北邮大气化学与环境保护hj省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

生态系统1、生态系统概念、生态系统概念2、生态系统组成、生态系统组成3、生态系统类型生态系统类型第3页1、生态系统概念、生态系统概念生物群落与它无机环境相互作用而形成统一生物群落与它无机环境相互作用而形成统一整体，叫做生态系统。整体，叫做生态系统。生态系统范围有大有小。比如，森林、草原、生态系统范围有大有小。比如，森林、草原、河流、湖泊、山脉、农田、水库、城市或其一河流、湖泊、山脉、农田、水库、城市或其一部分都是生态系统。部分都是生态系统。生态系统含有等级结构，即较小生态系统组生态系统含有等级结构，即较小生态系统组成较大生态系统，简单生态系统组成复杂生态成较大生态系统，简单生态系统组成复杂生态系统，地球上最大生态系统是生物圈，它包含系统，地球上最大生态系统是生物圈，它包含地球上全部生物及其无机环境。地球上全部生物及其无机环境。第4页大气圈大气圈水圈水圈生物圈（生态圈）生物圈（生态圈）土壤岩石圈土壤岩石圈第5页生物圈是指地球上全部生命与其生存环生物圈是指地球上全部生命与其生存环境整体，它在地球表面上到平流层境整体，它在地球表面上到平流层（23km）、下到）、下到12km地壳，形成一个有地壳，形成一个有生物存在包层。生物存在包层。绝大多数生物生活在陆地之上和海洋表绝大多数生物生活在陆地之上和海洋表面以下各约面以下各约100米厚范围内。在地球上之米厚范围内。在地球上之所以能够形成生物圈，是因为在这么一个所以能够形成生物圈，是因为在这么一个薄层里同时具备了生命存在四个条件：阳薄层里同时具备了生命存在四个条件：阳光、水、适宜温度和营养成份。光、水、适宜温度和营养成份。第6页生物圈最显著特征是其整体性，生物圈最显著特征是其整体性，即任何一个地方生命现象都不是孤即任何一个地方生命现象都不是孤立，都跟生物圈其余部分存在着历立，都跟生物圈其余部分存在着历史和现实联络。史和现实联络。第7页岩石圈和土壤圈岩石圈和土壤圈岩石圈：地球地壳部分，常称为大陆圈。岩石圈：地球地壳部分，常称为大陆圈。土壤圈：地表岩石经风吹、日晒和雨林，土壤圈：地表岩石经风吹、日晒和雨林，逐步风化分解成为母质，经过化学和生物逐步风化分解成为母质，经过化学和生物共同作用，形成了土壤层，即土壤圈。共同作用，形成了土壤层，即土壤圈。岩石圈和土壤圈贮藏着丰富资源，是生岩石圈和土壤圈贮藏着丰富资源，是生物所需要各种元素和化合物源泉，是万物物所需要各种元素和化合物源泉，是万物生存繁衍基地。生存繁衍基地。第8页水圈水圈水圈包含占地球表面水圈包含占地球表面71%海洋、内陆海洋、内陆水域和地下水，是生命诞生摇篮。水域和地下水，是生命诞生摇篮。水总量约为水总量约为1.41018m3，其中淡水仅，其中淡水仅占占2.53%，而当前人类能够直接利用江河，而当前人类能够直接利用江河湖泊淡水和地下淡水仅占总量湖泊淡水和地下淡水仅占总量0.77%。水。水体中溶解有各种无机和有机营养物质，以体中溶解有各种无机和有机营养物质，以及溶解在水中及溶解在水中CO2和和O2，它们为植物生长，它们为植物生长和水生生物分布提供了物质基础。和水生生物分布提供了物质基础。第9页大气圈大气圈大气圈是地球表面包围整个地球大气圈是地球表面包围整个地球一个气体圈层，是地球表面向外界星一个气体圈层，是地球表面向外界星际过渡空间。大气组成包含各种气体际过渡空间。大气组成包含各种气体和一些悬浮杂质和微小液滴。大气圈和一些悬浮杂质和微小液滴。大气圈厚度可达上千公里，甚至上万公里，厚度可达上千公里，甚至上万公里，没有严格界限，不过大气质量没有严格界限，不过大气质量99%集集中在离地表中在离地表29km之内。之内。第10页生态系统就是生命系统和环境系生态系统就是生命系统和环境系统在特定空间组合，其特征是系统内统在特定空间组合，其特征是系统内部以及系统与系统外部之间存在着：部以及系统与系统外部之间存在着：能量流动；能量流动；物质循环；物质循环；信息传递。信息传递。第11页2、生态系统组成（图）、生态系统组成（图）（1）生物群落：）生物群落：生产者生产者、消费者、消费者、分解分解者者（2）非生物环境非生物环境：无机物质、自然原因：无机物质、自然原因生态系统生命角色有三种，即生产者、生态系统生命角色有三种，即生产者、消费者和分解者，分别由不一样种类生物消费者和分解者，分别由不一样种类生物充当。