(四)生态系统 1.生态系统的组成 概括起来生态系统都是由四个部分组成的.非生物的环境.生产者.消费者和分解者. 2.食物链 生态系统中因食物关系而建立起来的一种联系叫食物链.它反映食物能量的传递关系.有腐食食物链.捕食食物链和寄生食物链几种类型. 腐食食物链是专门以死亡生物为营养对象所形成的食物链.如植物的枯枝.败叶→纤维分解细菌→氨化细菌. 捕食食物链又叫活食链.如草→蚱蜢→田鼠→猫头鹰.其中草是生产者.蚱蜢是一级消费者.田鼠是二级消费者.猫头鹰是三级消费者.能量沿着食物链途径流动. 寄生食物链.如哺乳动物和鸟类→跳虱→原生动物→细菌→病毒.由于相互关系.形成了五个等级的食物链. 由于绝大多数动物的食物是多种多样的.因此.各种食物链彼此联系.交错成复杂的食物网.在食物网中.一个物种的变化.会影响整个食物网内各种物种数量的变动. 3.生态金字塔 生态系统中的能量流动要靠各种有机体来转化和传递.在顺着营养级序列传递时.大部分用于呼吸维持生命活动或被分解者利用.只有10%左右输送给上一级.这样便形成了逐级地.急剧地.梯级般的递减图形.生态学上常用金字塔来形象地描绘能量的转化.所以叫能量金字塔.这在中学阶段大家已经学习过了. 在生态系统中.还有数量金字塔和生物量金字塔. 数量金字塔是在生态系统中.每个营养级用有机体的数目来表示.一般来说.向上一个营养级传递时.生物的体形增大.个体数目却减少.如草食动物的数量多.肉食动物少.依次类推.有时候数量金字塔会发生倒塔形.如成千上万的昆虫以一株树为生.数量金字塔就发生颠倒. 生物量金字塔是在生态系统中.每个营养级用生物量表示.一般用单位空间.时间的生物体重量来表示.生物量金字塔表明.生产者的生物量大于草食动物.而草食动物又大于肉食动物.生物量金字塔很少发生颠倒.但在某些水生生态系统中.如海洋里的浮游动物量常常超过浮游植物量.这是因为作为浮游植物的藻类体积很小.但它繁殖速率高.在单位时间内大量繁殖.大量被吞食.因此常常使浮游植物量跟浮游动物量的比值小于1.但藻类生产的总能量还是远远大于浮游动物的总能量的. 4.生态系统中的初级生产和次级生产 在一定时间或阶段内.生态系统中某个种群或群落生产出来的有机物总量.叫生产量或生产力.如某池塘中.平均每年每立方米水体内能生产100公斤鲤鱼.其生产量就可用 100公斤/米3·年表示.也可换算成能量.生产量分为以下几个水平: (1)初级生产量 绿色植物通过光合作用.把太阳能转变成植物体内的化学能.这过程称为“初级生产 过程.它所固定的总能量称为“初级生产量 .初级生产量又分为: 总初级生产量:在某单位时间内生产者所固定的全部太阳能. 净初级生产量:总初级生产量扣除掉生产者自养呼吸消耗后余下的数值.生态系统的净初级生产量就是植物在该系统中构成的有机物质和能量.是系统中其他生物成员赖以为生的物质基础.在陆地.热带雨林的净初级生产量较高.平均为2200克/米2·年. (2)次级生产量 在单位时间内动物体的同化量减去其呼吸量余下的值.实际上.它就是动物用于生长.发育和繁殖的那部分能量.一级.二级.三级消费者的生产量都属于次级生产量.可用下列公式计算次级生产量:次级生产量=同化量-呼吸量,次级生产量=0体增重+新个体重量 5.生态系统的物质循环 自然界的各种化学元素(包括构成原生质必不可少的元素).在生物圈里具有从环境进入生物体.沿着食物链而在不同生物之间流转.最后被分解者分解而回到环境中去的趋势.由于这种循环带有全球性.所以称为生物地球化学循环.生物地球化学循环分三类:水循环.气体循环和沉积型循环.以下以水循环和气体循环为例介绍其特点. (1)水循环 地球上的水是通过气体形式而循环的.循环动力是太阳能.大气是全球水循环的关键因素.水循环的主要途径有三条:①由于阳光照射.江.河.湖.海和土壤中的一部分水变成水蒸气.进入大气.②植物的蒸腾作用和动物体表蒸发出来的水分进入大气中. ③大气中的水蒸气遇冷.以雨.雪等形式回到地面. (2)碳循环 碳是一切有机物的基本成分.没有碳就没有生命.碳在无机环境与生物群落之间以二氧化碳的形式进行循环.碳循环的主要途径为:①绿色植物通过光合作用固定大气中的CO2.②绿色植物合成碳有机物通过食物链转移到食草动物和食肉动物体内.