生态系统基本功能
Ⅰ 生态系统的主要功能是进行什么和什么
生态系统的主要功能是物质循环和能量流动,处于平衡的生态系统物质循环和能量流动会处在一个动态平衡状态 ,各营养级生物(生产者,消费者,分解者)数量将稳定在一个水平上。
Ⅱ 生态系统的主要功能
生态系统的主要功能是物质循环和能量流动,处于平衡的生态系统物质循环和能量流动会处在一个动态平衡状态
,各营养级生物(生产者,消费者,分解者)数量将稳定在一个水平上。
Ⅲ 生态系统的功能是那三个
生态系统的三个基本功能是1.能量流动2.物质循环3.信息传递其中 能量流动和物质循环是生态系统的主要功能 能量作为物质的载体 物质又作为能量流动的动力
Ⅳ 生态系统的功能有什么
生态系统的基本功能包括能量流动,物质循环和信息传递三个方面。
1能量流动折叠
能量流动指生态系统中能量输入、传递、转化和
能量传递
丧失的过程。能量流动是生态系统的重要功能,在生态系统中,生物与环境,生物与生物间的密切联系,可以通过能量流动来实现。能量流动两大特点:单向流动,逐级递减。
过程折叠
①能量的输入
生态系统的能量来自太阳能,太阳能以光能的形式被生产者固定下来后,就开始了在生态系统中的传递,被生产者固定的能量只占太阳能的很小一部分,下表给出太阳能的主要流向:
项目
反射
吸收
水循环
风、潮汐
光合作用
所占比例
30%
46%
23%
0.2%
0.8%
然而,光合作用仅仅是0.8%的能量也有惊人的数目:3.8×10^25焦/秒。在生产者将太阳能固定后,能量就以化学能的形式在生态系统中传递。
②能量的传递与散失
能量在生态系统中的传递是不可逆的,而且逐级递减,递减率为10%~20%。能量传递的主要途径是食物链与食物网,这构成了营养关系,传递到每个营养级时,同化能量的去向为:未利用(用于今后繁殖、生长)、代谢消耗(呼吸作用,排泄)、被下一营养级利用(最高营养级除外)。
注:粪便属于上一营养级同化的能量。
营养关系折叠
生态系统中,生产者与消费者通过捕食、寄生等关系构成的相互联系被称作食物链;多条食物链相互交错就
形成了食物网。食物链(网)是生态系统中能量传递的重要形式,其中,生产者被称为第一营养级,初级消费者被称为第二营养级,以此类推。由于能量有限,一条食物链的营养级一般不超过五个。
生态金字塔
生态金字塔是以面积表示特定内容,按营养级至下而上排列形成的图示,因其往往呈现金字塔状,故名。常用的有三种:能量金字塔、生物量金字塔、生物数量金字塔。
①能量金字塔(energy)
含义:将单位时间内各营养级所得能量的数量值用面积表示,由低到高绘制成图,即为能量金字塔。
能量金字塔
特点:能量金字塔永远正立,因为生态系统进行能量传递是遵守林德曼定律,每个营养级的能量都是上一个营养级能量的10%~20%。
②生物量金字塔(biomass)
含义:将每个营养级现存生物的有机物质量用面积表示,由低到高绘制成图,即为生物量金字。
特点:与能量金字塔基本吻合,因为营养级所获得的能量与其有机物质的同化量正相关。
③生物数量金字塔(Eltonian pyramid)
含义:将每个营养级现存个体数量用面积表示,由低到高绘制成图,即为生物数量金字塔。
特点:形状多样,并不总是正立。例如,几百只昆虫和数只鸟可以同时生活在一棵树上,出现“下小上大”的现象。
2物质循环折叠编辑本段
主条目:生物地球化学循环
生态系统的能量流动推动着各种物质在生物群落与无机环境间循环。这里的物质包括组成生物体的基础元素:碳、氮、硫、磷,以及以DDT为代表的,能长时间稳定存在的有毒物质;这里的生态系统也并非家门口的一个小水池,而是整个生物圈,其原因是气态循环和水体循环具有全球性,一个例子是2008年5月,科学家曾在南极企鹅的皮下脂肪内检测到了脂溶性的农药DDT,这些DDT就是通过全球性的生物地球化学循环,从遥远的文明社会进入企鹅体内的。
按循环途径分类折叠
气体型循环(gaseous cycles)
