第1讲 地球环境与生态系统.ppt

第二章 生态系统 生态学（Ecology）一词最早是由德国生物学家黑格尔于1869年提出的。 二 生态学的研究内容 1. 以自然生态系统为对象：探索环境对生物的作用，以及生物对环境的反作用，及其相互关系的规律。 2. 人工生态系统或半自然生态系统为对象：研究不同区域系统的组成、结构、功能。当前研究的主要内容。纯粹自然生态系统已很少，大多为受干扰的（disturbed）生态系统。 三 生态系统的基本知识 生态系统：是指在自然界的一定空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间相互影响，相互制约，不断演变，并在一定时期内处于相对稳定的动平衡状态。生态系统具有一定的组成、结构和功能，是自然界的基本结构单元。 1 生态系统的基本组成 生态系统中，由食物关系把多种生物联接起来，一种生物以另一种生物为食，另一种生物再以第三种生物为食，……彼此形成一个以食物联接起来的链锁关系，称为食物链。 在一个生态系统中，食物关系往往复杂，各种食物链相互交错，形成所谓食物网。 营养级：指处于食物链某一环节上的全部生物种的总和，因此营养级之间的关系是指一类生物和处于不同营养层次上另一类生物之间的关系。 生态金字塔：指各个营养级之间某种数量关系，这种数量关系可采用生物量单位、能量单位或个体数量单位，采用这些单位构成的生态金字塔分别称为生物量金字塔、能量金字塔和数量金字塔。 生态系统的主要功能——能量流动、物质循环 生态系统能量流动的特点： 生态系统中的能流是单向的，即单向流动。 流动过程中的各营养级层层递减。 能量流动是以物质的形式为主要传递形式。 生物生产力: 绿色植物通过光合作用，把太阳能转变成贮存在化学键中的化学能的过程叫做生态系统的初级生产过程。单位时间，单位面积内的初级生产称为初级生产力，用 gC/m2表示。 总初级生产力　Pg 净初级生产力Pn Pg=Pn+R 或 Pn=Pg-R (R为呼吸的消耗) 次级生产：除了初级生产者以外，其它有机体的生产称为次级生产，次级生产者利用初级生产量进行生长、发育、繁殖以及营养物质的贮存和积蓄。 物质循环的特点是循环式，与能量流动的单方向性不同。 水循环 碳循环 氮循环 硫循环 磷循环 生态系统的自我调节能力和稳态 通过调节自身的功能,来维护机体相对稳定的状态叫自我调节能力。 在受到外来干扰之后，生态系统通过自身的调节而维持其相对稳定的状态叫稳态。干扰不能超过生态系统“阈值”，否则将生态失调。 生态系统的功能之三??信息传递 生态系统的平衡与良性循环 北极狐和北极兔 据科学家们观察，生活在北极地区的北极狐是以北极兔为食的。北极狐一胎可以怀单胎，也可以怀双胎。而这是取决于北极兔的多少。北极兔的数量多，怀双胎；数量少则怀单胎。这对于维持生态系统的平衡是至关重要的。难道是北极兔告诉北极狐自己的数量吗？显然不可能，这只能是生态系统中某些类似物理、化学等信息在起作用。 第三章 生态破坏 ?1.乱捕滥猎，过度采挖珍稀动植物 在经济利益的驱动下，很多地区不顾生态的良性循环和超载能力，盲目地甚至是粗暴地进行采挖、捕猎，不合理的开发利用方式和强度，对许多动植物资源造成不可逆转的影响。 ?野人参就是一个明显的例子，现在我国的人参产地已经很难找到成片的野人参了。我国许多中草药，一旦被证实对某种疾病有治疗作用，原料植物就会很快被采挖一空。物种的进化是不可逆的，也就是说，现在的物种不可能退化成过去的物种，物种一旦消失就不可再现。 据国际捕鲸协会报道，全世界每年大约有2.6万头鲸被杀(平均每小时3头)，其中俄罗斯和日本的捕鲸数占总捕鲸数的95％。例如蓝鲸，是从古至今世界上最大的哺乳动物，它在半个世纪前还有30万头之多，今天只剩下了大约2000头；非洲的犀牛，是世界上极为珍稀的动物之一，由于犀牛角的价格大幅度上升，甚至比黄金还贵，捕杀犀牛的行为加剧，致使黑犀牛的数量已锐减了90％，处于灭绝的边缘。 据估计，目前世界平均每天有一个物种消失，到2000年，地球物种的15％-20％将会消失，人为因素造成的物种灭绝速度是自然灭绝速度的1000倍。近2000年来，已知有139种鸟类、110种哺乳动物绝灭了，其中近1/3的物种是在近几十年中消失的。现在还有600多种大型动物面临绝灭的危险。在我国，大约有398种脊椎动物濒危，占中国脊椎动物总数的7.7％左右。 ?2.乱砍滥伐，过度放牧 在整个自然界的物质循环和能量转换过程中，森林起着重要的枢纽和核心作用，它的分布最广、组成最复杂、结构最完整、生物生产力也最高。森林和环境经过长时期的相互作用和适应，不但推动了自身的生长、繁衍，同时也对周围环境产生深刻的影响。森林能涵养水源、保持水土、防风固沙、增加湿度、净化空气、减弱噪音，与人类的生存发展