三章节生态学基础.ppt
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1、三章节生态学基础 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望本章学习重主要内容本章学习重主要内容第一节第一节 生态学生态学基础基础第二节第二节 生态学在环境保护中的应用生态学在环境保护中的应用2第一节第一节 生态学基础生态学基础一、生态学及其发展一、生态学及其发展二、生态系统的概念、组成与作用二、生态系统的概念、组成与作用三、生态平衡三、生态平衡四、生物多样性四、生物多样性五、生态学的一般规律五、生态学的一般规律3一、生态学及其发展一、生态学及其发展1 1、生
2、态学、生态学是一门研究是一门研究生物生物与其与其生活环境生活环境相互关系的科学,是生物学的相互关系的科学,是生物学的主要分支之一。主要分支之一。即生命体,包括植物、动即生命体,包括植物、动物和人,如果把生物看成物和人,如果把生物看成是一个是一个生命系统;生命系统;把生活环境看成是把生活环境看成是一个一个环境系统;环境系统;第一节第一节 生态学基础生态学基础41 1、生态学、生态学生态学就是研究生态学就是研究生命系统生命系统和和环环境系统境系统之间之间相互作用规律和机相互作用规律和机理理的一门学科。的一门学科。包括植物、包括植物、动物和人类动物和人类5 2、生态学的发展、生态学的发展(1)研究对
3、象的变化:)研究对象的变化:植物植物动物动物人类人类形成了人形成了人类生态学类生态学(2)生态学与生态学与基础科学基础科学和和应用科学应用科学相结合,相结合,发展了生态学,扩大了生态学的领域。发展了生态学,扩大了生态学的领域。如:经济生态学、物理生态学、化学生态学等。如:经济生态学、物理生态学、化学生态学等。植物植物动物动物植物植物动物动物植物植物人类人类动物动物植物植物动物动物植物植物人类人类动物动物植物植物6二、生态系统的概念、组成与作用二、生态系统的概念、组成与作用1 1、生态系统的概念、生态系统的概念(1)有关概念)有关概念种群种群(Population):):一个生物物种一个生物物种
4、在一在一定范围内所有个体的总和。定范围内所有个体的总和。群落群落(Community):在一):在一 定的自然区域定的自然区域中中许多不同种的生物许多不同种的生物的总和的总和。7二、生态系统的概念、组成与作用二、生态系统的概念、组成与作用1 1、生态系统的概念、生态系统的概念(1)有关概念)有关概念生态系统生态系统(Ecosystem)按现代生态学观点,)按现代生态学观点,生态系统就是生态系统就是生命系统和环境系统生命系统和环境系统在特定在特定空间的组合,如生物圈。空间的组合,如生物圈。生态系统生态系统(Ecosystem)任何一个)任何一个生物群落生物群落与其周围非生物环境与其周围非生物环境
5、的综合体的综合体。8生物圈是地球上最大的生态系统,它包括生物圈是地球上最大的生态系统,它包括地球上的地球上的全部生物及其无机环境(非生物全部生物及其无机环境(非生物环境)。环境)。生物圈还可以分出很多个生态系统,例如生物圈还可以分出很多个生态系统,例如一片森林、一块草地、一个池塘、一块农一片森林、一块草地、一个池塘、一块农田、一座城市等,都可以个自成为一个生田、一座城市等,都可以个自成为一个生态系统。态系统。9生态系统生态系统(ecosystem)指在一定的空间内,)指在一定的空间内,生物成分和非生物成分通过物质循环和能量生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个
