生态学图片及概率
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生态学图片及概率PPT课件
生物圈2号鸟瞰
2021
1
“西28 肺”
2021
2
生物圈2号全景
2021
3
夜幕下的生物圈2号
2021
4
42
生物圈2号控制中心
2021
5
01
居住区
生物圈2号外景
热带草原
农业区
热带雨林 海洋
沼泽
沙漠
2021
返回
6
02
“西肺”
居住区
农业区
生物圈2号内景
热带雨林
热带草原 海洋
沙漠
沼泽
“南肺”
2021
太 阳
生
辐
射
产
能
输 入
者
消费者
（固定）
消费者
（固定）
分解 者
热 热
生产者呼吸
腐生生物分解和呼吸
能量流动遵循单向性和递减性。
2021
51
2021
52
➢ 由于通过食物链后能量的逐 级损失，食物链中的能量也 由下向上呈现下宽上窄的金 字塔型，称为能量金字塔 。
➢ 从能量的角度考虑，生态系 统是一个开放系统，不断的 能量输入和能量的散失，使 该开放系统维持一种稳定的 平衡状态。
(1) C3 （ Calvin型）： C3植物：δ13C平均值-26‰ （-20～-35 ‰），温带
(2) C4 （Hatch-Slack或Kranz型）：
C4植物：δ13C平均值-13‰ （-9～-16 ‰），热带、干旱地区。
(3) CAM （景天酸代谢型）： C3植物：δ13C平均值-16.5‰，肉质植物，如仙人掌
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能量流动的特点
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“西28 肺”
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生物圈2号全景
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夜幕下的生物圈2号
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生物圈2号控制中心
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居住区
生物圈2号外景
热带草原
农业区
热带雨林 海洋
沼泽
沙漠
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“西肺”
居住区
农业区
生物圈2号内景
热带雨林
热带草原 海洋
沙漠
沼泽
“南肺”
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太 阳
生
辐
射
产
能
输 入
者
消费者
（固定）
消费者
（固定）
分解 者
热 热
生产者呼吸
腐生生物分解和呼吸
能量流动遵循单向性和递减性。
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➢ 由于通过食物链后能量的逐 级损失，食物链中的能量也 由下向上呈现下宽上窄的金 字塔型，称为能量金字塔 。
➢ 从能量的角度考虑，生态系 统是一个开放系统，不断的 能量输入和能量的散失，使 该开放系统维持一种稳定的 平衡状态。
(1) C3 （ Calvin型）： C3植物：δ13C平均值-26‰ （-20～-35 ‰），温带
(2) C4 （Hatch-Slack或Kranz型）：
C4植物：δ13C平均值-13‰ （-9～-16 ‰），热带、干旱地区。
(3) CAM （景天酸代谢型）： C3植物：δ13C平均值-16.5‰，肉质植物，如仙人掌
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能量流动的特点
环境生态学课件PPT(共 63张)
的在短期内人群大量发病和死亡事件。（1马斯河谷2多诺拉3光
3.环境问题的第一次高潮（20世纪50—60年代）
环境问题的第一次高潮出现在20世纪50—60年代，当时环 境问题突出。自产业革命-1984年臭氧层空洞，“八大公害” 事件，是第一次环境问题高潮。
八大公害事件 ：是指在世界范围内，由于环境污染而造成的
八次较大的轰动世界的公害事件。 公害事件：因环境污染造成
二.环境构成 环境包括自然环境和人工环境。
自然环境：
