生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性

1、第五章第五章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性一、生態(tài)系統(tǒng)一、生態(tài)系統(tǒng)概念概念1、概念：、概念：在一定的空間和時間內(nèi)，在一定的空間和時間內(nèi)，生物群落與無機生物群落與無機環(huán)境之間環(huán)境之間，通過不斷的能量流動和物質(zhì)循，通過不斷的能量流動和物質(zhì)循環(huán)而相互作用、相互依存的統(tǒng)一整體。環(huán)而相互作用、相互依存的統(tǒng)一整體。2、分類、分類第第1節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)的組成成分組成成分 生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)營養(yǎng)結(jié)構(gòu):_:_食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈和食物網(wǎng)1、生生態(tài)態(tài)系系統(tǒng)統(tǒng)成成分分 非生物的非生物的物質(zhì)和能量物質(zhì)和能量生物部分生物部分能量：陽光、

2、熱能等能量：陽光、熱能等生產(chǎn)者生產(chǎn)者 消費者消費者分解者分解者物質(zhì)：空氣、水、無機鹽等物質(zhì)：空氣、水、無機鹽等自養(yǎng)生物，主要指綠色植物自養(yǎng)生物，主要指綠色植物 植食性動物、肉食性動物、植食性動物、肉食性動物、雜食性動物、雜食性動物、寄生生物寄生生物主要是細(xì)菌和真菌主要是細(xì)菌和真菌生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的的組成組成 自養(yǎng)型生物自養(yǎng)型生物，主要是綠色植物光合作用光合作用藍(lán)藻等、硝化細(xì)菌動物，包括動物，包括寄生生物寄生生物直接或間接以直接或間接以植物為食植物為食營腐生生物營腐生生物，主要細(xì)菌和真菌細(xì)菌和真菌分解有機物分解有機物蚯蚓等陽光、熱能水陽光、熱能水空氣、無機鹽等空氣、無機鹽等舉例舉例特點特點生產(chǎn)者

3、生產(chǎn)者消費者消費者分解者分解者非生物的物質(zhì)非生物的物質(zhì)和能量和能量成分成分化能合成作用有人說：有人說：“植物都是生產(chǎn)者，動物都是消費植物都是生產(chǎn)者，動物都是消費者，微生物都是分解者。者，微生物都是分解者?！边@種說法有何不這種說法有何不妥？試舉例說明。妥？試舉例說明。寄生植物（如菟絲子）寄生植物（如菟絲子）消費者消費者腐食動物（如蚯蚓）腐食動物（如蚯蚓）分解者分解者自養(yǎng)微生物（如硝化細(xì)菌）自養(yǎng)微生物（如硝化細(xì)菌）生產(chǎn)者生產(chǎn)者 生產(chǎn)者生產(chǎn)者 消費者消費者 分解者分解者攝食攝食非生物的物質(zhì)和能量非生物的物質(zhì)和能量光合作用、化光合作用、化能合成作用能合成作用呼吸呼吸(主要成分、基石主要成分、基石)呼吸

4、呼吸分解作用分解作用呼吸呼吸分解作用分解作用生產(chǎn)者生產(chǎn)者初初 級級 消消費者費者次次 級級 消費者消費者三三 級級 消費者消費者 第第 一一營養(yǎng)級營養(yǎng)級 第第 二二營養(yǎng)級營養(yǎng)級 第三第三營養(yǎng)級營養(yǎng)級 第四第四營養(yǎng)級營養(yǎng)級營養(yǎng)級營養(yǎng)級：各種生物在食物鏈中所處的環(huán)節(jié)。：各種生物在食物鏈中所處的環(huán)節(jié)。食物鏈?zhǔn)澄镦湷煞殖煞譅I養(yǎng)級營養(yǎng)級植物植物 蟬蟬 螳螂螳螂 黃雀黃雀 2、食物鏈和食物網(wǎng)、食物鏈和食物網(wǎng)食物網(wǎng)食物網(wǎng)：在一個生態(tài)系統(tǒng)中，許多食物鏈彼此相互在一個生態(tài)系統(tǒng)中，許多食物鏈彼此相互交錯連接的復(fù)雜的營養(yǎng)關(guān)系。交錯連接的復(fù)雜的營養(yǎng)關(guān)系。 地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所需要的能量地球上幾乎所有的生態(tài)系統(tǒng)所

