生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)保護(hù)

關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)保護(hù)第1頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五

從“征服自然”、“人定勝天”的豪言可以看到人們?cè)谧匀画h(huán)境面前的恣意。嚴(yán)酷的現(xiàn)實(shí)告訴我們，人類對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)，實(shí)在是知之甚少。認(rèn)識(shí)自然、尊重自然，進(jìn)而求得與自然的和諧，才是正確的態(tài)度。環(huán)境科學(xué)是研究人類活動(dòng)與環(huán)境質(zhì)量變化基本規(guī)律的學(xué)科，而生態(tài)學(xué)則是環(huán)境科學(xué)的理論基礎(chǔ)。第2頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)一、生態(tài)學(xué)與生態(tài)系統(tǒng)；二、生態(tài)平衡；三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的 作用。第3頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五一、生態(tài)學(xué)與生態(tài)系統(tǒng)1、生態(tài)學(xué)（1）生態(tài)學(xué)定義生態(tài)學(xué)(ecology)一詞是由德國生物學(xué)家赫克爾(ErrkstHaeckd)于1869年首次提出，并于1886年創(chuàng)立了生態(tài)學(xué)這門學(xué)科。

ecology來自希臘語"oikos"與“l(fā)ogos”，前者意為“住所”，后者指“學(xué)科研究”。

第4頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五一、生態(tài)學(xué)與生態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)學(xué)：研究生物或生物群體與其環(huán)境的關(guān)系，或生活著的生物與其環(huán)境之間相互聯(lián)系的科學(xué)。

第5頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五一、生態(tài)學(xué)與生態(tài)系統(tǒng)

德國生物學(xué)家赫克爾(ErrkstHaeckd)把生態(tài)學(xué)定義為：研究有機(jī)體與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。

我國著名生態(tài)學(xué)家馬世駿把生態(tài)學(xué)定義為:“研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機(jī)理的科學(xué)”。第6頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五一、生態(tài)學(xué)與生態(tài)系統(tǒng)

在當(dāng)今人與自然的關(guān)系、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，生態(tài)學(xué)成為最為活躍的前沿學(xué)科之一。從生態(tài)環(huán)境、生態(tài)問題、生態(tài)平衡、生態(tài)危機(jī)、生態(tài)意識(shí)等使用頻率很高的概念可以看到，生態(tài)學(xué)具有廣泛的包容性和強(qiáng)烈的滲透性?，F(xiàn)在，生態(tài)學(xué)已形成一個(gè)龐大的學(xué)科體系。第7頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)學(xué)學(xué)科體系生態(tài)學(xué)和數(shù)學(xué)相結(jié)合-系統(tǒng)生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)和物理學(xué)相結(jié)合-能量生態(tài)學(xué)用熱力學(xué)解釋生態(tài)系統(tǒng)-功能生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)和化學(xué)相結(jié)合-化學(xué)生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)和農(nóng)業(yè)相結(jié)合-農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)相結(jié)合-環(huán)境生態(tài)學(xué)，如城市環(huán)境生態(tài)學(xué)第8頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五（2）生態(tài)學(xué)研究的對(duì)象

生態(tài)學(xué)研究的基本對(duì)象是兩方面的關(guān)系，其一為生物之間的關(guān)系，其二為生物與環(huán)境之間的關(guān)系。對(duì)生態(tài)學(xué)的簡明表述為：生態(tài)學(xué)是研究生物之間、生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機(jī)理的科學(xué)。

第9頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五（3）生態(tài)學(xué)研究的分支個(gè)體生態(tài)學(xué)：研究個(gè)體與環(huán)境之間的相互關(guān)系；種群生態(tài)學(xué)：研究種群與環(huán)境之間的相互關(guān)系；群落生態(tài)學(xué)：研究群落與環(huán)境之間的相互關(guān)系。第10頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)①生物圈（ecosphere)

地球表面全部有機(jī)體及與之發(fā)生作用的物理環(huán)境的總稱。

生物圈范圍自海面以下約11km到地面以上約10km。（1）生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)概念第11頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)②種群（population)

一個(gè)生物物種在一定范圍內(nèi)所有個(gè)體的總和；種群具有相似的形態(tài)、生理和生活習(xí)性；生物只有形成一個(gè)群體，才能繁衍和發(fā)展，群體是個(gè)體發(fā)展的必然結(jié)果。（1）生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)概念第12頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)③群落（community)

