生态系统的基本功能

一、生物生产•生物生产包括初级生产(primaryproduction)和次级生产(secondaryproduction)两个过程。•前者是生产者（主要是绿色植物）把太阳能转变为化学能的过程，故又称之为植物性生产。后者是消费者（主要是动物）的生命活动将初级生产品转化为动物能，故称之为动物性生产•两个生产过程彼此联系，但又是分别独立进行的。初级生产的基本概念•生产量(production)•现存量(standingcrop)•周转率(turnoverrate)•周转期(turnovertime)•总初级生产量(grossprimaryproduction)•净初级生产量(netprimaryproduction)限制初级生产量的因素•水分和CO2•土壤中各种营养物质•环境因素如光照时数和强度、温度、降雨及植物群落的垂直结构等•人类活动•时间•是指消费者和分解者利用初级生产物质进行同化作用建造自身和繁衍后代的过程。•次级生产所形成的有机物(消费者体重增长和后代繁衍)的量叫做次级生产量。生态系统的次级生产二、生态系统中的能量流动•生态系统的能量流动(energyflowofecosystem)主要是指能量通过食物网络在系统内的传递和耗散过程。简单地说，就是能量在生态系统中的行为。(一)生态系统能量流动渠道•生态系统不同生物之间通过取食关系而形成的链索式单向联系称为食物链(Foodchain)。这是生态系统能量流动的主要渠道。•当然，各类生物之间的食物关系远比这种直链状的链索复杂得多。通常食物链彼此交错连接成网状结构，称为食物网(Foodweb)。食物链分为以下几种类型：1捕食性食物链(predatoryfoodchain)：小麦→麦蚜虫→肉食性瓢虫→食虫小鸟→猛禽2腐生性食物链(saprophogousfoodchain)：动植物残体→微生物→土壤动物3寄生性食物链(parasiticfoodchain)：哺乳类或鸟类→跳蚤→原生动物→滤过性病毒•生态系统中常有相当一部分物质和能量没有被消耗，而是转入了贮存和矿化过程，这部分能量经燃烧或风化而散失，从而完成了其转化过程。(二)生态系统能量流动的热力学基础•生态系统的能量流动符合热力学的基本规律。•热力学第一定律认为能量是守恒的，它既不能凭空产生，也不会被消灭，但可以从一种形式转变为其它形式或从一个体系转移到别的体系。•热力学第二定律认为在能量传递和转化过程中，一部分以热能的形式散失，使系统的熵和无序性增加三、生态系统的物质循环物质循环的基本概念•1．库(pools)•2．流通率(Rateofcirculation)•3．周转率(Turnoverrates)•4．周转时间(Turnovertime)•物质循环可在三个不同层次上进行：(1)生物个体(2)生态系统层次(3)生物圈层次•气相循环：亦称气体型循环(Gaseouscycles)。以这种形态进行循环的主要营养物质有碳、氧、氮等。以碳循环为例，说明这类循环的基本过程。生物圈中碳循环过程•固相循环或称沉积型循环：参与循环的物质中很大一部分又通过沉积作用进入地壳而暂时或长期离开循环。这是一种不完全的循环，属于这种循环方式的有磷、钾和硫等，以磷循环为例介绍其循环过程。生物圈中磷循环过程物质循环与能量流动关系四、生态系统中的信息传递•从信息传递的角度看，生态系统中的各种信息主要可分为两大类：1物理信息：以物理过程为传递形式的信息2化学信息：生物代谢产生的一些物质，尤其是各种腺体分泌的各类激素等均属传递信息的化学物质。•在生物中，用作通讯的形式和与之相连的感觉器官是多种的，据此可将生态系统中的信息流分成三类：1化学通讯信息流：即由嗅觉和味觉通路传导信息。2机械通讯信息流：经触觉、听觉通路进行信息传导3辐射通讯信息流：由光感受或视觉来执行其通讯机能。甚至超声波和电场也被生物用来传递信息。