生态系统1.ppt

第四节生物系统 一 基本概念二 生态系统的结构三 生态金字塔四 生态系统的功能五 生态平衡六 生物圈和人 一 基本概念 生态系统是在一定时间和空间范围内 由生物群落与其无机环境相互作用的一个自然系统 地球上最大的生态系统是生物圈 它包括地球上的全部生物 包括人 及其无机环境 生态系统的特征 是生态学上的一个结构和功能单位 属于生态学上的最高层次 内部具有自我调节 自我组织 自我更新能力的动态系统 池塘生态系统 思考 这个生态系统中有哪些生物和非生物 二 生态系统的结构 1 生态系统的组成成分 生态系统 非生物部分 生物部分 能量 物质 阳光 热能等 空气 水 无机盐等 生产者 主要是绿色植物 消费者 主要是动物 分解者 主要是细菌和真菌 生产者 自养型生物 光能自养型生物 化能自养型生物 如硝化细菌 如绿色植物 消费者 初级消费者 植食性动物 次级消费者 以植食性动物为食的肉食性动物 三级消费者 以小型肉食性动物为食的大型肉食性动物 池塘生态系统 藻类 浮游动物 生产者 消费者 分解者 生态系统各成分之间的关系图 非生物的物质和能量 生产者 消费者 分解者 其中 非生物的物质和能量 生产者 分解者是一个生态系统必不可少成分 生产者是主要成分 分解者为必备成分 生态系统的结构模型 生产者 CO2等 植食性动物 肉食性动物1 肉食性动物2 遗体 粪便等 分解者 无机物 消费者 2 生态系统的营养结构 食物链与食物网 食物链 生物之间由于食物关系而形成的一种联系营养级 一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和 在生态系统的食物网中 凡是以相同的方式获取相同性质食物的植物类群和动物类群可分别称作一个营养级 如绿色植物和所有的自养生物位于食物链的起点 共同构成第一营养级 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 草 蚂蚱 青蛙 蛇 鹰 第五营养级 四级消费者 消费者级别与营养级别有什么关系 消费者级别 营养级别 1 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 次级消费者 三级消费者 初级消费者 生产者 四级消费者 第五营养级 第三营养级 思考 一种生物只能占据一个营养级吗 第二营养级 食物链的类型 碎屑食物链 以碎屑为基础 其构成方式为枯枝落叶 分解者或碎屑 食碎屑动物 小型肉食动物 大型肉食动物 捕食食物链 直接以生产者为基础 继之以植食性动物和肉食性动物 如在草原上 青草 野兔 狐狸 狼 寄生食物链 由宿主和寄生生物构成如哺乳动物 鸟类 跳蚤 细滴虫 细菌 病毒 腐食食物链 腐食食物链以动物尸体为基础 如 动物尸体 俪蝇 数一数 有几条食物链 9条 2 猫头鹰有 种营养级 分别为 3 猫头鹰和蛇的种间关系为 4 第3 4 5 6营养级 竞争 捕食 食物网 许多食物链相互交错连结的复杂营养关系 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 生态金字塔 三 生态金字塔 能量通过各营养级逐渐减少 如果把通过各营养级的能量由低到高画成图 就成为一个金字塔形 称为能量金字塔 特点 越到金字塔的顶端 即营养级越高 的生物其所含的能量越少 因为能量随着从一个营养级至另一个营养级的流动总是逐渐减少的 因此 此类金字塔永远不会倒置 能量金字塔 在顺着营养级序列传递时 大部分用于呼吸以维持生命活动或被分解者利用 只有10 左右输送给下一营养级 能量流动的特点 1 单向流动 即能量流动不可逆 2 能量递减传递的概率为10 到20 取值一般为10 1000公斤浮游植物能转变成100公斤浮游动物 而100公斤浮游动物才能转变成10公斤鱼 而10公斤鱼大致是人长1公斤组织所需要的食物 这条规律称为 十分之一法则 是美国生物学家林德曼提出来的 数量金字塔 以生物的个体数量来表示每一个营养级中生物的总重量的营养级数量关系 数量金字塔一般也是正锥体 有少数情况也会出现倒锥体 树木和昆虫 寄生者和寄主 生物量金字塔 以生物组织的干重表示每一个营养级中生物的总重量的营养级数量关系 一般低营养级的生物量比相应高营养级的生物量要大 但部分生态系统中也会出现低营养级的生物量比相应高营养级的生物量小的情况 呈倒椎形生物量金字塔 海洋生态系统中 浮游植物的个体小 代谢快 生命短 某一时刻调查的生物量常低于浮游动物 类型项目 能量金字塔 数量金字塔 生物量金字塔 形状 象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 一般生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 一般生物量 现存生物有机物的总量 沿食物链流动逐级递减 每一阶含义 食物链中每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物的总生物量 三种生态金字塔的比较 会出现倒置现象 四 生态系统的功能 1 生物量 单位面积上动物 植物或微生物的重量 生物量通常用干重表示 现存量 某一时刻的生物量叫做现存量 2 生产力 在一定时间或阶段内某个种群或群落生产出来的有机物总量 叫生产量或生产力 初级生产 指植物把太阳能转化为化学能的过程 初级生产力 初级生产积累能量的速率就称为初级生产力 通常以单位时间 单位面积内累积的能量或生产的干重来表示 一般用初级生产力来衡量整个生态系统的生产力的高低 