什么是生態(tài)
什么是生態(tài)
生態(tài)指生物在一定的自然環(huán)境下生存和發(fā)展的狀態(tài)，也指生物的生理特性和生活習(xí)性，那么你對生態(tài)了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是生態(tài)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
生態(tài)的定義
中文名稱：生態(tài)系統(tǒng)
英文名稱：ecosystem
定義1：生物群落及其地理環(huán)境相互作用的自然系統(tǒng)，由無機(jī)環(huán)境生物的生產(chǎn)者(綠色植物)、消費(fèi)者(草食動物和肉食動物)以及分解者(腐生微生物)4部分組成。
所屬學(xué)科：大氣科學(xué)(一級學(xué)科);應(yīng)用氣象學(xué)(二級學(xué)科)
定義2：由生物群落和與之相互作用的自然環(huán)境以及其中的能量流過程構(gòu)成的系統(tǒng)。
所屬學(xué)科：地理學(xué)(一級學(xué)科);生物地理學(xué)(二級學(xué)科)
定義3：在一定空間范圍內(nèi)，所有生物因子和非生物因子，通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)過程形成彼此關(guān)聯(lián)、相互作用的統(tǒng)一整體。 所屬學(xué)科：昆蟲學(xué)(一級學(xué)科);昆蟲生態(tài)學(xué)(二級學(xué)科) 定義4：在一定空間范圍內(nèi)，植物、動物、真菌、微生物群落與其非生命環(huán)境，通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)而形成的相互作用、相互依存的動態(tài)復(fù)合體。 所屬學(xué)科：生態(tài)學(xué)(一級學(xué)科);生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(二級學(xué)科)
生態(tài)的介紹
生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)指由生物群落與無機(jī)環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)的范圍可大可小，相互交錯，最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈;最為復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)是熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)，人類主要生活在以城市和農(nóng)田為主的人工生態(tài)系統(tǒng)中。生態(tài)系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，為了維系自身的穩(wěn)定，生態(tài)系統(tǒng)需要不斷輸入能量，否則就有崩潰的危險;許多基礎(chǔ)物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中不斷循環(huán)，其中碳循環(huán)與全球溫室效應(yīng)密切相關(guān)，生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的一個主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次。
生態(tài)的系統(tǒng)史
1935年，英國生態(tài)學(xué)家，阿瑟·喬治·坦斯利爵士(Sir Arthur George Tansley)受丹麥植物學(xué)家葉夫根·尼溫(Eugenius Warming)的影響，首次提出生態(tài)系統(tǒng)的概念。認(rèn)為：
“(原文)Ecosystem is the whole system,… including not only the organism-complex, but also the whole complex of physical factors forming what we call the environment…”(生態(tài)系統(tǒng)是一個的‘系統(tǒng)的’整體。這個系統(tǒng)不僅包括有機(jī)復(fù)合體，而且包括形成環(huán)境的整個物理因子復(fù)合體……這種系統(tǒng)是地球表面上自然界的基本單位，它們有各種大小和種類)。
斯坦利對生態(tài)系統(tǒng)的組成進(jìn)行了深入的考察，為生態(tài)系統(tǒng)下了精確的定義。
1940s，美國生態(tài)學(xué)家R.L.林德曼(R.L.Lindeman)在對賽達(dá)伯格湖(Cedar Bog Lake)進(jìn)行定量分析后發(fā)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)在能量流動上的基本特點(diǎn)：
