什么是生态系统
什么是地球的生态系统，我们得从地球上的生物物种说起。
在地球生物圈中，有很多很多种生物。目前，关于物种的数量还没有明确答案，也众说不一。科学家们已经发现并命名的生物有100万种。有人说地球上有500万种生物，但又有报告，仅亚马逊河流域的原始森林中，就可能有800万种生物，由此，估计全球现存的物种大约有1000万种。还有一些科学家认为全球有3700万种生物。如果追算已经灭绝的物种，地球从其诞生之日至今共约出现过5亿～10亿种生物。
这些生物都必须存在于一定的环境中，如一片森林，一片草原，一条河流。人们把某一种生物所有个体的总和叫做“种群”，把生活在某一特定区域内由种群组成的整体叫“群落”，群落与和它相互作用的环境合起来就是生态系统。1935年，英国植物生态学家坦斯列提出了生态系统的概念。后来，美国生态学家奥德姆给生态系统下了一个更完整的定义：生态系统是指生物群落与生存环境之间，以及生物群落内的生物之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转化和信息传递，成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体。简言之，在一定空间内生物群落与非生物环境相互联系、相互作用所构成的统一体，就是生态系统。即生态系统=生物群落+无机环境。根据这一定义，一个池塘、一块草地、一片森林或一座城市都是一个生态系统。所以说，生态系统是指一定时间内存在于一定空间范围内的所有生物与其周围环境所构成的一个整体。例如一片森林就是一个生态系统。森林中有狼有虎，有鹿有兔，有松有柏，有花有草，还有各种微生物。狼有狼的种群，鹿有鹿的种群，也就是说各种动物都有各自的种群；松有松的种群，花有花的种群，即各种植物有各自的种群；各种微生物也有各自的种群。所有的动物种群、植物种群和微生物种群合起来构成群落，群落中的所有生物和环境合起来就构成森林生态系统。
和谐的草原生态系统不仅森林，草原、沙漠、湖泊、海洋、农田和城市是生态系统，整个地球生物圈也是一个大的生态系统。
生态系统都是由生物因素和非生物因素两部分组成。非生物部分包括阳光、空气、水分、土壤等各种物理的和化学的因素；生物部分又可分为生产者、消费者和分解者三类。
生产者是指绿色植物，包括草、树、庄稼、藻类，它们能够吸收空气中的二氧化碳，同时汲取土壤中的水分和矿物营养元素，借助太阳光能来合成有机物，并提供给其他生物。
消费者是指各种动物和人。它们自己不会利用太阳光能合成有机物，生存依靠吃生产者为主。
分解者是细菌和酶，它们把生态系统中消费者和生产者的尸体分解成水、二氧化碳和营养元素，还给大气和土壤，再供生产者使用。
地球上的生态系统的分类很多，如可以简单地分为陆地生态系统和水域生态系统。陆地生态系统又可分为森林生态系统、农田生态系统、荒漠生态系统、草原生态系统以及冻原生态系统，等等。水域生态系统又可分为海洋生态系统和淡水生态系统。
生态系统是一种有生命的系统，它与其他的系统比较，具有以下特点：
（1）生态系统中必须有生命存在。生态系统的组成不仅包括无生命的环境成分，还要包括有生命的生物组分。只有在有生命的情况下，才有生态系统的存在。
（2）生态系统具有一定地区特点的空间结构。生态系统通常与特定的空间相联系，不同空间有不同的环境因子，从而形成了不同的生物群落，因而具有一定的地域性。正所谓“一方水土，养一方人”。
（3）生态系统具有一定的时间变化特征。由于生物具有生长、发育、繁殖和衰亡的特性，使生态系统也表现出从简单到复杂、从低级到高级的更替变化规律。
（4）生态系统的代谢活动是通过生产者、消费者和分解者这三大功能类群参与的物质循环和能量转化过程而完成的。
（5）生态系统处于一种复杂的动态平衡之中。生态系统中有生物种内、种间以及生物与环境之间的相互关系，这些关系不断发展变化，使生态系统处于一种动态平衡之中。任何自然力和人类活动对生态系统中的某一环节或环境因子的影响，都会导致生态系统的剧烈变化，从而影响系统的生态平衡。如过度砍伐森林、大面积围湖造田。
（6）各种生态系统都是程度不同的开放系统。生态系统不断从外界吸入物质和能量，经过转化变为输出，从而维持着生态系统的有序状态。各种生态系统的最重要的外界输入是太阳光能。
生态系统的成员
生态系统包括生物组分和无机环境组分两大部分。其中的生物组分包括生产者、消费者、分解者三大功能类群；环境组分则是指生态系统的物质和能量来源，即生物活动的三种基质（大气、水、岩石土壤）以及参与生理代谢的各种环境要素，如光、温、水、氧、二氧化碳和矿质养分等。生态系统内生产者、消费者、分解者和无机环境之间存在着非常密切的关系，通过彼此之间的物质转化、能量流动和信息传递，来实现生态系统的功能。
