第7章生态系统2报告.ppt

基本概念库，循环率，周转率，周转时间生态系统营养循环营养元素循环途径，2)物质循环，2)生态系统功能，物质循环类型，物质循环(旧教材)，生物地球化学循环(新教材)，沉积循环，气体循环，水循环，生物化学循环，生物化学循环，地球化学循环，沉积循环，气体循环，(1)植物营养元素，(2)地球化学循环，(3)生物地球化学循环，(4)生物化学循环，(5)三种主要元素循环，(6)森林生态系统中生物地球化学循环的有效性，(2)物质循环，氯，氢爸爸？光盘？As？比尔？sea，la，sna，va，cr，mn，fe，co，cu，zn，nias，mo，bp，fa，Theelementsrequireddbyorganinsms。A:适用于动物；不确定性，(1)植物中的营养元素重要元素：植物正常生长和代谢所需的元素。其中，浓度只有百万分之几的微量元素称为微量元素，而浓度可以用百分比表示的称为大量元素。大量元素：氢、碳、氧、氮、钾、钙、镁、磷和硫；微量元素：氯、硼、铁、锰、锌、铜和钼是生物体中的主要化学元素：氢、碳、氧和氮。它是指不同生态系统之间化学元素的交换，具有很大的空间范围。1.碳、氮和氧主要以气态形式输入和输出。为什么人们非常重视气体循环？在人类活动中，每天都有大量的一氧化碳、二氧化碳、硫和氮氧化物以及各种有机物质和农药进入气体循环。典型的后果：1、酸雨2、温室效应，(2)地球化学循环，(2)地球化学循环，(2)沉积旋回，其中大部分属于沉积旋回类型。气象路线：例如，空气尘埃和降水的输入以及风蚀和运输的输出(对于生长在极度贫瘠土壤上的森林，化学沉积的输入可能导致更高的产量。)生物途径：动物和人类活动可以在生态系统中重新分配营养。如果不合理的商业活动导致水土流失。地质水文路径：来自岩石和溪流的养分输入。以及系统中来自土壤或地表水的溶解养分、土壤颗粒和有机物质的输出。(2)地球化学循环，(3)气体循环和沉积循环的区别气体循环中物质的主要储存地是大气和海洋，它们是全球性的；它速度快，物质来源丰富，不会枯竭。沉积旋回的主要储层是岩石、土壤和沉积物，速度慢，旋回性能不完善。气态旋回和沉积旋回各有特点，但都是由能量流驱动，并依赖于水循环。(3)生物地球化学循环，(1)植物对养分的吸收大多数养分是从土壤溶液中吸收的；菌根营养2，营养物质在植物中的分布3，营养物质在植物雨水沥滤中的损失，食草动物以生殖器官为食，凋落物的消耗营养物质的损失：如何理解营养物质的“损失”？生态系统内化学元素的交换，空间范围不大。植物在系统中局部吸收养分，并通过落叶将其返回到同一个地方。绝大多数营养物质可以有效地保留和积累在系统中。生物地球化学循环包括：4。凋落物分解凋落物分解和养分释放是森林生物地球化学循环中最重要的环节。分解过快或过慢都不利于森林生长。思考：热带雨林生产力很高，生长很快，但也是最脆弱的。为什么？(3)生物地球化学循环，(5)森林植被下的凋落物含有相当高的养分，一般有利于森林死物质的分解，从而提高土壤肥力。因此，在森林中保留灌木、杂草和苔藓将对森林生产力起到有益的作用。思考：林下植被还有什么其他功能？6.营养元素的直接循环，(3)生物地球化学循环，(4)生物化学循环，指的是营养物质在生物体内的再分布，也是植物保存营养物质的一种重要方式。(5)几种主要元素1、2、3、4、5、硫、气体、沉积物和水资源的循环很少，世界淡水资源总量并不缺乏。然而，降水在空间和时间上分布不均，导致一些地区或某些时候严重缺水。地球上的水资源总量约为14亿立方公里，其中97%以上分布在海洋中。冰盖和冰川占陆地表面水的2.41%，目前还不可用。淡水湖泊和河流仅占0.0091%，除大量蒸发外，约三分之一的水(42083km3)可用于人类生活和工农业生产。我国水资源的分布也很不均衡。南方水资源丰富，北方不足，西北内陆沙漠盆地更为贫困。