園林生態(tài) 教學(xué)PPT課件
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園林生態(tài)園林生態(tài)模塊二:生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)與園林生態(tài)系統(tǒng)模塊二:生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)與園林生態(tài)系統(tǒng) 課題目錄課題目錄課題一、植物種群課題一、植物種群課題二、植物群落課題二、植物群落課題三、生態(tài)系統(tǒng)概述課題三、生態(tài)系統(tǒng)概述課題四、園林生態(tài)系統(tǒng)課題四、園林生態(tài)系統(tǒng)課題三園林植物與溫度園林植物與溫度一、生態(tài)系統(tǒng)的概念二、生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型三、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)參考學(xué)時(shí)參考學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)的組成及其對(duì)自然界的重要意義。了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律和特點(diǎn)。掌握生態(tài)系統(tǒng)的概念、組成以及生態(tài)平衡。技能目標(biāo)技能目標(biāo)能夠運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)的知識(shí)觀測(cè)和建設(shè)園林生態(tài)系統(tǒng)。能熟練進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)的分析與解讀,判斷生態(tài)系統(tǒng)的類型與組成。能運(yùn)用生態(tài)平衡的規(guī)律解釋某些自然現(xiàn)象。案例導(dǎo)入案例導(dǎo)入在美國(guó)的菲尼克斯,50多位科學(xué)家云集于此,展開了一項(xiàng)歷時(shí)7年的研究。他們?cè)谏衬吘壱粋€(gè)叫“太陽(yáng)谷”的地方人工建造了一個(gè)綠洲。在那里,有湖和運(yùn)河、四季常綠的草木、與人類和平共處的成群鳥類。在夜晚,甚至能聽到野狼的嚎叫。在這里,城市公園的綠色看起來(lái)奢華無(wú)比,那是進(jìn)口的植物、高聳的綠樹以及人造池塘和湖泊。相對(duì)于紐約的每座大樓,這里就有一個(gè)高爾夫球場(chǎng)。人們家中前院的鮮花常年開放,草地總是保持綠油油的。當(dāng)?shù)赜性S多丘陵,要么作為公園保留,要么暫時(shí)還沒有建設(shè)。有的小山包,還裝點(diǎn)著仙人掌。昆蟲、鳥類以及其他大型動(dòng)物在這里繁衍。然而重要的是,離開這個(gè)人造綠洲后,這些生命在周圍環(huán)境中,根本無(wú)法生存超過(guò)一周的時(shí)間。案例導(dǎo)入案例導(dǎo)入在7年的研究中,研究人員親眼目睹了這個(gè)城市生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程,試圖理解人類活動(dòng)在城市生態(tài)系統(tǒng)中的因果關(guān)系。雖然“太陽(yáng)谷”是完全由人類設(shè)計(jì)的,但這個(gè)新的城市生態(tài)系統(tǒng),并不被認(rèn)為是人類創(chuàng)造的。人類只是其中的一部分。是否世界每個(gè)地方的人民都能擁有自己的“太陽(yáng)城”?為此,研究人員把不同的城市看成擁有不同的設(shè)計(jì)方案,提出了“一個(gè)特定生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)怎樣長(zhǎng)期運(yùn)作”的課題。這將有助于解答在一定環(huán)境設(shè)置下,人類能否擁有一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的城市生態(tài)系統(tǒng),以及該系統(tǒng)是否靈活耐久的問(wèn)題。上述案例中多次提到“生態(tài)系統(tǒng)”,那么什么是生態(tài)系統(tǒng),本課題將學(xué)習(xí)這方面內(nèi)容。一一.生態(tài)系統(tǒng)的概念生態(tài)系統(tǒng)的概念生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)一詞是由英國(guó)植物生態(tài)學(xué)家AGTansley在1935年首先提出的,強(qiáng)調(diào)有機(jī)體與環(huán)境不可分割的觀點(diǎn),把生物及其非生物的環(huán)境看成是互相影響、彼此依存的統(tǒng)一體。在自然界中,生物的生存與周圍環(huán)境發(fā)生著密切的關(guān)系。生物從環(huán)境中獲得必需的能量和物質(zhì)以塑造自身,同時(shí)排出物質(zhì)以改造環(huán)境。因此,生態(tài)系統(tǒng)是指在一定的時(shí)間和空間內(nèi),生物的成分和非生物的成分通過(guò)種的流動(dòng)、物質(zhì)的循環(huán)、能量的流動(dòng)以及信息的傳遞等相互作用、相互依存而構(gòu)成的一個(gè)特殊整體。即生態(tài)系統(tǒng)包括有生命的成分和無(wú)生命的成分。一一.生態(tài)系統(tǒng)的概念生態(tài)系統(tǒng)的概念應(yīng)該指出的是,生態(tài)系統(tǒng)不論是自然系統(tǒng)還是人工系統(tǒng),都具有以下共同特征:一、生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)研究的最高層次。