第 二 章
生 态 学 基 础
一、生 态 系 统
? 生态系统的定义
? 生态系统的组成
? 生态系统的结构
? 食物链和食物网
? 生态系统的功能
（一）生态系统的定义
定义一：
在一定的地域里，生物与环境相互作用
所形成的统一整体，叫生态系统。
定义二：
生态系统是指生命系统和环境系统在特
定空间的组合。
（二）生态系统的组成
生态系统
非生物环境
生产者
绿色
植物
生物群落
消费者
指各
种动
物
分解者
指微
生物
无生
命物
质和
能量
1、生产者：
主要指绿色植物，它们能够利用阳光，
通过光合作用，把无机物制造成有机物，把
光能转变成储存在有机物中的化学能。太阳
能通过生产者源源不断地输入生态系统，成
为消费者和分解者的能源，所以生产者是生
态系中的主要组成部分。
2,消费者：
包括各种动物，它们直接或间接
地依赖绿色植物制造出的有机物生存。
根据它们的食物，将直接以植物为食
的动物称为 草食动物,而将以草食动
物或小型动物为食的动物称为 肉食动
物 。
（ 1）动物中直接以植物为食的草食动物
叫一级消费者或初级消费者。
（ 2）以草食动物为食的肉食动物叫二级
消费者或次级消费者。
（ 3）以小型动物为食的肉食动物叫三级
消费者。
生产者
生产者
二级消费者
二
级
消
费
者
一级
消费者
一级
消费者
三级
消费者
四级消费者
3、分解者：
主要指细菌和真菌等营腐生生活的
微生物，它们能将动植物的尸体、排泄
物和残落物等所含复杂的有机物分解成
简单的无机物，归还到环境之中，再供
生产者使用。分解者在生态系统中起着
非常重要的作用，没有它们，物质循环
将会受阻，生态系统会受到破坏，生产
者就不能长期生存下去。
4、非生命物质：
包括阳光、空气、温度、水分、
矿物质等 。
（三）生态系统的结构
1、生态系统的形态结构
生态系统中的生物种类、种群数量、种
的空间配置及种的时间变化等构成了生态系
统的形态结构。
2、生态系统的营养结构
生态系统的营养结构，是通过营养这一
纽带，把生物和非生物之间紧密结合起来，
构成以生产者、消费者和分解者为中心的物
质循环和能量流动。即在太阳能的作用下，
环境的营养物质被生产者吸收，转化为有机
物，供消费者使用，而后消费者被分解者分
解为无机物返回环境，再供生产者使用，完
成物质循环。
（四）食物链（网）和营养级
? 生态系统中各种生物之间由于食物关系而
形成的一种联系称为 食物链 。
? 一个生态系统中许多食物链彼此相互交错
形成的复杂的营养关系叫 食物网 。
? 食物链上的每一个环节称为 营养级 。
大甲虫 杜鹃
植物
鹰 蛇
兔 鼠毛虫
结论：（ 1）消费者在不同的食物链中所
处的营养级不同
（ 2）植物在食物链中所处的营养级
是固定的
（五）生态系统的功能
? 能量流动
? 物质循环
? 信息联系
1、能量流动
? 特点：
（ 1）单向流动
（ 2）逐级递减，传输效率约为 10％
生态系统中的能量流动
太阳能
呼吸 呼吸 呼吸 呼吸
生产者
一级
消费者
二级
消费者 三级消费者
分解者
单向、逐级递减 呼吸
100 10-20 1-4 0.1-0.8
2、生态系统的物质循环
? 生态系统中物质循环在不断地进行着。
碳、氢、氧、氮、磷、硫是构成有机体地主
要元素，因而这些物质的循环是生态系统的
基本物质循环。另外，还有几十种微量元素
也是生命活动必不可少的。在生态系统中也
构成了各自的循环，与环境污染密切相关的
主要有水、碳和氮的循环。
生态系统的物质循环
非生物
环境
生产者
消费者
分解者
（ 1）、水循环
? 生物体组成的成份中大部分是水，体内进行
的一切生物化学变化也都离不开水。另一方
面水又是生态系统中能量流动和物质循环的
介质，对调节气候和净化环境也起了十分重
要的作用。
? 地球上的水是通过气体的形式循环的。海洋、
江河、湖泊以及土壤中的水在阳光的作用下
变成水蒸汽进入大气中；陆生植物从土壤中
吸收的水分大部分通过蒸腾作用进入大气。
大气中的水蒸气遇冷后变成雨、雪、冰雹等
降落到地面，从而形成稳定的平衡。
（ 2）、碳循环
碳存在于生物体内和无机环境中，
在生物体内，碳是构成生物体的重要元
素，没有碳就没有生命。
（ 3）、氮循环
? 生物固氮：每年约为 54X106吨。
? 工业固氮：每年大约 30X106吨
? 电离固氮：每年大约 7.6X106吨
? 岩浆固氮：每年大约 0.2X106吨
（ 4）
硫
循
环
（ 5）磷 循 环
3、生态系统中的信息联系
营养信息
化学信息
物理信息
行为信息
二、生态平衡
（一）概念
生态系统发展到一定的阶段，它的
生产者、消费者、分解者之间能够较长
时间地保持着一种动态平衡；也就是说，
它的能量流动和物质循环能较长时间地
保持着一种动态平衡，这种平衡状态就
叫做生态平衡。
（二）生态平衡的破坏
? 生物种类成份的改变
? 环境因素的改变
? 信息系统的破坏
三、生态学在环境保护中的应用
? 环境质量的生物监测与评价
? 阐明污染物在环境中的迁移转换规律
? 利用生态系统的自净能力消除污染
? 为环境容量和环境标准的制订提供依据
? 保护和合理利用自然资源
? 管理环境和保护环境