元素以气态的形式在大气中循环即为气体型循环,又称“气态循环”,气态循环把大气和海洋紧密连接起来,具有全球性。(吴人坚141页)碳-氧循环和氮循环以气态循环为主。
水循环(water cycle)
水循环是指大自然的水通过蒸发,植物蒸腾,水汽输送,降水,地表径流,下渗,地下径流等环节,在水圈,大气圈,岩石圈,生物圈中进行连续运动的过程。水循环是生态系统的重要过程,是所有物质进行循环的必要条件(吴人坚143)
沉积型循环(sedimentary cycles)
沉积型循环发生在岩石圈,元素以沉积物的形式通过岩石的风化作用和沉积物本身的分解作用转变成生态系统可用的物质,沉积循环是缓慢的、非全球性的、不显著的循环。沉积循环以硫、磷、碘为代表,还包括硅以及碱金属元素。(吴人坚141~142)
常见物质的循环折叠
碳循环(carbon cycle)
碳元素是构成生命的基础,碳循环是生态系统中十分重要的循环,其循环主要是以二氧
碳循环
化碳的形式随大气环流在全球范围流动。碳-氧循环的主要流程为(可参见右图):
①大气圈→生物群落
·植物通过光合作用将大气中的二氧化碳同化为有机物
·消费者通过食物链获得植物生产的含碳有机物
植物与动物在获得含碳有机物的同时,有一部分通过呼吸作用回到大气中。动植物的遗体和排泄物中含有大量的碳,这些产物是下一环节的重点。
②生物群落→岩石圈、大气圈
·植物与动物的一部分遗体和排泄物被微生物分解成二氧化碳,回到大气
·另一部分遗体和排泄物在长时间的地质演化中形成石油、煤等化石燃料
分解生成的二氧化碳回到大气中开始新的循环;化石燃料将长期深埋地下,进行下一环节。
③岩石圈→大气圈
·一部分化石燃料被细菌(比如嗜甲烷菌)分解生成二氧化碳回到大气
·另一部分化石燃料被人类开采利用,经过一系列转化,最终形成二氧化碳。
④大气与海洋的二氧化碳交换
大气中的二氧化碳会溶解在海水中形成碳酸氢根离子,这些离子经过生物作用将形成碳酸盐,碳酸盐也会分解形成二氧化碳。
整个碳循环过程二氧化碳的固定速度与生成速度保持平衡,大致相等,但随着现代工业的快速发展,人类大量开采化石燃料,极大地加快了二氧化碳的生成速度,打破了碳循环的速率平衡,导致大气中二氧化碳浓度迅速增长,这是引起温室效应的重要原因。
氮循环(nitrogen cycle)
氮气占空气78%的体积,因而氮循环是十分普遍的,
氮循环
氮是植物生长所必需的元素,氮循环对各种植物包括农作物而言,是十分重要的。氮循环的主要流程为(可参见右图):
①氮的固定
氮气是十分稳定的气体单质,氮的固定指的就是通过自然或人工方法,将氮气固定为其它可利用的化合物的过程,这一过程主要有三条途径
·在闪电的时候,空气中的氮气与氧气在高压电的作用下会生成一氧化氮,之后一氧化氮经过一系列变化,最终形成硝酸盐
氮气+氧气→一氧化氮→二氧化氮(四氧化二氮)→硝酸→硝酸盐。硝酸盐是可以被植物吸收的含氮化合物,氮元素随后开始在岩石圈循环
·根瘤菌、自生固氮菌能将氮气固定生成氨气,这些氨气最终被植物利用,在生物群落开始循环
·自1918年弗里茨·哈勃(Fritz Haber)发明人工固氮方法以来,人类对氮循环施加了重要影响,人们将氮气固定为氨气,最终制成各种化肥投放到农田中,开始在岩石圈循环;②微生物循环
氮被固定后,土壤中的各种微生物可以通过化能合成作用参与循环
·硝化细菌(Nitrifying bacteria)能将土壤中的铵根(氨气)氧化形成硝酸盐
·反硝化细菌(Denitrifying bacteria)能将硝酸盐还原成氮气
反硝化细菌还原生成的氮气重新回到大气开始新的循环,这是一条最简单的循环路线。如果进入岩石圈的氮没有被微生物分解,而是被植物的根系吸收进而被植株同化,那么这些氮还将经历另一个过程
③生物群落→岩石圈
植物将土壤中的含氮化合物同化为自身的有机物(通常是蛋白质),氮元素就会在生物群落中循环
·植物吸收并同化土壤中的含氮化合物
·初级消费者通过摄取植物体,将氮同化为自身的营养物,更高级的消费者通过捕食其它消费者获得这些氮
·植物、动物的氮最终通过排泄物和尸体回到岩石圈,这些氮大部分被分解者分解生成硝酸盐和铵盐