充当。第12页第13页生产者生产者吸收太阳能并利用无机营养元素吸收太阳能并利用无机营养元素（C、H、O、N等）合成有机物，将吸收等）合成有机物，将吸收一部分太阳能以化学能形式储存在有机物一部分太阳能以化学能形式储存在有机物中。生产者主体是绿色植物，以及一些能中。生产者主体是绿色植物，以及一些能够进行光合作用菌类。因为这些生物能够够进行光合作用菌类。因为这些生物能够直接吸收太阳能和利用无机营养成份合成直接吸收太阳能和利用无机营养成份合成组成本身有机体各种有机物，我们称它们组成本身有机体各种有机物，我们称它们是自养生物。是自养生物。第14页生态系统最显著特征之一是生产力，生态系统最显著特征之一是生产力，生产者为地球上一切异养生物提供营生产者为地球上一切异养生物提供营养物质，它们是全球生物资源营造者。养物质，它们是全球生物资源营造者。而异养生物对初级生产物质进行取食而异养生物对初级生产物质进行取食加工和再生产而形成次级生产。加工和再生产而形成次级生产。初级生产和次级生产为人类提供几初级生产和次级生产为人类提供几乎全部食品和工农业生产原料。乎全部食品和工农业生产原料。第15页已知约有已知约有8万种植物可食用，人类历史万种植物可食用，人类历史上仅用了上仅用了7000种植物。当前，人类所需营种植物。当前，人类所需营养养75，仅来自，仅来自7个物种，即小麦、水稻、个物种，即小麦、水稻、玉米、马铃薯、大麦、甘薯和木薯。玉米、马铃薯、大麦、甘薯和木薯。人类人类向自然取得了巨大财富，但也加速物种绝向自然取得了巨大财富，但也加速物种绝灭进程，这是人类对自然最深刻、不可逆灭进程，这是人类对自然最深刻、不可逆转破坏活动。如农业生产中追求高产，常转破坏活动。如农业生产中追求高产，常推广遗传基础狭窄单一品种，造成病害、推广遗传基础狭窄单一品种，造成病害、虫害频繁发生。而且经常造成大量天生物虫害频繁发生。而且经常造成大量天生物种灭绝。种灭绝。第16页消费者消费者是直接或间接地利用生产者所是直接或间接地利用生产者所制造有机物作为食物和能源，不能直接利制造有机物作为食物和能源，不能直接利用太阳能和无机态营养元素生物，包含草用太阳能和无机态营养元素生物，包含草食动物、肉食动物、寄生生物和腐食动物。食动物、肉食动物、寄生生物和腐食动物。消费者以动物为主。异养生物消费者以动物为主。异养生物消费者按其取食对象能够分为几个等消费者按其取食对象能够分为几个等级：草食动物为一级消费者，肉食动物为级：草食动物为一级消费者，肉食动物为次级消费者（二级消费者或三级消费者）次级消费者（二级消费者或三级消费者）等等。杂食动物既是一级消费者，又是次等等。杂食动物既是一级消费者，又是次级消费者。级消费者。第17页分解者分解者是指全部能够把有机物分解为是指全部能够把有机物分解为简单无机物生物，它们主要是各种细菌和简单无机物生物，它们主要是各种细菌和部分真菌。部分真菌。分解者以动植物残体或排泄物中有机分解者以动植物残体或排泄物中有机物作为食物和能量起源，经过它们新陈代物作为食物和能量起源，经过它们新陈代谢作用，有机物被分解为无机物并最终还谢作用，有机物被分解为无机物并最终还原为植物能够利用营养物。原为植物能够利用营养物。第18页消费者和分解者都不能够直接利用消费者和分解者都不能够直接利用太阳能和物理环境中无机营养元素，太阳能和物理环境中无机营养元素，我们称它们为我们称它们为异养生物异养生物。物理环境（太阳能、水、空气、物理环境（太阳能、水、空气、无机营养元素）、生产者和分解者是无机营养元素）、生产者和分解者是生态系统缺一不可组成部分，而消费生态系统缺一不可组成部分，而消费者是可有可无。者是可有可无。第19页3、生态系统类型生态系统类型（1）、依据生态系统形成原动力和影响）、依据生态系统形成原动力和影响力力（2）、依据环境性质）、依据环境性质生态系统主要形式生态系统主要形式森林生态系统森林生态系统草原生态系统草原生态系统海洋生态系统海洋生态系统湿地生态系统湿地生态系统农田生态系统农田生态系统第20页（二）、生态系统功效（二）、生态系统功效1、生态系统中能量流动、生态系统中能量流动2、生态系统中物质循环、生态系统中物质循环3、生态系统中信息传递、生态系统中信息传递第21页1、生态系统中能量流动、生态系统中能量流动第22页1、生态系统中能量流动、生态系统中能量流动（1）、规律：）、规律：热力学第一定律热力学第一定律热力学第二定律热力学第二定律十分之一定律；十分之一定律；能量流动是单一方向。