生产者
生机勃勃的绿色生产者生产者是指自养生物，主要包括绿色植物和一些化能合成细菌。这些生物能利用自然界的无机物合成有机物，并在环境中通过太阳辐射能或化学能转化成生物化学能贮藏在生物有机体中。其生产的产品是其他生物的食料和能源。因此，人们把生产者的这种同化过程又称为初级生产。相应的，生产者又称为初级生产者。初级生产是生态系统中无机物质和太阳辐射能进入其物质循环和能量转化过程的关键。初级生产水平的高低，直接影响到生态系统的存在与发展。
消费者
食草型消费者消费者是指除微生物以外的异养生物，主要指的是各种动物。它们不能自食其力，必须以消费其他生物或生物残体为生。根据食性不同，消费者又可分为草食性消费者（如马、牛、羊），肉食性消费者如（虎、蛇、鹰）和杂食性消费者（如猪、鸡、鸭）。其中，草食性消费者以直接吃食植物的枝、叶、果实、种子和植物的其他凋落物而获得营养，故又称为初级消费者；肉食性消费者以草食性消费者为食物来源，因而又称次级消费者。生态系统中的消费者，除主要的草食性消费者、肉食性消费者和杂食性消费者三大类外，还有腐食性消费者（如鹫）和寄生性消费者（如跳虱）两大类。这类消费者虽然不是有机物的最初生产者。但在推动生态系统的物质循环和能量转化过程中，也是一个极为重要的环节。
分解者
分解者是指细菌、真菌和放线菌等异养微生物，并包括一些原生动物和微小的腐食动物（如甲虫、白蚁和蚯蚓等）。它们在生长发育过程中，把复杂的动植物残体或排泄物中的有机物分解成无机物，同时把有机物中的化学能转化为热能，并将这些无机物和热能再释放归还到环境中。分解者在生态系统的能量转化和物质循环利用中也具有重要意义，特别是在营养循环利用、废物消除和土壤肥力形成中起着巨大的作用。
不管是消费者还是分解者的生产都依赖于初级生产，所以它们的生产又称为次级生产，因此其本身又称为次级生产者。
环境组分
环境是生态系统物质和能量的来源，包括生命活动的三种基质：大气、水、土壤和岩石，以及参与新陈代谢的光、温、水、二氧化碳、氧气和各种矿物质营养元素。这些环境因素都是潜在的生产力，虽然其自身不能构成产品，但生物却能从这里可以获得物质和能量，得到生活保证，因而直接关系到生物群落的存在和发展。
知识点恢复生态学
恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术和方法及其生态学过程和机理的学科。这里所说的“恢复”是指生态系统原貌或其原先功能的再现，“重建”则指在不可能或不需要再现生态系统原貌的情况下，营造一个不完全雷同于过去的甚至是全新的生态系统。目前，恢复已被用作一个概括性的术语，包含重建、改建、改造和再植等含义，一般泛指改良和重建退化的自然生态系统，使其重新有益于利用，并恢复其生物学潜力，也称为生态恢复。生态恢复最关键的是系统功能的恢复和合理结构的构建。
生态系统的结构
构成生态系统的各个组分，尤其是生物组分的种类、数量和空间配置，在一定时期内通过相互联系和相互作用而处于相对稳定的有序状态。人们通常把生态系统构成要素的组成、数量及其在时间、空间上的分布和能量、物质转换循环的有序状态称为这一时期的生态系统结构。
生态系统的形态结构
生态系统的形态结构是指生态系统的生物种类、种群数量、种的空间配置（水平分布和垂直分布）和群落的时间变化（发育和季节）。例如，在一个特定边界的森林生态系统中，其动物、植物和微生物的种类和数量基本上是稳定的。同时，在空间分布上，自上而下存在明显的成层现象，即地上有乔木、灌木、草本和苔藓，地下有浅根系、深根系及其根际微生物。
在森林中栖息的各种动物，也都有各自相对固定的空间位置，如许多鸟类在树上营巢，不少兽类在地面筑窝，鼠类则在地下掘洞栖息。从水平分布看，林缘、林内植物和动物的分布也明显不同。此外，从时间变化看，随着春夏秋冬的季节变化，动植物和微生物的生长发育发生相应的变化并使整个森林生态系统出现春夏绿树成荫、鸟语花香，秋冬落叶满地、鸟兽休眠的季节交替。
生态系统的形态结构是生态系统作为一个统一整体的基本骨架，它不仅影响着生态系统营养结构的形成，而且对系统内的能量转化方式、物质循环利用和信息传递途径都会产生导向作用。
生态系统的营养结构
生态系统的营养结构，是指生态系统各组分之间建立起来的营养供求关系。当从食物对象的角度研究营养结构时，生态系统的营养结构实质上是由生物食物链所形成的食物网构成。
食物链食物链：食物链即是指生态系统中生物成员间通过吃与被吃方式而彼此联系起来的食物营养供求序列。例如，在草原生态系统中，野兔吃青草、狐狸吃野兔、狼吃狐狸，就构成了“青草—野兔—狐狸—狼”的食物链。食物链作为生态系统营养结构的基本单元，是系统内物质循环利用、能量转化和信息传递的主要渠道。食物链上每一个食性级称为一个营养级。上例中青草为第一营养级，野兔为第二营养级，依此类推，分别用符号T1、T2、T3……表示。
