生态学图片及概率

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
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
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。
23
24
“海洋”
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“热带草原”
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“热带雨林”
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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
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罗伊· 沃尔夫德博士 在准备午餐
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工作人员马克· 范· 塞劳 在“海底”抓鱼
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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
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”
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 。
3Байду номын сангаас6
第二章 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。
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。
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
（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
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：
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。
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、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。
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
（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。
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