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生态系统的组成成分和营养结构(一文理解生态系统结构)

怎样理解生态系统结构 蒋高明 一般理解的生态系统结构,是指的其三大成分,即生成…

怎样理解生态系统结构

蒋高明

一般理解的生态系统结构,是指的其三大成分,即生成者、消费者、分解者,这三大类群相互作用、相互制约、相互依存,保障了自然生态系统的健康运转。

① 生产者 主要指各种绿色植物,通过叶绿素吸收太阳能进行光合作用,并把从环境中摄取的无机物质合成为有机物质,将太阳能转化为化学能贮存在有机物质中。绿色植物从无机环境中同化的能量就是输入生态系统的总能量。除了绿色植物外,化能合成细菌与光合细菌也属于生产者。生产者是连接无机环境和生物群落的桥梁。

② 消费者 不能用无机物直接制造成有机物、直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物的生物,消费者以动物类异养生物为主。

消费者根据取食地位和食性的不同,可分为以下几类:a植食动物:直接以植物体为营养的动物。属于初级消费者,如昆虫、啮齿类、马、牛、羊等。b肉食动物:以食草动物或其他动物为食,又可分为:一级肉食动物,又称二级消费者,是以植食动物为食的捕食性动物。二级肉食动物,又称三级消费者,是以一级肉食者为食的动物,将生物按营养阶层或营养级进行划分,居于最底层的生产者属于第一营养阶层,植食动物居第二营养阶层,以植食动物为食的肉食动物属于第三营养阶层,以此类推。

③ 分解者 分解者以微生物等异养生物为主,包括部分土壤动物如蚯蚓、线虫、蜗牛等,它们依靠分解动植物的排泄物和死亡的有机残体取得能量和营养物质,同时把复杂的有机物分解为生产者可以利用的简单化合物或元素,并释放出能量,其作用正与生产者相反。

上述生态系统三大组分都需要与周边环境发生关系,这些非生物成分包括太阳辐射、H2O、CO2、O2、N2、矿物盐类以及其他元素和化合物,是生物赖以生存的物质和能量源泉,共同组成大气、水和土壤环境,成为生物活动的理想场所。

关于生态系统机构,还有人按照组分、时空、营养等划分,这是对生态系统机构的另外一种理解,一并介绍如下:

① 组分结构 是指生态系统中,由不同生物类型以及它们之间不同的数量组合关系所构成的系统结构。组分结构主要讨论的是,生物群落的种类组成及各组分之间的量比关系,生物种群是构成生态系统的基本单元,不同物种(或类群)以及它们之间的不同量比关系。,构成了生态系统的基本特征。

② 时空结构 也称形态结构,是指各种生物成分或群落,在空间上和时间上的不同配置和形态变化特征,包括水平结构、垂直结构和时空分布格局。水平结构是指一定生态区域内生物类群在水平空间上的组合与分布。在不同地理环境条件下,受地形、水分、土壤、气候等环境因子的综合影响,造成植物在地面上分布的变化,形成了带状、同心圆式或块状镶嵌分布等景观格局。垂直结构是指随着海拔高度的变化,生物生存的生态环境因素发生变化,生物类型也因此出现有规律的分层现象。时间结构是指生态系统结构随时间的变动,一般有三个时间度量,即长时间度量,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;三是昼夜、季节等短时间的变化。

③ 营养结构 是指生态系统生物与生物之间,以食物营养为纽带所形成的食物链和食物网,它是构成物质循环和能量转化的主要途径,生态系统内各要素之间最本质的联系是通过营养来实现的。

食物链是生态系统内不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似的链条式的关系,食物链上的每一环节,成为营养阶层(营养级)。自然生态系统主要有三种类型的食物链:捕食性食物链(牧食食物链),是以活的绿色植物为基础,从食草动物开始的食物链;腐食食物链(分解链),是以死的动植物残体为基础,从真菌、细菌和某些土壤动物开始的食物链;寄生食物链,是以活的动植物有机体为基础,从某些专门营寄生生活的动植物开始的食物链。

在生态系统中,一种生物不可能固定在一条食物链上,而往往同时属于数条食物链,即通常一种生物被多种生物捕食,同时也捕食多种其他生物。因此,生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现,往往是交叉链索,形成复杂的网络式结构,即食物网。食物网形象反映了生态系统内各生物有机体间的营养位置和相互关系,自然界中的各种物种,正是通过食物网发生直接和间接的联系,才保持着生态系统结构和功能的相对稳定性。

应当指出的是,生态系统结构其实指的就是其生产者、消费者和分解者,这个定义科学而简洁。其他学者理解的组分结构和营养结构已经在这三大组分中体现出来,至于组分结构,这里理解的是植物群落,因为生态系统的外貌和动态都是在植物群落中才能够体现的,而植物群落是指的是生产者。但作为对生态系统结构的延伸理解,这里的介绍并不矛盾。

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