由于食性不同，食物链常被划分成下列4种类型：①捕食食物链，又称活食食物链或草牧链，它是以直接消费活有机体或其组织和器官为特点的食物链。例如湖泊中存在的藻类—甲壳类—小鱼—大鱼食物链，便属捕食食物链类型。②腐食食物链，又称残渣食物链或残屑链，它是以有机体的尸体或排泄物为食物，通过腐烂、分解，将有机物分解为无机物的食物链，例如森林中存在的枯枝落叶经蚯蚓变成有机颗粒或碎屑，然后经真菌、放线菌分解而成为简单有机物，最后被细菌分解成无机物，便属腐食食物链类型。③混合食物链，又称杂食食物链，这种食物链的特点在于构成食物链的多个环节中，既有活食食物链环节，又有腐食食物链环节。例如草原中存在的植物—草食动物—粪便—蚯蚓—鸟类食物链，便属混合食物链。④寄生食物链，它是以寄生的方式取食生物活体的组织或器官而构成的食物链。例如哺乳类或鸟类—跳蚤—原生动物—细菌—过滤性病毒食物链，便属寄生食物链类型。此外，自然界还有很多种能捕食动物的植物，如瓶子草、猪笼草、捕蝇草等，它们能捕捉小甲虫、蛾、蜂甚至青蛙。这些植物将诱捕到的动物进行分解，产生氨基酸后再吸收利用，这是一种非常特殊的食物链。
食物网：食物网即是指由多条食物链相连而成的食物供求网络关系。在生态系统中，各种生物之间吃与被吃的关系，往往不是单一的，营养级常常是错综复杂的。食物网的形成就是由于一种生物常常以多种食物为食，而同一种食物往往被多种生物取食所致。
食物网现象及其规律的揭示，在生态学上具有以下重要意义：①食物网在自然界是普遍存在的，它使生态系统中的各种生物成分之间产生直接或间接的联系。②食物网中的生物种类多、成分复杂，也就是说食物网的组成和结构往往具有多样性和复杂性，这对于增加生态系统的稳定性和持续性非常重要。③食物网在本质上体现生态系统中生物之间一系列反复吃与被吃的相互关系，它不仅维持着生态系统的相对平衡，而且是推动生物进化、促进自然界不断发展演变的强大动力。
知识点生态修复
生态修复是指对生态系统停止人为干扰，以减轻负荷压力，依靠生态系统的自我调节能力与自我组织能力使其向有序的方向进行演化，或者利用生态系统的这种自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展；主要指致力于那些在自然突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。
生态系统的能量流动
生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能，能量流动和物质循环是生态系统的基本功能，信息传递在能量流动和物质循环中起调节作用，能量和信息依附于一定的物质形态，推动或调节物质运动，三者互相联系，不可分割。
能量来源
生态系统的能量来源主要包括太阳辐射能和辅助能两大部分组成。
太阳辐射能是生态系统能量的主要来源。太阳辐射能在生态系统中的效应因波长不同而异。在占太阳辐射能99％的主要波长（0.15～4微米）范围内，波长0.4～0.76微米为可见光，约占总辐射量的50％；波长大于0.76微米为红外线，约占总辐射量的43％；波长小于0.4微米为紫外线，约占总辐射量的1％。其中，红外线的主要作用是产生热效应，形成生态系统中生物的自然热量环境；紫外线具有消毒灭菌的生物学效应，能为优势生物提供自然的健康保护环境；由于光是由7种不同波长的单色光所组成，除绿光外，其余都是绿色植物进行光合作用的生理辐射需要，因此它是生态系统中一切生物化学能的源泉。
能量来源之一——太阳辐射
除太阳辐射能外，对生态系统所补加的一切其他形式的能量统称辅助能。在自然生态系统中，辅助能的作用不明显，输入量小到可以忽略不计的程度。但是，在半自然生态系统，特别是人工生态系统中，人类为了达到特定的目的，往往需要人为地引入大量辅助能，包括人工输入的各种物化能（输入系统中的有机物质或无机物质所含能量）和动力能（使用有机或无机动力所直接消耗的能量）。研究表明，农业生态系统辅助能输入量已达到整个系统能量输入总量的42.1％，高的可达61.8％。辅助能在生态系统中的作用是多方面的，概括起来主要有3项：①维持部分生物的生命。②改善生物的生活环境。③改变生态系统中的各种生物组分的比例关系。
能量流动途径
生态系统的能量流动，通常是沿着生产者—消费者—分解者进行单方向流动，在能量流动过程中，由于存在呼吸消耗、排泄、分泌和不可食、未采食和未利用等“浪费”现象，从而使生态系统中上一营养级的能量只有一少部分能够流到下一营养级，形成下一营养级的有机体。实际上，在生态系统中，某一营养级的采食“浪费”部分，基本上进入腐生食物链由分解者还原，并以热能的方式返回环境。
