第三章生物與環(huán)境課件

第三節(jié)生態(tài)系第三節(jié)生態(tài)系1生態(tài)系一個(gè)地區(qū)的群集（生物因子）環(huán)境（非生物因子）生態(tài)系一個(gè)地區(qū)的群集（生物因子）2生物因子生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者生物因子生產(chǎn)者3非生物因子環(huán)境中的各種理化因素及介質(zhì)，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。非生物因子環(huán)境中的各種理化因素及介質(zhì)，例如：太陽輻射能、水、4例子一個(gè)池塘、一個(gè)湖泊、一大片森林，均可為一個(gè)自然生態(tài)系，而一個(gè)水族箱則可算是一個(gè)人為生態(tài)系。例子一個(gè)池塘、一個(gè)湖泊、一大片森林，均可為一個(gè)自然生態(tài)系，而5動態(tài)平衡生態(tài)系不論大小、結(jié)構(gòu)簡單或複雜，生活於其中的生物與環(huán)境間，若需持續(xù)生存則必須保持著動態(tài)的穩(wěn)定。動態(tài)平衡生態(tài)系不論大小、結(jié)構(gòu)簡單或複雜，生活於其中的生物與環(huán)6非生物因子太陽輻射能水大氣土壤溫度非生物因子太陽輻射能7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。太陽輻射能地球上絕大部分的能量都直接或間接來自太陽輻射能。8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光部分可見光被綠色植物的葉綠素所吸收，經(jīng)由光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，儲存在醣類等有機(jī)物中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9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(xì)長軟弱，葉發(fā)育不良。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10陽光照射量影響藻類的分布例如：陽光透過海水時(shí)，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。陽光照射量影響藻類的分布11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(dǎo)致乾旱水陸地上的水都是來自雨水12陸生的動、植物為了防止水分的散失，各發(fā)展有特殊的構(gòu)造例如：植物葉表面有角質(zhì)層爬蟲類動物身體均有防止水分散失的構(gòu)造例如：鱗片和龜甲等。

陸生的動、植物為了防止水分的散失，各發(fā)展有特殊的構(gòu)造13大氣大氣好似巨大的倉庫，儲存著許多生物所需要的氣體，如：二氧化碳、氧氣和氮?dú)獾榷趸迹褐参锕夂献饔盟柩酰汗┥锏暮粑饔玫獨(dú)猓喝舾晌⑸锬軐⒋髿庵械牡獨(dú)廪D(zhuǎn)變成含氮化合物，以供植物吸收利用

大氣大氣好似巨大的倉庫，儲存著許多生物所需要的氣體，14大氣流動大氣受熱的作用而流動，形成風(fēng)風(fēng)可使大氣中的成分均勻混合，並可促進(jìn)地面水分的蒸發(fā)及植物水分的蒸散大氣流動大氣受熱的作用而流動，形成風(fēng)15土壤土壤由土粒與腐植質(zhì)混合而成。腐植質(zhì)：動、植物的遺體經(jīng)微生物的分解而形成。土壤：含有水分、空氣、礦物質(zhì)和微生物，是供給植物生長與動物棲息的場所。土壤土壤由土粒與腐植質(zhì)混合而成。16土壤中物質(zhì)空氣：可供植物的根行呼吸作用水分與礦物質(zhì)：被根吸收，供給植物的生長與發(fā)育。微生物：包括細(xì)菌和真菌，能分解有機(jī)物以促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)。土壤中物質(zhì)空氣：可供植物的根行呼吸作用17溫度自然環(huán)境中的固體、氣體和液體都能吸收太陽輻射能增加溫度。大多數(shù)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(fā)現(xiàn)其種類有很大差異溫度自然環(huán)境中的固體、氣體和液體都能吸收太陽輻射能增加溫度。18生物因子生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者生物因子生產(chǎn)者19生產(chǎn)者能自行將無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物的生物，稱為自營性（autotrophic）生物，自營性生物在生態(tài)系中扮演生產(chǎn)者的角色。