发布时间 : 星期六 文章环境生态学复习知识点总结更新完毕开始阅读b5013dbdaeaad1f347933f20
5.3 生态系统的主要类型
四、根据人为的影响或干预程度
自然生态系统：没有或者没有明显地被人类改造的生态系统 热带雨林、海洋、江河湖泊、高山；
人工生态系统：以人类活动为生态环境中心，按照人类的理想要求建立的生态系统。 城市、农田、人工造林、人工湿地、草坪等。
半自然生态系统：已经经过人类改造，但仍保留着本身重要元素的生态系统。 自然保护区、农业生态系统等。
5.4 生态系统的反馈调节和生态平衡
反馈调节：当生态系统某一成分发生变化，它必然引起其他成分出现一系列相应变化，这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分。
生态系统是一个开放系统，必须有外部能量的输入，见下图（a）； 开放系统对外的输出必然影响外部的输入，此即为反馈，见下图（b）；
系统的理想状态是，系统能够围绕该状态进行调节，这就是反馈调节，见下图（c）。 自然生态系统的反馈调节
5.4 生态系统的反馈调节和生态平衡 正反馈：系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，反过来加速最初发生变化的成分所发生的变化，使生态系统远离平衡状态或稳态。
如湖泊污染，导致鱼的数量因死亡而减少，由于鱼体腐烂，加重湖泊污染并引起更多鱼类的死亡。 负反馈：系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化，使生态系统达到或保持平衡或稳态。 生态系统中的反馈（正反馈（左）和负反馈（右））
生态平衡：生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状态，它包括结构、功能和能量输入和输出的稳定。
生态阈值：生态系统受外界干扰后，自动调节的极限。 生态危机：由于人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡，从而威胁人类的生存。
本章思考题－－名词解释 生态系统（ecosystem）√ 食物链（food chain）√ 食物网（food web）
碎屑食物链（detrital food chain） 捕食食物链（grazing food chain） 营养级（ trophic level ）√ 寄生食物链（parasitic chain） 营养物种（tropic species） 生态危机
本章思考题－－问答题
怎样理解生态系统，生态系统具有什么特征？ √简述生态系统的基本组成和结构。
举例说明什么是食物链，有哪些类型？各类型有何异同？
生态系统具有自我调节能力，其结构越复杂，物种数目越多，自我调节的能力就越强。 从负反馈机制入手，谈谈生态系统的自我调节功能。
为什么说一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件？ 简述食物链和食物网理论的意义。 谈谈你对生态平衡的看法？ 例一、生物圈2号工程
生物圈2号工程（Biosphere 2）
美国为了探索生态系统奥秘，试验人类离开地球能否生存，1991年在亚利桑那州图森市以北沙漠中建造了一个几乎完全与外部世界隔绝的、内部有着类似地球的各种生态系统的科学实验基地。
例一、生物圈2号工程
它由美国前橄榄球运动员约翰·艾伦发起,并与几家财团联手出资,委托空间生物圈风险投资公司承建,历时8年,耗资1.5亿美元，占地1.3万m2，大约有两个足球场大小，采用了全封闭的钢筋与玻璃结构，仅有阳光、电和信息与外界相通。
引入了3800多种生物(植物、动物、微生物)布置成森林生态系统、草地生态系统、水和沼泽生态系统、农田生态系统和海洋生态系统，还有供研究人员生活用的楼房和人造风雨设施。设计寿命100年。1991年9月26日投入运行，并进行实验。 例一、生物圈2号工程
1991年，8个人被送进“生物圈二号”，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。但18个月之后，“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21%降至14%，不足以维持研究者的生命，输入氧气加以补救也无济于事；原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被“生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。
1994年3月，7名科学家再次进入“生物圈二号”进行第二次实验，这种努力在1年半之后再次以失败告终 。 例一、生物圈2号工程
1996年9月，由数百名科学家组成的委员会对实验进行了总结。他们认为，在现在技术条件下，人类无法模拟一个类似地球、可供人类生存的生态环境。 生物圈2号实验失败的原因：氧气未能顺利循环。 生物圈2号实验失败最主要的启示是：目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。
