生态系统中能量单向流动并非绝对

生态系统能量单向流动,不能循环,不能逆流是广为人知的,但实际上,生态系统能量流动并非绝对是单向的。在生态系统中,平常所见的食物链有三类:一、捕食链。它是通过相连两营养级的捕食关系形成的。如植物→鼠→蛇→鹰形成的一种食物关系。在捕食链中,能量流动绝大多数遵循从生产者流入消费者,从初级消费者流入次级、三级等消费者的单向流动的规律。但在捕食链中,也存在着少数特殊的现象(如猪笼草捕食小虫,蛇在冬季被鼠吃掉),致使生态系统中有少部分能量产生逆流现象。二、腐生链。它是由分解者(细菌、放线菌、真     

植物入侵对食物网的影响及其途径

生态系统中的物质和能量主要沿食物链在食物网中流通,诸多研究表明入侵植物对生态系统功能的影响是通过改变当地原有的食物网结构而实现的,因此外来植物入侵对食物网的影响受到人们越来越多的关注.本文分析了植物入侵引起食物网变化的原因以及改变食物网的途径,探讨了土著食物网特点对群落可入侵性的影响,得出以下结论:(1)食物网的变化主要是由于入侵植物引起的消费者基础食物资源或者周围环境条件的变化造成的;(2)入侵植物通过3种途径影响食物网:一是入侵植物具有较好的可利用性,能够直接被土著草食者取食,通过上行效应按照原有的路径进入土著食物网;二是当入侵植物的可利用性较差时,入侵植物所固定的能量通过引入新的消费者或者转变流通路径形成新的食物网结构;三是入侵植物通过非营养作用造成食物网中各级消费者的种群密度和行为活动等发生变化,进而影响土著生物群落和食物网结构;(3)食物网的大小及其连通性可能影响外来植物的入侵成功率.在今后的研究中,为深入揭示生物入侵对食物网的影响,在短期控制实验的基础上应加强长时间尺度的动态研究,对于食物网变化的定量描述对象也需要进一步加以明确.此外,食物网对入侵植物生态修复的响应以及食物网变化对入侵植物的反馈作用等也具有重要的研究价值.     

“千秋功罪,谁人曾与评说”——杂说甜味与糖

正甜味是包括我们人类在内的绝大多数动物都喜欢的一种味道,这大概是由于葡萄糖是所有动物最终能够利用作为能量来源的营养物。植物中所含有的淀粉、蔗糖、果糖等物质都能够被动物转化为葡萄糖或合成为糖原,而蔗糖、果糖等是能够给动物最快地提供能量的物质,其中它们最显著的性质便是甜味。众所周知,我们的舌头上有许多味蕾,当食物中的某些分子,与味蕾里     

能量标签技术及其在红树林生态系统能流研究中的应用

传统上认为红树林输出的有机质产生巨大的能流,支持了巨大的河口和近岸水域生态系统的次级生产。但能量标签技术的研究结果却显示红树林输出的有机质的作用并没有如此巨大。用红树碎屑难消化特性来解释此现象,此外数学模型模拟分析发现潮汐的稀释作用也可以解释这种现象。但这两者都不能解释,在其他初级生产者稀少时,红树材输出的有机质可以被大量利用的现象。在有红树林的河口和近海岸水域生态系统中,藻类等非红树初级生产者具有比红树植物更高的初级生产力,而且更容易被动物获得和消化。可以认为是藻类等巨大初级生产力的竞争作用导致红树初级生产在消费者组织中很难被发现,如此上面提到的难题就能得到很好的解决。此外能量标签技术检测出的是红树的初级生产在消费者组织中的相对比率,不是绝对数量值,从此角度看,能量标签技术的结果与传统观点不是矛盾而是互相补充的关系。由此推测红树的初级生产应该还是被消费者所利用,只是它们在消费者初级营养来源组成中占的比例并不大,但其绝对数量并不少。这与传统观点认为的红树的初级生产被大量利用,支撑了具有巨大的次级生产稍有不同。此外,能量标签技术在红树林生态系统中的适用性尚未检验;计算食物组成的数学工具不是很完善;实验设计上考虑的不够全面;对定量研究有一定的影响。     

