系统生态论
❶ 什么是系统生态学
系统生态学 systems ecology
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即把种群、群落、生态系统等概念中的生物,看成是完整的统一体,并对其动态系统应用系统分析(systems analysis)的方法论,采用数量的生态学的一种观点。首先,把对象看做是因果关系的综合体,并将这种综合体分解成若干组成因素,然后以数理模型表示,再研究各因素间的相互作用关系,根据其相互联系,制成整体系统模型(systams model)。其次,这种模型主要是应用计算机模拟来实现的,同时进行对比和校正,另也要考虑预测和最适方向。系统生态学在狭义上作为研究对象的系统,其详细而具体的实体即使不明,但从其总体或局部所给与的各种作用和刺激(输入)及其结果所产生的反应(输出)来看,是通过对作用与反应系统的形式进行数据模型处理,以构成系统整体的机能状况,再通过经验式或回归式,对各个组成要素进行算式化处理,便可得到笼统的总体状况或经验论的记载模型的观点(G.M.van Dyne,1966;K.E.F.Watt,1963)。但在以前的生态学中,因为模型是基于简单的非现实的假定的基础,所以不可能具有有效性,从这种考虑出发,把比较限定的生态学过程(例如捕食),从生物学的见解分普遍存在的基本要素(basic compo-nents)和比较特殊的次要要素(subsidiary comp-onents),与实验不断进行对比,根据各种成分的模型化,也多包括现实的一般性强的模型制作观点(C.S.Holling,1963)。
❷ 生态系统的理论
1935年,英国生态学家,亚瑟·乔治·坦斯利爵士(Sir Arthur George Tansley)受丹麦植物学家尤金纽斯·瓦尔明(Eugenius Warming)的影响,明确提出生态系统的概念。认为:
“(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)”(但是对我来讲,基础概念是整个系统(从物理学中的意义来说),包括了有机体的复杂组成,以及我们称之为环境的物理要素的复杂组成,以这些复杂组成共同形成一个物理的系统。... 我们可以称其为生态系统,这些生态系统具有最为多种的种类和大小。他们形成了宇宙中多种多样的物理系统中的一种类型,而物理系统从宇宙整体到原子的范围。)
坦斯利对生态系统的组成进行了深入的考察,为生态系统下了精确的定义。
1940年,美国生态学家R.L.林德曼(R.L.Lindeman)在对赛达伯格湖(Cedar Bog Lake)进行定量分析后发现了生态系统在能量流动上的基本特点:
·能量在生态系统中的传递不可逆转
·能量传递的过程中逐级递减,传递率为10%~20%
这也就是著名的林德曼定律。
❸ 生态系统理论的介绍
生态系统理论(ecological systems theory)发展心理学中,由布朗芬布伦纳(U Bronfenbrenner)的提出的个体发展模型回,强调答发展个体嵌套于相互影响的一系列环境系统之中,在这些系统中,系统与个体相互作用并影响着个体发展。
❹ 试用系统科学或控制论的观点举例分析一个生态学问题哥哥姐姐,求解答!
