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1、环境科学与工程导论环境科学与工程导论_ _党志党志_ _生态学生态学杨琛环境科学与工程学院文本框: 生态学基础生态学基础生态学基础文本框: 环境科学与工程导论之环境科学与工程导论之环境科学与工程导论之文本框: 主要内容主要内容主要内容文本框: 生态系统.生态系统.生态系统文本框: 生态平衡.生态平衡.生态平衡文本框: 生态学.生态学.生态学云形标注: 自然界的空气、水、土壤与生物界的人、动物、植物、微生物之间存在着相互依赖又相互制约的关系,自然界与生物界的这种状态称为生态(Ecology)。自然界的空气、水、土壤自然界的空气、水、土壤与生物界的人、动物、植与生物界的人、动物、植物、微生物之间存
2、在着相物、微生物之间存在着相互依赖又相互制约的关系互依赖又相互制约的关系,自然界与生物界的这种状自然界与生物界的这种状态称为生态态称为生态(Ecology)(Ecology)。 。什么是什么是生态？生态？文本框: 传统生态学： 研究生物与其生活环境相互关系的学科。(侧重于植物、动物).传统生态学：研究生物与其生活环境相互关系的学科。(侧重于植物、动物).传统生态学：研究生物与其生活环境相互关系的学科。(侧重于植物、动物).现代生态学：研究生命系统与环境系统之间相互作用的规律及机理。 （包括人类）.现代生态学：研究生命系统与环境系统之间相互作用的规律及机理。 （包括人类）文本框: 生命系统的层次
3、生命系统的层次生命系统的层次.生命体（Organisms）.生命体（Organisms）.生物种群（Populations）.生物种群（Populations）.生物群落（Communities）.生物群落（Communities）.生态系统（Ecosystems）.生态系统（Ecosystems）.生物圈（Biosphere）.生物圈（Biosphere）生命体生物种群生物群落生态系统生物圈地球上的生命支持系统地球上的生命支持系统文本框: 来自太阳的单向能量流动.来自太阳的单向能量流动.来自太阳的单向能量流动文本框: 物质循环.物质循环.物质循环生物圈碳循环磷循环氮循环水循环氧循环环境中的热
4、量热热热文本框: 重力作用.重力作用.重力作用太阳辐射太阳辐射能量输入能量输入= = 能量能量输出输出大气散射紫外辐射臭氧层吸收地球吸收可见光臭氧层对流层热温室效应以热量的形式被地球反射地球文本框: 太阳能太阳能太阳能文本框: 主要内容主要内容主要内容文本框: 生态系统.生态系统.生态系统文本框: 生态平衡.生态平衡.生态平衡文本框: 生态学.生态学.生态学生态系统的定义生态系统的定义文本框: 是指生命系统和环境系统在特定空间的组合。.是指生命系统和环境系统在特定空间的组合。.是指生命系统和环境系统在特定空间的组合。圆角矩形标注: 在一定的空间范围内，生物与其所处的环境之间发生相互作用、相互制
5、约、不断演变，达到动态平衡、相对稳定的统一整体即为生态系统。它是具有一定结构和功能的单位。在一定的空间范围内，生物与其所在一定的空间范围内，生物与其所处的环境之间发生相互作用、相互处的环境之间发生相互作用、相互制约、不断演变，达到动态平衡、制约、不断演变，达到动态平衡、相对稳定的统一整体即为生态系相对稳定的统一整体即为生态系统。它是具有一定结构和功能的单统。它是具有一定结构和功能的单位。位。生物群落无机环境物质、能量（连续）交换生态系统的类型生态系统的类型文本框: 自然生态系统：如森林生态系统、草原生态系统、湖泊生态系统、湿地生态系统、海洋生态系统、河流生态系统 半自然生态系统：农村生态系统人
