第五章生态系统
第五章 生态系统及其稳定性(笔记)
第五章 生态系统及其稳定性第 1 节 生态系统的结构一、生态系统1.概念:由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的一个统一整体,叫做生态系统。
生态系统=群落+无机环境生态系统可大可小,把地球看做最大的生态系统,就是生物圈。
2.类型:二、生态系统的结构:成分+食物链、食物网(营养结构)1.生态系统的成分:非生物的物质和能量(无机环境)+[生产者+消费者+分解者](生物群落)(1)非生物的物质和能量:阳光、热能、空气、水、无机盐等。
生态系统必备的成分(缺乏非生物的物质 和能量,生态系统就会崩溃)。
(2)生产者:①定义:能直接利用光能(或化学能)通过光合作用(或化能合成作用)把无机物转化成有机物,把光能(化学能)转化成有机物中化学能的生物。
⎯⎯⎯⎯⎯ 不同+同种→种群 ⎯⎯⎯→群落 ⎯ 无机环境→生态系统 个体 ⎯⎯⎯②作用:使无机环境的非生物的物质和能量进入生物群落。
③同化作用类型:自养型(生产者包括光能自养型:绿色植物、光合细菌、蓝藻;化能自养型:硝化细菌等。
④地位:生态系统的主要成分(基石),是生态系统必备的成分。
(3)消费者:①定义:自身不能制造有机物,必须直接或间接的依靠生产者的生物。
②作用:加快生态系统的物质循环和能量流动,对植物的传粉、种子的传播等有重要作用。
③同化作用类型:异养型(消费者主要是捕食和寄生的生物:牛、菟丝子等)④分类:初级消费者(植食性动物)、二级消费者(以植食性动物为食的肉食性动物)、三级消费者等⑤地位:非必需,但对生态系统的物质循环和能量流动具有重要意义。
(4)分解者:①定义:能将动植物的遗体、排出物和残落物中的有机物分解成无机物的生物。
②作用:使生物群落的有机物变成无机物回归到无机环境,促进物质的循环。
③同化作用类型:异养型[分解者是营腐生生活的生物:大多数细菌、真菌、部分动物(蚯蚓、蜣螂等)]④地位:生态系统必备的成分。
(使有机物回归到无机环境,否则会导致垃圾成堆,生态系统崩溃。
生态学课件第五章 生态系统生态学
生态系统分解作用
• 3、分解作用测定 • 网袋法: • 一般通过埋放装有残落物的网袋以观察土壤动物 的分解作用。 • 网袋具有不同孔径,允许不同大小的土壤动物出 入,从而可估计小型、中型和大型土壤动物对分 解的相对作用,并观察受异化、淋溶和碎裂三个 基本过程所导致的残落物失重量。
生态系统分解作用
P= R × C × 3.7 k
• P=浮游植物的净初级生产力;R=相对光合速率; k=光强度随水深度而减弱的衰变系数;C=水中的 叶绿素含量。
生态系统初级生产
• • • • • • 4、初级生产量的测定方法 收获量测定法 氧气测定法 CO2测定法 放射性标记物测定法 叶绿素测定法
生态系统次级生产
食物链与营养级
• 2、食物网(food web) • 食物链彼此交错连结,形成一个网状结构。
食物链与营养级
• 3、营养级(trophic levels)
• 营养级是指处于食物链某一环节所有生物种的 总和。 • 生态系统中的营养级一般只有四、五级,很少 有超过六级的。
营养级(trophic levels)
• 分解作用过程包括碎裂、异化和淋溶。
生态系统分解作用
•ห้องสมุดไป่ตู้2、分解者
• 细菌、真菌和土壤动物。 • • 动物分四个类群: • ①小型土壤动物(microfauna):包括原生动物、线虫、 轮虫、最小的弹尾和螨; • ②中型土壤动物(mesofauna):包括弹尾、螨、线蚓、 双翅目幼虫和小型甲虫; • ③大型(macrofauna)土壤动物:包括千足虫、等足目 和端足目,蛞蝓、蜗牛; • ④巨型(megafauna)土壤动物:包括蚯蚓等。
• 能量锥体或金字塔(pyramid of energy)
人教版高中生物必修三第五章第一节《生态系统的结构》教学课件
2
3
4
清水
生存 金鱼 时间(天) 5
清水 金鱼藻
金鱼
9
少许河泥 金鱼藻 金鱼
11
少许河泥 金鱼藻 金鱼
2
二.生态系统的结构
1. 生态系统的组成成分 1号金鱼比2号先
光
死亡,为什么?
1
2
3
4
清水
生存 金鱼 时间(天) 5
清水 金鱼藻
金鱼
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少许河泥 金鱼藻 金鱼
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少许河泥 金鱼藻 金鱼
2
二.生态系统的结构尝Fra bibliotek构建生态系统的结 构模型,小组合作。
生态系统结构模型
消费者
CO2等
植食性 生 动物
肉食性 动物1
产
者
遗体、粪便等
肉食性 动物2
分解者
无机物
对点小练
甲 1
2
乙
丙
3 4
丁
问:甲、乙、丙、丁分别代表什么成分? 1、2、3、4分别代表什么生理过程?
2.营养结构 : 食物链和食物网
食物链 草 蝗虫 青蛙 蛇 鹰
分
残骸中的有机物分解成无机物。 主要是细菌和真菌。
请回答以下问题:
1、所有的植物都是生产者吗?