中文名称:生态名称:生态学定义1:生物之间的生物和非生物环境学科之版间的的关系进行研究。权适用范围:大气科学(一级学科);应用气象学(二级学科)定义2:生命系统和环境学科之间的关系进行研究。适用范围:生态(纪律)一般(二级学科)定义:生物和环境学科之间的关系进行研究。适用范围:渔业(一级学科);水产基础科学(二级学科)
生态(Ecology)是研究生物和其周围环境之间的关系的科学。生物的生命活动,再现,需要一定的空间,材料和能源。一些周围的环境中,如空气,光,湿气,热和无机盐,如生物在长期的进化过程中,逐渐形成的物理条件和化学品组合物的特殊需要。所需的各种生物活性物质,能量和适应的理化条件是不同的
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❺ 生态系统理论的概述
尽管现代学习理论家班杜拉认为环境既影响着个体的发展,也受发展的个体的影响,回然而他仍然没有答对个体发展的环境做出明确描述。布朗芬布伦纳的生态系统理论对环境的影响做出了详细分析。因为他承认生物因素和环境因素交互影响着人的发展,所以把这种理论描述为生物生态学理论可能更为准确 。
布朗芬布伦纳认为,自然环境是人类发展的主要影响源,这一点往往被人为设计的实验室里的研究发展的学者所忽视。他认为,环境(或自然生态)是“一组嵌套结构,每一个嵌套在下一个中,就像俄罗斯套娃一样”。换句话说,发展的个体处在从直接环境(像家庭)到间接环境(像宽泛的文化)的几个环境系统的中间或嵌套于其中(见图1)。每一系统都与其他系统以及个体交互作用,影响着发展的许多重要方面。
布朗芬布伦纳的理论缺失改变了发展学家思考儿童发展环境的方式。例如,在20世纪四五十年代,发展学家可能会检验儿童成长环境的某个方面的作用,并将儿童之间的所有差异都归于环境在这个方面的差异。例如,儿童在认知、社会甚至生理上的不同都可能会归咎于离婚对儿童的影响。有了布朗芬布伦纳的理论,就可以思考许多可能影响儿童发展的不同水平和类型的环境效应 。
❻ 生态系统和生态学系统有什么区别呢
生态系来统(ecosystem)指由生物群落与无自机环境构成的统一整体.生态系统的范围可大可小,相互交错,最大的生态系统是生物圈;最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统,人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中.
生态平衡(ecological
balance)是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间、生物各个种群之间,通过能量流动、物质循环和信息传递,使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态.
❼ 一道《生态系统生态学》论述题
1 富营养化的概况
富营养化一般分为天然富营养化和人为富营养化两种,就是指氮、磷等无机营养物质大量进入湖泊、海湾等相对封闭、水流缓慢的水体,引起藻类和其他浮游植物大量繁殖,水体溶解氧含量下降,水质恶化,鱼类及其他水生生物大量死亡的现象。富营养化虽然是一个自然过程,但人类的活动可能会加速这一过程,这种情况下的富营养化称为人为富营养化。目前,大多数水体的富营养化主要是由于人类活动产生的大量含氮、磷的生活污水、工业废水以及农田排水进入水体中,致使水体中营养物质严重高于自然状态,促使自养性生物(浮游藻类)旺盛生长所引起的。
富营养化过程简单地说,就是自养性生物在水体中建立优势的过程。藻类和一些光合细菌能利用无机盐类制造有机质,在适宜的光照、温度、pH和充足营养物质的条件下,天然水体中的藻类可通过光合作用合成自身的原生质。根据对藻类化学成分进行的分析研究,得到藻类的经验分子式为C104H263O176N16P,可见碳、氮、磷是藻类繁殖所需的重要营养元素。藻类可以利用水中溶解的二氧化碳和有机物分解产生的二氧化碳作为自身生长所需要的碳源,而氮和磷则是藻类生长的限制性因素。一般认为磷是限制藻类增殖的最重要因子,水体中磷的含量通常被作为富营养化的标志。
2 富营养化的污染效应
