第七章讲义生物圈与生态系统

营养级
食物链上的每一个环节就是 一个营养级。
自然界中的每个生物种群都 处在一定的营养级上，但也有一 些种群可以处于几个营养级。
食物网
食物网与生态系统的平衡。
生物学金字塔
林德曼效应： 也叫十分之一
定律，即每个营 养级的能量大约 有1/10传递到下 一个营养级。
能量流动的特点
生态系统内能量流是单向的。
由地下水带入海洋 浮游生物和珊瑚摄取Ca2+和HCO3-构成CaCO3 骨骼 生物死亡之后，碳酸钙就沉积在海底
碳的生物循环 大气中的CO2被植物吸收 通过光合作用转变成有机物质 通过呼吸作用和细菌分解作用转换为CO2进入大 气
氮循环
氮在地球大气圈、岩石圈和生物圈都有分布:
●大气中氮的储量最为丰富; ●地壳中的氮是常见元素之一; ●生物圈中的氮最少，但对生命体有决定性的作用。
碳循环
碳是地球上储量最丰富的元素之一，广泛地分布 于大气、海洋、地壳沉积岩和生物体中。同时碳又 是有机化合物的基本成分，是构成生命体的基本元 素。
●二氧化碳问题 ●碳的地球化学循环 ●碳的生物循环
二氧化碳问题 自然界的碳循环处于一种均衡的状态，使地球的
环境基本保持不变。 然而人类对煤、石油和天然气等含碳能源的大量
干物质。
二、生态系统中的能量流动 1、食物链 2、营养级 3、食物网 4、生物学金字塔 5、能量流动的特点
食物链
生物之间通过吃与 被吃的食性关系，相互 结成一个整体。
食物链分类： ●活食性食物链
植物—>食叶昆虫—>蜘蛛—>小鸟—>鹰
●腐食性食物链
动植物尸体、排泄物—>真菌、细菌—>CO2、水、矿物质、热 能
第二节 生态系统的结构和特征
一、生态系统的概念 二、生态系统的组成成分 三、生态系统的结构 四、生态系统的基本特征 五、生态系统的类型
一、生态系统的概念
在一定空间范围内的全部生物和非生物成分之间， 构成一个不可分割的，具有能量转换、物质循环和 代谢功能的生态学单位。
生态系统 = 生物群落 + 环境
此处加标题
第七章生物圈与生态 系统
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第一节 生物圈与生物多样性
一、生物圈 二、生物多样性
一、生物圈
1、概念 地球上所有生物及其生活环境的总称。
2、范围 平流层下层 对流层 水圈 岩石圈上层 地面以上最大高度23Km，地面以下最深12Km。
二、生物多样性
概念：地球上动物、植物、微生物的纷繁多样性和 它们的遗传及变异。
固氮作用
●通过闪电、宇宙射线、火山爆发活动的高能固
氮，形成氨或硝酸盐；
●工业固氮； ●生物固氮：根瘤菌、蓝藻等固氮，占地球固氮
的90%。
氮循环示意图
反硝化细菌
大气N2
硝酸盐
闪电 固氮菌 蓝藻
植物体->动物蛋白
硝化作用
残体及含氮排泄物
氨
氨化作用
返回
氨化作用
由氨化细菌和真菌的作用将有机氨（氨基酸和 核酸）分解为氨化合物。
移都是通过高能磷酸键在二磷酸腺苷（ADP）和 三磷酸腺苷（ATP）之间的可逆转化实现的；
●磷是构成核酸的重要元素。
磷循环示意图
磷酸盐岩石 鸟粪 动物化石
动物
鸟和鱼
侵蚀开采
陆地生态系统 分解
浮游植物
溶解磷酸盐
植物
海洋沉积物
磷酸盐进入水体和土壤，供植物吸收利用，然后 进入食物链，这些磷的大部分随水流失到海洋的沉 积层中。
二、生态系统的组成成分
太阳辐射
非生物组分 无机物质
有机物质
生态系统
土壤
生产者(producters)
生物组分 消费者(consumers)
分解者(reducers)
第三节 生态系统的功能
一、生态系统的生物生产 二、生态系统中的能量流动 三、生态系统中的物质循环
一、生态系统的生物生产 1、初级生产量
硝化作用
氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为 亚硝酸盐和硝酸盐。
反硝化作用
也称脱氨作用，反硝化细菌将亚硝酸盐转变为
氮气。
返回
磷循环
➢磷的作用 ➢生态系统中的磷的来源
●磷酸盐岩石和沉积物 ●鸟粪和动物化石
➢磷循环示意图
磷的作用
●磷是有机体不可缺少的元素； ●生物细胞内发生的一切生物化学反应中的能量转
物质在循环过程中被暂时固定、存储的场所。
Fra Baidu bibliotek●植物库 ●动物库
交换库
●大气库
●土壤库 ●水体库
储存库
流(flow) 物质在库与库之间的准一运动状态。
●能量流 ●物质流 ●信息流
3、生态系统内能流与物流的关系
能量流是物质流的动力 物质流是能量流的载体
4、物质循环过程
碳循环 氮循环 磷循环 硫循环 氧循环 水循环
光 和
生产者
作
用
生产者呼吸
消费者呼吸 消费者
还原者 腐生生物分解和呼吸
三、生态系统中的物质循环
物质循环：参与合成生物有机体的各种营养元素在 生物和非生物环境之间进行的循环过程。
1、物质循环的类型 2、物质循环的库与流 3、生态系统内能流与物流的关系 4、物质循环过程
1、物质循环的类型
地质大循环和生物小循环
也叫第一性生产量，是绿色植物通过光合作用 所固定的能量。
2、总第一性生产量 地表绿色植物在一年内所生产的全部有机物。
3、净第一性生产量 第一性生产量中除去植物用于呼吸和代谢部分
后剩余的有机物质。
净第一性生产量 = 第一性生产量 – 植物自身消耗的有机物
4、生物量 单位面积上的生物现存量。 包括全部动物、植物和微生物的有机物质，即
因此，在生物圈内，磷的大部分只是单向流动， 形不成循环。磷酸盐资源也因而成为一种不能再生 的资源。
硫循环
生物体
残体腐烂
海洋
大气(H2S)
沉积
岩石(黄铁 矿黄铜矿)
地表径流 残体腐烂 风化剥蚀
降氧 水化
土壤
酸雨问题
地表的硫以挥发性气体的形式进入大气，又随降 水而回到地表，这是全球硫循环中的一个子循环。
开采利用，致使更多的CO2被排入 大气。CO2能吸收地表的红外辐射， 是一种典型的温室气体。
1880～1980温 度与大气中CO2 浓度的关系
碳的地球化学循环
在风化过程中，沉积物中的碳有两种循环方式： ➢干酪根与氧反应产生二氧化碳 ➢MgCO3、CaCO3受地下水溶解产生Ca2+、Mg2+ 和HCO3-
●地质大循环 ●生物小循环
气相型循环和沉积型循环
●气相型循环 ●沉积型循环
气相型循环(gaseous type cycles) 碳、氮、氧等元素: 水圈—>大气圈—>植物
沉积型循环(sedimentary cycles) 矿物元素
地壳—>植物—>环境—>沉积—>岩石
2、物质循环的库与流
库(pool)