生物与环境资料电子教案

1、环境科学概论环境科学概论生物与环境资料环境科学概论环境科学概论环境科学概论环境科学概论 1. 1. 生产者主要是绿色植物和某些能进行光合作用或化能合成作用生产者主要是绿色植物和某些能进行光合作用或化能合成作用的细菌，它们能利用太阳能或化学能把无机物转化为有机物，把太阳能的细菌，它们能利用太阳能或化学能把无机物转化为有机物，把太阳能转化为化学能，不仅供自身生长发育的需要，而且也养活着生态系统的转化为化学能，不仅供自身生长发育的需要，而且也养活着生态系统的其他生物。其他生物。 2. 2. 消费者：直接或间接以生产者为食的生物称为消费者，它们不消费者：直接或间接以生产者为食的生物称为消费者，它们不能

2、直接利用无机物来养活自己，只能靠吃其他生物来生活。这类生物也能直接利用无机物来养活自己，只能靠吃其他生物来生活。这类生物也称异养生物。称异养生物。 二、生态系统的组成二、生态系统的组成环境科学概论环境科学概论 所有动物都是消费者，根据其食性的不同分为：食草动、食肉所有动物都是消费者，根据其食性的不同分为：食草动、食肉动物和杂食动物。动物和杂食动物。 寄生生物构成另一种重要的消费者：有的寄生物生活在它们寄寄生生物构成另一种重要的消费者：有的寄生物生活在它们寄主的体内，这种生物称为内寄生生物（如绦虫），另外还有依附在主的体内，这种生物称为内寄生生物（如绦虫），另外还有依附在它们寄主的体外，称为外寄

3、生生物如（虱）。它们寄主的体外，称为外寄生生物如（虱）。 以碎屑为食物的生物被划为单独的一类消费者。（死的植物性以碎屑为食物的生物被划为单独的一类消费者。（死的植物性物质，死的动物性物质以及粪便废弃物构成大量有机物称为碎屑）。物质，死的动物性物质以及粪便废弃物构成大量有机物称为碎屑）。环境科学概论环境科学概论消费者的分级消费者的分级初级消费者：以生产者为食；初级消费者：以生产者为食；第二消费者：以初级消费者为食；第二消费者：以初级消费者为食；第三消费者：以第二消费者为食；第三消费者：以第二消费者为食；第四消费者：第四消费者：第五消费者：第五消费者：环境科学概论环境科学概论 3. 3. 分解者：

4、指各种具有分解能力的微生物，也属异养生物。它们分解者：指各种具有分解能力的微生物，也属异养生物。它们的任务和生产者正好相反的任务和生产者正好相反, ,他们把复杂的有机物分解成简单的无机物，还他们把复杂的有机物分解成简单的无机物，还给无机环境，再重新供生产者利用。给无机环境，再重新供生产者利用。环境科学概论环境科学概论 4. . 无生命物质：也称为非生物成分，是生态系统中生物赖以生存的无生命物质：也称为非生物成分，是生态系统中生物赖以生存的物质和能量的源泉及活动场所，可分为：原料部分，主要是阳光、物质和能量的源泉及活动场所，可分为：原料部分，主要是阳光、O O2 2、COCO2 2、H H2 2

5、O O、无机盐及非生命的有机物；媒质部分，指水、土壤、空气等；、无机盐及非生命的有机物；媒质部分，指水、土壤、空气等；基质，指岩石、砂、泥。基质，指岩石、砂、泥。 生产者、消费者、分解者、无生命物质，自然界的生态系统一般都含生产者、消费者、分解者、无生命物质，自然界的生态系统一般都含有这四个组成部分，其中，非生物部分和生物部分中的生产者和分解者有这四个组成部分，其中，非生物部分和生物部分中的生产者和分解者是必不可少的。生态系统中的物质循环和能量流动都是通过这四部分来是必不可少的。生态系统中的物质循环和能量流动都是通过这四部分来实现的。实现的。环境科学概论环境科学概论 1. 1.生态系统的形态结

6、构：生态系统的形态结构反映生态系统的外生态系统的形态结构：生态系统的形态结构反映生态系统的外部特征，生态系统的生物种类、种群数量、种的空间配置（水平分布、部特征，生态系统的生物种类、种群数量、种的空间配置（水平分布、垂直分布），种的时间变化（发育）等构成了生态系统的形态结构。垂直分布），种的时间变化（发育）等构成了生态系统的形态结构。 2 2生态系统的营养结构：生态系统各组成部分之间建立起来的营生态系统的营养结构：生态系统各组成部分之间建立起来的营养关系，构成了生态系统的营养结构。养关系，构成了生态系统的营养结构。 三、生态系统的结构三、生态系统的结构环境科学概论环境科学概论 1. 1. 食物

