生態系統指在自然界的一定的空間內,生物與環境構成的統一整體,在這個統一整體中,生物與環境之間相互影響、相互制約,不斷演變,并在一定時期內處于相對穩定的動平衡狀態。生態系統的范圍可大可小,相互交錯,最大的生態系統是生物圈;最為復雜的生態系統是熱帶雨林生態系統,人類主要生活在以城市和農田為主的人工生態系統中。生態系統是開放系統,為了維系自身的穩定,生態系統需要不斷輸入能量,否則就有崩潰的危險;許多基礎物質在生態系統中不斷循環,其中碳循環與全球溫室效應密切相關,生態系統是生態學領域的一個主要結構和功能單位,屬于生態學研究的最高層次。
隨著生態學的發展,生態學家認為生物與環境是不可侵害的整體,以至后來E.P.Odum認為應把生物與環境看作一個整體來研究,定義生態學是“研究生態系統結構與功能的科學”,研究一定區域內生物的種類、數量、生物量、生活史和空間分布;環境因素對生物的作用及生物對環境的反作用;生態系統中能量流動和物質循環的規律等,他的這一理論對大學生態學教學和研究有很大的影響,他本人因此而榮獲美國生態學的最高榮譽泰勒生態學獎,也是首次提出生態系統概念的人。
1935年,英國生態學家Sir Arthur George Tansley受丹麥植物學家Eugenius Warming的影響,明確提出生態系統的概念。認為:cosystemis the whole system,including notonly the organism- complex,but also the whole complex of physical factorsforming what we call the environment。
坦斯利對生態系統的組成進行了深入的考察,為生態系統下了精確的定義。1940年,美國生態學家R.L.Lindeman對Cedar Bog Lake進行定量分析后發現了生態系統在能量流動上的基本特點:即能量在生態系統中的傳遞不可逆轉、能量傳遞的過程中逐級遞減,傳遞率為10%~20%,這也就是著名的林德曼定律。
生態系統的組成成分為非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者。其中生產者為主要成分。不同的生態系統有森林生態系統、草原生態系統、海洋生態系統、淡水生態系統(分為湖泊生態系統、池塘生態系統、河流生態系統等)、農田生態系統、凍原生態系統、濕地生態系統、城市生態系統。其中,無機環境是一個生態系統的基礎,其條件的好壞直接決定生態系統的復雜程度和其中生物群落的豐富度;生物群落反作用于無機環境,生物群落在生態系統中既在適應環境,也在改變著周邊環境的面貌,各種基礎物質將生物群落與無機環境緊密聯系在一起,而生物群落的初生演替甚至可以把一片荒涼的裸地變為水草豐美的綠洲。生態系統各個成分的緊密聯系,這使生態系統成為具有一定功能的有機整體。




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