是人类出现之前就出现的，是人类目前赖以生存的自然条件和自然 资源的总称。是直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质，能量和 自然现象的总体。
人工环境：
从狭义上： 来讲是指人类根据生产，生活，科研，文化，医疗等需要而创造的环
境空间，如人工气候室，无尘车间，温室，密封舱，各种建筑，人工园 林等。 从广义上：
2008。 5．尚玉昌 著《生态学概论》，北京大学出版社2003-2。 6．同济大学 编《城市环境保护》，中国建筑工业出版社。 7．毛文永 编《生态环境影响评价概论》，中国环境科学出版
社 1998-5。 8．周曦 编《生态设计新论》，东南大学出版社 2003-6。 9．《环境生态学》化学工业出版社 2003-8。 其他与生态学相关书目，特别须关注关于生态景观的书目。
三是由于上述原因造成生物资源的破坏，而导致生物多样性丰 富度的下降，大量物种灭绝或处于濒危境地。生物多样性的破坏 必然会导致人类的生存危机，人类对于这个问题严重性的认识还 远远不够。
二、环境问题的由来和发展
。 环境问题是随着人类生产力的发展而产生和加剧的
1.环境问题的萌芽阶段（工业革命以前） 农业和畜牧业出现以前，人类活动以生活活动为主，以生理代谢过程
生态学(共26张PPT)
逆行演替：发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后，原来稳定性较大，结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定性小的群落，利用环境和改 造环境能力相对减弱，甚至倒退到裸地
先⑤锋起物 始种条最件先划出分的现：、原湿易生于演被替生挤、掉次的生演沼替。泽植物开始生长。如莎草科、禾本科等一些湿生
种类。排水能力更强和垫高能力更强 浮叶根生植物阶段：水深1米左右，睡莲等植物飘浮水面，导致水下的沉水植物得不到光照而被排挤，飘浮植物的茎部的阻碍，更多泥沙沉积下来
水生演替系列
➢ 自由飘浮植物阶段：整个植物体漂浮在水面上的一类浮水植物，
这类植物的根通常不发达。
➢ 沉水植物阶段：5-7米水深，首先出现轮藻属植物，由于它
的生长，湖底有机质积累较快而多，由于湖底嫌气条件轮藻 的残体分解不完全，湖底进一步抬高；水深2-4米左右，有金
鱼藻、狸藻等出现，繁殖强，垫高湖底
➢ 多元顶极论 地下水位降低，大量地被物改变了土壤条件
新兴特有现象的存在，以及对植物环境特殊适应为方向的物种形成 ⑤起始条件划分：原生演替、次生演替。 第七章 群落的动态 万年到亿年：群落的演化 气候顶极是顶极群落的一种类型，但在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点
列的阶段，到达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着 顶极群落的演替过程称之为进展演替
➢ 逆行演替：发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后，原来稳定
性较大，结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定性小的群落， 利用环境和改造环境能力相对减弱，甚至倒退到裸地
➢ 进展演替和逆行演替的比较
进展演替和逆行演替比较
水更浅，使湖底迅速升高 根据主导因子的不同，除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；
先⑤锋起物 始种条最件先划出分的现：、原湿易生于演被替生挤、掉次的生演沼替。泽植物开始生长。如莎草科、禾本科等一些湿生
种类。排水能力更强和垫高能力更强 浮叶根生植物阶段：水深1米左右，睡莲等植物飘浮水面，导致水下的沉水植物得不到光照而被排挤，飘浮植物的茎部的阻碍，更多泥沙沉积下来
水生演替系列
➢ 自由飘浮植物阶段：整个植物体漂浮在水面上的一类浮水植物，
这类植物的根通常不发达。
➢ 沉水植物阶段：5-7米水深，首先出现轮藻属植物，由于它
的生长，湖底有机质积累较快而多，由于湖底嫌气条件轮藻 的残体分解不完全，湖底进一步抬高；水深2-4米左右，有金
鱼藻、狸藻等出现，繁殖强，垫高湖底
➢ 多元顶极论 地下水位降低，大量地被物改变了土壤条件
新兴特有现象的存在，以及对植物环境特殊适应为方向的物种形成 ⑤起始条件划分：原生演替、次生演替。 第七章 群落的动态 万年到亿年：群落的演化 气候顶极是顶极群落的一种类型，但在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点
