BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)

BXX-XX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)2024/3/29BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)一、生態(tài)系統(tǒng)概述二、生態(tài)系統(tǒng)的組成三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)四、生態(tài)系統(tǒng)的類(lèi)型五、生態(tài)系統(tǒng)的特征2-1生態(tài)系統(tǒng)2BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)一、生態(tài)系統(tǒng)的概述種群(Population)：一個(gè)生物物種在一定范圍內(nèi)所有個(gè)體的總和。群落(Community)：在一定的自然區(qū)域中許多不同種的生物的總和。生態(tài)系統(tǒng)(Ecosystem)：任何一個(gè)生物群落與其周?chē)巧锃h(huán)境的綜合體。3BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)一、生態(tài)系統(tǒng)的概述生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）的定義:

指在一定的空間內(nèi)，生物成分和非生物成分通過(guò)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)互相作用、互相依存而構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位。

生物的存在與環(huán)境發(fā)生著密切的關(guān)系，不斷進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞，是一個(gè)有機(jī)整體 范圍可大可小4BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)目前有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的研究主要集中在5個(gè)方面：自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和利用生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制的研究生態(tài)系統(tǒng)退化的機(jī)制、恢復(fù)及其修復(fù)研究全球性生態(tài)問(wèn)題生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的研究一、生態(tài)系統(tǒng)的概述5BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)二、生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)必要的部分非必要的部分消費(fèi)者非生物成分生物成分陽(yáng)光無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)生產(chǎn)者分解者6BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)