能量在生態(tài)系統(tǒng)中的傳遞不可逆轉(zhuǎn);
能量傳遞的過程中逐級遞減，遞減率為10%～20%;
這也就是著名的林德曼定律。
生態(tài)系統(tǒng)的簡介
(一)什么是生態(tài)系統(tǒng)
在自然界，任何生物群落都不是孤立存在的，它們總是通過能量和物質(zhì)的交換與其生存的環(huán)境不可分割地相互聯(lián)系相互作用著，共同形成一種統(tǒng)一的整體，這樣的整體就是生態(tài)系統(tǒng)。換句話說，生態(tài)系統(tǒng)就是在一定地區(qū)內(nèi)，生物和它們的非生物環(huán)境(物理環(huán)境)之間進(jìn)行著連續(xù)的能量和物質(zhì)交換所形成的一個生態(tài)學(xué)功能單位。
按照生態(tài)系統(tǒng)的上述定義，我們既可以從類型上去理解，例如森林、草原、荒漠、凍原、沼澤、河流、海洋、湖泊、農(nóng)田和城市等;也可以從區(qū)域上理解它，例如分布有森林、灌叢、草地和溪流的一個山地地區(qū)或是包含著農(nóng)田、人工林、草地、河流、池塘和村落與城鎮(zhèn)的一片平原地區(qū)都是生態(tài)系統(tǒng)。整個地理殼便是由大大小小各種不同的生態(tài)系統(tǒng)鑲嵌而成。生態(tài)系統(tǒng)是地理殼的基本組成單位，它的面積大小很懸殊，其中最大的生態(tài)系統(tǒng)就是生物圈，它實質(zhì)上等于地理殼。
任何一個能夠維持其機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的生態(tài)系統(tǒng)必須依賴外界環(huán)境提供輸入(太陽輻射能和營養(yǎng)物質(zhì))和接受輸出(熱、排泄物等)，其行為經(jīng)常受到外部環(huán)境的影響，所以它是一個開放系統(tǒng)。但是生態(tài)系統(tǒng)并不是完全被動地接受環(huán)境的影響，在正常情況下即在一定限度內(nèi)，其本身都具有反饋機(jī)能，使它能夠自動調(diào)節(jié)，逐漸修復(fù)與調(diào)整因外界干擾而受到的損傷，維持正常的結(jié)構(gòu)與功能，保持其相對平衡狀態(tài)。因此，它又是一個控制系統(tǒng)或反饋系統(tǒng)。
生態(tài)系統(tǒng)概念的提出，使我們對生命自然界的認(rèn)識提到了更高一級水平。它的研究為我們觀察分析復(fù)雜的自然界提供了有力的手段，并且成為解決現(xiàn)代人類所面臨的環(huán)境污染、人口增長和自然資源的利用與保護(hù)等重大問題的理論基礎(chǔ)之一。
生態(tài)系統(tǒng)具有以下特征：
1.具有自我調(diào)節(jié)能力。
2.能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能。
3.生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)級數(shù)目一般不會超過4～5個。
4.生態(tài)系統(tǒng)是一個半開放的動態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)歷一個從簡單到復(fù)雜，從不成熟到成熟的演變過程，其早期階段和晚期階段具有不同特性。
(二)生態(tài)系統(tǒng)中的三大功能類群
生態(tài)系統(tǒng)是一個多成分的極其復(fù)雜的大系統(tǒng)。一個完全的生態(tài)系統(tǒng)由四類成分構(gòu)成，即非生物成分和生物有機(jī)體因獲取能量的方式與所起作用不同而劃分的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者三個類群。
1.非生物成分
包括太陽輻射能、H2O、CO2、O2、N2、礦物鹽類以及其他元素和化合物。它們是生物賴以生存的物質(zhì)和能量的源泉，并共同組成大氣、水和土壤環(huán)境，成為生物活動的場所。
2.生產(chǎn)者
有機(jī)體包括所有的綠色植物。它們通過葉綠素吸收太陽光能進(jìn)行光合作用，把從環(huán)境中攝取的無機(jī)物質(zhì)合成為有機(jī)物質(zhì)，并將太陽光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在有機(jī)物質(zhì)中，為地球上其他一切生物提供得以生存的食物。它們是有機(jī)物質(zhì)的最初制造者，是自養(yǎng)的。
3.消費(fèi)者
有機(jī)體消費(fèi)者有機(jī)體指動物。它們不能自己生產(chǎn)食物，只能直接或間接利用植物所制造的現(xiàn)成有機(jī)物，取得營養(yǎng)物質(zhì)和能量，維持其生存。所以是異養(yǎng)的消費(fèi)者。根據(jù)其食性不同又分為：
(1)植食動物 直接采食植物以獲得能量的動物，如牛、馬、羊、象、食草昆蟲和嚙齒類等，是第一性消費(fèi)者。