在生態(tài)學(xué)研究中,研究層次宏觀方向由低到高依次為個(gè)體有機(jī)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng),微觀方向由低到高依次為基本粒子、原子核、原子、分子、個(gè)體有機(jī)體。二、生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。通常來(lái)說(shuō),生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,種的數(shù)目越多,自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)。但生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力是有限的,超過(guò)了這個(gè)限度,原系統(tǒng)將不復(fù)存在。三、生態(tài)系統(tǒng)具有物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞三大功能。其中,物質(zhì)循環(huán)是雙向的,能量流動(dòng)是單向的,傳遞的信息包括物理的、化學(xué)的、營(yíng)養(yǎng)的和行為的信息等,它們構(gòu)成了信息網(wǎng)。四、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)極的數(shù)目通常不超過(guò)56個(gè)。這是由于系統(tǒng)的生產(chǎn)者所固定的最大能量值和這些能量在流動(dòng)過(guò)程中會(huì)以各種形式的能量從原系統(tǒng)中損失掉造成的。五、生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。任何一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的形成,都要經(jīng)歷一個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,不斷發(fā)展、演變的過(guò)程。二二.生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型 生態(tài)系統(tǒng)都是由生物群落和非生物環(huán)境兩部分組成的,其內(nèi)部的構(gòu)成要素多種多樣,但為了分析的方便,常常把這兩大成分區(qū)分為四個(gè)基本組成成分,即:生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和無(wú)機(jī)環(huán)境。1 1、生態(tài)系統(tǒng)的組成、生態(tài)系統(tǒng)的組成二二.生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型生產(chǎn)者生產(chǎn)者生產(chǎn)者是指能利用無(wú)機(jī)物制造有機(jī)物的自養(yǎng)生物,主要是綠色植物,同時(shí)包括一些藻類、光合細(xì)菌及化能合成細(xì)菌。它們都能將環(huán)境中的無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物,并把環(huán)境中的能量以化學(xué)能的形式固定到有機(jī)體內(nèi)。生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)中最基本和最關(guān)鍵的生物成分,是生態(tài)系統(tǒng)所需一切能量的基礎(chǔ),是生態(tài)系統(tǒng)的核心。1 1、生態(tài)系統(tǒng)的組成、生態(tài)系統(tǒng)的組成二二.生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型消費(fèi)者消費(fèi)者消費(fèi)者是指直接或間接利用綠色植物等有機(jī)物作為食物來(lái)源的異養(yǎng)生物,主要包括動(dòng)物和寄生性生物。根據(jù)食性的不同可分為。草食動(dòng)物又稱素食者或一級(jí)消費(fèi)者、初級(jí)消費(fèi)者;肉食動(dòng)物又稱肉食者,他們以草食動(dòng)物或其他弱小動(dòng)物為食,包括次級(jí)消費(fèi)者和三級(jí)消費(fèi)者等;雜食動(dòng)物既吃植物,也吃動(dòng)物,食物多種多樣,如麻雀、鯉魚等;寄生動(dòng)物寄生于其他動(dòng)、植物體上,靠吸取寄主營(yíng)養(yǎng)為生的動(dòng)物;腐食動(dòng)物以腐爛的動(dòng)、植物殘?bào)w為食,如蠅蛆和禿鷹等。1 1、生態(tài)系統(tǒng)的組成、生態(tài)系統(tǒng)的組成二二.生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型分解者分解者分解者又稱還原者,主要為細(xì)菌、真菌等微生物,也包括某些營(yíng)腐生生活的原生動(dòng)物,同屬于異養(yǎng)生物。分解者以動(dòng)、植物的殘?bào)w和排泄物中的有機(jī)物質(zhì)作為維持生命活動(dòng)的食物源,并將復(fù)雜的動(dòng)、植物殘?bào)w分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物歸還環(huán)境,供生產(chǎn)者再度吸收利用。分解者的存在在生態(tài)系統(tǒng)中具有重大的意義,如果沒有分解者,生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)就會(huì)停止。1 1、生態(tài)系統(tǒng)的組成、生態(tài)系統(tǒng)的組成二二.