环境保护与可持续发展1

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1、第二章生态系统退化第一节生态系统的基本概念生态系统是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。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）。森林生态系统海洋生态系统草原生态系统湖泊生态系统城市生态系统农田生态系统第一节生态系统的基本概念任何生态系统都

2、具有以下共同特性：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。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。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、生态系统的组成和类型首次将能量和物质输入生态系统的同化过程称为初级生产，以简单无机物为原

3、料制造有机物的自养者称为初级生产者。第一节生态系统的基本概念消费者和分解者都依赖初级生产提供的能量和养分通过代谢作用构成自身和其生物量形成的生产称为次级生产，作为异养生物被统称为次级生产者。在健康的生态系统中，物质在各组分之间有序循环，能量在各组分之间迅速流动。第一节生态系统的基本概念生态系统类型：生态系统可根据地理条件的不同而分为两大类：水生生态系统和陆地生态系统。水生生态系统：海洋生态系统和淡水生态系统。淡水生态系统：流水生态系统和静水生态系统等。陆地生态系统：森林、草原、荒漠、高山、冻原等生态系统。森林生态

4、系统：热带、亚热带、温带和寒温带森林等生态系统。第一节生态系统的基本概念二、食物链和食物网食物链：各种生物之间存在着取食和被取食的关系。食物网：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。第一节生态系统的基本概念二、食物链和食物网食物网越复杂，生态系统就越稳定。因为食物网中某个环节（物种）缺失时，其他相应环节能起补偿作用。相反，食物网越简单，则生态系统越不稳定。例如，某个生态系统中只有一条食物链：林草→鹿→狼。如果狼被消灭，没有天敌的鹿大量繁殖，超过林草的承载力，

5、草地和森林遭到破坏，鹿群也被饿死，结果是整个生态系统的破坏。这正是美国亚利桑那州一个林区曾经发生的情况。如果当地还存在另一种食肉动物，鹿群的大量增长就能刺激这种食肉动物的繁殖，从而减少鹿群的数量，使健康的生态系统得以维持。第一节生态系统的基本概念二、食物链和食物网捕食食物链：以活的动植物为起点碎屑食物链：以死的生物或腐屑为起点陆地生态系统和许多水生生态系统中，能量流动主要通过碎屑食物链，净初级生产量中只有很少一部分通向捕食食物链。只有在某些水生生态系统中，例如在一些由浮游藻类和滤食性原生动物组成食物链的湖泊中，捕

6、食食物链才成为能量流动的主要渠道。第一节生态系统的基本概念三、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种的总和，是处在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。第一节生态系统的基本概念三、营养级和生态金字塔当能量在食物网中流动时，其转移效率是很低的。下面营养级所储存的能量只有大约10％能够被其上一营养级所利用。其余大部分能量被消耗在该营养级的呼吸作用上，以热量的形式释放到大气中去。这在生态学上被称为10％定律或1/10律。第一节生态系统的基本概念四、生态系统的功能能量流动地球是一个开

7、放系统，存在着能量的输入和输出。能量输入的根本来源是太阳能，食物是光合作用新近固定和储存的太阳能，化石燃料则是过去地质年代固定和储存的太阳能。光合作用是植物固定太阳能的惟一有效途径，其总反应式：6CO2＋12H2O→C6H12O6+6O2＋6H2O第一节生态系统的基本概念四、生态系统的功能能量流动生态系统中的能量流动都是按照热力学第一定律和第二定律进行的。热力学第一定律：能量可以从一种形式转化为另一种形式，在转化过程中，能量既不会消失，也不会增加，这就是能量守恒原理。热力学第二定律：能量的流动总是从集中到分散，从

8、能量高向能量低的方向传递。在传递过程中总会有一部分能量成为无用能被释放出去。第一节生态系统的基本概念四、生态系统的功能能量流动太阳能→约30％被反射回去，19％被大气吸收，其余的51％到达地面→地球表面上大部分地区没有植物，到达绿色植物上的太阳辐射只有10％左右→植物叶面又反射一部分，能被植物利用太阳能的只有1％左右→草食性动物→肉食性动物→微生物分解→把复杂的有机物转化