能量流动是单一方向。（2）、能量流动渠道：食物链和食物网）、能量流动渠道：食物链和食物网（3）、生态金字塔）、生态金字塔第23页热力学第一定律；热力学第一定律；在生态系统中，能量形式不停转换，如太阳在生态系统中，能量形式不停转换，如太阳辐射能，经过绿色植物光合作用转变为存在于有辐射能，经过绿色植物光合作用转变为存在于有机物质化学键中化学潜能；动物经过消耗本身体机物质化学键中化学潜能；动物经过消耗本身体内贮存化学潜能变成爬、跳、飞、游机械能。能内贮存化学潜能变成爬、跳、飞、游机械能。能量既不能创生，也不会毁灭，只能按严格当量百量既不能创生，也不会毁灭，只能按严格当量百分比由一个形式转变为另一个形式。所以，对于分比由一个形式转变为另一个形式。所以，对于生态系统中能量转换和传递过程，都能够依据热生态系统中能量转换和传递过程，都能够依据热力学第一定律进行定量，并列出平衡式和编制能力学第一定律进行定量，并列出平衡式和编制能量平衡表。量平衡表。第24页热力学第二定律：热力学第二定律：表示相关能量传递方向和转换效率规律。表示相关能量传递方向和转换效率规律。能量流动特点是：能量流动特点是：十分之一定律：能量在生态系统中流动，十分之一定律：能量在生态系统中流动，是沿着生产者和各级消费者次序逐层被降是沿着生产者和各级消费者次序逐层被降低；低；能量流动是单一方向。能量流动是单一方向。第25页能量在生态系统中流动，大部分被各个营养能量在生态系统中流动，大部分被各个营养级生物利用，经过呼吸作用以热形式散失。散级生物利用，经过呼吸作用以热形式散失。散失到空间热能不能再回到生态系统参加流动。失到空间热能不能再回到生态系统参加流动。因为至今还未发觉以热能作为能源合成有机物因为至今还未发觉以热能作为能源合成有机物生物。生物。从太阳辐射能到被生产者固定，再经草食动从太阳辐射能到被生产者固定，再经草食动物，到肉食动物，再到大型肉食动物，能量是物，到肉食动物，再到大型肉食动物，能量是逐层递减过程，这是因为：逐层递减过程，这是因为：（1）各营养级消费者不可能百分之百地利用）各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级生物量；前一营养级生物量；（2）各营养级同化作用也不是百分之百，总）各营养级同化作用也不是百分之百，总有一部分不被同化；有一部分不被同化；（3）生物在维持生命过程中进行新陈代谢，）生物在维持生命过程中进行新陈代谢，总要消耗一部分能量。总要消耗一部分能量。第26页光能光能 生产者生产者 呼吸呼吸分解者分解者 草食动物草食动物 肉食动物肉食动物 分解者分解者图：生态系统能量流动模式图图：生态系统能量流动模式图第27页（2）、能量流动渠道）、能量流动渠道第28页（2）、能量流动渠道）、能量流动渠道食物链和食物网食物链和食物网生态系统中贮存在有机物中化学能，经生态系统中贮存在有机物中化学能，经过一系列吃与被吃关系，把生物与生物紧过一系列吃与被吃关系，把生物与生物紧密地联络起来，这种生物组员之间以食物密地联络起来，这种生物组员之间以食物营养关系彼此联络起来序列，称为营养关系彼此联络起来序列，称为食物链食物链(Foodchain)。食物链中每一个生物组员称为营养级食物链中每一个生物组员称为营养级（trophiclevel）。普通食物链都是由）。普通食物链都是由45个步骤组成，如鹰捕蛇、蛇吃小鸟、小鸟个步骤组成，如鹰捕蛇、蛇吃小鸟、小鸟捉昆虫，昆虫吃草。简单食物链是由捉昆虫，昆虫吃草。简单食物链是由3个步个步骤组成，如草骤组成，如草兔兔狐狸。狐狸。第29页食物链分成四种类型：食物链分成四种类型：1）捕食食物链：草原上青草）捕食食物链：草原上青草野兔野兔狐狸狐狸狼；在湖泊中藻类甲壳类小鱼大鱼。狼；在湖泊中藻类甲壳类小鱼大鱼。2）碎食食物链：碎食物）碎食食物链：碎食物碎食物消费者小型碎食物消费者小型肉食性动物大型肉食性动物。在森林中，有肉食性动物大型肉食性动物。在森林中，有90%净生产是以食物碎食方式被消耗。净生产是以食物碎食方式被消耗。3）寄生性食物链：由宿主和寄生物组成。哺乳）寄生性食物链：由宿主和寄生物组成。哺乳动物或鸟类跳蚤动物或鸟类跳蚤原物动物原物动物细菌病毒。细菌病毒。4）腐生性食物链：以动、植物遗体为食物链起）腐生性食物链：以动、植物遗体为食物链起点，腐烂动、植物遗体被土壤或水体中微生物分点，腐烂动、植物遗体被土壤或水体中微生物分解利用，后者与前者是腐生性关系。