生态学基本原理与生态保护课件

第四章第四章第四章第四章生态学基本原理与生态保护生态学基本原理与生态保护生态学基本原理与生态保护生态学基本原理与生态保护生态学的定义生态学的定义生态学的定义生态学的定义生态系统的组成和类型生态系统的组成和类型生态系统的组成和类型生态系统的组成和类型生态系统的功能生态系统的功能生态系统的功能生态系统的功能生态平衡的理念生态平衡的理念生态平衡的理念生态平衡的理念生态环境的保护生态环境的保护生态环境的保护生态环境的保护第一节第三节第二节第四章生态学基本原理与生态保护生态学的定义生态系统的组成1第一节第一节第一节第一节 概概概概 述述述述 随着粮食、人口、能源和环境等一系列随着粮食、人口、能源和环境等一系列世界性问题世界性问题的出现，推动了生态学的发展，的出现，推动了生态学的发展，生态学的基本原则不仅被看作是环境科学重生态学的基本原则不仅被看作是环境科学重要的理论基础，也被看成是社会经济持续发要的理论基础，也被看成是社会经济持续发展的理论基础。展的理论基础。第一节 概 述 随着粮食、人口、能源和环境2生态学的定义生态学的定义v生态学（生态学（EcologyEcology）是研究）是研究生物生物与与环境环境之间相之间相互关系及其作用机理的科学。互关系及其作用机理的科学。德国生物学家恩斯特德国生物学家恩斯特 海克尔海克尔生物：植物、动物和微生物；生物：植物、动物和微生物；环境：各种生物特定的生存环境，包括环境：各种生物特定的生存环境，包括非生物环境非生物环境和和生物环境生物环境。非生物环境非生物环境由光、热、空气、水分和各种无机元由光、热、空气、水分和各种无机元素组成；素组成；生物环境生物环境由作为主体生物以外的一切生物组成。由作为主体生物以外的一切生物组成。生态学的定义生态学（Ecology）是研究生物与环境之间相互3生态学的分支生态学的分支结构层次结构层次个体生态学个体生态学研究研究一个生物一个生物个体个体或或一种生物一种生物多个个体多个个体与与环境环境之间的关系；之间的关系；族群生态学族群生态学研究研究一种一种或或亲缘关系较近的几种生物亲缘关系较近的几种生物种种群群与与环境环境之间的关系；之间的关系；群落生态学群落生态学研究生活在研究生活在同一环境中同一环境中的的所有生物所有生物与与环环境境之间的关系之间的关系.生态学的分支结构层次个体生态学研究一个生物个体或一种生物多4陆地生态学陆地生态学水域生态学水域生态学森林生态学森林生态学生态学的分支生态学的分支栖居环境栖居环境草原生态学草原生态学荒漠生态学荒漠生态学土壤生态学土壤生态学海洋生态学海洋生态学湖泊生态学湖泊生态学流域生态学流域生态学陆地生态学水域生态学森林生态学生态学的分支栖居环境草原生态5与与非生命科学非生命科学结合结合数学生态学数学生态学生态学的分支生态学的分支与其他科学结合与其他科学结合物理生态学物理生态学化学生态学化学生态学经济生态学经济生态学生理生态学生理生态学行为生态学行为生态学遗传生态学遗传生态学与与生命科学其他分支生命科学其他分支结合结合进化生态学进化生态学与非生命科学结合数学生态学生态学的分支与其他科学结合物理生6 农业生态学农业生态学 医学生态学医学生态学 工业资源生态学工业资源生态学 环境保护生态学环境保护生态学 环境生态学环境生态学 生态信息学生态信息学 城市生态学城市生态学 景观生态学景观生态学.生态学的分支生态学的分支分支学科分支学科 农业生态学生态学的分支分支学科7个体生态学个体生态学研究研究一个生物一个生物个体个体或或一种生物一种生物多个个体多个个体与与环境环境之间的关系；之间的关系；族群生态学族群生态学研究研究一种一种或或亲缘关系较近的几种生物亲缘关系较近的几种生物种种群群与与环境环境之间的关系；之间的关系；群落生态学群落生态学研究生活在研究生活在同一环境中同一环境中的的所有生物所有生物与与环环境境之间的关系之间的关系文化生态学文化生态学研究研究文化的集群文化的集群和和竞争的环境竞争的环境对于对于文化文化进程的进程的影响与推动作用影响与推动作用.