7、链食物链 食物链：在生态系统中基于食物关系而把多种生物连接起来，一种食物链：在生态系统中基于食物关系而把多种生物连接起来，一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的锁链关系，称生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的锁链关系，称为食物链。按照消费者的获食特点，将食物链分为四类：为食物链。按照消费者的获食特点，将食物链分为四类： 一是捕食性食物链，也称放牧式食物链：植物一是捕食性食物链，也称放牧式食物链：植物小动物小动物大动物，大动物，后者可以捕食前者后者可以捕食前者。 四、食物链和生态金字塔四、食物链和生态金字塔环境科学概论环境科学概论 二是碎食性食物链，碎屑食物二是碎食

8、性食物链，碎屑食物碎屑食物消费者碎屑食物消费者小肉食性动物小肉食性动物大肉食性动物。大肉食性动物。 三是寄生性食物链：以大动物为基础，由小动物寄生到大动物身三是寄生性食物链：以大动物为基础，由小动物寄生到大动物身上构成。上构成。 四是腐生性食物链：以腐烂的动植物尸体为基础。四是腐生性食物链：以腐烂的动植物尸体为基础。环境科学概论环境科学概论 2.2.生物金字塔生物金字塔 十分之一定律：低位营养级是高位营养级能量的供应者，但低位营十分之一定律：低位营养级是高位营养级能量的供应者，但低位营养级的能量仅有养级的能量仅有10%10%能被下一个营养级利用。能被下一个营养级利用。 英国生态学家查尔斯在研究

9、了在生态系统中，食物链的营养级从低英国生态学家查尔斯在研究了在生态系统中，食物链的营养级从低到高，从生产者到消费者，生物的数量越来越少的现象后，提出了生态到高，从生产者到消费者，生物的数量越来越少的现象后，提出了生态金字塔的概念。有三种表示方法：金字塔的概念。有三种表示方法：环境科学概论环境科学概论生物数量金字塔生物数量金字塔生产者野草：生产者野草：5842424株株消费者消费者（草食动物）：昆虫（草食动物）：昆虫 708624只只消费者消费者（肉食动物）：小鸟（肉食动物）：小鸟354901只只消费者消费者（肉食动物）：鹰（肉食动物）：鹰3只只环境科学概论环境科学概论生物量金字塔生物量金字塔生

10、产者大叶藻：重生产者大叶藻：重4800万吨万吨消费者消费者：吃大叶藻的小鱼、小虾：吃大叶藻的小鱼、小虾1200万吨万吨消费者消费者：吃小鱼小虾的大鱼：吃小鱼小虾的大鱼17万吨万吨消费者消费者：吃大鱼的凶猛的鱼类：吃大鱼的凶猛的鱼类3万吨万吨环境科学概论环境科学概论能量金字塔能量金字塔一平方米面积上一平方米面积上生产者净生产的能量是生产者净生产的能量是8833千卡；千卡；消费者消费者净生产的能量是净生产的能量是1478千卡；千卡；消费者消费者净生产的能量是净生产的能量是67千卡；千卡；消费者消费者净生产的能量是净生产的能量是6千卡；千卡；环境科学概论环境科学概论 能量流动、物质循环和信息联系构成

11、了生态系统的基本功能。能量流动、物质循环和信息联系构成了生态系统的基本功能。 1 1 生态系统的能量流动：在生态系统中，能量不断地沿着太阳生态系统的能量流动：在生态系统中，能量不断地沿着太阳植物植物植物性动物植物性动物肉食动物这样的线路流动。肉食动物这样的线路流动。五、生态系统的功能五、生态系统的功能环境科学概论环境科学概论生产者生产者消费者消费者分解者分解者太太 阳阳热热热热热热生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动环境科学概论环境科学概论 2.2.生态系统的生态系统的物质循环物质循环 水循环：水分从大气到地面再返回大气的循环称之为水循环。水循环：水分从大气到地面再返回大气的循环称之为水循

12、环。水分从大气运动到地面为降水，一般分为降雨和降雪两种形式。降水分从大气运动到地面为降水，一般分为降雨和降雪两种形式。降水沿地表面运动，则成为地表径流，渗入地下蓄水层，则成为地下水沿地表面运动，则成为地表径流，渗入地下蓄水层，则成为地下水。若降水落到植物上，或汇成水滴滴下，或从叶片上蒸腾。水从水。若降水落到植物上，或汇成水滴滴下，或从叶片上蒸腾。水从地表和水面蒸发以及从植物蒸腾又返回大气中。生命化学过程伴随地表和水面蒸发以及从植物蒸腾又返回大气中。生命化学过程伴随着水循环不停地进行着。着水循环不停地进行着。环境科学概论环境科学概论生产者生产者消费者消费者分解者分解者太太 阳阳生生 态态 系系

