食物链和能量的流动

自然界各种生物之间,存在着复杂的、相互依赖的关系,人们了解这种关系,对于认识自然,保护自然界的生态平衡,无疑是有帮助的。本文从两个方面来介绍这种关系。食物链在任何一个生态系统里,除了它的非生物组分外,至少还包括两个生物组成部分,即自养生物和异养生物。我们知道,自养生物主要是     

关于生态系统中食物链、营养级的几个问题

在生态系统内,各类生物之间存在着一系列的吃与被吃的关系。这种以食物营养为中心,生物个体之间捕食与被捕食的链条关系,称为食物链。食物链是一环扣一环的。各种生物体分别位于食物链的不同环节上(按食性划分)。食物链的每一个环节称为营养级,食物链长短不一,营养级的数目也不一样。由于各种生物的营养关系复杂,一种消费者常常不只吃一种食物,而一种生物又可被不同消费者所吃,这样就决定了在一个生态系统内有许多食物链。这些食物链彼此相互交结,紧密相联,构成     

自养微生物同化CO_2的分子生态研究及同化碳在土壤中的转化

大气中CO2浓度持续升高和全球气候变暖是亟待解决的重大环境问题。自养微生物在环境中广泛分布,能直接参与CO2的同化,因此研究自养微生物同化CO2的分子生态学机制具有重大的科学意义。以往对自养微生物的研究多针对基因组DNA,从DNA水平揭示了不同生态系统中碳同化自养微生物的种群结构和多样性,但这些微生物在生态系统中的具体功能有待进一步的研究。近年来,随着转录组学研究技术和稳定同位素探针技术(SIP)的发展,自养微生物同化CO2的生态机理研究不断深入,这些研究明确揭示了碳同化自养微生物是河流、湖泊和海洋生态系统中CO2固定作用的驱动者,并新发现了一些具有CO2同化功能的微生物群落。基于国内外有关研究进展,从DNA和RNA水平上对自养微生物同化CO2的分子机理以及稳定同位素探针技术(SIP)在碳同化微生物研究中的应用进行了分析和总结,初步展望了RNA-SIP技术在陆地生态系统碳同化微生物分子生态学研究中的前景。同时,探讨了陆地生态系统同化碳的转化和稳定性机理,以期为深入了解生态系统碳循环过程和应对气候变化提供理论依据。     

食物链长度远因与近因研究进展综述

食物链长度是生态系统的基本属性,其变化决定着群落结构和生态系统功能。稳定同位素分析技术的进步推进了生态系统中食物链长度决定因子相关研究的开展。尽管近期的研究证明了食物链长度与资源可利用性、生态系统大小、干扰等远因之间的关系,但是对于食物网内部结构变化这一近因对食物链长度的影响作用关注较少。综述了边界明确和开放类型淡水生态系统中食物链长度的相关研究进展;探讨了远因和近因机制在决定食物链长度中的作用;给出了判断不同层次和尺度上决定食物链长度机制的概念框架;为今后更好的开展不同生态系统间食物链长度的比较研究提出了建议。     

农林生产与生态平衡

<正> 自然界中的生命有机体(包括由进行光合作用的绿色植物与进行化能合成的微生物组成的自养有机体和由动物、真菌、细菌等组成的异养有机体)与非生物环境(包括具有气体和热量资源的近地表大气、太阳能和具有水分及矿物资源的土壤等因素)彼止间进行着连续的能最和物质交换,构成一个相互联系、相互依存、相互制约的整体,这个自然整体叫生态系统(Ecosytens)。自然界中每一部分都是一个自然整体,都可看成一个生态系统,如森林生态系统、草原生态系统,湖泊生态系统、农田生态系统等。在自然条件下形成的叫自然生态系统,在人工控制下形成的叫人工生态系统。     

食物链原理在农业生产上的应用

食物链是物质能量流动的渠道,它在农业上的应用越来越广泛。本文从物质能量转化定律出发,阐明了食物链的加环,建立多层多种立体结构和多级循环转化的生产体系,提高农业生态系统生产力的途径,以及食物链原理在防治病虫杂草和动物危害方面的应用。     