生态系统不仅能量来源有太阳辐射能与辅助能之别，而且不同来源的能量在生态系统中的流动途径也有区别。
太阳辐射能路径：照射在生态系统绿色植物上的日光能，大约有一半可为光合机制吸收，这部分能量的1％～5％可转变为食物能（生物化学能），其余能量以热的形式离开生态系统。在植物制造的食物能中，一部分用于植物自身的呼吸消耗并以热量形式从系统中丢失；一部分作为产品输出；还有部分作为动物或微生物的能量来源，参与系统部分能量不完全循环流动。
无机能流动路径：无机辅助能以农药、化肥、农膜、农机具及其动力等形式输入到生态系统，进入生态系统中的无机辅助能一般不能直接转化为生物化学潜能，所以大多在做功之后以热能形式散失。
能量流动基本定律
生态系统能量转化的实质就是动植物利用自己的生物学特性，固定、转化太阳辐射能为动植物产品中化学潜能的生物学过程。在转化过程中，能量不断地消耗与输出，使能量逐级减少，其转化遵循热力学第一定律、热力学第二定律和十分之一定律。
热力学第一定律（又称能量守恒定律）认为，能量可以在不同的介质中被传递，在不同的形式中被转化，但数量上既不能被创造，也不能被消灭，即能量在转化过程中是守恒的。在生态系统中，能量的转化也同样遵从热力学第一定律。例如，在绿色植物光合作用过程中，每固定1摩CO2大约要吸收2.093×106焦的日光能，而光合产物中只有0.469×106焦的能量以化学潜能的形式被固定下来，其余的1.624×106焦的能量以热能的形式消耗在固定1摩CO2时所做的功中。在这个过程中，日光能分别被转化为化学潜能与热能两种形式，但总量既没被创造，也没有被消灭。被固定的光合产物的化学潜能，一部分用于植物自身的呼吸消耗，一部分成为生态系统中其他生物成员的能量来源，这些化学潜能在食物链的传递过程中，又分别被转化为动能、热能等形式。尽管能量的形式不断地变化，但都可以根据热力学第一定律进行定量分析。
热力学第二定律（又称能量衰变定律或熵定律）认为，自然界的所有自发过程都是能量从集中型转变为分散型的衰变过程，而且是不可逆的过程。由于总有一些能量在转化过程中要变为不可利用的热能，所以任何能量的转化率都不可能达到100%，生态系统中的能量转化同样遵循这一定律。始于太阳辐射的一系列能量转化过程，只有少量的能量转化为植物体或动物体的化学潜能，大部分则以热能的形式消耗在维持动植物生命活动或微生物的分解过程中。这些以热能形式散发的能量是一种毫无利用价值的能量形式，因此，生态系统的能量流动是单向的不可逆的。
十分之一定律是指在生态系统中营养级之间的能量转化，大致1/10转移到下一营养级，以组成生物量；9/10被消耗掉，主要是消费者采食时的选择浪费，以及用于呼吸和排泄。这一规律是著名的美国生态学家林德曼在明尼苏达赛达·伯格湖的研究中发现的。这一规律说明，生态系统中的营养级之间具有稳定的数量关系。正是这种数量关系的存在，使能量在生态系统中的流动沿着生产者—草食动物—一级肉食动物—二级肉食动物的方向逐渐减少，即能量的流量越流越细。由于生态系统中的能量转化过程服从十分之一定律，从而决定了一个生态系统的营养级数目一般只有4～5级。
生态金字塔
生态金字塔是生态学研究中用以反映食物链各营养级之间生物个体数量、生物现存量和能量比例关系的一个图解模型。由于能量沿食物链传递过程中的衰减现象，使得每一个营养级被净同化的部分都要大大地少于前一营养级。因此，当营养级由低到高，其个体数目、生物现存量和生态金字塔所含能量一般呈现出基部宽，顶部尖的立体金字塔形，用数量表示的称为数量金字塔，用生物量表示的称为生物量金字塔，用能量表示的称为能量金字塔。在这三类生态金字塔中，能较好地反映营养级之间比例关系的是能量金字塔。前两者在描述一些非常规形式食物链中个别营养级的比例关系时，就会出现生态金字塔的倒置现象或畸形现象。如用数量金字塔表示“树木—昆虫—鸟类”食物链的营养关系时，一棵树上就可能有成千上万个昆虫以树为生，又可能有数只鸟以这些昆虫为生。这样如用数量表示就是一个两头小中间大的畸形金字塔。用生物量金字塔表示海洋中“浮游植物—浮游动物—底栖动物”的食物链营养关系时，由于浮游植物的个体小，它们以快速的代谢和较高的周转率达到较大的输出，但生物现存量却较少，从而出现倒置的金字塔。
知识点生态经济学
生态经济学是研究生态系统和经济系统的复合系统的结构、功能及其运动规律的学科，即生态经济系统的结构及其矛盾运动发展规律的学科，是生态学和经济学相结合而形成的一门边缘学科。旨在促使社会经济在生态平衡的基础上实现持续稳定发展，生态经济学作为一门独立的学科，是20世纪60年代后期正式创建的。