根据国外资料，如果年总用水量超过年总径流量的13-14%，就会出现缺水和干旱的威胁。近年来，世界总需水量以每年4%的速度增长，一些国家的用水量在10年内翻了一番。水资源的缺乏，1，水循环，2，碳循环，从大气中的CO2储存开始，绿色植物(生产者)在光合作用期间从大气中提取碳，将其与碳水化合物中的分子结合，然后在消费者和分解者分解和腐烂残留物后返回大气。世界上储存的碳量约为261015吨，但大部分以碳酸盐的形式被限制在岩石圈中。只有极少量的碳参与环之间的规则流动和交换。不同生态系统的固碳率差异很大。全球森林中储存的碳量为4000-5000亿吨。碳循环、全球植被和海洋是大气二氧化碳的两个重要调节器。当大气中二氧化碳的浓度增加时，更多的气体会溶解在海水中。相反，大气CO2减少，海水中的CO2返回大气。然而，由于人类活动大量排放CO2，森林植被遭到严重破坏和减少，大气中CO2浓度逐渐增加，导致“温室效应”。如果在2030年至2050年期间，绿房子的持续温度为1.5 OCTO10摄氏度。大气是主要的氮库，大气体积的78%是分子氮。生态系统中的氮源：闪电：将N2氧化成硝酸盐和其他含氮氧化物，然后通过降水进入土壤，参与氮循环。生物固氮：固氮细菌从土壤和大气中吸收氮。工业固氮：如化肥厂。思考：人工固氮的生态效应？3，氮循环，4，磷循环，磷的主要来源：磷矿和沉积物，鸟粪，动物骨头等。磷在生物体中含量较少，但却是绝对不可缺少的。由于磷的溶解性差，它通常是植物生产力的主要限制因素。如果土壤中可用的磷肥适当增加，大多数陆地生态系统的生产力可能会显著提高。河流和湖泊中磷的含量有限，中国南方红壤和黄壤地区的土壤普遍缺磷。生物圈中的磷含量正在减少，大量的磷进入海洋沉积。然而，一旦河流和湖泊中的磷含量增加，藻类就会大量繁殖。“富营养化”出现了。磷光循环：磷光本质元素，组成细胞膜，能量传递系统，骨骼，和其他。phosphorusmaylimitproductivity : in quartificsystems，sedimentsactasaphosphorussinkinsoils，phosphorusisonsonlyreadilavailablebetween phof 6 and 7，4 .磷循环，主要储存：硫酸盐，如石膏，也少量存在于大气中，主要是二氧化硫和H2S。来源：沉积岩的风化、化石燃料(尤其是煤)的燃烧、火山爆发和有机物的分解。硫沉积周期：硫酸盐侵蚀和风化；土壤中的硫酸盐被微生物浸出或还原。硫的气体循环：大气中的硫主要是SO2和H2S。T大气中的硫化合物通常会迅速氧化成亚硫酸盐和硫酸盐，然后被雨水带回到土壤中。大气中的亚硫酸盐和硫酸盐会与雨水结合，造成酸雨危害。(6)森林生态系统中生物地球化学循环的有效性养分可以在自然森林生态系统中不受干扰地有效积累和保存。森林在贫瘠的耕地上保持养分的能力可以补充养分不足的问题。世界上许多森林溪流的共同特点是养分含量极低。森林生物地球化学循环的有效性为当前的环境问题提供了一个可能的解决方案。管理措施可以有利于养分循环，增加养分的可利用性或造成养分的损失。“充分利用树木”表面上是充分利用森林生物量和节约措施，但它造成森林养分的巨大损失，并完全破坏森林的生物地球化学循环。根据对温带森林的研究，如果轮伐期为中或长(80-120a)并采用干伐，森林养分损失不大。(7)森林管理对森林生物地球化学循环的影响。在陆地生态系统中，养分循环分为地球化学循环、生物地球化学循环和生物化学循环。生态系统的内部进化总是朝着维持和储存养分的方向发展。森林养分管理主要取决于森林的自我施肥和可持续性。为了保持森林的高产和可持续经营，有必要维持森林生态系统的生物地球化学循环，从而有效地保持现有的养分不流失。1)理念：生态系统具有一定的抵御环境压力和保持平衡状态的能力。如水体自净、森林火灾或砍伐后恢复。2)通过负反馈机制。例如，群体中的个体数量和食物的反馈调节机制。