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1、第四节 生态系统,一、概念生态系统（）指在一定空间内生物成分（生物群落）和非生物成分（物理环境）通过物质循环和能量流动相互作用相互依存而形成的一个生态学功能单位。,二、性质生态系统是一个开放系统，必须依赖外 界环境提供物质和能量的输入和接受输出。 生态系统是一个控制系统或反馈系统，在一定范围内具有自我调节和自组织能力保持其相对平衡。 生态系统是一个动态系统，要经历由简单到复杂从不成熟到成熟的发育过程。,三、生态系统的组成 四类成分 1. 非生物成分 包括太阳辐射能、H2O、CO2、O2、各种无机盐类和蛋白质、脂肪、糖类、腐殖质等有机质。 2. 生产者 绿色植物蓝藻和为数不多的光和细菌与化能合成
2、细菌。 3. 消费者 包括各类动物 ，分类植食动物和肉食动物。 4. 分解者 主要指细菌真菌和一些原生动物。,四、生态系统的结构1. 食物链 生态系统中以生产者为起点，一些有机体以吃和被吃的关系，即通过食物关系彼此联结而形成的一个能量与物质流动的系列。 2. 食物网 各个食物链彼此交织、错综连接形成复杂的能量与物质流通的网络。 3. 营养级 在食物网中各食物链上凡属于同一级环节上的所有生物种。,五、生态系统的功能单向的能量流动循环式的物质流动信息的传递,（一）生态系统有机质的生产,包括初级生产和次级生产两个主要过程。 1. 绿色植物的初级生产 绿色植物通过光合作用固定太阳能生产有机物，为生态系
3、统的其他成分和生产者本身利用。 绿色植物所固定的太阳能活所制造的有机质的数量称为初级生产量或第一性生产量。 在单位面积上净初级生产量日积月累所形成的有机质数量叫做生物量（）,消费者动物的次级生产各级消费者动物直接或间接利用初级生产的物质进行同化作用，把植物性物质转换为动物性物质，使自身得到生长、繁殖和物质和能量的贮存。,一级消费者植食动物的次级生产过程 ,（二）生态系统的能量流动,（三）生态系统的物质循环,生物地球化学大循环（Biogeochemical cycle）三大类型：水循环（Hydrologic cycles）气体型循环(Gaseous cycles) 淀积型循环(Sedimenta
4、ry cycles),1. 水循环水分子从水体和陆地表面蒸发以及通过植物的蒸腾进入大气圈，然后遇冷凝结以雨雪等形式不断地回降到地球表面的过程。,2.气体型循环,3.淀积型循环,四、生态系统的反馈调节 与生态平衡,当生态系统处于相对稳定状态时，生物之间和生物与环境之间出现高度的相互适应与协调，种群结构与数量比例持久地没有明显变化，能量和物质的输入和输出大致相等以及结构与功能之间相互适应并获得最佳协调关系。，这种状态就是生态平衡（ ）,反馈机制负反馈：是生态系统在受到一定干扰后恢复和保持其稳定平衡状态。 正反馈：生态系统受到内部或外界某因素的干扰引起了一些变化。这些变化反过来又加强了某些因素的干扰
5、和所引起的那些变化，使生态系统远离平衡状态。,第五节 陆地和水域生态系统,一、陆地生态系统的主要特征 非生物环境具有极大的复杂性和更富于变化的特征。 具有较高的平均生物生产量和巨大的生物物质积累量 动态变化较明显，包括季节性变化和其他类型的演替。 相当明显的有规律的空间分布格局。,二、陆地生态系统的空间分布格局三向地带性 纬度地带性：热量气候带的带状分布 经度地带性（干湿地带性）：海陆分布和大气环流等因素作用。 垂直地带性：海拔升高温度和气体逐渐降低，风速和太阳辐射加强，降水量先增加后减少。,中国东部植被水平分布的纬向变化,三、陆地生态系统的主要类型热带雨林 热带稀树草原 亚热带常绿阔叶林 温