菟丝子
猪笼草
请回答以下问题:
2.所有的动物都是消费者吗?
蜣螂
蚯蚓
3.所有的细菌都是分解者吗?
硝化细菌
说一说
生产者、消费者、分解者之间的关 系?
技能训练
参照下图所示一般系统的结构模式图, 尝试画出生态系统的结构模型.
怎样的变化?
*3.如果蛇被大量捕杀而灭绝后,有多少种其他
生物会受到影响?这对你有什么启示?
第五章 生态系统生态学
地球水循环
水和水循环对生态系统具有特别重要的意义:
生物体的组分、生命活动不可或缺的成分; 极大影响着各类营养物质在地球的分布,对补充 生态系统营养物质的不足起重要作用;(高贫低肥) 有防止环境温度发生剧烈波动的调节作用。
全球水问题: 水的时空分布不均匀,尤其与人类人口的集 中有关,由于人类已经强烈参与了水循环, 使自然界可以利用的资源减少,水的质量 下降。 南水北调
分类
信息传递的分类: 物理信息—光、声、电、磁、色 化学信息—动物与植物间:花与蜜蜂、 动物间:动物的性信息素、尿标记领地 植物间:植物化感作用 行为信息—植物异常表现、动物异常行动 营养信息—食物链中的营养级间能流和物质循环关系
生态系统的服务功能:p196-201(简略) 生物多样性维护 传粉、传播种子 生物防治 土壤作用 减缓干旱和洪涝灾害 净化空气和调节气候
有毒有害物质循环
有毒物质,按化学性质分两类。无机有毒物质主要 指重金属、氟化物、和氰化物;有机有毒物质主要 有酚类、有机氯药等。 如DDT是人工合成的有机氯杀虫剂,脂溶性,通过 食物链加以浓缩的过程,称为富集或生物放大。
5.2.4 信息传递
生态系统中各生命成分间存在着信息传递,在传 递中伴随着一定的物质和能量消耗。 物质流动—循环的 能量流动—单向的 信息传递—双向的—自动调节机制
5.3 生态平衡及调控
生态平衡:
生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态, 表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳 定,当受到外来干扰时,平衡将受到破坏,但只 要这种干扰没有超过一定限度,生态系统仍能通 过自我调节恢复原来状态。
生态系统稳定性包括了两个方面的含义 :
第五章第五节 生态系统的稳定性
恢复力稳定性高的生态系统特征:
① 生物种类较少,物种扩张受到的制约较小。
恢复力强
恢复力弱
恢复力稳定性高的生态系统特征:
②、生物个体小,繁殖快。能以休眠方式渡 过不利时期或产生适应新环境的变异。
6、在草原上人工种草,为了防止鸟把草籽吃掉, 用网把试验区罩上,后来发现,草的叶子几乎被 虫吃光,而没加网罩的草地反而长得较好。造成 这种现象的原因是( C ) A.植被破坏 B.环境污染 C.食物链被破坏 D.缺水干旱 7、生态系统能够保持稳定的原因主要是( A.相对稳定的物质循环 B.缺水干旱 C.自动调节能力 D.食物链被破坏
丁 甲 乙 丙 甲 乙
丙
甲 乙 丁
丙 甲
丁
乙 丁 丙
A
B
C
D
6、某生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题, 对某草原进行了几项专题研究,并绘制了如下两图。其 中:甲图表示一个鼠群迁入一个新的生态系统后的种群 增长曲线;乙图表示单位面积的放牧量与生产者的净生 产量的关系,图中的虚线代表未放牧时,草原中生产者 的净生产量,请据图分析并回答下列问题:
负反馈调节 兔与植物的关系
兔的数量增加 兔吃大量植物 兔因饥饿死亡
兔吃少量植物 植物减少
兔的食物增加
植物增加
结果:抑制或减弱了最初发生的变化,使 生态系统达到或保持稳定。 范围:生物群落内部、 生物群落与无机环境之间
正反馈
生态系统中某一成分 的变化所引起的其它 一系列的变化,反过 来加速最初发生变化 的成分所发生的变化。
恢复力强
恢复力较弱
3、抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系
第五章 生态系统服务与管理-1
与土壤中C的储量相比,植物的作用相形见拙,据估算,土壤C 的贮量是全部植物中C总储量的1.8倍,而土壤中N的储量更是 植物中总量的19倍。
6、传粉与种子的扩散
大多数显花植物需要动物传粉才得以繁衍。据研究,在全 世界已记载的24万种显花植物中,有22万种需要动物传粉。如 果没有动物的传粉,不仅会导致农作物大幅度减产,还会导致 一些物种的绝灭。据记载,已发现传粉动物约10万种,包括鸟、 蝙蝠与昆虫。动物在为植物传粉的同时,也取得自身生长发育 繁殖所需要的食物与营养。动物还是植物扩散的主要载体之一。
7、有害生物的控制
与人类争夺食物、木材、棉花及其它农林产品的生物, 统称为有害生物,据估计每年有25%以上的农产品被这些有 害生物消耗。同时,还有成千上万种杂草直接与农作物争水、 光和土壤营养。据估计,农作物99%的潜在有害生物能得到 自然天敌的有效控制,从而给人类带来了巨大的经济效益。
8、环境净化
生态系统服务(ecosystem service):由自然系统的生境、
