1、第三節生態系生態系 一個地區的群集（生物因子）環境（非生物因子）生物因子 生產者 消費者 分解者非生物因子 環境中的各種理化因素及介質，例如：太陽輻射能、水、大氣、土壤和溫度等 兩者之間組合成交互作用非常密切的體系。例子 一個池塘、一個湖泊、一大片森林，均可為一個自然生態系，而一個水族箱則可算是一個人為生態系。動態平衡 生態系不論大小、結構簡單或複雜，生活於其中的生物與環境間，若需持續生存則必須保持著動態的穩定。非生物因子太陽輻射能水大氣土壤溫度太陽輻射能地球上絕大部分的能量都直接或間接來自太陽輻射能。太陽輻射能是由多種波長不同的光波所組成，波長400至700奈米的光能被我們的肉眼看見稱為可見
2、光 部分可見光被綠色植物的葉綠素所吸收，經由光合作用轉變為化學能，儲存在醣類等有機物中太陽輻射能的影響 除了光合作用外，太陽輻射能亦能影響植物生長 例如：生長在陽光不足地方的植物，莖細長軟弱，葉發育不良。陽光照射量 影響藻類的分布 例如：陽光透過海水時，其輻射線為海水所吸收，使得在海平面二百公尺以下的地方幾乎沒有藻類。水 陸地上的水都是來自雨水 水並非均勻分布在地球表面：河海和湖泊中水最多 沙漠中則常缺水，導致乾旱 陸生的動、植物為了防止水分的散失，各發展有特殊的構造 例如：植物葉表面有角質層 爬蟲類動物身體均有防止水分散失的構造 例如：鱗片和龜甲等。大氣 大氣好似巨大的倉庫，儲存著許多生物所
3、需要的氣體，如：二氧化碳、氧氣和氮氣等二氧化碳：植物光合作用所需氧：供生物的呼吸作用氮氣：若干微生物能將大氣中的氮氣轉變成含氮化合物，以供植物吸收利用大氣流動 大氣受熱的作用而流動，形成風 風可使大氣中的成分均勻混合，並可促進地面水分的蒸發及植物水分的蒸散土壤 土壤由土粒與腐植質混合而成。腐植質：動、植物的遺體經微生物的分解而形成。土壤：含有水分、空氣、礦物質和微生物，是供給植物生長與動物棲息的場所。土壤中物質 空氣：可供植物的根行呼吸作用 水分與礦物質：被根吸收，供給植物的生長與發育。微生物：包括細菌和真菌，能分解有機物以促進物質循環。溫度 自然環境中的固體、氣體和液體都能吸收太陽輻射能增加
4、溫度。大多數生物不能忍受激烈的溫度改變，因此每種生物有其一定的棲息地。比較寒帶和熱帶的生物，可發現其種類有很大差異生物因子 生產者 消費者 分解者生產者 能自行將無機物轉變成有機物的生物，稱為自營性（autotrophic）生物，自營性生物在生態系中扮演生產者的角色。小常識 自營性生物：光合自營 化學自營光合自營定義：直接利用太陽輻射能進行光合作用，將二氧化碳和水轉變為碳水化合物例如：綠色植物、藻類及光合細菌等。化學自營 定義：利用化學反應所產生的能量，將無機物轉變成有機物 例如：化學合成細菌。異營性生物（heterotrophic）定義：直接以攝取外界有機物為食的生物 角色：扮演消費者或分解
5、者消費者 需要攝食他種生物以獲得生活上所需的能量和物質者消費者 初級消費者：直接以生產者為食物 例如：牛、羊、山羌和松鼠等草食性動物 二級消費者：以初級消費者為食物 以此類推，以二級消費者為食物的稱為三級消費者。食性區分 草食性動物：以植物為食 肉食性動物：以動物為食 雜食性動物：吃植物，也吃動物清除者 以動物或植物的屍體為食 例如：招潮蟹、蝦、馬陸和禿鷹等分解者 定義：能分泌酵素到體外，分解動物的排泄物或動、植物的殘骸，亦即使有機物分解為無機物的生物 例如：腐生細菌和真菌等食物鏈 在自然環境中，生物間最常見的關係為食性關係，以掠食者與被食者單向依序排列成鏈狀的形式 例如水中之落葉水棲昆蟲櫻花