列的阶段，到达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着 顶极群落的演替过程称之为进展演替
➢ 逆行演替：发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后，原来稳定
性较大，结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定性小的群落， 利用环境和改造环境能力相对减弱，甚至倒退到裸地
➢ 进展演替和逆行演替的比较
进展演替和逆行演替比较
水更浅，使湖底迅速升高 根据主导因子的不同，除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；
生物竞赛笔记+生态学重要图示
《生态学》部分重要图示
图1种群的三中空间分布
图2种群年龄组成的三种类型
A增长型B稳定性C衰退型
图3 存活曲线的三种基本类型
（表示某同生群出生时为1000个个体，到最大存活年龄的存活个体数目的变化）A型：曲线凸型B型：曲线呈对角线型C型：曲线凹型
图4 种群数量增长模型
图5 生态位
图6.食物网示意图
图7.能量流动的基本模式
图8.生物量金字塔
图9.水的循环
图10. 自然界碳的循环
图11. 自然界硫的循环
图12. 植被垂直地带性和水平地带性
图13. 20世纪世界人口、资源和环境污染关系
图14. 臭氧层吸收部分紫外线。
(2024年)全新生态学ppt课件
02
01
倡导全球共治
积极倡导全球共治理念，推动构建公平合理 、合作共赢的全球环境治理体系。
04
03
2024/3/26
32
2024/3/26
谢谢聆听
33
03
温室气体排放趋势
随着全球工业化进程的加速，温室气体排放量持续增加 ，对气候的影响日益严重。
9
极端气候事件频发原因分析
2024/3/26
气候变化导致极端天气事件增加
01
全球变暖使得极端高温、干旱、洪涝等天气事件频发。
人类活动对极端天气事件的影响
02
城市化进程、土地利用变化等人类活动加剧了极端天气事件的
1
城市化进程加速，导致自然生态系统破坏和生境 丧失。
2
城市扩张占用大量农田和绿地，导致生态服务功 能下降。
3
城市人口集聚，资源消耗和废弃物排放增加，环 境压力加大。
2024/3/26
19
城市绿地系统规划与建设实践
绿地系统规划原则
生态优先、因地制宜、均衡布局、功能多样。
绿地建设实践
公园绿地、街头绿地、生态廊道、居住区绿地等 。
政策支持
政府加大对有机农业和绿色食品产业的扶持力度，推动产业快速发 展。
技术创新
通过技术创新和集成应用，提高有机农业和绿色食品产业的生产效率 和经济效益。
2024/3/26
25
农业废弃物资源化利用途径
畜禽粪便
通过堆肥发酵、生产有机肥等方式，实现畜禽粪便的资源化利用 。
农作物秸秆
推广秸秆还田、生产生物质燃料等技术，提高农作物秸秆的利用率 。
固体废弃物分类
生活垃圾、建筑垃圾、工业固体废物等。
(完整版)生态学课件.ppt
质的量或能量。公式为：
最新.
6
Pn=Pg-R
3 净增生物量(Net Gainable Biomass，△B)：单位时间内单位 面积所增加的植物生产量,公式为△B= Pn-L-G；其中L为一定时 间内植物的凋落物(Litter)；G为被动物或其他消费者所啃食 (Grazing，G)的量。
4 生物量(Biomass)：地表单位面积内现存的活植物体总量或贮 存的总能量，即现存量(Standing Crop)，常用kg.m-2或t.hm-2表 示。
最新.
2
二 本节重难点
▪ 1 本节重点
(1) 初级生产的形成过程； (2) 影响初级生产的因素; (3) 初级生产在地球上的分布。
▪ 2 本节难点
(1) C3、C4和CAM植物在环境中表现出来的光合效率的 差异性；
(2) 植物在生态系统中是如何发挥作用的。
最新.
3
三 讲授新课
太 阳 光
初级生产 者的光合
时
最强光时
度
同化产 慢
快
物再分
配
不定
干物质 中等
高
低
生产
最新.
23
表3-2 具有不同二氧化碳固定方式的植物的特征
在正常大气条件下，光合作用效率由高到低依 次为C4植物、C3植物、CAM植物。如表3-3所示：
植物类群
umol/m2/s
CO2吸收 mg/g/h
C4植物 60～140
30～60（70）
C3植物 作物
CO2)
C3酸 约-10%～-20%
（PGA)
最新.