在一定的自然區(qū)域中許多不同種的生物總和，稱生物群落；生物群落的范圍有大有小，有的邊界很明顯，有的邊界難以區(qū)分。（1）生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)概念第13頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)④生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem)

任何一個(gè)生物群落與周圍非生物環(huán)境的綜合體；自然界一定空間內(nèi)的生物與環(huán)境之間相互作用、相互制約、不斷演變、達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡、相互穩(wěn)定的統(tǒng)一體；人類生活的生物圈有無數(shù)大小不同的生態(tài)系統(tǒng)；一個(gè)大的生態(tài)系統(tǒng)又飽含著無數(shù)個(gè)小的生態(tài)系統(tǒng)。（1）生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)概念第14頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五陸地生態(tài)系統(tǒng)示意圖生產(chǎn)者（草）一級(jí)消費(fèi)者（兔）二級(jí)消費(fèi)者（狼）土壤分解者（微生物）生產(chǎn)者（樹）無生命物質(zhì)(水、空氣、土壤等）第15頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)①生產(chǎn)者（producer)

主要指綠色植物，凡能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物的生物，包括單細(xì)胞的藻類，都屬于生產(chǎn)者。（2）生態(tài)系統(tǒng)的組成第16頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生產(chǎn)者（producer)第17頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生產(chǎn)者（producer)第18頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生產(chǎn)者（producer)第19頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生產(chǎn)者（producer)第20頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)②消費(fèi)者（consumer)：主要指動(dòng)物。一級(jí)消費(fèi)者：直接以植物為食的草食動(dòng)物；二級(jí)消費(fèi)者：以草食動(dòng)物為食的肉食動(dòng)物；三級(jí)消費(fèi)者：以肉食動(dòng)物為食的兇猛肉食動(dòng)物；……（2）生態(tài)系統(tǒng)的組成第21頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五一級(jí)消費(fèi)者－草食動(dòng)物第22頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五二級(jí)消費(fèi)者－肉食動(dòng)物第23頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五食物鏈（foodchain)在生物圈中，各種生物基于生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者之間的營養(yǎng)關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈，即一種生物以另一種生物為食，彼此形成一個(gè)以食物聯(lián)系起來的鏈索關(guān)系。第24頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五食物鏈（foodchain)在草原上：青草-野兔-狐貍-野狼；在湖泊中：藻類-甲殼類-小魚-大魚；在田野上：農(nóng)作物-老鼠-鼬鼠-野狼；在生態(tài)系統(tǒng)中，食物關(guān)系復(fù)雜，各種食物鏈相互交錯(cuò)，形成食物網(wǎng)。如：碎屑-蘑菇-昆蟲-蛙-蛇-鷹就構(gòu)成一個(gè)較為復(fù)雜的食物鏈。

第25頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五太陽能與地球生物圈食物鏈人兇猛動(dòng)物

食肉動(dòng)物

食草動(dòng)物草本、禾本、木本植物；魚、蝦及其它浮游生物太陽能轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存的形式;地球生物圈食物鏈的基礎(chǔ)。第26頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五人兇猛動(dòng)物

食肉動(dòng)物

食草動(dòng)物草本、禾本、木本植物；魚、蝦及其它浮游生物第27頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五食物鏈分類捕食性食物鏈，即由一些以其他動(dòng)物為食的動(dòng)物構(gòu)成的食物鏈。例如由狐貍和野兔構(gòu)成的食物鏈。碎食性食物鏈，是由一些食碎屑生物構(gòu)成的。諸如禿鷲、蚯蚓、千足蟲、白蟻、蟻和甲蟲等。寄生性食物鏈，是由一些寄生性生物構(gòu)成的。它們是與其“捕獲物”建立起一種緊密地聯(lián)系，長期地以“捕獲物”為生。比如：動(dòng)物腸內(nèi)的絳蟲、寄生在動(dòng)物體外的蜱、虱或七鰓鰻以及一些植物如菟絲子、槲寄生等。腐生性食物鏈，是由腐生性生物構(gòu)成的。如水晶蘭、真菌等。第28頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)③分解者（decomposers)