6、生态流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。学功能单位。它把生物及其非生物环境看成是互相影响、它把生物及其非生物环境看成是互相影响、彼此依存的统一整体。彼此依存的统一整体。n生态系统是英国生态学家生态系统是英国生态学家Tansley于于1935年首先提出来的。年首先提出来的。10n现在,人们对生态系统这一概念的理解是:现在,人们对生态系统这一概念的理解是:n生态系统是在一定的空间和时间范围内,生态系统是在一定的空间和时间范围内,在在各种生物之间各种生物之间以及以及生物群落与其无机环境之生物群落与其无机环境之间间,通过能量流动和物质循环而相互作用的,通过能量流动和物质循环而相互作用的一
7、个统一整体。一个统一整体。对生态系统这一概念的理解对生态系统这一概念的理解11n例如:为了生存和繁衍,每一种生物都要从例如:为了生存和繁衍,每一种生物都要从周围的环境中周围的环境中吸取吸取空气、水分、阳光、热量空气、水分、阳光、热量和营养物质;和营养物质;n生物生长、繁育和活动过程中又不断向周围生物生长、繁育和活动过程中又不断向周围的环境的环境释放和排泄释放和排泄各种物质,死亡后的残体各种物质,死亡后的残体也复归环境也复归环境。对生态系统这一概念的理解对生态系统这一概念的理解12(1)生态系统的组成)生态系统的组成物质循环物质循环能量流动能量流动生态系统生态系统生物生物非生物非生物2、生态系统
8、的组成和作用生态系统的组成和作用13绿色植物绿色植物光合细菌等其他自养生物光合细菌等其他自养生物初级消费者:草食动物初级消费者:草食动物次级消费者:肉食动物次级消费者:肉食动物三级消费者:中型肉食动物三级消费者:中型肉食动物四级消费者:大型肉食动物四级消费者:大型肉食动物微生物、小型无脊椎动物微生物、小型无脊椎动物生产者生产者消费者消费者分解者:分解者:温度、阳光温度、阳光土壤土壤水、二氧化碳、氧水、二氧化碳、氧有机物等有机物等生物成分生物成分(生物群落)(生物群落)非生物环境非生物环境(自然环境)(自然环境)生生态态系系统统 生态系统的组成生态系统的组成14n例如,例如,绿色植物绿色植物利用
9、微生物活动从土壤中释放利用微生物活动从土壤中释放出来的氮、磷、钾等营养元素;出来的氮、磷、钾等营养元素;n食草动物食草动物以绿色植物为食物;以绿色植物为食物;n肉食性动物肉食性动物又以食草动物为食物;又以食草动物为食物;n各种动植物的残体各种动植物的残体则既是昆虫等小动物的食物,则既是昆虫等小动物的食物,又是微生物的营养来源;又是微生物的营养来源;15n微生物微生物活动的结果又释放出植物生长所需要活动的结果又释放出植物生长所需要的营养物质;的营养物质;n经过长期的自然演化,每个区域的生物和环经过长期的自然演化,每个区域的生物和环境之间、生物与生物之间,都形成了一种相境之间、生物与生物之间,都形
10、成了一种相对稳定的结构,具有相应的功能,这就是人对稳定的结构,具有相应的功能,这就是人们常说的们常说的生态系统生态系统。16生产者生产者消费者消费者分解者分解者温度、光温度、光土壤土壤水、二氧化碳、氧水、二氧化碳、氧有机物等有机物等生物成分生物成分(生物群落)(生物群落)非生物环境非生物环境(自然环境)(自然环境)生生态态系系统统主要指绿色植物,也包主要指绿色植物,也包括蓝绿藻和一些光合细括蓝绿藻和一些光合细菌,是能利用简单的无菌,是能利用简单的无机物机物制造有机物制造有机物(食物)(食物)的自养生物。在生态系的自养生物。在生态系统中起统中起主导作用主导作用。(2)生态系统的作用)生态系统的作