5、需要的能量都來自太陽。都來自太陽。 進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)中生物體的能量是生產(chǎn)者光進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)中生物體的能量是生產(chǎn)者光合作用吸收的能量。這些能量固定到生產(chǎn)者所合作用吸收的能量。這些能量固定到生產(chǎn)者所制造的有機物中。制造的有機物中。 進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)中的太陽能約占太陽向地球進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)中的太陽能約占太陽向地球輸送能量的輸送能量的1%。 第第2節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動生態(tài)系統(tǒng)的能量流動一一.能量流動的過程能量流動的過程一一.能量流動的過程能量流動的過程 輸入第一營養(yǎng)級的能量轉(zhuǎn)移方向：輸入第一營養(yǎng)級的能量轉(zhuǎn)移方向：（1）呼吸作用中熱能散失）呼吸作用中熱能散失（2）流向下一營養(yǎng)級）流向下一營養(yǎng)級（3）流向分解者的能

6、量）流向分解者的能量“ “攝入攝入”和和“同化同化”如何理解如何理解二二.能量流動的特點能量流動的特點二二.能量流動的特點能量流動的特點：從生產(chǎn)者初級消費者次級消費者三級消費者。能量流動是沿著食物鏈方向流動。食物鏈各個營養(yǎng)級的順序是不可逆的，而各個營養(yǎng)級的能量總是以呼吸散失熱能。即必須源源不斷地輸入，又不斷地散失。，一條食物鏈的營養(yǎng)級一般不會超過五個營養(yǎng)級，到了第五個營養(yǎng)級時，可利用的能量往往少到不能維持其生存的程度了。由于生態(tài)系統(tǒng)能量流量逐級遞減，其傳遞率為1020，即構(gòu)成了能量金字塔。相關(guān)計算：相關(guān)計算：1、計算兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率：、計算兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率： 兩個營養(yǎng)級

7、之間的能量傳遞效率兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率=兩個營養(yǎng)兩個營養(yǎng)級之間同化量之比級之間同化量之比2、已知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級：、已知低營養(yǎng)級求高營養(yǎng)級： 玉米為玉米為x kg，人吃玉米至多能夠增重多少，人吃玉米至多能夠增重多少kg? 至少X10% 至多X20% 能量流動的起點：從生產(chǎn)者固定太陽能開始能量流動的起點：從生產(chǎn)者固定太陽能開始 流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)的 能量流動的途徑：沿著食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)流動能量流動的途徑：沿著食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)流動能量流動能量流動 單向流動不循環(huán)單向流動不循環(huán) 能量流動的特點能量流動的特點 逐級遞減傳遞率為逐級遞減傳遞率為1020 實現(xiàn)對能量的

8、多級利用實現(xiàn)對能量的多級利用 研究的目的研究的目的 設(shè)法調(diào)整能量流動關(guān)系，設(shè)法調(diào)整能量流動關(guān)系， 使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣惺鼓芰砍掷m(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣?益的部分益的部分一一.概念概念 在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的在生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的C、H、O、N、P、S等等化學(xué)元素化學(xué)元素，不斷進(jìn)行著從無機環(huán)境到生物群落，不斷進(jìn)行著從無機環(huán)境到生物群落，又從生物群落回到無機環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生又從生物群落回到無機環(huán)境的循環(huán)過程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。也叫態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。也叫生物地球化學(xué)循環(huán)生物地球化學(xué)循環(huán)。第第3節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)大氣中的大氣中的CO2燃燃燒燒光光

