[高等教育]环境保护导论第二章生态学基础ppt课件.ppt

本章主要内容 1、生态和生态学 2、生态系统的概念和功能 3、生态平衡 4、生态学的一般规律 思考题: 1、何谓生态系统？生态系统具有哪些结构与功能？ 2、什么是生态平衡？引起生态平衡破坏的人为因素有哪些？ 3、生态学具有哪些一般规律？ 1 什么是生态呢？ 自然界的空气、水、土壤与生物界的人、动物、植物和微生物之间存在着相互依赖又相互制约的关系，自然界与生物界的这种状态称为生态。 生命系统就是自然界具有一定结构和调节功能的生命单元。如动物、植物和微生物。 环境系统就是自然界的光、热、空气、水分以及各种有机物和无机元素相互作用所共同构成的空间。 二、生态系统的概念 1、生态系统概念 种群(Population)—一个生物物种在一定范围内所有个体的总和（个体之和）。 群落（Community）—在一定自然区域中许多不同种的生物的总和（不同生物总和）。 生态系统：是指一定空间范围内，生物与其所处的环境之间相互作用、相互制约、不断演变，达到动态平衡、相对稳定的统一整体，是具有一定结构和功能的单位。 在现代生态学中，生态系统的关系不是两个封闭实体之间的外在关系，而是两个开放系统之间的相互包容的关系，其中每一个系统即构成另一个系统的部分，同时又继承整体。 各成分的作用： 生产者：生产有机物，在将无机物合成有机物的同时，把太阳能转化为化学能，储存在有机物中。 消费者：实现物质能量的传递，实现物质的再生产。 分解者：把生产者和消费者的残体分解为简单的物质，再供给生产者。 非生物成分：为各种生物提供必要的生存环境和营养元素。 三、生态系统的结构和功能 (一）生态系统的结构 1 食物链（网） 生物之间以食物为纽带建立起来的链锁关系，称为“食物链”。 食物链彼此交叉联结所形成的网状食物关系称为“食物网”。 研究食物链和营养级的意义： 明确该环境内动物、植物间的营养关系，而且还须注意食物链中量的调节，才能使该项自然资源获得稳定和保存。 物质流在生物链中有一个突出特性：生物富集 DDT（二氯二苯基三氯乙烷 ） 生态系统通过以下两个途径吸收人类喷洒的DDT并经过食物链加以富集： 一是经过植物的茎、叶及根系进入植物体，在体内积累，被草食动物吃掉再被肉食动物所摄取，逐级浓缩； 二是喷洒的DDT落入地面或水面，逐级浓缩。 以美国密西根湖中的DDT含量测定为例： 湖水中痕量； 湖底泥 0.014 mg／kg； 吃底泥的介壳动物 0.41 mg／kg ； 各种龟 3～6 mg／kg ； 海鸥体内脂肪 72400 mg／kg (二）生态系统的功能 1.生态系统中的能量流动 2.生态系统中的物质循环 3.生态系统中的信息传递 1.生态系统中的能量流动：能量在生态系统中的流动是从绿色植物开始,通过食物链的营养级逐级向前传递的,最后以做功或散热的形式消散。 生态系统能量流动特点： （1）生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，一般为1％左右（见下表）。 （2）生态系统的能量流动是单向流动。 （3）流动中能量急剧减少，从一个营养级到另一个营养级都有大量能量以热的形式散失掉。 （4）各级消费者之间能量的利用率为10％左右。 （5）生态系统中，当其生产的能量与消耗的能量保持一定的相对平衡时，该生态系统结构和功能才能保持动态平衡。 2 生态系统中的物质循环 水循环 碳循环 氮循环 磷循环 ②碳循环 生态系统中，碳循环的速度很快，一般可在几周或几个月返回大气。 碳在生态系统中的含量能够得到自我调节和恢复，使大气中的二氧化碳含量的相对稳定值保持在0.033%。 从1750年工业革命到1990年，大气中二氧化碳含量已增加了30%，自此后还在以更快的速度增长，导致温室效应，引发全球变暖。 ③氮循环 氮素在自然界中有多种存在形式，数量最多的是大气中的氮气：3.9×1015 t。不能被直接利用。 陆地上生物体内储存的有机氮：1.1×1010～1.4×1010 t。这部分氮素能够迅速地再循环，从而可以反复地供植物吸收利用。 土壤中的有机氮：3.0×1011 t，这部分氮素可以逐年分解成无机态氮供植物吸收利用。 海洋中的有机氮：5.0×1011 t，这部分氮素可以被海洋生物循环利用。 固氮作用： 大气中的分子态氮被还原成氨，这一过程叫做固氮作用。 地球上固氮作用的途径： 生物固氮：固氮微生物的作用。90% 工业固氮：用高温、高压和化学催化的方法，将氮转化成氨； 高能固氮：如闪电等高空瞬间放电所产生的高能，可以使空气中的氮与水中的氢结合，形成氨和硝酸，氨和硝酸则由雨水带到地面。 人类活动的干预： 人为固氮：化学氮肥的生产和应用；大规模种植豆科植物（特别是大豆、紫苜蓿和苜蓿）等有生物固氮能力的作物；人为固氮占全球年总固氮量的20