6、工生态系统：城市生态系统.自然生态系统：如森林生态系统、草原生态系统、湖泊生态系统、湿地生态系统、海洋生态系统、河流生态系统.半自然生态系统：农村生态系统.人工生态系统：城市生态系统.自然生态系统：如森林生态系统、草原生态系统、湖泊生态系统、湿地生态系统、海洋生态系统、河流生态系统.半自然生态系统：农村生态系统.人工生态系统：城市生态系统森林草原沙漠海洋湖泊湿地千姿百态的动植物世界形态各异的微生物城市城市里的植被城市里的动物生态系统的组成.生产者(自养生物).生产者(自养生物).消费者(异养生物).消费者(异养生物).分解者（腐生生物）.分解者（腐生生物）.无生命物质.无生命物质热热热热热无无
7、生命物质生命物质(二二氧化碳氧化碳,氧气氧气, , 氮气氮气,矿物矿物)生产生产者者(植物植物)分解者分解者(细菌细菌,菇类菇类)消消费者费者(食食草动物草动物, , 食肉食肉动物动物)太阳热能生态系统的功能文本框: 物质循环.物质循环.物质循环文本框: 能量流动.能量流动.能量流动文本框: 信息联系.信息联系.信息联系文本框: 媒介：食物链（网）.媒介：食物链（网）.媒媒介：食物链（网）介：食物链（网）文本框: 草原生态系统中的食物链草原生态系统中的食物链草原生态系统中的食物链热热热热热热热第一营养级第二营养级第三营养级第四营养级太阳能生产者初级消费者第三级消费者次级消费者分解者文本框: 物
8、质循环物质循环物质循环文本框: 水、碳、氮、硫、磷的循环水、碳、氮、硫、磷的循环水、碳、氮、硫、磷的循环水循环降雨蒸发作用海洋上的蒸发作用地表泾流(快速)海洋凝结作用蒸腾作用雨云渗透作用植物的蒸腾作用地下水迁移(慢速)降雨地表泾流(快速)碳循环(陆地陆地)光合作用光合作用好氧好氧呼呼吸作用吸作用陆地上的岩石土壤水(可溶碳)食物网生产者，消费者，分解者大气(二氧化碳)泥炭,化石燃料树木树木燃烧燃烧沉积作用火山喷发死亡，在地质过程中沉积死亡，在地质过程中沉积淋淋洗洗作用作用风化风化作用作用燃料燃烧燃料燃烧碳循环(海洋海洋)大气与海洋间的扩散海水中溶解的二氧化碳海洋食物网海洋沉积作用（包括形成化石燃
9、料）化石燃料燃烧沉沉降作用降作用死亡死亡， ，沉积沉积经经过过地地质质演演变变沉积沉积作用作用光光合作用合作用好氧好氧呼吸作用呼吸作用碳循环大气与海洋间的扩散海水中溶解的二氧化碳海洋食物网海洋沉积作用（包括形成化石燃料）化石燃料燃烧沉沉降作用降作用死亡死亡， ，沉积沉积经经过过地地质质演演变变沉积沉积作用作用光光合作用合作用好氧好氧呼吸作用呼吸作用大气与海洋间的扩散海水中溶解的二氧化碳海洋食物网海洋沉积作用（包括形成化石燃料）化石燃料燃烧沉沉降作用降作用死亡死亡， ，沉积沉积经经过过地地质质演演变变沉积沉积作用作用光光合作用合作用好氧好氧呼吸作用呼吸作用光合作用光合作用好氧好氧呼呼吸作用吸作用
10、陆地上的岩石土壤水(可溶碳)食物网生产者，消费者，分解者大气(二氧化碳)泥炭,化石燃料树木树木燃烧燃烧沉积作用火山喷发死亡，在地质过程中沉积死亡，在地质过程中沉积淋淋洗洗作用作用风化风化作用作用燃料燃烧燃料燃烧光合作用光合作用好氧好氧呼呼吸作用吸作用陆地上的岩石土壤水(可溶碳)食物网生产者，消费者，分解者大气(二氧化碳)泥炭,化石燃料树木树木燃烧燃烧沉积作用火山喷发死亡，在地质过程中沉积死亡，在地质过程中沉积淋淋洗洗作用作用风化风化作用作用燃料燃烧燃料燃烧文本框: 森林和海洋均具有储存 CO2 的能力，即“碳汇” 。.森林和海洋均具有储存 CO2 的能力，即“碳汇” 。.森林和海洋均具有储存
11、CO2 的能力，即“碳汇” 。请思考：森林与海洋相比，哪个更有利于长期储存 COCO2？氮循环土壤中的NO3-工业固氮作用施肥食物网土壤中的NH3, NH4+ 硝化作用自氧自氧生物吸收生物吸收排排泄，死亡，沉积泄，死亡，沉积细菌的固氮作用渗滤损失氨化作用细菌除氮作用土壤中残留的含氮粪便大气中的氮气(N2)土壤中的NO2-自氧自氧生物吸收生物吸收渗滤损失硝化作用硫循环硫化氢(H2S)+水(H2O)二氧化硫(SO2)三氧化硫(SO3)有机磷工业硫酸(H2SO4)海洋氨气(NH2)+氧气(O2)硫酸铵(NH4)2SO4动物植物硫酸盐(SO42-)硫化氢(H2S)有机质腐烂硫(S)雾和降雨好氧条件厌氧