富营养化是湖泊等天然水体面临的最为严重的环境问题,它通过促使水生生态系统中藻类以及其他水生生物的异常繁殖,经一系列物理、化学和生物作用,最终导致水质恶化、水生生物生理受阻、水生生物群落结构改变、水生生态系统结构破坏和功能受损等一系列连锁效应,从而影响水资源的利用,给饮用、工农业供水、水产养殖、旅游以及水上运输等带来巨大损失,并对人体健康构成危害。
2.1 对水质的影响
(1)使水体散发臭味。在富营养状态的水体中,一些藻类能够散发出腥味异臭,给人以不舒适的感觉,也大大降低了水质质量。
(2)增加水体的色度。在富营养状态的水体中,生长着以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻。这些水藻浮在湖水表面,使水质变得浑浊,色度增加,透明度明显降低。
(3)水体的溶解氧含量降低。在富营养水体的表层,藻类可以获得充足的阳光,从空气中获得足够的二氧化碳进行光合作用而放出氧气,因此,表层水体有充足的溶解氧。然而,在富营养水体深层,情况就不同。首先,表层的密集藻类使阳光难以射入水体深层,使深层水体的光合作用明显受到限制而减弱,使溶解氧来源减少。其次,藻类死亡后不断向水体底部沉积,不断地腐烂分解,也会消耗深层水体大量的溶解氧,使得需氧生物难以生存。如果一旦出现溶解氧为零,会引起一系列严重后果。例如,有机物无机化不完全,产生甲烷气体;硫酸盐还原形成硫化氢气体;底泥中铁、锰溶出,在底泥附近形成硫化铁等,从而影响湖泊水质。
(4)向水体释放有毒物质。富营养化对水质的另一个影响是某些藻类能够分泌、释放有毒性的物质,如蓝藻能释放蓝藻毒素,主要包括作用于肝脏的肝毒素、作用于神经系统的神经毒素等。研究表明,世界各地25%~70%的蓝藻水华可产生毒素。这些有毒物质进入水体后,可以使鱼类等水生动物中毒、病变和死亡,使渔业生产受到影响。同时这些有毒物质也将严重危害饮用水源的水质,使人类健康受到严重威胁。
2.2 对水生生物生理的影响
富营养化所带来的一系列水质问题将严重影响水生生物的正常生理活动,使它们的生长受到限制,甚至停止生长并大量死亡。
2.2.1 对水生植物的影响
富营养化能促使水中表层浮游藻类的生长繁殖,由于疯长的藻类覆盖于水体表面,使得阳光难以穿透水层,从而影响深层水体中高等水生植物的光合作用。此外,在富营养水体中,浮游藻类的生产力提高,除了遮光作用外,附生藻类还可在高等水生植物表面形成一个高O2、高pH、低CO2的环境,也不利于沉水植物的光合作用,使其生长受到限制。同时,也使得水体中养分循环加快,水体沉积物稳定性下降,不利于沉水植物扎根。富营养水体中的厌氧菌及化能合成菌的代谢产物对水草根系有毒害作用,也不利于沉水植物的种子萌芽。
2.2.2 对水生动物的影响
首先,在富营养水体中,深层水体中的溶解氧不断地被大量死亡藻类的分解所消耗,又由于光合作用微弱无法产生新的溶解氧作为补充,因而导致深层极低的溶氧水平,有时甚至出现厌氧状态。生活于深层水体的水生动物,如鱼类等,由于得不到适量的氧而使呼吸作用受到抑制,无法进行正常的代谢活动,最终导致死亡。
其次,富营养水体中的一些藻类能分泌和释放毒素,引起水体中水生动物中毒死亡。研究发现,微囊藻毒素和节球藻毒素能导致肝细胞收缩分离,大量血液进入肝组织,肝充血肿大,致使动物失血休克或死亡。
2.3 对水生生物群落结构的影响
在水体富营养化过程中,水生生物群落包括水生植物群落和水生动物群落都会发生演替,使原有群落结构发生改变。
2.3.1 对水生植物群落结构的影响
富营养化过程可以看作是水体中水生植物群落由大型水生植物占优势向浮游植物占优势转变的过程。随着水体富营养化的发生和发展,耐污能力强的物种得到大发展,取代了原有的优势物种形成单优势群落,群落结构不断简化。与此同时,浮游藻类的个体数量迅速增加,但种类逐渐减少,藻类的暴发性繁殖最终导致“水华”的发生。
以滇池为例,20世纪70年代中期以后,随着人为活动的加剧,滇池湖水日益富营养化,湖泊水质恶化,导致水生植物群落结构简化和退化,原来的优势物种如海菜花、轮藻等已绝迹,范草、马来眼子菜、苦草等已到濒临消失的边缘,耐污种如凤眼莲、喜旱莲子草和龙须眼子菜等大发展形成单优势群落。水生植物物种多样性也大幅度下降,由原来的100余种减少到20余种,而蓝藻“水华”也时有发生。