·少部分动植物尸体形成石油等化石燃料
经过生物群落循环后的硝酸盐和铵盐可能再次被植物根系吸收,但循环多次后,这批化合物最终全部进入硝化细菌和反硝化细菌组成的基本循环中,完成循环。
⑤化石燃料的分解
石油等化石燃料最终被微生物分解或被人类利用,氮元素也随之生成氮气回到大气中,历时最长的一条氮循环途径完成。
硫循环(sulfur cycle)
硫是生物原生质体的重要组分,是合成蛋白质的必须元素,因而硫循环也是生态系统的基础循环。硫循环明显的特点是,它有一个长期的沉积阶段和一个较短的气体型循环阶段,因为含硫的化合物中,既包括硫酸钡、硫酸铅、硫化铜等难溶的盐类;也有气态的二氧化硫和硫化氢。硫循环的主要过程为:
①硫的释放
多种生物地球化学过程可将硫释放到大气中
·火山喷发可以带出大量的硫化氢气体
·硫化细菌(thiobacillus)通过化能合成作用形成硫化物,释放化合物的种类因硫化细菌的种类而有不同
·海水飞沫形成的气溶胶
·岩体风化,该途径产生的硫酸盐将进入水中,这一过程释放的硫占释放总量的50%左右(吴人坚146~147)
大部分硫将进入水体。火山喷发等途径形成的气态含硫化合物将随降雨进入土壤和水体,但大部分的硫直接进入海洋,并在海里永远沉积无法连续循环。只有少部分在生物群落循环。
②岩石圈、水圈→生物群落
和氮循环类似,植物根系吸收硫酸盐,硫元素就开始在生物群落循环,最后由尸体和排泄物脱离,大部分此类物质被分解者分解,少部分形成化石燃料。
③重新沉积
分解者将含硫有机物分解为硫酸盐和硫化物后,这些硫化物将按①过程重新开始循环
磷循环(phosphorus cycle)
磷是植物生长的必须元素,由于磷根本没有气态化合物,所以磷循环是典型的沉积循环,自然界的磷主要存在于各种沉积物中,通过风化进入水体,在生物群落循环,最后大部分进入海洋沉积,虽然部分海鸟的粪便可以将磷重新带回陆地(瑙鲁岛上存在大量的此类鸟粪),但大部分磷还是永久性地留在了海底的沉积物中无法继续循环。
有害物质循环折叠
主条目:生物富集
人类在改造自然的过程中,不可避免地会向生态系统排放有毒有害物质,这些物质会在生态系统中循环,并通过富集作用积累在食物链最顶端的生物上(最顶端的生物往往是人)。生物的富集作用指的是:生物个体或处于同一营养级的许多生物种群,从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物,导致生物体内该物质的平衡浓度超过环境中浓度的现象。有毒有害物质的生物富集曾引起包括水俣病、痛痛病在内的多起生态公害事件。
生物富集对自然界的其他生物也有重要影响,例如美国的国鸟白头海雕就曾受到DDT生物富集的影响,1952年~1957年间,已经有鸟类爱好者观察到白头海雕的出生率在下降(卡逊第八章),随后的研究则表明,高浓度的DDT会导致白头海雕的卵壳变软以致无法承受自身的重量而碎裂。直到1972年11月31日美国环境保护署(Environmental Protection Agency .EPA)正式全面禁止使用DDT,白头海雕的数量才开始恢复。
3信息传递折叠编辑本段
物理信息折叠
物理信息(physical information)指通过物理过程传递的信息,它可以来自无机环境/也可以来自生物群落,主要有:声、光、温度、湿度、磁力、机械振动等(参,稳态与环境,第105页)。眼、耳、皮肤等器官能接受物理信息并进行处理。植物开花属于物理信息。
化学信息折叠
化学信息(chemical information)许多化学物质能够参信息传递,包括:生物碱、有机酸及代谢产物等,鼻及其它特殊器官能够接受化学信息。
行为信息折叠
行为信息(behavior information)行为信息可以
蜜蜂舞
在同种和一种生物间传递。行为信息多种多样,例如蜜蜂的“圆圈舞”以及鸟类的“求偶炫耀”。
作用折叠
生态系统中生物的活动离不开信息的作用,信息在生态系统中的作用主要表现在:
①生命活动的正常进行