6、带阔叶林 北方针叶林 温带草原 荒漠 冻原,四、水域生态系统的主要特征1. 环境比较均一，变化比较和缓，并较少出现极端情况（水具有流动性和较大热容量）。 2. 生物量倒金字塔（各种浮游藻类）。,五、水域生态系统的分类按水化学性质 淡水生态系统 海洋生态系统,（一）淡水生态系统,包括河流湖泊细流河水库等。按水的运动分类：流水生态系统静水生态系统,（二）海洋生态系统,第六节 社会经济自然 复合生态系统,概念在一定的社会经济和科学技术条件下，经过人们的干预把自然生态系统分别改造为农业生态系统和城市生态系统，它们以人为核心以自然环境为基础，进行频繁的社会和经济文化活动，并且彼此结合共同形成为一个复杂的
7、整体。,一、农业生态系统,农业生态系统（Agroecosystem）是指在人类活动的干预下，一定区域的农业生态群体与其周围自然和社会经济因素彼此联系、相互作用而共同建立起的固定、转化太阳能，获取一系列农副产品的人工生态系统 。 以作物栽培为主体的农田生态系统最为重要。,农田生态系统的主要特点生物成分显著变化系统结构明显简化是一个能量和物质大量流通的开放系统。生物生产量一般较高具有明显的地域性特点人是农田生态系统的核心，社会因素起重要的导向作用。,生态农业（Ecological agriculture）按照生态学和生态经济学原理，应用系统工程等现代化科学技术，把传统农业技术和现代农业先进技术相结
8、合而建立起来的一种多层次、多结构、多功能、具有良好经济效益、生态效益和社会效益的集约经营管理的综合农业生产体系。,具体地说，就是在一定区域有效地运用生态系统中生物的共生原理、生物的相克趋利避害原理、多种成分间的相互协调和互补原理以及物质循环再生与能量多层次多途径转化和利用原理，全面规划、总体协调，建立能合理利用自然和社会资源、保持生态稳定和持续高效的优化农业生态系统，是具有良好的经济、生态和社会三种效益统一的农业生产体系。,生态农业的主要优点,整体性 协调性 地域性 高效性 控制性 层次性 稳定性 改善生态环境,中国现有生态农业系统类型生物立体共生型 物质能量多层分级利用型 基塘式水陆结合型
9、区域整体规划的综合型生态农业系统。,二、城市生态系统,城市生态系统的特点,城市生态系统以人为主体，生物量常具有倒金字结构。,2. 食物链简化 植物（植食动物) 人 3. 能量和物质流动巨大、转换迅速 4. 依赖性强，独立性弱，自我调节能力小 5. 是人类对陆地自然生态系统影响最强烈的地方,生态城（Ecopolis） 按照生态学原理建立起的一类社会、经济、自然协调发展，物质、能量、信息高效利用，生态良性循环的人类聚居地。 建设途径： 生态工艺的设计和改造协调共生关系的建立生态意识的普及和提高,第七节 生物多样性及其保护,一、生物多样性的概念 生物多样性（Biological diversity）
10、是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。 三个主要层次遗传多样性、 物种多样性、生态系统多样性,遗传多样性 （r）是指存在于生物个体内、单个物种内以及物种之间的遗传变异的总和。遗传变异是生命进化合物中分化的基础，也是物种多样性的根本原因。,物种多样性（Species diversity) 是指某一区域内生物种类的丰富度或 物种总数目。生态系统多样性（ ）是指生物圈内生境、生物群落和生态学过程的多样性以及生态系统内生境差异和生态学过程变化的多样性。,二、生物多样性价值,直接使用价值 间接使用价值或生态功能改善人类生存环境，维持自然界生态平衡等
11、。 潜在价值或选择价值为后代再利用生物多样性方面提供选择机会。,三、全球生物多样性概况 及受威胁现状,世界生物物种概况,四、生物多样性保护,（一） 就地保护自然保护区 （二） 迁地保护 动物园、植物园、水族馆、畜牧场、引种培育中心等人工保护中心 （三）离体保存建立植物种子库动物细胞库等,（第七章完）,第八章 自然地理综合研究,第一节 自然地理环境的整体性 第二节 自然地理环境的地域分异 第三节 自然区划 第四节 土地类型研究 第五节 人地关系研究,教学重点 认识、理解并掌握自然地理环境的整体特征、地域分异规律、自然区划、土地类型、人地关系等综合问题。 教学难点 地域分异规律 教学活动 检索分析