生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型非生物環(huán)境非生物環(huán)境非生物環(huán)境是生態(tài)系統(tǒng)中生物賴以生存的物質(zhì)和能量的源泉,也是生物活動(dòng)的場(chǎng)所。按其對(duì)生物的作用,主要分為:一、原料部分主要為通過(guò)大氣層及到達(dá)地表的光、氧氣、二氧化碳、水、無(wú)機(jī)鹽類以及非生命的有機(jī)質(zhì)等。二、代謝過(guò)程的媒介部分包括水、土壤、溫度和風(fēng)等。三、基層部分包括巖石和土壤等。1 1、生態(tài)系統(tǒng)的組成、生態(tài)系統(tǒng)的組成二二.生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型2 2、生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型、生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型生態(tài)系統(tǒng)是在一定的區(qū)域中,生物與環(huán)境、生物與生物之間緊密聯(lián)系、相互作用,通過(guò)物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞而構(gòu)成的具有特定結(jié)構(gòu)的功能整體,也就是說(shuō)凡是有生物的地方,生物與其居住環(huán)境就構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)。由于氣候、土壤、動(dòng)植物區(qū)系不同,地球表面的生態(tài)系統(tǒng)也多種多樣,目前尚無(wú)統(tǒng)一和完整的分類原則。按環(huán)境性質(zhì)劃分按環(huán)境性質(zhì)劃分按生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境性質(zhì)和形態(tài)特征劃分,生態(tài)系統(tǒng)可分為水域生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)兩大類。水域生態(tài)系統(tǒng)根據(jù)水體的理化性質(zhì)又可分為淡水生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng);陸地生態(tài)系統(tǒng)根據(jù)植被類型和地貌又可分為森林、草原、荒漠、凍原等類型。二二.生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型2 2、生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型、生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型按人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度劃分按人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度劃分按人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度劃分,生態(tài)系統(tǒng)可分為自然生態(tài)系統(tǒng)、半自然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)三類。(1)自然生態(tài)系統(tǒng)是未受到或僅受到輕度人類影響的生態(tài)系統(tǒng),該類生態(tài)系統(tǒng)在一定空間和時(shí)間范圍內(nèi),可依靠自我調(diào)節(jié)能力維持系統(tǒng)穩(wěn)定.(2)半自然生態(tài)系統(tǒng)在自然生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,通過(guò)人工對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)管理,使其更好地為人類服務(wù)的生態(tài)系統(tǒng).(3)人工生態(tài)系統(tǒng)是在自然生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,按人類的需求,由人類設(shè)計(jì)制造建立起來(lái),并受人類活動(dòng)強(qiáng)烈干預(yù)的生態(tài)系統(tǒng)。二二.生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型2 2、生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型、生態(tài)系統(tǒng)的組成和類型按照生態(tài)系統(tǒng)的生物成分劃分按照生態(tài)系統(tǒng)的生物成分劃分生態(tài)系統(tǒng)還可按照生態(tài)系統(tǒng)的生物成分分為:植物生態(tài)系統(tǒng)、動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)、微生物生態(tài)系統(tǒng)和人類生態(tài)系統(tǒng)等。三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)能量是一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ),所有生物的生命活動(dòng)都伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。生態(tài)系統(tǒng)中各組分的存在、變化及其發(fā)展都與能量息息相關(guān)。能量是生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力,其運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)化始終貫穿于生態(tài)系統(tǒng)的生物成分與生物環(huán)境相互作用的過(guò)程中。