生態系統有哪些功能?
生態系統有什麼功能?
生態系統(ecosystem)是英國生態學家Tansley於1935年首先提上來的,指在一定的空間內生物成分和非生物成分通過物質循環和能量流動相互作用、相互依存而構成的一個生態學功能單位。它把生物及其非生物環境看成是互相影響、彼此依存的統一整體。生態系統不論是自然的還是人工的,都具下列共同特性:(1)生態系統是生態學上的一個主要結構和功能單位,屬於生態學研究的最高層次
(2)生態系統內部具有自我調節能力。其結構越複雜,物種數越多,自我調節能力越強。(3)能量流動、物質循環是生態系統的兩大功能。(4)生態系統營養級的數目因生產者固定能值所限及能流過程中能量的損失,一般不超過5~6個。(5)生態系統是一個動態系統,要經歷一個從簡單到複雜、從不成熟到成熟的發育過程。
生態系統概念的提出為生態學的研究和發展奠定了新的基礎,極大地推動了生態學的發展。生態系統生態學是當代生態學研究的前沿。
2. 生態系統的組成膽分
生態系統有四個主要的組成成分。即非生物環境、生產者、消費者和分解者。
(1)非生物環境 包括:氣候因子,如光、溫度、溼度、風、雨雪等;無機物質,如C、H、O、N、CO2及各種無機鹽等。有機物質,如蛋白質、碳水化合物、脂類和腐殖質等。
(2)生產者(producers) 主要指綠色植物,也包括藍綠藻和一些光合細菌,是能利用簡單的無機物質製造食物的自養生物。在生態系統中起主導作用。
(3)消費者(consumers) 異養生物,主要指以其他生物為食的各種動物,包括植食動物、肉食動物、雜食動物和寄生動物等。
(4)分解者(decomposers) 異養生物,主要是細菌和真菌,也包括某些原生動物和蚯蚓、白蟻、禿鷲等大型腐食性動物。它們分解動植物的殘體、糞便和各種複雜的有機化合物,吸收某些分解產物,最終能將有機物分解為簡單的無機物,而這些無機物參與物質循環後可被自養生物重新利用。
生態系統的主要功能
生態系統的主要功能是物質循環和能量流動,處於平衡伐生態系統物質循環和能量流動會處在一個動態平衡狀態 ,各營養級生物(生產者,消費者,分解者)數量將穩定在一個水平上。
簡述生態系統的三大功能,並說出其中兩個主要功能的區別和聯繫
地球生態系統的組成及功能
1.生態系統的概念
在自然界,任何生物群落總是通過連續的能量—物質交換與其生存的自然環境不可分割地相互聯繫和相互作用著,共同形成統一的整體,這樣的生態功能單位就是生態系統.
按照生態系統的上述定義,我們既可以從類型上去理解,例如森林、草原、荒漠、凍原、沼澤、河流、海洋、湖泊、農田和城市等;也可以從區域上理解它,例如分佈有森林、灌叢、草地和溪流的一個山地地區或是包含著農田、人工林、草地、河流、池塘和村落與城鎮的一片平原地區都是生態系統.生態系統是地球表層的基本組成單位,它的面積大小很懸殊,從整個生物圈到一滴水及其中的微生物,都可看作是生態系統.因此,整個地球表層就是由大大小小各種不同的生態系統鑲嵌而成.
作為一個開放系統,生態系統並不是完全被動地接受環境的影響,在正常情況下的一定限度內,其本身都具有反饋機能,使它能夠自動調節,逐漸修復與調整因外界干擾而受到的損傷,維持正常的結構與功能,保持其相對平衡狀態.因此,它又是一個控制系統或反饋系統.
生態系統概念的提出,使我們對生命自然界的認識提到了更高一級水平.它的研究為我們觀察分析複雜的自然界提供了有力的手段,並且成為解決現代人類所面臨的環境汙染、人口增長和自然資源的利用與保護等重大問題的理論基礎之一.
2.生態系統的組成成分
任何一個生態系統都可以分為兩個部分:無生命物質——無機環境和有生命物質——生物群落(圖10-6).
無機環境包括作為系統能量來源的太陽輻射能;溫度、水分、空氣、岩石、土壤和各種營養元素等物理、化學環境條件;以及生物物質代謝的原料如CO2、H2O、O2、N2和無機鹽類等,它們構成生物生長、發育的能量與物質基礎,又稱為生命支持系統.
生物群落是生態系統的核心,可以分為三大類群:
第一類為自養型生物,包括各種綠色植物和化能合成細菌,稱為生產者.綠色植物能夠通過光合作用把吸收來的水、CO2和無機鹽類轉化成為初級產品——碳水化合物,並將其進一步合成成為脂肪和蛋白質等,用來建造自身,這樣,太陽能便通過生產者的合成與轉化源源不斷地進入生態系統,成為其他生物類群的唯一食物與能量來源.化能合成細菌也能將無機物合成為有機物,但它們利用的能量不是來自太陽,而是來自某些物質在發生化學變化時產生的能量.例如,氮化細菌能將氨(NH3)氧化成亞硝酸和硝酸,利用這一氧化過程中放出來的能量把CO2和水合成為有機物.
第二類為異養型生物,包括草食動物和食肉動物,稱為消費者.顧名思義,這些消費者不能直接利用太陽能來生產食物,只能通過直接或間接地以綠色植物為食獲得能量.根據不同的取食地位,又可以分為直接依賴植物的枝、葉、果實、種子和凋落物為生的一級消費者,如蝗蟲、野兔、鹿、牛、馬、羊等食草動物;以草食動物為食的肉食動物為二級消費者,如黃鼠狼、狐狸、青蛙等;肉食動物之間存在著弱肉強食的關係,其中的強者成為三級和四級消費者.這些高級的消費者是生物群落中最凶猛的肉食動物,如獅、虎、鷹和水域中的鯊魚等.有些動物既食植物又食動物,稱為雜食動物,如某些鳥類和魚類等.
