第三章--生物與環(huán)境資料第一頁，共35頁。一、生態(tài)系統(tǒng)的概念

生態(tài)系統(tǒng)就是在一定的空間內(nèi)，生物群落與其環(huán)境之間通過不斷地物質(zhì)循環(huán)和能量流動而相互作用，相互制約，不斷演化，達到動態(tài)平衡，形成相對穩(wěn)定的統(tǒng)一整體，是具有一定結(jié)構(gòu)和功能的單位。種群：一個生物物種在一定范圍內(nèi)所有個體的總和。群落：在一定的自然區(qū)域中許多不同種的生物的總和稱為群落。第一頁第二頁，共35頁。返回第二頁第三頁，共35頁。1.生產(chǎn)者主要是綠色植物和某些能進行光合作用或化能合成作用的細菌，它們能利用太陽能或化學(xué)能把無機物轉(zhuǎn)化為有機物，把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，不僅供自身生長發(fā)育的需要，而且也養(yǎng)活著生態(tài)系統(tǒng)的其他生物。2.消費者：直接或間接以生產(chǎn)者為食的生物稱為消費者，它們不能直接利用無機物來養(yǎng)活自己，只能靠吃其他生物來生活。這類生物也稱異養(yǎng)生物。二、生態(tài)系統(tǒng)的組成第三頁第四頁，共35頁。所有動物都是消費者，根據(jù)其食性的不同分為：食草動、食肉動物和雜食動物。寄生生物構(gòu)成另一種重要的消費者：有的寄生物生活在它們寄主的體內(nèi)，這種生物稱為內(nèi)寄生生物（如絳蟲），另外還有依附在它們寄主的體外，稱為外寄生生物如（虱）。以碎屑為食物的生物被劃為單獨的一類消費者。（死的植物性物質(zhì)，死的動物性物質(zhì)以及糞便廢棄物構(gòu)成大量有機物稱為碎屑）。第四頁第五頁，共35頁。消費者的分級初級消費者：以生產(chǎn)者為食；第二消費者：以初級消費者為食；第三消費者：以第二消費者為食；第四消費者：第五消費者：第五頁第六頁，共35頁。3.分解者：指各種具有分解能力的微生物，也屬異養(yǎng)生物。它們的任務(wù)和生產(chǎn)者正好相反,他們把復(fù)雜的有機物分解成簡單的無機物，還給無機環(huán)境，再重新供生產(chǎn)者利用。第六頁第七頁，共35頁。4.無生命物質(zhì)：也稱為非生物成分，是生態(tài)系統(tǒng)中生物賴以生存的物質(zhì)和能量的源泉及活動場所，可分為：原料部分，主要是陽光、O2、CO2、H2O、無機鹽及非生命的有機物；媒質(zhì)部分，指水、土壤、空氣等；基質(zhì)，指巖石、砂、泥。生產(chǎn)者、消費者、分解者、無生命物質(zhì)，自然界的生態(tài)系統(tǒng)一般都含有這四個組成部分，其中，非生物部分和生物部分中的生產(chǎn)者和分解者是必不可少的。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動都是通過這四部分來實現(xiàn)的。第七頁第八頁，共35頁。1.生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)反映生態(tài)系統(tǒng)的外部特征，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），種的時間變化（發(fā)育）等構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)。2．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)。三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第八頁第九頁，共35頁。1.食物鏈?zhǔn)澄镦湥涸谏鷳B(tài)系統(tǒng)中基于食物關(guān)系而把多種生物連接起來，一種生物以另一種生物為食，彼此形成一個以食物連接起來的鎖鏈關(guān)系，稱為食物鏈。按照消費者的獲食特點，將食物鏈分為四類：一是捕食性食物鏈，也稱放牧式食物鏈：植物→小動物→大動物，后者可以捕食前者。

四、食物鏈和生態(tài)金字塔第九頁第十頁，共35頁。二是碎食性食物鏈，碎屑食物→碎屑食物消費者→小肉食性動物→大肉食性動物。三是寄生性食物鏈：以大動物為基礎(chǔ)，由小動物寄生到大動物身上構(gòu)成。四是腐生性食物鏈：以腐爛的動植物尸體為基礎(chǔ)。第十頁第十一頁，共35頁。