能量流動(dòng)從植物光合作用固定太陽(yáng)能開始直到分解者為止,實(shí)際上一個(gè)能量的消耗過(guò)程。整個(gè)過(guò)程包括能量的轉(zhuǎn)變、轉(zhuǎn)移、利用和耗散。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng),是借助于食物鏈和食物網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此生態(tài)系統(tǒng)中能流的渠道就是食物鏈和食物網(wǎng)。1 1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)途徑、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)途徑三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)食物鏈?zhǔn)澄镦溤谏鷳B(tài)系統(tǒng)中,生物之間通過(guò)一系列吃與被吃的關(guān)系聯(lián)結(jié)起來(lái)的連鎖結(jié)構(gòu)稱為食物鏈。如“青草野兔狐貍狼”就構(gòu)成了一個(gè)食物鏈。食物鏈的概念是美國(guó)生態(tài)學(xué)家R L Lindeman在1942年研究某一湖內(nèi)生物種群能量流動(dòng)規(guī)律時(shí),由中國(guó)諺語(yǔ)“大魚吃小魚,小魚吃蝦米,蝦米吃稀泥”得到啟發(fā)而首先提出的。生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈,根據(jù)能流發(fā)端、生物成員取食方式及食性的不同,一般可分為以下四種類型:一、捕食食物鏈也稱草牧食食物鏈或活食食物鏈,是以植物為起點(diǎn),到草食動(dòng)物,再到肉食動(dòng)物的食物鏈。如“青草野兔狐貍”。1 1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)途徑、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)途徑三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)食物鏈?zhǔn)澄镦湺?、腐食食物鏈也稱殘?jiān)澄镦?、碎屑食物鏈或分解鏈,是以死亡的有機(jī)體及其排泄物為起點(diǎn)的食物鏈。如“枯枝落葉蚯蚓線蟲類節(jié)肢動(dòng)物”。三、寄生食物鏈?zhǔn)且曰畹膭?dòng)、植物有機(jī)體為營(yíng)養(yǎng)源,以寄生方式生存的食物鏈。如“老鼠跳蚤細(xì)菌病毒”。四、混合食物鏈組成食物鏈的各節(jié)中,既有活食性生物成員,又有腐食性生物成員。如“麥草牛(糞)蚯蚓雞(糞)豬(糞)魚”,在這一食物鏈中牛、雞為活食生物,蚯蚓、魚為腐食生物。1 1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)途徑、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)途徑三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)食物鏈?zhǔn)澄镦溕鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是通過(guò)食物鏈進(jìn)行逐級(jí)轉(zhuǎn)化和傳遞的,生態(tài)學(xué)中把食物鏈中每一個(gè)環(huán)節(jié)上的物種稱為一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),換言之,營(yíng)養(yǎng)級(jí)就是食物鏈上的一個(gè)一個(gè)環(huán)節(jié)。如生產(chǎn)者是自養(yǎng)生物稱為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí),草食動(dòng)物是第二營(yíng)養(yǎng)級(jí),肉食動(dòng)物是第三營(yíng)養(yǎng)級(jí),以此類推。青草第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)野兔第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)蛇第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)老鷹第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)。食物鏈的營(yíng)養(yǎng)級(jí)劃分一般來(lái)說(shuō),食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)不會(huì)多于5個(gè),這是因?yàn)槟芰垦刂澄镦湹臓I(yíng)養(yǎng)級(jí)逐級(jí)流動(dòng)時(shí),是不斷減少的。根據(jù)熱力學(xué)第二定律,當(dāng)能量流經(jīng)45個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之后,所剩下的能量已經(jīng)少到不足以維持一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生命了。