基础生态学 13物质循环
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高中生物生态学四个基本原理
1、物质循环再生原理:
物质能够在各类生态系统中,进行区域小循环和全球地质大循环,循环往复,分层分级利用,从而达到取之不尽、用之不竭的效果。
物质循环再生是生态工程重要的原理之一。
2、物种多样性原理:
一般而言,物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性。
生物多样性高,可以为各类生物的生存提供多种机会和条件。
众多的生物通过食物链关系互相依存,就可以在有限的资源条件下,产生或容纳更多的生物量,提高系统生产力。
即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位置,从而避免了系统结构或功能的失衡。
这是生态工程的原理之一
3、协调与平衡原理:
处理好生物与环境的协调与平衡,除了考虑生物的生态适应性外,还需要考虑环境承载力。
这是生态工程的原理。
环境承载力(又称环境容纳量):是指某种环境所能养活的生物种群的数量。
4、整体性原理:
人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。
进行生态工程建设时,不但要考虑到自然生态系统的规律,更重要的是,还要考虑到经济和社会等系统的影响力。
除此之外,社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。
建立在对系统成分的性质及相互关系充分了解的基础之上的整体理论,是解决生态环境问题的必要基础。
《基础生态学》(第三版)名词解释绪论1)生态学(ecology):是研究有机体及其周围环境-包括非生物环境和生物环境相互关系的科学。
2)尺度(Scale):某一现象或过程在空间、时间上所涉及到的范围和发生频率。
3)生物圈(biosphere):地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所。
包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。
4)景观生态学(landscape ecology):研究景观单元的类型组成,空间格局及其与生态学过程相互作用的科学。
(景观是由不同生态系统组成的异质性区域,生态系统在景观中形成斑块(patch))5)全球生态学(global ecology):研究全球性的环境问题与全球变化。
其主要理论为:地球表面温度和化学组成受地球所有生物总体的生命活动所主动调节,并保持动态平衡。
第一章生物与环境6)环境(environment):某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。
7)生境或栖息地(habitat):指特定生物体或群体所处的物理环境。
8)生态因子(ecological factor):环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
9相互作用或交互作用(interaction):生物与生物之间的相互关系。
10)反作用(counteraction):生物对环境的影响,一般称为反作用。
表现在生物的影响改变了环境因子的状况。
11)利比希最小因子定律(Liebig’s law of the minimum):植物的生长取决于处于最小量状况的营养物质的量。
即:每一种植物都需要一定种类和数量的营养物,如果其中有一种营养物完全缺失,植物就不能生存。
如果该种营养物数量极微,就会对植物的生长产生不良影响。
12)限制因子(Limiting factor):在众多的环境因素中,任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因素,叫限制因子。
基础生态学-北京师范大学精品课程基础生态学理论课教学大纲[课程目标] 通过基础生态学的学习,使学生能够全面掌握生态学的基础理论和研究方法,了解生态学研究的发展动态与热点,激发学生热爱大自然的兴趣,以及勇于探求生物与环境之间相互关系的奥秘。
[学时安排] 总学时36,每周2学时。
[教学内容]绪论第一部分有机体与环境我们能够把自然界分为两大类:生物与非生物。
这两大类几乎总是可区别、可分开的,但它们又不能彼此孤立地存在。
生物依赖于环境,它们必需与环境连续地交换物质和能量,需适应于环境才能生存;生物又影响环境,改变了环境的条件,生物与环境在相互作用中形成统一的整体。
