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)：一個生物物種在一定范圍內(nèi)所有個體的總和。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)：任何一個生物群落與其周圍非生物環(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物質(zhì)循環(huán)和能量流動互相作用、互相依存而構(gòu)成的一個生態(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光無機(jī)營養(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、種群數(shù)量、種的空間配置(水平分布、垂直分布)、種的時間變化等。植物的種類、數(shù)量及其空間位置是是整個生態(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（動物）環(huán)境（土壤、空氣、水）生態(tài)系統(tǒng)營養(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(初級消費(fèi)者)螳螂(二級消費(fèi)者)黃雀(三級消費(fèi)者)鷹(四級消費(fèi)者)(頂極食肉動物)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)流動有一個突出的特性就是生物具有對污染物進(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，高位營養(yǎng)生物體內(nèi)污染物的濃度大于低位營養(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)的類型按生態(tài)系統(tǒng)空間環(huán)境性質(zhì)按人類對生態(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)是開放的“自持系統(tǒng)”生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)功能系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)具有自動調(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。社會環(huán)境要素主要指人為的各種干擾活動，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物新陳代謝過程的強(qiáng)度和特點(diǎn)、有機(jī)體的生長和發(fā)育速度、數(shù)量和分布等。溫度影響氣流、降水，從而間接的影響動植物的生存條件。人類對溫度因子的影響？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源于太陽光②植物利用太陽光進(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”，如生命活動的晝夜節(jié)律、季節(jié)性節(jié)律(繁殖、換毛、遷徙)人類對光因子的影響？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和生化過程的基本物質(zhì)：光合作用、植物營養(yǎng)運(yùn)輸和動物消化的介質(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、土壤陸地植物生長基地，為植物提供營養(yǎng)物質(zhì)和水分生物棲息和活動的場所生態(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物，能對外來的各種物質(zhì)進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化，是一個自然凈化系統(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，常有一個生態(tài)因子對生物起著主導(dǎo)作用，稱主導(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，充足的水分和陽光形成常綠闊葉林，年降水為25-75cm時候，草類旺盛生長，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 由于生物生長發(fā)育不同階段對環(huán)境因子的需求不同，因此因子對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)?，如食物鏈上某一級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，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性菌和部分革蘭氏陰性菌的生長；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 通過物理、化學(xué)和生物的過程消除水、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)境對具有協(xié)同作用。2、協(xié)同 兩種或多種化合物共同作用時，總毒性等于或超過化合物單獨(dú)作用時的毒性總和叫協(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)初級生產(chǎn)次級生產(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)能量流動是一切生命活動的基礎(chǔ)，也是生態(tài)系統(tǒng)的動力。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，可通過能量的轉(zhuǎn)化、傳遞來實(shí)現(xiàn)。二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動能量流動:生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。26BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)1.能量流動的起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽能開始2.能量流動的途徑：食物鏈和食物網(wǎng)通過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)者固定的太陽能的總量4.每個營養(yǎng)級的能量去向：呼吸作用、下一營養(yǎng)級同化、分解者分解5.能量流動的終點(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)中能量流動的一般過程生產(chǎn)者(植物)呼吸呼吸呼吸呼吸初級消費(fèi)者次級消費(fèi)者三級消費(fèi)者(肉食動物)分解者(細(xì)菌、真菌等）呼吸(草食動物)（肉食動物)太陽28BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)(1)第二營養(yǎng)級獲得第一營養(yǎng)級(生產(chǎn)者)所同化能量的百分比是多少?第三營養(yǎng)級獲得第二營養(yǎng)級百分比呢?(2)上圖中“未利用的能量”是指哪些能量呢？(3)能量在相鄰的營養(yǎng)級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.下一個營養(yǎng)級不能利用的能量。如：草根b.下一個營養(yǎng)級能利用而未利用的能量。如：羊不能吃完所有的草(1)第二營養(yǎng)級獲得第一營養(yǎng)級(生產(chǎn)者)所同化能量的百分比是多少?第三營養(yǎng)級獲得第二營養(yǎng)級百分比呢?(2)能量在相鄰的營養(yǎng)級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)能量來源于太陽能，但利用率僅1.2%2能量單向流動，沿食物鏈由低級向高級流動3流動中能量逐級減少，每經(jīng)過一級都有能量以熱的形式散失掉4各級消費(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，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能才能保持動態(tài)平衡

能量流動的特點(diǎn)31BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)在一個池塘中，要有1000公斤的浮游植物才能維持100公斤浮游動物的生活；而100公斤的浮游動物才能供10公斤魚生存；這10公斤魚只能使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、蛋類為主

B．以淡水養(yǎng)殖的魚、蝦為主C．以谷物和植物蛋白為主

D．以豬肉等家畜肉類為主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)合能量流動的特點(diǎn)進(jìn)行計算: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)用能量流動的原理,解釋諺語“一山不容二虎”隱含的道理。參考:根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動逐級遞減的特點(diǎn)和規(guī)律，營養(yǎng)級越高，可利用的能量就越少，老虎在生態(tài)系統(tǒng)中幾乎是最高營養(yǎng)級，通過食物鏈(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的辦法是:1.先吃雞，然后吃玉米

