生态学基本概念与生态系统功能详解

（一）生态学的概念

1.基本概念

生态学由德国生物学家赫克尔于1869年首次提出。生态学研究的基本对象是两个方面的关系：其一为生物与生物之间的关系，其二为生物与环境之间的关系。

生态学可以这样简洁地表述：是研究生物与生物之间、生物与环境之间的相互关系的科学。

2.一般规律

生态学的一般规律为：相互依存与相互制约，微观与宏观协调发展，物质循环转化与再生，物质输入输出的动态平衡，相互适应与补偿的协同进化，环境资源的有限性。

（二）主要生态因子及其功能

（1）生活环境：任何一种生物都不可能脱离特定的生活环境，又称生境。生境指的是在一定时间内对生命有机体生活、生长发育、繁殖以及对有机体存活数量有影响的空间条件的总和。这里不仅包括对生命有机体有影响的自然条件，也包括生物种内和种间的相互影响。生物存在尽管有各种各样的条件，但归根到底不外乎是物质和能量两个方面。

（2）生态因子：组成生境的因素称为生态因子。生态因子影响了动物、植物、微生物的生长、发育和分布，影响了群落的特征。生态因子主要由两方面因素组成：非生物因子和生物因子。

（3）生物环境：可分为生产者、消费者和分解者三种成分，其中非生物环境是地球生命的支持系统，而生物部分则是生态系统的功能基础。

历年真题

1.下列关于生态因子的表述，哪项是错误的？（　）［2012-78］

A.组成生境的因素　B.影响生物的生长和发育

C.影响生物的群落特征　D.由生产者、消费者构成

【答案】D

【解析】生物环境可分为生产者、消费者和分解者三种成分。

2.生态学的一般规律有（　）。［2010-65］

A.相互依存与相互制约，微观与宏观协调发展，物质循环转化与再生，物质输入输出的动态平衡

B.相互依存与相互制约，历史循环论，微观与宏观协调发展，物质循环转化与再生，物质输入输出的动态平衡，环境资源的有限性

C.相互依存与相互制约，微观与宏观协调发展，物质循环转化与再生，物质输入输出的动态平衡，相互适应与补偿的协同进化，生态系统的无限调节能力

D.相互依存与相互制约，微观与宏观协调发展，物质循环转化与再生，能量守恒，相互适应与补偿的协同进化，社会均衡

【答案】A

【解析】生态学的一般规律为：相互依存与相互制约；微观与宏观协调发展；物质循环转化与再生；物质输入输出的动态平衡；相互适应与补偿的协同进化；环境资源的有限性。

3.生态学是（　）。［2010-91］

A.研究植物、动物与环境之间相互关系的科学

B.研究植物、动物相对于自然与生物环境关系的科学

C.研究生物与生存环境相互关系的科学

D.研究生物与非生物环境之间相互关系的科学

E.研究植物与生存环境相互关系的科学

【答案】AB

【解析】生态学是研究生物之间以及生物与环境之间的相互关系，研究自然生态系统和人为生态系统结构和功能的一门学科。

（三）生物与生物之间的相互关系

1.种群

（1）种群的基本概念。种群指在一定时空中同种个体的总和，也就是在特定的时间和一定的空间中生活和繁殖的同种个体所组成的群体。种群是物种存在的基本单位，是生物群落的基本组成单位和生态系统研究的基础。

（2）个体与种群的区别。种群虽然是由同种个体组成的，但并不等于个体的简单相加。个体与种群各自具有既相互联系又互为区别的特征。

个体生物的特征主要为：出生、生长、发育、衰老及死亡等；而种群特征则表现为：出生率、死亡率、年龄结构、性别比、社群关系和数量变化等。

生物个体的特性是每一个体皆具备的，而种群的特性则是个体水平及层次上不具有、只有在组成种群以后才出现的新的特征。种群具有完整性和统一性，反映了生物作为一个整体所具有的特征。

2.群落

（1）群落的基本概念。生物群落简称群落，指一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合。它包括植物、动物和微生物等各个物种的种群，共同组成生态系统中有生命的部分。

（2）群落的一些特点：

1）群落内的各种生物不是偶然散布的、孤立的，相互之间存在物质循环和能量转移的复杂联系，群落具有一定的组成和营养结构。

2）在随时间变化的过程中，生物群落经常改变其外貌，并具有一定的顺序状态，即具有发展和演变的动态特征。

3）群落的特征不是其组成物种的特征的简单总和。

4）群落是生态学研究对象中的一个高级层次。它是一个新的整体，是一个新的复合体，具有个体和种群层次所不能包括的特征和规律。

5）在一个群落中，物种是多样的，生物个体的数量是大量的。

（3）群落的类型。群落可简单地分为植物群落、动物群落和微生物群落三大类，也可分为陆生生物群落与水域生物群落两种。

历年真题

1.下列基于群落概念的城市绿地建设，哪项是错误的？（　）［2017-75］

A.保留一些原生栖息地斑块　B.使用外来物种提高生物多样性

C.以乡土植物材料为主　D.营造多样化微地形环境

【答案】B

【解析】城市绿地建设应避免使用外来物种，外来物种可能改变和危害本地生物多样性，造成物种入侵。

2.下列关于生物与生物之间的关系的表述，哪项是错误的？（　）［2014-75］

A.种群是物种存在的基本单元

B.群落是生态系统中有生命的部分

C.生物个体与种群既相互联系又相互区别

D.群落一般保持稳定的外貌特征(www.xing528.com)