指各種具有分解能力的微生物，也包括一些微型動(dòng)物（如鞭毛蟲）。（2）生態(tài)系統(tǒng)的組成第29頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五微生物（真菌）橙蓋傘－分解者第30頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)④無生命物質(zhì)指生態(tài)系統(tǒng)中各種無生命的無機(jī)物、有機(jī)物和各種自然因素（如土壤、空氣、水等）。（2）生態(tài)系統(tǒng)的組成第31頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五巖石礦物土壤第32頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五空氣水體第33頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五物質(zhì)和能量的交換及暫時(shí)的平衡

生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和無生命物質(zhì)------

使生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成統(tǒng)一的整體，相互之間沿著一定的途徑，不斷進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交換，在一定的條件下，保持著暫時(shí)的平衡。第34頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五P——生產(chǎn)者；C1——初級(jí)消費(fèi)者；C2～3——二、三級(jí)消費(fèi)者；Cn——四級(jí)消費(fèi)者；D——分解者第35頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五（二）生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)是由四個(gè)部分組成生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者無生命物質(zhì)能量物質(zhì)熱量第36頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五太陽生產(chǎn)者一級(jí)消費(fèi)者二級(jí)消費(fèi)者簡化的陸地生態(tài)系統(tǒng)簡化的池塘生態(tài)系統(tǒng)一級(jí)消費(fèi)者（浮游生物）二級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者

生產(chǎn)者（浮游植物）分解者（微生物）分解者第37頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（3）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)第38頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)：

生態(tài)系統(tǒng)的生物種類，種群數(shù)量、種的空間配置（水平分布、垂直分布）、種的時(shí)間變化（發(fā)育、季相）等構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

如：在森林生態(tài)系統(tǒng)中，有各種喬木、灌木和草本植物，有各種動(dòng)物和復(fù)雜的微生物種群。它們各自的數(shù)量、空間的分布和種的時(shí)間的變化就構(gòu)成了森林生態(tài)系統(tǒng)特有的形態(tài)結(jié)構(gòu)。第39頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)系統(tǒng)中物種的類型、分布、空間配置第40頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)系統(tǒng)中種的時(shí)間變化（發(fā)育、季相）第41頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)各組成部分之間建立起來的營養(yǎng)關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)。第42頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五

在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，食物關(guān)系往往復(fù)雜，各種食物鏈相互交錯(cuò)，形成所謂食物網(wǎng)。

能量的流動(dòng)，物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化，就是通過食物鏈或食物網(wǎng)進(jìn)行的。第43頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五1——檜樹；2——草本植物；3——節(jié)肢動(dòng)物；4——兔；5——嚙齒動(dòng)物；6——肉食動(dòng)物食物網(wǎng)第44頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)①生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)（4）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)中全部生命活動(dòng)所需要的能量均來自太陽。太陽能在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)是按熱力學(xué)定律進(jìn)行的。熱力學(xué)第一定律告訴我們：“在一個(gè)封閉系統(tǒng)中（我們通常把以地球?yàn)橹行陌ㄌ栐趦?nèi)的宇宙環(huán)境看成是一個(gè)封閉系統(tǒng)），能量和物質(zhì)是不能產(chǎn)生或消滅的。即能量和物質(zhì)不能憑空產(chǎn)生也不能憑空消亡”。第45頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五萬物生長靠太陽太陽的能量來自熱核聚變過程：太陽上的氫原子經(jīng)過一系列反應(yīng)，聚變?yōu)楹げ⑨尫懦龃罅康哪芰?。這種能量以電磁波的形式通過宇宙空間輸送到地球上來。在到達(dá)地球大氣層外部的太陽能量中，只有一半左右到達(dá)地表，其余的由于和地球大氣的相互作用而不能到達(dá)地表，其中有34%被反射和散射到空間去，19%為大氣所吸收。第46頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五①生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)熱力學(xué)第二定律告訴我們：“熵在增加”。根據(jù)這一定律，從一種能向另一種能的任何轉(zhuǎn)換都不是完全有效的，能的消費(fèi)是不可逆的過程。在能量的轉(zhuǎn)換過程中，總有一些能量失掉了。因此，如果沒有新的能量從外部投入，一個(gè)封閉系統(tǒng)最終會(huì)耗盡其能量。因?yàn)樯枰芰?，能量耗盡了，生命也就停止了。當(dāng)然，地球并不是封閉系統(tǒng)，地球從太陽得到能量。第47頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五能量流動(dòng)的1/10規(guī)律綠色植物→草食動(dòng)物→一級(jí)肉食動(dòng)物→二級(jí)肉食動(dòng)物太陽能量總利用率約：1/100第48頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五太陽能量總利用率低經(jīng)過大量的研究工作，發(fā)現(xiàn)食物鏈中生產(chǎn)者（綠色植物）在有利的自然條件下所生產(chǎn)的總產(chǎn)量（生產(chǎn)者的總產(chǎn)量又稱為初級(jí)總產(chǎn)量）很少大于太陽照射能量的3%，一般為1%左右；如按整個(gè)生物圈的年平均值計(jì)算，這個(gè)比例大約只有0.2%左右。第49頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生產(chǎn)者的總產(chǎn)量有限生物圈中