12、条件火山喷发大气磷循环粪便肥料岩石陆地食物网溶于海水海洋食物网海洋沉积物风化风化作用作用农业农业自自养生物养生物吸收吸收死亡死亡沉积沉积沉积沉积作用作用沉淀沉淀淋洗淋洗风化风化作用作用溶于土壤间隙水、湖泊、河流自自养生物养生物吸收吸收死亡死亡沉积沉积地质地质作用作用采矿采矿排泄排泄除水、碳、氮、硫、磷这些元素以外，污染物又是怎样呢？生态系统中污染物的富集作用能量流动能量金字塔1/101/10 定律定律文本框: 1/10 定律： 能量在各能量级之间流动时，各级所吸收的能量为前一级传递的总能量的 10%（平均值）1/10 定律：能量在各能量级之间流动时，各级所吸收的能量为前一级传递的总能量的 10
13、%（平均值）1/10 定律：能量在各能量级之间流动时，各级所吸收的能量为前一级传递的总能量的 10%（平均值）热热热热热10101001001,0001,00010,00010,000(千卡千卡)生产生产者者(浮游浮游植物植物)初级消费者(浮游动物)次级消费者(鱼)第三级消费者(人)分解者文本框: 为什么肉的价格比小白菜高？.为什么肉的价格比小白菜高？文本框: 为什么说“一山不容二虎”?.为什么说“一山不容二虎”?文本框: 为什么食物链一般不超过五个营养级?.为什么食物链一般不超过五个营养级?文本框: 请解释：请解释：信息联系文本框: 1）营养信息 通过营养交换的形式，使信息在种群间或个体之间
14、进行传递。 食物链（网）可视为一个营养信息系统。1）营养信息.通过营养交换的形式，使信息在种群间或个体之间进行传递。.食物链（网）可视为一个营养信息系统。1）营养信息.通过营养交换的形式，使信息在种群间或个体之间进行传递。.食物链（网）可视为一个营养信息系统。2）化学信息.生物在特定环境下分泌的化学物质，在个体和种群之间进行信息传递。.化学信息对集群活动的整体性和集群整体性的维持，具有极重要的作用。2）化学信息.生物在特定环境下分泌的化学物质，在个体和种群之间进行信息传递。.化学信息对集群活动的整体性和集群整体性的维持，具有极重要的作用。3）物理信息.通过声音、颜色和光等物理现象传递的信息。3
15、）物理信息.通过声音、颜色和光等物理现象传递的信息。4）行为信息.通过自己的各种行为向同伴发出识别、威吓、求偶和挑战等信息。4）行为信息.通过自己的各种行为向同伴发出识别、威吓、求偶和挑战等信息。北极狐北极兔北极狐怀单胎还是怀双胎取决于北极兔的数量一只雄飞蛾能够接收到几公里外雌飞蛾发出的某种信号，从而一只雄飞蛾能够接收到几公里外雌飞蛾发出的某种信号，从而赶去相会。它们敏锐的触角能捕捉空气中不足赶去相会。它们敏锐的触角能捕捉空气中不足 1/31/3 盎司的信息盎司的信息素（一种无色无味的特殊化学物质） 。素（一种无色无味的特殊化学物质） 。在繁殖季节，公鸡用在繁殖季节，公鸡用“大红冠子花外大红冠
16、子花外衣衣” ”来引诱母鸡交配来引诱母鸡交配。 。凤眼莲根部的分泌物凤眼莲根部的分泌物可以明显地抑制由于水体可以明显地抑制由于水体富营养化而大量繁殖的藻富营养化而大量繁殖的藻类的生长。类的生长。文本框: 主要内容主要内容主要内容文本框: 生态系统.生态系统.生态系统文本框: 生态平衡.生态平衡.生态平衡文本框: 生态学.生态学.生态学生态平衡的概念文本框: 指系统内各要素之间相互关系，相互制约，在一定的条件下，保持自然的、暂时的、相对的平衡关系。 .指系统内各要素之间相互关系，相互制约，在一定的条件下，保持自然的、暂时的、相对的平衡关系。.指系统内各要素之间相互关系，相互制约，在一定的条件下，保持自然的、暂时的、相对的平衡关系。生态平衡流程图: 准备: 物种的组成和数量比例相对稳定 物种的组成和物种的组成和数量比例数量比例相对稳定相对稳定流程图: 准备: 非生物环境条件