生物種類(lèi)、種群數(shù)量、種的空間配置(水平分布、垂直分布)、種的時(shí)間變化等。植物的種類(lèi)、數(shù)量及其空間位置是是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)形態(tài)結(jié)構(gòu)的主要標(biāo)志。即食物鏈（網(wǎng)）及其相互關(guān)系生物群落的空間格局狀況(垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu))生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的要素及其時(shí)空分布和物質(zhì)、能量循環(huán)轉(zhuǎn)移的路徑。形態(tài)結(jié)構(gòu)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)7BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生產(chǎn)者（綠色植物）還原（分解）者（細(xì)菌、真菌）消費(fèi)者（動(dòng)物）環(huán)境（土壤、空氣、水）生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)模式圖8BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)9BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)植物蟬(初級(jí)消費(fèi)者)螳螂(二級(jí)消費(fèi)者)黃雀(三級(jí)消費(fèi)者)鷹(四級(jí)消費(fèi)者)(頂極食肉動(dòng)物)10BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)在食物鏈中，物質(zhì)流動(dòng)有一個(gè)突出的特性就是生物具有對(duì)污染物進(jìn)行濃縮、放大的作用。生物濃縮是指生物體內(nèi)污染物的濃度遠(yuǎn)大于環(huán)境中污染物濃度的現(xiàn)象。生物放大是指在同一條食物鏈上，高位營(yíng)養(yǎng)生物體內(nèi)污染物的濃度大于低位營(yíng)養(yǎng)生物的現(xiàn)象。11BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)四、生態(tài)系統(tǒng)的類(lèi)型按生態(tài)系統(tǒng)空間環(huán)境性質(zhì)按人類(lèi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度淡水生態(tài)系統(tǒng)海洋生態(tài)系統(tǒng)陸地生態(tài)系統(tǒng)自然生態(tài)系統(tǒng)人工生態(tài)系統(tǒng)半自然生態(tài)系統(tǒng)12BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)五、生態(tài)系統(tǒng)的特征生態(tài)系統(tǒng)是開(kāi)放的“自持系統(tǒng)”生態(tài)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)功能系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征13BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)2-1生態(tài)系統(tǒng)2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用2-3生態(tài)系統(tǒng)的功能2-4生態(tài)平衡2-5生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)14BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)組成環(huán)境的具體因素成為環(huán)境因子，或叫生態(tài)因子。包括自然環(huán)境要素和社會(huì)環(huán)境要素。自然環(huán)境要素主要包括生物、大氣、水和巖石與土壤要素。社會(huì)環(huán)境要素主要指人為的各種干擾活動(dòng)，如耕作、施肥、灌溉、噴藥等。2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用15BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)一、主要生態(tài)因子的生態(tài)作用1、溫度溫度直接影響有機(jī)體的體溫，體溫的高低又決定了動(dòng)物新陳代謝過(guò)程的強(qiáng)度和特點(diǎn)、有機(jī)體的生長(zhǎng)和發(fā)育速度、數(shù)量和分布等。溫度影響氣流、降水，從而間接的影響動(dòng)植物的生存條件。人類(lèi)對(duì)溫度因子的影響？熱污染,全球變暖2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用16BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)2、光和輻射①生物生活所必需的全部能量都直接或間接地來(lái)源于太陽(yáng)光②植物利用太陽(yáng)光進(jìn)行光合作用，制造有機(jī)物③光是生物的晝夜周期性和季節(jié)周期性的外界“觸發(fā)器”，如生命活動(dòng)的晝夜節(jié)律、季節(jié)性節(jié)律(繁殖、換毛、遷徙)人類(lèi)對(duì)光因子的影響？光污染2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用17BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)一、主要生態(tài)因子的生態(tài)作用3、水水是一切生命活動(dòng)和生化過(guò)程的基本物質(zhì)：光合作用、植物營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸和動(dòng)物消化的介質(zhì)；水是決定植被群落和生產(chǎn)力的關(guān)鍵因素之一；水循環(huán)(大氣環(huán)流或地區(qū)性環(huán)流、盛行風(fēng))形成支持生物的氣候，調(diào)節(jié)全球水分、能量平衡；重要的成土因素，在巖石風(fēng)化中起重要作用；通過(guò)地表徑流輸送地表物質(zhì)。2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用18BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)一、主要生態(tài)因子的生態(tài)作用4、空氣CO2、O2、污染物5、土壤陸地植物生長(zhǎng)基地，為植物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分生物棲息和活動(dòng)的場(chǎng)所生態(tài)系統(tǒng)中的許多基本功能實(shí)現(xiàn)需在土壤中進(jìn)行，如固氮、分解、反硝化土壤中的微生物和小型動(dòng)物，能對(duì)外來(lái)的各種物質(zhì)進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化，是一個(gè)自然凈化系統(tǒng)2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用19BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)二、生態(tài)因子作用的一般特征1、綜合作用各種境因子彼此聯(lián)系、相互促進(jìn)、相互制約的。2、主導(dǎo)因子作用在諸多環(huán)境因子中，常有一個(gè)生態(tài)因子對(duì)生物起著主導(dǎo)作用，稱(chēng)主導(dǎo)因子。例如水是森林、草原、荒漠結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)因子，水分充足，森林繁茂，溫度高則形成熱帶雨林，充足的水分和陽(yáng)光形成常綠闊葉林，年降水為25-75cm時(shí)候，草類(lèi)旺盛生長(zhǎng)，年降水不足25cm的地區(qū)，只有稀疏的植被，地面裸露，仙人掌，沙棘。2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用20BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)二、生態(tài)因子作用的一般特征4、階段性 由于生物生長(zhǎng)發(fā)育不同階段對(duì)環(huán)境因子的需求不同，因此因子對(duì)生物的作用也具有階段性5、不可代替性和補(bǔ)償性 所以從總體上說(shuō)生態(tài)因子是不能代替的，但局部是可以補(bǔ)償?shù)?，如食物鏈上某一?jí)生物物種的減少可被其他物種增加補(bǔ)償。2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用21BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)三、生態(tài)因子的作用方式應(yīng)用1、拮抗作用 指各因子聯(lián)合作用時(shí)，一種因子能抑制影響另一種因子的作用。如青霉菌產(chǎn)生的青霉素能抑制革蘭氏陽(yáng)性菌和部分革蘭氏陰性菌的生長(zhǎng)；硒拮抗鎘、汞重金屬毒性2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用22BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)三、生態(tài)因子的作用方式應(yīng)用3、凈化作用 通過(guò)物理、化學(xué)和生物的過(guò)程消除水、氣和土壤中有害物質(zhì) 如普通工人中，吸煙者比不吸煙者肺癌發(fā)病率高約10倍。而石棉工人中肺癌的發(fā)病率比普通工人高8倍，而吸煙的石棉工人中，肺癌的發(fā)病率比普通工人高數(shù)十倍以上。吸煙和職業(yè)環(huán)境對(duì)具有協(xié)同作用。2、協(xié)同 兩種或多種化合物共同作用時(shí)，總毒性等于或超過(guò)化合物單獨(dú)作用時(shí)的毒性總和叫協(xié)同作用2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用23BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)2-1生態(tài)系統(tǒng)2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用2-3生態(tài)系統(tǒng)的功能

