（１） 生態系を構成する生物と群集

生物圏　⇒地球のごく表面　　　（biosphere 1875　E,Suess）

　大気圏　混合層約15km→ここで生活史を全うする生物は知られていない

　地圏　地表から地中数10ｍ

　水圏(湖・川・海・地下水)　水深最大1万m

太陽→光合成に依存する生態系

化学合成→H2、H2S、CH4…などを利用　　地殻生物、多くは地殻、火山、熱水

生態系(ecosystem 1935 A.G.Tausley)

森林生態系…熱帯雨林生態系、照葉樹林生態系など

草地生態系

湖生態系

海洋生態系…サンゴ礁生態系、藻場生態系

群集Community←生態系―(非生物的)環境

集団population←単一種の集まり

個体individual

水…H2O単一無機化合物、浮力が働く　１g/ml　(海−1.8℃)淡水０℃〜約35℃

陸上…−60〜＋60℃までの気温変化

生物

光合成、化学合成を行えるもの＝独立栄養生物　栄養塩類(肥料)→有機物

　　　　　　　　　　　　　　　　　↑↓

　　　　　　　　　　　　　　　従属栄養生物　有機物→栄養塩類

生物多様性

１．種

植物・動物二界説⇒五界説（植物界・菌界・モネラ界・原生生物界・動物界）

既知の種類　約150万種

２．大きさ

0.1um〜100ｍ 10の９乗の開き

小が大に食べられる

(２)生態系のエネルギー獲得(一次生産)

資源

１．エネルギー→１.光エネルギー―光合成

　　　　　　　　２.化学エネルギー(物質の酸化で発生)―化学合成

　　　　　　　　　　　　　　　　　還元物質(H２、H２S、CH４…)

２．物質→生元素、30〜40種類の元素、軽い元素

　　　　　多量元素Ｈ，Ｃ，O　　微量元素Cl，Fe,Mn

制御

１．温度　２．圧力　３．ｐｈ

光 　可視光線　赤外線

快晴　50％　　　50％

曇天　100％

光合成色素…クロロフィル、カロチノイド、フィコビリンなど

光合成有効色素≒可視光線

光・光合成曲線…非線形反応

�@ 立ち上がり勾配　光合成光利用率

�A 最大光合成速度Pmax　最適光強度Iopt

�B 強光阻害

�C 光補償点

光合成速度Pg−呼吸R＝純光合成速度Pn

陸上の生態系に入った光をコントロールするのが植物

水域では、水、溶存物質、懸濁物質、植物

(3)生態系内でのエネルギーの使用

同化(作用)…簡単な無機物から複雑な有機物を作る

　　　　　　吸エルゴー反応(エネルギーが必要)

異化(作用)…有機物の分解(酸化・燃焼)

　　　　　　発エルゴー反応(エネルギーを放出)

一次生産者　食う―食われる関係

食物連鎖→実際は食物網

　生食食物連鎖

　腐食食物連鎖→植物遺体　枯葉・枯枝(≒リター)

エルトル　エルトルのピラミッド(群集ピラミッド・生態ピラミッド)

　　　　　栄養段階による区別

生物量(個体数)　生産量(寿命)

リンデマン　Linndeman.R.L 1942

生物多様性

同化効率　　　　　　　　　　　　　

昆虫食75％　肉食90％　種子食80％　草食30〜40％　植物プランクトン50〜90％

純生産効率

変温動物45％　定温動物3％　　　　　　　　　　　　　　

捕食者生産量＝純生産量

食物連鎖効率(＝生態効率、リンデマン比)

(4)生態系の物質循環とエネルギーの流れ

生物が生きていくためには資源が必要

　　　　　　　　　　　１.エネルギー…生態系の外から入ってきて流れて出ていくもの

２.物質…有限。生態系の中で循環

生食食物連鎖　生産者→消費者

腐食食物連鎖　生産者→還元者→消費者

気体型C(CO2,CO)，N(N2),H(H2O,H2),O(O2,O3)

非気体型Ｐ,K,Ca,Si,Mg,Al,Fe,Mn

生物ポンプ…生物の働きによって、生態系内に炭素を循環させること

化学ポンプ…温度によって、炭素を循環させる

窒素→窒素固定→植物→硝化(化学合成)

生態系内で窒素を循環させる主な物質は消費者の死体

(５)地球上における生物群集

生物群集≒植物群系

　　　　　　群系…気温、降水量によって異なる。湿度が高いところでは温度も高い。

　　　　　　　　　地球上で圧倒的に多いのは砂漠(40％位)

日本　札幌　年平均９℃、降水量1127ｍｍ　釧路　5.6℃、1045ｍｍ　

東京　16.8℃、1466ｍｍ　那覇　23.0℃、2036ｍｍ　尾鷲　3922ｍｍ

日本列島　平地…森林(針葉・夏緑・照葉・亜熱帯)

降水量　多　　　　　　少

　　　　森林→草原→砂漠

南北1000km―10℃変化　上下1000m―6℃変化

遷移…群落の時間的発達過程、一定方向で不可逆的

　地史的遷移…地球、生物を含めた、超長時間

　生態遷移…生物中心、長時間

ex. 火山(溶岩台地)、大規模地すべり、砂丘、氷河の崩れた後

　　　⇒生物の痕跡(種子、根)なし、土壌なし、一次遷移

　　山火事の跡、放棄された集落、放棄農地

　　　⇒生物の痕跡あり、土壌あり、二次遷移

これ以上変化しない群系＝極相

・ 森林の高さが高い　・階層化の発達　・優先種の稚樹が林床に存在

一次遷移…土をつくるので長時間かかる。1000年単位

二次遷移…土があるため短時間。100年単位。