CAM 大液泡
颗粒状 约-10%～-20% 约-10%～-20% 约-10%～-20%
-生态学基础ppt课件
n 与生命活动相关联的物质循环
碳、氮、磷和水等许多与生命活 动相关联的物质以多种形式—生 物的或非生物的形式，原子的、 分子的或生物大分子的形式等在 自然界中循环，这些物质的循环 叫生物地球化学循环。
➢生态系统中所有物质的生物地球 化学循环共同的特点：
(1)碳、氮、磷和水等都有一个非生物的库；(2)有一些物质 的一部分可以完全通过地学过程进行循环；(3)有些需要经过 微生物的加工才能被生物所利用；(4)微生物对各级别营养水 平生物有机质的分解作用是生物地球化学循环的关键环节。
n 地球上的主要群落类型
热带雨林分布在亚洲东南部、非洲中部和西部以及 南美洲和大洋洲以北赤道附近。
▪ 垂直分布明显 ▪ 生物种类多
高大常绿乔木、灌木层、草本层、藤本植物 灵长类、鸟类、各种昆虫
n 地球上的主要群落类型
稀树草原主要分布在非洲、南美洲和大洋洲的热带 季节性干旱地区。 ▪ 大量草本植物、有些散生矮小的小片阔叶丛林 ▪ 草食性动物和肉食性动物、鸟类、爬行动物 ▪ 周期性的雨季和旱季
n 地球上的主要群落类型
针叶林主要由常绿的针叶树如松、杉、柏等树种所组 成，大部分分布在北半球高纬度的温带到亚寒带地区。
▪ 林下植被不发达，地表常被枯枝落叶所覆盖。 ▪ 动物种类较多，如野鸡、松鼠、鹿、狼、熊和各种鸟类。
针叶林中昆虫的种类也很多。
n 地球上的主要群落类型
冻原又称为苔原，分布于北极圈以南环绕北冰洋的 严寒地带)，大约占地球陆地面积的20%。
Hale Waihona Puke n环境与生态因子➢对于一个生物，其周围一切客观存在都是它的环境。 ➢一个生物的环境因素按性质可分为非生物因素和生
物因素两大类。
➢生物生存不可缺少的环境条件称为生态因子，而对 于生物体外部的全部环境要素则称为环境因子。
《生态学基础知识》课件
生态平衡及其影响因素
总结词：平衡与影响
生态平衡是指生态系统在一定时间内结构和功能的相对稳定状态，这种平衡是动态的，受到多种因素的影响，如气候变化、 环境污染、过度开发等。这些因素可能导致生态系统的失衡，影响生物多样性和生态服务功能的发挥。
03
生物种群与群落
种群的概念与特征
总结词
种群是生态学的基本单位，具有遗传、空间和时间三 个基本特征。
群落的演替与变化
总结词
群落的演替是一个长期的过程，受到环境变化和物种竞 争的影响。
详细描述
群落的演替是指一个群落被另一个群落取代的过程，是 一个长期的过程。演替受到环境变化和物种竞争的影响 。环境变化包括气候变化、土壤变化、地形变化等，这 些因素会影响物种的适应性，从而影响演替的方向和速 度。物种竞争则是指不同物种之间为了争夺资源而产生 的相互影响，竞争的结果往往会导致优势物种的出现和 演替的进行。
04
生物与环境关系
生物的适应性与多样性
总结词
生物的适应性与多样性是指生物在长期 进化过程中，通过不断适应环境变化而 形成的不同形态、生理和行为特征，以 及由此产生的物种多样性。
VS
详细描述
生物的适应性与多样性表现在许多方面， 如不同物种的形态、生理和行为特征各异 ，这些特征使它们能够更好地适应不同的 环境条件。此外，生物的适应性和多样性 也是生态系统稳定性的重要基础，因为它 们增加了生态系统的复杂性和稳定性。
种群的增长与调节
总结词
种群增长是种群数量随时间增加的过程，受到内源调 节和外源调节的共同作用。
详细描述
种群增长是指种群数量随时间增加的过程，是生态学中 一个重要的概念。种群增长受到内源调节和外源调节的 共同作用。内源调节是指种群内部个体之间的相互作用 ，如竞争、捕食、疾病等，这些因素会影响种群的出生 率和死亡率，从而调节种群数量。外源调节则是指环境 因素对种群数量的影响，如气候、食物、栖息地等，这 些因素会影响种群的出生率和死亡率，从而调节种群数 量。
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④其它鉴别用途（包括科技考古）
（3）氮循环
（4）磷循环
1、能量流动
能量的固定过程。
分解还原过程。
贮存与矿化过程。
输入生态系统中的能量（太阳能）总是和生物有机体贮存、转 换的能量和释放的热量相等。