2-4生態(tài)平衡2-5生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用24BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)一、生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn)次級(jí)生產(chǎn)光合作用2-3生態(tài)系統(tǒng)的功能25BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)能量流動(dòng)是一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，也是生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力。在生態(tài)系統(tǒng)中，生物與環(huán)境、生物與生物之間的密切聯(lián)系，可通過(guò)能量的轉(zhuǎn)化、傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)。二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)能量流動(dòng):生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。26BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)1.能量流動(dòng)的起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開(kāi)始2.能量流動(dòng)的途徑：食物鏈和食物網(wǎng)通過(guò)綠色植物的光合作用和硝化細(xì)菌等細(xì)菌的化能合成作用來(lái)完成。3.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：全部生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能的總量4.每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量去向：呼吸作用、下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化、分解者分解5.能量流動(dòng)的終點(diǎn)：以呼吸作用產(chǎn)生的熱能的形式散失27BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的一般過(guò)程生產(chǎn)者(植物)呼吸呼吸呼吸呼吸初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者三級(jí)消費(fèi)者(肉食動(dòng)物)分解者(細(xì)菌、真菌等）呼吸(草食動(dòng)物)（肉食動(dòng)物)太陽(yáng)28BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)(1)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(生產(chǎn)者)所同化能量的百分比是多少?第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)百分比呢?(2)上圖中“未利用的能量”是指哪些能量呢？(3)能量在相鄰的營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)?29BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)13.5％,20％10％～20％a.下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)不能利用的能量。如：草根b.下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(1)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)(生產(chǎn)者)所同化能量的百分比是多少?第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)百分比呢?(2)能量在相鄰的營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)?(3)上圖中“未利用的能量”是指哪些能量呢？62.812.6×100％=20.06％62.8464.6×100％=13.52％能量流動(dòng)的特點(diǎn)30BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)1生態(tài)系統(tǒng)能量來(lái)源于太陽(yáng)能，但利用率僅1.2%2能量單向流動(dòng)，沿食物鏈由低級(jí)向高級(jí)流動(dòng)3流動(dòng)中能量逐級(jí)減少，每經(jīng)過(guò)一級(jí)都有能量以熱的形式散失掉4各級(jí)消費(fèi)者之間的能量的利用率不高，10-20%5只有當(dāng)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)的結(jié)構(gòu)和功能才能保持動(dòng)態(tài)平衡

能量流動(dòng)的特點(diǎn)31BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)在一個(gè)池塘中，要有1000公斤的浮游植物才能維持100公斤浮游動(dòng)物的生活；而100公斤的浮游動(dòng)物才能供10公斤魚(yú)生存；這10公斤魚(yú)只能使18歲的青年人增加1公斤體重。32BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)C 根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，要使能量流經(jīng)食物鏈總消耗最少，人們應(yīng)采用哪種食物結(jié)構(gòu)（）