稻田节肢动物群落的营养联系

根据田间调查和室内饲养观察的资料,研究了稻田节肢动物群落的营养结构及类型。在稻田生态系统中,物种之间由于取食与被取食、寄生与被寄生、捕食与被捕食的营养联系,形成了复杂的食物链和食物网。依据物种在食物网中的位置和功能,可将福州市郊区稻田节肢动物群落的营养结构分为3种类型:1)食物网中尚未发现有重寄生环节;2)食物网中有重寄生环节;3)食物网中有兼寄生环节。为了探讨定量研究生物群落营养联系的可能性,本文运用图论的知识把食物网的结构描述为标向图、集合或邻接矩阵,同时用图论的运算法则解决了各种类型的食物网的合并问题,为研究复杂群落的营养关系提供了一种新方法。     

对“消费者”定义的一点异议

对“消费者”定义的一点异议张贻忠,李秀玲（河北玉田师范学校,０６４１００）局中《生物》第２５９页,对消费者是这样定义的：“包括各种动物,它们的生存都直接或间接地依赖于绿色植物制造出来的有机物,所以把它们叫做消费者。消费者属于异养生物。动物中直接以植物...     

基于碳、氮稳定同位素技术的东太湖水生食物网结构

稳定同位素技术是研究生态系统食物网中物质循环与能量流动的有效技术之一。碳稳定同位素比值(δ13C)常用来分析消费者食物来源,而氮稳定同位素比值(δ15N)常用来确定生物在食物网中的营养位置。本研究应用碳、氮稳定同位素技术构建了东太湖食物网结构。结果表明:东太湖食物网主要由两条营养传递途径组成,即浮游植物为初级生产者的浮游营养传递途径和苦草等大型水生植物为初级生产者的近岸底层营养传递途径,湖中9种主要鱼虾类能量主要来自近岸底层传递;翘嘴鲌(Erythroculter ilishaeformis)、鳜(Siniperca chuatsi)和鲶(Silurus sp.)作为湖泊中的顶极捕食者,具有相对最高的营养级,并占据食物网的顶层。     

“生物群落”的教学组织

生物群落是生态系统的组分之一,在不同版本的高中生物学教材中,都阐述了群落的物种组成及种间关系、群落的结构特征、群落的演替等内容。本文将探讨“生物群落”部分的教学组织。     

植物-植食性动物相互关系研究进展

植物光合作用固定下来的能量沿食物链首先流向相邻营养级的植食性动物。植物-植食性动物相互关系是自然界中最普遍、最重要的一种种间关系, 是食物网理论的基础与核心。该文从植食性动物对植物个体、种群和群落特征的影响, 以及植物在个体、种群和群落3个水平上对植食性动物的防御机制与策略两方面, 综述了当前植物-植食性动物相互关系的研究进展。植食性动物的采食, 可以显著改变植物个体或种群的生长、繁殖和存活率, 植物种群的变化则进一步反馈于植物群落组成和多样性特征。相应地, 植物在个体、种群和群落水平形成了一系列的防御机制, 其中在个体和种群水平以化学与物理防御为主, 而群落水平则是通过影响动物的行为或天敌而实现的。该文对相关领域的重要假说和理论进行了介绍、比较。最后, 该文提出了植物-植食性动物相互关系研究的未来发展趋势。随着全球变化和人类活动对自然系统干扰的加剧, 在不同的时空尺度上探索这些干扰如何影响动植物关系, 以及这些影响如何反馈于生态系统的结构、功能和稳定性, 不但有重要的理论意义, 也将为未来制定合理的生态系统管理政策提供实际支撑。     

生态学简介(五)

三群落与生态系统在一定的自然区域内,许多不同种生物的总和叫做生物群落,或简称群落(biotic community or biocoenose)。群落及其环境组成了自然界的基本功能单位——生态系统(ecosystem)。生态系统的基本思想是整体观,它强调动物、植物、微生物,一切生物彼此之间以及生物与环境之间的密切联系,通过能量流动和物质循环联成一个整体,并以此整体作为研究的对象。虽然生物群落和生态系统是具有明确区别的概念,但从群落生态学和生态系统生态学实际内容来讲,两者是相同的。其原因很简单,生态学是研究生物与环     