物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及
其所维持的良好生活环境对人类的服务性能称生态系 统服务。
二、研究进展
早在古希腊,柏拉图就认识到雅典人对森林的破坏导 致了水土流失和水井的干涸。在中国风水林的建立与
保护也反映了人们对森林保护村庄与居住环境作用的
2、生物多样性的产生与维持
生态系统不仅为各类生物物种提供繁衍生息的场所,而且还为生物进 化及生物多样性的产生与形成提供了条件。同时,生态系统通过生物群落 的整体创造了适宜于生物生存的环境。
同物种不同的种群对气候因子的扰动与化学环境的变化具有不同的抵
抗能力,多种多样的生态系统为不同种群的生存提供了场所,从而可以避 免某一环境因子的变动而导致物种的绝灭,并保存了丰富的遗传基因信息。
【高中生物】必修三第5章第5节生态系统的稳定性
第5章生态系统及其稳定性第5节生态系统的稳定性【学习目标】1.阐明生态系统的自我调节能力2举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性3.简述提高生态系统稳定性的措施4.设计并制作生态缸,观察其稳定性【学习重难点】1.阐明生态系统的自我调节能力2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念【自主学习与点拨】知识点一、生态系统的自我调节能力生态系统的自我调节能力的基础:负反馈调节在生态系统中普遍存在1.生态系统所具有的或自身结构和功能相对稳定的能力,叫做生态系统的稳定性。
2.负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统的基础。
知识点二、抵抗力稳定性和恢复力稳定性3.生态系统的稳定性表现在两个方面:一方面是生态系统并使的能力,叫做抵抗力稳定性;另一方面是生态系统在的能力,叫做恢复力稳定性。
4.一般来说,生态系统中的组分越,食物网越,其自动调节能力就,抵抗力稳定性就。
知识点三、提高生态系统的稳定性5.提高生态系统的稳定性,一方面要,对生态系统的利用应该,不应超过生态系统的自我调节能力;另一方面,对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的投入,保证生态系统内部的协调。
【思考与交流】〖例1〗下列生态系统中自动调节能力最强的是()A. 温带阔叶林 B.热带雨林 C.寒带针叶林 D. 温带草原解析:生态系统具有抵抗力稳定性主要是由于其内部具有一定的自动调节能力,生态系统的自动调节能力有大有小。
一般地说,生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自动调节能力就越小。
题中的四个生态系统中生物成分最复杂的是热带雨林,在热带雨林生态系统中,动植物种类繁多,营养结构非常复杂,假如其中的某种植食性动物大量减少,它在食物网中的位置还可以由这个营养级的多种生物代替,整个生态系统的结构和功能仍然能够维持在相对稳定的状态,其自动调节能力最强。
答案:B。
〖例2〗(2000年上海卷)在某个池塘生态系统中,因污染导致水生植物大量死亡后,池塘中首先减少的物质是()A.CO2 B.O2 C.硝酸盐 D.磷酸盐解析:生态系统发展到一定阶段,都具有一定的自动调节能力。
第五章《生态系统及其稳定性》PPT
6、细菌在生态系统中的作用,按营养功能划 细菌在生态系统中的作用, 它应属于( 分,它应属于( D ) A.生产者 生产者 B.分解者 分解者 C.消费者 消费者 D.因细菌的种类不同而不同 因细菌的种类不同而不同
第五章《生态系统及其稳定性》
第二节 《生态系统的能量 流动》
问题探讨
假如你像小说中的鲁宾逊那样, 假如你像小说中的鲁宾逊那样,流落在 一个荒岛上,那里除了有能饮用的水外, 一个荒岛上,那里除了有能饮用的水外, 几乎没有任何食物。 几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只 有一只母鸡和15kg玉米。为了有较长的时 玉米。 有一只母鸡和 玉米 间等待救援,你将采取下列哪种方法? 间等待救援,你将采取下列哪种方法? 方法1:先吃鸡,再吃玉米。 方法 :先吃鸡,再吃玉米。 方法2:先吃玉米, 方法 :先吃玉米,同时用一部分玉米喂 吃鸡产下的蛋,最后吃鸡。 鸡,吃鸡产下的蛋,最后吃鸡。
请把下面这些生物之间的食物 关系表示出来
田鼠 农作物 第一营养级 昆虫 第二营养级 第三营养级 蛇 猫头鹰 第三营养级 第四营养级
食物链的组成:生产者+消费者 食物链的组成:生产者 消费者
请同学们注意: 请同学们注意: 每条食物链的起点总是生产者 起点总是生产者, 1.每条食物链的起点总是生产者,终点是不被其他 动物所食的动物。 动物所食的动物。 每一环节即为一个营养级, 2. 每一环节即为一个营养级 , 处在第几位即为第几 营养级。生产者总是第一营养级。 营养级。生产者总是第一营养级。 各种生物所处营养级的级别并不是一成不变的。 3.各种生物所处营养级的级别并不是一成不变的。 同种生物, 4. 同种生物 , 所属消费者级别和所处的营养级级别 一定是不同的 消费者级别+ 营养级别) 一定是不同的。(消费者级别+1=营养级别)