A．以禽類(lèi)、蛋類(lèi)為主

B．以淡水養(yǎng)殖的魚(yú)、蝦為主C．以谷物和植物蛋白為主

D．以豬肉等家畜肉類(lèi)為主33BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)根據(jù)下圖所表示的食物網(wǎng),結(jié)合能量流動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算:牧草鼠蛇貓頭鷹如果牧草固定了1000焦耳的能量,則貓頭鷹最少能獲得______焦耳能量,最多能獲得______焦耳能量.14034BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)用能量流動(dòng)的原理,解釋諺語(yǔ)“一山不容二虎”隱含的道理。參考:根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，通過(guò)食物鏈(網(wǎng))流經(jīng)老虎的能量已減到很小的程度。因此，老虎的數(shù)量將是很少的。故“一山不能容二虎”有一定的生態(tài)學(xué)道理。思考35BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)假設(shè)你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長(zhǎng)的辦法是:1.先吃雞，然后吃玉米

2.先吃玉米，同時(shí)用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋，最后再吃雞思考36BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)在栽培谷物的過(guò)程中，人們首要的目的是獲取高產(chǎn)量的子粒，而不是大量的秸稈。因此，人們?cè)谶M(jìn)行農(nóng)田管理時(shí)，既要使農(nóng)田的葉面指數(shù)保持在適宜的數(shù)值上，又要使谷稈比(谷粒重秸稈重)適當(dāng)增高。這樣就可以避免由于呼吸作用的增強(qiáng)而造成過(guò)多的消耗，也可以避免過(guò)多地增加秸稈的重量，從而使農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量盡可能多地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分──增加谷粒的產(chǎn)量。鋤去田中雜草，修去樹(shù)木側(cè)枝，目的是什么?思考37BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義1、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。如:生態(tài)農(nóng)業(yè)農(nóng)作物森林糧食秸稈枝葉牲畜糞便沼氣池沼渣“四位一體”生態(tài)農(nóng)業(yè)：“養(yǎng)豬不墊圈，照明不用電，做飯不需柴和炭，種菜不花化肥錢(qián)，綠色產(chǎn)品無(wú)污染?！?8BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義2、幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。如:草場(chǎng)放牧39BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)小結(jié)小結(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)概念過(guò)程特點(diǎn)實(shí)踐意義單向流動(dòng)逐級(jí)遞減傳遞效率10％～20％指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過(guò)程。1、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。2、使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟?lèi)最有益的部分。太陽(yáng)能→第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)→第二→‥‥40BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)物質(zhì)循環(huán)：組成生物體的C、H、O、N、P、S等基本元素在生態(tài)系統(tǒng)的生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間反復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。三、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)能量元素：C、H、N、O，是構(gòu)成蛋白質(zhì)的四種主要元素，約占97%以上大量營(yíng)養(yǎng)元素：Ca、P、Mg、S、K、Na等微量營(yíng)養(yǎng)元素：Al、I、Br、F、Cu、Zn、Mn、Fe、Se等41BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)水循環(huán)aquaticcycle水循環(huán)的動(dòng)力是太陽(yáng)輻射水循環(huán)主要是在大氣降水與地表水的蒸發(fā)之間進(jìn)行42BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)水循環(huán)（?。┙涤杲亓舸┩赣暾趄v滲透地表蒸發(fā)地表徑流地下徑流43BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)碳是地球上儲(chǔ)量最豐富的元素之一，廣泛存在于生物有機(jī)體和無(wú)機(jī)環(huán)境中是構(gòu)生命體的基本元素，是有機(jī)物的基本成分，碳元素約占生物體干重的49％，是有機(jī)化合物的“骨架”所有生物體的碳來(lái)源于CO2在無(wú)機(jī)環(huán)境中，碳主要以CO2和碳酸鹽的形式存在。碳循環(huán)carboncycle44BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)化泥碳煤碳化作用石油大氣中的CO2庫(kù)微生物分解光合作用呼吸作用45BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)46BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)海洋和大氣CO2調(diào)節(jié)CO2CO2溶于海水H2CO3水體中生物H++CO3