【答案】D

【解析】在随时间变化的过程中，生物群落经常改变其外貌，并具有一定的顺序状态，即具有发展和演变的动态特征。

3.下列说法正确的是（　）。［2010-90］

A.种群是物种存在的基本单位

B.功能相同的群落，其物种组成也是相同的

C.群落具有一定的组成和营养结构

D.生态系统的边界有的是比较明确的，有的则是模糊的、人为的

E.在一定生活环境中的所有生物种群的总和叫作生物群落

【答案】ACDE

【解析】群落是指多种植物、动物、微生物种群聚集在一个特定的区域内，相互联系、相互依存而组成的一个统一的整体。功能相同的群落、物种组成也可能不同，B选项错误。

（四）生态系统与生态系统基本功能

1.生态系统

生态系统一词由英国植物学家坦斯利于1935年提出。生态系统指包括特定地段中的全部生物和物理环境的统一体。具体说：生态系统是一定空间内生物和非生物成分通过物质的循环、能量的流动和信息的交换而相互作用、相互依存所构成的一个生态学功能单位。

生态系统的边界有的是比较明确的，有的则是模糊、人为的，其大小和空间范围通常根据人们的研究对象、研究内容、研究目的或地理条件等因素确定。

2.生态系统的基本功能

生态系统的基本功能是由生态系统的生命物质——生物群落来实现的。

（1）生物生产：生态系统中的生物生产包括初级生产和次级生产两个过程。

（2）能量流动：能量指物质做功的能力。生态系统的能量流动是指能量通过食物链和食物网在系统内的传递和耗散过程。

（3）物质循环：物质通过食物链各营养级传递和转化，完成生态系统的物质流动。

（4）传递信息：分为物理信息、化学信息、营养信息与行为信息。

（五）生态系统服务及其意义

1.生态系统服务的概念

由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生存环境对人类福利的惠益称为生态系统服务。具体包括四个方面：

（1）供给服务，指由生态系统生产的或提供的服务，如提供食物、纤维、淡水、遗传资源和生物化学物品。

（2）调节服务，指由生态系统过程的调节功能所得到的惠益，包括如调节大气质量、调节气候、减轻侵蚀、净化水、调节疾病、调节病虫害、授粉作用和调节自然灾害等。

（3）文化服务，指由生态系统获取的非物质惠益，具体包括如精神和宗教价值、知识系统、教育价值、灵感、审美价值、社会联系、地方感、休闲和生态旅游。

（4）支持服务，生态系统为提供其他服务（供给服务、调节服务和文化服务）而必需的一种服务功能，例如生产生物量、生产大气氧气、形成和保持土壤、养分循环、水循环以及提供栖息地。

2.自然生态系统服务性能的基本原则

（1）生态系统服务性能是客观的存在。在人类出现之前，自然系统就存在。

（2）系统服务性能与生态过程密不可分地结合在一起，它们都是自然生态系统的属性。

（3）自然作为进化的整体，是生产服务性功能的源泉。

（4）自然生态系统是多种性能的转换。

生态系统服务具有十分重要的意义，人类的生存依赖于生态系统服务。离开了生态系统这种生命支持系统的服务，人类的生存就会受到威胁，全球经济的运行将会停滞。

（六）生态系统的特征

生态系统的特征：①以生物为主体，具有完整性特征；②复杂、有序的级秩系统；③开放的、远离平衡态的热力学系统；④具有明确功能和功益服务性能；⑤受环境深刻地影响；⑥环境的演变与生物进化相联系；⑦具有自维持、自调控功能；⑧具有一定的负荷力；⑨具有动态的、生命的特征；⑩具有健康、可持续发展特性。

历年真题

1.下列关于生态系统服务的表述，哪些项是错误的？（　）［2014-98］

A.从生态系统获得食物属于供给服务　B.水体净化属于供给服务

C.保持水土属于调节服务　D.减轻侵蚀属于调节服务

E.生物生产属于供给服务

【答案】BCE

【解析】水体净化属于调节服务，保持水土和生物生产属于支持服务。

2.下列关于生态系统的表述，哪项是错误的？（　）［2012-79］

A.包括特定地段中的全部生物和物理环境

B.边界都是模糊的

C.基本功能由生物群落实现

D.信息流双向运行

【答案】B

【解析】生态系统的边界有的是比较明确的，有的则是模糊的，其大小和空间范围通常根据人们的研究对象、研究内容、研究目的或地理条件等因素确定。B选项的边界模糊是错误的。

3.下列关于生态系统服务的表述，错误的是（　）。［2011-80］

A.生态系统服务在人类产生之前就客观存在

B.生态系统服务与生态过程密不可分

C.生态系统服务伴随着自然生态系统的进化而变得丰富

D.生态系统服务影响全球经济运行

【答案】C

【解析】自然生态系统在进化的过程中，产生越来越多的丰富的内在功能。生态系统服务性能是客观的存在，并没有随着自然生态系统的进化而变得丰富。