生态学

李鹂

目录

  • 1 第一章 绪论
    • 1.1 生态学的研究内容
    • 1.2 生态学的研究方法
    • 1.3 生态学发展趋势
  • 2 第二章  生物与环境
    • 2.1 环境与生态因子
    • 2.2 光因子的生态作用及生物的适应
    • 2.3 温度因子的生态作用及生物的适应
    • 2.4 水因子的生态作用及生物的适应
    • 2.5 土壤因子的生态作用及生物的适应
  • 3 第三章 种群生态学
    • 3.1 种群的基本特征
    • 3.2 种群空间分布格局
    • 3.3 种群动态
    • 3.4 种群增长模型
    • 3.5 种群调节
    • 3.6 种的变异与进化
    • 3.7 生活史
    • 3.8 r选择与K选择
  • 4 第四章 种内与种间关系
    • 4.1 种内关系
    • 4.2 种间关系
  • 5 生物群落的组成与结构
    • 5.1 生物群落的组成
    • 5.2 群落的调查方法
    • 5.3 生物群落的结构
    • 5.4 群落的演替
    • 5.5 群落的分类
  • 6 生态系统的组成与结构
    • 6.1 生态系统的组成
    • 6.2 营养级与金字塔
    • 6.3 生态系统的反馈调节机制和生态平衡
  • 7 能量流动
    • 7.1 初级生产
    • 7.2 次级生产
    • 7.3 分解
    • 7.4 热力学定律
  • 8 物质循环
    • 8.1 物质循环概念
    • 8.2 水循环
    • 8.3 气体型循环
    • 8.4 沉积型循环
    • 8.5 有毒有害物质循环
  • 9 生态系统类型
    • 9.1 分布规律
    • 9.2 陆地生态系统
    • 9.3 水域生态系统
  • 10 应用生态学
    • 10.1 全球变化
    • 10.2 人口与资源
    • 10.3 农业生态学
    • 10.4 可持续发展
  • 11 现代生态学
    • 11.1 景观 生态学
分解

 


所谓生态系统的分解过程是指:生态系统中 死有机物质的逐步降解、还原为无机物,即养分矿化,释放能量过程。


 

 


生态系统的分解过程的意义主要在于:维持全球生态系统的动态平衡。具体表现为4个方面:

(1)通过死亡物质的分解,使营养物质再循环,给生产者提供营养物质;

(2)维持大气中CO2浓度;

(3)稳定和提高土壤有机质含量,为碎屑食物链以后各级生物生产食物;

(4)改善土壤物理性质,改变地球表面的惰性物质。

 

 


生态系统的分解过程的性质表现在3个方面:首先生态系统有机物质的分解是一个非常复杂的过程,包括碎裂、异化和淋溶三个过程的综合。

1.碎裂、异化和淋溶过程

(1)碎裂:由于物理和生物的作用,把尸体分解为颗粒状的碎屑。

(2)异化:在酶的作用下,进行生物化学的分解,从聚合体变成单体。例如:纤维素变成葡萄糖,进而成为矿物成分。

(3)淋溶:可溶性物质被水所淋洗出,是一种纯物理过程。 

2.分解过程

分解过程分为物理过程和生物过程

(1)随着分解进程,分解者生物的多样性增加,分解者表现为两种情况:

①有特异性:只分解某一类物质

②无特异性:在整个分解过程全起作用

(2)随着分解进程,分解速率逐渐下降,待分解的有机物质的多样性也下降,直到最后只有矿物元素的存在。

3.再循环

最后进入分解者亚系统的有机物质也通过营养级而转递,但未利用物质、排出物和一些次级产物,又可成为营养级的输入而再次被利用,称为再循环。

 

 


1.微生物

分解过程一般从细菌和真菌的入侵开始。微生物是有效的分解者,主要依赖于生长型和营养方式两类适应。

(1)生长型:主要有群体生长和丝状生长两类生长型。

(2)营养方式:通过分泌细胞外酶,把底物分解为简单的分子状态,然后吸收利用,使其成为高效的分解者。 

2.动物类群

分解过程中的动物既是消费者,也是分解者,包括陆地动物和水生动物,按其体型大小可以分为小型动物、中型动物、大型动物、巨型动物:

(1)体长100µm以下的小型动物,他们不能碎裂枯枝落叶,属粘附类型。

(2)体长100µm-2mm的中型动物,他们主要调节微生物种群的大小,处理和加工大型动物粪便。

(3)体长2mm-20mm的大型动物和大于20mm的巨型动物,他们是碎裂植物枯枝落叶,翻动土壤的主力,对分解和土壤结构有明显的影响。

 

 


1.凋落物的性质

凋落物的物理性质和化学性质影响着分解的速度,凋落物的物理性质包括表面特性和机械结构。凋落物的化学性质则随其化学成分组成而不同。

 

由图中 我们可以看出,单糖一年失重量达到了99%,其分解最快,其次是半纤维素,再次是纤维素,最慢是木质素。

2.物理环境

(1)温度高、湿度大的地带,有机物质分解速率高

(2)而低温和干燥的地带,分解速率低,土壤易积累有机物质。

 

(3)从图中可以看到,由湿热的热带森林经温带森林到寒冷的冻原,有机物分解速率随纬度增高而下降,而有机物的积累过程则随纬度升高而增高。

3.分解生物的相对作用

从图中还可以看出,除温度和湿度条件外,各类分解生物的相对作用对分解速率地带性变化也有重要的影响。

 

(1)低纬度热带地区,除微生物分解外,无脊椎动物的分解作用明显高于温带和寒带,并且起主要作用的是大型土壤动物。

(2)高纬度寒温带和冻原地区多为中、小型动物,他们对分解过程的贡献很小,土壤有机物的积累主要取决于低温等环境因素。

在同一气候带内局部地方也有区别,它可能取决于该地的土壤类型和分解资源的特点。

例如,受水浸泡的沼泽地,由于水浸泡和缺氧,抑制微生物的活动,分解速率极低,有机物积累量很大,这是沼泽土可供开发有机肥料和生物能源的原因。