1 1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)途徑、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)途徑三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)食物網(wǎng)食物網(wǎng)在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中,每一物種不可能僅出現(xiàn)在一條食物鏈上,因?yàn)橐环N消費(fèi)者往往不只吃一種食物,而同一物種又可能被不同種的消費(fèi)者所吃。因此多條食物鏈交織在一起,形成錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),亦即生物之間由于食物關(guān)系構(gòu)成的網(wǎng)狀聯(lián)系,叫做食物網(wǎng)。在食物網(wǎng)中,一個(gè)物種數(shù)量的改變,必然牽動(dòng)整個(gè)食物網(wǎng)內(nèi)各物種數(shù)量的變動(dòng)。1 1、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)途徑、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)途徑三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)最初的能量來(lái)源于太陽(yáng)。太陽(yáng)光照到地球表面上,產(chǎn)生兩種能量形式:一種是熱能,能夠推動(dòng)水分循環(huán),產(chǎn)生空氣和水的環(huán)流;另一種是光化學(xué)能,為植物光合作用所利用和固定,形成碳水化合物及其他化合物,成為生命活動(dòng)的能源。初級(jí)生產(chǎn)初級(jí)生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)最初的能流來(lái)自于太陽(yáng),它被綠色植物的光合作用所固定。光合作用的能量是進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)能量,這種能量的積累過(guò)程就是初級(jí)生產(chǎn)。初級(jí)生產(chǎn)積累能量的速率稱為初級(jí)生產(chǎn)力。進(jìn)行能量固定的綠色植物成為初級(jí)生產(chǎn)者,是最初的基本的能量貯存者。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán),都以初級(jí)生產(chǎn)為基礎(chǔ)。初級(jí)生產(chǎn)就是植物光合作用過(guò)程,具體能量固定可表示為:6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O22 2、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)規(guī)律、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)規(guī)律三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)次級(jí)生產(chǎn)次級(jí)生產(chǎn)次級(jí)生產(chǎn)是指除初級(jí)生產(chǎn)者之外的其他有機(jī)體的生產(chǎn),也即消費(fèi)者和還原者利用初級(jí)生產(chǎn)量進(jìn)行同化作用,表現(xiàn)為動(dòng)物和微生物的生長(zhǎng)、繁殖和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的貯存。異養(yǎng)的有機(jī)體,例如動(dòng)物和微生物屬于次級(jí)生產(chǎn)者。2 2、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)規(guī)律、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)規(guī)律三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量大致是按十分之一定律進(jìn)行傳遞轉(zhuǎn)化的。這條基本定律是美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼在1942年時(shí)揭示的。它描述的是生態(tài)系統(tǒng)中能量的不同利用者之間存在的這樣一種必然的定量關(guān)系生物量從綠色植物向食草動(dòng)物、食肉動(dòng)物等按食物鏈的順序在不同營(yíng)養(yǎng)級(jí)上轉(zhuǎn)移時(shí),通常后一級(jí)生物量只等于或者小于前一級(jí)生物量的1/10,這就是生態(tài)學(xué)中所謂的“百分之十定律”,亦稱“林德曼效率”。也就是說(shuō),為了維持一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的生存,前一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物必須具有10倍左右的能量規(guī)模,兩者才能長(zhǎng)期共存。3 3、生態(tài)百分之十定律、生態(tài)百分之十定律三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)中的生物,不但要有能量輸入,還要有物質(zhì)輸入,才能維持生活和進(jìn)行繁殖。物質(zhì)循環(huán)的基本概念物質(zhì)循環(huán)的基本概念生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)就是生物地球化學(xué)循環(huán),它是指各種化合元素和化合物,在不同層次、不同大小的生態(tài)系統(tǒng)中,沿著特定的途徑從環(huán)境到生物體,再?gòu)纳矬w到環(huán)境,不斷地進(jìn)行著反復(fù)循環(huán)變化的過(guò)程。