2.生物金字塔十分之一定律：低位營養(yǎng)級是高位營養(yǎng)級能量的供應(yīng)者，但低位營養(yǎng)級的能量僅有10%能被下一個營養(yǎng)級利用。英國生態(tài)學(xué)家查爾斯在研究了在生態(tài)系統(tǒng)中，食物鏈的營養(yǎng)級從低到高，從生產(chǎn)者到消費者，生物的數(shù)量越來越少的現(xiàn)象后，提出了生態(tài)金字塔的概念。有三種表示方法：第十一頁第十二頁，共35頁。生物數(shù)量金字塔生產(chǎn)者野草：5842424株消費者Ⅰ（草食動物）：昆蟲708624只消費者Ⅱ（肉食動物）：小鳥354901只消費者Ⅲ（肉食動物）：鷹3只第十二頁第十三頁，共35頁。生物量金字塔生產(chǎn)者大葉藻：重4800萬噸消費者Ⅰ：吃大葉藻的小魚、小蝦1200萬噸消費者Ⅱ：吃小魚小蝦的大魚17萬噸消費者Ⅲ：吃大魚的兇猛的魚類3萬噸第十三頁第十四頁，共35頁。能量金字塔一平方米面積上生產(chǎn)者凈生產(chǎn)的能量是8833千卡；消費者Ⅰ凈生產(chǎn)的能量是1478千卡；消費者Ⅱ凈生產(chǎn)的能量是67千卡；消費者Ⅲ凈生產(chǎn)的能量是6千卡；第十四頁第十五頁，共35頁。能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息聯(lián)系構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。1．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動：在生態(tài)系統(tǒng)中，能量不斷地沿著太陽→植物→植物性動物→肉食動物這樣的線路流動。五、生態(tài)系統(tǒng)的功能第十五頁第十六頁，共35頁。生產(chǎn)者消費者分解者太陽熱熱熱生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動第十六頁第十七頁，共35頁。

2.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)水循環(huán)：水分從大氣到地面再返回大氣的循環(huán)稱之為水循環(huán)。水分從大氣運動到地面為降水，一般分為降雨和降雪兩種形式。降水沿地表面運動，則成為地表徑流，滲入地下蓄水層，則成為地下水。若降水落到植物上，或匯成水滴滴下，或從葉片上蒸騰。水從地表和水面蒸發(fā)以及從植物蒸騰又返回大氣中。生命化學(xué)過程伴隨著水循環(huán)不停地進行著。

第十七頁第十八頁，共35頁。生產(chǎn)者消費者分解者太陽生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)環(huán)境返回第十八頁第十九頁，共35頁。

碳循環(huán)碳的循環(huán)的主要途徑：（1）大氣中充滿CO2，經(jīng)過綠色植物的光合作用，將大氣中的CO2變成碳水化合物，同時釋放出O2，供動物需要，同時植物在呼吸中又將CO2返回大氣中，供植物再度利用。（2）植物被動物采食后，碳水化合物便進入到動物體內(nèi)，并沿著植物→草食動物→肉食動物的食物鏈轉(zhuǎn)移，凋零物或尸體被分解者分解時，也會產(chǎn)生CO2返回大氣，供植物利用；第十九頁第二十頁，共35頁。（3）礦石燃料是在漫長的地質(zhì)年代，由植物固定的碳素變成的，當(dāng)它們被人類燃燒時，耗去大氣中的O2，而釋放出CO2。（4）大氣中的CO2有很大一部分被海水吸收，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}沉積海底，形成新的巖石使一部分碳較長時間貯藏在地層中，火山爆發(fā)時，又可以使地層中的一部分碳回到大氣層。第二十頁第二十一頁，共35頁。氮循環(huán)大氣中的氮進入生物有機體內(nèi)主要有四種途徑①生物固氮。②工業(yè)固氮。③巖漿固氮。④大氣固氮。第二十一頁第二十二頁，共35頁。氮進入植物體內(nèi)，被植物利用，在植物體內(nèi)再與復(fù)雜的含碳分子結(jié)合，形成各種氨基酸，構(gòu)成蛋白質(zhì)。動物直接或間接以植物為食，從植物體中攝取蛋白質(zhì)，作為自己蛋白質(zhì)組成的來源。動物在新陳代謝過程中，將一部分蛋白質(zhì)分解，形成氨、尿素、尿酸等排入土壤。動植物遺體在土壤微生物的作用下，分解成NH3、CO2、H2O。部分NH3也進入土壤。土壤中的NH3形成硝酸鹽，一部分重新被植物利用，另一部分在反硝化細菌的作用下，分解成游離氮進入大氣，完成了氮的循環(huán)。第二十二頁第二十三頁，共35頁。