海洋生產(chǎn)者的總產(chǎn)量約為1.83×1021焦耳/年，

陸地生產(chǎn)者的總產(chǎn)量約為2.41×1021焦耳/年，

合計(jì)約4.24×1021焦耳/年。第50頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)系統(tǒng)食物鏈能量流動(dòng)特點(diǎn)

①生產(chǎn)者即綠色植物對(duì)太陽能的利用率很低，只有約1%，；②各級(jí)消費(fèi)者之間能量的利用率也不高，平均約為10%；③能量只朝單一方向流動(dòng)；第51頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)系統(tǒng)食物鏈能量流動(dòng)特點(diǎn)

④流動(dòng)中能量逐漸減少，各營養(yǎng)層次自身呼吸所耗用的能量都占其合成或轉(zhuǎn)化能量的一半以上；⑤只有生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)的能量與消耗的能量相平衡時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)，才能保持動(dòng)態(tài)的平衡。第52頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)（4）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)②生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)

生態(tài)系統(tǒng)中的一切生物（動(dòng)物、植物、微生物）和非生物的環(huán)境，都是由運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)構(gòu)成的。并在地球長期的演化過程中建立起各種循環(huán)體系。第53頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)（4）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)②生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)

碳、氫、氧、氮、硫、磷等的循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)基本的物質(zhì)循環(huán)。

錳、鋅、銅、鉬、鈷、鈣、鎂、鉀等微量元素，也在生態(tài)系統(tǒng)中構(gòu)成了各自的循環(huán)。第54頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)（4）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)②生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)與人類環(huán)境關(guān)系比較密切的主要有：水、碳、氮、三大循環(huán)。第55頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五水循環(huán)第56頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五碳循環(huán)第57頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五氮循環(huán)第58頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)（4）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)③生態(tài)系統(tǒng)中的信息聯(lián)系

在生態(tài)系統(tǒng)的各組成部分之間及各組分內(nèi)部，伴隨著能量和物質(zhì)的傳遞與流動(dòng)還同時(shí)存在著各種信息的聯(lián)系，而這些信息把生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)統(tǒng)一的整體，起著推動(dòng)物質(zhì)流動(dòng)、能量傳遞的作用。第59頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)（4）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)③生態(tài)系統(tǒng)中的信息聯(lián)系生態(tài)系統(tǒng)中的信息（information) 聯(lián)系形式：營養(yǎng)信息；化學(xué)信息；物理信息；行為信息。第60頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五耐人尋味的北極狐和北極兔的數(shù)量關(guān)系

據(jù)科學(xué)家們觀察，生活在北極地區(qū)的北極狐是以北極兔為食的。北極狐一胎可以懷單胎，也可以懷雙胎。而這是取決于北極兔的多少。北極兔的數(shù)量多，懷雙胎；數(shù)量少則懷單胎。這對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡是至關(guān)重要的。難道是北極兔告訴北極狐自己的數(shù)量嗎？顯然不可能，這只能是生態(tài)系統(tǒng)中某些類似物理、化學(xué)等信息在起作用。第61頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五北極狐北極兔第62頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)環(huán)境對(duì)生物的影響（趨同進(jìn)化）第63頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定

在任何一個(gè)正常的生態(tài)系統(tǒng)中，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)總是不斷地進(jìn)行著，但在一定的時(shí)期內(nèi)，生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者之間都保持著一種相對(duì)的平衡狀態(tài)，這種平衡是動(dòng)態(tài)的平衡，不是靜止的平衡。系統(tǒng)內(nèi)部的因素和外界因素的變化，尤其是人為的因素，都可能對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，并引起系統(tǒng)的改變，甚至破壞系統(tǒng)的平衡。第64頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五二、生態(tài)平衡1、生態(tài)平衡的概念；2、生態(tài)系統(tǒng)的演替；3、生態(tài)平衡破壞的原因；4、改善生態(tài)環(huán)境的主要對(duì)策。第65頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五1、生態(tài)平衡的概念如果某生態(tài)系統(tǒng)各組成成分在較長時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)協(xié)調(diào)，物質(zhì)和能量的輸出接近相等，結(jié)構(gòu)與功能長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，在外來干擾下，能通過自我調(diào)節(jié)恢復(fù)到最初的穩(wěn)定狀態(tài)，則這種狀態(tài)可稱為：