食物链长度理论研究进展

食物链长度（Food chain length,FCL）是生态系统中最重要的特点之一,它通过改变生物间的营养关系,影响着生物多样性,群落的结构以及稳定性;它是反映食物网物质转换与能量传递的综合指数,食物链及其动态特征是生态学许多重要理论的基础,食物链长度理论的研究进展,推动了人们对水域生态系统中生物和非生物相互作用的理解。回顾了食物链长度的3种度量方法及其详细的计算方法,在此基础上简述了各方法的特点。综述了食物链长度的决定因素的4种假说（资源可利用性假说、生产力空间假说、生态系统大小假说、动态稳定性假说）及其交互作用,重点总结了湖泊食物链长度的空间格局与决定因素的研究进展。最后,食物链长度研究展望,包括食物链长度决定因子研究存在的问题及发展方向的总结,以及在在水域生态学中的应用的研究进展,例如食物链长度在指示污染物的生物富集中的研究进展、食物链食物链长度在指导生物操作、以及在食物链长度在对气候变化响应方面的研究进展等等。     

浅谈生态金字塔

任何一个生态系统都包括生物和非生物两类成分。生物成分的生产者和消费者之间,由于取食关系而形成一种单向联系,即食物链。食物链是生态系统中物质循环和能量流动的渠道。因此,关于食物链的研究,在生态学研究中占有重要地位。食物链上的每一个环节被称之为营养级。在顺序的营养级序列上,后一营养     

山地河流壶穴生态系统研究进展

壶穴是河流生态系统中的特殊生境之一,具有结构简单、边界明确、食物链简短、生境易控制等特点,常被作为生态学理论、进化理论和生物气候学等相关研究的模式系统.本文概述了山地河流壶穴的生境特点(水文、理化性质)、生物群落(生物多样性、环境因子)、食物链(竞争、捕食、寄生等)等,分析了壶穴生态系统与河流生态系统在水文特征、生物群落和食物链等方面的差异,指出了我国对壶穴的水文特征、理化性质、食物链以及环境因子对壶穴内生物多样性和功能群影响的研究尚存在不足或空白,最后提出了壶穴生态系统未来研究的方向和建议.     

对“生物与环境”一章的二点分析

高中《生物》第七章“生物与环境”讲述的是有关生物与环境之间密切关系的基础知识。教师在讲述生态系统中的食物链、能量流动等时,建议从以下几方面加深对问题的分析理解,以利提高课堂教学质量。一、关于食物链高中生物课本中对食物链所下定义是:“在生态系统中,各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系,叫做食物链”。由于这个概念中没有指明任何食物链(捕食链)都是以绿色植物为基础,从食草动物为开始的过程。因此,有些学生就搞不清在一个生态系统中由许多食物链彼此互相连结的食物网中的确切食     

生态工程——生态系统原理的应用

在生态系统动态过程中,有两个起主要作用的基本功能,即(1)通过一定相互协调的结构与功能所形成的动态平衡;(2)以多层营养结构为基础的物质转化、分解、富集与再生,此两个功能效率高低决定生态系统的兴衰及其稳定状态。每个过程中都包含复杂的物理过程、化学过程和生物过程,其中生物起着传递、触媒乃至建造者的作用(参看附图1、2、3、4)。在长期演化和适应过程中,不仅建立了相互制约的食物链类型的联系,而且形成了独特生活习性的明确分工,分级利用自然界提供的物质,正是由于此种原因,使有限空间内能     

生态系统中的菌流

本文对生态系统中的能量液、物质流和信息流作了扼要的评述,提出了“菌流”新概念。菌流是指正常微生物群组分通过食物链或其它媒介在生态系统中不同营养级生物体内或体表持续稳定的流过程。生态系统中的菌流具备以下特征：１．流转的基本单位为活体群,其数量在特定的营养级都存在动态变化阈值;２．流转的基本单位对各营养级生物体存在正向压力;３．流转的途径为食物链或其它媒介,并且食物链对菌群有衰减与放大作用。菌流不仅是     

