系統生態論
❶ 什麼是系統生態學
系統生態學 systems ecology
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即把種群、群落、生態系統等概念中的生物,看成是完整的統一體,並對其動態系統應用系統分析(systems analysis)的方法論,採用數量的生態學的一種觀點。首先,把對象看做是因果關系的綜合體,並將這種綜合體分解成若干組成因素,然後以數理模型表示,再研究各因素間的相互作用關系,根據其相互聯系,製成整體系統模型(systams model)。其次,這種模型主要是應用計算機模擬來實現的,同時進行對比和校正,另也要考慮預測和最適方向。系統生態學在狹義上作為研究對象的系統,其詳細而具體的實體即使不明,但從其總體或局部所給與的各種作用和刺激(輸入)及其結果所產生的反應(輸出)來看,是通過對作用與反應系統的形式進行數據模型處理,以構成系統整體的機能狀況,再通過經驗式或回歸式,對各個組成要素進行算式化處理,便可得到籠統的總體狀況或經驗論的記載模型的觀點(G.M.van Dyne,1966;K.E.F.Watt,1963)。但在以前的生態學中,因為模型是基於簡單的非現實的假定的基礎,所以不可能具有有效性,從這種考慮出發,把比較限定的生態學過程(例如捕食),從生物學的見解分普遍存在的基本要素(basic compo-nents)和比較特殊的次要要素(subsidiary comp-onents),與實驗不斷進行對比,根據各種成分的模型化,也多包括現實的一般性強的模型製作觀點(C.S.Holling,1963)。
❷ 生態系統的理論
1935年,英國生態學家,亞瑟·喬治·坦斯利爵士(Sir Arthur George Tansley)受丹麥植物學家尤金紐斯·瓦爾明(Eugenius Warming)的影響,明確提出生態系統的概念。認為:
「(原文)But the fundmental conception is, as it seems to me, the whole system (in the sense of physics), including not only the organism-complex, but also the while complex of physical factors forming what we call the enviriment, with which they form one physical system. ... These ecosystems, as we may call them, are of the most various kinds and sizes. They form one category of the multitudinous physical systems of the universe, which range from the universe as a whole down to the atom. (Tansley A G. The use and abuse of vegetational concepts and terms. Ecology, 1935,16(3):284-307.P 299)」(但是對我來講,基礎概念是整個系統(從物理學中的意義來說),包括了有機體的復雜組成,以及我們稱之為環境的物理要素的復雜組成,以這些復雜組成共同形成一個物理的系統。... 我們可以稱其為生態系統,這些生態系統具有最為多種的種類和大小。他們形成了宇宙中多種多樣的物理系統中的一種類型,而物理系統從宇宙整體到原子的范圍。)
坦斯利對生態系統的組成進行了深入的考察,為生態系統下了精確的定義。
1940年,美國生態學家R.L.林德曼(R.L.Lindeman)在對賽達伯格湖(Cedar Bog Lake)進行定量分析後發現了生態系統在能量流動上的基本特點:
·能量在生態系統中的傳遞不可逆轉
·能量傳遞的過程中逐級遞減,傳遞率為10%~20%
這也就是著名的林德曼定律。
❸ 生態系統理論的介紹
生態系統理論(ecological systems theory)發展心理學中,由布朗芬布倫納(U Bronfenbrenner)的提出的個體發展模型回,強調答發展個體嵌套於相互影響的一系列環境系統之中,在這些系統中,系統與個體相互作用並影響著個體發展。
❹ 試用系統科學或控制論的觀點舉例分析一個生態學問題哥哥姐姐,求解答!