生態(tài)平衡（ecologicalbalance)。第66頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五1、生態(tài)平衡的概念生態(tài)平衡包括三個(gè)方面：結(jié)構(gòu)上的平衡;功能上的平衡;輸入和輸出物質(zhì)數(shù)量上的平衡。第67頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)平衡是相對(duì)的平衡、動(dòng)態(tài)的平衡。在系統(tǒng)各組分之間、生物與環(huán)境之間不斷的物質(zhì)、能量與信息的流動(dòng)，使得生態(tài)系統(tǒng)中舊的平衡不斷打破，新的平衡不斷建立。只有這樣，地球才會(huì)由一片死寂變得生機(jī)盎然。絕對(duì)的平衡則意味著沒有發(fā)展和變化。但這種變化如果太快，則系統(tǒng)各組分之間不可能有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的相互關(guān)系，會(huì)產(chǎn)生一系列嚴(yán)重的問題，生物不能適應(yīng)這種變化則導(dǎo)致物種的大量滅絕。第68頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五

奇怪的事情：自300年前渡渡鳥滅絕以來，大顱欖樹也日漸稀少，似乎患上了不育癥。到20世紀(jì)80年代，毛里求斯只剩下13株大顱欖樹了，眼看這種樹木就要從地球上消失了大顱欖樹與渡渡鳥的故事第69頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五

1981年，美國生態(tài)學(xué)家坦普爾來到毛里求斯，他細(xì)心地測定了大顱欖樹的年輪，發(fā)現(xiàn)樹齡正好是300年，也就是說，渡渡鳥滅絕之日，也正是大顱欖樹絕育之時(shí)。他終于在找到的一個(gè)渡渡鳥遺骸中發(fā)現(xiàn)了秘密：在渡渡鳥的遺骸中發(fā)現(xiàn)了幾顆大顱欖樹的種子，原來渡渡鳥喜歡吃這種樹木的果實(shí)。第70頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五

他把大顱欖樹的種子給與渡渡鳥比較相似的吐綬鳥吃下后，從糞便中排出種子的外殼被消化了一層，種在苗圃后，終于發(fā)出了新芽。第71頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五狐貍與狗交上了“朋友”

這并不是童話故事里的虛構(gòu)情節(jié)，而是一件真實(shí)的稀奇事。故事發(fā)生于2005年9月，黑龍江省齊齊哈爾市克東縣古城村。第72頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五偷雞鴨的狐貍與村里的狗交上了“朋友”第73頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五4只狐貍一個(gè)冬天吃掉了村里的400多只雞鴨,因和村里的狗交上了“朋友”，它們白天也敢進(jìn)村子。第74頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五第75頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五林業(yè)派出所組織人員在村邊架網(wǎng)，準(zhǔn)備捕捉進(jìn)村偷雞鴨的狐貍。第76頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定取決于平衡的相互關(guān)系第77頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2、生態(tài)系統(tǒng)的演替

一些生態(tài)系統(tǒng)，依靠自身的發(fā)展和活動(dòng)的本性，一方面消滅某些物種，另一方面又允許別的物種侵入，以此來改變它們的環(huán)境。因而，在占領(lǐng)這個(gè)地區(qū)的各種生物中，存在著一種漸近的變化。最后，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可能被另一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)全部代替。生態(tài)系統(tǒng)中的這種變化過程就叫做演替。第78頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五（1）原生演替

如果這個(gè)地域先前沒有生物占領(lǐng)，那么，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)被另一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所代替的過程就稱為原生演替。

裸露的巖石表面被生物逐步侵入，最后變成了森林生態(tài)系統(tǒng)就是一個(gè)典型的范例。

第79頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五原生演替第80頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五（2）次生演替

