二、生态系统的结构

任何一个生态系统，不管范围大小，简单还是复杂，都具有一定的结构。生态系统的结构主要指它的组成成分和营养结构。

（一）生态系统的组分

生态系统是一个多成分的极其复杂的大系统。一个完全的生态系统由四类成分构成，即非生物成分和生物有机体因获取能量的方式与所起作用不同而划分的生产者、消费者和分解者三个类群。

非生物成分包括太阳辐射能、H2O、CO2、O2、N2、矿物盐类以及其他元素和化合物。它们是生物赖以生存的物质和能量的源泉，并共同组成大

气、水和土壤环境，成为生物活动的场所。

生产者有机体包括所有的绿色植物。它们通过叶绿素吸收太阳光能进行光合作用，把从环境中摄取的无机物质合成为有机物质，并将太阳光能转化为化学能贮存在有机物质中，为地球上其他一切生物提供得以生存的食物。它们是有机物质的最初制造者，是自养的。
消费者有机体消费者有机体指动物。它们不能自己生产食物，只能直接或间接利用植物所制造的现成有机物，取得营养物质和能量，维持其生存。所以是异养的消费者。根据其食性不同又分为：

植食动物直接采食植物以获得能量的动物，如牛、马、羊、象、食草昆虫和啮齿类等，是第一性消费者。
肉食动物以捕捉动物为主要食物的动物叫做肉食动物。其中捕食植食动物者，是第一级肉食动物、第二性消费者。如蛙、蝙蝠、某些鸟类等。以第一级肉食动物为食物的动物，如狐、狼等，是第二级肉食动物、第三性消费者，这些动物一般体躯较大而强壮，数量较少。狮、虎、鹰等凶猛动物主要以第二级肉食动物和植食动物为生，是第三级肉食动物或第四性消费者，有时它们被称为顶部肉食动物，其数量更少。有些动物的食性并无严格限定，它们是既食动物又吃植物的杂食性动物，如某些鸟类、鲤鱼等。

分解者有机体主要指细菌、真菌和一些原生动物。它们依靠分解动植物的排泄物和死亡的有机残体取得能量和营养物质，同时把复杂的有机物降解为简单的无机化合物或元素，归还到环境中，被生产者有机体再次利用，所以它们又称为还原者有机体。分解者有机体广泛分布于生态系统中，时刻不停地促使自然界的物质发生循环。

在自然界，每一个生态系统一般都具有上述四种组分。从理论上讲，任何一个自我维持的生态系统，只要有非生物物质、吸收外界能量的自养生产者和能使自养生物死亡之后进行腐烂的分解者这些基本成分就够了，消费者有机体并不是必要成分。它们的存在只不过使生态系统更为丰富多彩而已。

（二）生态系统的营养结构

除前述生物群落的垂直结构和水平结构一般也为生态系统所具有之外，以食物关系把各类生物有机体联结起来形成的营养结构是最主要的。绿色植物首先固定了太阳能和制造有机物质，供本身和其他消费者有机体利用，它们属第一营养级。第一性消费者植食动物是第二营养级，蚱蜢和牛都是植食动物，处于同一营养级。螳螂吃蚱蜢，猫头鹰吃田鼠，这两种捕食者动物都是第二性消费者，占据第三营养级。吃螳螂的鸟和吃猫头鹰的貂是第三性消费者，占第四营养级。还可以有第四性消费者和第五营养级。由此可见，在生态系统中包含于食物里的能量由植物到植食动物再到肉食动物，是一步一步进行流动的，每一步或每一环节称为一个营养级，它是以相似的方式获取相同性质食物的植物类群或动物类群。不同的生态系统往往具有不同数目的营养级，一般为 3—5 个营养级。在一个生态系统中，不同营养级的

组合就是营养结构（图 8-21）。

如上所述，在一个生态系统中，以生产者植物为起点，各种生物有机体以吃与被吃的关系，即通过食物的关系彼此关联而形成为一个能量与物质流通的系列，即食物链。食物链是生态系统营养结构的具体表现形式之一。它有两个主要类型：即腐食食物链与活食食物链。前者是动植物死亡后被细菌和真菌所分解，能量直接自生产者或死亡的动物残体流向分解者。在热带雨林和浅水生态系统中该类食物链占有重要地位。在活食食物链中，包括有各种消费者动物，它是通过活的有机体以捕食与被捕食的关系建立的，能量沿着生产者到各级消费者的途径流动。

在自然界每个生态系统内都存在有许多食物链。并且许多动物在食物链上占据不止一个位置，有的既吃植物又吃动物，它本身又可能被不同的消费者所食。因此，一个食物链常常有许多不同的分枝，各个食物链彼此交织，错综联结形成更加复杂的食物网（图 8-22）。食物链和食物网的复杂程度常常决定着系统的稳定性程度。一般来说，生态系统的食物链愈长、食物网的结构愈复杂，它的稳定性愈大。

从污染生态学来看，食物链的研究具有十分重要的意义。因为污染物通过食物链产生逐级富集的现象，即生物放大作用（图 8-23）。营养级越高的生物体内所含有的污染物的数量或浓度越大，从而严重地危害较高营养级生物的生长发育或人体健康。以 DDT 来说，如散布在大气中的浓度为0.000003ppm，当降落到海水中为浮游生物摄取后，在体内富集到 0.04ppm

（1.3 万倍）；浮游生物被小鱼吞食后，其体内 DDT 浓度达 0.5ppm （14.3 万倍）；小鱼再被大鱼吞食后，体内浓度增加到 2.0ppm（57.2 万倍）；如鱼再为水鸟所食，可达 25ppm（858 万倍）；人若食用这些生物，DDT 浓度可在体内进一步富集到 30ppm，等于大气中浓度的 1000 万倍！