③动.植物通过呼吸作用.把CO2放回大气中.④动物的排泄物.动植物的遗体被分解者利用.分解后产生的O飞也返回大气.⑤人类燃烧化石燃料.使大量地进人大气.从而使贮存于地层中的碳加入到碳循环中. (3)氮循环 氮是构成蛋白质的基本元素之一.在大气中.氮的含量约占79%.但绝大多数生物不能直接利用大气中的氮.只有通过固氮作用.即把氮和氧结合成硝酸盐和亚硝酸盐.或使氮和氢结合成氨.才能被植物利用. 固氮作用通常有三条途径: ①大气固氮:氮的化学性质很不活泼.但在闪电和宇宙射线产生的高能作用下可分别与氧和红结合成硝酸盐和氨.并随着雨水降到地面. ②生物固氮:与豆科植物共生的根瘤菌有固氮功能.某些种类的蓝绿藻也能固氮. ③工业固氮:通过工业生产而固氮是人类开辟的固氮途径.氮循环的基本过程. 氮的循环 6.人与环境 (1)环境和环境质量 中对环境的定义是:“影响人类的生存和发展的各种天然和经过人工改造的自然因素的总体.包括大气.水.海洋.土地.矿藏.森林.草原.野生生物.自然遗迹.人文遗迹.自然保护区.风景名胜区.城市和乡村等. 环境质量是指环境总体或环境要素受到污染的程度.它是根据人类具体要求而形成的一种对环境总体评价的概念.世界卫生组织将环境标准分为四个等级: 一级:规定值或规定值以下的浓度和时间.对环境无直接或间接影响. 二级:规定的浓度和时间.对环境易引起有害的作用. 三级:规定的浓度和时间.易引起人体生理机能的障碍和慢性疾病或缩短寿命. 四级:规定的浓度和时间.易引起多数人患急性疾病或死亡. 人类依赖环境和它的资源而生存.发展.同时.人类的活动又急剧地影响着环境.由于人类发展中过度地消耗资源和不断排放污染物.已形成了严重的环境问题.现在.日趋严重的全球性环境问题主要有:①全球性气候变暖.海平面上升.②人口迅速增长对生态环境骤增压力.③臭氧层耗损.④酸雨沉降范围扩大.⑤土壤沙漠化扩展.水土流失加剧.人均耕地面积下降.⑥森林资源的减少和破坏.⑦物种大量灭绝.⑧淡水资源短缺和污染.海水污染.⑨危险废物扩散等. (2)环境污染 由于人类活动引起环境和它的组成要素如大气.水体.土壤等的变化.并超出了环境的自净能力.使环境质量下降.造成有害于人类或其他生物正常生存和发展的现象.叫做环境污染. 环境污染的类型可有不同的划分法.按环境要素不同分为:大气污染.水污染和土壤污染等,按污染产生的原因不同可分为工业污染.农业污染.化学污染和物理污染,按污染物的形态不同可分成废气污染.废水污染.固体废物污染.噪声污染和辐射污染,按污染分布范围可分为局部性污染.区域性污染和全球性污染. (3)人类的努力 ①自然保护区 “自然保护区 又叫“自然禁伐禁猎区 .是国家为了保护自然环境.自然资源和生物资源.满足文教.科研以及游览等需要而划定的一定的空间范围.禁止任意采伐植物.捕杀动物和变更地形地貌的特殊保护的自然区域.自然保护区有多种类型.根据其保护的内容.可分成五大类:第一类是自然生态系统保护区,第二类是特有生态系统保护区,第三类是珍稀或濒危动植物自然保护区,第四类是典型自然景观保护区,第五类是有特殊意义的自然历史遗址自然保护区. ②人和生物圈计划 “人和生物圈计划 是一项国际性的.政府间合作研究生态学的综合性计划.它由联合国教科文组织在其他组织配合下.于1970年第16届全体会议上制定.1971年开始实施.我国于1972年加入该计划.并当选为“国际协调理事会 的理事国.1978年成立了中华人民共和国人和生物圈国家委员会.1989年我国鼎湖山等自然保护区都已加入了国际生物圈自然保护网. ③地球日和世界环境日 每年的4月22日是“地球日 .最早的“地球日 是由美国的环保工作者和社会知名人士共同发起的.把1970年4月22日定为美国的第一个“地球日 .以后联合国国际性环境组织将1990年4月22日定为第一个“国际地球日 . 每年的6月5日是“世界环境日 .第一个“世界环境日 是1972年6月5日-6月16日联合国在瑞典斯德哥尔摩召开的第一次人类环境会议上提出的.大会宣布了每年6月5日定为“世界环境日 .要求联合国系统和各国政府在这一天开展各种活动.宣传保护和改善生存环境的重要性.这已成为了全人类的共同行动日. 查看更多