解利用，后者与前者是腐生性关系。第30页在生态系统中各类食物链含有以下特点：在生态系统中各类食物链含有以下特点：1）在同一个食物链中，常包含有食性和其它生）在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不相同各种生物。活习性极不相同各种生物。2）在同一个生态系统中，可能有多条食物链，）在同一个生态系统中，可能有多条食物链，它们长短不一样，营养级数目不等。它们长短不一样，营养级数目不等。3）在不一样生态系统中，各类食物链比重不一）在不一样生态系统中，各类食物链比重不一样。样。4）在任一生态系统中，各类食物链总是协同起）在任一生态系统中，各类食物链总是协同起作用。作用。第31页食物网（食物网（Foodweb）生态系统中食物营养关系很复杂。因生态系统中食物营养关系很复杂。因为一个生物经常以各种食物为食，而同一为一个生物经常以各种食物为食，而同一个食物又经常为各种消费者取食，于是食个食物又经常为各种消费者取食，于是食物链交织起来，多条食物链相联，形成了物链交织起来，多条食物链相联，形成了食物网。食物网不但维持着生态系统相对食物网。食物网不但维持着生态系统相对平衡，并推进着生物进化，成为自然界发平衡，并推进着生物进化，成为自然界发展演变动力。这种以营养为纽带，把生物展演变动力。这种以营养为纽带，把生物与环境、生物与生物紧密联络起来结构，与环境、生物与生物紧密联络起来结构，称为生态系统营养结构。称为生态系统营养结构。第32页物种降低是人类灾难物种降低是人类灾难因为食物链作用，地球上每消失一个植因为食物链作用，地球上每消失一个植物，往往有物，往往有1030种依附于这种植物动物种依附于这种植物动物和微生物也随之消失。每一物种丧失降低和微生物也随之消失。每一物种丧失降低了自然和人类适应改变条件选择余地。生了自然和人类适应改变条件选择余地。生物多样性降低，必将恶化人类生存环境，物多样性降低，必将恶化人类生存环境，限制人类生存发展机会选择，甚至严重威限制人类生存发展机会选择，甚至严重威胁人类生存与发展。胁人类生存与发展。第33页（3）、生态金字塔）、生态金字塔生态系统中各种生物量按照能量流方生态系统中各种生物量按照能量流方向沿食物链递减，处于最基层绿色植物量向沿食物链递减，处于最基层绿色植物量最多，其次是草食动物，再次为各级肉食最多，其次是草食动物，再次为各级肉食动物，处于顶级生物量最少，形成一个生动物，处于顶级生物量最少，形成一个生态金字塔。只有当生态系统生产能量与消态金字塔。只有当生态系统生产能量与消耗能量大致相等时，生态系统结构才能维耗能量大致相等时，生态系统结构才能维持相对稳定状态，不然生态系统结构就会持相对稳定状态，不然生态系统结构就会发生猛烈改变。发生猛烈改变。第34页数量金字塔数量金字塔生物量金字塔生物量金字塔能量金字塔能量金字塔第35页食物链利用食物链利用生物防治，简单说，就是以虫治虫，生物防治，简单说，就是以虫治虫，以一个生物治另一个生物。它是降低杂草以一个生物治另一个生物。它是降低杂草和害虫等有害生物种群密度一个方法。它和害虫等有害生物种群密度一个方法。它利用了生物物种间相互关系，以一个或一利用了生物物种间相互关系，以一个或一类生物抑制另一个或另一类生物。它最大类生物抑制另一个或另一类生物。它最大优点是不污污环境，是农药等非生物防治优点是不污污环境，是农药等非生物防治病虫害方法所不能比。病虫害方法所不能比。第36页利用天敌防治。利用天敌防治。每种害虫都有一个或几个天敌。每种害虫都有一个或几个天敌。预计全世界生产农药一年耗资最少预计全世界生产农药一年耗资最少200亿美亿美元。提倡利用益虫吃害虫以虫治虫和用其它天元。提倡利用益虫吃害虫以虫治虫和用其它天然方法消除害虫。然方法消除害虫。小菜娥天敌蜂很小，不用放大镜是难以看小菜娥天敌蜂很小，不用放大镜是难以看见它。它在产卵时，会把卵下在小菜蛾幼虫体见它。它在产卵时，会把卵下在小菜蛾幼虫体内。当蜂卵孵化成幼蜂时，幼蜂便会吃掉小菜内。当蜂卵孵化成幼蜂时，幼蜂便会吃掉小菜蛾幼虫，假如把一个惯用不污染环境天然杀虫蛾幼虫，假如把一个惯用不污染环境天然杀虫剂与这种以虫治虫方法一起使用，效果更佳。剂与这种以虫治虫方法一起使用，效果更佳。第37页利用作物对病虫害抗性防治。利用作物对病虫害抗性防治。