第五章 生态系统生态学题库
第五章生态系统生态学一、名词解释食物链:由于生物之间取食与被取食的关系而形成的链锁状结构。
食物网:不同的食物链间相互交叉而形成的网状结构。
营养级:食物链上每个位置上所有生物的总和。
生态系统:是指一定时间和空间内,由生物成分和非生物成分相互作用而组成的具有一定结构和功能的有机统一体。
同资源种团:以同一方式利用共同资源的物种集团。
十分之一定律(能量利用的百分之十定律):食物链结构中,营养级之间的能量转化效率大致为十分之一,其余十分之九由于消费者采食时的选择性浪费,以及呼吸和排泄等而被消耗掉,这就是所谓的“十分之一定律”,也叫能量利用的百分之十定律。
初级生产力:单位时间、单位空间内,生产者积累有机物质的量。
总初级生产力:在单位时间、空间内,包括生产者呼吸消耗掉的有机物质在内的所积累有机物质的量。
净初级生产力:在单位时间和空间内,去掉呼吸所消耗的有机物质之后生产者积累有机物质的量。
群落净生产力:单位时间和空间内,生产者被消耗者消耗后,积累的有机物质的量。
生物学的放大作用:又叫食物链的浓集作用,在生物体内,有毒物质沿食物链各营养级传递时,在生物体内残留浓度不断升高的现象。
生态平衡:一个地区的生物与环境经过长期的相互作用,在生物与生物、生物与环境之间建立了相对稳定的结构以及相应功能,此种状态即稳定态。
同化效率:指被植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例,或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例。
生态演替:指在一个自然群落中,物种的组成连续的、单方向的、有顺序的变化过程。
稳态:有机体在可变动的外部环境中维持一个相对恒定的内部环境,称为稳态。
负反馈:大多数生物的稳态机制以大致一样的方式起着作用;如果一个因子的内部水平太高,该机制将减少它;若水平太低,就提高它。
这一过程称为负反馈。
适合度:是指个体生产能存活后代、并能对未来世代有贡献的能力的指标。
气候循环:有机体对自然环境条件变化沉水的生理适应性反应。
富养化:由于直接向湖泊排污或农用化肥随地表径流输入湖中,使很多以硅藻和绿藻占优势的湖泊转变成以蓝绿藻占优势的湖泊,这个过程叫富养化。
第五章第一节生态系统的结构
腐生动物 如蚯蚓、白蚁、蜣螂 (屎克螂)
如果没有了分解者,该生态系统会怎样?
总结
(一)生态系统的组成成分
1、非生物的物质和能量: 阳光、热能、水、空气、无机盐等。
2、生产者:凡自养型生物都是生产者 (1)绿色植物;(2)自养型细菌:硝化细菌。
3、消费者:属异养型生物 (1)动物:植食性动物、肉食性动物、杂食性动物、
举例 以植食动物为食的小型肉食动物 次级消费者
以小型肉食动物为食的肉食动物
三级消费者
除此,还有哪些是异养型生物?
池塘中各种动植物的尸体粪便、残枝败叶到 哪里去了? 被细菌、真菌等分解了。
归类:腐生生物
作用:将有机物分解为无机物,
分解者
归还无机环境
(联系无机界 和有机界的
腐生细菌 如枯草杆菌
必备成分) 举例 腐生真菌 如霉菌、蘑菇
第五章 生态系统及其稳定性 第一节 生态系统的结构
一、生态系统
由生物群落与它的无机环境相互作用而形成 的统一整体。
二、分类
农田生态系统
1.人工生态系统
(人的作用十分突出)
人工林生态系统 果园生态系统
城市生态系统
2.自然生态系统
水域生态系统
海洋生态系统 (产氧气最多)
淡水生态系统
陆地生态系统
森林生态系统 草原生态系统 荒漠生态系统 冻原生态系统
动物
寄生的微生物 和植物,如菟 丝子
营腐生生活 的细菌和真 菌
腐生生活的 动物,如蚯 蚓、蜣螂等
地位
生态系统的 基石
生态系统 最活跃的成分
生态系统的 关键 成分
制造有机物,
储存 能量,为
加快生态系统 中 物质循环 , 分解有机
高中生物必修三第五章第一节生态系统的结构
物质循环,并对植物的传粉受 草 食草昆虫 吃虫的鸟 猫头鹰
草 食草昆虫 青蛙 蛇 猫头鹰
精和种子传播有重要作用。 随缘不是得过且过因循苟且,而是尽人事听天命。
生产者、消费者和分解者的作用及它们之间的关系: 过去一切时代的精华尽在书中。 在生态系统中,以植食性动物为食的动物称为 “螳螂捕蝉,黄雀在后” 高中生物必修三第五章第一节生态系统的结构课件
这两句谚语是否构成食物链?请写出各自的 食物链并标出营养级别和消费级别!
食物链和食物网
注意事项:
1、每条食物链的起点总是生产者,终点是 不被其他动物所食的动物。 2、生产者总是为第一营养级。 3、各种生物所处的营养级并不是一成不变 的。 4、分解者不能进入食物链且不占营养级。
网络构建
无机环境
生物群落
3、分解者将动植物遗体分解成 无机物,也是生态系统不可缺少 的成分。
三者紧密联系,缺一不可,关系可用生态系统的结构模型表示。
所有的植物都是生产者吗?
菟丝子属于消费者
所有的动物都是消费者吗?
蚯蚓、蜣螂、秃鹫是分解者(营腐生生活)
所有的细菌都是分解者吗?