例一、生物圈2号工程 目前，“生物圈二号”已经成为亚利桑那州沙漠中的一道风景线，每年到此旅游的人数超过18万人。游客交上13美元，就可以到“生物圈二号”外的各种设施上走一圈。如果再添上10美元，还可以进入“生物圈二号” 。 例二、迷你地球 迷你地球
迷你地球”位于日本北部沿海的青森县六所村，面积只有4700平方米，是3个由不锈钢走廊连接的体育馆式建筑。整套设施耗资6500万美元，于2000年建成，眼下研究人员已经开始进行前期试验。
模拟封闭空间内氧气和二氧化碳在植物、人类和动物之间的循环 2个人，2只羊 例二、迷你地球
“迷你地球 ”实验从2005年9月６日开始，实验的目的之一是，调查食物等所含的碳是如何在生态系统中循环的。“迷你地球”是日本财团法人环境科学技术研究所２０００年建造的，总面积５０００平方米，其中１０％的空间全部密封，在密封空间里除了植物栽培区外，还有羊圈和供两名研究人员居住的一室一厅。两名研究人员和两只山羊靠吃在植物栽培室收获的大米和蔬菜生活了一周。
例二、迷你地球
2005年９月１３日，日本在封闭空间“迷你地球”进行的为期一周自给自足的实验１３日顺利结束，“迷你地球”送走了第一批“迷你地球人”。 参加实验的研究员筱原正典在当天的记者招待会上说：“两名‘迷你地球人’靠自己培育的植物释放出的氧气度过一周时光，我感到实在了不起。通过这次实验自己对植物更加情有独钟，今后会更珍爱植物。”筱原正典准备２００９年在“迷你地球”居住４个月，向封闭空间发起新的挑战。
日本环境科学研究所负责“迷你地球”的主要研究工作。这里的高级执行主任、火箭科学家新田敬二信心十足，他说：“与生物圈2号最大的区别之一是，我们花费了大量的金钱和时间来设计和建立支持生命的系统。”
“迷你地球”没有使用土壤和依赖微生物，而是使用机器来人工分解和处理废料。这个人工支持部分占据了整个场地的 1/4。支持系统的中心部分是复原氧气的处理机，使用高温和电解水的办法从二氧化碳中重新获得氧气。新田认为，“迷你地球”所使用的机械甚至比美国航空航天局为国际空间站研发的同类设备效率更高。“我相信在这里开发的技术将来可以用于航天项目”。
第六章 生态系统的基本功能
6.1 生态系统的生物生产与分解 一、生态系统中的初级生产
1、生物生产：是生态系统重要功能之一。生态系统不断运转，生物有机体在能量代谢过程中，将能量、物质重新组合，形成新的产品的过程，称生态系统的生物生产。 生物生产常分为个体、种群和群落等不同层次。 一、生态系统中的初级生产
2、初级生产：生态系统中的能量流动始于绿色植物的光合作用对于太阳能的固定，结果是将太阳能转化为化学能，简单无机物转化为有机物。因为这是生态系统中第一次能量固定，因此，绿色植物的这种生产过程称为初级生产（primary production），或第一性生产。
绿色植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量或第一性生产量(primary production)，也可称为初级生产力 。 一、生态系统中的初级生产 2、初级生产
在初级生产过程中，植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下
的可用于植物生长和生殖，这部分生产量称为净初级生产量(net primary production)。而包括呼吸消耗在内的全部生产量，称为总初级生产量(gross primary production)。总初级生产量(GPP)、呼吸所消耗的能量(R)和净初级生产量(NPP)三者之间的关系是： GPP＝NPP十R NPP＝GPP－R 2、初级生产
⑴ 影响初级生产的因素 2、初级生产
⑴ 影响初级生产的因素 陆地生态系统
光、CO2、水和营养物质：基本生产资源
温度：影响光合作用的主要因素，过高或过低均影响效率； 水域生态系统 海洋水域系统
光：最重要的因子；
营养物质：N、P、Fe（Fe起着类似催化剂的作用） 淡水生态系统
营养物质、光、食草动物的捕食. 2、初级生产
⑵ 初级生产量的测定方法 收获量测定法（产量收割法）
（该法常用于陆地生态系统中农作物、牧草、森林等的生产力估算） 氧气测定法（水域生态系统） 二氧化碳测定法（陆地生态系统） 放射性标记物测定法（海洋生态系统） 叶绿素测定法等 2、初级生产
⑵ 初级生产量的测定方法
产量收割法：收获植物地上部分烘干至恒重，获得单位时间、单位空间内的净初级生产量。 陆生定期收获植被，烘干至恒重； 以每年每平方米的干物质重量表示；
以其生物量的产出测定，但位于地下的生物量，难以测定； 地下的部分可以占有40%至85%的总生产量，因此不能省略； 2、初级生产
⑵ 初级生产量的测定方法
氧气测定法：总光合量＝净光合量＋呼吸量 通过氧气变化量测定总初级生产量。
1927年T.Garder, H.H.Gran用于测定海洋生态系统生产量
从一定深度取自养生物的水样，分装在体积为125-300ml的白瓶(透光)、黑瓶(不透光)和对照瓶中;
对照瓶测定初始的溶氧量IB;
黑白瓶放置在取水样的深度，间隔一定时间取出，用化学滴定测定黑白瓶的的含氧量DB、LB;
计算呼吸量(IB-DB)，净生产量(LB-IB)，总生产量(LB-DB).