開始于次生裸地或原生蕪原（不存在植被，但在土壤或基質(zhì)中保留有植物繁殖體的裸露地段）上的演替。比如，當(dāng)一個(gè)地區(qū)被開墾，后又被廢棄時(shí)，這個(gè)地區(qū)在開墾前的優(yōu)勢生態(tài)系統(tǒng)，將經(jīng)過一系列明顯的階段而得到恢復(fù)。由于這是重建原來就已經(jīng)有的生態(tài)系統(tǒng)，所以把這個(gè)過程叫做次生演替。

第81頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五次生演替原生態(tài)生態(tài)破壞生態(tài)恢復(fù)山區(qū)高速公路生態(tài)恢復(fù)研究第82頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五（3）頂極生態(tài)系統(tǒng)

這是演替到最后階段的一種生態(tài)系統(tǒng)。全部已有的物種繼續(xù)彼此按比例繁殖，并不再發(fā)生變化的平衡狀態(tài)稱為頂極。這個(gè)系統(tǒng)也就叫做頂極生態(tài)系統(tǒng)。頂極生態(tài)系統(tǒng)的類型依這個(gè)地區(qū)占優(yōu)勢的非生物因素的不同而異。在炎熱的干旱地區(qū)，頂極是熱帶荒漠生態(tài)系統(tǒng)；在炎熱的潮濕地區(qū)，頂極是熱帶雨林。第83頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五熱帶雨林第84頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五影響生態(tài)系統(tǒng)演替變化的因素

當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)的演替進(jìn)行到頂極時(shí)，則可以理解為達(dá)到了動(dòng)態(tài)的平衡。這種平衡也不是一成不變的，特別是當(dāng)自然因素和人為因素的強(qiáng)烈干擾和變動(dòng)，往往破壞了生態(tài)平衡。

第85頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五生態(tài)系統(tǒng)平衡生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的自我調(diào)節(jié)能力；環(huán)境的自凈能力。第86頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五二、生態(tài)平衡3、生態(tài)平衡破壞的原因；（1）自然因素：稱第一環(huán)境問題如：火山爆發(fā)、地震、海嘯、臺(tái)風(fēng)、蟲災(zāi)、蝗災(zāi)、洪澇旱災(zāi)、流行病等。有一定地域性；出現(xiàn)頻率并不高，但破壞性強(qiáng)、損失巨大。第87頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五第88頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五塵封3000萬年的南美動(dòng)物王國

一座座火山矗立在草原旁邊，山上覆蓋著厚厚的白雪。在火山腳下的草原上，一對(duì)似馬非馬的有蹄類食草動(dòng)物、一頭長得像羚羊的南美有蹄類動(dòng)物和一只地懶安靜地吃著鮮草。離它們不遠(yuǎn)的地方，一只栗鼠和一個(gè)類似老鼠的有袋類動(dòng)物愜意地啃食著種子。突然，一座火山爆發(fā)了，巖漿沿著陡峭的山坡呼嘯而下，沖到了草原上，這群動(dòng)物沒有來得及作出任何反應(yīng)，就被厚厚的火山灰掩埋了。