以热的形式散失的能量不能再回到生态系统参与流动和被利用
6CO2+12H2O
3、信息传递
信息是指系统传输和处理的对象。在生态系统的各 组成部分之间及各组成部分的内部，存在着各种形式的 信息联系，以这些信息使生态系统联系成为一个有机的 统一整体。 生态系统中的信息形式主要有营养信息、化学信 息、物理信息和行为信息。
四、生态平衡
1、 生态平衡的概念 任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总 是不断地进行着，但在一定时期内，生产者、消费者和还 原者之间都保持着一种动态的平衡，这种平衡状态就叫生 态平衡。在自然生态系统中，平衡还表现为生物种类和数 量的相对稳定。
②鉴别蜂蜜
实例 纯蜂蜜与蔗糖的δ13C值明显不同，蜜蜂采的花 一般是C3植物，而蔗糖是C4植物，δ13C值约为11.5‰。如果在蜂蜜中加入蔗糖，其δ13C值会增高。
③鉴定名酒真伪
实例
葡萄酒的δ13C = -29.3‰―-31.8‰，玉米酒的
δ13C = -11.4‰―-13.4‰；土豆酒的δ13C = -26.0‰―-25.6‰； 工业酒精的δ13C = -25.9‰―- 27.6‰ 。如果混合了劣质的土豆 酒或工业酒精，其碳同位素组成会有明显差别。
（1）水循环
由于二价铁在氧化条件下很易氧化为三价铁，后 者易发生水解作用形成氢氧化铁(即针铁矿及水针铁 矿)沉淀下来，部分并转变为赤铁矿。这些铁的氢氧 化物和氧化物在地表很稳定，又不溶于水，因此，残 留在原地，形成了所谓铁帽，即盖在硫化物矿脉顶部 的富含铁的氧化物的顶盖。
（2）碳循环
光合作用是引起全球碳循环中最重要的碳同位素分 馏，造成了很大的碳同位素分馏。植物的碳同位素组成 明显不同，与光合作用路径有关。
生物圈2号鸟瞰
“西肺”
28
生物圈2号全景
夜幕下的生物圈2号
42
生物圈2号控制中心
生物圈2号外景
01
居住区 热带草原
热带雨林 农业区 沼泽 海洋
沙漠
返回
02
“西肺” 居住区 农业区
生物圈2号内景
热带雨林
热带草原 沼泽 沙漠 “南肺”
海洋
居住区外观
11
农业区外观
12
农业区内景
22
“沙漠”
食物链：动物和人的骨骼要相对所食食物富集13C达大 约5‰，根据食物链可以推断原食物类型与古生态环 境，等等。
古人类、古脊椎动物研究和食品鉴定
①古人类和古古脊椎动物研究
实例 南非的非洲大羚羊是以树叶为食物的。测定它 的骨胶质的13C值为-21.5‰，显然它吃的是C3植 物的树叶。 如果它的食物是C4植物，则其骨胶质的13C值 应在 -8‰―-10‰。 因此，根据食物链可以推断原食物类型与古生 态环境，等等。
3.阐明污染物质在环境中的迁移转化规律（食物链）
4.环境质量和生物监测和生物评价
（1）利用植物对大气污染进行监测和评价（如菠菜监测二
氧化硫等）；
（2）利用水生生物监测和评价水体污染。 5.为环境标准的制定提供依据 6.人工生态系统及其在污染防治研究中的应用。
污染↑ ↑ ↑ 污染↑ ↑ 污染↑
鱼死亡↑
鱼死亡↑ ↑
鱼死亡↑ ↑ ↑
兔 吃 饱
兔 饿 死
兔↑ 兔↓ 吃了 大量 的草 植物↓ 植物↑
吃了 较少 的草
3、破坏生态平衡的因素
（1）自然原因 主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对 人类和生物 的有害因素。如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、 地震、台风、流行病等自然灾害。
（2）人为因素 主要指人类对自然资源的不合理利用、工农业发展带来的 环境污染等 。主要有三种：物种变化引起平衡的破坏；环境 因素改变引起平衡破坏；信息系统的破坏，引起平衡破坏。
§2
生态学的一般规律
1.相互依存与相互制约的规律 ———物物相关、相生相克律 2.物质循环转化与再生规律 ———防止有毒物质进入环境、提高能源的利用效率
23
24
“海洋”
25
“热带草原”
26
“热带雨林”
27
生物圈2号全体候选人
31
21
卧室
餐厅
厨房
工作人员马克· 纳尔逊
32
罗伊· 沃尔夫德博士 在准备午餐
33
工作人员马克· 范· 塞劳 在“海底”抓鱼
34
