環(huán)境科學與工程導(dǎo)論第五章：生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護

第五講生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的特點具有能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞三大功能具有自我調(diào)節(jié)能力為一種動態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)特點

生態(tài)系統(tǒng)的基本特點是物質(zhì)的循環(huán)和能量的流動。此外，還有如下特點：生態(tài)系統(tǒng)整體性生態(tài)系統(tǒng)的開放性生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)域分異性生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性生態(tài)系統(tǒng)的組成

生產(chǎn)者（綠色植物、消化細菌）生物消費者（動物）分解者（還原者）生態(tài)系統(tǒng)非生物環(huán)境（水、土、空氣、巖石）非生物物質(zhì)代謝原料（CO2、無機鹽等）分類功能分類：生產(chǎn)者、消費者、分解者地理條件分類：水生生態(tài)系統(tǒng)：海洋、淡水（湖泊和河流）陸地生態(tài)系統(tǒng)：森林、草原、荒漠、高山三、營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔某個營養(yǎng)級是食物鏈某個環(huán)節(jié)上一切生物的總和，是處在某一營養(yǎng)層次上一類生物和另一營養(yǎng)層次上另一類生物的關(guān)系。四、生態(tài)系統(tǒng)的功能生態(tài)系統(tǒng)運行 生態(tài)系統(tǒng)的運行是由組成生態(tài)系統(tǒng)的生物群落或生物群落通過它們之間復(fù)雜的關(guān)系維系的，最重要的運行過程如下：物質(zhì)循環(huán)能量流動信息傳遞調(diào)節(jié)反饋上述過程也稱作生態(tài)功能。（一）能量流動1、太陽能量能量輸入的來源————太陽能量太陽能量以電磁波形式輸入到地球－紫外線、可見光、近紅線。有47%到達地表，一部分返回大氣層，進入地表生物圈中的能量作為生態(tài)系統(tǒng)中的基本能量。分布是不均一的：赤道多、北極少2、生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動途徑：光合作用和有機成分的輸入呼吸的熱消耗和有機物的輸出規(guī)律：符合熱力學第一定律：能量守恒定律符合熱力學第二定律：在自然條件下熱量只能從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移。即：在生態(tài)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)化、作功、消耗的動態(tài)規(guī)律

能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動的特點生產(chǎn)者即綠色植物對太陽能的利用率很低，只有1.2%；能量朝單一方向流動；在流動中不斷減少，而通過每一營養(yǎng)級以熱的形式散失；各消費者之間的利用率為10%；能量的產(chǎn)生和消耗達到平衡，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能才能平衡。（二）物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)主要指C、N、P、S的物質(zhì)循環(huán)氣體循環(huán)在生態(tài)系統(tǒng)中的氣體循環(huán)主要是氮和碳的循環(huán)，從氮的循環(huán)來看，其中一部分為礦質(zhì)養(yǎng)分的循環(huán)。碳的循環(huán)則是在光合作用過程中，綠色植物直接從大氣中吸收二氧化碳，結(jié)合成碳水化合物分子，然后經(jīng)過消費者和分解者，在呼吸和殘體腐爛分解時再進入大氣。水循環(huán)在生態(tài)系統(tǒng)中，一切生命有機體大部分是由水組成，水又是生態(tài)系統(tǒng)中能量流支與物質(zhì)循環(huán)的介質(zhì)，對調(diào)節(jié)氣候和凈化環(huán)境也起到重要的作用。水分通過水面、陸面的蒸發(fā)和植物葉面的蒸騰進入大氣中，大氣中的水分遇冷凝結(jié)成雨、雪等降落到地面，其中一部分流經(jīng)河川重返大海，一部分滲入地下或被植物所吸收，這就是自然界的水循環(huán)。（三）信息傳遞物理信息化學信息營養(yǎng)信息行為信息

（四）生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境功能

生態(tài)系統(tǒng)是支持人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，生態(tài)系統(tǒng)作為人類的環(huán)境而對人類的服務(wù)價值稱作生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境功能。直接的生產(chǎn)價值間接的環(huán)境服務(wù)價值生態(tài)系統(tǒng)潛在的選擇價值生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境服務(wù)功能是環(huán)境科學特別關(guān)注的研究領(lǐng)域，也是評價生態(tài)優(yōu)劣的重要指標。第二節(jié)生態(tài)平衡及其破壞生態(tài)平衡：在一定時期內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)生產(chǎn)者、消費者和分解者保持著一種動態(tài)平衡，系統(tǒng)內(nèi)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)在較長時期內(nèi)保持穩(wěn)定，該狀態(tài)稱為生態(tài)平衡。破壞生態(tài)平衡的原因自然：火山爆發(fā)、海嘯、洪水、干旱、地震、臺風人為：物種改變、污染、信息系統(tǒng)破壞等生態(tài)學的一般規(guī)律相互依存與相互制約規(guī)律物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化與再生規(guī)律物質(zhì)輸入輸出的動態(tài)平衡規(guī)律相互適應(yīng)與補償?shù)膮f(xié)同進化規(guī)律環(huán)境資源的有效極限規(guī)律第三節(jié)城市生態(tài)系統(tǒng)一、特點◆人工生態(tài)系統(tǒng)◆以人為主體的生態(tài)系統(tǒng)◆不完全的生態(tài)系統(tǒng)◆高度開放的生態(tài)系統(tǒng)◆復(fù)雜的多層次生態(tài)系統(tǒng)二、結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)居民生物系統(tǒng)家養(yǎng)生物生態(tài)系統(tǒng)野生生物人工物質(zhì)非生物系統(tǒng)環(huán)境資源能源系統(tǒng)功能能流：原生能源（礦物能