中文名稱:生態名稱:生態學定義1:生物之間的生物和非生物環境學科之版間的的關系進行研究。權適用范圍:大氣科學(一級學科);應用氣象學(二級學科)定義2:生命系統和環境學科之間的關系進行研究。適用范圍:生態(紀律)一般(二級學科)定義:生物和環境學科之間的關系進行研究。適用范圍:漁業(一級學科);水產基礎科學(二級學科)
生態(Ecology)是研究生物和其周圍環境之間的關系的科學。生物的生命活動,再現,需要一定的空間,材料和能源。一些周圍的環境中,如空氣,光,濕氣,熱和無機鹽,如生物在長期的進化過程中,逐漸形成的物理條件和化學品組合物的特殊需要。所需的各種生物活性物質,能量和適應的理化條件是不同的
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❺ 生態系統理論的概述
盡管現代學習理論家班杜拉認為環境既影響著個體的發展,也受發展的個體的影響,回然而他仍然沒有答對個體發展的環境做出明確描述。布朗芬布倫納的生態系統理論對環境的影響做出了詳細分析。因為他承認生物因素和環境因素交互影響著人的發展,所以把這種理論描述為生物生態學理論可能更為准確 。
布朗芬布倫納認為,自然環境是人類發展的主要影響源,這一點往往被人為設計的實驗室里的研究發展的學者所忽視。他認為,環境(或自然生態)是「一組嵌套結構,每一個嵌套在下一個中,就像俄羅斯套娃一樣」。換句話說,發展的個體處在從直接環境(像家庭)到間接環境(像寬泛的文化)的幾個環境系統的中間或嵌套於其中(見圖1)。每一系統都與其他系統以及個體交互作用,影響著發展的許多重要方面。
布朗芬布倫納的理論缺失改變了發展學家思考兒童發展環境的方式。例如,在20世紀四五十年代,發展學家可能會檢驗兒童成長環境的某個方面的作用,並將兒童之間的所有差異都歸於環境在這個方面的差異。例如,兒童在認知、社會甚至生理上的不同都可能會歸咎於離婚對兒童的影響。有了布朗芬布倫納的理論,就可以思考許多可能影響兒童發展的不同水平和類型的環境效應 。
❻ 生態系統和生態學系統有什麼區別呢
生態系來統(ecosystem)指由生物群落與無自機環境構成的統一整體.生態系統的范圍可大可小,相互交錯,最大的生態系統是生物圈;最為復雜的生態系統是熱帶雨林生態系統,人類主要生活在以城市和農田為主的人工生態系統中.
生態平衡(ecological
balance)是指在一定時間內生態系統中的生物和環境之間、生物各個種群之間,通過能量流動、物質循環和信息傳遞,使它們相互之間達到高度適應、協調和統一的狀態.
❼ 一道《生態系統生態學》論述題
1 富營養化的概況
富營養化一般分為天然富營養化和人為富營養化兩種,就是指氮、磷等無機營養物質大量進入湖泊、海灣等相對封閉、水流緩慢的水體,引起藻類和其他浮游植物大量繁殖,水體溶解氧含量下降,水質惡化,魚類及其他水生生物大量死亡的現象。富營養化雖然是一個自然過程,但人類的活動可能會加速這一過程,這種情況下的富營養化稱為人為富營養化。目前,大多數水體的富營養化主要是由於人類活動產生的大量含氮、磷的生活污水、工業廢水以及農田排水進入水體中,致使水體中營養物質嚴重高於自然狀態,促使自養性生物(浮游藻類)旺盛生長所引起的。
富營養化過程簡單地說,就是自養性生物在水體中建立優勢的過程。藻類和一些光合細菌能利用無機鹽類製造有機質,在適宜的光照、溫度、pH和充足營養物質的條件下,天然水體中的藻類可通過光合作用合成自身的原生質。根據對藻類化學成分進行的分析研究,得到藻類的經驗分子式為C104H263O176N16P,可見碳、氮、磷是藻類繁殖所需的重要營養元素。藻類可以利用水中溶解的二氧化碳和有機物分解產生的二氧化碳作為自身生長所需要的碳源,而氮和磷則是藻類生長的限制性因素。一般認為磷是限制藻類增殖的最重要因子,水體中磷的含量通常被作為富營養化的標志。
2 富營養化的污染效應