2-

CaCO3海底沉積物47BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)綠色植物的光合作用碳進(jìn)入生物群落碳出入生物把CO2合成有機(jī)物群落的途徑動(dòng)植物的呼吸作用碳出生物群落微生物的分解作用燃燒48BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)碳循環(huán)小結(jié)（1）碳在自然界中的存在形式：（2）碳在生物體內(nèi)的存在形式：（3）碳進(jìn)入生物體的途徑：（4）碳在生物體之間傳遞途徑：（5）碳進(jìn)入大氣的途徑：CO2和碳酸鹽；含碳有機(jī)物；綠色植物的光合作用；食物鏈；①生物的呼吸作用②分解者有分解作用③化石燃料的燃燒49BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)碳循環(huán)的影響大量化石燃料開(kāi)采、燃燒森林植被面積在不斷縮小人類(lèi)對(duì)土地利用方式的改變使得土壤呼吸作用釋放出的CO2也日益增多大氣中的CO2已由工業(yè)革命前的280μg/L升至目前的380μg/L50BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)反硝化細(xì)菌大氣氮NH4+、NO3-植物消費(fèi)者殘?bào)w、排泄物細(xì)菌、真菌固氮氮循環(huán)的兩個(gè)主要過(guò)程：硝化作用和反硝化作用氮循環(huán)51BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)氮氧化合物大量排放硝酸鹽(工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等)大量輸入環(huán)境農(nóng)業(yè)活動(dòng)中氮肥的損失，氨的揮發(fā)釋放、反硝化作用釋放N2O，硝酸鹽的淋失當(dāng)前每年進(jìn)入生物圈的N為92*106t，經(jīng)反硝化作用回歸大氣的N約83*106t，差值900萬(wàn)t。這900萬(wàn)t的氮分布在土壤、地下水、地表水中，是各地水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因之一。人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)的影響52BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)磷循環(huán)

phosphoruscycle在生物的體內(nèi)，磷是構(gòu)成能量轉(zhuǎn)移分子ATP、ADP、AMP以及具有遺傳等功能分子RNA、DNA的基本組分磷沒(méi)有任何氣體形式或蒸汽形式的化合物，是比較典型的沉積型循環(huán)物質(zhì)P循環(huán)都是起自巖石的風(fēng)化，終于水中的沉積磷的主要來(lái)源是磷酸鹽礦、鳥(niǎo)糞和動(dòng)物化石的天然磷酸鹽礦床。53BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)磷循環(huán)

phosphoruscycle沉積型循環(huán)沉積物中的磷（約為土壤和海洋中千倍以上）陸地海洋死有機(jī)物土壤中的無(wú)機(jī)磷活有機(jī)物死有機(jī)物深海的磷活有機(jī)物捕魚(yú)鳥(niǎo)糞懸浮在水中隨河水帶走攝取排泄死亡下,沉分解沉積溶解于水上升風(fēng)化開(kāi)采攝取排泄死亡上涌54BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)55BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)磷肥施用到土壤中，由于土壤中含有許多鈣、鐵和銨離子，部分磷酸鹽都變成了不溶性的鹽而被固結(jié)在土壤、湖泊及海洋的沉積物中由于很多施于土壤中的磷酸鹽最終被固結(jié)在深層沉積物中，并且浮游植物不足以維持P的循環(huán)，所以沉積到海洋深處的P比增加到陸地和淡水的要多大部分磷沖刷到海洋中去，只有小部分通過(guò)淺海的魚(yú)類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)又返回到陸地上，而大部分是一個(gè)單向流失過(guò)程56BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)硫循環(huán)sulfurcycle陸地海洋沉積物（CaSO4,FeS2）溶解的SO42-SO2H2SSCaSO4FeS2死有機(jī)物活有機(jī)物SO42-降水SO2,SO42-擴(kuò)散海浪SO42-大氣上升，分化SO2FeS2死有機(jī)物活有機(jī)物SO42-H2SS分解化肥工業(yè)SO42-攝取擴(kuò)散火山活動(dòng)H2S,SO2,SO42-植物攝取SO2,SO42-降水SO2,SO42-化石燃燒

SO2H2S,SO2,SO42-57BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)火山活動(dòng)化石燃燒

