生态系统的组成和特点是什么?

作者&投稿:俟弦 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
生态系统的组成和特点是什么?~


生态系统各种组成成分之间的营养联系是通过食物链和食物网来实现的。食物链是生态系统内不同生物之间类似链条式的食物依存关系,食物链上的每一个环节称为营养级。每个生物种群都处于一定的营养级,也有少数种兼处于两个营养级,如杂食动物。生态系统中的食物链包括活食食物链和腐食食物链两个主要类型。活食食物链从绿色植物固定太阳能、生产有机物质开始,它们属于第一营养级,食草动物属于第二营养级,各种食肉动物构成第三、第四及更高的营养级。腐食食物链则从有机体的残体开始,经土壤动物的粉碎与分解和细菌、真菌的分解与转化,以无机物的形式归还给环境,供绿色植物再次吸收。从营养级来划分,分解者处于第五或更高的营养级。老鼠以谷物为食,鼬鼠以老鼠为食,鹰又以鼬鼠为食,鹰死后的残体被各种微生物分解成无机物质,便是简单食物链的一个例子。然而,自然界中的食物链并不是孤立存在的,一个易于理解的事实是,几乎没有一种消费者是专以某一种植物或动物为食的,也没有一种植物或动物只是某一种消费者的食物,如老鼠吃各种谷物和种子,而谷物又是多种鸟类和昆虫的食物,昆虫被青蛙吃掉,青蛙又是蛇的食物,蛇最终被鹰捕获为食;谷物的秸杆还是牛的食物,牛肉又成为人类的食物(图10-7)。可见,食物链往往是相互交叉的,形成复杂的摄食关系网,称为食物网。一般来说,一个生态系统的食物网结构愈复杂,该系统的稳定性程度愈大。



4.生态系统的功能

生态系统的功能主要表现为生物生产、能量流动和物质循环,它们是通过生态系统的核心部分——生物群落来实现的。

(1)生态系统的生物生产

生态系统的生物生产是指生物有机体在能量和物质代谢的过程中,将能量、物质重新组合,形成新的产物(碳水化合物、脂肪、蛋白质等)的过程。绿色植物通过光合作用,吸收和固定太阳能,将无机物转化成有机物的生产过程称为植物性生产或初级生产;消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢,经过同化作用形成异养生物自身物质的生产过程称为动物性生产或次级生产。

植物在单位面积、单位时间内,通过光合作用固定的太阳能量称为总初级生产量(GPP),单位是J·m-2·a-1或 g DW·m-2·a-1(DW为干重)。总初级生产量减去植物因呼吸作用的消耗(R),剩下的有机物质即为净初级生产量(NPP)。它们之间的关系为

NPP=GPP-R

与初级生产量相关的另一个概念是生物量,对于植物来说,它是指单位面积内植物的总重量,单位是km·m-2。某一时间的植物生物量就是在此时间以前所积累的初级生产量。

据估计,整个地球净初级生产量(干物质)为172.5×109t·a-1,生物量(干物质)为1841×109t,不同生态系统类型的生产量和生物量差别显著(表10-1)。应当指出,这种估计是非常粗略的,但对于了解全球生态系统初级生产量和生物量的大体数量特征,仍有一定的参考价值。



单位地面上植物光合作用累积的有机物质中所含的能量与照射在同一地面上日光能量的比率称为光能利用率。绿色植物的光能利用率平均为0.14%,在运用现代化耕作技术的农田生态系统的光能利用率也只有1.3%左右。地球生态系统就是依靠如此低的光能利用率生产的有机物质维持着动物界和人类的生存。

(2)生态系统的能量流动

生态系统的生物生产是从绿色植物固定太阳能开始的,太阳能通过植物的光合作用被转变为生物化学能,成为生态系统中可利用的基本能源。生态系统各成分之间能量流动的一个重要特点是单向流,表现为能量的很大部分被各营养级的生物所利用,通过呼吸作用以热的形式散失,而这些散失到环境中的热能不能再回到生态系统中参与能量的流动,因为尚未发现以热能作为能源合成有机物的生物体,而用于形成较高营养级生产量的能量所占比例却很小(图10-8)。



生态系统内的能量传递和转化遵循热力学定律。根据热力学第一定律,输入生态系统的能量总是与生物有机体贮存、转换的能量和释放的热量相等,从而保持生态系统内及其环境中的总能量值不变。根据热力学第二定律,生态系统的能量随时都在进行转化和传递,当一种形式的能量转化成另一种形式的能量时,总有一部分能量以热能的形式消耗掉,这样,系统的熵便呈增加的趋势。对于一个热力学非平衡的孤立系统来说,它的熵总是自发地趋于增大,从而使系统的有序程度越来越低,最后达到无序的混乱状态,即热力学平衡态。然而,地球生态系统所经历的却是一个与热力学第二定律相反的发展过程,即从简单到复杂,从无序到有序的进化过程。根据非平衡态热力学的观点,一个远离平衡态的开放系统,可以通过从环境中引入负熵流,以抵消系统内部所产生的熵增加,使系统从无序向有序转化。生态系统是一个生物群落与其环境之间既进行能量交换,又进行物质交换的开放系统,通过能量和物质的输入,生态系统不断“吃进”负熵流,维持着一种高度有序的状态。