即选育含有抗性作物品种防治病虫害，即选育含有抗性作物品种防治病虫害，如选育抗马铃薯晚疫病马铃薯品种、抗如选育抗马铃薯晚疫病马铃薯品种、抗麦杆蝇小麦品种等。麦杆蝇小麦品种等。另外，利用耕作方法防治、利用不育另外，利用耕作方法防治、利用不育昆虫防治和遗传防治等也取得了成功。昆虫防治和遗传防治等也取得了成功。利用生物防治病虫害，不污染环境，利用生物防治病虫害，不污染环境，不影响人类健廉，含有辽阔发展前景。不影响人类健廉，含有辽阔发展前景。第38页2、生态系统中物质循环、生态系统中物质循环第39页生态系统中物质循环：是指地球上各种化学生态系统中物质循环：是指地球上各种化学元素，从周围环境到生物体，再从生物体回到元素，从周围环境到生物体，再从生物体回到周围环境周期性循环。周围环境周期性循环。能量流动和物质循环是生态系统两个基本过能量流动和物质循环是生态系统两个基本过程，它们使生态系统各个营养级之间和各种组程，它们使生态系统各个营养级之间和各种组成成份之间组织为一个完整功效单位。不过能成成份之间组织为一个完整功效单位。不过能量流动和物质循环性质不一样，能量流经生态量流动和物质循环性质不一样，能量流经生态系统最终以热形式消散，能量流动是单方向，系统最终以热形式消散，能量流动是单方向，所以生态系统必须不停地从外界取得能量；而所以生态系统必须不停地从外界取得能量；而物质流动是循环式，各种物质都能以可被植物物质流动是循环式，各种物质都能以可被植物利用形式重返环境。同时二者又是亲密相关不利用形式重返环境。同时二者又是亲密相关不可分割。可分割。第40页大气圈中二氧化碳周转时间大约是大气圈中二氧化碳周转时间大约是一年左右一年左右(光合作用从大气圈中移走光合作用从大气圈中移走二氧化碳二氧化碳)；分子氮周转时间则需；分子氮周转时间则需100万年万年(主要是生物固氮作用将氮分子主要是生物固氮作用将氮分子转化为氨氮为生物所利用转化为氨氮为生物所利用)；水周转；水周转时间为时间为10.5d；在海洋中，钠最长，约在海洋中，钠最长，约2.06亿年。亿年。第41页在生态系统中，物质从物理环境开在生态系统中，物质从物理环境开始，经生产者、消费者和分解者，又始，经生产者、消费者和分解者，又回到物理环境，完成一个由简单无机回到物理环境，完成一个由简单无机物到各种高能有机化合物，最终又还物到各种高能有机化合物，最终又还原为简单无机物生态循环。在这个循原为简单无机物生态循环。在这个循环过程中，物质是能量运载工具，又环过程中，物质是能量运载工具，又是有机体维持生命活动结构基础。是有机体维持生命活动结构基础。第42页依据物质循环线路和周期长短：依据物质循环线路和周期长短：生物小循环生物小循环地球大循环地球大循环依据循环物质形态和存库：依据循环物质形态和存库：气象循环：氧、碳、水气象循环：氧、碳、水沉积循环：磷、钙、钠、钾沉积循环：磷、钙、钠、钾水循环水循环氮循环氮循环碳碳-氧循环氧循环第43页第44页有毒物质循环有毒物质循环某种物质进入生态系统后在一定时间内直接某种物质进入生态系统后在一定时间内直接或间接地有害于人或生物时，就称为有毒物质或间接地有害于人或生物时，就称为有毒物质或污染物。有毒物质种类繁多，它们进入生态或污染物。有毒物质种类繁多，它们进入生态系统路径也是各种多样，有些被人们直接抛弃系统路径也是各种多样，有些被人们直接抛弃到环境中，有经过冶炼、加工制造、化学品贮到环境中，有经过冶炼、加工制造、化学品贮存与运输以及日常生活、农事操作等过程而进存与运输以及日常生活、农事操作等过程而进入生态系统。入生态系统。有毒物质进入生态系统后，就会沿着食物链有毒物质进入生态系统后，就会沿着食物链在生物体内富集浓缩，愈是上面营养级，生物在生物体内富集浓缩，愈是上面营养级，生物体内有毒物质残留浓度愈高。所以，应尽可能体内有毒物质残留浓度愈高。所以，应尽可能防止有毒物质进入食物链。防止有毒物质进入食物链。第45页水体中水体中DTT浓度约为浓度约为0.00005ppm浮游生物浮游生物0.04ppm刚毛藻刚毛藻0.08ppm网茅网茅0.33ppm螺螺0.26ppm蛤蛤0.42ppm鱼鱼1.24ppm燕鸥燕鸥3.42ppm河鸥幼体河鸥幼体55.3ppm成体成体18.5ppm秋沙鸭秋沙鸭22.8ppm鹭鸟鹭鸟26.4ppm银鸥银鸥75.5ppm图图：DDT在食物链中生物放大在食物链中生物放大第46页推进生物圈和各级生态系统物质循环推进生物圈和各级生态系统物质循环动力，是能量在食物链中传递，即能量流。