第89頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五火山爆發(fā)海嘯地震臺(tái)風(fēng)第90頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五荒漠化第91頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五沙塵暴第92頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五世界著名的悉尼歌劇院第93頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五第94頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五沙塵暴中的悉尼歌劇院第95頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五旱災(zāi)第96頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五蟲災(zāi)第97頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五2009年各類自然災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失2524億元，比上年下降78.5%。全年農(nóng)作物受災(zāi)面積4721萬公頃，增加18.1%。其中，絕收492萬公頃，增加22.0%。全年因洪澇災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失655億元，增加0.5%；死亡902人，下降10.8%。全年因旱災(zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失1099億元，增加2.58倍。全年低溫冷凍和雪災(zāi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失172億元，死亡40人。全年因海洋災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失100億元，下降51.3%。全年累計(jì)發(fā)生赤潮面積14102平方公里，增加2.7%。第98頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五全年實(shí)際發(fā)生各類地質(zhì)災(zāi)害1.0萬起，直接經(jīng)濟(jì)損失18.3億元，死亡331人。全年大陸地區(qū)共發(fā)生5級(jí)以上地震24次，成災(zāi)8次，造成直接經(jīng)濟(jì)損失27.4億元，死亡3人。全年共發(fā)生森林火災(zāi)8808起，下降37.7%。第99頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五二、生態(tài)平衡3、生態(tài)平衡破壞的原因；（2）人為因素：稱第二環(huán)境問題如：人為毀壞植被、引進(jìn)或消滅一種生物、建造某些大型工程、大量排放三廢（氣、水、渣）、濫施化肥農(nóng)藥等。第100頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五水污染造成魚“翻塘”第101頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五工程建設(shè)毀壞植被第102頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五過度放牧，超過承載力。第103頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五外來入侵物種危害巨大調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全國共有283種外來入侵物種，每年對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境造成的損失約1200億元，而現(xiàn)在損失已高達(dá)2000億元。外來入侵物種當(dāng)年給中國造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1198.76億元，占中國國內(nèi)生產(chǎn)總值的1.36%，其中對(duì)國民經(jīng)濟(jì)有關(guān)行業(yè)造成直接經(jīng)濟(jì)損失共計(jì)198.59億元，而對(duì)我國生態(tài)系統(tǒng)、物種及遺傳資源造成的間接經(jīng)濟(jì)損失則高達(dá)1000.17億元?！钡?04頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五原產(chǎn)南美洲的鳳眼蓮(又稱水葫蘆)，1901年從日本引入臺(tái)灣作花卉，20世紀(jì)50代作為豬飼料推廣后大量逸生。近年來，關(guān)于水葫蘆影響環(huán)境及生態(tài)的“罪行”不時(shí)見諸報(bào)端：堵塞河道，影響航運(yùn)、排灌和水產(chǎn)品養(yǎng)殖；破壞水生生態(tài)系統(tǒng)，威脅本地生物多樣性；吸附重金屬等有毒物質(zhì)，死亡后沉入水底，構(gòu)成對(duì)水質(zhì)的二次污染；覆蓋水面，影響生活用水；滋生蚊蠅。第105頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五宜昌黃柏河的“水葫蘆”、廣東的福壽螺、西雙版納的飛機(jī)草、新疆博斯騰湖的河鱸、東北的三裂葉豚草等在我國，幾乎隨處可見這些外來生物“入侵者”制造的“麻煩”。第106頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五二、生態(tài)平衡4、改善生態(tài)環(huán)境的主要對(duì)策（1）加大普及、宣傳生態(tài)環(huán)境知識(shí)，提高人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。（2）科學(xué)、合理地開發(fā)和使用土地資源、水資源、森林資源等，并注意資源的綜合利用。第107頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五二、生態(tài)平衡4、改善生態(tài)環(huán)境的主要對(duì)策（3）保護(hù)生物資源的多樣性，提高生態(tài)系統(tǒng)抗干擾的能力。（4）嚴(yán)格控制工業(yè)“三廢”污染，堅(jiān)持“預(yù)防為主，防治結(jié)合，綜合治理”的政策。第108頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五二、生態(tài)平衡4、改善生態(tài)環(huán)境的主要對(duì)策（5）改變能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)和使用對(duì)環(huán)境無影響或影響小的環(huán)保能源。。（6）控制人口增長，減小環(huán)境壓力。第109頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五二、生態(tài)平衡4、改善生態(tài)環(huán)境的主要對(duì)策（7）加強(qiáng)管理，充分發(fā)揮法制和規(guī)劃的作用。（8）研究、開發(fā)、推廣有利于生態(tài)環(huán)境的新技術(shù)。第110頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用1、生態(tài)系統(tǒng)的的自凈能力（1）植物對(duì)大氣污染的凈化作用。①吸收二氧化碳，放出氧氣。據(jù)估計(jì)，全球每年全部植物吸收的CO2

9.36×1010t第111頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用1、生態(tài)系統(tǒng)的的自凈能力（1）植物對(duì)大氣污染的凈化作用。②吸收大氣中的有害物質(zhì)。如：1m2的柳樹和松樹每年可吸收

SO20.07kg;

每公斤西紅柿的葉子可吸收氟0.3g;

每平方米的洋槐可吸收氯

4.2g。第112頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用1、生態(tài)系統(tǒng)的的自凈能力（1）植物對(duì)大氣污染的凈化作用。③對(duì)降塵和飄塵有滯留和過濾作用。如，每平方米面積吸塵量：榆樹葉

3.93g;

丁香1.61g;

楊樹0.55g。第113頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用1、生態(tài)系統(tǒng)的的自凈能力（2）水體污染的生物凈化作用。①微生物（以細(xì)菌作用為主）凈化作用。

