个体系统的结构和过程PPT课件

多层次系统的自组织调节 内稳态 homostasis 生物体中的信息流 通讯领域用术语 了解范畴接收信息植物感应动物感觉体内传递激素神经发出信息 内稳态生物和非内稳态 个体内部状态自我调节 内稳态生物和非内稳态 过渡温度内稳态水盐内稳态生物进化出极好的调节能力 仿生例如 江豚逆流热交换 散热极少 温度内稳态 外温 内温动物 植物多尺度 多层次仿生 江豚逆流热交换 散热极少 水盐内稳态 变水植物恒水植物海洋动物淡水动物人喝1L海水丧失1 3L水 鲸则获得1 3L水 抵御胁迫的代价 补偿与超补偿 阈限与突变 CatastropheCriticalpoint 生物体对环境胁迫的适应 驯化阈限之内休眠 dormancy 对超出阈限的适应死亡行为的调控意义防御拟态他感效应 allelopathiceffect Box系统自我修复 恒定性 constancy 抵抗稳定性 resistantstability 再生性 regeneration Box反馈 正反馈 positivefeedback 数理表达 负反馈 negativefeedback 数理表达 生态系统的自我调控 干扰强度 频率呈幂率 powerlaw 分布生态系统的内稳态恢复和再生次生演替影响生态系统修复和再生的因子上 下 top down 营养级调控下 上 bottom up 营养级调控生态系统的防御生态平衡和生态系统健康 城核系统的自我调节 城核系统的内稳态水盐温光气土 能源 全球生命系统的涨落与平衡 涨落主要表现在系统的物质总量和复杂性两方面生物多样性和复杂性的涨落 发生和灭绝涨落是自组织系统固有的特征外界环境对系统复杂性变化的影响复杂性涨落幅度的自我调控 待发展 系统规模及主要过程强度的涨落 全球非生物及生物组分的变化 由于全球生命系统刚刚形成 因而调节作用还不大冰期与间冰期雨带分布的变化雪线的升降海平面的升降冰盖厚度和分布变化生物区系的迁移冰后期全球继续变化全球生命系统气体内稳态已经形成 温度内稳态还正在建成中 Gaia假说 生物圈概念的演进19世纪 生物圈 biosphere 概念20世纪20年代出版了 生物圈 20世纪60年代末和70年代初 Lovelock和Margulis提出 Gaia 假说Gaia假说Gaia是一个由各圈层组成的反馈或控制系统通过自身调节和控制达到适合状态关键是生物 地球上生物消失 Gaia也消失 达到平衡态 图解不同星球气体特征 地球大气层氮含量与其他星球不同的原因 地球气体组成处于非平衡状态氧气的来源 蓝菌绿色植物光合放氧 使火山源的NH3转变成N2 化学地理学 厌氧微生物的反硝化作用使NO3转变成N2能量来源 全球生命系统的内稳态调节 Gaia实际上是全球生命系统的宏观调节过程 是一种气体内稳态 生物是这个系统内的主要调控者能量物质信息涨落 近200多年来的全球变化 自然生态系统受强度改变全球变暖臭氧空洞有毒有害气体的全球性污染水资源受破坏 水循环受影响生境破碎化 本次全球巨大变化是以人为主导因子产生的 农业文明是全球变化的开端区域性陆地生态系统受到强烈改变 部分破坏工业文明是全球变化大转折的开始几个圈层都受到强烈干扰20世纪超过临界点十字路口 面临毁灭 还有机会调控人类的作用具有两面性 人类对全球生命系统的不利影响 干涉生物地球化学循环和全球能量平衡改变非生物组分原有自然因子增加新物质 能量和信息改变生物种类或成分降低生物多样性外来种 入侵种局部生态系统完全毁灭破坏自然信息系统 人类对全球生命系统的有利影响 产生新型信息文字的划时代意义文因 meme使生态系统发生对称破缺和耦合分工提高生产力和效率特化后的生态系统再耦合成更大的系统使全球系统组分耦合成一个系统技术的发展 硅成为另一个核心 治理水污染 阅读 生态恢复和修复工程目标科学含量生态过程及调控模型 全球耦合过程中的忧患意识 目前由人类造成的分工和耦合的优越性不能过分夸大人类对自然规律的认识十分有限人类的自私因素还过强 只顾短期效应全球系统生产力增高 生态过程加强系统内稳态增强生态美的加强必须释放相当数量的自然生态系统作为 生态质 人类在全球生命系统自组织中的作用 单优降低系统复杂性人过于优势一个国家过于优势一种文化过于优势自毁人类调控全球生命系统稳定可持续发展可能性人类的影响已经不可逆关键是如何调控 全球生命系统的未来 毁灭 更好繁殖 细胞分裂 人类起重要作用 全球生命的未来 生命起源多细胞生物的起源人类起源人类世 全球生命的未来 人类的出现和发展 产生了新的独特事物文字 作为内信息 DNA 的补充和扩大