6、鉤吻鮭黃魚梟食物網 由多條食物鏈又可形成一個較複雜的網狀食性關係 例如：稻田中常見蛇吃澤蛙澤蛙捕食稻蝗稻蝗啃食水稻伯勞鳥捕食稻蝗中國石龍子等動物澤蛙也可捕食黑樹蔭蝶或其他昆蟲能量的流轉能量在各生物間的轉換效率並不高 十分之一法則 生物在攝食後若扣除生物本身生存所需的能量以及轉換過程的耗損，大約百分之十的能量可以傳遞給另一階層的生物 例如：草食性動物吃了含能量10仟卡的植物，最終牠將只能淨得約1仟卡的能量於體中能量塔 能量在不同營養階層中轉換時，會有層層耗損的現象 能量塔：一個自然環境中為維持各階層生物的穩定，愈低階層生物的能量總和愈大，愈高階層生物的能量總和則愈小，如此就形成了一個金字塔狀的能
7、量關係 以能量塔的觀點來看：經過的營養階層愈多，所損耗的總能量也愈多，對環境資源的利用上較不經濟 如：一塊農地生產者草食性動物人口生產者人口生態塔 生態系各營養階層的關係 塔底為生產者 塔頂為最高階消費者 其間為各階層的消費者生態塔 數塔依：各層之個體數為計量單位者 生物量塔：依生物質量為計量單位者 能量塔：依能量為計量單位者 物質的循環 構成生物體的物質主要是由碳、氫、氧、氮、硫、磷、鉀、鈉、鎂和鐵等元素組成。元素循環 生物體可由自然環境中取得這些元素以合成體質，而在物質燃燒、生物進行呼吸、排泄等作用和分解者的分解作用下，這些元素又能釋回自然環境，而形成元素的循環。碳循環 碳元素是生物體內醣
8、類、脂肪、蛋白質和核酸等有機物的主要成分，它可經由光合作用轉化成植物體內的碳水化合物，經動物的攝食，這些物質進入體內。這些生物體內的碳元素會經生物的呼吸作用與細菌和真菌的分解，又釋回自然環境中。物質的燃燒也會影響到自然環境中二氧化碳的含量。氮循環氮是生物體蛋白質、核酸等有機物的主要元素之一大部分的生物無法直接利用空氣中的氮氣為氮源固氮作用唯固氮菌（如根瘤菌）及有些藍綠藻卻可藉固氮作用在體內把空氣中的氮轉換成氨（NH3），氨再轉變成胺基酸及蛋白質自然固氮空氣中的氮，也可經由閃電及雨水變成硝酸（NO3）進入土壤，而被植物根部所吸收，並經由同化作用轉變成胺基酸及蛋白質。人為固氮空氣中的氮氣也可經由人
9、為化學方法製成尿素和硝酸鹽等肥料，提供植物吸收利用。植物被動物攝食後，變成動物體內的胺基酸和蛋白質。動物排泄物、排遺物、生物遺體中的胺基酸、蛋白質經由細菌或真菌的氧化分解轉變成氨。有些氨揮發進入大氣中，但也可能經土壤中細菌轉變為硝酸鹽而被植物所吸收利用 唯於缺氧情況下，硝酸鹽也可經由細菌還原成氮氣而釋回空氣中，繼續循環犁田田菁堆肥尿素生態平衡 當生態系發展到成熟穩定的階段，其能量與物質的輸出與輸入、生物種類的組成及各個物種的比例，均保持著相互依存，並具較長期相對穩定的情況，稱為生態平衡或自然平衡。在一個自然、穩定的生態系中，各種生物彼此間是呈現自然的動態平衡。如印度一個山谷中的老虎、水鹿及草彼此之間的互動情形。原則 環境因素的改變，能夠抑制生物的族群，使它不過度繁殖，另一方面，也可防止被完全毀滅