生态系统的物质循环
物质循环的概念
生态系统的物质循环，就其本质而言又称地球生物化学循环。所谓生物地球化学循环，即是指地球上的各种化学元素和营养物质在自然动力和生命动力的作用下，在不同层次的生态系统内，乃至整个生物圈里，沿特定的途径从环境到生物体，再从生物体到环境，周而复始地不断进行流动的过程。由于循环物质涉及的范围不同，生物地球、化学循环既包括地质大循环又包括生物小循环两个密切联系、相辅相成的过程。
地质大循环是指物质或元素经生物体的吸收作用，从环境进入生物有机体内，然后生物有机体以死体、残体或排泄物形式将物质或元素返回环境，进而加入五大自然圈的循环。五大自然圈是指大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈。地质大循环的特点是物质循环历时长、范围广，而且呈闭合式循环。例如，整个大气圈中的CO2通过地质大循环，约需300年循环一次；O2约需2000年循环一次；水圈中的水（包括占地球表面积71％的海洋），通过生物圈生物的吸收、排泄、蒸发、蒸腾，约需200万年循环一次；至于由岩石土壤风化出来的矿物元素，通过地质大循环循环一次则需要更长的时间，有的长达几亿年。
生物小循环是指环境中元素和物质经初级生产者吸收作用，继而被各级消费者转化和分解者还原，并返回到环境中。其中部分很快又被初级生产者再次吸收利用，如此不断地循环。生物小循环的特点是历时短、范围小，而且呈开放式循环，即在循环过程中，有一些物质和元素沿循环路线而进入地质大循环；同时部分来自地质大循环的物质和元素又进入生物小循环。
物质循环的基本类型
生态系统的物质循环按循环物质的属性不同，又可分为气相型循环和沉积型循环两大类。其中，气相型循环即是指大气圈或水圈等储藏库的营养元素或化合物可以转化为气体形式，并通过大气进行扩散，弥漫到陆地或海洋上空，在较短的时间内为植物重新利用的物质循环类型。气相型循环具有快速循环和全球性循环特点，属于相当完善的循环类型，例如二氧化碳、氮、氧等的循环和水循环。
沉积型循环是指岩石圈和土壤圈等贮藏库中保存在沉积岩里的许多矿质元素只有当地壳抬升变为陆地后，才有可能因岩石风化、侵蚀和人类的开采冶炼，从陆地岩石中释放出来，为植物所吸收，参与生命物质的形成，并沿食物链转移；然后动植物残体或排泄物经微生物的分解作用，将元素返回环境。除一部分保留在土壤中供植物吸收外，另一部分以溶液或沉积物状态进入江河，汇入海洋，经沉降、淀积和沉岩作用变成岩石，当岩石被抬升或火山活动并遭受风化作用时，该循环才算完成。
物质循环的基本原理
生态系统的物质循环遵循物质不灭定律和质能转化与守恒定律，并存在物质的生物放大作用。
物质不灭定律认为：与能量相似，物质在转化过程中只会改变形态而不会自行消灭。但是，物质循环不同于能量流动，能量衰变为热能的过程是不可变的，它最终会以热能的形式离开生态系统，而物质虽然在生态系统内外的数量都是有限的，并且是分布不均的，但由于物质在生态系统中能永续地循环，因此它就可以被反复多次地利用。
质能转化与守恒定律认为，世界上不存在没有能量的物质质量，也不存在没有质量的物质能量；质量和能量作为一个统一体，其总量在任何过程中都是保持不变的守恒量。能量是生态系统中一切过程的驱动力，也是物质循环运转的驱动力。物质是组成生物、构造有序世界的原材料，是生态系统能量流动的载体。能量的生物固定、转化和耗散过程，同时就是物质由简单可给形态变为复杂有机结合形态，再回到简单可给形态的循环再生过程。因此任何生态系统的存在与发展，都是物质循环和能量流动共同作用的结果。
生物放大作用主要是指有毒物质的生物富集现象，是指物质在生态系统中沿食物链流动时，一些化学性质比较稳定的物质，被生物吸收固定后可沿食物链积累，浓度不断升高的现象。如DDT、六六六等在自然条件下难于分解转化的农药和某些有毒的有机化合物，在生物圈内表现出很强的生物富集作用。
环境污染与食物链的生物浓缩有着直接的关系。1953年，日本九州鹿儿岛的水俣市出现了病因不明的“狂猫症”和人体的“水俣病”。成群的猫乱跳，集体跳入水中，病人则感到骨痛难忍。直到1965年才查明，这种病是由该市60千米以外的阿贺野川上游的昭和电气公司排出的含汞废水所引起的。污水中的部分汞被硅藻等浮游生物吸收，再转入食硅藻的昆虫体内；这些昆虫死亡后被活动在水底的石斑鱼吞食，汞再一次从昆虫体内转入石斑鱼体内；石斑鱼被肉食性的鲟鱼、鲶鱼吞食，使汞沿着食物链逐级富集，最后鲶鱼体内含汞量达10～20毫克/千克，最高者达50～60毫克/千克，这一浓度比原来含汞废水中的汞浓度高1万~10万倍。当地人长期食用含高汞的鱼和贝类，使汞在人体内积累，当脑中汞浓度达20毫克/千克时即可发病，出现中枢神经破坏的水俣病症状。