13、统统 中中 的的 物物 质质 循循 环环环环 境境返回返回环境科学概论环境科学概论 碳循环碳循环 碳的循环的主要途径：碳的循环的主要途径： （1 1）大气中充满）大气中充满COCO2 2 ，经过绿色植物的光合作用，将大气中的，经过绿色植物的光合作用，将大气中的COCO2 2变变成碳水化合物，同时释放出成碳水化合物，同时释放出O O2 2 ，供动物需要，同时植物在呼吸中又将，供动物需要，同时植物在呼吸中又将COCO2 2返回大气中，供植物再度利用。返回大气中，供植物再度利用。 （2）植物被动物采食后，碳水化合物便进入到动物体内，并沿着植）植物被动物采食后，碳水化合物便进入到动物体内，并沿着植物物

14、草食动物草食动物肉食动物的食物链转移，凋零物或尸体被分解者分解时，肉食动物的食物链转移，凋零物或尸体被分解者分解时，也会产生也会产生COCO2 2返回大气，供植物利用；返回大气，供植物利用；环境科学概论环境科学概论 （3）矿石燃料是在漫长的地质年代，由植物固定的碳素变成的，）矿石燃料是在漫长的地质年代，由植物固定的碳素变成的，当它们被人类燃烧时，耗去大气中的当它们被人类燃烧时，耗去大气中的O O2 2 ，而释放出，而释放出COCO2 2 。 （4）大气中的）大气中的COCO2 2有很大一部分被海水吸收，逐渐转变为碳酸盐沉有很大一部分被海水吸收，逐渐转变为碳酸盐沉积海底，形成新的岩石使一部分碳较

15、长时间贮藏在地层中，火山爆发时，积海底，形成新的岩石使一部分碳较长时间贮藏在地层中，火山爆发时，又可以使地层中的一部分碳回到大气层。又可以使地层中的一部分碳回到大气层。环境科学概论环境科学概论 氮循环氮循环大气中的氮进入生物有机体内主要有四种途径大气中的氮进入生物有机体内主要有四种途径 生物固氮。生物固氮。 工业固氮。工业固氮。 岩浆固氮。岩浆固氮。 大气固氮。大气固氮。环境科学概论环境科学概论 氮进入植物体内，被植物利用，在植物体内再与复杂的含碳氮进入植物体内，被植物利用，在植物体内再与复杂的含碳分子结合，形成各种氨基酸，构成蛋白质。动物直接或间接以植分子结合，形成各种氨基酸，构成蛋白质。动

16、物直接或间接以植物为食，从植物体中摄取蛋白质，作为自己蛋白质组成的来源。物为食，从植物体中摄取蛋白质，作为自己蛋白质组成的来源。动物在新陈代谢过程中，将一部分蛋白质分解，形成氨、尿素、动物在新陈代谢过程中，将一部分蛋白质分解，形成氨、尿素、尿酸等排入土壤。动植物遗体在土壤微生物的作用下，分解成尿酸等排入土壤。动植物遗体在土壤微生物的作用下，分解成NHNH3 3、COCO2 2、H H2 2O O。部分。部分NHNH3 3也进入土壤。土壤中的也进入土壤。土壤中的NHNH3 3形成硝酸盐，一部分形成硝酸盐，一部分重新被植物利用，另一部分在反硝化细菌的作用下，分解成游离重新被植物利用，另一部分在反硝

17、化细菌的作用下，分解成游离氮进入大气，完成了氮的循环。氮进入大气，完成了氮的循环。环境科学概论环境科学概论 3.3.生态系统的信息联系生态系统的信息联系 生态生态系统中的信息主要有营养信息、化学信息、物理信息和生态生态系统中的信息主要有营养信息、化学信息、物理信息和行为信息。行为信息。 营养信息：通过营养交换方式，把信息从一个种群传递给另一营养信息：通过营养交换方式，把信息从一个种群传递给另一个种群。个种群。 环境科学概论环境科学概论 化学信息：生物在某些特定的条件下或某个生长发育阶段，分化学信息：生物在某些特定的条件下或某个生长发育阶段，分泌出某些特殊的化学物质，在生物的个体或种群之间起着某

18、种信息传递泌出某些特殊的化学物质，在生物的个体或种群之间起着某种信息传递的的 作用。作用。 物理信息：鸟鸣、兽吼、颜色和光等构成了生态系统的物理信物理信息：鸟鸣、兽吼、颜色和光等构成了生态系统的物理信息。息。 行为信息：有些动物通过自己的各种行为格式向同伴发出识别、行为信息：有些动物通过自己的各种行为格式向同伴发出识别、威吓、求偶或挑战等信息。威吓、求偶或挑战等信息。环境科学概论环境科学概论 1 1 定义：在一定时期和一定范围内，生态系统的各组分保持一定义：在一定时期和一定范围内，生态系统的各组分保持一种动态的平衡状态，系统的基本特点没有明显的改变，当有外界干扰种动态的平衡状态，系统的基本特点