9、合合作作用用呼呼吸吸作作用用植物植物動物動物攝食攝食微微生生物物的的呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用動植物的遺體和排出物動植物的遺體和排出物泥炭、煤、石油泥炭、煤、石油二二.碳循環(huán)碳循環(huán)（1 1）碳循環(huán)的形式：）碳循環(huán)的形式：（2 2）碳在自然界中的存在形式：）碳在自然界中的存在形式：（3 3）碳在生物體內(nèi)的存在形式：）碳在生物體內(nèi)的存在形式：（4 4）碳進(jìn)入生物群落的途徑：）碳進(jìn)入生物群落的途徑：（5 5）碳在生物群落之間傳遞途徑：）碳在生物群落之間傳遞途徑：（6 6）碳進(jìn)入無機環(huán)境的途徑：）碳進(jìn)入無機環(huán)境的途徑：COCO2 2；食物鏈；食物鏈；生物的呼吸作用生物的呼吸作用分解者有分解作用分

10、解者有分解作用化石燃料的燃燒化石燃料的燃燒COCO2 2和碳酸鹽；和碳酸鹽；含碳有機物；含碳有機物；光合作用和化能合成作用；光合作用和化能合成作用；如何解決如何解決“溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)” ？1、減少煤、石油等化石燃料的燃燒，提高能效。、減少煤、石油等化石燃料的燃燒，提高能效。2、開發(fā)新的潔凈能源，如核能、太陽能、風(fēng)能、水能等。、開發(fā)新的潔凈能源，如核能、太陽能、風(fēng)能、水能等。3、大面積植樹造林，降低空氣中、大面積植樹造林，降低空氣中CO2含量。含量。比較能量流動和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系比較能量流動和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系能量流動能量流動物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)特點特點范圍范圍聯(lián)系聯(lián)系能量流動和物質(zhì)循環(huán)二者相互伴

11、隨，相輔相承，能量流動和物質(zhì)循環(huán)二者相互伴隨，相輔相承，物質(zhì)為能量流動提供物質(zhì)為能量流動提供載體載體；能量為物質(zhì)循環(huán)提供；能量為物質(zhì)循環(huán)提供動力動力。單向流動，逐級遞減單向流動，逐級遞減反復(fù)利用，循環(huán)流動反復(fù)利用，循環(huán)流動食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)全球生物圈全球生物圈第第4節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞類型：物理類型：物理 化學(xué)：信息素化學(xué)：信息素 行為行為 一般將可以傳播的消息、情報、指令、數(shù)據(jù)與信號等稱作信息作用：作用：應(yīng)用：應(yīng)用：第第5節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 生態(tài)系統(tǒng)具有保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力，叫生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持源于生態(tài)系

12、統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力 主要方式是負(fù)反饋主要方式是負(fù)反饋 負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，它負(fù)反饋調(diào)節(jié)在生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，它是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。是生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)。 ：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾使：生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾使自身結(jié)構(gòu)功能維持原狀的能力。自身結(jié)構(gòu)功能維持原狀的能力。來源：、生物的種類、數(shù)量多，一定外來來源：、生物的種類、數(shù)量多，一定外來干擾造成的變化占總量的比例小。干擾造成的變化占總量的比例小。 、能量流動與物質(zhì)循環(huán)的途徑多，、能量流動與物質(zhì)循環(huán)的途徑多，一條途徑中斷后還有其他途徑來代替。一條途徑中斷后還有其他途徑來代替。 、生物代謝旺盛，能通過代謝消除、生物代謝旺盛，能通

13、過代謝消除各種干擾造成的不利影響。各種干擾造成的不利影響。抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)特征：抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)特征：、各營養(yǎng)級的生物種類多，食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。、各營養(yǎng)級的生物種類多，食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。、各營養(yǎng)級的生物數(shù)量多，占有的能量多。、各營養(yǎng)級的生物數(shù)量多，占有的能量多?；謴?fù)力穩(wěn)定性恢復(fù)力穩(wěn)定性 ：生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾使：生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾使自身結(jié)構(gòu)功能破壞后恢復(fù)原狀的能力。自身結(jié)構(gòu)功能破壞后恢復(fù)原狀的能力。來源：、生物繁殖的速度快，產(chǎn)生后代多，能來源：、生物繁殖的速度快，產(chǎn)生后代多，能迅速恢復(fù)原有的數(shù)量。迅速恢復(fù)原有的數(shù)量。 、物種變異能力強，能迅速出現(xiàn)適應(yīng)新、物