生 态 学 基 础
一、生 态 系 统
? 生态系统的定义
? 生态系统的组成
? 生态系统的结构
? 食物链和食物网
? 生态系统的功能
（一）生态系统的定义
定义一：
在一定的地域里，生物与环境相互作用
所形成的统一整体，叫生态系统。
定义二：
生态系统是指生命系统和环境系统在特
定空间的组合。
（二）生态系统的组成
生态系统
非生物环境
生产者
绿色
植物
生物群落
消费者
指各
种动
物
分解者
指微
生物
无生
命物
质和
能量
1、生产者：
主要指绿色植物，它们能够利用阳光，
通过光合作用，把无机物制造成有机物，把
光能转变成储存在有机物中的化学能。太阳
能通过生产者源源不断地输入生态系统，成
为消费者和分解者的能源，所以生产者是生
态系中的主要组成部分。
2,消费者：
包括各种动物，它们直接或间接
地依赖绿色植物制造出的有机物生存。
根据它们的食物，将直接以植物为食
的动物称为 草食动物,而将以草食动
物或小型动物为食的动物称为 肉食动
物 。
（ 1）动物中直接以植物为食的草食动物
叫一级消费者或初级消费者。
（ 2）以草食动物为食的肉食动物叫二级
消费者或次级消费者。
（ 3）以小型动物为食的肉食动物叫三级
消费者。
生产者
生产者
二级消费者
二
级
消
费
者
一级
消费者
一级
消费者
三级
消费者
四级消费者
3、分解者：
主要指细菌和真菌等营腐生生活的
微生物，它们能将动植物的尸体、排泄
物和残落物等所含复杂的有机物分解成
简单的无机物，归还到环境之中，再供
生产者使用。分解者在生态系统中起着
非常重要的作用，没有它们，物质循环
将会受阻，生态系统会受到破坏，生产
者就不能长期生存下去。
4、非生命物质：
包括阳光、空气、温度、水分、
矿物质等 。
（三）生态系统的结构
1、生态系统的形态结构
生态系统中的生物种类、种群数量、种
的空间配置及种的时间变化等构成了生态系
统的形态结构。
2、生态系统的营养结构
生态系统的营养结构，是通过营养这一
纽带，把生物和非生物之间紧密结合起来，
构成以生产者、消费者和分解者为中心的物
质循环和能量流动。即在太阳能的作用下，
环境的营养物质被生产者吸收，转化为有机
物，供消费者使用，而后消费者被分解者分
解为无机物返回环境，再供生产者使用，完
成物质循环。
（四）食物链（网）和营养级
? 生态系统中各种生物之间由于食物关系而
形成的一种联系称为 食物链 。
? 一个生态系统中许多食物链彼此相互交错
形成的复杂的营养关系叫 食物网 。
? 食物链上的每一个环节称为 营养级 。
大甲虫 杜鹃
植物
鹰 蛇
兔 鼠毛虫
结论：（ 1）消费者在不同的食物链中所
处的营养级不同
（ 2）植物在食物链中所处的营养级
是固定的
（五）生态系统的功能
? 能量流动
? 物质循环
? 信息联系
1、能量流动
? 特点：
（ 1）单向流动
（ 2）逐级递减，传输效率约为 10％
生态系统中的能量流动
太阳能
呼吸 呼吸 呼吸 呼吸
生产者
一级
消费者
二级
消费者 三级消费者
分解者
单向、逐级递减 呼吸
100 10-20 1-4 0.1-0.8
2、生态系统的物质循环
? 生态系统中物质循环在不断地进行着。
碳、氢、氧、氮、磷、硫是构成有机体地主
要元素，因而这些物质的循环是生态系统的
基本物质循环。另外，还有几十种微量元素
也是生命活动必不可少的。在生态系统中也
构成了各自的循环，与环境污染密切相关的
主要有水、碳和氮的循环。
生态系统的物质循环
非生物
环境
生产者
消费者
分解者
（ 1）、水循环
? 生物体组成的成份中大部分是水，体内进行
的一切生物化学变化也都离不开水。另一方
面水又是生态系统中能量流动和物质循环的
介质，对调节气候和净化环境也起了十分重
要的作用。
? 地球上的水是通过气体的形式循环的。海洋、
江河、湖泊以及土壤中的水在阳光的作用下
变成水蒸汽进入大气中；陆生植物从土壤中
吸收的水分大部分通过蒸腾作用进入大气。
大气中的水蒸气遇冷后变成雨、雪、冰雹等
降落到地面，从而形成稳定的平衡。
（ 2）、碳循环
碳存在于生物体内和无机环境中，
在生物体内，碳是构成生物体的重要元
素，没有碳就没有生命。
（ 3）、氮循环
? 生物固氮：每年约为 54X106吨。
? 工业固氮：每年大约 30X106吨
? 电离固氮：每年大约 7.6X106吨
? 岩浆固氮：每年大约 0.2X106吨
（ 4）
硫
循
环
（ 5）磷 循 环
3、生态系统中的信息联系
营养信息
化学信息
物理信息
行为信息
二、生态平衡
（一）概念
生态系统发展到一定的阶段，它的
生产者、消费者、分解者之间能够较长
时间地保持着一种动态平衡；也就是说，
它的能量流动和物质循环能较长时间地
保持着一种动态平衡，这种平衡状态就
叫做生态平衡。
（二）生态平衡的破坏
? 生物种类成份的改变
? 环境因素的改变
? 信息系统的破坏
三、生态学在环境保护中的应用
? 环境质量的生物监测与评价
? 阐明污染物在环境中的迁移转换规律
? 利用生态系统的自净能力消除污染
? 为环境容量和环境标准的制订提供依据
? 保护和合理利用自然资源
? 管理环境和保护环境