生命的存在依賴于生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng),二者是密切相關(guān)不可分割的,構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的生態(tài)系統(tǒng)功能單位。與能量流動(dòng)不同,生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)流動(dòng)是循環(huán)的,各種有機(jī)物質(zhì)最終經(jīng)過(guò)還原者分解成可被生產(chǎn)者吸收的形式重返環(huán)境,進(jìn)行再循環(huán)。4 4、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)概念和類型、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)概念和類型三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)的基本概念物質(zhì)循環(huán)的基本概念有機(jī)體生命過(guò)程中,需要的養(yǎng)分很多,如C、H、O、N、P、K等大致有3040種化學(xué)元素。根據(jù)生命的需要可將這些元素分為以下三類:一、能量元素包括碳、氫、氧,它們占生物總重量的95%左右,生物對(duì)其需要量最大,最為重要。二、大量元素包括鈣、鎂、磷、鉀、硫、鈉等,是生物有機(jī)體大量需要的元素。三、微量元素包括銅、錳、鋅、硼、鐵、鋁、硅等,生物對(duì)它們的需要量很少,但生命過(guò)程中必不可少。4 4、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)概念和類型、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)概念和類型三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)的主要類型物質(zhì)循環(huán)的主要類型從整個(gè)生物圈的觀點(diǎn)出發(fā),根據(jù)循環(huán)的屬性,物質(zhì)循環(huán)可分成三種主要循環(huán)類型。一、水循環(huán)水是自然的驅(qū)動(dòng)者,沒有水的循環(huán)就沒有生物地球化學(xué)循環(huán),生命就不能維持。二、氣相型循環(huán)該種循環(huán)的物質(zhì)貯存庫(kù)主要是大氣圈和水圈。如氧、二氧化碳、氮、氯、溴等屬于氣相型循環(huán)。氣相型循環(huán)把大氣和水密切地連接起來(lái),具有明顯的全球性循環(huán)特點(diǎn)。三、沉積型循環(huán)該種循環(huán)的物質(zhì)貯存庫(kù)主要是巖石圈和土壤圈。如磷、鈣、鉀、鎂、鈉、鐵、銅、碘、錳等屬于沉積型循環(huán)。沉積型循環(huán)是緩慢的、非全球性的,是一個(gè)不完善的循環(huán)類型。4 4、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)概念和類型、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)概念和類型三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)能量流動(dòng)的特點(diǎn)能量流動(dòng)的特點(diǎn)一、能量流動(dòng)是一個(gè)能量不斷消耗的過(guò)程生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動(dòng)是沿著生產(chǎn)者和消費(fèi)者的順序,即按營(yíng)養(yǎng)級(jí)逐級(jí)減少的。二、能量的流動(dòng)是單方向的在能流過(guò)程中,一部分能量用于維持生命活動(dòng)而被消耗,只有一部分用于合成新的組織或作為勢(shì)能貯藏起來(lái)。例如,當(dāng)太陽(yáng)的光能進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后,一部分以熱能的形式逸散到環(huán)境中,它不會(huì)再返回太陽(yáng),而被綠色植物固定的太陽(yáng)光也因轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能也不會(huì)再返回太陽(yáng)。動(dòng)物從植物獲得能量同樣不再回到植物,而動(dòng)植物呼吸時(shí)放出的能量散發(fā)到外界環(huán)境中也不能重新利用。所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是單方向的,是不可逆的。5 5、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)一、物質(zhì)不滅,循環(huán)往復(fù)物質(zhì)循環(huán)不同于能量流動(dòng),物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)外的數(shù)量是有限的,而且是分布不均勻的,但是由于它能在生態(tài)系統(tǒng)中永恒地循環(huán),故可被反復(fù)多次利用。二、物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)不可分割,相輔相成能量是物質(zhì)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力,物質(zhì)是能量流動(dòng)的載體。能量在生態(tài)系統(tǒng)中的固定、轉(zhuǎn)化和耗散的過(guò)程,同時(shí)是物質(zhì)由簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物變?yōu)閺?fù)雜有機(jī)物,再回到簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物的循環(huán)再生過(guò)程。