同济大学生态系统课件.ppt

生态系统中的物质循环-2 生态系统中的物质循环-3 生态系统中的物质循环-4 生态系统中的物质循环-5 生态系统中的物质循环-6 生态系统中的物质循环-7 生态系统中的物质循环-8 生态系统中的物质循环-9 生态系统中的物质循环-10 生态系统中的物质循环-11 生态系统中的物质循环-12 生态系统中的物质循环-13 5、生态系统中的信息传递 3、生态系统中的能量流动 生态系统中的能量流动-1 生态系统中的能量流动-2 生态系统中的能量流动-3 生态系统中的能量流动-4 生态系统中的能量流动-5 生态系统中的能量流动-6 生态系统中的能量流动-7 生态系统中的能量流动-8 生态系统中的能量流动-9 生态系统中的能量流动-10 生态系统中的能量流动-11 生态系统中的能量流动-12 生态系统中的能量流动-13 生态系统中的能量流动-14 生态系统中的能量流动-15 生态系统中的能量流动-16 生态系统中的能量流动-17 生态系统中的能量流动-18 生态系统中的能量流动-19 生态系统中的能量流动-20 生态系统中的能量流动-21 4、生态系统中的物质循环 生态系统中的物质循环-1 生态学基础——生态系统 有关系统的基本概念：1 “系统”——源自系统论创始人、奥地利理论生物学家贝塔朗菲（L. V. Bertelanffy)——相互联系的诸要素的综合体 钱学森——系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分而成的具有特定功能的有机整体 构成系统至少要有的三个条件：1）有两个以上的组分；2）各组分相互联系，具有一定结构；3）具有独立的、特定的功能 系统可以是有生命的系统、也可以是机械系统；可以是实体系统、也可以是认识体系或虚拟系统 有关系统的基本概念：2 系统的基本性质 系统组分的整体性 无论大小都有一定边界，它是系统研究的前提 系统的水平分离特征——两个以上的组分必须按照一定规格和严格的程序有序地结合起来，组分内部的关系比组分间的关系更为密切，性质更为类同，研究组分时应使组分内尽量相同、组分间尽量相异、各组分的尺度应相近、、、 系统的垂直分离特征——系统组分又自成系统的成为子系统或亚系统等，即大系统套小系统的系统层次结构特征称为系统的垂直分离特征。 有关系统的基本概念：3 系统结构的有序性 1）系统的各个组分之间都有一定的量比关系 2）系统内各组分通过各种联系相互作用、相互约束、相互牵制，一个组分的变化影响其他组分，最终使系统的整体产生相应的变化 3）系统各组分、各层次分工合作、各居其位、各司其职，共同完成系统整体功能 有关系统的基本概念：4 系统功能的整合特征 整体功能大于部分功能之和的特性即系统功能整合作用 并非所有系统都有系统功能整合作用，系统功能取决于系统的结构 系统结构与功能的可控性 通过对系统组分和结构的改变而影响系统功能的一系列措施 一些开放系统具有反馈机制，能够自动调节 系统方法： ——用系统科学的基本观点去认识事物和解决各类问题的方法论体系。 要求：把研究对象当作一个系统，从系统的整体出发，在考察事物时，要着眼于整体与局部之间、部分与部分之间、整体与外部环境之间的相互联系、相互作用、相互制约关系，力求综合地、精确地研究对象，以达到最佳处理问题的目的。 显著特点：整体性、综合性、最优化。 ——系统思想是人们分析、对待一切事物的根本出发点和基本思路。 系统分析： ——明确系统边界之后，在分析系统组成要素、层次结构的基础上，分析系统个组分间相互影响的定量关系，建立系统的数学模型，并利用计算机对系统结构优化，使系统具有功能整合作用的问题分析过程，通常分为四个阶段，对应于系统的四个基本特征。 第一阶段：定性分析阶段，包括划分系统边界、确定系统组分、分析系统层次，明确问题及研究目标 第二阶段：定量研究阶段——针对系统结构有序性分析 第三阶段 ：模型分析阶段。即在系统动态规律认识的基础上，确定系统模型的参数，进行模型试验，优化系统功能 第四阶段：系统结构优化阶段，即通过模拟分析，优化系统结构，实行系统调控，使系统具有系统功能整合特性，实现优化的系统功能 系统的研究途径： 不同系统、不同研究目的要有不同研究方法 系统分类 隔离系统：系统的边界能阻止任何能量或物质的输入和输出 封闭系统：系统的边界只能阻止物质的交换，却允许能量的输入和输出 开放系统：边界既允许能量输入和输出，也允许物质交换 “黑、白、灰”的研究方法 黑箱方法：完全忽略系统内部结构，只通过输入和输出的信息来研究系统的转化特性和反应特征，如中医 白箱方法：建立在对系统的组分构成及其相互联系有透彻了解基础上的系统研究方法，如生物解剖和生理研究 灰箱方法：系统对于研究人员来说，内部的结构与功能是部分已知、部分未知的 生态系统 概念是1935年由英国生态学家A. G.