生態系

生物獲得有機養分的方式

• 自營生物（生產者）

　無機物 　　　 有機物

• 異營生物（消費者、分解者）

　　由外界攝入有機物

　　

能量

生產者（自營生物）

　　　　　　無機物 　　　 有機物

　　　　　ＣＯ２　　　　　Ｃ６Ｈ１２Ｏ６

　　　　　　　 ＣＯ２　　　　　Ｃ６Ｈ１２Ｏ６

　　

　　　　　　　

能量

太陽能

氧化

無機物

釋能

光合

自營生物

化學

自營生物

植物

藻類

藍綠菌

硝化菌

硫化菌

化學自營生物

• 硝化菌

　 NH4+ → NO2

- + ATP

NO2

- → NO3- + ATP

• 硫化菌

　 H2S → SO2 + ATP

ＣＯ２

Ｃ６Ｈ１２Ｏ６

亞硝化菌

硝化菌

硫化菌

消費者（異營生物）• 以攝食維生

• 依食性可區分為：

1. 草食性：草食性昆蟲、兔、牛、羊等。

2. 肉食性：獅、虎、鷹等。

3. 雜食性：同時可以動物或植物為食，如蟑螂、人類等。

• 腐食性：以動植物死後屍體碎片為食，如蚯蚓、馬陸等

※ 清除者：清除者≠分解者

清除者屬於消費者，指以動、植物的遺體為食的生物

　　 ( 腐食性 ) ，如禿鷹、蚯蚓、馬陸、招潮蟹

　　大分子有機物→小分子有機物（ｘ將物質釋回環境）

消費者

• 動物• 食性特殊的動物→清除

者• 寄主植物（生產者）　＆菟絲子（消費者）• 豆科植物（生產者）　＆根瘤菌（消費者）• 地衣＝藻類（生產者

）　　　　　　＋　　　　　真菌（消費者

）

清除者

紅胸

埋葬蟲

提外話

• 用筷子抓蒼蠅其實不難• 只要你準備吹風機！

　　　　　ＧＯ　　抓蒼蠅

分解者（異營生物）

• 腐生腐生：分泌酵素到體外，分解動物的排泄物、排遺物或生物遺體，並吸收其養分而維生

　

　有機物→無機物（ O 將物質釋回環境）

• 如腐生細菌、真菌

從大自然取材，生產者能產生養分

消費者吃掉生產者

清除者解決生產者與消費者的排遺或屍骸

分解者再把剩下的東西通通處理掉，還給大自然

能量流轉

傳遞特色• 單向

• 不能循環

食物鏈

能量常藉由吃 與 被吃 的關係，在生命世界（有機體）中傳遞。

食物網

食物網愈複雜，生態系的穩定性愈高。

能量的流轉• 生產者藉將能量用以合成有機養分，

而生產者利用這些養分以產生能量。• 生物所需的能量在各營養階層中層層轉移，

依單方向進行，不能循環利用。單方向進行，不能循環利用。• 能量轉變的過程中，

有一部分能量會形成熱能而消失一部分能量會形成熱能而消失。

10% 定律

• 能量在各生物間的轉移過程中，大部分的能量會以熱能的形式散失，大約僅存能量的僅存能量的 10%10% 傳遞給另一階層的生傳遞給另一階層的生物物

• 食物鏈愈短，其所消耗的能量愈少，可利用的能量則愈大

• 食物鏈不可能無限制延長，大多維持四或五個營養階層 10000 KJ

1000 KJ

100 KJ

10 KJ

• 一塊農地可種植一定量的農作物，若直接以農作物作為主要食物來源ＯＲ將農作物飼養雞、豬等動物，再以這些動物作為主要食物來源；以能量塔概念，何種方式可養活較多的人？

吃葷還是吃素？

•能量塔的觀念•環保減碳

• 2008年 9月 IPCC 主席 Rajendra Pachauri 指出：

『以少吃肉來縮小畜牧業的規模，是減少溫室氣體排放最有效的方法。 』

畜牧業所造成的影響• 聯合國糧農組織 (FAQ) 在 2006年 11月份發表一份『牲畜的巨大陰影』報告中指出，牲畜所產生的溫室氣體已經超越汽車所排放之溫室氣體量了。