琳达· 利负责用生物 方法治理害虫，她 正在往生物圈2号中 释放瓢虫。
3 5
农业区的工作人员
群落：在一定的自然区域中许多不同种的生物的总和。
生态系统：任何一个生物群落与其周围非生物环 境的综合体。
二、生态系统的类型：
1、按环境性质划分： 荒漠生态系统 陆地生态系统
森林生态系统
草原生态系统 淡水生态系统：湖泊、河流
水生生态系统 海洋生态系统
（海岸、河口、大洋、海底）
2、按人为干预程度划分：
自然生态系统（原始森林、未经放牧的草原） 半自然生态系统（农田、养殖湖泊、人工森林等） 人工生态系统（城市、矿区、工厂、宇宙飞船）
三、生态系统的功能
1、物质循环
生态系统的物质循环，就其本质而言又称生物地球化学循 环（biogeochemical cycles）。即是指地球上的各种化学元素 和营养物质在自然动力和生命动力的作用下，在不同层次 的生态系统内，乃至整个生物圈里，沿特定的途径从环境 到生物体，再从生物体到环境，周而复始地不断进行流动 的过程。 通常可将物 质循环分为 水循环 气体型循环 沉积型循环 有毒有害物质循环
C6H12O6 +6O2+6H2O
呼吸
光能（2.6106 J） 叶绿素
太 阳 辐 射 能 输 入
生
产 者
消费者
（固定）
消费者
（固定）
热
分解 者
生产者呼吸
热
腐生生物分解和呼吸
能量流动遵循单向性和递减性。
由于通过食物链后能量的逐 级损失，食物链中的能量也 由下向上呈现下宽上窄的金 字塔型，称为能量金字塔 。
2、 生态平衡的原因 生态平衡内部具有自动调节的能力。 生态系统 的组成成分越多样，能量流动和物质循环的 途径越复杂，其调节能力也越强。但是，一个生态系统的 调节能力有一定 限度的，超出了限度，调节就不再起作用， 生态平衡就会遭到破坏。
生态系统通过自我调节维持相对稳定
狼↑ 狼↓ 狼 饿 死 狼 吃 饱 吃了 吃了 较少 较多 兔子 兔子
3 6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ二章 生态学概述
§1 §2 §3 生态系统概述 生态学的一般规律 生态学在环境保护中的应用
§1 生态系统概述
一、基本概念
生态学：是从系统的高度研究生物与其环境之间 相互作用关系的科学。
系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合 而成的，具有一定结构，行使一定功能的有机整体。
种群：一个生物物种在一定范围内所有个体的总和。
从能量的角度考虑，生态系 统是一个开放系统，不断的 能量输入和能量的散失，使 该开放系统维持一种稳定的 平衡状态。
能量流动的特点
①生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有1.2%。
②能量只朝单一方向流动。
③流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以 热的形式散失掉。 ④各级消费者之间能量的利用率也不高，在4.5%～17％ 之间，平均起来约为10％。 ⑤只有当生态系统生产的能量与消耗的能量相平衡时， 生态系统的结构和功能，才能保持动态的平衡。
3.物质输入输出的动态平衡规律
———防止输入不足、输入过多 4.相互适应与补偿的协同进化规律
———生物与环境之间的作用与反作用
5.环境资源的有效极限规律 ———负载有额律
§3
生态学在环境保护中的应用
1.合理利用资源和能源
保护自然资源
综合利用资源、能源，建立循环经济
生态农场
2.充分利用生态系统的调节能力
示踪来源 — 考古、食品检测中应用
原理：光合作用路径和食物链
生物（植物）固碳的主要途径： (1) C3 （ Calvin型）： C3植物：δ13C平均值-26‰ （-20～-35 ‰），温带 (2) C4 （Hatch-Slack或Kranz型）： C4植物：δ13C平均值-13‰ （-9～-16 ‰），热带、干旱地区。 (3) CAM （景天酸代谢型）： C3植物：δ13C平均值-16.5‰，肉质植物，如仙人掌
（3）氮循环
（4）磷循环
1、能量流动
能量的固定过程。
分解还原过程。
贮存与矿化过程。