生态学的分支生态学的分支栖居环境栖居环境个体生态学研究一个生物个体或一种生物多个个体与环境之间的关系8生态系统的定义生态系统的定义v生态系统（生态系统（E Ecosystemcosystem）是自然界一定空间的）是自然界一定空间的生物与环境之间相互作用、相互制约，不断演生物与环境之间相互作用、相互制约，不断演变，达到动态平衡、相对稳定的统一整体，是变，达到动态平衡、相对稳定的统一整体，是具有一定结构和功能的单位。具有一定结构和功能的单位。英国生态学家阿瑟英国生态学家阿瑟 乔治乔治 斯坦利斯坦利（原文）Ecosystem is the whole system,including not only the organism-complex,but also the whole complex of physical factors forming what we call the environment 生态系统的定义生态系统（Ecosystem）是自然界一定空间9生态系统的组成生态系统的组成生态系统无生命物质生产者消费者分解者生态系统的组成生态系统无生命物质生产者消费者分解者10生态系统的组成生态系统的组成1 1）生生产产者者：指指能能进进行行光光合合作作用用的的各各种种绿绿色色植植物物、蓝蓝绿绿藻藻和某些化能合成细菌。又称为自养生物。和某些化能合成细菌。又称为自养生物。2 2）消消费费者者：指指以以其其他他生生物物为为食食的的各各种种动动物物（植植食食动动物物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等）肉食动物、杂食动物和寄生动物等）3 3）分分解解者者：指指分分解解动动植植物物残残体体、粪粪便便和和各各种种有有机机物物的的细细菌菌、真真菌菌、原原生生动动物物、蚯蚯蚓蚓和和秃秃鹫鹫等等食食腐腐动动物物。消消费费者者和分解者又称为异养生物。和分解者又称为异养生物。4 4）无生命物质：包括无机物、有机物和自然因素；）无生命物质：包括无机物、有机物和自然因素；无机物：包括氮、氧、二氧化碳和各种无机盐等。无机物：包括氮、氧、二氧化碳和各种无机盐等。有机物：包括蛋白质、糖类、脂类和土壤腐殖质等。有机物：包括蛋白质、糖类、脂类和土壤腐殖质等。自然自然因素：包括太阳辐射、温度、湿度、风和降水等因素：包括太阳辐射、温度、湿度、风和降水等生态系统的组成1）生产者：指能进行光合作用的各种绿色植物、蓝11生态系统的类型生态系统的类型 v根据生态条件：水生生态系统和陆地生态系统根据生态条件：水生生态系统和陆地生态系统l水生生态系统：海洋生态系统和淡水生态系统；水生生态系统：海洋生态系统和淡水生态系统；l淡水生态系统：流水生态系统和静水生态系统。淡水生态系统：流水生态系统和静水生态系统。l陆地生态系统：森林、草原、荒漠、高山等。陆地生态系统：森林、草原、荒漠、高山等。l森林生态系统：热带、亚热带、温带和寒温带森林等。森林生态系统：热带、亚热带、温带和寒温带森林等。l过渡生态系统：湿地生态系统。过渡生态系统：湿地生态系统。l湿地生态系统：湿地生态系统：不问其为天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿不问其为天然或人工、常久或暂时之沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带原、泥炭地或水域地带,带有静止或流动、或为淡水、半咸水或带有静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者咸水水体者,包括低潮时水深不超过包括低潮时水深不超过6m6m的水域的水域。