·许多植物(莴苣、茄子、烟草等)的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发
·蚜虫等昆虫的翅膀只有在特定的光照条件下才能产生
·光信息对各种生物的生物钟构成重大影响
·正常的起居、捕食活动离不开光、气味、声音等各种信息的作用
②种群的繁衍
·光信息对植物的开花时间有重要影响
·性外激素在各种动物繁殖的季节起重要作用
·鸟类进行繁殖活动的时间与日照长短有关
③调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
·在草原上,当草原返青时,“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息
·森林中,狼能够依据兔子留下的气味去猎捕后者,兔子也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
Ⅳ 生态系统的基本功能
生态系统的三大基本功能:物质循环、能量流动、信息传递
Ⅵ 自然生态系统的功能有哪些
1.能量流动的规律
能量流动是生态系统的最主要功能之一。没有能量流动,就没有生命,没有生态系统。能量是生态系统的动力,是绿色植物一切生命活动的基础。地球上所有生态系统最初的能量,都来源于太阳。
太阳光能辐射到地球表面被绿色植物吸收和固定,将光能转变为化学能,这个过程就是光合作用。在光合作用过程中,绿色植物在光能的作用下,吸收二氧化碳和水,合成碳水化合物。同时,也把吸收的光能固定在光合产物分子的化学键上。贮藏起来的化学能,一方面满足植物自身生理活动的需要,另一方面也满足其他异养生物生命活动的需要。太阳光能通过绿色植物的光合作用进入生态系统,并作为高效的化学能沿着生态系统中的生产者、消费者、分解者流动。这种生物与环境之间、生物与生物之间的能量传递和转换过程,就是生态系统的能量流动过程。
自然生态系统中的能量流动和转换,是服从于热力学第一、第二定律的。热力学第一定律就是能量守恒定律,即在自然界发生的所有现象中,能量既不能被消灭也不能凭空产生,只能以严格的当量比例,由一种形式转变为另一种形式。例如,当绿色植物吸收光能后,可将光能转化为化学能,而当绿色植物被草食动物采食后,又可将化学能转化为机械能或其他形式的能量,在转换过程中尽管有热量的耗散,但其总量是不变的。
根据热力学第二定律,即一切过程都伴随着能量的改变,在能量的传递和转换过程中,除了一部分可以继续传递和做功的能量(自由能)外,总有一部分不能继续传递和做功,而以热的形式消散,这部分能量使熵和无序性增加。在生态系统中当能量从一种形式转换为另一种形式的时候,转换效率绝不能是百分之百。这是因为:
(1)绿色植物在自然条件下,光能利用率很低,仅有1%左右。而且,绿色植物所获得的能量也根本不可能被草食动物全部利用,因为它的根、茎秆和果壳中的坚硬部分以及枯枝落叶都是不能被草食动物全部利用的。
(2)即使在已经采食的食物中,也有一部分不能消化,作为粪便排出体外。由于这一系列原因,草食动物利用的能量,一般仅为绿色植物所含总量的5%~20%。同样的道理,肉食动物所利用的能量,也要小于草食动物的能量。
不难看出,自然生态系统中的能量流动,具有两个显著的特点:
(1)能量在生态系统中的流动,是沿着生产者和各级消费者的顺序逐级减少的。能量在流动过程中,一部分用于维持新陈代谢活动而被消耗,同时在呼吸中以热的形式散发到环境中去;只有一小部分用于合成新的组织或作为潜能贮存起来。因此在生态系统中,能量的传递效率是很低的。所以,能流也就愈流愈细。
一般来说,能量沿着绿色植物→草食动物→一级肉食动物→二级肉食动物逐级流动。通常,后者所获得的能量大体上等于前者所含能量的十分之一,称为“十分之一定律”。这种层层递减是生态系统中能量流动的一个显著特点。
(2)能量流动是单一方向的。这是因为,能量以光能的状态进入生态系统后,就不能再以光能的形式,而是以热能的形式逸散于环境之中。被绿色植物截取的光能,绝不可能再返回到太阳中去;同样,草食动物从绿色植物中所获得的能量,也绝不可能再返回绿色植物,所以,能量流动是单程的,只能一次流过生态系统,因而是非循环的,能量在生态系统中的流动是不可逆的。