3.生態(tài)系統(tǒng)的信息聯(lián)系生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)中的信息主要有營養(yǎng)信息、化學(xué)信息、物理信息和行為信息。①營養(yǎng)信息：通過營養(yǎng)交換方式，把信息從一個種群傳遞給另一個種群。

第二十三頁第二十四頁，共35頁。②化學(xué)信息：生物在某些特定的條件下或某個生長發(fā)育階段，分泌出某些特殊的化學(xué)物質(zhì)，在生物的個體或種群之間起著某種信息傳遞的作用。③物理信息：鳥鳴、獸吼、顏色和光等構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的物理信息。④行為信息：有些動物通過自己的各種行為格式向同伴發(fā)出識別、威嚇、求偶或挑戰(zhàn)等信息。第二十四頁第二十五頁，共35頁。1．定義：在一定時期和一定范圍內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)的各組分保持一種動態(tài)的平衡狀態(tài)，系統(tǒng)的基本特點沒有明顯的改變，當(dāng)有外界干擾時，能自行校正，維持平衡，此狀態(tài)就稱為生態(tài)平衡。六、生態(tài)平衡第二十五頁第二十六頁，共35頁。黃河在訴說黃河故道在訴說著什么？黃沙侵吞著最后一環(huán)碧水，碧水護持著最后一輪孤島。人們說，這里是黃河的故道。過去的美麗，為什么已經(jīng)不在？曾經(jīng)的富饒，何以把圍困重蹈？天地不語，只有猙獰的荒漠，意味深長的，向人類布道。第二十六頁第二十七頁，共35頁。2．破壞生態(tài)平衡的主要因素

人為因素引起的生態(tài)平衡的破壞，主要有三種情況：（1）生物種類成分的改變（2）環(huán)境因素的變化（3）信息系統(tǒng)的破壞第二十七頁第二十八頁，共35頁。1．生物污染當(dāng)污染環(huán)境的某些物質(zhì)在生物體內(nèi)累積，其數(shù)量超出了生物體內(nèi)正常含量，并足以對生物的生活產(chǎn)生影響和危害時，就稱生物受到了污染。2．生物污染的途徑：生物吸附生物吸收生物富集。

七、生物污染與生態(tài)破壞第二十八頁第二十九頁，共35頁。3.生態(tài)破壞生態(tài)破壞是指生態(tài)系統(tǒng)的平衡遭到破壞，導(dǎo)致了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能嚴重失調(diào)，從而威脅到人類的生存和發(fā)展。人類造成的生態(tài)破壞主要表現(xiàn)在：（1）森林破壞：造成森林面積不斷減少的原因，首先是因為人們長期過量地采伐，使森林的面積急劇減少；其次是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)將部分森林永久地變?yōu)檗r(nóng)田和牧場；第二十九頁第三十頁，共35頁。

亞馬孫河流域森林破壞（目前）

數(shù)百年來，南美洲亞馬孫河一帶的居民一直在開墾土地用于耕種。而20世紀(jì)以前，這樣做的影響并不大，因為森要是如此廣袤，而所開墾的土地面積又是如此之小。但是，采用現(xiàn)代化機械砍伐森林，既快又濫，決非手工所能比擬的。同時，南美洲人口的增長使莊稼用地和畜牧用地的需求大為增加。農(nóng)民遷入樹木已被砍伐的土地。但過了幾年，當(dāng)土壤貧瘠時，他們又會遷往別處。樹木吸收二氧化碳而放出氧氣，破壞樹木意味著大氣中二氧化碳的含量增加。這是“全球變暖”的原因之一，它最終將影響世界氣候和我們所有人。

第三十頁第三十一頁，共35頁?！@里的樹木已被伐去，以便用作居民點。附近建成的新柏油路，鼓勵人們遷入該地區(qū)。

▲在巴西東南部，大片的雨林被砍伐，以便鋪設(shè)一條新的鐵路。這將鼓勵人們來附近地區(qū)定居。每分鐘，全世界推土機清除掉的熱帶森林的面積，相當(dāng)于200個足球場的大小。依照現(xiàn)在的這種破壞速度，亞馬孫雨林將在400年以內(nèi)完全消失。第三十一頁第三十二頁，共35頁。（2）草原退化：由于過度放牧和不適宜的開墾耕種，往往引起草場退化，發(fā)生土壤侵蝕，土壤鹽堿