动力，是能量在食物链中传递，即能量流。与物质循环运动不一样是，能量流是单向，与物质循环运动不一样是，能量流是单向，它从植物吸收太阳能开始，经过食物链逐它从植物吸收太阳能开始，经过食物链逐层传递，直至食物链最终一环。在每一环层传递，直至食物链最终一环。在每一环能量转移过程中都有一部分能量被有机体能量转移过程中都有一部分能量被有机体用来推进本身生命活动（新陈代谢），随用来推进本身生命活动（新陈代谢），随即变为热能耗散在物理环境中。即变为热能耗散在物理环境中。第47页3、生态系统中信息传递、生态系统中信息传递（1）、营养信息）、营养信息（2）、化学信息）、化学信息（3）、物理信息）、物理信息（4）、行为信息）、行为信息第48页生态系统除了能量流动、物质循环外，生态系统除了能量流动、物质循环外，还存在着众多信息联络。在生态系统各个还存在着众多信息联络。在生态系统各个组成组员之间及各个组员内部都存在着信组成组员之间及各个组员内部都存在着信息交流，彼此间进行着信息传递。这种信息交流，彼此间进行着信息传递。这种信息传递又称为信息流。息传递又称为信息流。生物信息传递、生物信息传递、接收和感应特征是长久进化结果。信息传接收和感应特征是长久进化结果。信息传递目标就是要使接收端取得一个与发送端递目标就是要使接收端取得一个与发送端相同复现消息，包含全部内容与特征。相同复现消息，包含全部内容与特征。第49页物理信息：物理信息：光信息：光信息对植物生长、发育、形态建光信息：光信息对植物生长、发育、形态建成极其主要。如黑暗中生长马铃薯或豌豆黄化成极其主要。如黑暗中生长马铃薯或豌豆黄化苗幼苗，在生长过程中，每昼夜只需曝光苗幼苗，在生长过程中，每昼夜只需曝光510分钟，便可使幼苗形态转为正常。又如烟草种分钟，便可使幼苗形态转为正常。又如烟草种子萌发时必需有光信息。子萌发时必需有光信息。声信息：声波在生物体中传输时，将对生物声信息：声波在生物体中传输时，将对生物体本身产生某种影响，如声波能使种子表皮松体本身产生某种影响，如声波能使种子表皮松软乃至破裂，以提升吸水率，促进新陈代谢，软乃至破裂，以提升吸水率，促进新陈代谢，从而提升发芽率从而提升发芽率。接触信息：生物与环境接触而感知到环境信接触信息：生物与环境接触而感知到环境信息。如有些生物能感知到电存在。息。如有些生物能感知到电存在。第50页化学信息：化学信息：生物在其代谢过程中会分泌出一些物质，如酶、维生物在其代谢过程中会分泌出一些物质，如酶、维生素、生长素、抗生素、性引诱剂和促老激素等，经生素、生长素、抗生素、性引诱剂和促老激素等，经外分泌或挥发作用散发出来，被其它生物所接收而传外分泌或挥发作用散发出来，被其它生物所接收而传递。递。这种含有信息作用化学物质很多，主要是次生代谢这种含有信息作用化学物质很多，主要是次生代谢物，如生物碱、萜类、黄酮类以及各种甙类、芳香族物，如生物碱、萜类、黄酮类以及各种甙类、芳香族化合物等。次生代谢产物在植物和食草动物之间信息化合物等。次生代谢产物在植物和食草动物之间信息传递，表现为威慑作用、诱引作用。如有些植物体散传递，表现为威慑作用、诱引作用。如有些植物体散发出气味和花颜色对昆虫或其它动物有吸引作用；鸟发出气味和花颜色对昆虫或其它动物有吸引作用；鸟类和爬行动物常避开含强心甙、生物碱、单宁和一些类和爬行动物常避开含强心甙、生物碱、单宁和一些萜类植物。萜类植物。第51页营养信息：营养信息：营养信息就是在食物链中某一营养级生物因营养信息就是在食物链中某一营养级生物因为种种原因而变少了，另一营养级生物就发出为种种原因而变少了，另一营养级生物就发出信号，同级生物感知这个信号就进行迁移以适信号，同级生物感知这个信号就进行迁移以适应新环境。应新环境。行为信息：行为信息：也是借光、声及化学物质等信息传递，同类也是借光、声及化学物质等信息传递，同类生物相迁时常表现各种有趣行为信息传递。如生物相迁时常表现各种有趣行为信息传递。如草原上鸟，当出现敌情时，雄鸟急速起飞，扇草原上鸟，当出现敌情时，雄鸟急速起飞，扇动两翅，给雌鸟发出警报。动两翅，给雌鸟发出警报。第52页生态系统中能量流和物质流经过个体生态系统中能量流和物质流经过个体与个体之间，种群与种群之间，生物与与个体之间，种群与种群之间，生物与环境之间信息传递协调。动物之间信息环境之间信息传递协调。