第九章生态系统与生态保护第一节生态系统概述-生态系统的基本概念（课件）《环境学基础》教学同步（化学工业出版社）

第九章生态系统与生态保护 第一节生态系统概述 生态系统的基本概念 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 从人类的角度理解，生态系统包括人类本身和人类的生命支持系统——大气、水、生物、土壤和岩石，这些要素也在相互作用构成一个整体，即人类的自然环境。除了上述自然生态系统以外，还存在许多人工生态系统。 3 从人类的角度理解，生态系统包括人类本身和人类的生命支持系统——大气、水、生物、土壤和岩石，这些要素也在相互作用构成一个整体，即人类的自然环境。除了上述自然生态系统以外，还存在许多人工生态系统，例如，农田、果园等以及宇宙飞船和用于生态学试验的各种封闭的微宇宙（亦称微生态系统，例如美国的生物圈一号） 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 4 ①具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能。生态系统内能量的流动通常是单向的，不可逆转。但物质的流动是循环式的。信息传递包括物信息、化学信息、营养信息和行为信息，构成一个复杂的信息网。 ③具有自我调节的能力。生态系统受到外力的胁迫或破坏，在一定范围内可以自行调节和恢复。系统内物种数目越多，结构越复杂，则自我调节能力越强。 ③是一种动态系统。任何生态系统都有其发生和发展的过程，经历着由简单到复杂，从幼年到成熟的过程。 一、生态系统的组成、结构和类型 陆地生态系统 湿地生态系统： 水域生态系统 森林生态系统 草地生态系统 荒漠生态系统 苔原生态系统 海洋生态系统 淡水生态系统 陆地和水域的过渡类型 热带雨林生态系统 常绿阔叶林生态系统 ……… 针叶林生态系统 草甸草原生态系统 典型草原生态系统 荒漠草原生态系统 生态系统的类型 自然生态系统 人工生态系统：如城市生态系统，农田生态系统 各种生物之间存在着取食和被取食的关系，这就是食物链。通过这种关系，能量在生态系统内传递。 自然界中实际存在的取食关系要复杂得多。许多食物链经常互相交叉，形成一张无形的网络，把许多生物包括在内，这种复杂的捕食关系就是食物网。 二、食物链和食物网 8 生态系统中生物种类繁多，一种生物往往有多种食物对象，同一种生物也可被多种摄食，因此一种生物不可能固定在一条食物链上。食物网更能真实地反映生态系统内各种生物有机体之间的营养位置和相互关系。 营养级和生态金字塔 四、生态系统的功能 （一）能量流动 12 摄食是一种形式的化学能转化为另一种形式化学能的过程。 　 植物光合作用形成的有机物质和能量，一部分呼吸消耗，剩余提供给下一营养级。植食性动物利用一部分净初级产量，利用的部分（摄食量）有一些不能被同化排出体外。被同化吸收的量又有相当一部分用于机体的生命活动，转变成热能而散失，还有一部分以代谢废物（如尿液）的形式排出。其余的才是转化为植食性动物的繁殖与生长，也就是能够提供给下一营养级利用的能量。 　　生态系统中的能量流动与转化服从热力学定律 。 （二）物质循环 植物在光合作用过程中同时吸收各种养分，主要是无机物质（如NO3等），转变为生物体中各种有机物质（如碳水化合物、蛋白质、核酸等）。它们通过绿色植物吸收进入食物链，并在各营养级之间传递、转化，当生物死亡后，机体内各种有机物质被微生物分解成为无机物释回环境中，然后再一次被植物吸收利用，重新进入食物链，参加生态系统的物质再循环。 1、碳循环 2、氮循环 3、硫循环 4、磷循环 人对自然磷循环的干扰 磷肥和洗涤剂 养殖厂排水和城市污水 （三）信息传递 1、物理信息 2、化学信息 3、营养信息 4、行为信息 物理信息 物理信息由声、光和颜色等构成。例如，动物的叫声可以传递惊慌、警告、安全和求偶等信息；某些光和颜色可以向昆虫和鱼类提供食物信息。 2．化学信息 化学信息由生物代谢作用产物（尤其是分泌物）组成的化学物质。同种动物间释放的化学物质能传递求偶、行踪和划定活动范围等信息。 3．营养信息 营养信息由食物和养分构成。通过营养交换的形式，可以将信息从一个种群传递给另一个种群。食物网和食物链就是一个营养信息系统 4．行为信息 无论是同一种群还是不同种群，它们的个体之间都存在行为信息的表现。不同的行为动作传递不同的信息。 24 例如，某些动物以飞行姿势和舞蹈动作传递觅食和求偶信息，以鸣叫和动作传递警戒信息等。 五、生态平衡 生态平衡（ecological balance）是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间、生物各个种群之间，通过能量流动、物质循环和信息传递，使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态。也就是说当生态系统处于平衡状态时，系统内各组成成分之间保持一定的比例关系，能量、物质的输入与输出在较长时间内趋于相等，结构和功能处于相对稳定状态，在受到外来干扰时，能通过自我调节