富營養化是湖泊等天然水體面臨的最為嚴重的環境問題,它通過促使水生生態系統中藻類以及其他水生生物的異常繁殖,經一系列物理、化學和生物作用,最終導致水質惡化、水生生物生理受阻、水生生物群落結構改變、水生生態系統結構破壞和功能受損等一系列連鎖效應,從而影響水資源的利用,給飲用、工農業供水、水產養殖、旅遊以及水上運輸等帶來巨大損失,並對人體健康構成危害。
2.1 對水質的影響
(1)使水體散發臭味。在富營養狀態的水體中,一些藻類能夠散發出腥味異臭,給人以不舒適的感覺,也大大降低了水質質量。
(2)增加水體的色度。在富營養狀態的水體中,生長著以藍藻、綠藻為優勢種類的大量水藻。這些水藻浮在湖水表面,使水質變得渾濁,色度增加,透明度明顯降低。
(3)水體的溶解氧含量降低。在富營養水體的表層,藻類可以獲得充足的陽光,從空氣中獲得足夠的二氧化碳進行光合作用而放出氧氣,因此,表層水體有充足的溶解氧。然而,在富營養水體深層,情況就不同。首先,表層的密集藻類使陽光難以射入水體深層,使深層水體的光合作用明顯受到限制而減弱,使溶解氧來源減少。其次,藻類死亡後不斷向水體底部沉積,不斷地腐爛分解,也會消耗深層水體大量的溶解氧,使得需氧生物難以生存。如果一旦出現溶解氧為零,會引起一系列嚴重後果。例如,有機物無機化不完全,產生甲烷氣體;硫酸鹽還原形成硫化氫氣體;底泥中鐵、錳溶出,在底泥附近形成硫化鐵等,從而影響湖泊水質。
(4)向水體釋放有毒物質。富營養化對水質的另一個影響是某些藻類能夠分泌、釋放有毒性的物質,如藍藻能釋放藍藻毒素,主要包括作用於肝臟的肝毒素、作用於神經系統的神經毒素等。研究表明,世界各地25%~70%的藍藻水華可產生毒素。這些有毒物質進入水體後,可以使魚類等水生動物中毒、病變和死亡,使漁業生產受到影響。同時這些有毒物質也將嚴重危害飲用水源的水質,使人類健康受到嚴重威脅。
2.2 對水生生物生理的影響
富營養化所帶來的一系列水質問題將嚴重影響水生生物的正常生理活動,使它們的生長受到限制,甚至停止生長並大量死亡。
2.2.1 對水生植物的影響
富營養化能促使水中表層浮游藻類的生長繁殖,由於瘋長的藻類覆蓋於水體表面,使得陽光難以穿透水層,從而影響深層水體中高等水生植物的光合作用。此外,在富營養水體中,浮游藻類的生產力提高,除了遮光作用外,附生藻類還可在高等水生植物表面形成一個高O2、高pH、低CO2的環境,也不利於沉水植物的光合作用,使其生長受到限制。同時,也使得水體中養分循環加快,水體沉積物穩定性下降,不利於沉水植物紮根。富營養水體中的厭氧菌及化能合成菌的代謝產物對水草根系有毒害作用,也不利於沉水植物的種子萌芽。
2.2.2 對水生動物的影響
首先,在富營養水體中,深層水體中的溶解氧不斷地被大量死亡藻類的分解所消耗,又由於光合作用微弱無法產生新的溶解氧作為補充,因而導致深層極低的溶氧水平,有時甚至出現厭氧狀態。生活於深層水體的水生動物,如魚類等,由於得不到適量的氧而使呼吸作用受到抑制,無法進行正常的代謝活動,最終導致死亡。
其次,富營養水體中的一些藻類能分泌和釋放毒素,引起水體中水生動物中毒死亡。研究發現,微囊藻毒素和節球藻毒素能導致肝細胞收縮分離,大量血液進入肝組織,肝充血腫大,致使動物失血休克或死亡。
2.3 對水生生物群落結構的影響
在水體富營養化過程中,水生生物群落包括水生植物群落和水生動物群落都會發生演替,使原有群落結構發生改變。
2.3.1 對水生植物群落結構的影響
富營養化過程可以看作是水體中水生植物群落由大型水生植物占優勢向浮游植物占優勢轉變的過程。隨著水體富營養化的發生和發展,耐污能力強的物種得到大發展,取代了原有的優勢物種形成單優勢群落,群落結構不斷簡化。與此同時,浮游藻類的個體數量迅速增加,但種類逐漸減少,藻類的暴發性繁殖最終導致「水華」的發生。
以滇池為例,20世紀70年代中期以後,隨著人為活動的加劇,滇池湖水日益富營養化,湖泊水質惡化,導致水生植物群落結構簡化和退化,原來的優勢物種如海菜花、輪藻等已絕跡,范草、馬來眼子菜、苦草等已到瀕臨消失的邊緣,耐污種如鳳眼蓮、喜旱蓮子草和龍須眼子菜等大發展形成單優勢群落。水生植物物種多樣性也大幅度下降,由原來的100餘種減少到20餘種,而藍藻「水華」也時有發生。