第三類為異養型微生物,如細菌、真菌、土壤原生動物和一些小型無脊椎動物,它們靠分解動植物殘體為生,稱為分解者.微生物分佈廣泛,富含於土壤和水體的表層,空氣中含量較少且多數為腐生的細菌和黴菌.微生物是生物群落中數量最大的類群,據估計,1克肥沃土壤中含有的微生物數量可達108個.細菌和真菌主要靠吸收動植物殘體內的可溶性有機物來生活,在消化過程中,把無機養分從有機物中釋放出來,歸還給環境.可見,微生物在生態系統中起著養分物質再循環的作用.土壤中的小......
生態系統的組成和功能
生態系統是各種生物與其周圍環境所構成的自然綜合體。所有的物種都是生態系統的組成部分。在生態系統之中,不僅各個物種之間相互依賴,彼此制約,而且生物與其周圍的各種環境因子也是相互作用的。從結構上看,生態系統主要由生產者、消費者、分解者所構成。生態系統的功能是對地球上的各種化學元素進行循環和維持能量在各組分之間的正常流動。生態系統的多樣性主要是指地球上生態系統組成、功能的多樣性以及各種生態過程的多樣性,包括生境的多樣性、生物群落和生態過程的多樣化等多個方面。其中,生境的多樣性是生態系統多樣性形成的基礎,生物群落的多樣化可以反映生態系統類型的多樣性。
生態系統的功能有什麼?
生態系統的基本功能包括能量流動,物質循環和信息傳遞三個方面。
1能量流動摺疊
能量流動指生態系統中能量輸入、傳遞、轉化和
能量傳遞
喪失的過程。能量流動是生態系統的重要功能,在生態系統中,生物與環境,生物與生物間的密切聯繫,可以通過能量流動來實現。能量流動兩大特點:單向流動,逐級遞減。
過程摺疊
①能量的輸入
生態系統的能量來自太陽能,太陽能以光能的形式被生產者固定下來後,就開始了在生態系統中的傳遞,被生產者固定的能量只佔太陽能的很小一部分,下表給出太陽能的主要流向:
項目
反射
吸收
水循環
風、潮汐
光合作用
所佔比例
30%
46%
23%
0.2%
0.8%
然而,光合作用僅僅是0.8%的能量也有驚人的數目:3.8×10^25焦/秒。在生產者將太陽能固定後,能量就以化學能的形式在生態系統中傳遞。
②能量的傳遞與散失
能量在生態系統中的傳遞是不可逆的,而且逐級遞減,遞減率為10%~20%。能量傳遞的主要途徑是食物鏈與食物網,這構成了營養關係,傳遞到每個營養級時,同化能量的去向為:未利用(用於今後繁殖、生長)、代謝消耗(呼吸作用,排洩)、被下一營養級利用(最高營養級除外)。
注:糞便屬於上一營養級同化的能量。
營養關係摺疊
生態系統中,生產者與消費者通過捕食、寄生等關係構成的相互聯繫被稱作食物鏈;多條食物鏈相互交錯就
形成了食物網。食物鏈(網)是生態系統中能量傳遞的重要形式,其中,生產者被稱為第一營養級,初級消費者被稱為第二營養級,以此類推。由於能量有限,一條食物鏈的營養級一般不超過五個。
生態金字塔
生態金字塔是以面積表示特定內容,按營養級至下而上排列形成的圖示,因其往往呈現金字塔狀,故名。常用的有三種:能量金字塔、生物量金字塔、生物數量金字塔。
①能量金字塔(energy)
含義:將單位時間內各營養級所得能量的數量值用面積表示,由低到高繪製成圖,即為能量金字塔。
能量金字塔
特點:能量金字塔永遠正立,因為生態系統進行能量傳遞是遵守林德曼定律,每個營養級的能量都是上一個營養級能量的10%~20%。
②生物量金字塔(biomass)
含義:將每個營養級現存生物的有機物質量用面積表示,由低到高繪製成圖,即為生物量金字。
特點:與能量金字塔基本吻合,因為營養級所獲得的能量與其有機物質的同化量正相關。
③生物數量金字塔(Eltonian pyramid)
含義:將每個營養級現存個體數量用面積表示,由低到高繪製成圖,即為生物數量金字塔。
特點:形狀多樣,並不總是正立。例如,幾百只昆蟲和數只鳥可以同時生活在一棵樹上,出現“下小上大”的現象。
2物質循環摺疊編輯本段
主條目:生物地球化學循環
生態系統的能量流動推動著各種物質在生物群落與無機環境間循環。這裡的物質包括組成生物體的基礎元素:碳、氮、硫、磷,以及以DDT為代表的,能長時間穩定存在的有毒物質;這裡的生態系統也並非家門口的一個小水池,而是整個生物圈,其原因是氣態循環和水體循環具有全球性,一個例子是2008年5月,科學家曾在南極企鵝的皮下脂肪內檢測到了脂溶性的農藥DDT,這些DDT就是通過全球性的生物地球化學循環,從遙遠的文明社會進入企鵝體內的。
按循環途徑分類摺疊
氣體型循環(gaseous cycles)
元素以氣態的形式在大氣中循環即為氣體型循環,又稱“氣態循環”,氣態循環把大氣和海洋緊密連接起來,具有全球性。(吳人堅141頁)碳-氧循環和氮循環以氣態循環為主。
水循環(water cycle)
水循......