2.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，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，人們在進(jìn)行農(nóng)田管理時，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)而造成過多的消耗，也可以避免過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祟愖钣幸娴牟糠蜘ぉぴ黾庸攘５漠a(chǎn)量。鋤去田中雜草，修去樹木側(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)研究能量流動的實(shí)踐意義1、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(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，綠色產(chǎn)品無污染?！?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)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧Ｈ?草場放牧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)的能量流動概念過程特點(diǎn)實(shí)踐意義單向流動逐級遞減傳遞效率10％～20％指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失過程。1、幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(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祟愖钣幸娴牟糠?。太陽能→第一營養(yǎng)級→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)的生物群落與無機(jī)環(huán)境之間反復(fù)循環(huán)運(yùn)動。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%以上大量營養(yǎng)元素：Ca、P、Mg、S、K、Na等微量營養(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)的動力是太陽輻射水循環(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)（小）降雨截留穿透雨蒸騰滲透地表蒸發(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)碳是地球上儲量最豐富的元素之一，廣泛存在于生物有機(jī)體和無機(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”所有生物體的碳來源于CO2在無機(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)人類活動對碳循環(huán)的影響大量化石燃料開采、燃燒森林植被面積在不斷縮小人類對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)者殘體、排泄物細(xì)菌、真菌固氮氮循環(huán)的兩個主要過程：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t。這900萬t的氮分布在土壤、地下水、地表水中，是各地水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化的重要原因之一。人類活動對氮循環(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源是磷酸鹽礦、鳥糞和動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)物土壤中的無機(jī)磷活有機(jī)物死有機(jī)物深海的磷活有機(jī)物捕魚鳥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，只有小部分通過淺海的魚類和鳥類又返回到陸地上，而大部分是一個單向流失過程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魚水生植物水鳥工廠汞的廢物捕魚由河水帶走(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)，不會消失。59BXXX環(huán)境學(xué)第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的相互關(guān)系能量流動物質(zhì)循環(huán)形式特點(diǎn)范圍聯(lián)系主要以有機(jī)物形式單向流動逐級遞減生態(tài)系統(tǒng)的各營養(yǎng)級組成生物體的基本元素在生物群落與無機(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、營養(yǎng)信息2、物理信息 聲(青蛙、鳥、野獸)、光(螢火蟲)、色(花)、電信息(魚群)、磁信息(鳥)3、化學(xué)信息 螞蟻蚜蟲、植物種群內(nèi)自毒現(xiàn)象、尿標(biāo)志、鼬4、行為信息鳥類飛行姿勢、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時間內(nèi)保持相對的協(xié)調(diào)，物質(zhì)和能量的輸入輸出接近相等，結(jié)構(gòu)和功能長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，在外來干擾下，能通過自我調(diào)節(jié)恢復(fù)到最初的穩(wěn)定狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為生態(tài)平衡。生系統(tǒng)的組成成分越多樣，能量流動和物質(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)多樣性一般來說，生態(tài)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，自動調(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)森林害蟲大規(guī)模發(fā)生一般情況下不會使森林生態(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)中有對酚降解能力較強(qiáng)的微生物和水蔥等，酚會很快降解，若沒有此類生物，其它自凈因素又很弱，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；中國引進(jìn)水葫蘆、大米草；中國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)因過度放牧引起牧草的變化。2、功能上的標(biāo)志包括能量流動受阻和物質(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)過多次循環(huán)后富集到危及人類的程度能量單向流動，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)輸入與輸出的動態(tài)平衡規(guī)律對一個穩(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)：植物通過其枯枝落葉在分解者作用下，使等質(zhì)等量的營養(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)果某種營養(yǎng)成分長期被提取，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程植物從環(huán)境吸收水分和營養(yǎng)元素，這與環(huán)境的特點(diǎn)（如土壤性質(zhì)、可溶性營養(yǎng)元素的量、水含量）有關(guān)。同時，生物體則以其排泄物和尸體把相當(dāng)數(shù)量的水和營養(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到有，物種多樣化，并從低級向高級發(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)中作為生物賴以生存的各種環(huán)境資源，在質(zhì)量、數(shù)量、空間和時間等方面，都有一定的限度，每一個生態(tài)系統(tǒng)對任何外來的干擾都有一定的忍耐極限；當(dāng)干擾超過此極限，生態(tài)系統(tǒng)就會損傷破壞甚至瓦解，所以放牧強(qiáng)度不能超過草場的承載量，采伐森林、捕魚狩獵、采集藥材等不應(yīng)超過能使各種資源永續(xù)利用的量；排污時不得超過自凈容量。71BXXX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

全面考察人類活動對環(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全面考察人類活動對環(huán)境的影響人為干擾與生