输入生态系统中的能量（太阳能）总是和生物有机体贮存、转 换的能量和释放的热量相等。
以热的形式散失的能量不能再回到生态系统参与流动和被利用
6CO2+12H2O
3、信息传递
信息是指系统传输和处理的对象。在生态系统的各 组成部分之间及各组成部分的内部，存在着各种形式的 信息联系，以这些信息使生态系统联系成为一个有机的 统一整体。 生态系统中的信息形式主要有营养信息、化学信 息、物理信息和行为信息。
四、生态平衡
1、 生态平衡的概念 任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总 是不断地进行着，但在一定时期内，生产者、消费者和还 原者之间都保持着一种动态的平衡，这种平衡状态就叫生 态平衡。在自然生态系统中，平衡还表现为生物种类和数 量的相对稳定。
②鉴别蜂蜜
实例 纯蜂蜜与蔗糖的δ13C值明显不同，蜜蜂采的花 一般是C3植物，而蔗糖是C4植物，δ13C值约为11.5‰。如果在蜂蜜中加入蔗糖，其δ13C值会增高。
③鉴定名酒真伪
实例
葡萄酒的δ13C = -29.3‰―-31.8‰，玉米酒的
δ13C = -11.4‰―-13.4‰；土豆酒的δ13C = -26.0‰―-25.6‰； 工业酒精的δ13C = -25.9‰―- 27.6‰ 。如果混合了劣质的土豆 酒或工业酒精，其碳同位素组成会有明显差别。
（1）水循环
由于二价铁在氧化条件下很易氧化为三价铁，后 者易发生水解作用形成氢氧化铁(即针铁矿及水针铁 矿)沉淀下来，部分并转变为赤铁矿。这些铁的氢氧 化物和氧化物在地表很稳定，又不溶于水，因此，残 留在原地，形成了所谓铁帽，即盖在硫化物矿脉顶部 的富含铁的氧化物的顶盖。
（2）碳循环
光合作用是引起全球碳循环中最重要的碳同位素分 馏，造成了很大的碳同位素分馏。植物的碳同位素组成 明显不同，与光合作用路径有关。
生物圈2号鸟瞰
“西肺”
28
生物圈2号全景
夜幕下的生物圈2号
42
生物圈2号控制中心
生物圈2号外景
01
居住区 热带草原
热带雨林 农业区 沼泽 海洋
沙漠
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02
“西肺” 居住区 农业区
生物圈2号内景
热带雨林
热带草原 沼泽 沙漠 “南肺”
海洋
居住区外观
11
农业区外观
12
农业区内景
22
“沙漠”
食物链：动物和人的骨骼要相对所食食物富集13C达大 约5‰，根据食物链可以推断原食物类型与古生态环 境，等等。
古人类、古脊椎动物研究和食品鉴定
①古人类和古古脊椎动物研究
实例 南非的非洲大羚羊是以树叶为食物的。测定它 的骨胶质的13C值为-21.5‰，显然它吃的是C3植 物的树叶。 如果它的食物是C4植物，则其骨胶质的13C值 应在 -8‰―-10‰。 因此，根据食物链可以推断原食物类型与古生 态环境，等等。
3.阐明污染物质在环境中的迁移转化规律（食物链）
4.环境质量和生物监测和生物评价
（1）利用植物对大气污染进行监测和评价（如菠菜监测二
氧化硫等）；
（2）利用水生生物监测和评价水体污染。 5.为环境标准的制定提供依据 6.人工生态系统及其在污染防治研究中的应用。
污染↑ ↑ ↑ 污染↑ ↑ 污染↑
鱼死亡↑
鱼死亡↑ ↑
鱼死亡↑ ↑ ↑
兔 吃 饱
兔 饿 死
兔↑ 兔↓ 吃了 大量 的草 植物↓ 植物↑
吃了 较少 的草
3、破坏生态平衡的因素
（1）自然原因 主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对 人类和生物 的有害因素。如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、 地震、台风、流行病等自然灾害。
（2）人为因素 主要指人类对自然资源的不合理利用、工农业发展带来的 环境污染等 。主要有三种：物种变化引起平衡的破坏；环境 因素改变引起平衡破坏；信息系统的破坏，引起平衡破坏。
§2
生态学的一般规律
1.相互依存与相互制约的规律 ———物物相关、相生相克律 2.物质循环转化与再生规律 ———防止有毒物质进入环境、提高能源的利用效率
23
24
“海洋”
25
“热带草原”
26
“热带雨林”
27
生物圈2号全体候选人
31
21
卧室