12、：在图书馆文献信息系统或者网络上，检索“地域分异规律”、“人地关系”等词汇，分题名检索和关键词检索，看有哪些图书、论文和网站与之有关，并了解该领域的新进展。 参考文献1. 黄秉维等. 现代自然地理. 北京：科学出版社，1999.2. 倪绍祥. 土地类型与土地评价. 北京：高等教育出版社，1992.3. 陈百明. 土地资源学概论. 北京：中国环境科学出版社，1996.4. 陈传康，伍光和等.综合自然地理学. 北京：高等教育出版社，1993.,第一节 自然地理环境的整体性,一、自然综合体地理系统地理耗散结构1.自然地理学以整体自然地理环境及其中的“一系列相互 联系和相互转化的运动形式”作为研究对象
13、，这个“整体”的 名称就是自然地域综合体，或自然地理系统，或地理耗散 结构。2.所谓地理系统，是指各自然地理要素通过能量流、物质 流和信息流的作用结合而成的、具有一定结构和功能的整 体，即一个动态的多等级开放系统。此概念由E.索恰瓦提 出，他还为其定了几条逻辑原则：1）地理系统各组成要素间的相互联系具有某种自由度；,2）地理系统中各种过程或现象之间总是存在着程度不同 的因果关系；3)分异（differentiation）与整化（integration）相互补 偿的原则；4)地理系统尺度理论；5)地理系统中存在关键要素；6地理系统的稳定动态。3.耗散结构：耗散结构理论的核心内容是，任何远离平衡
14、的开放系统，都能在一定条件下通过与外界的物质、能量 交换而发生非平衡相变，实现从无序向有序的转化，形成 新的有序结构，即耗散结构。,二、自然地理环境的组成与能量基础 （一）物质组成1.化学元素组成，2.圈层组成，3.要素组成。 （二）能量基础地理环境主要和稳定的能量供给来自太阳辐射，次要能 源包括宇宙射线，月球太阳重力场引起的潮汐能，构造 作用转化而成的势能，太阳辐射通过蒸发作用转化而成的 势能等。 （三）自然地理环境中的能量转化太阳辐射进入地理环境后，被大气、水、地面和土壤吸 收并转化为热能，并最终返回宇宙空间，而地理环境则始 终保持能量收支平衡。,三、地理环境各要素的物质交换物质交换是各自
15、然地理要素间相互作用和相互联系的主 要表现形式之一。物质是能量的载体，因此物质交换与能 量传递总是同时进行的。,第二节 自然地理环境的地域分异,所谓地域分异规律,也称空间地理规律，是指自然地理环 境整体及其组成要素在某个确定方向上保持特征的相对一 致性，而在另一确定方向上表现出差异性，因而发生更替 的规律。一般公认的地理分异规律包括（纬度）地带性和 非（纬度）地带性两类。 一、地带性分异规律 （一）地带性规律学说的形成背景 （二）地带性规律学说的本质含义B.B.道库恰耶夫是地带学说的创立者，其地带学说可以 概括为以下几个要点：,1.太阳辐射能是自然带和自然地带形成的能量基础；2.由宇宙行星因素
16、如日地距离、地球形状和黄赤交角 等引起的太阳辐射能在地表不同纬度区域的不均匀分布， 是形成自然带和地带的动力学原因。3.带和地带只在理想状况下呈东西方向延伸，并具有环 球分布特点，同时沿南北方向发生更替；4.地带性规律并非唯一的空间地理规律，客观上应存在 另一种规律。由此可以看出，道库恰耶夫的地带和带，实质上是纬度 地带和纬度带。 （三）地带性规律研究的近期发展,地理地带性表,根据蒋忠信（1982）提出的正态频率分布函数曲线模型 的计算结果绘出的自然地带分布高度H随纬度的变化：,二、非地带性规律地球的内能是非地带性地域分异的能量基础。非地带性 分异主要包括： （一）海陆分异海陆分异是地球表面最大尺度的非地带性地域分异 海陆分异的外在表现形式。 （二）陆地干湿度分带性与所谓“经度地带性”陆地自然界的干湿度分带性，主要是指在热量背景相同 或近似的各纬度区域内部，以年降水量由沿海向大陆腹地 方向递减为契机，所引发的区域自然景观及其各组成要素 的变化。干湿度分带性与大陆广狭和海岸带走向有着密切的联系。,