活性污泥法； 生物膜法； 生物氧化塘等。第114頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用1、生態(tài)系統(tǒng)的的自凈能力（2）水體污染的生物凈化作用。②水生植物凈化作用。

如，水蔥

50小時(shí)可將水體中10mg/m3的酚全部吸收；

100g鮮蘆葦

24小時(shí)可將水體中8mg的酚全部代謝為二氧化碳；

鳳眼蓮、綠萍、菱角等有吸收水中汞、鎘等重金屬的作用。第115頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用②土壤中引入“超級(jí)細(xì)菌”對(duì)含有氮、磷、鉀的有機(jī)物的代謝作用。如，美國：反硝化小球菌的酶提取液能除去三氯酸或三氯丁酸中的氯；日本：紅酵母和蛇皮廯菌能分別降解30%-40%的多氯聯(lián)苯。第116頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用2、生物防治病蟲害（1）以蟲治蟲。病蟲害的天敵：草蛉、瓢蟲、蜘蛛、蛙、蟾蜍、食蚊魚、寄生蜂、和許多食蟲益鳥等。第117頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用2、生物防治病蟲害（2）以菌治蟲。如：綠僵菌防治棉鈴蟲、稻苞蟲、玉米螟；白僵菌防治大豆食心蟲、玉米螟；赤小蜂防治甘蔗螟；多角體病毒防治棉花、白菜等鱗翅目幼蟲核型多角體病毒防治松毛蟲、棉鈴蟲等。第118頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用2、生物防治病蟲害（2）以菌治蟲。第三代農(nóng)藥:生物農(nóng)藥生物工程植物:如蘇云金桿菌基因?qū)霟煵?。微生物農(nóng)藥:病毒農(nóng)藥、真菌農(nóng)藥、細(xì)菌農(nóng)藥。第119頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用3、污染物在環(huán)境中遷徙變化規(guī)律

污染物（pollutant）進(jìn)入環(huán)境后不是靜止不變的，而是隨著生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，在復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中不斷地遷移、轉(zhuǎn)化、積累和富集。第120頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用3、污染物在環(huán)境中遷徙變化規(guī)律DDT北極附近的愛斯基摩人南極附近的企鵝、魚檢測出DDT例：一項(xiàng)不可思議的遷移：第121頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五“全球蒸餾效應(yīng)”，又稱“蚱蜢跳效應(yīng)”

(GrasshopperEffect)第122頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用例：一項(xiàng)不可思議的遷移：褐鱒們上演了一出《勝利大逃亡》的動(dòng)物版本。第123頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五鱒魚跳入水管中，逆流而上。褐鱒們上演了一出《勝利大逃亡》的動(dòng)物版本褐鱒們上演了一出《勝利大逃亡》的動(dòng)物版本褐鱒們上演了一出《勝利大逃亡》的動(dòng)物版本褐鱒們上演了一出《勝利大逃亡》的動(dòng)物版本第124頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五如圖所示，養(yǎng)殖場池塘與溪流之間由陸地隔開，中間有管道相通。鱒魚就是逆流游過這條路，進(jìn)入右側(cè)的“自由天堂”。

第125頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用3、污染物在環(huán)境中遷徙變化規(guī)律污染物（pollutant）積累和富集：污染物進(jìn)入環(huán)境后，隨生物代謝過程，通過吸附、吸收，不斷從環(huán)境中蓄積某些化學(xué)元素或化合物，并隨生物的生長發(fā)育，生物體內(nèi)污染物的濃度不斷增大。

污染物通過食物鏈逐級(jí)富集放大，最終傳遞給人類。第126頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用3、污染物在環(huán)境中遷徙變化規(guī)律例：水俁病Hg（汞）浮游生物小魚大魚人、貓人或貓患水俁病工廠含汞廢液排入河流第127頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用3、污染物在環(huán)境中遷徙變化規(guī)律例：雞蛋中含六六六C6H6Cl6（土壤）根系吸收谷物雞雞蛋人食用后積累中毒噴灑農(nóng)藥C6H6Cl6第128頁，共141頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)57分，星期五三、生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用4、環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測與生物評(píng)價(jià)

利用生物對(duì)環(huán)境中污染物質(zhì)的反映，即生物在污染環(huán)境中所發(fā)生的信息，來判斷環(huán)境污染狀況的一種手段。

用來監(jiān)測、評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量及其