物质循环的库与流
物质在运动过程中被暂时固定、储存的场所称为库。生态系统中的各个组分都是物质循环的库。
因此，生态系统物质循环的库可分为植物库、动物库、大气库、土壤库和水体库等。但在地球生物化学循环中，物质循环的库可归为两大类：（1）储存库，它容积较大，物质交换活动缓慢，一般为非生物成分的环境库。（2）交换库，它容积较小，与外界物质交换活跃，一般为生物成分。例如，在一个水生生态系统中，水体中含有磷，水体是磷的储存库；浮游生物体内含有磷，浮游生物是磷的交换库。
物质在库与库之间的转移运动状态称为流。生态系统中的能流、物流、信息流，不仅使系统各组分密切联系起来，而且使系统与外界环境联系起来。没有库，环境资源不能被吸收、固定、转化为各种产物；没有流，库与库之间不能联系、沟通，则物质循环短路，生命无以维持，生态系统必将瓦解。
知识点生态恢复的方式
根据生态系统退化的不同程度和类型，可以采取不同的恢复方式：恢复、重建和保护三种形式：（1）恢复生态系统的结构和功能已受到的严重干扰和破坏，协调经济的发展。采用人为措施恢复；（2）重建生态系统的结构和功能已受到的严重干扰和破坏，自然恢复有困难，进行人工生态设计，实行生态改建或重建；（3）对生态敏感、景观好、有重要生物资源的地区采用保护的方式。
生态系统的信息传递
信息的概念
信息是近几十年来才被人们认识和研究的，其内涵和外延极为广阔。学者们从不同的角度给予信息的定义，已经超过100种。但概括地说：信息是对事物间差异的一种抽象，是事物运动的状态以及关于这种状态的知识。因此，信息的本质是，它表述了事物的运动状态和方式，它不是事物本身，但它对事物做了充分的描述和表达，它提供的是情报、知识和智慧，是永不枯竭的、可再生的、无限发展的宝贵的资源。信息的价值在于，没有信息，人类就无法认识外部世界；没有信息，人类也就不可能对外部世界进行有效的改造。实质上，认识外部世界的过程就是获得外部世界信息和对这些信息加工的过程，而改造世界的过程，就是把认识和加工形成的信息用于决策，反作用于外部世界，并不断按照接受的反馈信息，修正决策信息，使之引导外部事物达到目标的过程。
信息系统包括产生信息的信源，传输信息的信道和接收利用信息的信宿。信息的产生，或信息的发生源，称为信源；信息传递的媒介，称为信道；信息的接收，或信息的受体，称为信宿。多个信息过程交织相连就形成了系统的信息网。当信息在信息网中不断地被转换和传递时，就形成了系统的信息流。
自然生态系统中的生物体通过产生和接收形、声、色、光、气、电和磁等信号，并以气体、水体和土体为媒介，频繁地转换和传递信息，形成了自然生态系统的信息网。例如，动物的眼睛、耳朵、毛发和皮肤等都能感知，并通过神经系统做出反应，引导动物产生移动、捕食、斗殴、残杀、逃脱、迁移和性交等行为。部分植物如含羞草、捕虫草也有类似的感觉功能，从而调节着生物本身的行为。
人工生态系统保留了自然生态系统的这种信息网的特点，并且还增加了知识形态的信息，如文化知识和技术，这类信息通过广播、电视、电讯、出版、邮电以及计算机等方式，建立了有效的人工信息网，使科学技术这一生产力在生态系统中发挥更大的作用。
生态系统信息传递
一个生态系统是否能高效持续发展，在相当程度上取决于其信息的生产量、信息获取量、信息获取手段、信息加工与处理能力、信息传递与利用效果，以及信息反馈效能；或者说取决于生态系统的信息流状态。生态系统信息传递过程主要由3个基本环节构成：信源的信息产生、信道的信息传输和信宿的信息接收。多个信息过程相连就形成生态系统的信息网。当信息在信息网中不断被转换和传递时，就形成了生态系统的信息流。
（1）生态系统中的自然信息流主要发生在环境与动、植物之间、植物与植物之间、植物与动物之间，以及动物与动物之间。
环境与动、植物的信息关系：天体运行引起的日照时间长短、月亮和恒星的位置、地球的磁场和重力等的变化，都是生物感应的重要信息，分别可以成为植物生殖发育的信号、候鸟飞行方向的信号和植物生长方向的信号。实验表明：莴苣种子在波长600～900纳米红光（R）下发芽率很高，而在波长720～780纳米的远红外光（FR）下几乎不发芽。
植物与植物间的信息联系。研究表明植物与植物之间有丰富的信息联系。例如甘蔗、玉米、棉花能分泌一种含两个内酯的萜类化合物——独脚金酚，只要其他条件合适，浓度在1×10-6摩/升就能促进寄生植物黄独脚金50％的种子发芽。寄生向日葵、蚕豆和烟草的向日葵列当也有类似的情况。没有寄主的信息，寄生植物的种子在土壤中10年也不丧失发芽力，只要一获得寄主植物的化学信息就迅速发芽。