硝化细菌—生产者;大肠杆菌.根瘤菌—消费者
生产者、消费者、分解者是紧密联系,缺一不可的。
生态系统
生产者
初级消费者
消 费 次级消费者 者 三级消费者
分解者
第一营养级
第二营养级 食物链
第三营养级 食物网
第四营养级
生态系统的结构
生 态
非生物的物 质和能量
食 物
系
生产者 食物关系 链
高中生物《第五章 第五节 生态系统的稳定性》课件 新人教版必修3
同时存在,相互依存,不可分割,形成一个统 关系 一整体。
1.如果一个生态系统中有4种生物,它们可以形成下面 几种营养结构,如图所示,其中最稳定的是( B )
丁 甲 乙 丙 乙 丁 甲 丙 甲 乙 丁 丙 甲 丙 乙 丁
A
B
C
D
2.下列哪种措施能提高生态系统的稳定性 A.减少寄生生物和捕食者的数量 B.平衡生产者和消费者的数量 C.增加物种的数目 D.对生态演替进行限制
措施1、控制对生态系统干扰的程度,对生
态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的 自我调节能力。
适量砍伐森林中的树木,森林的结构 功能不会破坏,还能促进森林的更新。
措施2、对人类利用强度较大的生态系统,应
实施相应的物质、能量投入,保证生态系统内部 结构与功能的协调。 对农田生态系统要不断施肥、灌溉,增加投入, 控制病虫害,才能保证高产出。
适度捕捉生态系统中的动物, 也不会导致种群严重减小,更不会 灭绝。
二、生态系统的自我调节能力
1、实例: 1) 净化作用 河流受到轻度污染是,能通过什么方式消除污染? 物理沉降 化学分解 微生物的分解 2)生物群落内部负反馈调节的实例
害虫数量增加 食虫鸟数量减少 食虫鸟数量增加
害虫数量减少
2)生物群落与无机环境之间负反馈调节的实例
环境资源与人的比例严重偏小
恐怕还有比例不对的原因,在真的生物圈中平均每人所 对应的大气,水,植物等是那么的广阔,而二号呢?环境资源与 人的比例严重偏小,就那点大气,水,植物等,哪怕就是生活一个 人也已严重不够了,更何况是几个人. 二氧化碳多、氧气少是结果而非原因,二氧化碳多、氧 气少是因为植物相对太少了,不足以将人和植物自身产生的 那么多二氧化碳转化并释放氧气.氧气的消耗速度高于产生 速度,而二氧化碳的产生高于消耗.
生态学-第五章 生态系统生态学-1生态系统概论
食物网:许多长短不一的食物 链互相交织成复杂的网状关系
(一)食物链与食物网
(一)食物链与食物网
2、食物链的类型
捕食食物链,指一种活的生物取食 另一种活的生物所构成的食物链。 捕食食物链都以生产者为食物链的 起点。
(一)食物链与食物网
2、食物链的类型
寄生食物链:由宿主和寄生物构成。 它以大型动物为食物链的起点,继 之以小型动物、微型动物、细菌和 病毒。后者与前者是寄生性关系 。
食物链和食物网概念的意义
食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食 物链和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、 消费者与消费者连成一个整体,反映了生态系统 中各生物有机体之间的营养位置和相互关系;各 生物成分间通过食物网发生直接和间接的联系, 保持着生态系统结构和功能的稳定性。 生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物 链和食物网进行的。 食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、 积累的原理和规律。
物种数目: 个体数量: 生殖力: 个体体积: 觅食范围: 搜索能力: 行为复杂度: 取食专一性: 寿命:
多→少 多→少 高→低 小→大(一般) 小→大 弱→强 低→高 弱→强 短→长
(三)生态系统的空间与时间结构 空间结构 垂直结构(成层性) 水平结构(镶嵌性) 时间结构 季节动态(季相) 年变化
和非生物的成分之间,通过不断的物质循环 和能量流动以及信息传递而相互作用、相互 依存的统一体,构成一个生态学的功能复合 体。 森林生态系统 草地~ 沙漠~ 苔原~ 小树林 一颗树
地球生物圈 陆地生态系统
海洋~ 淡水~ 最高级 高级
中级
小型
微生 态系统
生态系统生态学
比例由一种形式转变为另一种形式
• 生态系统中的能量转换和传递过程,都可
8
食物链类型
• 捕食食物链
• 碎屑食物链
• 寄生食物链
9
捕食食物链
• 绿色植物为起点到食草动物进而到食肉 动物的食物链
• 植物-食草动物-食肉动物
– 草原上:青草-野兔-狐狸-狼 – 湖泊中:藻类-甲壳类-小鱼-大鱼
10
碎屑食物链
• 动、植物的遗体被
食腐性生物(小型
土壤动物、真菌、
细菌)取食,然后 到他们的捕食者的 食物链 • 植物残体-蚯蚓-线 虫类-节肢动物
• 营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值 和能量在流动中巨大损失,生态系统中营养级 不会超过5-6个
• 动态系统
3
生态系统的类型
一、按照生态系统的生物成分,可分为: • 植物生态系统:植物为主,如森林、草地 生态系统。 • 动物生态系统:动物为主,如鱼塘、畜牧 生态系统。 • 微生物生态系统:细菌、真菌等微生物为 主,如土壤腐殖层、池塘底泥。 • 人类生态系统:人为主体,如城市、乡镇 等生态系统。
20
• 同化效率:被植物吸收的日光能中被光合作用 所固定的能量比例,或被动物摄食的能量中被 同化了的能量比例:
• Ae =同化量/摄取量 =An / In
• 生长效率:
• n的生产量/ n的同化量
• =(n同化量-n呼吸量)/n同化量
• 消费和利用效率:
Ce = n+1的摄食能量/ n生产量
21
林德曼效率
– C:动物从外界摄食的能量;A:被同化能量; FU:排泄物;R:呼吸能量 – P:净次级生产量
34
2.3 生态系统中的分解
第五章第一节生态系统的结构
二、生态系统的结构
生态系统的组成成分 营养结构:食物链和食物网
二、生态系统的结构
1.生态系统的组成成分
非生物的物质和能量:
(阳光、热能、水、 空气、无机盐等)
生产者 消费者 分解者
池塘生态系统图解
归类:自养生物(主要是植物) 生 产 者 举例:光能自养型:植物、蓝藻
化能自养型:硝化细菌
作用: 将无机物合成有机物。
蛇
兔
鹰
植物
狐 鼠
共有5条食物链
蛇
食物网:一个生态系统中,许多食物链彼此相互 交错连接成的复杂营养结构。 思考: 此食物网 中共有几 条食物链?