2.能量流动的渠道自然生态系统中能量的流动,是借助于“食物链”和“食物网”来实现的。食物链和食物网便是生态系统中能量流动的渠道。
(1)食物链在我国有这样一句话:“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃河泥”,这就是食与被食的链索关系。在生态系统中,生产者、消费者和分解者之间存在着一系列食与被食的关系。绿色植物制造的有机物质可以被草食动物所食,草食动物可以被肉食动物所食,小型肉食动物又可被大型肉食动物所食。这种以食物营养为中心的生物之间食与被食的链索关系称为食物链。食物链上的每一个环节,称为一个“营养级”。
食物链在自然生态系统中,能量是通过生物成分之间的食物关系,在食物链上从一个营养级到下一个营养级不断地逐级向前流动的。不同的生态系统,食物链长短会有所不同,因而营养级数目也不一样。例如,海洋生态系统食物链较长,营养级数目可达6~7级;陆地生态系统的营养级数目最多不超过5级;人类干预下的草原生态系统和农田一般只有2~3级,如青草—家畜—人、谷类作物—家畜(禽)—人、谷类作物—人。植物保护,防止病虫害,都是依据食物链的理论。掌握了生物体之间的营养关系,注意量的调节,对保护动、植物资源有着重要意义。
(2)食物网
自然生态系统中的食物链往往不是单一的,而是由许多食物链错综复杂地交错在一起。例如,不仅家畜采食牧草,野鼠、野兔也吃牧草,同一种植物可以被不同的动物消费掉,另外,同一种动物也可以取食不同种食物。例如沙狐既吃野兔,又吃野鼠,还吃鸟类。还有些动物,像棕熊,既吃动物,又吃植物。所以,在生态系统中,各种生物之间通过取食关系形成错综复杂的联系,这就使生态系统内,多条食物链相互交结、互相联系,形成网络,称为食物网。
食物网使生态系统中各种生物成分之间有着直接的或间接的联系,因而增加了生态系统的稳定性。食物网中的某一条食物链发生了障碍,可以通过其他食物链来进行调节和补偿。例如,草原上的野鼠,由于流行鼠疫而大量死亡,原来以捕鼠为食的猫头鹰并不会因鼠类减少而发生食物危机。这是因为鼠类减少后,草类就会大量繁茂起来,草类可以给野兔的生长繁育提供良好的环境,野兔的数量开始增多,猫头鹰则把捕食的目标转移到野兔身上了。
食物网是生态系统中普遍而又复杂的现象,从本质上反映了生物之间的捕食关系,它是生态系统中的营养结构,又是能量流动的主要渠道。
(3)生态金字塔人们在研究生态系统的食物链和食物网的结构时,把每个营养级有机体的个体数量、能量及生物量,按照营养级的顺序排列起来,绘制成图,竟然和埃及金字塔的形状相似,于是人们便把这种图形称为“生态金字塔”。
食物链和食物网的结构之所以呈“金字塔”形,是由生态系统中能量流动的客观规律决定的。如前所述,生态系统中的能量流动,沿着营养级逐级上升,能量愈来愈少,这就导致前一个级的能量只够满足后一个营养级少数生物需要。营养级愈高,生物的数量必然愈少。被食者的生物量,要比捕食者的生物量大得多。例如,在一个池塘中,要有1000千克浮游植物才能维持100千克浮游动物的生活,而100千克的浮游动物才能提供10千克鱼的食料。可见,无论是从生物量看,还是从能量看,或是从生物的个体数目看,它们都是呈金字塔形向上递减的,这是生态系统营养结构的特点。生态金字塔有三种类型:
①数量金字塔表示各营养级之间在一定的时间和空间内生物的数量关系,用生物的个体数目来表示;②生物量金字塔表示各营养级之间生物的重量关系,用千克/年表示;③能量金字塔表示各营养级之间能量的配置关系,用千焦/米·年表示。