基于稳定同位素技术的保安湖食物网结构特征研究

文章利用碳、氮稳定同位素技术对江湖阻隔典型湖泊-保安湖的食物网结构进行了研究。结果表明保安湖中鱼类消费者的主要营养级范围为2.1—3.3, 在调查到的16种鱼类中, 顶级肉食性鱼类种类很少, 杂食性鱼类的种类最多。保安湖食物网主要由两条营养传递途径构成, 即由POM、浮游植物为主要食物源的浮游牧食链与沉积物为主要食物源的底栖食物链。POM、浮游植物、浮游动物和底栖动物是保安湖水域食物网中鱼类的主要食物来源, 其次是沉积物中的碎屑和水生植物等。此外, 从基于理论食性数据的食物网与BIMM模型预测的食物网结构可以看出, 从POM、浮游植物、浮游动物到杂食性鱼类的浮游牧食链在整个食物网中具有主导性, 而从水生植物、沉积物和底栖动物到杂食性鱼类的底栖食物链相对重要性较低。     

互利关系和植物多样性对节肢动物群落不同营养级的影响路径和强度

食物网中的上行效应和下行效应对于群落的动态和生态系统功能有十分重要的影响,旨在探讨互利关系和植物多样性对节肢动物群落中食物网不同营养级之间的影响。通过随机裂区试验方法,分别设置了3种蚂蚁-紫胶虫互利关系处理(有互利关系、无互利关系和自然对照)以及3种植物多样性处理(单一种植、2树种混植和3树种混植),于2016年8月和9月分两次用手捡法、网扫法和震落法采集试验地寄主植物上所有的节肢动物,并按照不同营养级将其分类。利用结构方程模型分析方法对不同营养级之间的相互作用的路径和强度进行了比较,结果显示:1)互利关系对捕食者和消费者均有显著的下行作用,有互利关系处理下蚂蚁对捕食者的路径强度要强于自然对照组,互利关系对捕食者的影响要强于对消费者的影响。2)植物多样性会通过影响植物的生物量而对消费者和捕食者产生显著的上行效应影响,这种影响会随着营养级的升高而显著减小。3)消费者主要受植物多样性的上行效应影响,而捕食者主要受互利关系的下行效应影响。有互利关系的食物网结构更加复杂,营养级之间的相互作用更为显著。探讨了以蚂蚁-紫胶虫互利关系为核心作用的紫胶林生态系统中互利关系和植物多样性对节肢动物食物网中各营养级的影响,揭示了上行效应和下行效应对各营养级的作用途径和强度,其结果有一定的理论参考价值。     

三峡库区小江库湾鱼类食物网的稳定C、N同位素分析

应用稳定碳(δ₁₃C)、氮(δ₁₅N)同位素探讨了三峡库区一级支流小江库湾枯水期(2010.7)和丰水期间(2010.12)鱼类食物网结构。研究结果显示：初级生产者颗粒有机物(POM)和固着藻类δ₁₃C、δ₁₅N值范围分别为-23.33‰～-21.05‰、-25.13‰～-24.54‰,3.99‰～6.25‰、4.64‰～4.79‰。POM和固着藻类构成了小江库湾食物网能量的主要来源,其中丰水期间陆生营养物质输入是其食物网能量来源的一种重要补充途径。小江库湾常见鱼类食性可分为杂食偏植物食性、杂食偏动物食性及动物食性3种营养类群。在不同时期(枯水期和丰水期)小江库湾鱼类食物网营养级长度均有三级并且存在4种主要营养路径,表明了在三峡工程运行初期小江库湾已经形成了相对稳定的食物网结构。研究为小江库湾鱼类资源管理及生态系统恢复提供了一定的指导意义。     

群落水平食物网能流季节演替特征

稳定碳、氮同位素比值分析技术是研究生态系统中物质循环与能量流动的有效技术.δ13C可以用来判断食物网中不同生物的能量来源;δ15N主要用于确定生物在食物网中所处的营养位置.通常用δ13C—δ15N图来表征某一特定时间或空间的食物网结构,但是这种方法在比较不同时间和空间食物网结构中功效较差.同时这种定性描述食物网结构也无法满足食物网复杂变化下的假说验证.应用环形统计方法,以太湖梅梁湾鱼类群落为例,定量评价了群落水平食物网能流季节演替特征.结果表明太湖梅梁湾鱼类营养生态位移动的季节特征明显.进一步物种水平分析结果表明,各种鱼类角度和幅度随季节均有变化.Rayleigh检验结果表明,群落中不同种类在秋冬、冬春和夏秋均有显著的一致的方向变化;而春夏期间不显著.Watson-William检验结果表明,群落水平的鱼类营养生态位移动在秋冬和冬春季节转换中有显著差异.引起鱼类群落水平营养生态位在食物网空间中季节性移动的主要因素为可利用资源稳定同位素的季节变化和不同鱼类种群自身的食性季节性转变.同时,由于梅梁湾食物网鱼类群落杂食性水平高,季节性浮游初级生产力成为食物网能量流动的重要驱动作用.因此,在富营养化生态系统中,食物网群落水平营养生态位季节波动也暗示了系统稳定性的下降.定量评价食物网变化有助于认识和理解食物网结构与功能在生态学和生态系统管理等方面的重要.     