19、没有明显的改变，当有外界干扰时，能自行校正，维持平衡，此状态就称为时，能自行校正，维持平衡，此状态就称为生态平衡生态平衡。六、生态平衡六、生态平衡环境科学概论环境科学概论黄河在诉说黄河在诉说黄河故道在诉说着什黄河故道在诉说着什么？黄沙侵吞着最后么？黄沙侵吞着最后一环碧水，碧水护持一环碧水，碧水护持着最后一轮孤岛。人着最后一轮孤岛。人们说，这里是黄河的们说，这里是黄河的故道。过去的美丽，故道。过去的美丽，为什么已经不在？曾为什么已经不在？曾经的富饶，何以把围经的富饶，何以把围困重蹈？天地不语，困重蹈？天地不语，只有狰狞的荒漠，意味只有狰狞的荒漠，意味深长的，向人类布道。深长的，向人类布道。环境科

20、学概论环境科学概论2 2破坏生态平衡的主要因素破坏生态平衡的主要因素 人为因素引起的生态平衡的破坏，主要有三种情况：人为因素引起的生态平衡的破坏，主要有三种情况：（1 1）生物种类成分的改变）生物种类成分的改变（2 2）环境因素的变化）环境因素的变化（3 3）信息系统的破坏）信息系统的破坏环境科学概论环境科学概论 1 1 生物污染生物污染 当污染环境的某些物质在生物体内累积，其数量超出了生物体内正当污染环境的某些物质在生物体内累积，其数量超出了生物体内正常含量，并足以对生物的生活产生影响和危害时，就称生物受到了污染。常含量，并足以对生物的生活产生影响和危害时，就称生物受到了污染。 2 2 生物

21、污染的途径：生物污染的途径： 生物吸附生物吸附 生物吸收生物吸收 生物富集。生物富集。 七、生物污染与生态破坏七、生物污染与生态破坏环境科学概论环境科学概论 3. 3.生态破坏生态破坏 生态破坏是指生态系统的平衡遭到破坏，导致了系统的结构和生态破坏是指生态系统的平衡遭到破坏，导致了系统的结构和功能严重失调，从而威胁到人类的生存和发展。功能严重失调，从而威胁到人类的生存和发展。 人类造成的生态破坏主要表现在：人类造成的生态破坏主要表现在： （1 1）森林破坏：）森林破坏： 造成森林面积不断减少的原因，首先是因为人们长期过量地采造成森林面积不断减少的原因，首先是因为人们长期过量地采伐，使森林的面积

22、急剧减少；其次是现代农业将部分森林永久地变伐，使森林的面积急剧减少；其次是现代农业将部分森林永久地变为农田和牧场；为农田和牧场；环境科学概论环境科学概论亚马孙河流域森林破坏（目前）亚马孙河流域森林破坏（目前） 数百年来，南美洲亚马孙河一带的居民一直在开垦土地用于耕数百年来，南美洲亚马孙河一带的居民一直在开垦土地用于耕种。而种。而2020世纪以前，这样做的影响并不大，因为森要是如此广袤，世纪以前，这样做的影响并不大，因为森要是如此广袤，而所开垦的土地面积又是如此之小。但是，采用现代化机械砍伐森而所开垦的土地面积又是如此之小。但是，采用现代化机械砍伐森林，既快又滥，决非手工所能比拟的。同时，南美洲

23、人口的增长使林，既快又滥，决非手工所能比拟的。同时，南美洲人口的增长使庄稼用地和畜牧用地的需求大为增加。农民迁入树木已被砍伐的土庄稼用地和畜牧用地的需求大为增加。农民迁入树木已被砍伐的土地。但过了几年，当土壤贫瘠时，他们又会迁往别处。树木吸收二地。但过了几年，当土壤贫瘠时，他们又会迁往别处。树木吸收二氧化碳而放出氧气，破坏树木意味着大气中二氧化碳的含量增加。氧化碳而放出氧气，破坏树木意味着大气中二氧化碳的含量增加。这是这是“全球变暖全球变暖”的原因之一，它最终将影响世界气候和我们所有的原因之一，它最终将影响世界气候和我们所有人。人。环境科学概论环境科学概论 这里的树木已被伐去，以便用作居民点。附近建成的新柏油这里的树木已被伐去，以便用作居民点。附近建成的新柏油路，鼓励人