植物与动物之间的信息联系：植物的花通过其色、香、味来吸引传粉昆虫。植物的果实则通过其色、香、味来吸引传播种子的鸟类。研究表明，植物的花为粉红色、紫色和蓝色时吸引较多的蜜蜂和黄蜂，黄花吸引较多的蝇类和甲虫，白花能吸引不少夜间活动的蛾类，红花则吸引较多的蝴蝶。
动物与动物之间的信息联系：动物的信息发送和接收的机制更完备，物理、化学和生物信号都可以在动物间传递。领域性动物，如雄豹，常在领域边缘用自己的尿作为警告同类不要侵犯的信息。有几百种昆虫可以向体外分泌性信息素，异性同种昆虫接受到数个信息分子，就可以产生反应，并追踪到信源，进行交配繁殖。此外，动物通过无声的身体语言和有声的发声器官语言来表达各种意图。例如，蜜蜂的“舞蹈”语言。当采了花粉的工蜂在蜂巢上面“跳舞”，其他个体在这个工蜂的后面采集有关方向和距离的信息，了解蜜源信息，然后直飞蜜源。当蜜源在附近，蜜蜂跳舞的轨迹是圆形；当蜜源的位置在100米以外，蜜蜂舞蹈的轨迹是第一个半圆+直线+第二个半圆。蜜蜂用摆尾频率作距离信号，摆动频率越慢蜜源距离越远。舞蹈直线轨迹与地球磁力线的夹角等于蜜源与太阳的夹角，为蜜源方向提供信息。
（2）生态系统中的人工信息流主要包括人类模仿自然、用于控制生物的信息和人类采集并供人类分析判断的信息。
人工模仿自然信息：利用人工光源或暗室控制日照长度的变化，从而达到控制植物花期的方法已经在花卉生产和作物育种中广泛应用。利用人工合成的昆虫体外性激素已经成功应用到害虫预测预报、迷惑昆虫和诱捕害虫等。如果人类能更深入了解自然信息流机制，并适当加以利用，就一定可以起到事半功倍的作用。
人工采集和生成的信息：为了更好地了解生态系统的状况，提出适当的调整措施，传统的方法是肉眼直接观察和收获信息，用头脑加工信息和用口头直接传递信息。例如，人类的经验、失败和教训，都可以作为判断事物和做事的依据，除了自己外，还可以把情况和判断告诉别人。随着科学的发展，先进的方法是用自动或半自动设备采集信息，用计算机加工信息，并用专用信息传输渠道准确地传送到远近不同的用户。例如，用我国研制的“风云”2号卫星自动采集南海台风生成信息，经过计算机表明其未来可能登陆范围和时间，并通过电视系统传到千家万户。
信息传递方式
在生态系统信息流中，系统内信息大多是通过生物体产生和接收形、声、色、香、味、压（力）、磁、电等讯号，并以气体、土体和水体作介质，频繁地转换和传递；部分系统内信息和大多数系统外产生的信息，常通过书刊、报纸、广播、电视、通讯、网络以及人们交往过程来传送。信息流是客观存在的，但是信息输入与输出的数量与质量，以及信息传递方式与效果，在不同的生态系统却是不同的。其主要原因是不同的生态系统中，一方面，由于人的素质（如文化程度、活动能力、精神状态、思维方式和能力等）不同，即使处于相同的地理和社会条件下，也会造成对信息流的接收“灵敏度”不同，使其信息流的通量不一样；另一方面，由于交通、通讯、广播、电视等信息流渠道的发达程度和运转状态不同，造成对信息接收量、传递速率和传递效果的不同。因此，加大生态系统信息流通量的重要措施，首先是提高系统经营决策者素质，其次是改善其交通通讯条件和普及广播电视与网络。
知识点生态伦理
生态伦理即人类处理自身及其周围的动物、环境和大自然等生态环境的关系的一系列道德规范。通常是人类在进行与自然生态有关的活动中所形成的伦理关系及其调节原则。人类的自然生态活动反映出人与自然的关系，其中又蕴藏着人与人的关系，表达出特定的伦理价值理念与价值关系。人类作为自然界系统中的一个子系统，与自然生态系统进行物质、能量和信息交换，自然生态构成了人类自身存在的客观条件。因此，人类对自然生态系统给予道德关怀，从根本上说也是对人类自身的道德关怀。
生态平衡
生态平衡的概念
生态平衡又称为“自然平衡”。即指生态系统中，在一定的时期内，生产者、消费者和分解者之间都保持着一种相对平衡状态；也就是生态系统的能量流动和物质循环，较长期地保持稳定，这种平衡状态叫做生态平衡。生态系统处于平衡状态时，系统中有机体种类和数量最大、生物量和生产力也最大。比如一个池塘，当水量稳定，水质良好，生物茂盛，鱼儿欢畅时，即处于生态平衡状态。如果一个生态系统受到外界环境的干扰（如环境污染），并且超过它本身的自动调节能力，生态平衡就会遭到破坏。比如那个池塘，一旦水被污染，水质变坏，鱼类大量死亡，其生态平衡即遭到破坏。
生态平衡的建立
生态系统也像人一样，有一个从幼年期、成长期到成熟期的过程。生态系统发展到成熟阶段时，它的结构、功能，包括生物种类的组成、生物数量比例以及能量流动、物质循环，都处于相对稳定状态，这就叫做生态平衡。比如，水塘里的鱼靠浮游动植物生活，鱼死后，水里的微生物把鱼的尸体分解为化合物，这些化合物又成为浮游动植物的食物，浮游动物靠浮游植物为生，鱼又吃浮游动物。这样，在水塘里，微生物—浮游动植物—鱼之间建立了一定的生态平衡。
