单位时间内的移动量； 周转时间：CO2 需要 1 年；N100 万年；大气中的水 10.5 天. 3.物质循环的类型 (1)水循环 (2)气体循环①碳循环②氮循环 (3)沉积型循环①硫循环②磷循环 二、几种主要的物质循环途径 1.水循环 (1)大循环:主要路线是从海洋蒸发出来的水源,被气流运送到大陆上空,凝结成水, 落到地面,又沿地面或底下流入江河,最后又汇入海洋的过程,这种海陆之间的循环 又称为外循环; (2)从海洋或者陆地上的水分经蒸发、凝结降到海洋或者陆地上的水分运动过程。 2.碳的循环 从大气中的 CO2 储库开始,绿色植物在进行光合作用时,把碳从大气中取出,结合到 碳水化合物分子中,然后经过消费者和分解者,通过呼吸和残体腐烂分解,再回到大 气。 3.氮的循环 通过有机固氮菌的转化活动,或工业方法把分子态的氮固定为离子态的氮,才能被植 物吸收,参与生态系统的循环活动.一般包括 3 个环节:细菌把动植物残体分解成硝 酸盐;动物—消费者则靠从植物取得氮;各种微生物以排泄物和动植物残体为底物, 把有机物分解成无机物

4.磷的循环 通过采矿和侵蚀，磷从岩石中移出，进入水循环和食物链中，有内循环和外循环 第四节生 态系统的信息传递 、信息的概念 信息是指由信息源出发的、被使用者接受和理解的各种信号，在人类社会中，信息作 个社会学 念，指的是人类共享的一切知识以及从客观事物中 是取出来的各种 消息之和，并以文字、图形、语言、声音的形式表达出来。也可以认为是引起生物 生理、生化和行为变化的信号，信息是系统控制的基础，是系统组织和有序程度的 标志 二、信息的主要特征 1.普遍性：2.传扩性：3.永续性：4.时效性：5.分享性：6.转化性 三、生态系统中的信息类型及特点 1.类型(1)物理信息：(2)化学信息：(3)行为信息：(4)营养信息. 2.特点：(1)信息量与日俱增： (2)信息的多样性：（③）信息通讯方式的复杂 性：(4)生物物种贮存的信息量大：（⑤）信息的可开发程度高， 四、信息传递过程的模式 具有双向的特点， 信自的立生·变化就会立生信息 2.信息的获取：信息的感知和信息的识别 3.信息的传递(1)信源：(2)信道；(3)信宿 4信息的外理·浅层和深厚外理 5.信息的再生：决策就是典型的信息再生过程 6.信息的施效：产生效果 五、生态系统中重要的信息传递类型 1.阳光与植物之间的信息传递 2.植物间的化学信息传递 3.植物与微生物之间的信息传递 4.植物与动物之间的信息传递 5.动物与动物之间的信息传递 第五节景观生态学 景观和景观生态学 L.景观(Landscape) 最初用来描述森林、草原、湖泊的美丽景色，或一定地理区域的综合地貌特征， 这时景观的含义往往是景色、风景的同义词：在地学中，景观是一定空间单元自然 地理过程的总体：在生态学中景观是一定空间范围内，由不同生态系统所组成的、 具有重复格局的异质性地域单元(Forman1986), 生态学上的景观5个特征：(1)由不同空间单元镶嵌而成，具有异质性：(2)是 具有明显形态特征与功能联系的地理实体：(3)既是生物的栖息地，更是人类的生 存环境：(3)是处于生态系统之上，区域之下的中度尺度：(5)具有经济、生态、 文化多重属性

4.磷的循环 通过采矿和侵蚀,磷从岩石中移出,进入水循环和食物链中.有内循环和外循环 第四节 生态系统的信息传递 一、 信息的概念 信息是指由信息源出发的、被使用者接受和理解的各种信号,在人类社会中,信息作 为一个社会学概念,指的是人类共享的一切知识以及从客观事物中提取出来的各种 消息之和，并以文字、图形、语言、声音的形式表达出来。也可以认为是引起生物 生理、生化和行为变化的信号，信息是系统控制的基础，是系统组织和有序程度的 标志 二、 信息的主要特征 1.普遍性;2.传扩性;3.永续性;4.时效性;5.分享性;6.转化性 三、生态系统中的信息类型及特点 1.类型(1)物理信息;(2)化学信息;(3)行为信息;(4)营养信息. 2.特点:(1)信息量与日俱增; (2)信息的多样性; (3)信息通讯方式的复杂 性;(4)生物物种贮存的信息量大;(5)信息的可开发程度高. 四、信息传递过程的模式 具有双向的特点, 1.信息的产生:变化就会产生信息 2.信息的获取:信息的感知和信息的识别 3.信息的传递(1)信源;(2)信道;(3)信宿 4.信息的处理:浅层和深层处理 5.信息的再生:决策就是典型的信息再生过程 6.信息的施效:产生效果 五、生态系统中重要的信息传递类型 1.阳光与植物之间的信息传递; 2.植物间的化学信息传递 3.植物与微生物之间的信息传递 4.植物与动物之间的信息传递 5.动物与动物之间的信息传递 第五节 景观生态学 一、景观和景观生态学 1.景观(Landscape) 最初用来描述森林、草原、湖泊的美丽景色，或一定地理区域的综合地貌特征， 这时景观的含义往往是景色、风景的同义词；在地学中，景观是一定空间单元自然 地理过程的总体；在生态学中景观是一定空间范围内，由不同生态系统所组成的、 具有重复格局的异质性地域单元（Forman 1986）， 生态学上的景观 5 个特征:（1）由不同空间单元镶嵌而成，具有异质性;（2）是 具有明显形态特征与功能联系的地理实体;（3）既是生物的栖息地，更是人类的生 存环境；（3）是处于生态系统之上，区域之下的中度尺度；（5）具有经济、生态、 文化多重属性