降水揮發(fā)揮發(fā)沉積物農(nóng)田風(fēng)化和淋溶作用農(nóng)藥噴灑徑流(CH3)2HgHg2＋CH3Hg魚(yú)水生植物水鳥(niǎo)工廠汞的廢物捕魚(yú)由河水帶走(中性pH)(酸性pH)有毒物質(zhì)的循環(huán)(遷移和轉(zhuǎn)化)——汞循環(huán)mercurycycle58BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)物質(zhì)循環(huán)的主要特點(diǎn)：物質(zhì)循環(huán)是全球性的，生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的物質(zhì)可以反復(fù)出現(xiàn)反復(fù)利用，周而復(fù)始進(jìn)行循環(huán)，不會(huì)消失。59BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式特點(diǎn)范圍聯(lián)系主要以有機(jī)物形式單向流動(dòng)逐級(jí)遞減生態(tài)系統(tǒng)的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)組成生物體的基本元素在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境間反復(fù)循環(huán)反復(fù)循環(huán)維持生態(tài)平衡全球生物圈能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)二者相互伴隨，相輔相承，是不可分割的統(tǒng)一整體。60BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)1、營(yíng)養(yǎng)信息2、物理信息 聲(青蛙、鳥(niǎo)、野獸)、光(螢火蟲(chóng))、色(花)、電信息(魚(yú)群)、磁信息(鳥(niǎo))3、化學(xué)信息 螞蟻蚜蟲(chóng)、植物種群內(nèi)自毒現(xiàn)象、尿標(biāo)志、鼬4、行為信息鳥(niǎo)類(lèi)飛行姿勢(shì)、蜜蜂的舞蹈四、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞61BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)2-1生態(tài)系統(tǒng)2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用2-3生態(tài)系統(tǒng)的功能2-4生態(tài)平衡2-5生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用62BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)系統(tǒng)的各組成成分在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)的協(xié)調(diào)，物質(zhì)和能量的輸入輸出接近相等，結(jié)構(gòu)和功能長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，在外來(lái)干擾下，能通過(guò)自我調(diào)節(jié)恢復(fù)到最初的穩(wěn)定狀態(tài)，這種狀態(tài)稱(chēng)為生態(tài)平衡。生系統(tǒng)的組成成分越多樣，能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的途徑越復(fù)雜，其調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，但調(diào)節(jié)能力是有一定限度的。2-3生態(tài)平衡63BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)保持生態(tài)平衡的因素1、結(jié)構(gòu)多樣性一般來(lái)說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，反之越弱。青草－野兔－狼構(gòu)成的草原生態(tài)系統(tǒng)青草－野兔、山羊和鹿－狼構(gòu)成的草原生態(tài)系統(tǒng)森林害蟲(chóng)大規(guī)模發(fā)生一般情況下不會(huì)使森林生態(tài)系統(tǒng)遭到毀滅性破壞64BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)保持生態(tài)平衡的因素2、生態(tài)功能的完整性如一個(gè)淡水生態(tài)系統(tǒng)――河流中排入了大量的酚，若系統(tǒng)中有對(duì)酚降解能力較強(qiáng)的微生物和水蔥等，酚會(huì)很快降解，若沒(méi)有此類(lèi)生物，其它自?xún)粢蛩赜趾苋?，該系統(tǒng)有可能失調(diào)。65BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)破壞生態(tài)平衡的因素1、自然原因2、人為因素（1）物種改變引起平衡的破壞澳大利亞引進(jìn)兔子；中國(guó)引進(jìn)水葫蘆、大米草；中國(guó)50年代曾大量捕殺麻雀，致使有些地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重的蟲(chóng)害等（2）環(huán)境因素改變引起平衡的破壞空氣污染、除草劑和殺蟲(chóng)劑、污水進(jìn)入環(huán)境（3）信息系統(tǒng)的破壞引起平衡的破壞66BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)失衡的標(biāo)志1、結(jié)構(gòu)上的標(biāo)志一級(jí)結(jié)構(gòu)缺損：即生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和非生物成分組成的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如毀林開(kāi)荒導(dǎo)致生產(chǎn)者消失，導(dǎo)致消費(fèi)者棲息環(huán)境破壞，分解者食物減少等。二級(jí)結(jié)構(gòu)變化：指生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和非生物成分各自的組成結(jié)構(gòu)，如草原生態(tài)系統(tǒng)因過(guò)度放牧引起牧草的變化。2、功能上的標(biāo)志包括能量流動(dòng)受阻和物質(zhì)循環(huán)中斷。如砍伐森林，把草原生態(tài)系統(tǒng)中枯枝落葉和糞便用作燃料67BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律1、相互依存與相互制約規(guī)律 物物相關(guān)、相生相克2、物質(zhì)循環(huán)與再生規(guī)律物質(zhì)不停頓的循環(huán)，嚴(yán)格防止有毒物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，以免有毒物質(zhì)經(jīng)過(guò)多次循環(huán)后富集到危及人類(lèi)的程度能量單向流動(dòng)，通常沿食物鏈大部分轉(zhuǎn)化為熱量而損失，為了充分利用能量，必須設(shè)計(jì)出能量利用率高的系統(tǒng)68BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律3、物質(zhì)輸入與輸出的動(dòng)態(tài)平衡規(guī)律對(duì)一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，物質(zhì)的輸入和生產(chǎn)總是平衡的自然生態(tài)系統(tǒng)：植物通過(guò)其枯枝落葉在分解者作用下，使等質(zhì)等量的營(yíng)養(yǎng)成分回到土壤中，形成輸入輸出的平衡關(guān)系，土壤的肥力也得以保持人工農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中：作物收獲后便被移離土地，結(jié)果某種營(yíng)養(yǎng)成分長(zhǎng)期被提取，形成輸出大于輸入輸入大于輸出：人工合成的難降解的農(nóng)藥和塑料或重金屬元素大量輸入土壤，NP過(guò)量輸入水環(huán)境 69BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律