11、用17生产者(绿色植物)生产者(绿色植物)18生产者生产者消费者消费者分解者分解者温度、光温度、光土壤土壤水、二氧化碳、氧水、二氧化碳、氧有机物等有机物等生物成分生物成分(生物群落)(生物群落)非生物环境非生物环境(自然环境)(自然环境)生生态态系系统统 即异养生物,主要指即异养生物,主要指各种动物,包括各种动物,包括草食动草食动物、肉食动物、杂食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物物和寄生动物等。等。如草食动物和肉食如草食动物和肉食动物。它们依赖食用植动物。它们依赖食用植物或动物而生长、繁衍。物或动物而生长、繁衍。(2)生态系统的作用)生态系统的作用19生产者生产者消费者消费者分解者分解者温度
12、、光温度、光土壤土壤水、二氧化碳、氧水、二氧化碳、氧有机物等有机物等生物成分生物成分(生物群落)(生物群落)非生物环境非生物环境(自然环境)(自然环境)生生态态系系统统 它们直接或间接地将它们直接或间接地将生产者产生的有机物利生产者产生的有机物利用而生长、繁衍,把自用而生长、繁衍,把自己的粪便和尸体排向大己的粪便和尸体排向大自然;自然;(2)生态系统的作用)生态系统的作用20一级消费者(草食动物)一级消费者(草食动物)21二级消费者(肉食动物)二级消费者(肉食动物)22生产者生产者消费者消费者分解者分解者温度、光温度、光土壤土壤水、二氧化碳、氧水、二氧化碳、氧有机物等有机物等生物成分生物成分(
13、生物群落)(生物群落)非生物成分非生物成分(自然环境)(自然环境)生生态态系系统统 异养生物,主要是异养生物,主要是细菌和真菌细菌和真菌,也包括某,也包括某些些原生动物和蚯蚓、白原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等大型腐食性蚁、秃鹫等大型腐食性动物。动物。(2)生态系统的作用)生态系统的作用23生产者生产者消费者消费者分解者分解者温度、光温度、光土壤土壤水、二氧化碳、氧水、二氧化碳、氧有机物等有机物等生物成分生物成分(生物群落)(生物群落)非生物成分非生物成分(自然环境)(自然环境)生生态态系系统统(2)生态系统的作用)生态系统的作用它们分解动植物的残体、粪它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化
14、合物;便和各种复杂的有机化合物;吸收某些分解产物;吸收某些分解产物;最终最终能将有机物分解为简单能将有机物分解为简单的无机物的无机物,而这些无机物参与,而这些无机物参与物质循环后可物质循环后可被自养生物重新被自养生物重新利用利用,使物质流动在大自然中使物质流动在大自然中形成循环。形成循环。24鞭毛虫鞭毛虫25微生物(真菌)橙盖伞(分解者)微生物(真菌)橙盖伞(分解者)26非生物成分非生物成分指生态系统中的各种无指生态系统中的各种无生命的无机物、有机物生命的无机物、有机物和各种自然因素(如土和各种自然因素(如土壤、空气、水等)。壤、空气、水等)。土壤土壤岩石岩石矿物矿物27非生物成分非生物成分指
15、生态系统中的各种无指生态系统中的各种无生命的无机物、有机物生命的无机物、有机物和各种自然因素(如土和各种自然因素(如土壤、空气、水等)。壤、空气、水等)。空气空气水体水体28在这四大角色的作用下,整个生态系统在这四大角色的作用下,整个生态系统始终发生着始终发生着物质和能量的循环与交流。物质和能量的循环与交流。29非生物非生物成分成分生物成分生物成分细菌、真菌细菌、真菌菌类菌类:将分解后将分解后的无机物转化为的无机物转化为可利用成分可利用成分生产者生产者(2)生态系统的作用)生态系统的作用消费者消费者30按生态系统的环境按生态系统的环境性质和形态特征性质和形态特征陆地生态系统陆地生态系统海洋生态
