生態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)是指在自然界的一定空間內(nèi)，由生物和環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體，生物和環(huán)境在其中相互作用、它們相互制約，在一定時(shí)期內(nèi)處于相對(duì)穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)的范圍可大可小，它們相互交織太陽(yáng)系是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，太陽(yáng)就像一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，不停地給太陽(yáng)系提供能量。地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈；最復(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)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)為了維持自身的穩(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(xiǎn)；許多基本物質(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)域的主要結(jié)構(gòu)和功能單元，屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次。

生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)它是由生物群落及其生存環(huán)境組成的動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)。一個(gè)生物群落由存在于自然界某一范圍或區(qū)域的某些種類的動(dòng)物組成，它們相互依存、植物、微生物組成。生物群落中不同生物種群的生存環(huán)境包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境。非生物環(huán)境也叫無(wú)機(jī)環(huán)境、物理環(huán)境，如各種化學(xué)物質(zhì)、氣候因素等，生物環(huán)境也叫有機(jī)環(huán)境，比如不同種群的生物。生物群落與其生存環(huán)境之間，以及生物群落中不同類群的生物之間存在著不斷的物質(zhì)交換和能量流動(dòng)，它們處于相互作用和影響的動(dòng)態(tài)平衡之中。這樣形成的動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)就是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。它是生態(tài)學(xué)研究的基本單位，也是環(huán)境生物學(xué)研究的核心問(wèn)題。

生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)制對(duì)人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建具有重要的指導(dǎo)意義。生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)在一定的時(shí)間和空間內(nèi)，生物群落和非生物環(huán)境通過(guò)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)相互作用、相互作用并具有自我調(diào)節(jié)功能的自然整體。根據(jù)研究的目的和對(duì)象，劃定生態(tài)系統(tǒng)的范圍。最大的是生物圈，包括地球上所有的生物及其生存條件。小的如一片森林、一塊草地、一個(gè)池塘可以被視為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。

每個(gè)生物都必須從周圍環(huán)境中吸取空氣、水分、陽(yáng)光、熱量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。生物生長(zhǎng)、在繁殖和活動(dòng)過(guò)程中，不斷有各種物質(zhì)被釋放和排泄到周圍環(huán)境中，死去的遺體也回到環(huán)境中。所有生物都按照這個(gè)規(guī)律生活在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中。自然生態(tài)系統(tǒng)的大小和種類各不相同，小到一滴水、培養(yǎng)細(xì)菌的培養(yǎng)皿、小溝、小池、花叢、草地，大至湖泊、海洋、森林、草原，甚至包括地球上所有生態(tài)系統(tǒng)的生物圈。按類型分，有淡水生態(tài)系統(tǒng)有水域、河口生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)陸地荒漠生態(tài)系統(tǒng)等、草甸生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)等等。此外，還可以按起源分為自然生態(tài)系統(tǒng)(如極地、原始森林)，半人工生態(tài)系統(tǒng)(如農(nóng)田、薪炭林、養(yǎng)殖湖)和人工生態(tài)系統(tǒng)(如城市、工廠/礦區(qū)、宇宙飛船和潛艇載人太空艙)

時(shí)間結(jié)構(gòu)

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)隨著時(shí)間而變化。一般來(lái)說(shuō)，時(shí)間長(zhǎng)度有三種度量一種是長(zhǎng)期測(cè)量，以生態(tài)系統(tǒng)演化為主要內(nèi)容；第二，中期時(shí)間測(cè)量，以群落演替為主要內(nèi)容；三是短時(shí)間度量。

營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)

生態(tài)系統(tǒng)各要素之間最本質(zhì)的關(guān)系是通過(guò)營(yíng)養(yǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，食物鏈和食物網(wǎng)構(gòu)成了物種之間的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系。

生態(tài)系統(tǒng)的類型很多，一般可分為自然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)可以進(jìn)一步分為水生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)。人工生態(tài)系統(tǒng)可以分為農(nóng)田、城市等生態(tài)系統(tǒng)。

陸地生態(tài)系統(tǒng)

熱帶雨林（tropical rainforest）

分布：赤道以南北緯5  ~ 10度范圍內(nèi)的熱帶氣候區(qū)（熱帶輻合帶）

特點(diǎn)：動(dòng)植物種類繁多，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種群密度長(zhǎng)期穩(wěn)定。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，熱帶雨林占世界的40 ~ 75總計(jì)%的物種。

澳大利亞昆士蘭州的雨林

植物：高大喬木為主。

動(dòng)物：豐富度極高，多為樹(shù)棲或攀緣。

針葉林（Temperature coniferous forest）

分布：寒溫帶及中、低緯度亞高山地區(qū)

