第一章生态系统的概念.ppt

内容内容内容内容内容内容第一章第一章 生态系统的概念生态系统的概念Concept of Ecosystem生态系统的概念生态系统的概念生态系统类型生态系统类型生态系统在生物科学中的位置生态系统在生物科学中的位置生态系统基本特征生态系统基本特征小结小结由相互联系、相互作用的若干要素结合而由相互联系、相互作用的若干要素结合而成的具有一定功能的整体。成的具有一定功能的整体。构成系统的条件：构成系统的条件：由若干要素所组成由若干要素所组成要素之间要相互联系，相互作用，相互制约要素之间要相互联系，相互作用，相互制约要素之间通过相互作用，产生跟各个组成成分不同的要素之间通过相互作用，产生跟各个组成成分不同的新功能，即整体功能。新功能，即整体功能。成分功能范围生态系统的类型：生态系统的类型：n陆地生态系统：森林生态系统、农田生态系统、城市生陆地生态系统：森林生态系统、农田生态系统、城市生态系统态系统n水域生态系统：河流生态系统、池塘生态系统、海洋生水域生态系统：河流生态系统、池塘生态系统、海洋生态系统态系统它们都是生态系统它们都是生态系统20世纪世纪 60年代以来，成为年代以来，成为 国际上生态学研究的焦点。国际上生态学研究的焦点。发展背景：发展背景：1 空间技术、遥感技术、计算机、环境监测仪器设备、放射性同位素空间技术、遥感技术、计算机、环境监测仪器设备、放射性同位素等的发展，使人们可以精确地测定生态环境的变化。等的发展，使人们可以精确地测定生态环境的变化。2 随着世界工农业的发展，出现了举世瞩目的世界性问题，如人口增随着世界工农业的发展，出现了举世瞩目的世界性问题，如人口增加，资源短缺、环境污染等问题日益严重。加，资源短缺、环境污染等问题日益严重。结构特征结构特征生物成分非生物环境 生产者（producers）消费者(consumers)还原者(decomposers)太阳辐射能无机物质有机物质生产者：自养型植物，包括所有进行光合作用的绿色植物和化能合成细自养型植物，包括所有进行光合作用的绿色植物和化能合成细菌。包括所有进行光合作用的绿色植物和化能合成细菌。菌。包括所有进行光合作用的绿色植物和化能合成细菌。绿色植物利用日光作为能源，通过光合作用将吸收的水、绿色植物利用日光作为能源，通过光合作用将吸收的水、CO2和无机盐类合成初级产品和无机盐类合成初级产品碳水化合物，可进一步合成脂肪碳水化合物，可进一步合成脂肪和蛋白质。这些有机物成为地球上包括人类在内的一切生物的和蛋白质。这些有机物成为地球上包括人类在内的一切生物的食物来源。食物来源。消费者：生活在生态系统中的各类动物和某些腐生或寄生菌类，异养型生活在生态系统中的各类动物和某些腐生或寄生菌类，异养型生物，只能依赖生产者生产的有机物为营养来获得能量。生物，只能依赖生产者生产的有机物为营养来获得能量。分解者：异养生物，如细菌、真菌、放线菌以及土壤原生动物和一些土异养生物，如细菌、真菌、放线菌以及土壤原生动物和一些土壤中小型无脊椎动物。将复杂的有机物还原为无机物，把养分壤中小型无脊椎动物。将复杂的有机物还原为无机物，把养分释放出来，归还给环境中。释放出来，归还给环境中。空气水无机盐生产者食草动物食肉动物分解者热热热热热Sun第二级食肉动物生态系统的物质循环和能量流动物质流能量流结构特征结构特征稳定平衡的特征稳定平衡的特征自然界生态系统总是趋向于保持一定的内部平衡关系，使系统内各成分之间完全处于相互协调的稳定状态。生态系统内的负反馈机制是达到和维持平衡或稳定的重要途径。例如：森林的自然稀疏过程昆虫数量与食物的供应思考：森林病虫害的防治稳定平衡的特征稳定平衡的特征1907年，美国开巴高原大约七十万亩的森林中，有大约四千只鹿和一定数量的狼、山狮等捕食兽。如果用单向因果关系来分析，那么显然，捕禽兽的存在是鹿的数量不能增加的原因。人们为了增加鹿的数量，以为只要消灭了捕食兽就行了。稳定平衡的特征稳定平衡的特征1924年，捕食兽几乎被杀绝。果然，在很短的时期内鹿的数量猛增到十万只。然而，结果是出乎人们意料之外的，十万只鹿几乎把森林吃光，大批鹿饿死了。整个系统迅速趋于另一种结构；森林毁灭，鹿和捕食兽都近于灭绝。森林的生长速度要跟得上鹿群等消耗植物的速度；鹿被吃掉的数量和鹿的繁殖速度大致相同；捕食兽维持在鹿群刚好养活它们的水平上。这种相对平衡的状态，称为系统的稳态结构。离开这种稳态，整个系统就解体了。兔的食兔的食物增加物增加兔数量减少兔数量减少兔因饥兔因饥饿死亡饿死亡兔吃少兔吃少量植物量植物植物增加植物增加兔数量增加兔数量增加兔吃大兔吃大量植物量植物植物减少植物减少兔与植物种群之间的负反馈环兔与植物种群之间的负反馈环生态系统是不断变化的系统，随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结构向复杂结构状态发展，最后达到相对稳定的阶段。动态特征动态特征在一个水源充足的相对孤立的池塘中，鱼、水草、池塘环境构成一个相互适应、相互调节的稳态结构。这一系统在维持结构稳定的调节中会慢慢释放出破坏原有结构的无组织力量，如鱼的新陈代谢，水草的光合作用，会产生越来越多的有机物。这些有机物是生态结构在维持自身稳定的调节中释放出来的，它们不断沉积造成池塘的沼泽化，水越变越浅，使得鱼、水草不适应环境。这时，旧结构就要让位于蛙类和芦苇等沼泽带的生态结构。这就是生态结构的转化。动态特征动态特征相互作用和相互联系的特征相互作用和相互联系的特征生态系统内各生物和非生物成分之间的关系是紧密相连不可分割的整体。传统的林业经营实践：只见树木，不见森林。什么是森林？只见树木只见树木不见森林不见森林森林是生态系统。包括植物、动物、微生物、环境各成分之间关系，以及发展动态等等。系统太阳其它能源能量、物质迁出的生物物质和生物环境环境输出输入一个开放的生态系统模型对外开放的特征对外开放的特征生态系统之间都存在着能量和物质的交换。如森林与河流之间营养的流通；森林植物得到来自太阳的能量。生物圈二号生物圈2号是一个人工建造的模拟地球生态环境的全封闭的实验场，也有人把它称为“微型地球”。这个占地1.3万平方米，8层楼高的的圆顶形密封钢架结构玻璃建筑物，是人们花费了近2亿美元和9年时间建造起来的，实验的目的是为了考察人类离开了地球“生物圈1号”是否能生存。生物圈二号在这个微型世界中，有海洋、平原、沼泽、雨林、沙漠和人类居住区，是个自成体系的小生态系统。但最后失败了。人们意识到对自然生态系统的认识还有很漫长的路要走。n生态系统的概念n生态系统在生物科学中的位置n生态系统的特征n在实践中的指导意义