（19711971年，拉姆萨尔，年，拉姆萨尔，关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约）生态系统的类型 根据生态条件：水生生态系统和陆地生态系统12生态系统的类型生态系统的类型 v根据人为的影响或干预程度根据人为的影响或干预程度自然生态系统：没有或者没有明显地被人类改造的生态系统自然生态系统：没有或者没有明显地被人类改造的生态系统热带雨林、海洋、江河湖泊、高山；热带雨林、海洋、江河湖泊、高山；人工生态系统：以人类活动为生态环境中心，按照人类的理想要人工生态系统：以人类活动为生态环境中心，按照人类的理想要求建立的生态系统。求建立的生态系统。城市、农田、人工造林、人工湿地、草坪等。城市、农田、人工造林、人工湿地、草坪等。半自然生态系统：半自然生态系统：一个经过人类改造，但仍保留着本身重要元素一个经过人类改造，但仍保留着本身重要元素的生态系统。的生态系统。自然保护区、农业生态系统等。自然保护区、农业生态系统等。生态系统的类型 根据人为的影响或干预程度13生物圈生物圈2 2号工程号工程v生物圈生物圈2 2号工程（号工程（Biosphere 2Biosphere 2）v 美国为了美国为了探索生态系统奥秘探索生态系统奥秘，试验人类离开地球能否生存，试验人类离开地球能否生存，在在亚利桑那州图森市亚利桑那州图森市以北沙漠中建造的几乎完全与外部世界隔绝的、以北沙漠中建造的几乎完全与外部世界隔绝的、内部有着内部有着类似地球的各种生态系统类似地球的各种生态系统的科学实验基地。的科学实验基地。生物圈生物圈2 2号实验失败最主要的启示是：号实验失败最主要的启示是：目前最好的办法还是保护和目前最好的办法还是保护和利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必利用好地球，进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路由之路。生物圈2号工程生物圈2号工程（Biosphere 2）14生物圈生物圈2 2号工程号工程v由美国前橄榄球运动员由美国前橄榄球运动员 约翰约翰艾伦发起艾伦发起,并与几家财团联手出资并与几家财团联手出资,委托空委托空间生物圈风险投资公司承建间生物圈风险投资公司承建,历时历时8 8年年,耗资耗资1.51.5亿美元，占地亿美元，占地1.31.3万万m m2 2，采用，采用了全封闭的钢筋与玻璃结构，仅有阳光、电和信息与外界相通。引入了了全封闭的钢筋与玻璃结构，仅有阳光、电和信息与外界相通。引入了38003800多种生物多种生物(植物、动物、微生物植物、动物、微生物)布置成森林生态系统、草地生态系统、布置成森林生态系统、草地生态系统、水和沼泽生态系统、农田生态系统和海洋生态系统，还有供研究人员生活水和沼泽生态系统、农田生态系统和海洋生态系统，还有供研究人员生活用的楼房和人造风雨设施。设计寿命用的楼房和人造风雨设施。设计寿命100100年。年。19911991年年9 9月月2626日投入运行，并日投入运行，并进行实验。进行实验。19961996年年9 9月，由数百名科学家组成的委员会对实验进行了总结。月，由数百名科学家组成的委员会对实验进行了总结。到后期，到后期，“生物圈生物圈2 2号号”中的植物几乎灭绝，必须注入氧气才能维持人员生中的植物几乎灭绝，必须注入氧气才能维持人员生存。他们认为，在现在技术条件下，人类无法模拟一个类似地球、可供人存。他们认为，在现在技术条件下，人类无法模拟一个类似地球、可供人类生存的生态环境。类生存的生态环境。