第二章 生态学基础及其在环境保护中的应用ppt课件

第二章生态学基础及其在环境保护中的应用第一节生态学概述第二节生态系统第三节生态平衡第四节生态学在环境保护中的应用1\n一、生态学的定义生态学是研究生物有机体与其周围环境（包括非生物和生物环境）相互关系的科学。第一节生态学概述2\n这种关系是彼此相互影响、制约的一种辨证关系，其实质是彼此间通过物质、能量、信息等产生联系。具体包括：1.环境对生物的作用。如人参南引、橡胶北引2.生物对环境的反作用。如植物改良土壤和气候3\n二、生态学的研究对象经典生态学研究的层次是个体、种群、群落、生态系统、生物圈种群——在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合，是物种存在的基本单位。群落——一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合，植物群落、动物群落、微生物群落生物圈——地球上的全部生物和一切适用于生物栖息的场所4\n5\n三、生态学的发展趋势★向宏观和微观两极发展；★与自然科学和社会科学高度交叉融合；★强调理论与实践的结合。目前世界上最最关注的生态问题是：1）全球气候变化；2）生物多样性保护；3）构建可持续生态系统。6\n生态系统的基本概念生态系统的组成与结构食物链和食物网营养级和生态金字塔生态效率生态系统的反馈调节和生态金字塔第二节生态系统7\n一、生态系统的基本概念生态系统——在一定空间范围内，生物系统和环境系统之间通过能量流动、物质循环、信息传递而形成的具有一定结构和特定功能的整体。8\n二、生态系统的特征是生物圈的一个主要结构和功能单位；内部具有自我调节能力；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能；生态系统中营养级一般不会超过5-6个，why？生态系统是一个动态系统。9\n三、生态系统的组成（一）非生物组分（环境）：光、温、水、气、土等（二）生物组分1.生产者2.消费者3.分解者10\n（1）生产者：指能利用无机物合成有机物，并把太阳能以生物化学能的形式第一次固定到生物有机体中的自养生物，包括绿色植物和一些化能合成细菌。（2）消费者：指直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物生存的生物，包括食草动物及食肉动物。（3）分解者：指以动植物残体及其它有机物为食并将其分解为无机物的小型生物，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。生物组分11\n一个简单的陆地生态系统模式图12\n营养级：指处于食物链某一环节上的所有生物的总和。绿色植物等生产者属于第一营养级；以生产者为食的草食动物属于第二营养级；食肉动物属于第三营养级或更高。13\n14\n食物链及食物网食物链：在生态系统中，生物成员之间以食物营养关系彼此联系起来的序列，称为食物链。15\n食物网：在生态系统中，许多条食物链彼此相互交叉而形成的复杂网状结构，称为食物网。16\n17\n四、生态系统的功能（一）能量流动（二）物质循环（三）信息传递18\n（一）能量流动在生态系统中，能量是沿食物链单向流动，在流通过程中按1/10定律递减。Lindeman定律：在生态系统中,一个营养级到另一个营养级的能量转化效率通常为10%左右。19\n由美国学者林德曼(R.L.Lindeman)于1942年提出。在一个生态系统中，从绿色植物开始的能量流动过程中，后一营养级获得的能量约为前一营养级能量的10%，其余90%的能量因呼吸作用或分解作用而以热能的形式散失，还有小部分未被利用。20\n陆地食物链食碎屑者21\n22\n生态金字塔能量金字塔：⊙能量通过营养级逐级减少，把通过各营养级的能流量由低到高画成图，就成为一个金字塔⊙千卡/平方米.年数量金字塔：⊙单位面积内生产者和各级消费者的数目建立的金字塔。生物量金字塔：⊙以单位面积上生产者和各级消费者的生物量建立的金字塔。23\n典型的生态金字塔模型24\n25\n（二）物质循环26\n27\n水循环28\n碳循环29\n氮循环30\n矿物质循环31\n（三）　信息传递在生态系统中，生物之间进行着信息交换和传递，可以通过分泌化学物质，也可以通过声音、行为等手段。可分为：1.物理信息，如光、声；2.化学信息，如性信息素、胡桃醌；3.行为信息，如蜜蜂跳舞。32\n第三节生态平衡§生态平衡：生态系统通过发育和调节达到的一种稳定状态，包括结构、功能以及能量输入、输出的稳定。§生态阈值：生态系统具有自我调节能力，但只能在一定范围内、一定条件下起作用，如果干扰果大，超出了生态系统本身的调节能力，生态平衡就会被破坏，这个临界限度称为生态阈值。（一）相关概念33\n生态系统平衡是一种动态平衡，因为能量流动和物质循环仍在不间断地进行，生物个体也在不断地进行更新。现实中生态系统常受到外界的干扰，但干扰造成的损坏一般都可通过负反馈机制的自我调节作用使系统得到修复，维持其稳定与平衡。34\n生态阈限的大小决定于生态系统的成熟程度。生态系统越成熟，它的种类组成越多，营养结构越复杂，稳定性越大，对外界的压力或冲击的抵抗能力也越大，即阈值高；相反一个简单的人工的生态系统，则阈值低。§生态失调：当外界干扰远远超过了生态阈限，生态系统的自我调节能力已不能抵御，从而不能恢复到原初状态时，称为“生态失调”。§生态危机：由于人类活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡，从而威胁人类的生存。35\n生态危机并不是指一般意义上的自然灾害问题，而是指由于人的活动所引起的环境质量下降、生态秩序紊乱、生命维持系统瓦解，从而危害人的利益、威胁人类生存和发展的现象。36\n（二）生态系统的反馈调节和生态平衡37\n反馈调节反馈调节：当生态系统某一成分发生变化，它必然引起其他成分出现一系列相应变化，这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分。负反馈：系统中某一成分的变化所引起的其它一系列变化，结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化，使生态系统达到或保持平衡或稳态。正反馈：系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，反过来加速最初发生变化的成分所发生的变化，使生态系统远离平衡状态或稳态。如湖泊污染，导致鱼的数量因死亡而减少，由于鱼体腐烂，加重湖泊污染并引起更多鱼类的死亡。38\n负反馈是生态系统稳定的前提条件39\n（三）影响生态平衡的因素1.系统内生物种类及数量的丰富度2.系统内生物与环境之间的平衡和协调3.生态系统反馈调节的类型40\n第四节生态学在环境保护中的应用一、应用生态学的整体系统观来管理和保护环境二、阐明污染物在生态环境中的迁移转化规律三、利用生态系统的自我修复能力恢复受损生态环境四、利用生态学原理监测和评价环境质量五、为环境容量和环境标准的制定提供依据41