环境保护与可持续发展－生态系统

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1、第二章：生态系统生态系统基本概念与功能生态平衡生态工程第一节生态系统的基本概念人们把生物群落与其周围非生物环境的综合体称为生态系统（Ecosystem），也即指一定空间内由生物成分和非生物成分组成的一个生态学功能单位。保持系统各组成成分稳定能量和物质的输入输出在较长时间内趋于相等结构和功能处于相对稳定一、生态系统的共同特性具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能能量流动通常是单向的，不可逆转；物质的流动是循环式的；信息传递包括物理信息、化学信息、营养信息和行为信息，构成一个复杂的信息网。具有自我调节能力系统内物种数目越多，结构越复杂

2、，自我调节能力越强。是一种动态系统任何生态系统都经历着由简单到复杂，从幼年到成熟的过程。二、生态系统的组成非生物组分：无机物、有机化合物、气候因素（环境部分）生产者消费者分解者（还原者）生态系统生物组分生态系统的环境部分无机物：包括氮、氧、二氧化碳和各种无机盐等。有机化合物：包括蛋白质、糖类、脂类和土壤腐殖质等。气候因素：包括温度、湿度、风和降水等，来自宇宙的太阳辐射也可归入此类。岩石矿物空气水体生态系统的生物部分生产者：主要是绿色植物，凡能进行光合作用制造有机物的植物种类，包括单细胞藻类，均属于生产者。还有一些能利用化学能把无机物

3、转化为有机物的化能自养型微生物，也应列入生产者之列。消费者：主要是动物，又分为一级消费者（如草食性动物）；二级消费者（如肉食动物）；……等等。分解者：指各种具有分解能力的微生物，也包括一些微型动物，如鞭毛虫，土壤线虫等。各组成部分的关系图环境（土壤、空气、水）生产者（绿色植物）还原者（细菌、真菌）消费者（动物）能量散失太阳能生态系统中的物质循环和能量流动三、生态系统的结构形态结构：生态系统的生物种类，种群数量、物种的空间配置（水平分布、垂直分布）、物种的时间变化（发育、季相）等构成了生态系统的形态结构。营养结构：生态系统各组成部分之

4、间建立起来的营养关系，构成了生态系统的营养结构。它是生态系统中能量流动和物质循环的基础。生态系统中物种的时间变化（发育、季相）生态系统中物种的类型、分布、空间配置四、食物链和食物网各种生物之间存在着取食和被取食的关系，这就是食物链。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。五、营养级和生态金字塔某个营养级就是食物链某个环节上一切生物物种的总和，是处于某一营养层次上一类生物和另一营养层次上另一类生物的关系。例如，所有绿色植物和自养生物均处于食物链的第一环节，构成第一营养级；所有以生产

5、者为食的动物属于第二营养级，又称植食动物营养级；所有以植食动物为食的肉食动物为第三营养级；以上还可能有第四（第二级肉食营养级）和第五营养级等。生态系统中的物质和能量就这样通过营养级向上传递。1、营养级2、能量传递的1/10律n次次级消费者（食肉动物）初级消费者（食草动物）基础——生产者（绿色植物）1101001000生物量金字塔和能量金字塔六、生态系统的功能生态系统具有三大功能：生态系统的能量流动生态系统的物质循环生态系统的信息传递能量流动媒介：通过食物链（网）完成能量流动特点：生产者(绿色植物)对太阳能的利用率低，只有1%为单向流

6、动；流动中能量逐渐减少，每经过一级均有能量以热量形势散失；各级能量流动遵循1/10定律，即各级能量利用率低只有当生态系统生产的能量与消耗的能量相平衡时，生态系统的结构和功能才保持动态平衡地球生态系统中的能量流输入能量从太阳到达地球地球生态系统光合作用储存的能量呼吸作用释放的能量生命系统生存与运转过程中所放出并离开地球的热量输出物质循环媒介：通过食物链（网）完成主要循环物质有：水（H、O）碳（C）氮（N）磷（P）大气氮进入生物有机体的途径生物固氮工业固氮岩浆固氮大气固氮磷循环生态系统中磷的特点全部来自于岩石风化循环过程中和微生物的关系

7、磷不进行大气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信息传递营养信息化学信息物理信息行为信息第二节生态平衡一、生态平衡的概念：1、定义：生态平衡是指系统内各要素之间相互关系，相互制约，在一定的条件下，保持自然的、暂时的、相对的平衡关系。为暂时的、相对的动态平衡：由生态系统内部的自动调节能力所致。生态系统结构越复杂，组成越多，物质与能量传递的途径越多，调节能力越强，平衡易保持。反之，调节能力越弱，平衡就不易保持。生态系统的变化与发展，是在不平衡平衡不平衡的物质与能量流动中进行的。2、生态平衡的特点：二、生态系统的演替原

8、生演替次生演替原生态生态破坏生态恢复三、生态退化当外界的干扰强度过大，或干扰时间过长的时候，生态系统内部的生物种类及数量将发生明显下降，使得生态系统的演替处于退化状态，即称为生态退化。地震四、导致生态退化的因素1)自然因素2)人为因素