生產(chǎn)者能自行將無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物的生物，稱為自營性（aut20小常識自營性生物：光合自營化學(xué)自營小常識自營性生物：21光合自營定義：直接利用太陽輻射能進(jìn)行光合作用，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓衔锢纾壕G色植物、藻類及光合細(xì)菌等。光合自營定義：直接利用太陽輻射能進(jìn)行光合作用，將二氧化碳和水22化學(xué)自營定義：利用化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量，將無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物例如：化學(xué)合成細(xì)菌。化學(xué)自營定義：利用化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量，將無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物23異營性生物（heterotrophic）定義：直接以攝取外界有機(jī)物為食的生物角色：扮演消費(fèi)者或分解者異營性生物（heterotrophic）定義：直接以攝取外界24消費(fèi)者需要攝食他種生物以獲得生活上所需的能量和物質(zhì)者消費(fèi)者需要攝食他種生物以獲得生活上所需的能量和物質(zhì)者25消費(fèi)者初級消費(fèi)者：直接以生產(chǎn)者為食物例如：牛、羊、山羌和松鼠等草食性動物二級消費(fèi)者：以初級消費(fèi)者為食物以此類推，以二級消費(fèi)者為食物的稱為三級消費(fèi)者。消費(fèi)者初級消費(fèi)者：直接以生產(chǎn)者為食物26食性區(qū)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，也吃動物食性區(qū)分草食性動物：以植物為食27清除者以動物或植物的屍體為食例如：招潮蟹、蝦、馬陸和禿鷹等清除者以動物或植物的屍體為食28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(jī)物分解為無機(jī)物的生物例如：腐生細(xì)菌和真菌等分解者定義：能分泌酵素到體外，分解動物的排泄物或動、植物的殘29食物鏈在自然環(huán)境中，生物間最常見的關(guān)係為食性關(guān)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→櫻花鉤吻鮭→黃魚梟食物鏈在自然環(huán)境中，生物間最常見的關(guān)係為食性關(guān)係，以「掠食者30食物網(wǎng)由多條食物鏈又可形成一個(gè)較複雜的網(wǎng)狀食性關(guān)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食物網(wǎng)由多條食物鏈又可形成一個(gè)較複雜的網(wǎng)狀食性關(guān)係稻田中常見31能量的流轉(zhuǎn)能量在各生物間的轉(zhuǎn)換效率並不高

能量的流轉(zhuǎn)能量在各生物間的轉(zhuǎn)換效率並不高32十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(zhuǎn)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(jìng)得約1仟卡的能量於體中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(zhuǎn)換33第三章生物與環(huán)境課件34能量塔能量在不同營養(yǎng)階層中轉(zhuǎn)換時(shí)，會有層層耗損的現(xiàn)象能量塔：一個(gè)自然環(huán)境中為維持各階層生物的穩(wěn)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(gè)金字塔狀的能量關(guān)係能量塔能量在不同營養(yǎng)階層中轉(zhuǎn)換時(shí)，會有層層耗損的現(xiàn)象35第三章生物與環(huán)境課件36以能量塔的觀點(diǎn)來看：經(jīng)過的營養(yǎng)階層愈多，所損耗的總能量也愈多，對環(huán)境資源的利用上較不經(jīng)濟(jì)如：一塊農(nóng)地生產(chǎn)者→草食性動物→人口生產(chǎn)者→人口以能量塔的觀點(diǎn)來看：生產(chǎn)