高寒草甸生态系统食物链结构分析--来自稳定性碳同位素的证据

稳定性同位素技术应用于生态系统物质流动和食物链营养关系的研究方法 ,是基于生物体内天然存在的同位素比值与它们食物密切相关这一原理建立起来的。即将生物体内的稳定性同位素比值 (如δ1 3C)作为一自然标记 ,根据物种间该值的相对差异 ,追踪生态系统中的主要物质 (如碳源 )的来源和物质流动。于 2 0 0 2年 4～8月测定了高寒草甸生态系统主要生物群落中物种的稳定性碳同位素比值 (δ1 3C) ,依据得到的系统的富集因子( 1 0 5± 0 4 5 )‰ ,分析并确定了所测物种间的取食与被取食关系。结果发现 :高寒草甸生态系统由 5条主要的食物链构成 ,其中 1条为“植物→小型哺乳类→食肉兽 /猛禽”的三节点食物链 ,2条为“植物→牲畜和植物→植食性鸟类”的二节点食物链 ,2条分别为“植物→昆虫→雀形目鸟类→猛禽 /食肉兽”和“植物→昆虫→两栖类→猛禽 /食肉兽”的四节点食物链 ;系统食物链的最大长度为 3 5 3 ,与系统的最大节点数相近。表明稳定性碳同位素可以作为分析高寒草甸生态系统食物网和食物链结构以及食物链长度的有效代理 (proxy)。     

南极海洋生物持久性有机污染物:水平、传递与风险评价

尽管南极被认为是远离人类污染的净土,但近年来不断发现有机氯农药、多氯联苯、多溴联苯醚和全/多氟化合物等传统和“新型”持久性有机污染物(POPs)存在于南极的非生物及生物环境中,由此引发了全球各国对南极生态系统的不断关注。POPs性质稳定,能够久存于环境中,并具有毒性,易富集于生物体内并产生一定的健康风险。为了解南极和南大洋持久性有机污染物的生物地球化学过程及其对生物种群和生态系统产生的影响,本文以南大洋典型食物链为主线并结合南极海洋生物生活习性,综述了近年来国内外学者对南极海洋食物链不同营养级生物体内POPs的研究现状,并对南极海洋生态系统POPs研究前沿和热点提出了展望。研究显示,南极地区是世界上污染程度最低的地区,但过去几十年有关南极海洋生物中POPs的类型不断增加,表明该地区受到地区内/外活动的影响日益增加。零散的研究数据以及各异的技术方法使得目前仍无法阐析POPs沿食物链传递的机制。有关南极海洋生态系统POPs动态的长期监测与评估计划亟待建立。     

微塑料对湖泊生态系统初级生产者的影响

塑料的广泛应用导致大量微塑料进入环境,尤其是水环境,从而产生环境风险。浮游植物等自养生物是湖泊系统的主要初级生产者,是湖泊食物链的关键组成部分,为食物链的上游提供能量和物质基础。同时,浮游植物也是对微塑料响应最敏感的类群。了解湖泊浮游植物等初级生产者对微塑料的响应是探究微塑料对湖泊生态系统功能影响的重要基础。总结了全球湖泊生态系统微塑料的丰度、类型、尺寸、来源等分布特征,系统分析了微塑料暴露对浮游植物等初级生产者细胞结构、基因表达和生长,以及对浮游植物叶绿素a含量、光合活性的影响,并总结了其中的影响机制。总体而言,微塑料会降低初级生产者的叶绿素a含量,剂量越高、尺寸越小,这种抑制作用越强烈;同时,微塑料也会作用于初级生产者,造成细胞膜损伤、DNA损伤,调控其相关功能基因表达,抑制其生长和光合活性等。然而,湖泊生态系统微塑料的实际检出浓度远低于室内暴露实验中的添加剂量,微塑料结构和组分也更为复杂,野外观测结果与室内培养实验之间还不能建立直接的对应关系。因此,未来的相关研究应集中在如何有效联系野外观测结果与室内培养实验结果,进一步聚焦建立可靠的、可应用推广的微塑料浓度与初级生产者之间的剂量-效应关系模型,探究微塑料对湖泊初级生产者的作用机制,为刻画微塑料对湖泊生态系统初级生产者及其功能的作用机制提供科学支撑。     