植物：冷杉，云杉，紅松

熱帶草原（lawn（Temperature   or tropical）

分布：干旱地區(qū)。

特點(diǎn)：年降水量較少，群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受降雨量影響較大；種群密度和群落結(jié)構(gòu)往往在不同季節(jié)或年份發(fā)生劇烈變化，景觀差異較大。

荒漠（desert（Hot or cold）

分布：南北緯15度至50度之間的區(qū)域。

特點(diǎn)：全年少雨或無(wú)雨，年降水量

一般量在250mm以內(nèi)，降水?dāng)鄶嗬m(xù)續(xù)，越往沙漠中心越少。氣溫、地溫的日較差比年較差大，晴天多，日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)。沙塵暴頻繁，地表干燥裸露，碎石容易被吹起，經(jīng)常形成沙塵暴，尤其是在冬季。水資源豐富的沙漠地區(qū)會(huì)出現(xiàn)綠洲，具有獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境。

圖為布斯基納法索的稀樹(shù)草原。

凍原（tundra）

分布：歐亞大陸和北美北部邊緣，包括寒溫帶和溫帶山區(qū)和高原。

特點(diǎn)：冬季漫長(zhǎng)寒冷，夏季短暫，最暖月份平均氣溫不超過(guò)14℃。年降水量為200 ~ 300毫米。

水域生態(tài)系統(tǒng)

濕地（wetland）

分布：大部分地區(qū)

種類：沼澤、泥炭地、河流、湖泊、紅樹(shù)林、水庫(kù)、池塘、沿海灘涂、深度小于6米的淺水。

生態(tài)價(jià)值：可作為生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)水源；補(bǔ)充地下水；水禽的棲息地和魚(yú)類的育肥地。

海洋（sea）

分布：太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋。

特點(diǎn)：生物群落受光照、溫度、鹽度、非生物因素如。

生物：浮游生物、大型藻類、魚(yú)類、海生哺乳動(dòng)物、其他無(wú)脊椎動(dòng)物。

淡水

分布：河流、湖泊、池塘等。

作用：淡水生態(tài)系統(tǒng)不僅是人類資源的寶庫(kù)，也是重要的環(huán)境因子，具有調(diào)節(jié)氣候凈化污染和保護(hù)生物多樣性的功能。

生物：藻類、魚(yú)類、淡水哺乳動(dòng)物和其他節(jié)肢動(dòng)物和其他無(wú)脊椎動(dòng)物。

能量流動(dòng)

能流是指生態(tài)系統(tǒng)中的能量輸入、傳遞、轉(zhuǎn)變和失去的過(guò)程。能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，生物與環(huán)境生物之間的密切關(guān)系可以通過(guò)能量流來(lái)實(shí)現(xiàn)。能量流的兩個(gè)特征：1.能量流動(dòng)是單向的;2.能量逐級(jí)遞減。

物質(zhì)循環(huán)

主條目：生物地球化學(xué)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)促進(jìn)了各種物質(zhì)在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)。這里的物質(zhì)包括構(gòu)成生物體的基本元素：碳、氮、硫、磷，以及以DDT為代表的有毒物質(zhì)，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定存在；這里的生態(tài)系統(tǒng)不是家里的小池子，而是整個(gè)生物圈原因是氣體循環(huán)和水循環(huán)是全球性的例如，2008年5月，科學(xué)家在南極企鵝的皮下脂肪中檢測(cè)出脂溶性農(nóng)藥DDT這些DDT通過(guò)全球生物地球化學(xué)循環(huán)從遙遠(yuǎn)的文明社會(huì)進(jìn)入企鵝體內(nèi)。

按循環(huán)途徑分類

氣體型循環(huán)（33,356 gas cycles）

元素以氣體形式在大氣中的循環(huán)稱為氣體循環(huán)，也稱氣體循環(huán)“氣態(tài)循環(huán)”氣體循環(huán)將大氣和海洋緊密地聯(lián)系在一起，是全球性的。吳人堅(jiān)141頁(yè)）碳-氧氣循環(huán)和氮?dú)庋h(huán)主要是氣體循環(huán)。

水循環(huán)（Water   circulation）

水循環(huán)是指自然水通過(guò)蒸發(fā)植物蒸騰水汽輸送降水地表徑流入滲和地下徑流在水圈大氣圈巖石圈和生物圈中不斷運(yùn)動(dòng)。水循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的重要過(guò)程，是一切物質(zhì)循環(huán)的必要條件（吳人堅(jiān)143）