餐厅
厨房
工作人员马克· 纳尔逊
32
罗伊· 沃尔夫德博士 在准备午餐
33
工作人员马克· 范· 塞劳 在“海底”抓鱼
34
琳达· 利负责用生物 方法治理害虫，她 正在往生物圈2号中 释放瓢虫。
3 5
农业区的工作人员
群落：在一定的自然区域中许多不同种的生物的总和。
生态系统：任何一个生物群落与其周围非生物环 境的综合体。
二、生态系统的类型：
1、按环境性质划分： 荒漠生态系统 陆地生态系统
森林生态系统
草原生态系统 淡水生态系统：湖泊、河流
水生生态系统 海洋生态系统
（海岸、河口、大洋、海底）
2、按人为干预程度划分：
自然生态系统（原始森林、未经放牧的草原） 半自然生态系统（农田、养殖湖泊、人工森林等） 人工生态系统（城市、矿区、工厂、宇宙飞船）
三、生态系统的功能
1、物质循环
生态系统的物质循环，就其本质而言又称生物地球化学循 环（biogeochemical cycles）。即是指地球上的各种化学元素 和营养物质在自然动力和生命动力的作用下，在不同层次 的生态系统内，乃至整个生物圈里，沿特定的途径从环境 到生物体，再从生物体到环境，周而复始地不断进行流动 的过程。 通常可将物 质循环分为 水循环 气体型循环 沉积型循环 有毒有害物质循环
C6H12O6 +6O2+6H2O
呼吸
光能（2.6106 J） 叶绿素
太 阳 辐 射 能 输 入
生
产 者
消费者
（固定）
消费者
（固定）
热
分解 者
生产者呼吸
热
腐生生物分解和呼吸
能量流动遵循单向性和递减性。
由于通过食物链后能量的逐 级损失，食物链中的能量也 由下向上呈现下宽上窄的金 字塔型，称为能量金字塔 。
2、 生态平衡的原因 生态平衡内部具有自动调节的能力。 生态系统 的组成成分越多样，能量流动和物质循环的 途径越复杂，其调节能力也越强。但是，一个生态系统的 调节能力有一定 限度的，超出了限度，调节就不再起作用， 生态平衡就会遭到破坏。
生态系统通过自我调节维持相对稳定
狼↑ 狼↓ 狼 饿 死 狼 吃 饱 吃了 吃了 较少 较多 兔子 兔子
3 6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ二章 生态学概述
§1 §2 §3 生态系统概述 生态学的一般规律 生态学在环境保护中的应用
§1 生态系统概述
一、基本概念
生态学：是从系统的高度研究生物与其环境之间 相互作用关系的科学。
系统：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合 而成的，具有一定结构，行使一定功能的有机整体。
种群：一个生物物种在一定范围内所有个体的总和。
从能量的角度考虑，生态系 统是一个开放系统，不断的 能量输入和能量的散失，使 该开放系统维持一种稳定的 平衡状态。
能量流动的特点
①生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有1.2%。
②能量只朝单一方向流动。
③流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以 热的形式散失掉。 ④各级消费者之间能量的利用率也不高，在4.5%～17％ 之间，平均起来约为10％。 ⑤只有当生态系统生产的能量与消耗的能量相平衡时， 生态系统的结构和功能，才能保持动态的平衡。
3.物质输入输出的动态平衡规律
———防止输入不足、输入过多 4.相互适应与补偿的协同进化规律
———生物与环境之间的作用与反作用
5.环境资源的有效极限规律 ———负载有额律
§3
生态学在环境保护中的应用
1.合理利用资源和能源
保护自然资源
综合利用资源、能源，建立循环经济
生态农场
2.充分利用生态系统的调节能力
示踪来源 — 考古、食品检测中应用
原理：光合作用路径和食物链
生物（植物）固碳的主要途径： (1) C3 （ Calvin型）： C3植物：δ13C平均值-26‰ （-20～-35 ‰），温带 (2) C4 （Hatch-Slack或Kranz型）： C4植物：δ13C平均值-13‰ （-9～-16 ‰），热带、干旱地区。 (3) CAM （景天酸代谢型）： C3植物：δ13C平均值-16.5‰，肉质植物，如仙人掌