动物之间信息传递是经过其神经系统和内分泌系统进传递是经过其神经系统和内分泌系统进行，决定着生物取食、居住、社会行为、行，决定着生物取食、居住、社会行为、防护、性行为等一切过程。防护、性行为等一切过程。第53页信息在农业生态系统中应用信息在农业生态系统中应用农业生态系统和自然生态系统一样，农业生态系统和自然生态系统一样，含有各种各样信息传递。其中最主要信息含有各种各样信息传递。其中最主要信息是科学技术。依据热力学第一定律，物质是科学技术。依据热力学第一定律，物质和能量是守恒，既不能创造也不能毁灭，和能量是守恒，既不能创造也不能毁灭，人们只能利用人们只能利用势差势差。但在农业生态系统。但在农业生态系统中加入科学技术这个生产力后，能够提升中加入科学技术这个生产力后，能够提升物质利用率和能量转化率。物质利用率和能量转化率。第54页光信息在农业生态系统中应用光信息在农业生态系统中应用利用光信息调整和控制生物发生发展。比利用光信息调整和控制生物发生发展。比如，利用各种昆虫趋光特点进行诱杀。昆虫都如，利用各种昆虫趋光特点进行诱杀。昆虫都有趋光特点，但不一样昆虫对各种光波长反应有趋光特点，但不一样昆虫对各种光波长反应不完全相同，所以可用不一样光来诱杀害虫。不完全相同，所以可用不一样光来诱杀害虫。各种害虫活动时间不一样，水稻二化螟、三化各种害虫活动时间不一样，水稻二化螟、三化螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食心虫、小地蚕螟、玉米螟、棉红铃虫、梨小食心虫、小地蚕等，都在等，都在22时时30分至分至4时时30分活动盛行。草木分活动盛行。草木蛾、桃褐斑夜蛾及葡萄实紫褐夜蛾，都在夜间蛾、桃褐斑夜蛾及葡萄实紫褐夜蛾，都在夜间飞入果园刺吸果汁，所以夜间点灯诱杀效果好。飞入果园刺吸果汁，所以夜间点灯诱杀效果好。第55页化学信息在农业生态系统中应用化学信息在农业生态系统中应用自然界生物一些行为是由少许化学物质刺激自然界生物一些行为是由少许化学物质刺激引发，如粘虫成虫含有趋光性，对蜡味尤其敏引发，如粘虫成虫含有趋光性，对蜡味尤其敏感。生产上就利用这一点，在杀菌剂中调以蜡感。生产上就利用这一点，在杀菌剂中调以蜡类物以诱杀之。类物以诱杀之。声信息在农业生态系统中应用声信息在农业生态系统中应用用一定频率声波处理蔬菜、谷类作物及树木用一定频率声波处理蔬菜、谷类作物及树木等种子，能够提升发芽率，取得增产。法国园等种子，能够提升发芽率，取得增产。法国园艺家用耳机套在番茄上，让它天天艺家用耳机套在番茄上，让它天天观赏观赏三小三小时音乐，结果番茄重达时音乐，结果番茄重达2.5kg。前苏联、美国也。前苏联、美国也有类似报道。有类似报道。第56页（三）、生态平衡与失调（三）、生态平衡与失调1、生态系统平衡、生态系统平衡动态、发展动态、发展2、生态系统自我调整能力与失调、生态系统自我调整能力与失调3、影响生态平衡原因、影响生态平衡原因第57页1、生态系统平衡、生态系统平衡（Ecologicalequilibrium,ecologicalbalance）指一个生态系统在特定时间内状态，指一个生态系统在特定时间内状态，在这种状态下，其结构和功效相对稳定，在这种状态下，其结构和功效相对稳定，物质与能量输入输出靠近平衡，在外来干物质与能量输入输出靠近平衡，在外来干扰下，经过自然调整（或人为调控）能恢扰下，经过自然调整（或人为调控）能恢复原初稳定状态。复原初稳定状态。第58页生态平衡概念包含两方面含义：生态平衡概念包含两方面含义：生态平衡是生态系统长久进化所形成一个生态平衡是生态系统长久进化所形成一个动态平衡，它是建立在各种成份结构运动特征动态平衡，它是建立在各种成份结构运动特征及其相互关系基础上；及其相互关系基础上；生态平衡反应了生态系统内生物与生物、生态平衡反应了生态系统内生物与生物、生物与环境之间相互关系所表现出来稳态特征，生物与环境之间相互关系所表现出来稳态特征，一个地域生态平衡是由该生态系统结构和功效一个地域生态平衡是由该生态系统结构和功效统一表达。统一表达。第59页生态系统平衡主要标志是：生态系统中能量和物质输入输出必须相对平衡；生产者、消费者、分解者应构成完整营养结构。生物种类和数目要保持相对稳定。生态平衡是指生态系统内两个方面稳定：一方面是生物种类（即生物、植物、微生物、有机物）组成和数量比例相对稳定；其次是非生物环境（包括空气、阳光、水、土壤等）保持相对稳定。生态平衡是一种动态平衡。