14、種變異能力強，能迅速出現(xiàn)適應(yīng)新環(huán)境的新類型。環(huán)境的新類型。、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，生物受到的制約小。、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，生物受到的制約小?；謴?fù)力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)特征：恢復(fù)力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)特征：、生物種類較少，物種擴張受到的制約小。、生物種類較少，物種擴張受到的制約小。、各營養(yǎng)級的生物個體小，數(shù)量多，繁殖快。、各營養(yǎng)級的生物個體小，數(shù)量多，繁殖快。、各營養(yǎng)級生物能以休眠方式渡過不利時期、各營養(yǎng)級生物能以休眠方式渡過不利時期或產(chǎn)生適應(yīng)新環(huán)境的新類型。或產(chǎn)生適應(yīng)新環(huán)境的新類型。對一個生態(tài)系統(tǒng)來說，抵抗力穩(wěn)定性與恢對一個生態(tài)系統(tǒng)來說，抵抗力穩(wěn)定性與恢復(fù)力穩(wěn)定性存在相反關(guān)系。復(fù)力穩(wěn)定性存在相反關(guān)系。抵

15、抗力抵抗力穩(wěn)定性穩(wěn)定性恢復(fù)力恢復(fù)力穩(wěn)定性穩(wěn)定性穩(wěn)穩(wěn)定定性性生物量、生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜程度等生物量、生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜程度等抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)，遭到低等程抵抗力穩(wěn)定性高的生態(tài)系統(tǒng)，遭到低等程度的破壞，恢復(fù)力穩(wěn)定性高；遭到嚴(yán)重程度的破壞，恢復(fù)力穩(wěn)定性高；遭到嚴(yán)重程度的破壞，恢復(fù)力穩(wěn)定性差。度的破壞，恢復(fù)力穩(wěn)定性差。抵抗力穩(wěn)定性低的生態(tài)系統(tǒng)，遭到低等抵抗力穩(wěn)定性低的生態(tài)系統(tǒng)，遭到低等程度的破壞，恢復(fù)力穩(wěn)定性相對低；遭程度的破壞，恢復(fù)力穩(wěn)定性相對低；遭到嚴(yán)重程度的破壞，恢復(fù)力穩(wěn)定性高。到嚴(yán)重程度的破壞，恢復(fù)力穩(wěn)定性高。提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性保持與提高生物的數(shù)量，保護生物的保持與提高生物的數(shù)

16、量，保護生物的多樣性，提高生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性。多樣性，提高生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性。保護草本、苔蘚、地衣等耐性強，繁保護草本、苔蘚、地衣等耐性強，繁殖快的小植物和各種小型動物，提高生態(tài)殖快的小植物和各種小型動物，提高生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性。系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性。保護和建設(shè)多種不同類型的局部生態(tài)保護和建設(shè)多種不同類型的局部生態(tài)系統(tǒng)，形成互補生態(tài)。提高生態(tài)系統(tǒng)的綜系統(tǒng)，形成互補生態(tài)。提高生態(tài)系統(tǒng)的綜合穩(wěn)定性。合穩(wěn)定性。第六章第六章 生態(tài)環(huán)境的保護生態(tài)環(huán)境的保護第第1節(jié)節(jié) 人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響我國人口的現(xiàn)狀與前景我國人口的現(xiàn)狀與前景人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響人口增長對生態(tài)環(huán)境的影響第第2節(jié)節(jié) 保護我們共同的家園保護我們共同的家園全球生態(tài)環(huán)境問題全球生態(tài)環(huán)境問題 生物多樣性（生物多樣性（BioctiversityBioctiversity）是生物及）是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和。它包括數(shù)以關(guān)的各種生態(tài)過程的總和。它包括數(shù)以百萬種的動物、植物、微生物和它們所百萬種的動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以