2.3.2 對水生動物群落結構的影響
在淡水生態系統中,水生動物主要有浮游動物、底棲動物以及魚類等。目前研究最多的是水體富營養化過程中浮游動物群落和底棲動物群落的變化情況。
研究表明,水體營養狀況與浮游動物生物量呈顯著正相關,且隨著富營養化的發生,群落優勢種類逐漸由清水型向耐污性和寡污性種類轉變。以武漢東湖為例,原生動物群落優勢種也隨水體富營養化而發生演替。在低營養水體中,優勢種為球砂殼蟲;在中營養水體中,優勢種既有耐污性種類點鍾蟲,也有寡污性種類透明麻鈴蟲;在富營養水體中,耐污性的單環櫛毛蟲和喇叭蟲已演替成為特有的優勢種。
大型底棲動物的物種多樣性與水體營養水平呈相反趨勢,富營養化導致多樣性明顯降低,而耐污種群急增。以武漢東湖為例,在水體富營養化嚴重時,常發現大量的霍甫水絲蚓個體,這主要歸因於該種類能耐受由於有機物大量分解而造成的低氧甚至缺氧環境,而其他底棲動物在這種環境下往往受到抑制甚至死亡。
2.4 對水生生態系統功能的影響
在一般正常的情況下,水生生態系統中各種生物都處於相對平衡的狀態,但是,水體一旦受到污染而呈現富營養狀態時,正常的生態平衡就會被擾亂,而使水生生態系統的結構和功能受到破壞。
在營養水平較高時,水體中產生表面積/體積比低的浮游動物不能攝食的大型藻類,且水體渾濁不利於靠視覺定位的兇猛性魚類捕食,從而減輕了對攝食浮游動物和底棲生物的魚類的捕食壓力,導致濾食效率較高的大型浮游動物(如枝角類)的種群減小,減少了其對藻類的濾食。此外,沉水大型植物消失後,為大型浮游動物、螺類和魚類等提供附著基質、隱蔽所和產卵場所的功能隨之消失,引起附植生物和著生動物的減少,最終致使水生態系統的生物多樣性下降。而生物多樣性的降低必將導致水生生態系統穩定性下降,從而破壞水生生態系統的生態平衡。
3 結語
總之,湖泊富營養化問題不是一個簡單的水體污染問題,而是生態系統失調問題,是生態系統的結構功能在人類活動的干預下發生了重大變化之後出現的一種災害。以上綜述了現有研究中有關富營養化的概況、生態效應方面的內容,但湖泊富營養化中有很多基礎研究問題還沒有解決,現有研究對生態效應的發生機理,如生物群落結構與生態系統功能特徵的關系研究還不夠深入,有待進一步探討。富營養化作為影響水生生態系統的重要原因,已引起人們的普遍關注,我國已將「湖泊富營養化過程與藍藻水華暴發機理研究」列入《國家重點基礎研究發展規劃》中,預期將在理論上揭示湖泊富營養化過程和藍藻水華暴發的機制,方法上建立我國湖泊生態系統服務價值理論的基礎、湖泊生態系統健康管理的指導原則、評價方法和指標體系,技術原理上探索通過生態系統穩態轉換整治湖泊富營養化的新途徑,進而為我國湖泊的可持續發展做出貢獻。
❽ 試用系統科學或控制論的觀點舉例分析一個生態學問題
首先選擇一個系統科學或者控制論的理論觀點:如耗散結構理論;然後根據這個理論解釋某個回特定答生態系統(如某個魚塘生態系統、某植物群落生態系統等)的演化,當系統得到負熵輸入時候,能正向演化或者演替,向高級階段有序發展,否則就進入熱寂狀態,系統趨向於死亡。
❾ 什麼是生態系統,生態平衡和生態學
生態系統抄(ecosystem)指由
生物群落
與
無機環境
構成的統一整體.生態系統的范圍可大可小,相互交錯,最大的生態系統是
生物圈
;最為復雜的生態系統是
熱帶雨林生態系統
,人類主要生活在以城市和農田為主的人工生態系統中.
生態平衡(
ecological
balance)是指在一定時間內生態系統中的生物和環境之間、生物各個種群之間,通過
能量流動
、
物質循環
和信息傳遞,使它們相互之間達到高度適應、協調和統一的狀態.
❿ 景觀生態學和生態系統生態學的差異
景觀生態學和生態系統生態學差異很大,前者所研究的尺度范偉更大,可專以是一個樣方,也可是全球屬生態,而且有些偏重環境和規劃及動植物保護。
後者就是按個體—種群—群落—生態系統,是以前生態學的最後最大的研究領域,就是研究生態系統的生產力,平衡狀況,及生態循環