上述三种类型中,数量金字塔没有反映在同一营养级上,有机体体积大小因种类不同而产生差异。例如,老鼠体积明显与大象不同。在某些情况下,如成千上万的昆虫以一株或几株树为生时,就会出现倒置的数量金字塔。生物量金字塔与数目金字塔相比较,较少发生倒置,但在某些水生生态系统中,由于生产者(浮游植物)的个体很小,生活史短,因此,根据某一时调查的现存生物量,常低于较高营养级的生物量,使生物量金字塔也出现了倒置。所以,以个体数目或生物量作为计量的共同尺度,显然有它的欠缺之处。能量金字塔则始终能保持金字塔形,能量金字塔可在不同的生态系统或不同营养级之间用同一能量单位——焦耳为单位加以对比,是表示生态系统营养结构和能流效率的好方法。
Ⅶ 试述生态系统的基本结构与功能。
生态系统的组来成成分有非生物的物质和源能量、生产者、分解者、消费者。其中生产者为主要成分。生态系统类型众多,一般可分为自然生态系统和人工生态系统。自然生态系统还可进一步分为水域生态系统和陆地生态系统。人工生态系统则可以分为农田、城市等生态系统。
功能:生态系统的能量流动推动着各种物质在生物群落与无机环境间循环。这里的物质包括组成生物体的基础元素:碳、氮、硫、磷,以及以DDT为代表的,能长时间稳定存在的有毒物质。
(7)生态系统基本功能扩展阅读
基本结构:
1、时间结构。生态系统随时间的变动结构也发生变化。一般有3个时间长度量,一是长时间度量,以生态系统进化为主要内容;二是中等时间度量,以群落演替为主要内容;三是短时间度量。
2、营养结构。生态系统各要素之间最本质的联系是通过营养来实现的,食物链和食物网构成了物种间的营养关系。
3、分类。生态系统类型众多,一般可分为自然生态系统和人工生态系统。自然生态系统还可进一步分为水域生态系统和陆地生态系统。人工生态系统则可以分为农田、城市等生态系统。
Ⅷ 生态系统的三大功能和特点
生态系统的三大功能分别是能量流动、物质循环、信息传递。
1、能量流动有两大特点分别是能量流动是单向的和能量逐级递减。
2、物质循环是指生态系统的能量流动推动着各种物质在生物群落与无机环境间循环。这里的物质包括组成生物体的基础元素:碳、氮、硫、磷,以及以DDT为代表的,能长时间稳定存在的有毒物质
3、信息传递是指物理信息(physical information)指通过物理过程传递的信息,它可以来自无机环境/也可以来自生物群落,主要有:声、光、温度、湿度、磁力、机械振动等。
(8)生态系统基本功能扩展阅读:
一、生态价值
1、潜在价值
潜在价值指的是人类尚不清楚的价值。
2、直接价值
直接价值包括对人类的医药、仿生、文艺、旅游等非实用意义的价值。
3、间接价值
间接价值亦称“生态功能”,指的是对生态环境起稳定调节作用的功能,常见的有:湿地生态系统的蓄洪防旱功能、森林和草原防止水土流失的功能。生物多样性的间接价值远大于直接价值。(稳态与环境125~126)
二、生态系统的组成
非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。其中生产者为主要成分。不同的生态系统有:森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统(分为湖泊生态系统、池塘生态系统、河流生态系统等)、农田生态系统、冻原生态系统、湿地生态系统、城市生态系统。
其中,无机环境是一个生态系统的基础,其条件的好坏直接决定生态系统的复杂程度和其中生物群落的丰富度。
生物群落反作用于无机环境,生物群落在生态系统中既在适应环境,也在改变着周边环境的面貌,各种基础物质将生物群落与无机环境紧密联系在一起。
而生物群落的初生演替甚至可以把一片荒凉的裸地变为水草丰美的绿洲。生态系统各个成分的紧密联系,这使生态系统成为具有一定功能的有机整体
Ⅸ 生态系统的基本功能有哪些
生态系统的主要功能是物质循环和能量流动,处于平衡的生态系统物质循环和能量流动会处在一个动态平衡状态
,各营养级生物(生产者,消费者,分解者)数量将稳定在一个水平上.
Ⅹ 简述生态系统的三大功能,并说出其中两个主要功能的区别和联系
地球生态系统的组成及功能
1.生态系统的概念
在自然界,任何生物群落总是通过连续的能量—物质交换与其生存的自然环境不可分割地相互联系和相互作用着,共同形成统一的整体,这样的生态功能单位就是生态系统.