生物圈生物圈2 2号实验失败的原因：氧气未能顺利循环。号实验失败的原因：氧气未能顺利循环。生物圈2号工程由美国前橄榄球运动员 约翰艾伦发起,并与几家15迷你地球迷你地球v迷你地球迷你地球v迷你地球迷你地球”位于日本北部沿海的青森县六所村，面积只有位于日本北部沿海的青森县六所村，面积只有47004700平平方米方米，是，是3 3个由不锈钢走廊连接的体育馆式建筑。整套设施耗资个由不锈钢走廊连接的体育馆式建筑。整套设施耗资65006500万美元万美元，于，于20002000年建成，眼下研究人员已经开始进行前期试验。年建成，眼下研究人员已经开始进行前期试验。v模拟封闭空间内氧气和二氧化碳在植物、人类和动物之间的循环模拟封闭空间内氧气和二氧化碳在植物、人类和动物之间的循环v2 2个人，个人，2 2只羊只羊迷你地球迷你地球16v新华网东京月日电（记者何德功）日本在封新华网东京月日电（记者何德功）日本在封闭空间闭空间“迷你地球迷你地球”进行的为期一周自给自足的实验进行的为期一周自给自足的实验日顺利结束，日顺利结束，“迷你地球迷你地球”送走了第一批送走了第一批“迷你迷你地球人地球人”。参加实验的研究员筱原正典在当天的记者招待会参加实验的研究员筱原正典在当天的记者招待会上说：上说：“两名两名迷你地球人迷你地球人靠自己培育的植物释放靠自己培育的植物释放出的氧气度过一周时光，我感到实在了不起。通过这出的氧气度过一周时光，我感到实在了不起。通过这次实验自己对植物更加情有独钟，今后会更珍爱植物。次实验自己对植物更加情有独钟，今后会更珍爱植物。”筱原正典准备年在筱原正典准备年在“迷你地球迷你地球”居住个居住个月，向封闭空间发起新的挑战。月，向封闭空间发起新的挑战。迷你地球迷你地球新华网东京月日电（记者何德功）日本在封闭空间“迷你地球17“迷你地球迷你地球”实验从本月日开始，实验的目的之一实验从本月日开始，实验的目的之一是，调查食物等所含的碳是如何在生态系统中循环的。是，调查食物等所含的碳是如何在生态系统中循环的。“迷你地球迷你地球”是日本财团法人环境科学技术研究所是日本财团法人环境科学技术研究所年建造的，总面积平方米，其中的空间全年建造的，总面积平方米，其中的空间全部密封，在密封空间里除了植物栽培区外，还有羊圈和供部密封，在密封空间里除了植物栽培区外，还有羊圈和供两名研究人员居住的一室一厅。两名研究人员和两只山羊两名研究人员居住的一室一厅。两名研究人员和两只山羊靠吃在植物栽培室收获的大米和蔬菜生活了一周。靠吃在植物栽培室收获的大米和蔬菜生活了一周。科学家预计，人类到年可以到月球旅行，科学家预计，人类到年可以到月球旅行，年登上火星会梦想成真，年登上火星会梦想成真，“迷你地球迷你地球”作为一种宇作为一种宇宙空间生存技术将来不可缺少。宙空间生存技术将来不可缺少。h http:/ 2号最大的区别之一是，我们花费了大量的号最大的区别之一是，我们花费了大量的金钱和时间来设计和建立支持生命的系统。金钱和时间来设计和建立支持生命的系统。”“迷你地球迷你地球”没有使用土壤和依赖微生物，而是没有使用土壤和依赖微生物，而是使用使用机器来人工分解和处理废料机器来人工分解和处理废料。这个人工支持部分占据了整。这个人工支持部分占据了整个场地的个场地的 1/4 1/4。支持系统的中心部分是复原氧气的处理机，。支持系统的中心部分是复原氧气的处理机，使用高温和电解水的办法从二氧化碳中重新获得氧气。新使用高温和电解水的办法从二氧化碳中重新获得氧气。新田认为，田认为，“迷你地球迷你地球”所使用的机械甚至比美国航空航天所使用的机械甚至比美国航空航天局为国际空间站研发的同类设备效率更高。局为国际空间站研发的同类设备效率更高。“我相信在这我相信在这里开发的技术将来可以用于航天项目里开发的技术将来可以用于航天项目”。