面向生态系统评估的多源数据融合体系

基于生态系统服务功能的生态系统评估是识别生态环境问题、开展生态系统恢复和生物多样性保护、建立生态补偿机制的重要基础,也是保障国家生态安全、推进生态文明建设的重要环节。生态系统评估涉及生态系统多个方面,需要多要素、多类型、多尺度的生态系统观测数据作为支撑。地面观测数据和遥感数据是生态系统评估的两大数据源,但是其在使用时常存在观测标准不一、观测要素不全面、时间连续性不足、尺度不匹配等问题,给生态系统评估增加了极大的不确定性。如何融合不同尺度的观测数据量化生态系统服务功能是实现生态系统准确评估的关键。为此,从观测尺度出发,阐述了地面观测数据、近地面遥感数据、机载遥感数据和卫星遥感数据的特点及其在问题,并综述了这几类数据源进行融合的常用方法,并以生产力、固碳能力、生物多样性几个关键生态参数为例介绍了“基于多源数据融合的生态系统评估技术及其应用研究”项目的多源数据融合体系。最后,总结面向生态系统评估的多源数据融合体系,并指出了该研究的未来发展方向。     

土地生态系统的特征及其研究的主要方面

土地是一个综合性的概念,它是地表某一地段包括地貌、气候、水文、土壤、植被等全部自然要素在内的自然综合体,并经常不断地受到人类活动的影响。土地不是各个要素的简单相加,更不同于土壤;也不是以土壤或地貌某一单项要素为主,它是全部自然要素长期作用、相互制约所形成的,它来源于“个体”而高于“个体”。正如亚里士多德所说的“整体大于各部分相加的总和”,土地的性质取决于全部自然要素的综合特点。正是这种各要素之间以及与人类之间的相互作用、相互联系构成了土地生态系统,这一系统是为物质流与能量流相贯穿的动态开放系统。     

我国东北地区农业生态系统的力能学研究——Ⅰ.松嫩平原一个典型农业生态系统的能流分析

一、引言任何生态系统的存在、运动、发展和变化都依赖于能量,因而研究生态系统中能量的流动(简称“能流”)特征是十分必要的。农业生态系统是人为控制下的生态系统。从许多基本特征上看,它是介于自然生态系统(如草地生态系统和森林生态系统)之间的生态系统(Odum,1984)。尽管农业生态系统亦是通过绿色植物(主要是农作物)将部分太阳能转化为贮存于生物质中的化学能,这些化学能经过食物链的流动过程最终转化成热能散失于宇宙中。由于农业生态系统处于人为控制下,其     

生态平衡与人口问题

自然环境是人类赖以生存和发展的基地。人与环境中的诸要素形成了一个多元结构的生态系统。在这个系统中,各单元结构之间相互联系,相互制约,维持着相对的生态平衡。一个相对稳定的生态系统,在一定范围内,对于外界的干扰、破坏,有一定的自我调节的能力,因而在一般情况下是能够保持着相对的平衡。许多种自然因素或是人为的因素,都有可能破坏生态平衡。生态系统总是在不平衡——平衡——不平衡的发展过程中,进行着物质和能量的交换,推动着自身的变化和发展。人们合理地利用自然环境条件,就能建立新的生态平衡,使生态系统处于良好状     

国家尺度自然保护地生态系统联网监测指标体系构建与应用研究

自然保护地是维护国家生态安全, 提升生物多样性保护成效的重要载体, 对保护地生态系统进行实时、高频、多尺度的监测是认知其动态变化的有效手段, 也是实现自然保护地生态系统健康管理的基石。由于目前我国没有形成自然保护地生态系统监测网络, 缺少统一的联网监测指标体系, 导致多数自然保护地生态系统组成家底不清、动态不明, 应对生物多样性保护新问题的能力不足, 并且在国家尺度上的自然保护地生态系统健康状况及保护成效评估缺乏联网监测数据支撑。因此, 亟需构建国家尺度的自然保护地生态系统组成和动态监测网络, 以及一套科学、系统、规范的自然保护地生态系统联网监测指标体系。该文针对自然保护地生物多样性和生态系统监测的目标和内容, 参考国内外现有的生态系统监测网络的指标体系, 确定了自然保护地生态系统联网监测指标体系建立和选取的基本原则, 建立了一套适用于国家尺度的自然保护地生态系统联网监测指标体系, 并在6个国家级自然保护区进行示范。构建的指标体系针对构成生态系统的6类关键要素(生境要素、生物要素、气象要素、土壤要素、大气和水环境要素、景观要素)制定了30个监测指标, 有效应用于森林、草地、荒漠、湿地等生态系统类型的自然保护地, 能够实现对不同类型自然保护地生态系统组分和结构的现状和演变特征进行长期、动态化监测, 并可为自然保护地保护成效评估和健康管理提供规范化、标准化的基础数据。