按照生态系统的上述定义,我们既可以从类型上去理解,例如森林、草原、荒漠、冻原、沼泽、河流、海洋、湖泊、农田和城市等;也可以从区域上理解它,例如分布有森林、灌丛、草地和溪流的一个山地地区或是包含着农田、人工林、草地、河流、池塘和村落与城镇的一片平原地区都是生态系统.生态系统是地球表层的基本组成单位,它的面积大小很悬殊,从整个生物圈到一滴水及其中的微生物,都可看作是生态系统.因此,整个地球表层就是由大大小小各种不同的生态系统镶嵌而成.
作为一个开放系统,生态系统并不是完全被动地接受环境的影响,在正常情况下的一定限度内,其本身都具有反馈机能,使它能够自动调节,逐渐修复与调整因外界干扰而受到的损伤,维持正常的结构与功能,保持其相对平衡状态.因此,它又是一个控制系统或反馈系统.
生态系统概念的提出,使我们对生命自然界的认识提到了更高一级水平.它的研究为我们观察分析复杂的自然界提供了有力的手段,并且成为解决现代人类所面临的环境污染、人口增长和自然资源的利用与保护等重大问题的理论基础之一.
2.生态系统的组成成分
任何一个生态系统都可以分为两个部分:无生命物质——无机环境和有生命物质——生物群落(图10-6).
无机环境包括作为系统能量来源的太阳辐射能;温度、水分、空气、岩石、土壤和各种营养元素等物理、化学环境条件;以及生物物质代谢的原料如CO2、H2O、O2、N2和无机盐类等,它们构成生物生长、发育的能量与物质基础,又称为生命支持系统.
生物群落是生态系统的核心,可以分为三大类群:
第一类为自养型生物,包括各种绿色植物和化能合成细菌,称为生产者.绿色植物能够通过光合作用把吸收来的水、CO2和无机盐类转化成为初级产品——碳水化合物,并将其进一步合成成为脂肪和蛋白质等,用来建造自身,这样,太阳能便通过生产者的合成与转化源源不断地进入生态系统,成为其他生物类群的唯一食物与能量来源.化能合成细菌也能将无机物合成为有机物,但它们利用的能量不是来自太阳,而是来自某些物质在发生化学变化时产生的能量.例如,氮化细菌能将氨(NH3)氧化成亚硝酸和硝酸,利用这一氧化过程中放出来的能量把CO2和水合成为有机物.
第二类为异养型生物,包括草食动物和食肉动物,称为消费者.顾名思义,这些消费者不能直接利用太阳能来生产食物,只能通过直接或间接地以绿色植物为食获得能量.根据不同的取食地位,又可以分为直接依赖植物的枝、叶、果实、种子和凋落物为生的一级消费者,如蝗虫、野兔、鹿、牛、马、羊等食草动物;以草食动物为食的肉食动物为二级消费者,如黄鼠狼、狐狸、青蛙等;肉食动物之间存在着弱肉强食的关系,其中的强者成为三级和四级消费者.这些高级的消费者是生物群落中最凶猛的肉食动物,如狮、虎、鹰和水域中的鲨鱼等.有些动物既食植物又食动物,称为杂食动物,如某些鸟类和鱼类等.
第三类为异养型微生物,如细菌、真菌、土壤原生动物和一些小型无脊椎动物,它们靠分解动植物残体为生,称为分解者.微生物分布广泛,富含于土壤和水体的表层,空气中含量较少且多数为腐生的细菌和霉菌.微生物是生物群落中数量最大的类群,据估计,1克肥沃土壤中含有的微生物数量可达108个.细菌和真菌主要靠吸收动植物残体内的可溶性有机物来生活,在消化过程中,把无机养分从有机物中释放出来,归还给环境.可见,微生物在生态系统中起着养分物质再循环的作用.土壤中的小型无脊椎动物如线虫、蚯蚓等将植物残体粉碎,起着加速有机物在微生物作用下分解和转化的作用.此外,这些土壤动物也能够在体内进行分解,将有机物转化成无机盐类,供植物再次吸收、利用(图10-6).
3.生态系统的营养结构
生态系统的营养结构是指生态系统中的无机环境与生物群落之间和生产者、消费者与分解者之间,通过营养或食物传递形成的一种组织形式,它是生态系统最本质的结构特征.
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.