生态系统的结构与功能课件.ppt

生态系统的结构与功能 一.生态系统的结构和类型 生态系统的类型 水生生态系统 (二)物质循环 全球碳循环 自然界中绝大多数的碳并非储存于生物体内，而是储存于大量的地壳沉积岩中。一方面沉积岩中的碳因自然和人为的各种化学作用分解后进入大气和海洋；另一方面生物体死亡以及其他各种含碳物质又不停地以沉积物的形式返回地壳中，由此构成了全球碳循环的一部分。碳的生物循环虽然对地球的环境有着很大的影响，但是从以百万年计的地质时间上来看，缓慢变化的碳的地球化学大循环才是地球环境最主要的控制因素。 二氧化碳问题 自然界自发进行的碳循环，在很长的时期内始终处于一种均衡的状态，使地球的环境基本保持不变。然而人类的行为却在很短的时间内打破了这种平衡。尤其是近二百年来，人类对煤、石油和天然气等含碳能源的大量开采利用，致使更多的二氧化碳被排入大气。本世纪以来，大气测量的众多数据表明，大气中二氧化碳浓度正在呈指数上升。二氧化碳能吸收地表的红外辐射，是一种典型的温室气体。自从100年前瑞典化学家阿伦尼乌斯（Svante Arrhenius）提出大气中二氧化碳丰度的变化会影响地表温度的假说以来，越来越多的科学家致力于大气中二氧化碳与环境关系的研究。时至今日，大量的研究表明，大气中二氧化碳浓度的增长， 将继续使全球气候发生变化，从而也给人类社会带来了深远的影响。 2.氮循环 氮循环示意图 (三)信息传递 1.物理信息 2.化学信息 3.营养信息 4.行为信息 * * 陆地生态系统 二.生态系统的功能 ?1942年，美国生态学家林德曼（R.L.Lindeman，1915— 1942）对一个天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行了定 量分析，得出了上图所示的数据。 (一) 能量流动 一般来说，在输入到某一个营养级的能量中，只有10％～20％的能量能够流动到后一个营养级，也就是说，能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是10％～20％。为了形象地说明这个问题，可以将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。 能量传递的 “十分之一定律” 1.碳循环 碳是地球上储量最丰富的元素之一。它广泛 地分布于大气、海洋、地壳沉积岩和生物体中， 并随地球的运动循环不止。同时碳又是有机化 合物的基本成分，是构成生命体的基本元素。碳 循环还与生命活动紧密相联。亿万年来，在地球 的生物圈和大气圈中，碳通过生命的新陈代谢， 往复循环、生生不息。 碳循环示意图 氮在地球大气圈、岩石圈和生物圈都有广泛的分布。 在大气中氮的储量最为丰富。在地壳中的氮也是常见 元素之一。生物圈中的氮总量最少，但是它对生命体 却有着决定性的作用。无论是生命必须的蛋白质还是 核酸，处处都离不开氮的存在。 ?氮是构成生命的主要元素。植物的生长更缺少不了氮的补充。但是由于地表径流的溶解和搬运作用，土壤中的氮往往消耗极大而补充很少。而大多数植物又不能直接吸收大气中的氮。自然条件下，很多植被丰茂的地区都面临着氮的缺乏。人类利用自身的智慧使全球氮循环，尤其是大气的氮循环得到了补充。现代化肥工业 成功地固定了大气中的氮，并将其转化为可被初级生产者利用的形式。这个有90年历史的产业带来了全世界范围内农作物产量的大幅度增长，因而被称之为“绿色革命”。