高山草甸小哺乳动物身体热值、水分和脂肪含量的季节变化

动物或植物的热值是它们的遗传结构、营养状态和生活阶段的表现,而这些因素可随物种、季节和环境条件而发生变化。为了对特定的生态系统生产力进行研究,必须把干物质转换为能量,所以,愈来愈多的生态学家在他们的生产力研究中,对生态群落的动、植物作热值含量的测定,以便对生态系统的能量收支和平衡作出正确的评价,故热值是不同生态系统能量流研究必不可少的基础资料。同时,动物热值指数的季节变化,对小哺乳动物种群生产力的计算也是很重要的。     

广东省生态环境若干问题

在地球上,动物、植物、微生物等生物集团与其周围环境,即水、土、气、光、温等因素之间,由于长期的自然选择和自然进化,逐渐形成了一种相互联系、相互依赖和相互制约的关系。它们之间不断地进行物质循环和能量交换而自成体系,这就是生态系统。森林、河流、农田、城市等,都是性质不同的生态系统。生态系统中各种生物种群(分为生产者——主要是绿色植物、消费者——主要是各种动物、还原者——主要是微生物)物质和能量的运动,遵循一定的规律和维持相对稳定的状态;其物种和个体数量     

枸杞岛近岸海域食物网的稳定同位素分析

为了探明岛礁近岸海域食物网主要生物类群之间的营养关系,对2012年11月和2013年2月枸杞岛近岸的消费者及其潜在食物源的稳定碳、氮同位素组成进行了分析,并利用氮稳定同位素数据计算了消费者的营养级。结果表明:枸杞岛近岸海域消费者潜在食源浮游植物、POM、SOM和大型海藻的δ13C值范围为-21.7‰~-14.7‰,浮游动物、大型无脊椎动物和鱼类等消费者的δ13C值范围为-21.1‰~-13.7‰。初级生产者的C/N平均值为8.5,消费者的C/N平均值3.7,差异极显著(P0.001)。根据消费者的δ15N值,可将枸杞岛近岸海域的消费者分为滤食性浮游动物、食藻或碎屑的小型底栖动物、杂食性的大型无脊椎动物和鱼类以及凶猛的肉食性鱼类4大类,消费者共有4个营养等级,黑鲷的营养级最高为4.33。     

病毒在生态系统中是分解者还是消费者?

答:生态系统的生物成分中,包括生产者、消费者和分解者。分解者是指那些营异养生活的菌类以及一些小型土壤动物,它们在群落中各占居着不同的生态位,在功能上彼此合作,完成对动植物残体的分解。分解者通过分解动植物残体中的有机物,得到了自身生命活动所需的物质和能量,并使有机物转变成无机物而最终归还于无机环境。病毒一般归于微生物的范畴,但从病毒的生活特点来看,病毒必须在活细胞中才能繁殖,离开活细胞的病毒,其生命活动就处于休滞状态,谈不上对     

反刍动物的食物选择及其影响因素

反食物选择是反刍动物营养生态学的重要研究内容之一。本文阐述了食物选择概念及几种计算方法, 概述性介绍了食物选择的主要影响因素。动物形态学特征、植物营养质量、植物物理和化学因素、动物自身生理特征、行为学特征是影响反刍动物食物选择的主要因素。这些因素间的相互关系及作用机理构成这一领域基本研究内容。     

弃耕地上的生命故事——弃耕地植物群落演替及管理

不同的物种在一定区域内共同生活,就构成了生物群落。动态变化是群落的基本特征之一,随着时间的推移,由于环境本身以及生物生活所引起的环境发生了变化,生物群落中就会发生一些物种移入（侵入）,另一些物种移出（消失）,从而使群落的组成以及它所在的环境,