生态系统结构

时空结构

生态系统结构是指生态系统各种成分在空间上和时间上相对有序稳定状态。包括形态和营养关系两方面的内容。(1) 生态系统的形态结构：生态系统的生物种类、种群数量、种群的空间配置 (水平分布、垂直分布)、种的时间变化 (发育) 等，构成了生态系统的形态结构。如一个森林生态系统，其中动物、植物、微生物的种类，以及每一生物种类的生物数量在一定的时间内相对稳定。在空间 (三维) 结构上，自上而下有明显的层次现象，高层有乔木，中层有灌木，中下层有草本植物，地面有苔藓、地衣类，地下有根系。(2) 生态系统的营养结构：生态系统各组成成分之间建立起来的营养关系，就构成了生态系统的营养结构，它是生态系统中能量和物质流动的基础。

基本介绍

生态系统是由生物与非生物相互作用结合而成的结构有序的系统。生态系统的结构主要指构成生态诸要素及其量比关系，各组分在时间、空间上的分布，以及各组分间能量、物质、信息流的途径与传递关系。生态系统结构主要包括组分结构、时空结构和营养结构三个方面。

组分结构

组分结构是指生态系统中由不同生物类型或品种以及它们之间不同的数量组合关系所构成的系统结构。组分结构中主要讨论的是生物群落的种类组成及各组分之间的量比关系，生物种群是构成生态系统的基本单元，不同物种（或类群）以及它们之间不同的量比关系，构成了生态系统的基本特征。例如，平原地区的“粮、猪、沼”系统和山区的“林、草、畜”系统，由于物种结构的不同，形成功能及特征各不相同的生态系统。即使物种类型相同，但各物种类型所占比重不同，也会产生不同的功能。此外，环境构成要素及状况也属于组分结构。

时空结构

时空结构也称形态结构，是指各种生物成分或群落在空间上和时间上的不同配置和形态变化特征，包括水平分布上的镶嵌性、垂直分布上的成层性和时间上的发展演替特征，即水平结构、垂直结构和时空分布格局。

生态系统的水平结构

生态系统的水平结构是指在一定生态区域内生物类群在水平空间上的组合与分布。在不同的地理环境条件下，受地形、水文、土壤、气候等环境因子的综合影响，植物在地面上的分布并非是均匀的。有的地段种类多、植被盖度大的地段动物种类也相应多，反之则少。这种生物成分的区域分布差异性直接体现在景观类型的变化上，形成了所谓的带状分布、同心圆式分布或块状镶嵌分布等的景观格局。例如，地处北京西郊的百家疃村，其地貌类型为一山前洪积扇，从山地到洪积扇中上部再到扇缘地带，随着土壤、水分等因素的梯度变化，农业生态系统的水平结构表现出规律性变化。山地以人工生态林为主，有油松、侧柏、元宝枫等。洪积扇上部为旱生灌草丛及零星分布的杏、枣树。洪积扇中部为果园，有苹果、桃、樱桃等。洪积扇的下部为乡村居民点，洪积扇扇缘及交接洼地主要是蔬菜地、苗圃和水稻田。

生态系统的垂直结构

生态系统的垂直结构包括不同类型生态系统在海拔高度不同的生境上的垂直分布和生态系统内部不同类型物种及不同个体的垂直分层两个方面。

随着海拔高度的变化，生物类型出现有规律的垂直分层现象，这是由于生物生存的生态环境因素发生变化的缘故。如川西高原，自谷底向上，其植被和土壤依次为：灌丛草原—棕褐土，灌丛草甸—棕毡土，亚高山草甸—黑毡土，高山草甸—草毡土。由于山地海拔高度的不同，光、热、水、土等太太因子发生有规律的垂直变化，从而影响了农、林、牧各业的生产和布局，形成了独具特色地的立体农业生态系统。

生态系统的垂直结构以农业生态系统为例。作物群体在垂直空间上的组合与分布，分为地上结构与地下结构两部分。地上部分主要研究复合群体茎枝叶在空间的合理分布以求得群体最大限度地利用光、热、水、大气资源。地下部分主要研究复合群体根系在土壤中的合理分布，以求得土壤水分、养分的合理利用，达到“种间互利，用养结合”的目的。

营养结构

营养结构是指生态系统中生物与生物之间，生产者、消费者和分解者之间以食物营养为纽带所形成的食物链和食物网，它是构成物质循环和能量转化的主要途径。

食物链

植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食的关系在生态系统中传递，我们把生物之间存在的这种传递关系称之为食物链。即所谓食物链，就是一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的链锁关系。受能量传递效率的限制，食物链一般4～5个环节，最少3个。但也有例外的时候，比如我国的蛇岛，曾出现过7个环节“花蜜—飞虫—蜻蜓—蜘蛛—小鸟—蝮蛇—老鹰”，但这种情况是极为特殊的。

食物链主要可分为两类，一种是以活体为起点的，称之为牧食食物链；另一种是以死体为起点的，称之为碎屑食物链。

食物网

在生态系统中，生物之间实际的取食与被取食的关系，并不像食物链所表达的那样简单，通常是一种生物被多种生物食用，同时也食用多种其他生物。

这种情况下，在生态系统中的生物成分之间通过能量传递关系，存在着一种错综复杂的普遍联系，这种联系像是一个无形的网，把所有的生物都包括在内，使它们彼此之间都有着某种直接或间接的关系。像这样，在一个生态系统中，食物关系往往很复杂，各种食物链互相交错，形成的就是食物网。

食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就会越强，反之，越弱。例如，苔原生态系统是地球上最耐寒也最简单的生态系统之一，它是由“地衣—驯鹿—人”组成的食物链所构成的。但众所周知，地衣对二氧化硫的含量非常敏感，如果一旦地衣遭到破坏，那么苔原生态系统就会崩溃。可如果消失的地衣是存在与热带雨林生态系统中，那么虽然也会对生态系统的稳定性和功能造成一定的影响，但不会是毁灭性的。

综上所述，研究食物链和食物网的组成及其量的调节，是十分重要的，首先，可以带来很大的经济价值。例如鱼类和野生动物的保护，就必须明确国家内动物、植物间的营养关系，而且还应注意食物链中量的调节，才能使该项目自然资源获得稳定和保存，否则会破坏自然界的平衡与协调，使该地区的生物群落发生改变，对社会经济产生严重影响。其次，物质流在食物链中有一个突出特性，即生物富集作用。某些自然界不能降解的重金属元素或其它有毒物质，在环境中的起始浓度并不高，但经过食物链逐渐富集进入人体后，可能提高到数百倍甚至数百万倍。

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