迷你地球迷你地球日本环境科学研究所负责“迷你地球”的主要研究工作。这里的高级19 两位科学家的两位科学家的生活区域生活区域也也占据占据了了“迷你地球迷你地球”的的1/41/4面面积积，有两张床、电脑和固定的脚踏健身车。房间的角落安，有两张床、电脑和固定的脚踏健身车。房间的角落安置着摄像头，以监控他们的安全状况。相邻的房间是用来置着摄像头，以监控他们的安全状况。相邻的房间是用来饲养动物的。目前已有两头山羊接受了饲养动物的。目前已有两头山羊接受了3 3周的血压、体温和周的血压、体温和心脏情况监视，以确定它们是否能够适应封闭的环境。研心脏情况监视，以确定它们是否能够适应封闭的环境。研究人员还尝试在可以调控温度、湿度和光线的房间里种植究人员还尝试在可以调控温度、湿度和光线的房间里种植水稻和大约水稻和大约3030种蔬菜。居住在种蔬菜。居住在“迷你地球迷你地球”内部的人只能内部的人只能从外部得到电力供应和信息从外部得到电力供应和信息。内外联系是通过电话、电子内外联系是通过电话、电子邮件和因特网来实现的邮件和因特网来实现的。http:/ 两位科学家的生活区域也占据了“迷你地球”的1/4面积20第二节第二节第二节第二节生态系统的功能生态系统的功能生态系统的功能生态系统的功能 v能量流动功能能量流动功能v物质循环功能物质循环功能v信息传递功能信息传递功能 食物链食物链和和食食物网物网是实现这是实现这些功能的保证些功能的保证 第二节生态系统的功能 能量流动功能 食物链和食物网是实现这21食物链和食物网食物链和食物网食物链和食物网食物链和食物网 v食物链：各种生物之间存在着的取食和被取食物链：各种生物之间存在着的取食和被取食关系，物质和能量通过这种关系在生态系食关系，物质和能量通过这种关系在生态系统内传递。统内传递。英国动物学家英国动物学家埃尔顿埃尔顿（C.S.EitonC.S.Eiton），），19271927年，首次年，首次提出，提出，“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”食物链类型：捕食性、寄生性、腐生性、碎食性等食物链类型：捕食性、寄生性、腐生性、碎食性等食物链和食物网 食物链：各种生物之间存在着的取食和被取食关系22食物链和食物网食物链和食物网食物链和食物网食物链和食物网 v食物网：实际上许多食物链经常相互交叉，形食物网：实际上许多食物链经常相互交叉，形成复杂的捕食关系，这种关系又称为食物网。成复杂的捕食关系，这种关系又称为食物网。v一般情况下，食物网越复杂生态系统就越稳定。一般情况下，食物网越复杂生态系统就越稳定。因为食物网中某个环节（物种）缺失时，其他因为食物网中某个环节（物种）缺失时，其他相应环节能起补偿作用。相反食物网越简单，相应环节能起补偿作用。相反食物网越简单，则生态系统越不稳定。则生态系统越不稳定。v物种之间的关系：竞争关系、共生关系物种之间的关系：竞争关系、共生关系 食物链和食物网 食物网：实际上许多食物链经常相互交叉，形成复23营养级和生态金字塔营养级和生态金字塔营养级和生态金字塔营养级和生态金字塔 J食食物物链链上上的的各各个个环环节节称称为为营营养养级级。生生产产者者为为第第一一营营养养级级，一一级消费者为第二营养级，依此类推。级消费者为第二营养级，依此类推。J营营养养级级一一般般只只有有4 45 5级级。凡凡在在同同一一层层次次上上的的生生物物都都属属于于同同一一营养级，同一生物也可能隶属于不同的营养级。营养级，同一生物也可能隶属于不同的营养级。J低低位位营营养养级级是是高高位位营营养养级级营营养养和和能能量量的的供供应应者者。但但是是，能能量量在在食食物物网网中中流流动动时时，转转移移效效率率很很低低。低低位位营营养养级级储储存存的的能能量量只只有有1010左左右右被被高高位位营营养养级级利利用用，这这在在生生态态学学上上称称为为1010定定律律。