(2)肉食動物 以捕捉動物為主要食物的動物叫做肉食動物。其中捕食植食動物者，是第一級肉食動物、第二性消費(fèi)者。如蛙、蝙蝠、某些鳥類等。以第一級肉食動物為食物的動物，如狐、狼等，是第二級肉食動物、第三性消費(fèi)者，這些動物一般體軀較大而強(qiáng)壯，數(shù)量較少。獅、虎、鷹等兇猛動物主要以第二級肉食動物和植食動物為生，是第三級肉食動物或第四性消費(fèi)者，有時它們被稱為頂部肉食動物，其數(shù)量更少。有些動物的食性并無嚴(yán)格限定，它們是既食動物又吃植物的雜食性動物，如某些鳥類、鯉魚等。
4.分解者
有機(jī)體主要指細(xì)菌、真菌和一些原生動物。它們依靠分解動植物的排泄物和死亡的有機(jī)殘體取得能量和營養(yǎng)物質(zhì)，同時把復(fù)雜的有機(jī)物降解為簡單的無機(jī)化合物或元素，歸還到環(huán)境中，被生產(chǎn)者有機(jī)體再次利用，所以它們又稱為還原者有機(jī)體。分解者有機(jī)體廣泛分布于生態(tài)系統(tǒng)中，時刻不停地促使自然界的物質(zhì)發(fā)生循環(huán)。
在自然界，每一個生態(tài)系統(tǒng)一般都具有上述四種組分。從理論上講，任何一個自我維持的生態(tài)系統(tǒng)，只要有非生物物質(zhì)、吸收外界能量的自養(yǎng)生產(chǎn)者和能使自養(yǎng)生物死亡之后進(jìn)行腐爛的分解者這些基本成分就夠了，消費(fèi)者有機(jī)體并不是必要成分。它們的存在只不過使生態(tài)系統(tǒng)更為豐富多彩而已。
(三)食物鏈和食物網(wǎng)
食物鏈：植物所固定的能量通過一系列的取食和被取食關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，我們把生物之間存在的這種單方向營養(yǎng)和能量傳遞關(guān)系稱為食物鏈。食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的具體表現(xiàn)形式之一。分為牧食食物鏈和腐食食物鏈。后者是動植物死亡后被細(xì)菌和真菌所分解，能量直接自生產(chǎn)者或死亡的動物殘體流向分解者。在熱帶雨林和淺水生態(tài)系統(tǒng)中該類食物鏈占有重要地位。在牧食食物鏈中，包括有各種消費(fèi)者動物，它是通過活的有機(jī)體以捕食與被捕食的關(guān)系建立的，能量沿著生產(chǎn)者到各級消費(fèi)者的途徑流動。一般說來，生態(tài)系統(tǒng)中能量在沿著牧食食物鏈傳遞時，從一個環(huán)節(jié)到另一個環(huán)節(jié)，能量大約要損失90%。
食物網(wǎng)：在生態(tài)系統(tǒng)的生物之間存在著一種遠(yuǎn)比食物鏈更錯綜復(fù)雜的普遍聯(lián)系，像一個無形的食物網(wǎng)把所有生物都包括在內(nèi)，使它們有著直接或間接的聯(lián)系，這就是食物網(wǎng)。
(四)營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔
營養(yǎng)級：指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的全部生物種的總和，因此營養(yǎng)級之間的關(guān)系是指一類生物和處于不同營養(yǎng)層次上另一類生物之間的關(guān)系。綠色植物首先固定了太陽能和制造有機(jī)物質(zhì)，供本身和其他消費(fèi)者有機(jī)體利用，它們屬第一營養(yǎng)級。第一性消費(fèi)者植食動物是第二營養(yǎng)級，蚱蜢和牛都是植食動物，處于同一營養(yǎng)級。螳螂吃蚱蜢，貓頭鷹吃田鼠，這兩種捕食者動物都是第二性消費(fèi)者，占據(jù)第三營養(yǎng)級。吃螳螂的鳥和吃貓頭鷹的貂是第三性消費(fèi)者，占第四營養(yǎng)級。還可以有第四性消費(fèi)者和第五營養(yǎng)級。不同的生態(tài)系統(tǒng)往往具有不同數(shù)目的營養(yǎng)級，一般為3—5個營養(yǎng)級。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，不同營養(yǎng)級的組合就是營養(yǎng)結(jié)構(gòu)
生態(tài)金字塔：指各個營養(yǎng)級之間某種數(shù)量關(guān)系，這種數(shù)量關(guān)系可采用生物量單位、能量單位或個體數(shù)量單位，采用這些單位構(gòu)成的生態(tài)金字塔分別稱為生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)量金字塔。
(五)生態(tài)效率
生態(tài)效率：指各種能流參數(shù)在各營養(yǎng)級之間和內(nèi)部的比值關(guān)系。
(六)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)
生態(tài)系統(tǒng)的一個重要特點(diǎn)是它常常趨向于達(dá)到一種穩(wěn)態(tài)或平衡狀態(tài)，這種穩(wěn)態(tài)是靠自我調(diào)節(jié)過程來實現(xiàn)的。調(diào)節(jié)主要是通過反饋進(jìn)行的。