因此,任何生態(tài)系統(tǒng)的存在和發(fā)展,都是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)共同作用的結(jié)果。5 5、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)三、物質(zhì)循環(huán)中的生物富集能量在生態(tài)系統(tǒng)流動(dòng)時(shí)是隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的上升而逐級(jí)遞減的。但物質(zhì)在食物鏈流動(dòng)中卻與能量不同,一些化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的物質(zhì)以及一些結(jié)構(gòu)物質(zhì),它們被生物體吸收固定后可沿食物鏈積累,隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的上升濃度不斷增大,如DDT、六六六、氮、鈣等。四、各物質(zhì)循環(huán)過(guò)程相互聯(lián)系,不可分割如局部碳循環(huán)的失衡將導(dǎo)致大氣中CO2濃度升高引起“溫室效應(yīng)”,進(jìn)而影響水循環(huán)過(guò)程。5 5、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)、生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)平衡,是生態(tài)系統(tǒng)平衡的簡(jiǎn)稱,是生態(tài)系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。此狀態(tài)下生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量的輸入、輸出接近相等,在外來(lái)干擾下能通過(guò)自我調(diào)控回復(fù)到原初穩(wěn)定狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)能夠維持平衡狀態(tài)主要依賴于系統(tǒng)本身的抗穩(wěn)定性和其在受到干擾或破壞時(shí)的恢復(fù)穩(wěn)定性兩個(gè)方面。抵抗穩(wěn)定性是生態(tài)系統(tǒng)抵抗外來(lái)干擾并維持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能原狀的能力,是維持生態(tài)平衡的重要途徑之一。通常,生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,發(fā)育越成熟,抵抗外界干擾或破壞的能力就越強(qiáng)?;謴?fù)穩(wěn)定性是指生態(tài)系統(tǒng)遭到外界干擾破壞后,系統(tǒng)恢復(fù)原狀的能力。通常,生物的生活時(shí)代短,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,系統(tǒng)恢復(fù)力強(qiáng)。6 6、生態(tài)平衡、生態(tài)平衡三三.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)造成生態(tài)系統(tǒng)失衡的因素主要包括自然因素和人為因素兩種。自然因素主要是自然界的一些異常變化,如地震、海嘯、臺(tái)風(fēng)等,可嚴(yán)重影響甚至徹底摧毀原生態(tài)系統(tǒng)。人為因素主要表現(xiàn)在人類對(duì)自然資源不合理的開發(fā)利用以及在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等活動(dòng)中對(duì)自然界的污染兩個(gè)方面。通常,自然因素引起的生態(tài)平衡破壞往往是突發(fā)的、局部的和低頻率的;人為因素引起的生態(tài)平衡破壞卻是長(zhǎng)期的,且危害性較大。6 6、生態(tài)平衡、生態(tài)平衡目的要求目的要求通過(guò)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的觀測(cè)掌握生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。材料工具材料工具調(diào)查方法本次采用樣地法,通過(guò)踏查,選擇生態(tài)系統(tǒng)組成較為豐富的地段,在有代表性的林分內(nèi)設(shè)置樣地,每樣地內(nèi)設(shè)4個(gè)樣方,25個(gè)小樣方,喬木樣方面積100m2。記錄樣方內(nèi)的生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者的種類和組成。分析結(jié)果依據(jù)對(duì)所觀測(cè)的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)組成的觀測(cè),列出各個(gè)組成的數(shù)量,繪制生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)圖,分析該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與合理性。皮尺、記錄板等。內(nèi)容方法內(nèi)容方法知識(shí)應(yīng)用知識(shí)應(yīng)用-生態(tài)系統(tǒng)的觀測(cè)生態(tài)系統(tǒng)的觀測(cè)THANK YOU謝謝!
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