草 草 草
兔 狐 兔 猫头鹰 鼠 狐
草
草 草 草 草 草
鼠
鼠
猫头鹰
蛇 猫头鹰 吃虫的鸟 青蛙 蜘蛛 猫头鹰 蛇 青蛙 猫头鹰 猫头鹰 蛇 猫头鹰
食草昆虫 食草昆虫 食草昆虫 食草昆虫
生物圈
思考回答下列问题
哪个生态系统最不容易受破坏,即最稳定?
森林生态系统
哪些生态系统生物种类非常丰富?
森林生态系统 农田生态系统 草原生态系统 海洋生态系统 城市生态系统
哪个生态系统最容易受破坏,稳定性最差?
哪个生态系统动物生活习性是奔跑穴居的? 哪个生态系统人的作用最为突出?
农田生态系统 城市生态系统
绝大多数细菌是分解者,少数是生产者,如:硝化细 菌、硫细菌、铁细菌、固氮菌等。
2、动物一定是消费者吗?
绝大多数动物是消费者, 少数是分解者,如:屎克螂, 蚯蚓、秃鹫等。
根据生态系统各成分的作用分析 它们之间的关系?
各成分之间的关系
生产者 非生物的 物质和能量 分解者
其中,非生物的物质和能量,生产者,分解者是一 个生态系统必不可少的成分,生产者是主要成分。
环境生态学第五章 生态系统生态学
H2S ,SO2,SO42- 大气
食物链
食物链(food chain)和营养级(trophic level) 食物链指生态系统中不同生物之间在 营养关系中形成的一环套一环似链条式的 关系,即物质和能量从植物开始,然后一 级一级地转移到大型食肉动物。食物链上 的每一个环节称为营养阶层或营养级,指 处于食物链某一环节上的所有生物种的总 和。
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食物链的类型
➢ 捕食食物链(grazing food chain):又称捕食食 物链,以活的动植物为起点的食物链,如草食动 物、各级食肉动物。
牧草→ 羊、牛→ 狼
以绿色植物为起点,是活的生物体。 ➢ 腐食食物链(detrital food chain):又称碎屑食
物链,从死亡的有机体或腐屑开始。
染物转移、积累的原理和规律。
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§4 生态系统的功能
能量流动:生产者→消费者→分解者 物质循环:生物 ← →环境 信息传递:包括营养信息、化学信息、
物理信息和行为信息等,构成信息网。
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生态系统的营养结构及能流和物流间的关系
(据周立志)
生态系 统的营 养结构 (物质 循环)
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澳大利亚进口屎克螂
因牛粪覆盖每年损毁牧场3600万亩 60年代,澳大利亚引入了 羚羊粪蜣(Onthophagus gazella)和 神农蜣螂(Catharsius molossus)等异地金龟, 对分解牛粪发挥了明显的作用。
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主要环境组分
辐射 大气 水体 土壤
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§2 生态系统的组成成分
六大组成成分
无机物
有机化合物 非生物成分
第五章 生态系统类型及生态保护
(2)物种多样性
概念 生物类型及种类的多样性; 代表物种演化的进程,是进化机制的主要产物。 物种多样性 地球上的物种估计有500万种,也有估计为2500万 种或5000万种,已被描述的有170万种; 还有科学家指出:现存物种与已灭绝的物种之比达 1:10000。 中国的物种多样性居世界第八位,北半球第一; 世界上90%的食物来源于20个物种,75%的粮食来源 于7个物种。
高。
图 生物多样性的宏观格局 a.安第斯山脉鸟类种数随海拔高度的变化;
图 生物多样性的宏观格局 b.美国亚利桑那山植物种类随海拔高度的变化
(2)分布格局成因
成因:多样性分布格局形成的驱动力 主要成因: 地质历史 地质历史越古老,越具有生物的多样性 环境异质性和资源多样性 生境如含有多种不同的资源比,就有较多的物种 共存 岛屿生物地理学理论 岛的面积越大,且离大陆越近,生物多样性越高
三 自然保护区的建设和管理
(一)建设 我国自然保护区始建于1956年 截至2000年底,全国共建立各种类型自然保 护区1276处,总面积占全国国土面积的 12.44%
(二)自然保护区的管理
1 科学合理规划 核心区:绝对保护区,是保护区内没有或很少经人 为干扰过后自然生态系统本底区,以保护种原和自然 本底为目标,区内严禁干扰活动 缓冲区:指环绕核心区的周围地段,是试验性和生 产性的科研基地,也是对该保护区进行研究的重点 地区。 外围区:一个多用途地区,可开展一定范围的生产 活动,可有少量居民点和旅游设置。
(二)存在问题
1 对植物资源滥采和乱挖药材,使植物遭到严重破 坏,沙丘活化,珍贵药材急剧减少 2 过度猎捕和破坏本息地使动物濒危或来绝,如野 马,高鼻羚羊 3 不合理的农业开垦,对石油和大规模勘探和开采, 破坏了栖息地,给野生动植物造成威胁 4 水资源利用的不合理,使依赖河水补给的大面积 天然林和人工林衰退,甚至枯死
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生物在能流中的实 际作用和地位
食草动物
评价各个生物种群 在生态系统中的相 对重要性
生产者:植物
能量锥体
生态系统的稳定性
◦ 生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态 ◦ 表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳定 ◦ 当受到外来干扰时,平衡将受到破坏,但只要这种干扰 没有超过一定限度,生态系统仍能通过自我调节恢复原 来状态
植物汁液 蝉
(初级消费者)
螳螂
(二级消费者)
螳螂捕蝉, 黄雀在后! 哈!哈! 还有我!