 

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       城市生态系统

   随现代工业化进程的加快,城市化水平也越来越高。右图是一座现代新兴工业城市的概貌。

  城市生态系统可分为社会、经济、自然三个亚系统。它们交织在一起,相辅相成,相星相克,导致了城市这个复合体复杂的矛盾运动。 社会生态亚系统以人口为中心,包括基本人口、服务人口、抚养人口、流动人口等。 该系统以满足城市居民的就业、居住、交通、供应、文娱、医疗、教育及生活环境等需求为目标,为经济系统提供劳力和智力。它以高密度的人口和高强度的生活消费为特征。 经济生态亚系统以资源为核心,由工业、农业、建筑、交通、贸易、金融、信息、科教等子系统组成。 它以物资从分散向集中的高密度运转,能量从低质向高质的高强度集聚,信息从低序向高序的连续积累为特征。自然生态亚系统以生物结构和物理结构为主线,包括植物、动物、微生物、人工设施和自然环境等。它以生物与环境的协同共生及环境对城市活动的支持、容纳、缓冲及净化为特征。

   城市生态系统有三种功能:一是生产,为社会提供丰富的物资和信息产品,包括第一性生产、第二性生产、流通服务及信息生产四类。城市生产活动的特点是:空间利用率高,能流、物流高强度密集,系统输人、输出量大,主要消耗不可再生性能源,且利用率低,系统的总生产量与自我消耗量之比大于 1,食物链呈线状而不是呈网状,系统对外界的依赖性较大。二是生活,为市民提供方便的生活条件和舒适的栖息环境。即一方面满足居民基本的物质、能量和空间需求,保证人体新陈代谢的正 常进行和人类种群的持续繁衍;另一方面满足居民丰富的精神、信息和时间需求,让人们从繁重的体力和脑力劳动中解放出来.三是还原,保证城乡自然资源的持续利用和社会、经济、环境的平衡发展。即一方面必须具备消除和缓冲自专发展给自然造成不良影响的能力;另一方面在自然界发生不良变化时,能尽快使其恢复到良好状态,包括自然净化和人工调节两类还原功能。

  (1)从上文知,城市生态系统的功能是依赖 ____________ 流动来维持的。

  (2)城市生态系统最主要的特点是 ____________ 。

  (3)城市生态系统不同于其他的生态系统反映在食物链上的特点是 ____________ 。

  (4)为更好地提高城市生态系统的稳定性,使人类生活的城市环境更优美,你认为应如何对城市生态系统进行调控?

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