4、相互適應(yīng)與補(bǔ)償?shù)膮f(xié)同進(jìn)化規(guī)律生物和環(huán)境之間，存在著作用與反作用的過(guò)程植物從環(huán)境吸收水分和營(yíng)養(yǎng)元素，這與環(huán)境的特點(diǎn)（如土壤性質(zhì)、可溶性營(yíng)養(yǎng)元素的量、水含量）有關(guān)。同時(shí)，生物體則以其排泄物和尸體把相當(dāng)數(shù)量的水和營(yíng)養(yǎng)元素歸還給環(huán)境，從而獲得協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果巖石表面——地衣——苔蘚——草本植物、灌木和喬木生物從無(wú)到有，物種多樣化，并從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展，而環(huán)境則從巖石，向具有相當(dāng)厚度的、適于高等植物和各種動(dòng)物生存的環(huán)境演變 70BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律

5、環(huán)境資源的有效極限規(guī)律 任何生態(tài)系統(tǒng)中作為生物賴(lài)以生存的各種環(huán)境資源，在質(zhì)量、數(shù)量、空間和時(shí)間等方面，都有一定的限度，每一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)任何外來(lái)的干擾都有一定的忍耐極限；當(dāng)干擾超過(guò)此極限，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)損傷破壞甚至瓦解，所以放牧強(qiáng)度不能超過(guò)草場(chǎng)的承載量，采伐森林、捕魚(yú)狩獵、采集藥材等不應(yīng)超過(guò)能使各種資源永續(xù)利用的量；排污時(shí)不得超過(guò)自?xún)羧萘俊?1BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)2-1生態(tài)系統(tǒng)2-2生態(tài)因子及其生態(tài)作用2-3生態(tài)系統(tǒng)的功能2-4生態(tài)平衡2-5生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)72BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)

在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

全面考察人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響

充分利用生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力

解決近代城市中的環(huán)境問(wèn)題

綜合利用資源和能源

生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)其它方面的應(yīng)用73BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)1全面考察人類(lèi)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響人為干擾與生