初级生产量又可分为 1 总初级生产量在某单位时间内生产者所固定的全部太阳能 2 净初级生产量总初级生产量减掉生产者呼吸消耗后上的数值 生产力随赤道距离增大而降低 它表明温度与辐射的重要性 在陆地以热带雨林的净初级生产量最高 3 次级生产 指除初级生产者以外的其他有机物体的生产 即消费者还原者利用初级生产量进行同化作用 表现为动物和微生物的生长 繁殖和营养物质的存贮等其他生命活动的过程 次级生产量 同化量 呼吸量次级生产量 个体增重 新个体体重量 消费者的生产量都属于次级生产量 4 生态效率 在能量流动过程中 能量的利用效率就叫生态效率 大型动物的生态效率高于小型动物 老年动物的生态效率低于幼年动物 肉食动物的同化效率高于植食动物 原因是植物性食物中难以消化的成分高 食肉动物的净增长率比草食动物的低 因为它们在追捕猎物时要消耗许多能量 食物链越长 损失的能量就越多 5 十分之一定律 指能量从上一个营养级传到下一个营养级的转移效率为10 也就是说 能量在流动过程中有90 的能量损失掉了 这就是营养级不能超过4级的原因 林德曼在水生生态系统和实验室的培养箱的研究中得到的 在其他不同的生态系统中 林德曼效率会有变化 一 能量流动 能量流动的特点 单向流动 逐级递减原因 1 各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级的生物量 总有一部分会自然死亡或被分解者利用 2 各营养级的同化效率也不是百分之百的 总有一部分变成排泄物留于环境中 为分解者所利用 3 各营养级生物要维持自身的生命活动 总要消耗一部分能量 传递效率 10 20 生态系统的能量来源 太阳光能 2 能量流动的起点 生产者 3 流经生态系统的总能量 生产者所固定的太阳能的总量 4 来源 生产者 太阳光能 消费者 前一营养级 分解者 前面各营养级 5 去路 呼吸作用消耗 被下一营养级的生物所利用 被分解者所利用 二 物质循环 组成生物体的C H O N P S等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运动叫生态系统的物质循环 1 水循环 主要环节 蒸发 水汽输送 降水 下渗 径流 外因 太阳辐射能和重力能的双重作用 内因 水在常温常压下的三态转换 根据你对水循环的理解 绘制一个更简单的水循环示意图 蒸发 水汽输送 降水 地表径流 下渗 地下径流 降水 植物蒸腾和蒸发 图中数字代表的水循环各环节是 1 2 3 4 蒸发 水汽输送 降水 地表径流 2 碳循环 主要以二氧化碳的形式进行 光合作用 燃烧 呼吸作用 呼吸作用 分解作用 动植物的遗体和排出物 还有一部分生物遗体没有被分解者分解 转变成为地下的石油和煤 这部分 C 暂时脱离循环 一经开采运到地面燃烧 仍可产生CO2再返回碳循环 总结 碳进入生物群落的途径 碳进入大气的途径 碳在无机环境和生物群落之间循环的形式 碳在生物体间的传递途径 传递形式是 光合作用 化能合成 生产者和消费者的呼吸作用 分解者的分解作用 化学燃料的燃烧 CO2 食物链和食物网 含碳有机物 温室效应 工业化使大气中C02含量逐步提高 C02有保留热量的功能 太阳光射到地面 地面吸收后 又以红外波的形式而重新辐射到空中而为大气中的C02分子所吸收 因而空气才能保持现在的温度 大气中C02含量高了 热能保持多了 气温就要升高 这就是常说的 温室效应 温室效应 温室效应 冰川融化 热带风暴 土地干旱 增加植被措施减少化学燃料的燃烧 温室效应 植树造林 封山育林 退耕还林 节约纸张 不践踏草坪 不使用一次性筷子 开发新能源 鼓励使用太阳能节约用电提倡公交出行 无车日 练习 看图回答问题这是 元素的循环 写出 所示过程的名称 碳 光合作用 呼吸作用 微生物的分解作用 燃烧过程 图中A B C D各是什么生物 A B C D 绿色植物 植食性动物 肉食性动物 腐生细菌 真菌等 4 图中缺少的生理过程是 绿色植物的呼吸作用 3 氮循环 大气中的N2 生物固氮 N2 3H2 2NH3 氨化作用 含氮有机物 NH3 在生物圈中 一方面N元素通过固氮作用等作用进入生物群落 另一方面N元素又通过反硝化作用重新返回大气 NH3 以有机物中化学能形式流动 以无机物形式循环 单向流动 逐级递减 全球性 循环性 生态系统各营养级 非生物环境与生物群落之间 a 都是沿着食物链和食物网进行的 b 同时进行 相互依存 不可分割 物质是能量的载体 使能量沿食物链 网 流动 能量作为动力 使物质不断地在生物群落和无机环境之间循环往复 捕食 枯枝烂叶 遗体和粪便 呼吸作用 分解作用 能量流动与物质循环的关系 呼吸作用 光合作用 生产者 消费者 分解者 无机环境 考查形式 五 生态平衡生态平衡 生态系统中各种生物的数量和所占的比例总是维持在相对稳定的状态 但这种自我调节能力有一定限度 超过限度平衡就会遭到破坏 甚至导致生态危机 例如 欧洲移民刚到澳大利亚时 发现那里青草茵茵 于是大力发展养牛 后来牛粪成灾 造成牧草退化 蝇类滋生 只得引进以粪便为食物的蜣螂 才使牧场恢复原貌 生态系统中的成分越复杂 单纯 生物种类越多 少 自动调节能力就越强 弱 讨论 那么生态平衡破坏的原因是什么 是外来的干扰超过了生态系统的自我调节能力的限度 引起生态平衡破坏的因素 自然因素 地震 海啸 火山 泥石流 流行病等 黄土高原过去不仅有茂密的森林 还有茂密的草原 但是 经过几百年的掠夺式开发 盲目砍伐森林和滥垦草原 结果植被破坏殆尽 引起水土流失 因而成为一片荒山秃岭 青山绿水