为为了了保保证证生生态态系系统统中中能能量量的的流流通通，自自然然界界就就形形成成了了生生物物量金字塔和能量金字塔。量金字塔和能量金字塔。营养级和生态金字塔 食物链上的各个环节称为营养级。生产者为第24生态系统的能量流动 生态系统中能量的生态系统中能量的输入输入、传递传递和和散失散失的过程。的过程。生态系统的能量流动 生态系统中能量的输入25（1）能量流动的起点：从生产者固定的全部太阳能开始。太阳能是生态系统能量的根源，通过光合作用实现。太阳能是生态系统能量的根源，通过光合作用实现。（2）生态系统能量流动的数量：流经生态系统的总能量，是生产者所固定的全流经生态系统的总能量，是生产者所固定的全部太阳光能。部太阳光能。化石燃料：煤、石油化石燃料：煤、石油（1）能量流动的起点：从生产者固定的全部太阳能开始。（2）26生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动 v地球是一个开放系统存在着能量的输入和输出；地球是一个开放系统存在着能量的输入和输出；v能量输入的根本来源是太阳能；能量输入的根本来源是太阳能；v光合作用是植物固定太阳能的唯一有效途径；光合作用是植物固定太阳能的唯一有效途径；v化石燃料则在过去地质年代固定和储存了太阳能；化石燃料则在过去地质年代固定和储存了太阳能；v根根据据热热力力学学第第一一定定律律，能能量量可可以以从从一一种种形形式式转转化化为为另另一一种种形形式式，在在转转化化的的过过程程中中，能能量量既既不不会会消消失失，也也不不会会增增加，这就是能量守恒原理；加，这就是能量守恒原理；v根根据据热热力力学学第第二二定定律律，能能量量的的流流动动总总是是从从集集中中到到分分散散，从能量高向能量低的方向传递。从能量高向能量低的方向传递。生态系统中的能量流动 地球是一个开放系统存在着能量的输入和输27（3 3）生态系统能量流动的特点：）生态系统能量流动的特点：第一、能量流动不是循环的而是单向的：第一、能量流动不是循环的而是单向的：从生产者从生产者初级消费者初级消费者次级消费者次级消费者三级消费者三级消费者。第二、能量流动是逐级递减的：第二、能量流动是逐级递减的：传递率为传递率为10102020 （3）生态系统能量流动的特点：第一、能量流动不是循环的而是单28十分之一定律十分之一定律十分之一定律十分之一定律 19411941年年美美国国耶耶鲁鲁大大学学生生态态学学家家林林德德曼曼发发表表了了一一个个老老年年湖湖泊泊内内的的食食物物链链动动态态的的研研究究报报告告。他他对对万万平平方方米米的的湖湖泊泊作作了了野野外外调调查查和和研研究究后后用用确确切切的的数数据据说说明明，生生物物量量从从绿绿色色植植物物向向食食草草动动物物、食食肉肉动动物物等等按按食食物物链链的的顺顺序序在在不不同同营营养养级级上上转转移移时时，有有稳稳定定的的数数量量级级比比例例关关系系，通通常常后后一一级级生生物物量量只只等等于于或或者者小小于于生生物物量量的的。林林德德曼曼把把生生态态系系统统中中能能量量的的不不同同利利用用者者之之间间存存在在的的这这种种必必然然的的定定量量关关系系，叫叫做做“十十分分之一定律之一定律”。林德曼的理论为生态科学打下了理论基础。林德曼的理论为生态科学打下了理论基础。十分之一定律 1941年美国耶鲁大学生态学家林德29小结 能量流动是单向流动，逐级递减。小结 能量流动是单向流动，逐级递减。30生态系统中的物质循环生态系统中的物质循环生态系统中的物质循环生态系统中的物质循环 在生态系统的各个组成部分之间，不在生态系统的各个组成部分之间，不断进行着物质循环。断进行着物质循环。氢、氧、二氧化碳氢、氧、二氧化碳、碳碳、氮氮、硫硫、磷磷是构成生命有机体的主要是构成生命有机体的主要物质，也是自然界中的主要元素。