第一章生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第二章生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第三章生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第四章生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞第五章生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性第六章人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響101第一章生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第1頁生態(tài)系統(tǒng)的概念與組成生態(tài)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的生物與非生物環(huán)境相互作用的整體長江流域濕地生態(tài)系統(tǒng)案例該區(qū)域包含豐富的生物多樣性和非生物環(huán)境因素數(shù)據(jù)支持：長江流域濕地面積與氧氣供應(yīng)長江流域濕地面積約5.7萬平方公里，每年提供約10%的氧氣供應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)的定義3第2頁生態(tài)系統(tǒng)的組成成分生產(chǎn)者：光合作用或化能合成作用如水稻、藻類通過光合作用獲取能量如水稻田中的青蛙、魚類如蚯蚓、細菌在生態(tài)系統(tǒng)中的作用如陽光、水、土壤等非生物因素消費者：依賴其他生物獲取能量分解者：分解有機物非生物環(huán)境：提供能量和物質(zhì)基礎(chǔ)4第3頁生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次種群：同種生物的個體群體如一片稻田中的全部水稻如稻田中的水稻、青蛙、魚、昆蟲等如稻田生態(tài)系統(tǒng)包含所有生物及環(huán)境因素如長江流域包含多個濕地、森林、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)群落：不同種群的集合生態(tài)系統(tǒng)：群落與無機環(huán)境的相互作用生態(tài)圈：多個生態(tài)系統(tǒng)的集合5第4頁生態(tài)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)如森林生態(tài)系統(tǒng)的喬木層、灌木層、草本層水平結(jié)構(gòu)：生物分布的不均勻性如稻田邊緣魚類密度高于中央?yún)^(qū)域時間結(jié)構(gòu)：生物活動隨時間的變化如水稻生長周期內(nèi)的不同階段垂直結(jié)構(gòu)：不同生物在垂直方向上的分層602第二章生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第1頁能量流動的概念與特點能量流動定義生態(tài)系統(tǒng)中能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，并沿食物鏈傳遞草原生態(tài)系統(tǒng)案例太陽能通過植物光合作用轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，再通過食物鏈傳遞數(shù)據(jù)支持：草原生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率草原生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率平均為10%，即每1000千卡太陽能只有100千卡轉(zhuǎn)化為生物能8第2頁能量流動的途徑食物鏈：能量逐級傳遞如草→兔→鷹食物網(wǎng)：多條食物鏈相互交織如草→兔→鷹，草→昆蟲→鳥→鷹能量損失：每個營養(yǎng)級有90%的能量以熱能形式散失能量在傳遞過程中會有很大一部分以熱能形式散失9第3頁能量流動的規(guī)律傳遞效率：每個營養(yǎng)級傳遞到下一級的能量占其總能量的10%能量傳遞效率通常較低，每個營養(yǎng)級只有10%的能量能傳遞到下一級營養(yǎng)級數(shù)：能量傳遞越少，營養(yǎng)級數(shù)越少如草→兔（2級）比草→昆蟲→鳥→鷹（4級）效率更高生態(tài)金字塔：能量隨營養(yǎng)級升高而減少能量金字塔通常為倒金字塔形，能量在傳遞過程中逐漸減少10第4頁能量流動的意義與影響生物量積累：能量流動促進生物量增加如農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)通過合理種植提高作物產(chǎn)量生態(tài)平衡：能量流動維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定如食物鏈斷裂會導(dǎo)致能量失衡人為干預(yù)：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)通過施肥、灌溉等手段調(diào)控能量流動人類活動可以通過施肥、灌溉等方式影響能量流動1103第三章生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)第1頁物質(zhì)循環(huán)的概念與類型生態(tài)系統(tǒng)中化學(xué)元素在生物與環(huán)境間的循環(huán)過程碳循環(huán)案例大氣中的二氧化碳通過植物光合作用進入生物群落數(shù)據(jù)支持：全球每年固定的碳量全球每年約有100億噸碳通過光合作用固定，其中約50億噸進入陸地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)定義13第2頁主要的物質(zhì)循環(huán)氮循環(huán)：大氣中的氮氣通過固氮作用轉(zhuǎn)化為植物可利用的氮素氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)中重要的物質(zhì)循環(huán)之一碳循環(huán)：二氧化碳通過光合作用進入生物群落碳循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)中重要的物質(zhì)循環(huán)之一水循環(huán)：水在蒸發(fā)、降水、徑流等過程中循環(huán)水循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)中重要的物質(zhì)循環(huán)之一14第3頁物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律如碳以CO?