16、系统海洋生态系统淡水生态系统淡水生态系统包括自然生态系统(包括自然生态系统(森林生态系统森林生态系统、草原生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等)和人工生态系统(农田、城市、荒漠生态系统等)和人工生态系统(农田、城市、工矿区等);工矿区等);(3)生态系统的类型)生态系统的类型31n森林系统森林系统 包括乔木、灌木、草本植物、地包括乔木、灌木、草本植物、地被植物及多种多样动物和微生物等与它周围被植物及多种多样动物和微生物等与它周围环境(包括土壤、大气、气候、水分、岩石、环境(包括土壤、大气、气候、水分、岩石、阳光、温度等各种非生物阳光、温度等各种非生物 环境条件)环境条件)-相互作用形成的统一
17、体。相互作用形成的统一体。32n据资料报导,据资料报导,1hm2 森林每天可吸收森林每天可吸收 1tCO2,放出,放出 0.73tO2。n全球森林每年能使约(全球森林每年能使约(550108)tCO2 转转变成木材,同时大约可放出(变成木材,同时大约可放出(400108)tO2。n全世界森林吸收全世界森林吸收 CO2 并放出的并放出的 O2 超过世超过世界人口呼吸所需界人口呼吸所需 O2 的近的近 10 倍。倍。吸收吸收CO2释放释放O2,减缓温室效应。减缓温室效应。33n森林能分泌一些杀菌素、负离子和芳香化森林能分泌一些杀菌素、负离子和芳香化合物,合物,对大气进行消毒,使空气清新,对大气进行
18、消毒,使空气清新,从而改善人类的大气生活环境质量。从而改善人类的大气生活环境质量。过滤和净化作用。过滤和净化作用。34n森林可减低风速,防止风害和干旱风森林可减低风速,防止风害和干旱风的形成,预防冷害及霜冻,减少雹灾的形成,预防冷害及霜冻,减少雹灾形成,阻挡沙尘暴等。形成,阻挡沙尘暴等。能减轻来自大气圈能减轻来自大气圈的灾害。的灾害。35n大量水文资料证明:森林能减低洪峰流量,增大量水文资料证明:森林能减低洪峰流量,增加枯水期流量,并调节河川流量,起到既能防加枯水期流量,并调节河川流量,起到既能防止洪涝灾害,又可减轻旱灾的双重作用。止洪涝灾害,又可减轻旱灾的双重作用。n森林之所以能起涵养水源的
19、作用,森林之所以能起涵养水源的作用,主要是因为主要是因为林地具有大量枯枝落叶和腐殖质,以及林地土林地具有大量枯枝落叶和腐殖质,以及林地土壤疏松、吸水和保水能力强。壤疏松、吸水和保水能力强。具有涵养水源具有涵养水源的功能。的功能。36n主要表现在森林具有改良土壤、固土、防治荒漠主要表现在森林具有改良土壤、固土、防治荒漠化,保护耕地,防止水蚀和风蚀等方面的作用。化,保护耕地,防止水蚀和风蚀等方面的作用。n森林和植被以其地上多层次结构和地下发达的根森林和植被以其地上多层次结构和地下发达的根系,可以大大减少降雨势能对土壤的冲刷,并起系,可以大大减少降雨势能对土壤的冲刷,并起固土作用,防止风蚀和水蚀。固
20、土作用,防止风蚀和水蚀。对土壤岩石圈对土壤岩石圈有较大影响。有较大影响。37 森林还能森林还能 在一定程度上起改良土壤的作用。这在一定程度上起改良土壤的作用。这是因为森林能使土壤理化性质改善。如增加土是因为森林能使土壤理化性质改善。如增加土壤有机质,形成团粒结构,增加土壤孔隙度,壤有机质,形成团粒结构,增加土壤孔隙度,提高土壤渗透能力和吸附能力,提高土壤中氮提高土壤渗透能力和吸附能力,提高土壤中氮(N)、磷()、磷(P)、钾()、钾(K)含量及各种微量元)含量及各种微量元素含量。素含量。对土壤岩石圈对土壤岩石圈有较大影响。有较大影响。38森林具有森林具有吸尘吸尘作用,由于结构复杂,树叶表面不作
