环境学导论(何强)第二章 生态学基础课件.ppt

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1、第二章生态学基础第一节生态学研究的基本内容一、生态学的含义及其发展1、含义生态学是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的主要分支之一。如果把生物看成是一个生命系统，环境看成是一个环境系统，又可以说，生态学就是研究生命系统和环境系统之间相互作用的规律和机理的一门学科。2、生态学的发展（1）研究对象：（2）与基础科学和应用科学相结合，发展了生态学，扩大了生态学的领域。如：数学生态学、系统生态学、经济生态学等。植物动物生物（包括人）二、生态系统的概念与功能1、生态系统（1）生态系统的概念种群（Population）：一个生物物种在一定范围内所有

2、个体的总和。群落（Community）：在一定的自然区域中许多不同种的生物的总和。生态系统（Ecosystem）任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体：（2）生态系统的组成和作用生态系统的基本组成部分为：生产者、消费者、分解者和转变者、无机营养分。生态系统组成的结构框图（3）生态系统的类型按生态系统的环境性质和形态特征分：（a）陆地生态系统：自然生态系统（森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等）和人工生态系统（农田、城市、工矿区等）；（b）淡水生态系统：包括湖泊、河流、水库等；（c）海洋生态系统：包括海岸、河口、浅海、大洋、海底等。一个简化了

3、的陆地生态系统一个简化了的池塘生态系统（4）生态系统的结构构成生态系统的各组成部分，各种生物的种类、数量和空间配置，在一定时期内均处于相对稳定的状态，使生态系统能够各自保持一个相对稳定的结构。主要有形态结构和营养结构。（a）形态结构：生物的种类、种群数量、种的空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化。（b）营养结构：生态系统各组成部分之间建立起来的营养关系。是生态系统能量流动和物质循环的基础。生产者（绿色植物）还原（分解）者（细菌、真菌）消费者（动物）环境（土壤、空气、水）生态系统营养结构模式图（5）食物链及营养级（a）食物链和食物网所谓食物链，

4、就是一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的链锁关系。在一个生态系统中，食物关系往往很复杂，各种食物链互相交错，形成食物网。能量的流动、物质的迁移和转化都是通过食物链和食物网进行的。一个简化了的陆地食物网水生生物的生态系统及其物质和能量的流动示意图（b）营养级营养级：食物链的各个环节。生产者为第一营养级，依次是第二、第三、第四营养级，一般不超过七级。低位营养级的能量仅有10％（水生系统）被上一个营养级利用。在数量上，第一营养级就必须大大超过第二营养级，逐渐递减，就造成了生物数目金字塔、生物量金字塔、生产率金字塔。注意：营养级之间的能量转

5、化效率约为1／10，只是针对湖泊等水域生态系统的经验性法则；不同生态系统的能量转化效率差别很大；森林约为5％、草地是25％左右，浮游生物占优势的群落可达50％。（c）生物富集作用DDT在某水生食物链中的富集2、生态系统中的能量流动（1）照射到地球上的太阳能量（a）太阳辐射的电磁波情况（b）太阳辐射及地球吸收太阳能的情况（2）生态系统中的能量流动（a）通过各级食物链，组成了生态系统的能量流动，并且服从热力学定律。（b）能量流动的实现途径：光合作用和有机成分的输入；呼吸的热消耗和有机物的输出。（c）生态系统热力学公式：Pg＝Pn＋R其中：Pg为食物链某营

6、养级的总产量或输入的能量；Pn为净产量；R为呼吸作用消耗的能量。（d）能量流动的特点①生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有1．2％；②能量只朝单一方向流动；③流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以热的形式散失掉；④各级消费者之间能量的利用率也不高，在4．5％～17％之间，平均起来约为10％；⑤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，才能保持动态的平衡。3、生态系统中的物质循环（1）水循环（2）碳循环（3）氮循环（4）磷循环4、小结①生态系统是一个主要的生态学单位，它包括生物与非生物成分；并且在土壤、水、营养物

7、质、生产者、消费者和还原者之间具有某种结构上的相互关系，以适应能量和营养物质在生物和非生物成分之间进行物质循环和能量流动。②生态系统的功能与通过生态系统各结构成分的物质循环和能量流动相关。这种功能的单位是种群。③流经一个白然生态系统的总能量，取决于植物或生产者所固定的能量。当能量在营养级间逐一传递时，有相当大的一部分作为呼吸热而损失掉。这种情况限制了每一营养级所能维持的有机体的数量和质量。④生态系统有趋于成熟的倾向，在这过程中，生态系统由简单的状态变为较复杂的状态，这种定向性的变化称为演替。⑤在任何一个生态系统中，环境和能量都是有限的，当一个种群达到

8、生态系统所给于的限制时，种群数量趋于稳定；或出于疾病、竞争、饥饿、低繁殖率等等原因，引起种群数量下降。⑥环境