反馈的结果与最初的趋势相反，所以也被称为“消极反馈”。3)这种自我调节能力是有一定限度的。超过这个限度将导致系统结构和功能的不可逆转的损害。例如，水污染超过自我净化能力，大规模砍伐森林，草原过度放牧等。1，稳态调节，3)稳态调节和信息流，生态系统中的反馈(正反馈(左)和负反馈(右)，狼，狼，兔，植物，植物，狼饿死，狼喂，多吃兔，少吃兔，兔喂，兔饿死，少吃草，多吃草，污染，鱼死，污染，鱼死，污染，生态系统的稳定性及其机制，生态系统的稳定性(生态平衡):生态系统通过发展和调节达到了稳定状态，其中当受到外部因素的干扰时，平衡会被破坏，但只要干扰不超过一定的限度，生态系统仍然可以通过自我调节恢复到原来的状态。包括两个方面的含义：维持当前状态的能力，即抵抗干扰的能力(resistance)；扰动后恢复到这种状态的趋势，即扰动后的恢复力。生态系统的稳定机制：生态系统具有自我调节能力，并保持自身的稳定性。自然生态系统可以看作是一个控制论系统。因此，负反馈调节在保持稳定方面起着重要作用。生态系统的每个组成部分都有各种形式的信息传递或传递，即信息流。营养信息：通过营养信息，它从一个群体传播到另一个群体，或者从一个身体传播到另一个身体。食物链和食物网，如灰喜鹊和松毛虫。化学信息：在某些特定的条件或发展阶段，某些特殊的化学物质被分泌出来，并在生物群体或个体之间发挥一定的信息作用，即化学信息。例如，昆虫分泌激素来吸引异性，猫和狗通过活动区域排尿，臭鼬散发气味来抵抗敌人，白蚁传播生殖信息，等等。物理信息：由相同或不同种类的信息如光、颜色和电传递的信息可以表达安全、警告、恐吓、危险、求爱和其他信息，如求爱鸟的歌唱和动物的叫喊。行为信息：一些动物通过特殊的行为向它们的同伴或其他生物发出识别和挑战信息，例如蜜蜂通过舞蹈、人类的沉默、雄鹿之间的吼叫、沿河行走、打斗等方式告诉它们的同伴花源的方向和距离。2.信息流3。生态系统的发展与平衡。发展规律和趋势2。生态平衡)，3。生态平衡的破坏因素。生态平衡失衡的迹象。生态系统也有一个从婴儿期到成熟期的发展过程。结果表明：现存生物量增加，物种增加，营养结构和空间结构趋于复杂；物质循环接近“封闭”，损失很小。增加系统稳定性等。美国生态学家奥德姆在1969年总结了生态系统发展中重要结构和功能的变化。主要内容如下：(1)能量变化；(2)物种的群落结构和生活史；(3)营养循环；(4)选择压力；(5)稳态；(1)发育规律。随着生态系统中生物的进化，物质和能量的利用效率逐渐提高，这体现在初级生产力(从化学合成到光合作用，从光合系统一到光合系统二)和能量转化率的提高，从而导致生物量与初级生产力的比例逐渐增加。(2)生态系统的复杂性逐渐增加，表现为生态系统内部生态关系的复杂性，以及随着物种分化程度的增加，物质和能量转化水平的提高。(3)生态系统所占据的空间正在逐渐扩大：从半深海海底到浅海，到海洋表层水，到陆地、陆地水域和空气都有光带。(4)物种在生态系统中占据的生态位已经从“不饱和”状态逐渐达到“饱和”状态。这表现在物种间的竞争逐渐加剧，物种寿命缩短，灭绝率和物种形成率提高。生态系统进化的趋势，生态系统各部分的结构和功能处于相互适应和协调的动态平衡之中，这就是我们通常所说的生态平衡。衡量一个生态系统是否处于生态平衡，应该考虑三个方面：结构协调；功能和谐；产出和投入物质数量的平衡。2.生态平衡。自然原因：火山爆发、地震、台风等。人为不合理利用和工农业发展造成的环境污染：物种变化造成的平衡失衡(澳大利亚兔危机；粪甲虫；(克隆)环境因素的变化，信息系统的变化，3。生态平衡的破坏，a .缺陷，即一个或多个组成部分“丢失”，从而导致结构不完整。例如，从澳大利亚进口的蜣螂缺少分解者。外部压力持续作用于系统，导致生物种类和数量减少，等级结构发生变化，如过度放牧导致的草地退化。非生物成分的变化，如水体污染造成的水体恶化，使浮游生物和各级消费者受害。(4)生