生态系统结构及其组成要素

（1）生态系统的组成

生物与环境组成的一个整体构成了生态系统（见图6.1），它主要由非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者等成分组成，其中生产者是其主要成分。依据研究对象的不同，生态系统的范围随之变大或变小，并相互交错，如太阳系是一个很大的生态系统，太阳如同发动机一样给太阳系源源不断地提供能量。地球上最大的生态系统是生物圈，最复杂的生态系统是热带雨林，而人类则生活在以农田和城市为主的人工生态系统中。无机环境是一个生态系统的物质基础，其条件的好坏直接决定其中生物群落的丰富程度和生态系统的复杂程度；生物群落又会反作用于无机环境，生物群落既在适应环境，同时也改变着周边环境的面貌，各种基础物质将无机环境与生物群落紧密联系在一起，而生物群落的初生演替甚至可以把一片荒凉的裸地变为水草丰美的绿洲。生态系统中各成分的作用如图6.2所示。

图6.1　生态系统的组成

图6.2　生态系统中各部分的作用及关系

生产者（Producer）一般是指生产有机物，在将无机物合成有机物的同时，把太阳能转化为化学能，储存在有机物中。

消费者（Consumer）一般是指实现物质能量的传递，实现物质的再生产。

分解者（Decomposer）一般是指把生产者和消费者的残体分解为简单的物质，再供给生产者。

非生命成分一般是指为各种生物提供必要的生存环境和营养元素。无机环境作为生态系统的非生物组成部分，主要包含阳光及其他所有构成生态系统的基础物质，如水、空气、有机质、无机盐、岩石等。阳光是大多生态系统直接的能量来源，而水、空气、有机质和无机盐都是生物生长必不可少的物质基础。

生物群落中包括了生产者、消费者和分解者。

作为连接生物群落和无机环境桥梁的生产者，主要是指生物学分类上的各种绿色植物，以及光合细菌和化能合成细菌，它是生态系统的主要成分。生产者均是自养生物，植物、光合细菌可借助太阳光进行光合作用生成有机物，化能合成细菌则借助某些物质的氧化还原反应所释放的能量来生成有机物，如硝化细菌用化学能合成有机物的途径是将氨氧化为硝酸盐。生产者是生物群落的基础，它们将无机环境中的能量同化，同化量即为输入生态系统的总能量，并维系着整个生态系统的稳定，其中，绿色植物还可以为各种生物提供栖息、繁殖的场所。

分解者是连接生物群落和无机环境的桥梁，还可称为“还原者”，是生态系统的必要成分。一般情况下，它们是一类异养生物，以各种细菌（寄生的细菌属于消费者，腐生的细菌是分解者）和真菌为主，还包含屎壳郎、蚯蚓等腐生动物。分解者的主要功能是将生态系统中的各种无生命有机质（尸体、粪便等）分解成水、二氧化碳和铵盐等，以便被生产者重新利用，帮助完成生态系统中物质的循环。生产者、分解者与无机环境构成了一个简单的生态系统。

消费者是指以动植物为食的异养生物。其范围非常广，几乎所有动物和部分微生物（主要有真细菌）全都包括在内。消费者通过捕食和寄生关系在生态系统中传递能量，其中，初级消费者是指以生产者为食的消费者，而次级消费者则是以初级消费者为食，后面依次还有三级、四级消费者。在很多情况下，同一消费者在一复杂的生态系统中可能充当多个级别的消费者，杂食动物尤为如此，既可充当初级消费者（以植物为食），又可充当次级消费者（以食草动物为食），有的生物的消费者级别会因季节的更替而发生变化。

（2）生态系统的类型(www.xing528.com)

生态系统的类型有很多，按其形态特征和环境性质来分，可分为陆地生态系统和水生生态系统。其中，水生生态系统主要包括淡水生态系统（湖泊、河流、水库）和海洋生态系统（大洋、浅海、海岸、河口、海底等）。按人类对系统影响来分，可分为人工生态系统（农田、城市、工矿区等）、自然生态系统（森林、草原、荒漠等）和半自然生态系统（放牧的草原、人工养护的森林）。如图6.3所示为一个生态系统模型。

图6.3　生态系统的模型

（3）生态系统中的结构

1）食物链（网）（Food Chain/Web）

生物之间以食物为纽带建立起来的链锁关系，称为“食物链”。食物链彼此交叉联结所形成的网状食物关系称为“食物网”。

2）营养级（Trophic level）

营养级是指生物在食物链中所占的位置。在生态系统的食物链中，凡是以相同的方式获取相同性质食物的植物类群和动物类群可分别称为一个营养级。如自养生物都处于食物链的起点，共同构成第一营养级。所有以生产者（主要是绿色植物）为食的动物都处于第二营养级，即食草动物营养级。第三营养级包括所有以植食性动物为食的食肉动物。依此类推，还会有第四营养级和第五营养级。

食物链（网）作为生态系统中能量传递的重要形式，又可以分为多层营养级。其中，生产者为第一营养级，而初级消费者为第二营养级，以此类推。因能量有限，一般一条食物链不会超过5个营养级。如图6.4所示为海洋食物链的3个例子。

图6.4　食物链实例

3）研究食物链和营养级的意义

研究食物链和营养级具有重要的实际意义，不仅帮助人们明确该环境内动物、植物之间的营养关系，同时还必须注意食物链中量的调节，只有充分了解和掌握食物链和营养级的特点、结构和相互关系，才能有的放矢地帮助自然资源获得稳定和保存。

物质流在生物链中有一个突出特性，即生物富集作用。