2.3.2 对水生动物群落结构的影响
在淡水生态系统中,水生动物主要有浮游动物、底栖动物以及鱼类等。目前研究最多的是水体富营养化过程中浮游动物群落和底栖动物群落的变化情况。
研究表明,水体营养状况与浮游动物生物量呈显著正相关,且随着富营养化的发生,群落优势种类逐渐由清水型向耐污性和寡污性种类转变。以武汉东湖为例,原生动物群落优势种也随水体富营养化而发生演替。在低营养水体中,优势种为球砂壳虫;在中营养水体中,优势种既有耐污性种类点钟虫,也有寡污性种类透明麻铃虫;在富营养水体中,耐污性的单环栉毛虫和喇叭虫已演替成为特有的优势种。
大型底栖动物的物种多样性与水体营养水平呈相反趋势,富营养化导致多样性明显降低,而耐污种群急增。以武汉东湖为例,在水体富营养化严重时,常发现大量的霍甫水丝蚓个体,这主要归因于该种类能耐受由于有机物大量分解而造成的低氧甚至缺氧环境,而其他底栖动物在这种环境下往往受到抑制甚至死亡。
2.4 对水生生态系统功能的影响
在一般正常的情况下,水生生态系统中各种生物都处于相对平衡的状态,但是,水体一旦受到污染而呈现富营养状态时,正常的生态平衡就会被扰乱,而使水生生态系统的结构和功能受到破坏。
在营养水平较高时,水体中产生表面积/体积比低的浮游动物不能摄食的大型藻类,且水体浑浊不利于靠视觉定位的凶猛性鱼类捕食,从而减轻了对摄食浮游动物和底栖生物的鱼类的捕食压力,导致滤食效率较高的大型浮游动物(如枝角类)的种群减小,减少了其对藻类的滤食。此外,沉水大型植物消失后,为大型浮游动物、螺类和鱼类等提供附着基质、隐蔽所和产卵场所的功能随之消失,引起附植生物和着生动物的减少,最终致使水生态系统的生物多样性下降。而生物多样性的降低必将导致水生生态系统稳定性下降,从而破坏水生生态系统的生态平衡。
3 结语
总之,湖泊富营养化问题不是一个简单的水体污染问题,而是生态系统失调问题,是生态系统的结构功能在人类活动的干预下发生了重大变化之后出现的一种灾害。以上综述了现有研究中有关富营养化的概况、生态效应方面的内容,但湖泊富营养化中有很多基础研究问题还没有解决,现有研究对生态效应的发生机理,如生物群落结构与生态系统功能特征的关系研究还不够深入,有待进一步探讨。富营养化作为影响水生生态系统的重要原因,已引起人们的普遍关注,我国已将“湖泊富营养化过程与蓝藻水华暴发机理研究”列入《国家重点基础研究发展规划》中,预期将在理论上揭示湖泊富营养化过程和蓝藻水华暴发的机制,方法上建立我国湖泊生态系统服务价值理论的基础、湖泊生态系统健康管理的指导原则、评价方法和指标体系,技术原理上探索通过生态系统稳态转换整治湖泊富营养化的新途径,进而为我国湖泊的可持续发展做出贡献。
❽ 试用系统科学或控制论的观点举例分析一个生态学问题
首先选择一个系统科学或者控制论的理论观点:如耗散结构理论;然后根据这个理论解释某个回特定答生态系统(如某个鱼塘生态系统、某植物群落生态系统等)的演化,当系统得到负熵输入时候,能正向演化或者演替,向高级阶段有序发展,否则就进入热寂状态,系统趋向于死亡。
❾ 什么是生态系统,生态平衡和生态学
生态系统抄(ecosystem)指由
生物群落
与
无机环境
构成的统一整体.生态系统的范围可大可小,相互交错,最大的生态系统是
生物圈
;最为复杂的生态系统是
热带雨林生态系统
,人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中.
生态平衡(
ecological
balance)是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间、生物各个种群之间,通过
能量流动
、
物质循环
和信息传递,使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态.
❿ 景观生态学和生态系统生态学的差异
景观生态学和生态系统生态学差异很大,前者所研究的尺度范伟更大,可专以是一个样方,也可是全球属生态,而且有些偏重环境和规划及动植物保护。
后者就是按个体—种群—群落—生态系统,是以前生态学的最后最大的研究领域,就是研究生态系统的生产力,平衡状况,及生态循环