地球环境与生态系统2014.pptVIP

1984年美国德州富豪爱德华贝斯出资2亿美元在亚利桑那州东南方的欧洛可附近建立起“生物圈Ⅱ号”，占地1.25ha，建立起一个由钢筋和 玻璃组成的建筑群—可供人生存的小生态系统 1991年10月英、美、比等国4男4女科学家进行为期两年封闭的自给自足的试验 CO2和O2难以平衡，三分之一的生物死亡，水域变化 生物圈Ⅱ号 生物圈2号 动物栖息地 海洋 热带雨林 沼泽 沙漠 农业用地 热带草原 沙漠 沼泽 海洋 农田 生物圈2号 1991年，8个人被送进“生物圈二号”，本来预期他们与世隔绝两年，可以靠吃自己生产的粮食，呼吸植物释放的氧气，饮用生态系统自然净化的水生存。 18个月之后，“生物圈二号”系统严重失去平衡：氧气浓度从21%降至14%，而CO2和NO2的含量却直线上升，大气和海水变酸，很多物种死去，而用来吸收二氧化碳的牵牛花却疯长。原有的25种小动物，19种灭绝；为植物传播花粉的昆虫全部死亡，植物也无法繁殖。由于降雨失控，人造沙漠变成了丛林和草地。 生物圈2号 “生物圈2号”内空气的恶化直接危及了居民们的健康，科学家们被迫提前撤出这个“伊甸园”。“生物圈2号”的实验以失败告终。 事后的研究发现：细菌在分解土壤中大量有机质的过程中，耗费了大量的氧气；而细菌所释放出的二氧化碳经过化学作用，被“生物圈二号”的混凝土墙所吸收，又打破了循环。 18个月后试验失败，表明：在现有的科学技术条件下，人类还不能完全模拟类似地球的可供人类生存的生态环境，地球是我们唯一的家园 粮食：1 kg/d 水：2.5 kg/d 空气：13.6 kg/d 粮食：32.4 t 水：54 t 空气：324 t 第二章 生态系统 每天 一生 定义：生态系统是指一定空间范围内，生物群落与其所处的环境所形成的相互作用、相互制约、不断演变、达到动态平衡，相对稳定的统一整体，是生态学的基本功能单位 没大没小，大到地球，小到一滴水 1 生态系统（ecosystem) 生态系统 生物群落 （生命系统） 非生物环境 （非生命生命系统） 阳光、空气、水、土壤、无机矿物质 生产者：绿色植物、自养微生物 消费者：一级、二级、三级消费者。指消费者在食物链中所处的不同的营养级。 分解者：微生物 1.1 生态系统的组成 自养微生物：通过细菌光合作用或化能合成作用获得能量的微生物。 生态系统中，生物群落处于核心地位，它代表系统的生产能力、物质和能量流动强度以及外貌景观等，非生物环境既是生命活动的空间条件和资源，也是生物与环境相互作用的结果，它们形成了一个统一的整体 1.2 生态系统中的食物链（网）和营养级 生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系称为食物链(food chain)。 一个生态系统中许多食物链彼此相互交错形成的复杂的营养关系叫食物网(food web)。 食物链上的每一个环节称为营养级(trophic level)。 大甲虫 杜鹃 植物 鹰 蛇 兔 鼠 毛虫 结论： （1）消费者在不同的食物链中所处的营养级不同；植物在食物链中 所处的营养级是固定的。 （2）食物链（网）中的每一个环节之间存在平衡，破坏这种平衡，也会导致生态系统的崩溃。 很遗憾，人类正在破坏生态食物链 * 1.3 生态系统中的生物多样性 遗传多样性(Genetic diversity)：指种内不同种群之间和同一种群内不同个体的遗传变异的总和。 1、生物多样性的内涵十分广泛 * 遗传多样性 物种多样性 生态多样性 景观多样性 基因 细胞 组织 器官 种群 群落 生态系统 景观 * 直接价值 食物：基本来自生物，仅小麦、水稻和玉米三个物种就提供70%以上的粮食。 药物：发展中国家有80%、发达国家有40%的药物直接或间接依赖生物资源。 工业原料：皮革、木材、纤维、橡胶等，甚至煤、原油、天然气等能源也是生物质的。 2、生物多样性的价值:四种价值 * 间接价值 生物的间接价值主要体现在生态价值上： 1、通过光合作用使光能通过绿色植物进入食物链，为所有物种提供生命维持系统。 2、对于维持生态系统平衡具有重要意义。 3、促进土壤发育，保护水土资源。 4、调节气候。 5、可以吸收和分解污染物。 6、提供良好的生活和娱乐环境。 * 备择价值 许多物种的价值现在还不清楚，但是具有在未来某个时候为人类社会提供经济利益的潜能，为人类适应自然变化提供了选择的机会。 存在就是价值。对于大多数宗教、哲学和文化的价值体系都有对保护物种的认同，支持保护那些即使对人类没有明显经济价值的物种。 存在价值 很遗憾，人类活动导致生物多样性急剧减少 2 生态系统的特点和功能 生物生产 能量流动 物质循环 信息传递 2.1 生态系统中的生物生产 生物生产：生态系统中的生物，不断地把环境