比如，生物个体会不停发生更替，但总体上看系统保持稳定，生物数量没有剧烈变化。第60页生态系统中能量流和物质循环在通常情况下生态系统中能量流和物质循环在通常情况下（没有受到外力猛烈干扰）总是平稳地进行着，（没有受到外力猛烈干扰）总是平稳地进行着，与此同时生态系统结构也保持相正确稳定状态。与此同时生态系统结构也保持相正确稳定状态。生态平衡最显著表现就是系统中物种数量和生态平衡最显著表现就是系统中物种数量和种群规模相对平稳。当然，生态平衡是一个动种群规模相对平稳。当然，生态平衡是一个动态平衡，即它各项指标，如生产量、生物种类态平衡，即它各项指标，如生产量、生物种类和数量，都不是固定在某一水平，而是在某个和数量，都不是固定在某一水平，而是在某个范围内往返改变。这同时也表明生态系统含有范围内往返改变。这同时也表明生态系统含有自我调整和维持平衡状态能力。自我调整和维持平衡状态能力。第61页2、生态系统自我调整能力与失调、生态系统自我调整能力与失调生态系统是个耗散结构开放系统，在系统内生态系统是个耗散结构开放系统，在系统内经过一系列反馈作用，对外界干扰进行内部结经过一系列反馈作用，对外界干扰进行内部结构与功效调整，以保持系统稳定与平衡能力，构与功效调整，以保持系统稳定与平衡能力，成为生态系统自我调整能力。成为生态系统自我调整能力。生态平衡失调和破坏：当外来干扰超越生态生态平衡失调和破坏：当外来干扰超越生态系统自我调整能力，而不能恢复到原初状态现系统自我调整能力，而不能恢复到原初状态现象谓之生态失调，或生态平衡破坏。象谓之生态失调，或生态平衡破坏。第62页生态系统一旦失去平衡，会发生非常严重连生态系统一旦失去平衡，会发生非常严重连锁性后果。比如，五十年代我国曾发起把麻雀锁性后果。比如，五十年代我国曾发起把麻雀作为作为“四害四害”来毁灭运动。可是在大量捕杀了麻来毁灭运动。可是在大量捕杀了麻雀之后几年里，却出现了严重虫灾，使农业生雀之后几年里，却出现了严重虫灾，使农业生产受到巨大损失。麻雀是吃害虫好手。毁灭了产受到巨大损失。麻雀是吃害虫好手。毁灭了麻雀，害虫没有了天敌，就大肆繁殖起来、造麻雀，害虫没有了天敌，就大肆繁殖起来、造成了虫灾发生、农田绝收一系列惨痛后果。成了虫灾发生、农田绝收一系列惨痛后果。生态系统平衡往往是大自然经过了很长时间生态系统平衡往往是大自然经过了很长时间才建立起来动态平衡。一旦受到破坏，有些平才建立起来动态平衡。一旦受到破坏，有些平衡就无法重建了，带来恶果可能是人努力无法衡就无法重建了，带来恶果可能是人努力无法填补。所以人类要尊重生态平衡，帮助维护这填补。所以人类要尊重生态平衡，帮助维护这个平衡，而绝不要轻易去破坏它。个平衡，而绝不要轻易去破坏它。第63页当生态系统某个要素出现功效异常时，其产当生态系统某个要素出现功效异常时，其产生影响就会被系统作出调整所抵消。生态系统生影响就会被系统作出调整所抵消。生态系统能量流和物质循环以各种渠道进行着，假如某能量流和物质循环以各种渠道进行着，假如某一渠道受阻，其它渠道就会发挥赔偿作用。对一渠道受阻，其它渠道就会发挥赔偿作用。对污染物入侵，生态系统表现出一定自净能力，污染物入侵，生态系统表现出一定自净能力，也是系统调整结果。也是系统调整结果。生态系统结构越复杂，能量流和物质循环路生态系统结构越复杂，能量流和物质循环路径越多，其调整能力，或者抵抗外力影响能力，径越多，其调整能力，或者抵抗外力影响能力，就越强。反之，结构越简单，生态系统维持平就越强。反之，结构越简单，生态系统维持平衡能力就越弱。衡能力就越弱。农田和果园生态系统是脆弱生态系统例子。农田和果园生态系统是脆弱生态系统例子。第64页自然界任何物种都必须同时具备自然界任何物种都必须同时具备“自主生长自主生长”与与“自我保护自我保护”两种能力。二者缺一不可。两种能力。二者缺一不可。德国谚语：德国谚语：“蜜蜂盗花，结果却使花开得更茂盛蜜蜂盗花，结果却使花开得更茂盛”。有些人甚至怀疑罂粟花会不会让昆虫成为。有些人甚至怀疑罂粟花会不会让昆虫成为“瘾君瘾君子子”，好长久为它工作。，好长久为它工作。防卫各有绝招：有长刺，有含毒，有恶臭，有干防卫各有绝招：有长刺，有含毒，有恶臭，有干脆以极大繁殖力，产下成千上万后代，只要有一、二脆以极大繁殖力，产下成千上万后代，只要有一、二成活就不会绝种。凭借着天赐本事，在天敌存在环境成活就不会绝种。凭借着天赐本事，在天敌存在环境里，每个物种才能有效地抵抗各种侵害，在大自然中里，每个物