反饋：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中某一成分發(fā)生變化時，它必然會引起其他成分的出現(xiàn)相應(yīng)的變化，這種變化又會反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分，使其變化減弱或增強(qiáng)，這種過程就叫反饋。負(fù)反饋能夠使生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡或穩(wěn)態(tài)。
生態(tài)系統(tǒng)中的反饋現(xiàn)象十分復(fù)雜，既表現(xiàn)在生物組分與環(huán)境之間，也表現(xiàn)于生物各組分之間和結(jié)構(gòu)與功能之間，等等。前者在第三節(jié)種群部分已有敘述。生物組分之間的反饋現(xiàn)象。在一個生態(tài)系統(tǒng)中，當(dāng)被捕食者動物數(shù)量很多時，捕食者動物因獲得充足食物而大量發(fā)展;捕食者數(shù)量增多后，被捕食者數(shù)量又減少;接著，捕食者動物由于得不到足夠食物，數(shù)量自然減少。二者互為因果，彼此消長，維持著個體數(shù)量的大致平衡。這僅是以兩個種群數(shù)量的相互制約關(guān)系的簡單例子。說明在無外力干擾下，反饋機(jī)制和自我調(diào)節(jié)的作用，而實際情況要復(fù)雜得多。所以當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾破壞時，只要不過分嚴(yán)重，一般都可通過自我調(diào)節(jié)使系統(tǒng)得到修復(fù)，維持其穩(wěn)定與平衡。
但是，生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限度的。當(dāng)外界壓力很大，使系統(tǒng)的變化超過了自我調(diào)節(jié)能力的限度即“生態(tài)閾限”時，它的自我調(diào)節(jié)能力隨之下降，以至消失。此時，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)被破壞，功能受阻，以致整個系統(tǒng)受到傷害甚至崩潰，此即通常所說的生態(tài)平衡失調(diào)。
(七)生態(tài)平衡
象自然界任何事物一樣，生態(tài)系統(tǒng)也處在不斷變化發(fā)展之中，實際上它是一種動態(tài)系統(tǒng)。大量事實證明，只要給以足夠的時間和在外部環(huán)境保持相對穩(wěn)定的情況下，生態(tài)系統(tǒng)總是按照一定規(guī)律向著組成、結(jié)構(gòu)和功能更加復(fù)雜化的方向演進(jìn)的。在發(fā)展的早期階段，系統(tǒng)的生物種類成分少，結(jié)構(gòu)簡單，食物鏈短，對外界干擾反應(yīng)敏感，抵御能力小，所以是比較脆弱而不穩(wěn)定的。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)逐漸演替進(jìn)入到成熟時期，生物種類多，食物鏈較長，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能效率高，對外界的干擾壓力有較強(qiáng)的抗御能力，因而穩(wěn)定程度高。這是由于系統(tǒng)經(jīng)過長期的演化，通過自然選擇和生態(tài)適應(yīng)，各種生物都占據(jù)有一定的生態(tài)位，彼此間關(guān)系比較協(xié)調(diào)而依賴緊密，并與非生物環(huán)境共同形成結(jié)構(gòu)較為完整、功能比較完善的自然整體，外來生物種的侵入比較困難;此時，還由于復(fù)雜的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)使能量和物質(zhì)通過多種途徑進(jìn)行流動，一個環(huán)節(jié)或途徑發(fā)生了損傷或中斷，可以由其他方面的調(diào)節(jié)所抵消或得到緩沖，不致使整個系統(tǒng)受到傷害。所以，生態(tài)系統(tǒng)的生物種類越多，食物網(wǎng)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜便越穩(wěn)定。即生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是與系統(tǒng)內(nèi)的多樣性和復(fù)雜性相聯(lián)系的。
當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)時，生物之間和生物與環(huán)境之間出現(xiàn)高度的相互適應(yīng)，種群結(jié)構(gòu)與數(shù)量比例持久地沒有明顯的變動，生產(chǎn)與消費(fèi)和分解之間，即能量和物質(zhì)的輸入與輸出之間接近平衡，以及結(jié)構(gòu)與功能之間相互適應(yīng)并獲得最優(yōu)化的協(xié)調(diào)關(guān)系，這種狀態(tài)就叫做生態(tài)平衡或自然界的平衡。當(dāng)然這種平衡是動態(tài)平衡。
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