21、用,由于结构复杂,树叶表面不平,多绒毛,有的能分平,多绒毛,有的能分 泌粘性油脂及汁液,森林泌粘性油脂及汁液,森林能吸附大量飘尘。能吸附大量飘尘。森林能森林能减低噪声减低噪声,一般,一般 40m 宽的林带,可减低噪宽的林带,可减低噪声声 1015dB。建造林带可以隔音,抗噪声污染。建造林带可以隔音,抗噪声污染。森林还具有抗辐射、阻碍污染森林还具有抗辐射、阻碍污染 光的传播的作用。光的传播的作用。对生物圈对生物圈有较大影响。有较大影响。39按生态系统的环境按生态系统的环境性质和形态特征性质和形态特征陆地生态系统陆地生态系统海洋生态系统海洋生态系统淡水生态系统淡水生态系统包括湖泊、河流、水库等;包
22、括湖泊、河流、水库等;(3)生态系统的类型)生态系统的类型40按生态系统的环境按生态系统的环境性质和形态特征性质和形态特征陆地生态系统陆地生态系统海洋生态系统海洋生态系统淡水生态系统淡水生态系统包括海岸、河口、浅海、大洋、海底等。包括海岸、河口、浅海、大洋、海底等。(3)生态系统的类型)生态系统的类型41生物自从在地球上出现以来就与自然环境生物自从在地球上出现以来就与自然环境有着密不可分的关系,长期以来形成了有着密不可分的关系,长期以来形成了相相互依存、相互制约的关系互依存、相互制约的关系。地球上的生物。地球上的生物十分庞杂,其中包括动物十分庞杂,其中包括动物2000万种以上,万种以上,植物植
23、物30多万种,微生物多万种,微生物10多万种。多万种。(4)生态系统的特征)生态系统的特征42这些生物通过新陈代谢不断与环境这些生物通过新陈代谢不断与环境进行着物质的交换、能量的传递和信进行着物质的交换、能量的传递和信息的交流,从而引起环境与生物自身息的交流,从而引起环境与生物自身的变化。的变化。(4)生态系统的特征)生态系统的特征43适应性适应性 生物在长期的进化中对环境具有生物在长期的进化中对环境具有依附性和适应性;依附性和适应性;遗传性遗传性 但生物也不是被动的适应环境,但生物也不是被动的适应环境,生物也具有其本身独特的遗传特性。生物生物也具有其本身独特的遗传特性。生物受到环境的影响,反
24、过来又作用于环境。受到环境的影响,反过来又作用于环境。(4)生态系统的特征)生态系统的特征44一个简化了的池塘生态系统一个简化了的池塘生态系统一个简化了的池塘生态系统一个简化了的池塘生态系统45一个简化了的陆地生态系统一个简化了的陆地生态系统46太阳太阳生产者生产者一级消费者一级消费者二级消费者二级消费者简化的陆地、池塘生态系统简化的陆地、池塘生态系统一级消费者一级消费者(浮游生物)(浮游生物)二级消费者二级消费者三级消费者三级消费者 生产者(浮游植物)生产者(浮游植物)分解者(微生物)分解者(微生物)分解者分解者图2-247构成生态系统的构成生态系统的各种生物的种类、各种生物的种类、数量和空
25、间配置数量和空间配置,在一定时期内均,在一定时期内均处于相对稳定的状态,使生态系统处于相对稳定的状态,使生态系统能够各自保持一个相对稳定的结构。能够各自保持一个相对稳定的结构。主要有主要有形态结构形态结构和和营养结构营养结构。(5)生态系统的结构)生态系统的结构48形态结构形态结构生物种类生物种类种群数量种群数量种的空间配置(水平分布、种的空间配置(水平分布、垂直分布)垂直分布)种的时间变化(发育、季相)种的时间变化(发育、季相)等构成了生态系统的形态结构等构成了生态系统的形态结构49(5)生态系统的结构)生态系统的结构如:在森林生态系统中,有各种乔木、如:在森林生态系统中,有各种乔木、灌木和
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