黄雀
(三级消费者)
鹰
(四级消费者) (顶极食肉动物)
食物链
◦ 生产者所固定的能量和物质,通过一系列 取食和被食的关系在生态系统中传递,各 种生物按其食物关系排列的链状顺序 ◦ 暂时性。生态系统中的食物链不是固定不 变的,它不仅在进化历史上有改变,在短 时间内也有改变 ◦ 动物在个体发育的不同阶段、动物食性 的季节性变化
拦河造坝或修建其它水利设施,全球60%的大型河流系统遭到破坏、 水流速度减缓,河流源头与其入海口之间的落差增加了2倍
§1 生态系统的一般特征 §2 生态系统的结构 §3 生态系统的类型
陆地生态系统
湿地生态系统
水域生态系统
热带雨林生态系统 常绿阔叶林生态系统 森林生态系统 常绿落叶阔叶混交林生态系统 落叶阔叶林生态系统 针叶林生态系统 草甸草原生态系统 草地生态系统 典型草原生态系统 荒漠生态系统 荒漠草原生态系统 苔原生态系统 陆地和水域的过渡类型 海洋生态系统 淡水生态系统
◦ ◦ ◦ ◦ 热带雨林 亚热带常绿阔叶林区 温带落叶阔叶林 寒温带针叶林区
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我国东西横跨经度约62度 陆地上大气降水的主要来源是海洋蒸发的水汽, 我国东临太平洋,西连内陆,受海洋季风影响的 程度不同 我国从东到西水分条件从湿润到干旱的明显变化, 依次分布三大植被区域
◦ ◦ ◦ 湿润森林 半干旱草原 干旱荒漠
生态系统的一般特征 生态系统的结构 生态系统的类型
定义 特点
英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出 指在一定的空间中共同栖居着的所有生物(即生物 群落)与其环境之间由于不断地进行物质循环和能 量流动过程而形成的统一整体
生态系统是生态学的一个主要结构和功能单位, 属于经典生态学研究的最高层次 生态系统具有自我调节能力 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三 大功能
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植被类型在山体垂直方向上的成带分布和地球表面纬度 水平分布顺序有相应性
垂直带与水平带上相应的植被类型,在外貌上也基本相
似
纬向带的宽度较垂直带的宽度大得多 纬向带是相对连续的,而垂直带在是相对间断的 虽然纬度带、垂直带的植被类型分布顺序的相似性但, 植物种类成分和群落生态结构有很大差异
生态系统的结构
◦ 营养结构 ◦ 能量结构 ◦ 时空结构
非生物环境
◦ 参加物质循环的无机元素和化合物、联系生物和非生物 成分的有机物质和气候或其他物理条件
生产者
◦ 能以简单的无机物制造食物的自养生物
◦ 主要是各种绿色植物,也包括蓝绿藻和一些能进行光合
作用的细菌。
生态系统的组成与结构
生产者
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热带雨林生态系统的结构
种类——丰富多样,植物多木本
◦ 高等植物在4万5千种以上,绝大部分是木本
如马来半岛一地就有乔木9000种 在1.5公顷的样地内,乔木常达200种左右(圭那亚217种,尼 日利亚192种) 乔木异常高大,常达46-55米,最高达92米,但胸径并不太粗, 树干细长,而且少会枝(2~3级)
一级食肉动物
生态系统的组成与结构
二级食肉动物
生态系统的组成与结构
二(三)级食肉动物
生态系统的组成与结构
二级杂食性动物
生态系统的组成与结构
顶级杂食性动物
生态系统的组成与结构
分解者(还原者)
◦ 把复杂的有机物分解成简单的无机物,包括细菌、真菌、
放线菌和动物等
池塘中的分解者
细菌和真菌 蟹、软体动物和蠕虫等无脊椎动物
◦ 热带雨林中还富有藤本植物和附生植物 ◦ 成因:
环境优越 热带陆地的古老性 自第三纪以来,这里的环境很少发生剧烈的变化
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热带雨林生态系统的结构
动物——种类繁多,特化普遍,大型动物多K对策
◦ 常年丰富的食物和多种多样的隐避场所,地球上动物种类 最丰富的地区
◦ 各营养级的同化率也不是百分之百的,总有一部分变成 排泄物而留于环境中,被分解生物所利用。 ◦ 各营养级生物要维持自身的生命活动,总要消耗一部分 能量,这部分能量变成热能而耗散掉
流经每一层次的能 量总量
食肉动物
能量锥体排除了个体大小和代 谢速率的影响,以热力学定律 为基础,较好地反映了生态系 统内能量流动的本质关系
兔 吃 饱
兔 饿 死
吃了 较少 的草
系统保持现行状态的能力 ,即抗干扰的能力 (抵抗力,resistance) 系统受扰动后回归该状态的倾向 ,即受扰后的 恢复能力(恢复力,resilience)
生态系统的动态变化
生态系统的稳定取决于平衡的相互关系
▶