生物圈物质，也是自然界中的主要元素。生物圈中这些元素的循环在生命活动中起着重要中这些元素的循环在生命活动中起着重要作用。作用。生态系统中的物质循环 在生态系统的各个组成部分之31水、氧和二氧化碳的循环水、氧和二氧化碳的循环水、氧和二氧化碳的循环水、氧和二氧化碳的循环水、氧和二氧化碳的循环32碳循环碳循环碳循环碳循环v碳碳是是构构成成生生物物体体的的基基本本元元素素，占占生生物物总总质质量量约约25%。在在无无机机环环境境中中，大大多多以以二二氧氧化化碳碳和和碳碳酸酸盐的形式存在。盐的形式存在。v 碳碳循循环环以以（通通过过植植物物呼呼吸吸或或发发酵酵；通通过过动动物物呼呼吸吸；通通过过化化石石、矿矿物物质质、天天然然气气等等燃燃烧烧）三三种方式实现。种方式实现。碳循环碳是构成生物体的基本元素，占生物总质量约25%。在无机33氮循环氮循环氮循环氮循环v氮是形成蛋白质、氨基酸和核酸的主要成份，氮是形成蛋白质、氨基酸和核酸的主要成份，是生命的基本元素。是生命的基本元素。v大气中含量丰富的氮绝大部分不能被生物直大气中含量丰富的氮绝大部分不能被生物直接利用。大气氮进入生物有机体的主要途径接利用。大气氮进入生物有机体的主要途径有：有：生物固氮；生物固氮；工业固氮；工业固氮；岩浆固氮；岩浆固氮；大气固氮大气固氮(闪电固氮、宇宙线作用等）闪电固氮、宇宙线作用等）氮循环氮是形成蛋白质、氨基酸和核酸的主要成份，是生命的基本元34硫循环硫循环硫循环硫循环 地球上的硫大部分地球上的硫大部分存在于岩石、矿物存在于岩石、矿物和海底沉积物中。和海底沉积物中。大气圈中硫主要来大气圈中硫主要来源于火山爆发和化源于火山爆发和化石燃料的燃烧。石燃料的燃烧。含硫化石燃料含硫化石燃料（煤和石油）的燃（煤和石油）的燃烧；炼油、冶金工烧；炼油、冶金工业和其它工业过程。业和其它工业过程。硫循环 地球上的硫大部分存在于岩石、矿物和海底沉积物中。35磷循环磷循环磷循环磷循环l磷是生物的重要营养成份，主要以磷酸磷是生物的重要营养成份，主要以磷酸盐的形式存在。盐的形式存在。l磷是携带遗传信息磷是携带遗传信息DNA的组成元素，是的组成元素，是动物骨骼、牙齿和贝壳的重要组成。动物骨骼、牙齿和贝壳的重要组成。磷循环磷是生物的重要营养成份，主要以磷酸盐的形式存在。36小结小结小结小结l物质循环具有全球范围性、物质循环具有全球范围性、反复性。反复性。小结物质循环具有全球范围性、反复性。37生态系统中的信息传递生态系统中的信息传递生态系统中的信息传递生态系统中的信息传递 l信息传递是生态系统的重要功能之一。信息传递是生态系统的重要功能之一。生物之间交流的信息是生态系统中的重要内容生物之间交流的信息是生态系统中的重要内容,通过通过它可以把同一物种之间它可以把同一物种之间,以及不同物种之间的以及不同物种之间的“意愿意愿”表表达给对方达给对方,从而在客观上达到自己的目的。从而在客观上达到自己的目的。l信息信息（觅食、求偶、警告）（觅食、求偶、警告）形式主要有四种形式主要有四种:1 1）物理信息）物理信息2 2）化学信息）化学信息3 3）营养信息）营养信息4 4）行为信息）行为信息生态系统中的信息传递 信息传递是生态系统的重要功能之一。38生态系统中的信息传递生态系统中的信息传递生态系统中的信息传递生态系统中的信息传递 1 1）物理信息）物理信息由声、光和颜色等构成；由声、光和颜色等构成；（猫头鹰、萤火虫、毒蛇）（猫头鹰、萤火虫、毒蛇）2 2）化学信息）化学信息生物代谢作用产物产生的化生物代谢作用产物产生的化学物质；学物质；（酶、生长素、性诱激素）（酶、生长素、性诱激素）动物的气味；动物的气味；猪笼草猪笼草生态系统中的信息传递 1）物理信息由声、光和颜色等构成；39生态系统中的信息传递生态系统中的信息传递生态系统中的信息传递生态系统中的信息传递 3 3）营养信息）营养信息由食物和养分构成（食物链）；由食物和养分构成（食物链）；4 4）行为信息）行为信息（无论是否同一种群）用不同的（无论是否同一种群）用不同的行为动作传递不同的信息行为动作传递不同的信息。