者→草食性動物→人口37第三章生物與環(huán)境課件38生態(tài)塔生態(tài)系各營養(yǎng)階層的關(guān)係塔底為生產(chǎn)者塔頂為最高階消費(fèi)者其間為各階層的消費(fèi)者生態(tài)塔生態(tài)系各營養(yǎng)階層的關(guān)係39生態(tài)塔數(shù)塔依：各層之個(gè)體數(shù)為計(jì)量單位者生物量塔：依生物質(zhì)量為計(jì)量單位者能量塔：依能量為計(jì)量單位者生態(tài)塔數(shù)塔依：各層之個(gè)體數(shù)為計(jì)量單位者40物質(zhì)的循環(huán)構(gòu)成生物體的物質(zhì)主要是由碳、氫、氧、氮、硫、磷、鉀、鈉、鎂和鐵等元素組成。物質(zhì)的循環(huán)構(gòu)成生物體的物質(zhì)主要是由碳、氫、氧、氮、41元素循環(huán)生物體可由自然環(huán)境中取得這些元素以合成體質(zhì)，而在物質(zhì)燃燒、生物進(jìn)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(huán)境，而形成元素的循環(huán)。元素循環(huán)生物體可由自然環(huán)境中取得這些元素以合成體質(zhì)，42碳循環(huán)碳元素是生物體內(nèi)醣類、脂肪、蛋白質(zhì)和核酸等有機(jī)物的主要成分，它可經(jīng)由光合作用轉(zhuǎn)化成植物體內(nèi)的碳水化合物，經(jīng)動物的攝食，這些物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)。碳循環(huán)碳元素是生物體內(nèi)醣類、脂肪、蛋白質(zhì)和核酸等有機(jī)43這些生物體內(nèi)的碳元素會經(jīng)生物的呼吸作用與細(xì)菌和真菌的分解，又釋回自然環(huán)境中。這些生物體內(nèi)的碳元素會經(jīng)生物的呼吸作用與細(xì)菌和真菌的分解，又44物質(zhì)的燃燒也會影響到自然環(huán)境中二氧化碳的含量。物質(zhì)的燃燒也會影響到自然環(huán)境中二氧化碳的含量。45第三章生物與環(huán)境課件46氮循環(huán)氮是生物體蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)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?dú)鉃榈吹h(huán)氮是生物體蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)物的主要元素之一47固氮作用唯固氮菌（如根瘤菌）及有些藍(lán)綠藻卻可藉「固氮作用」在體內(nèi)把空氣中的氮轉(zhuǎn)換成氨（NH3），氨再轉(zhuǎn)變成胺基酸及蛋白質(zhì)固氮作用唯固氮菌（如根瘤菌）及有些藍(lán)綠藻卻可藉「固氮作用」在48自然固氮空氣中的氮，也可經(jīng)由閃電及雨水變成硝酸（NO3－）進(jìn)入土壤，而被植物根部所吸收，並經(jīng)由同化作用轉(zhuǎn)變成胺基酸及蛋白質(zhì)。自然固氮空氣中的氮，也可經(jīng)由閃電及雨水變成硝酸（NO3－）進(jìn)49人為固氮空氣中的氮?dú)庖部山?jīng)由人為化學(xué)方法製成尿素和硝酸鹽等肥料，提供植物吸收利用。人為固氮空氣中的氮?dú)庖部山?jīng)由人為化學(xué)方法製成尿素和硝酸鹽等肥50植物被動物攝食後，變成動物體內(nèi)的胺基酸和蛋白質(zhì)。植物被動物攝食後，變成動物體內(nèi)的胺基酸和蛋白質(zhì)。51動物排泄物、排遺物、生物遺體中的胺基酸、蛋白質(zhì)經(jīng)由細(xì)菌或真菌的氧化分解轉(zhuǎn)變成氨。動物排泄物、排遺物、生物遺體中的胺基酸、蛋白質(zhì)經(jīng)由細(xì)菌或真菌52有些氨揮發(fā)進(jìn)入大氣中，但也可能經(jīng)土壤中細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}而被植物所吸收利用唯於缺氧情況下，硝酸鹽也可經(jīng)由細(xì)菌還原成氮?dú)舛尰乜諝庵?，繼續(xù)循環(huán)有些氨揮發(fā)進(jìn)入大氣中，但也可能經(jīng)土壤中細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}而被植53犁田田菁堆肥尿素犁田田菁堆肥尿素54第三章生物與環(huán)境課件55生態(tài)平衡當(dāng)生態(tài)系發(fā)展到成熟穩(wěn)定的階段，其能量與物質(zhì)的輸出與輸入、生物種類的組成及各個(gè)物種的比例，均保持著相互依存，並具較長期相對穩(wěn)定的情況，稱為生態(tài)平衡或自然