指由于人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结 构和功能的失衡,从而威胁到人类的生存
◦ 生产者→消费者→分解者。具有单向和双向双重作用。 ◦ 生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能 量和流动过程中损失, ◦ 营养级的数目通常不超过5-6个
生态系统是一个动态系统,要经历一系列发育阶 段
生态系统的一般特征 生态系统的组成与结构 生态系统的类型
生态系统的组成
◦ 非生物环境 ◦ 生产者 ◦ 消费者 ◦ 分解者(还原者) ◦ 生态系统中的亚系统
往是交叉链索,
形成复杂的网络 结构
食物链和食物网的意义
◦ 生态系统营养结构的形象体现
把生物与非生物、生产者与消费者、消费者与消费者连成 一个整体 各生物有机体之间的营养位置和相互关系 保持着生态系统结构和功能的稳定性
◦ 能量流动物和物质循环是沿着食物链和食物网进行的 ◦ 环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律
生态系统的组成与结构
物 质 循 环 生产者 (绿色植物) 环境 (土壤、空气、 水) 消费者 (动物)
生态系统的营养结构及能流和物流间的关系
呼吸散失 能 量 流 动 呼吸散失
还原者 (细菌、真菌)
太 阳 辐 射 能
放牧系统
分解系统
能 流
净初级 生产
死有机物
物 流
营养级
◦ 指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。例,生 产者为第一营养级,以绿色植物为食的为第二营养 级,……
生态系统的组成与结构
CO2
消费者亚系统
草食动物
肉食动物1
肉食动物2
生产者 亚系统
碎屑
再循环 分解者亚系统
分解者
无机 营养物
生态系统的组成与结构
生态系统的结构
◦ 生态系统的营养结构——食物链与食物网 ◦ 生态系统的能流 ◦ 生态系统稳定性
生态系统的组成与结构
营养结构——食物链
◦ 螳螂捕蝉,黄雀在后 ◦ 大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米啃土泥
生态系统的反馈调节
◦ 正反馈:使偏离加剧。是有机体生长和存活所必需的。 但不能维持稳态
◦ 负反馈:使系统保持稳定
负反馈
正反馈
污染↑ ↑ ↑ 污染↑ ↑ 污染↑
狼↑ 狼↓ 狼 饿 死 狼 吃 饱 吃了 吃了 较少 较多 兔子 兔子 兔↑ 兔↓ 吃了 大量 的草 植物↓ 植物↑
鱼死亡↑
鱼死亡↑ ↑
鱼死亡↑ ↑ ↑
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台湾玉山垂直带谱
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垂直带谱的基带与该山体所地区的水平地带性植 被相一致 越向高纬度,垂直带谱越简单,极地为冻原带, 水平带与垂直带重合 在同一纬度内,经度不同也影响山体植被的垂直 带谱
◦ 如长白山(东经128度)、西部的天山(东经86度),两 者均北纬42度。 ◦ 长白山距海较近,属温带针阔叶混交林,天山位于内陆, 属荒漠范围
环境特征——高温高湿
◦ 终年高温多雨,年平均气温26℃以上
月平均温度多高于20℃,温度的日变幅2-9℃
◦ 年降水2500~4500毫米,全年均匀分布,无明显旱季
在中午降大雨,雨后很快天晴 常年多云雾,日照率低
◦ 土壤风化过程强烈,母岩崩解层深厚
土壤强烈淋溶,基性离子被冲走,留下三氧化物,被主要食物链 捕食食物链 碎屑食物链
辅助食物链 寄生性食物链 腐生性食物链
捕食食物链
◦ 又称牧食食物链,以活的动植物为起点的食物链,如绿 色植物,草食动物、各级食肉动物。寄生食物链可以看 作捕食食物链的一种特殊类型
碎屑食物链
◦ 又称腐食食物链,从分解动植物尸体或粪便中死有机物 质开始
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坡向
◦ 南坡 ◦ 北坡
坡度
◦ 平地 ◦ 陡坡 ◦ 缓坡
非地带性植被
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热带雨林 亚热带常绿阔叶林 温带落叶阔叶林 北方针叶林 草原 沙漠 苔原/冻原
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热带雨林生态系统
(Tropic Rain Forest Ecosystem)
66
热带雨林生态系统
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渡渡鸟与大颅榄树
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穿衣服的山羊
环境专栏—生态系统相互依存