生命科学生态与环境——生命世界的和谐生存.pptx

第七章第七章 生命世界的生存规则生命世界的生存规则环境与生态环境与生态生态系统生态系统 概念概念、组分组分、食物链食物链、食物网、食物网、种类种类 生态系统的生态系统的能流能流、物流物流、信息流信息流 生态系统生态系统生物生产力生物生产力概述概述 生态平衡及调控生态平衡及调控对环境与生态的影响对环境与生态的影响 人类活动对环境的影响：人类活动对环境的影响：毒化的天空毒化的天空、水体水体人人类的垃圾桶类的垃圾桶、土地在呼救土地在呼救、变小的绿肺变小的绿肺、臭氧空洞臭氧空洞、温室效应温室效应人类活动对生态系统的影响人类活动对生态系统的影响生态系统生态系统生物群落与生存环境之间以及生物种群生物群落与生存环境之间以及生物种群之间密切联系、相互作用，通过物质交之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转换和信息传递成为占据一定换、能量转换和信息传递成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体。动态平衡整体。组分组分生物组分：生产者、消费者、分解者生物组分：生产者、消费者、分解者环境组分：辐射、大气、水体、土体环境组分：辐射、大气、水体、土体食物链食物链食物链：生物成员间以食物营养关系彼此联系起来的序食物链：生物成员间以食物营养关系彼此联系起来的序列。每一类生物列。每一类生物营养级。营养级。类型：类型：捕食食物链：活活，草兔狐狸狼捕食食物链：活活，草兔狐狸狼碎食食物链：以碎食为起点，碎食物小型肉食性动物碎食食物链：以碎食为起点，碎食物小型肉食性动物大型肉食性动物。大型肉食性动物。寄生性食物链：寄生，哺乳动物跳蚤原生动物细寄生性食物链：寄生，哺乳动物跳蚤原生动物细菌病毒。菌病毒。腐生性食物链：以动、植物的遗体为起点。腐生性食物链：以动、植物的遗体为起点。生态系统种类生态系统种类生物圈生物圈 20km20km陆地生态系统：森林、草原、山地、农田陆地生态系统：森林、草原、山地、农田淡水生态系统：河流、湖泊、水库淡水生态系统：河流、湖泊、水库海洋生态系统：海岸、河口、浅海、大洋海洋生态系统：海岸、河口、浅海、大洋据人类干预程度：自然、半自然（农田）、据人类干预程度：自然、半自然（农田）、人工（城市）人工（城市）能流能流辐射能、化学能、机械能、电能、生物能辐射能、化学能、机械能、电能、生物能热力学定律：热力学定律：热力学第一定律：能量守恒热力学第一定律：能量守恒热力学第二定律：能量传递方向活转换效率，热力学第二定律：能量传递方向活转换效率，熵：系统热量被温度除后的商。熵：系统热量被温度除后的商。在封闭系统中，熵增大；开放系统中熵变化。在封闭系统中，熵增大；开放系统中熵变化。生态系统中：通过光合，引入负熵，通过呼吸把正熵转生态系统中：通过光合，引入负熵，通过呼吸把正熵转出环境。熵增大的过程是老化的过程。出环境。熵增大的过程是老化的过程。能量转化效率活生态金字塔能量转化效率活生态金字塔能量转化效率：一级固定能量与前一级能量之比能量转化效率：一级固定能量与前一级能量之比十分之一定律：十分之一被转化，之九被消耗十分之一定律：十分之一被转化，之九被消耗生态效率：各能级之比生态效率：各能级之比生态金字塔：塔型分布生态金字塔：塔型分布生态系统物质循环生态系统物质循环循环的基本原理：物质不灭和质能守恒。循环的基本原理：物质不灭和质能守恒。生物地球化学循环：气相型（大气、海洋）、沉积型生物地球化学循环：气相型（大气、海洋）、沉积型地质大循环：大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈地质大循环：大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈闭合闭合循环循环生物小循环：元素经吸收、同化、异化、回归自然界生物小循环：元素经吸收、同化、异化、回归自然界开放式开放式循环循环生物浓缩：生物体内浓度高于环境生物浓缩：生物体内浓度高于环境生物富集生物富集碳循环、氮循环碳循环、氮循环水循环：植物水循环：植物9595的水蒸腾，的水蒸腾，5 5光合作用和维持渗透压。光合作用和维持渗透压。冰川周转期：冰川周转期：86008600年，地下水：年，地下水：50005000年，江河：年，江河：11.411.4天，植物：天，植物：2 23 3天。丰茂的森林截留降水天。丰茂的森林截留降水3030.