在一般情况下，成熟的生态系统内部物种越丰富，食物网就越复杂，物质循环和能量流动可以多渠道进行。如果某一环节受阻，其他环节可以起补偿作用。比如隼以兔、田鼠、麻雀、蛇为食物，当兔、蛇被捕杀，隼就转到吃麻雀、田鼠为主。当然，这种自我调节能力有一定限度，超过限度，平衡就会遭到破坏，甚至导致生态危机。欧洲移民刚到澳大利亚时，发现那里青草茵茵，于是大力发展养牛。后来牛粪成灾，造成牧草退化，蝇类滋生，只得引进以粪便为食物的蜣螂，才使牧场恢复原貌。
影响生态平衡有自然和人为两种因素。火山爆发、雷击火灾、地震、泥石流等，属于自然因素；过度垦荒、放牧，乱捕滥猎，等等，属于人为因素。生态平衡的破坏，主要是人为造成的。如埃及阿斯旺大坝挡住了肥沃的淤泥，使尼罗河下游的土地贫瘠化；河里的营养物质减少，使尼罗河三角洲和地中海的渔业生产受影响，埃及沙丁鱼的捕捞量减少。又如印度北部山区由于森林资源全部被砍光，引起1978年的特大洪水，结果2000多人被淹死，4万头牲畜被冲走。
生态平衡是一种动态平衡，在这种平衡系统内部时时刻刻发生着各种物质循环和能量流动。虽然这种平衡系统对外界的干扰相当敏感，但这并不是说人类不能利用环境、改造环境。为了更加有利于自己的生存，人类完全可以建立新的平衡。我国珠江三角洲一带的“桑基池塘”，使桑、蚕、鱼的生产相互促进，是农业生态平衡的成功例子。此外，我国人民把北大荒改造成“北大仓”，也是一个重建高质量生态平衡的典型。
生态消长
生物群落往往随环境因素或时间的变迁而发生变化。凡是在同一环境内，原有的生物群落可以暂时或永久的消失，而由另一新的群落所代替，这种生物群落的交替现象称为生态消长或叫“生态演替”。消长是生物本身的行为所造成的。地理环境可以影响消长，但不是造成生态消长的原因；生态消长对于环境稳定、农业生产、环境保护具有重要意义。
生态因素
生态因素又称为“生态因子”。指影响生物生长发育和分布特征的环境条件。其中包括：（1）气候条件：光、温度、湿度、雨量和空气等因子。（2）土壤条件：土壤组成和物理、化学特征等。（3）生物条件：动物、植物和微生物条件。（4）地理条件：地理位置、地形和地质条件。（5）人为因素：开垦、采伐、引种、栽培等。人为因素，特别是人为引起的环境污染，可以引起气候、土壤、生物条件的变化，对生物产生不良影响。实际上，任何一个生态因素都是在其他因素的配合下，通过环境对生物起作用。
生态幅度
生态幅度指生物有机体，或生物有机体的某一生理过程适应生态环境条件的范围。这个范围可以指整个生态环境，也可以指生态环境中的某一生态因素。有些生物对生态环境条件的适应幅度较大，这种生物称为广生态幅，或叫做“广生性生物”。对生态环境条件适应幅度较小的生物，称为狭窄生态幅，或称为“狭生性生物”。如典型的热带植物，就不能适应低温条件，则属于狭生性生物。又如蕨，它在不同的气候条件下的多种生境中都可以出现，因而它是广生态幅的植物。
生态效益
生态效益也称为“环境效益”。人类的生产活动可产生两方面的效果：（1）积极效果，即生产出各种生产资料和消费资料。（2）消极效果，即破坏自然资源和污染自然环境。在积极效果方面，生产所获得的纯收益（即利润）就是经济效益。在消极效果方面，如生产过程中不合理利用自然资源（如滥伐森林、过度放牧、盲目垦殖等）所引起的环境恶化（水土流失、土地沙化、资源浪费等），或排出“三废”污染环境。凡是破坏自然资源和污染自然环境的生产行为所造成的损失，都是消极的生态效益。因此，在计算人类生产活动的总效益时，经济效益是正值，生态效益是负值。有些生产活动，如植树造林、栽花种草等，既有经济效益，又有美化环境的生态效益。因此，人类在生产活动中，既要考虑提高经济效益，又要考虑产出最佳的生态效益。
生态失调
生态失调即是生态平衡遭到破坏。生态平衡遭到破坏的原因有两个：自然原因和人为因素。自然原因主要指自然界发生的异常变化，如火山爆发、山崩、海啸、水旱灾害、地震、台风等。这类原因引起的生态平衡的破坏称为第一环境问题。人为因素主要指对自然资源的不合理利用，工农业生产带来的环境污染等。由这些原因引起的生态平衡的破坏，称为第二环境问题。生态失调的根本原因是后者，人为因素引起生态平衡的破坏，问题是十分严重的。如捕杀某一级消费者，或者破坏了生态系统的功能（污染大气、水体和土壤），就会阻碍生物之间以及生物与环境之间正常的物质循环和能量转化，打破生态系统内外输入与输出的平衡状况，使生态失调。
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