如前所述,每经过一个营养级,都有大量的能量损失掉。那么,生态系统能量转化的效率究竟有多大呢?美国学者Lindeman测定了湖泊生态系统的能量转化效率,得出平均为10%的结果,即在能量从一个营养级流向另一个营养级的过程中,大约有90%的损失量,这就是著名的“十分之一定律”(图10-9)。比如,一个人若靠吃水产品增加0.5kg的体重,就得食用5kg的鱼,这5kg的鱼要以50kg的浮游动物为食,而50kg的浮游动物则需消耗约500kg的浮游植物。由于这一“定律”得自对天然湖泊的研究,所以比较符合水域生态系统的情况,并不适用于陆地生态系统。一般来讲,陆地生态系统的能量转化效率要比水域生态系统低,因为陆地上的净生产量只有很少部分能够传递到上一个营养级,大部分则直接被传递给了分解者。



(3)生态系统的物质循环

生态系统的发展和变化除了需要一定的能量输入之外,实质上包含着作为能量载体的各种物质运动。例如,当绿色植物通过光合作用,将太阳能以化学能的形式贮存在合成的有机物质之中时,能量和物质的运动就同时并存。自然界的各种元素和化合物在生态系统中的运动为一种循环式的流动,称为生物地球化学循环。

组成:生物环境和非生物环境
特点:
1、以生物为整体,具有整体性特征
2、复杂、有序的层次结构
3、开放的、远离平衡态的热力学系统
4、具有明确的功能
5、受环境深刻的影响
6、环境的演变与生物进化相联系
7、具有自维持、自调控功能
8、具有一定的负荷力
9、具有动态的、生命的特征
10、具有健康、可持续发展特性

生态系统是由有机生物和无机环境构成

生态系统的组成成分是什么? 在生态系统中,物质和能量有什么特点? 生态...
答:生态系统包括两部分组成:生物群落和非生物环境。其中,生物群落指的是各种生物个体的总和,包括植物、动物、微生物和寄生虫等生物种群;而非生物环境则包括地球表面的气候、水文、土壤和岩石等自然环境要素。在生态系统中,物质和能量是密不可分的关系,二者相互作用。物质具有静态和动态的特征,包括有机物...

什么是生态系统?请说明其组成,结构,类型和功能,以及生态平衡和破坏.
答:组成:无机环境和生物群落 结构:生产者,消费者,分解者及非生物组成的物质和能量(阳光,无机盐...)类型:自然生态系统和人工生态系统 功能:能量流动物质循环和信息传递 生态平衡和破坏:生态平衡是一种动态平衡,是生态系统内部长期适应的结果,即生态系统的结构和功能处于相对稳定的状态,其特征为:·能量...

什么叫生态系统?简述生态系统的组成和功能。
答:【答案】:生态系统是在一定的空间中共同栖居着的所有生物(即生物群落)与其环境之间由于不断地进行物质循环、能量流动和信息传递过程而形成的统一整体。生态系统都是由生物成分和非生物环境两部分组成的,非生物环境包括参加物质循环的矿质元素、化合物和有机物质及气候或其他物理条件。生物成分包括生产者、...

生态系统有哪些特征
答:3.时间特征 组成生态系统的生物随着时间推移而生长、发育、繁殖和死亡。生态系统也表现出这种明显的时间特点,具有从简单到复杂、从低级到高级的发展演变规律。生态系统的生产力随着生态系统的发育呈现出明显的时间特征。4.功能特征 生态系统的生物与环境之间相互作用,其功能特征主要体现为能量流动和物质循环...

生态系统的成分?
答:1. 生态系统的概念生态系统(ecosystem)是英国生态学家Tansley于1935年首先提上来的,指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。它把生物及其非生物环境看成是互相影响、彼此依存的统一整体。生态系统不论是自然的还是人工的,都具下列共同特性:(1)生态...

什么是生态系统?它是由哪几部分组成的?
答:答:生态系统是指在一定地域内生物与环境形成的统一的整体.生态系统的组成包括非生物部分和生物部分.非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤(泥沙)等;生物部分包括生产者(绿色植物)、消费者(动物)、分解者(细菌和真菌)【解答】解:生态系统是指在一定地域内生物与环境形成的统一的整体.生态...

生物圈中有哪几类生态系统,它们含有什么特点和作用?
答:生态系统中的非生物成分和生物成分是密切交织在一起、彼此相互作用的,土壤系统就是这种相互作用的一个很好实例。土壤的结构和化学性质决定着什么植物能够在它上面生长、什么动物能够在它里面居住。但是植物的根系对土壤也有很大的固定作用,并能大大减缓土壤的侵蚀过程。动植物的残体经过细菌、真菌和无脊椎...

生态系统具有哪些结构与功能特性?研究生态系统的结构和功能对环保有何...
答:构成生态系统的各组成部分,各种生物的种类、数量和空间配置在一定时期均处于相对稳定的状态,使生态系统能够各自保持一个相对稳定的结构。对生态系统的结构特征一般从形态和营养关系两个角度进行研究。(1)形态结构 生态系统的生物种类、种群数量、种的空间配置(水平分部、垂直分布)、种的时间变化(发育、...

生态系统的组成是怎样的?
答:3.能量流动:太阳是地球上所有生命活动的主要能源来源。在生态系统中,光合作用将太阳能转化为化学能,并被植物吸收,最终传递到其他生物体中。4.物质循环:生态系统中的物质循环包括碳循环、氮循环、水循环等,这些循环过程使得营养物质得以循环利用,保持生态系统的平衡和稳定。以上四个基本元素构成了生态...

生态系统的组成成分是怎样的?
答:消费者在生态系统的物质和能量转化过程中处于中间环节。生态系统的结构可以从两个方面理解。其一是形态结构,如生物种类、种群数量、种群的空间格局、种群的时间变化,以及群落的垂直和水平结构等。形态结构与植物群落的结构特征相一致,外加土壤、大气中非生物成分以及消费者、分解者的形态结构。其二为营养...