影响：降雨量、径流量、蒸发量、植被截流量自然蓄水量影响：降雨量、径流量、蒸发量、植被截流量自然蓄水量信息流信息流信息：实现世界物质客体间相互联系的形式信息：实现世界物质客体间相互联系的形式信息过程基本环节：信源、信道、信宿信息过程基本环节：信源、信道、信宿种类：种类：物理信息：光、声、接触物理信息：光、声、接触化学信息：酶、维生素、生长素、抗生素、性引诱剂化学信息：酶、维生素、生长素、抗生素、性引诱剂营养信息：因食物链而改变营养信息：因食物链而改变行为信息：雄鸟急飞、振翅行为信息：雄鸟急飞、振翅给雌鸟发出警报给雌鸟发出警报特征：传扩性、永续性、时效性、分享性、转化性特征：传扩性、永续性、时效性、分享性、转化性生态系统信息传递：取食、居住、防卫、性行为、集群生态系统信息传递：取食、居住、防卫、性行为、集群作用作用应用：光周期、性外激素、对应用：光周期、性外激素、对“牛牛”弹琴多产奶弹琴多产奶生态系统生物生产力生态系统生物生产力 生物生产：有机体将能量、物质重新组合成新产品的过生物生产：有机体将能量、物质重新组合成新产品的过程。分为初级生产（光合）、次级生产（同化作用）。程。分为初级生产（光合）、次级生产（同化作用）。生产量：光合作用的数量生产量：光合作用的数量生产率（生产力）：一定时间的转化速率生产率（生产力）：一定时间的转化速率生物量：单位面积内的生物总数量生物量：单位面积内的生物总数量全球生产力分布特点：陆地大、雨林大（占地球面积全球生产力分布特点：陆地大、雨林大（占地球面积5 5，生产量，生产量2323）影响初级生产力影响初级生产力 的因子：阳光、光合途径（的因子：阳光、光合途径（C C3 3小麦小麦、C C4 4玉米高光效玉米高光效、CAMCAM仙人掌）仙人掌）生态平衡生态平衡 生态平衡：一个生态系统在特定的时间内的状态，生态平衡：一个生态系统在特定的时间内的状态，其结构活功能稳定，物质与能量的输入和输出均其结构活功能稳定，物质与能量的输入和输出均衡，在外来干扰下通过调节可恢复原初稳定状态衡，在外来干扰下通过调节可恢复原初稳定状态生态平衡的失调和破坏生态平衡的失调和破坏原因：生物种类成分改变、环境破坏原因：生物种类成分改变、环境破坏解决对策解决对策毒化的天空毒化的天空工业废气、家庭废气、汽车尾气工业废气、家庭废气、汽车尾气森林火灾、火山灰森林火灾、火山灰伦敦烟雾事件：伦敦烟雾事件：19521952年年1212月月5 5日日8 8日，日，40004000人死亡。人死亡。酸雨：酸雨：pHpH小于小于5.65.6，SOSO2 2、NONOX X，我国南方：，我国南方：44.544.5为酸雨为酸雨水体水体人类的垃圾桶人类的垃圾桶水体污染：污染物流入水体，地表径流水体污染：污染物流入水体，地表径流水体富营养化：含磷洗涤剂、化肥、生活污水体富营养化：含磷洗涤剂、化肥、生活污水、工业污水水、工业污水赤潮：富集后，小球藻等引起危害大（毒素、赤潮：富集后，小球藻等引起危害大（毒素、阻碍光合、减少溶解氧）阻碍光合、减少溶解氧）土地在呼救土地在呼救地地球球陆陆地地面面积积：1.481.48亿亿kmkm2 2，可可利利用用1.34 1.34 kmkm2 2，其其中中耕耕地占地占10.810.8，放牧地占，放牧地占22.322.3土地与人口的矛盾：土地与人口的矛盾：人人均均土土地地面面积积减减少少，19751975年年为为0.31hm0.31hm2 2，20002000年年为为0.15 0.15 hmhm2 2；水土流失：土壤变薄水土流失：土壤变薄每每年年沙沙漠漠化化面面积积大大600600万万hmhm2 2，世世界界沙沙漠漠化化的的面面积积占占陆陆地的地的1/31/3。土壤污染：工业污染、酸雨、生活污染、农药土壤污染：工业污染、酸雨、生活污染、农药变小的绿肺变小的绿肺 森森林林作作用用：净净化化空空气气、调调节节大大气气成成分分、涵涵养养水水分分、保保持持水水土土、防防风风固固沙沙大大自自然然的的总总调度室调度室绿肺绿肺破破坏坏森森林林，尤尤其其是是热热带带雨雨林林，后后果果可可怕怕热热带带雨雨林林生生产产量量大大，占占2828。雨雨林林以以每每年年1111万万kmkm2 2的速度被破坏，预计的速度被破坏，预计1010年内消失。年内消失。臭氧空洞臭氧空洞 臭氧臭氧O O3 3，O O2 2的同素异形体，极不稳定，特的同素异形体，极不稳定，特殊的腥臭味。殊的腥臭味。平流层：臭氧层，阻止紫外线射到地面，皮癌，平流层：臭氧层，阻止紫外线射到地面，皮癌，保护作用，保护作用，臭氧空洞：氟利昂臭氧空洞：氟利昂制冷剂、喷务剂。取缔制冷剂、喷务剂。取缔温室效应温室效应 大气中大气中COCO2 2增加，大气温度升高增加，大气温度升高两两极极地地区区气气温温升升高高，全全球球海海平平面面升升高高，沿海淹没危险沿海淹没危险气候异常气候异常 暖冬现象暖冬现象 厄尔尼诺现象厄尔尼诺现象 拉尼那现象拉尼那现象人类活动对生态系统的影响人类活动对生态系统的影响 干涉生物地球化学循环干涉生物地球化学循环生物种类或成分改变，物种灭绝加快生物种类或成分改变，物种灭绝加快生物多样性丧失生物多样性丧失栖息地丧失活片段化栖息地丧失活片段化掠夺式的过度利用掠夺式的过度利用环境污染环境污染农业和林业的品种单一化，丧失对付害虫能力农业和林业的品种单一化，丧失对付害虫能力环境因素的改变：环境污染环境因素的改变：环境污染信息系统改变：性激素信息系统改变：性激素