（蜜蜂的（蜜蜂的8 8字舞、）字舞、）生态系统中的信息传递 3）营养信息由食物和养分构成（食物40总结总结总结总结 能量流动能量流动是单向流动是单向流动,逐级递减逐级递减;物质循环物质循环具有全球性，反复运动；具有全球性，反复运动；物质是能量流动的载体；物质是能量流动的载体；能量是物质循环的动力；能量是物质循环的动力；信息传递信息传递能调节生物的种间关系，维持生能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。态系统的稳定。总结 能量流动是单向流动,逐级递减;41第三节第三节生态平衡及其生态环境的保护生态平衡及其生态环境的保护 一、生态平衡的概念一、生态平衡的概念 在一定时期内，系统内的生产者、消费者和在一定时期内，系统内的生产者、消费者和分解者之间保持着一种分解者之间保持着一种动态平衡动态平衡，系统内的能量，系统内的能量流动和物质平衡在较长时间内保持稳定。当遇到流动和物质平衡在较长时间内保持稳定。当遇到外来干扰时，能通过自外来干扰时，能通过自 我调节恢复到最初的稳我调节恢复到最初的稳 定状态，这种生态状况定状态，这种生态状况 称为称为生态平衡生态平衡。第三节生态平衡及其生态环境的保护 一、生态平衡的概念 42生态平衡的特点生态平衡的特点 一、动态平衡一、动态平衡 自我调节能力自我调节能力 二、相对平衡二、相对平衡 易受外界干扰易受外界干扰 生态平衡的特点 一、动态平衡43生态平衡的含义生态平衡的含义生态平衡的含义生态平衡的含义 v结构上的平衡；结构上的平衡；v功能上的平衡；功能上的平衡；v输入和输出物质数量上的平衡。输入和输出物质数量上的平衡。生态平衡的含义 结构上的平衡；44破坏生态平衡的因素破坏生态平衡的因素破坏生态平衡的因素破坏生态平衡的因素 1.1.自然因素自然因素第一环境问题第一环境问题 自自然然因因素素指指自自然然界界发发生生的的异异常常变变化化所所引引起起的的生态平衡的破坏。生态平衡的破坏。2.2.人为因素人为因素第二环境问题第二环境问题 （1 1）使环境因素发生改变）使环境因素发生改变 （2 2）使生物物种发生改变）使生物物种发生改变 （3 3）信息系统的破坏）信息系统的破坏 破坏生态平衡的因素 1.自然因素第一环境问题 45生态保护的目标生态保护的目标生态保护的目标生态保护的目标l生态保护的最终目标：维持健康生态系生态保护的最终目标：维持健康生态系统，达到资源与环境的可持续利用。统，达到资源与环境的可持续利用。l可以根据具体项目有具体目标。可以根据具体项目有具体目标。l实现社会效益、经济效益、环境效益的实现社会效益、经济效益、环境效益的统一是共同的目标。统一是共同的目标。生态保护的目标生态保护的最终目标：维持健康生态系统，达到资源46生态保护的对策生态保护的对策生态保护的对策生态保护的对策F工程治理工程治理（目的：减少不利因素、进行无害化处理、加速生态（目的：减少不利因素、进行无害化处理、加速生态恢复进程）恢复进程）F生物治理生物治理（包括：植被恢复、恢复和保持生物的多样性）（包括：植被恢复、恢复和保持生物的多样性）F生态系统的整合生态系统的整合（主要：物质的良性循环、能量的合理高效流动）（主要：物质的良性循环、能量的合理高效流动）生态保护的对策工程治理47l生态学在环境保护中有哪些方面的应用生态学在环境保护中有哪些方面的应用？思思思思 考考考考 题题题题生态学在环境保护中有哪些方面的应用？思 考 题48