、有機物形式存在生物地球化學(xué)循環(huán)：物質(zhì)在生物圈、巖石圈、水圈間循環(huán)物質(zhì)循環(huán)是生物圈、巖石圈、水圈間相互作用的結(jié)果循環(huán)速率：人類活動加速某些物質(zhì)循環(huán)如化石燃料燃燒加速碳循環(huán)化學(xué)元素形式：物質(zhì)循環(huán)以化學(xué)元素形式進行15第4頁物質(zhì)循環(huán)的意義與影響生態(tài)平衡：物質(zhì)循環(huán)維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定如氮循環(huán)失衡會導(dǎo)致土壤貧瘠人為干預(yù)：農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)通過施肥調(diào)節(jié)氮循環(huán)人類活動可以通過施肥等方式影響物質(zhì)循環(huán)水體富營養(yǎng)化：工業(yè)廢水排放導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化如長江部分河段魚類數(shù)量下降80%1604第四章生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞第1頁信息傳遞的概念與類型信息傳遞定義生態(tài)系統(tǒng)中生物間通過信號進行的信息交流植物向光性案例植物通過感知光信號調(diào)節(jié)生長方向數(shù)據(jù)支持：植物向光性實驗植物向光性實驗表明，光照方向改變后植物生長方向調(diào)整需48小時18第2頁信息傳遞的方式如昆蟲通過聲音吸引配偶化學(xué)信息：激素、氣味等如螞蟻通過信息素標記路徑生物信息：行為信號如鳥類求偶舞蹈物理信息：光、聲音、溫度等19第3頁信息傳遞的作用生態(tài)調(diào)節(jié)：信息傳遞維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定如化學(xué)信息調(diào)節(jié)群體行為植物生長：物理信息影響植物生長如光照影響開花時間動物行為：化學(xué)信息影響動物行為如信息素吸引配偶20第4頁信息傳遞與人類活動農(nóng)業(yè)應(yīng)用：利用信息傳遞提高作物產(chǎn)量生態(tài)保護：保護信息傳遞途徑如通過聲波刺激加速種子萌發(fā)如減少噪音污染保護鳥類繁殖2105第五章生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性第1頁生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念穩(wěn)定性定義生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并恢復(fù)原狀的能力珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)案例珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)具有高生物多樣性，穩(wěn)定性強數(shù)據(jù)支持：珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)周期珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)周期通常為5-10年，但人類破壞后可能需數(shù)十年23第2頁影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要因素營養(yǎng)級數(shù)：營養(yǎng)級數(shù)越少，穩(wěn)定性越高營養(yǎng)級數(shù)越少，生態(tài)系統(tǒng)越容易恢復(fù)外部干擾：自然災(zāi)害、人類活動等外部干擾會嚴重影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物多樣性：生物多樣性越高，穩(wěn)定性越強24第3頁生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的機制調(diào)節(jié)能力：生態(tài)系統(tǒng)通過負反饋調(diào)節(jié)維持穩(wěn)定恢復(fù)力：生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)原狀的能力如食草動物增加導(dǎo)致植物減少如火災(zāi)后森林通過次生演替恢復(fù)25第4頁人類活動與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性保護措施：建立自然保護區(qū)提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性可持續(xù)發(fā)展：通過生態(tài)農(nóng)業(yè)減少對生態(tài)系統(tǒng)干擾建立自然保護區(qū)是保護生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的有效措施生態(tài)農(nóng)業(yè)是保護生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的有效措施2606第六章人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響第1頁人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的干擾森林砍伐：全球每年約1000萬公頃森林被砍伐水體污染：工業(yè)廢水排放導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化森林砍伐導(dǎo)致生物多樣性減少如長江部分河段魚類數(shù)量下降80%28第2頁生態(tài)系統(tǒng)退化的表現(xiàn)生物多樣性減少：物種滅絕速度加快生態(tài)功能退化：如濕地減少導(dǎo)致洪水加劇每小時約有3個物種滅絕濕地減少會導(dǎo)致洪水加劇29第3頁人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的長期影響氣候變化：全球變暖導(dǎo)致冰川融化土地退化：過度放牧導(dǎo)致草原沙化全球變暖會導(dǎo)致冰川融化，海平面上升如內(nèi)蒙古部分草原退化率超過60%30第4頁生態(tài)保護與可持續(xù)發(fā)展生態(tài)修復(fù)：通過植樹造林、濕地恢復(fù)等措施改善