• CO2 排放量來計算，牲畜比汽車排放多18% 。

• 牲畜排放大量甲烷。• 蓄養過程所耗費的林地、水、穀物等資源量驚人。

生態塔

• 能量塔• 數塔

• 生物量塔

能量塔

數塔

一棵樹

1000隻寄生蟲

生物量塔

浮游植物

浮游動物

物質循環

• 雙向• 可循環

（物質不滅定律）

• 生物體內的物質 &元素的傳遞

生產者與分解者是連接生命世界 (有機物 )

與非生命世界 (無機物 ) 的橋樑。

• 無機物　→　有機物　→　有機物生產者 消費者

分解者

分解者

碳循環

• 在自然界中碳常伴隨著氫與氧元素一同循環，因此碳的循環過程又稱為碳氫氧循環。

• 碳主要來自大氣中的二氧化碳及土壤中的碳酸鹽類。

碳循環碳循環過程包括：

(1) 光合作用

(2) 吸吸作用

(3) 分解作用

(4)燃燒作用

(5) 地質作用

氮循環（重要多了！）• 大部分生物無法直接利用空氣中的 N2 ，

　需倚賴微生物行固氮作用取得氮源。

• 固氮作用 : N2 → NH3 ，固氮菌、根瘤菌、藍綠菌

• 硝化作用 : NH4+ 　　 → 　　 NO2

- 　　→ 　NO3

-

　　 亞硝化菌 　　 　　硝化菌

• 脫氮作用 : NO3- → N2 ，去硝化菌 (厭氧菌 )

• 氨化作用 : 動植物含氮有機物 → NH3 ，分解者

※ 除去硝化菌為厭氧菌外 ，其他與氮循環有關的微生物為好氧菌。

Ｎ２

ＮＨ３ ＮＨ４＋ ＮＯ２

－ ＮＯ３－

植物

動物

屍體＆排泄物

溶於水

（１）固氮作用

（２）硝化作用

（３）氨化作用

（４）脫氮作用ｏｒ去硝化作用藍綠菌

根瘤菌

固氮菌

亞硝化菌 硝化菌

脫氮菌（厭氧）

腐生細菌

（５）閃電

土壤缺氧會發生什麼事？

土壤缺氧會發生什麼事？

• ＮＯ３－含量決定土壤的肥沃程度

缺氧• 不利硝化　作用→無法增加土壤ＮＯ３

－的含量

• 利　去硝化作用→使土壤ＮＯ３－含量減

少 『賠了夫人又折兵』

土壤中的 O2含量對於植物的重要性

• 植物的根吸收水分 (滲透 , 被動運輸 , 不耗能 )

　間接依賴有氧呼吸。根

主動運輸（耗能）

有氧呼吸產生較多的 ATP

營養鹽造成根內滲透壓上升

水滲透水由滲透壓小往滲透壓大的方向移動

植物的根吸水的策略其實就是俗話說的

『一兼二顧，摸蜊仔兼洗褲』

耗能利用主動運輸土壤中的無機鹽類，也順便建立了滲透壓梯度，

讓水自然而然順著梯度進入根。

PS

• 如果我是植物，我一定很討厭缺氧環境–害我無法進行有氧呼吸（ 36 ATP ），只好加減進行無氧呼吸（ 2 ATP ）獲得少量的能量以供無機鹽類的主動運輸，再間接助吸水。

–害我討厭的脫氮菌，把我可以吸收的無機營養鹽又變成『看有呷嘸』的氮氣！

生態平衡

• 生態系的組成愈複雜，生物多樣性愈高，自我調節能力愈強，遭受干擾後的恢復能力愈強。

• 生態系如果受到人為或天然的衝擊過大，而超出該生態系的容忍極限時，生態系就可能失去平衡。

生態平衡

• 穩定平衡的生態系中，群集的物種組成、物質和能量的輸出和輸入，皆達成一種相

對穩定的狀態。

• 生態平衡為一種動態的平衡。

• 生態系有自我調節能力。

食性關係單純＆物種結構簡單的生態系

自我調節能力差，易失衡

ＥＸ：寒原生態系（生物種類少）