在这第一部分中,共分三章,主要阐述生物与环境间的相互作用规律和机理、温度和光因子的生态作用及生物对不同光制与极端温度的适应、水的特殊性质以及生物如何调节体内水和溶质的平衡、氧与二氧化碳的生态作用与生物适应、土壤理化性质及其对生物的影响、以及火的生态作用及管理。
第一章生物与环境生态学涉及生物与它们的环境,了解它们之间的关系是非常重要的。
环境的变化决定了生物的分布与多度,生物的生存又影响了环境,生物与环境是相互作用、相互依存的。
因此我们首先应该了解和掌握生物与环境的生态作用规律和机理。
第二章能量环境太阳表面以电磁波的形式不断释放的能量,即太阳辐射或太阳光。
太阳辐射为地球上所有生命系统提供了能量来源。
绿色植物将太阳能转化成化学能储存于植物体内, 这一过程是生物圈与太阳能发生联系的唯一环节,也是生物圈赖以生存的基础。
太阳辐射又温暖了地球表面,使生物能够生长、发育和繁衍,并对生物的分布起了重要的作用。
因此,光和温度组成了地球上的能量环境。
第三章物理环境水、大气、土壤是另一类生态因子,它们构成有机体生活的空间或栖息地,成为生物生存的必须条件。
同时,它们又为生物体的组成需要提供了常量元素(如碳、氢、氧、磷、硫、铁、钾、钠、钙等)与微量元素(如铬、钴、氟、铝、硒、锌、碘等)。
2017成考专升本生态学基础复习:生
态系统的物质循环
第十四章生态系统的物质循环
本章重点
一、概念
1.物质循环
2.库和流
3.生物放大作用
二、问答题
1.谈谈能流和物质循环的联系区别。
2.如何用分室模型方法研究元素循环?
3.氮循环的主要途径。
思考题
一、概念
1.流通率和周转率
二、问答题
1.物质循环有哪几种基本类型?
2.简述物质循环的过程。
1、用飞机反复大面积喷洒DDT,其最可能的结果是(B)
A.消灭了该地区的害虫
B.抗DDT的变异类型害虫比例增大
C.消灭了该地区的杂草
D.使该地区的生物多样性提高
2、生物圈中水的循环平衡是靠世界范围的(蒸发)与(降水)来调节的。
3、生物地球化学循环的3个基本类型是(水循环)、(气体型循环)和(沉积型循环)循环。
4、全球碳循环是一种(气体型)型循环,由于人类影响碳循环而产生的问题是(CO2浓度升高),进而产生(温室效应)。
5、进入食物链中的(有毒)物质沿营养级逐级向前移动,浓度越来越高,产生了(富集(生物放大))作用。
6、磷不存在任何气体形式的化合物,它的循环属于典型的沉积型循环。
(√)
7、某池塘中蓝藻、硅藻和水草大量繁殖,形成这一现象的主要原因可能是
(D)
A.有毒物质进入
B.水温升高
C.水土流失
D.过多的氮、磷进入。
基础生态学一、绪论生态学:生态学是研究有机体与周围环境间相互关系的科学。
种群:同一时期栖息在同一地区中同种个体组成的集合。
群落:同一时期栖息在同一地域中动物、植物、微生物组成的集合。
生态系统:一定时间空间中生物群落和非生物环境的集合。
生物圈:地球上全部的生物和一切适合于生物栖息的场所,包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。
尺度:某一现象或过程在空间和时间上所涉及的范围和发生的频率。
(类型:时间、空间、组织)二、有机体与环境环境:是指某一特定生物体或生物体周围一切的总和,包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。
大环境:地区环境、地球环境和宇宙环境。
大气候(大环境中的气候)小环境:对生物有直接影响的邻接环境,即小范围内的特定栖息地。
小气候生态因子:是指环境要素中对生物起作用的因子。
(按性质分:气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子按对种群数量变动的作用分:密度制约因子、非密度制约因子)生态因子作用特征:综合作用、主导因子作用、阶段性作用、不可替代和补偿性作用、直接作用和间接作用生境:所有生态因子构成生物的生态环境,特定生物体或群落的栖息地的生态环境成为生境。
生物对环境的适应:形态、生理、行为适应利比希最小因子定律:低于某种生物需要的最小量的任何特定因子,是决定该种生物生存和分布的根本因素。
(只有物质和能量的输入和输出平衡时应用)耐受性定律:任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多,即当接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存。
限制因子原理:任何生态因子,当当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖和扩散时,这个因素称为限制因子。
生态幅:在耐受性的下限和上限之间的范围。
适应组合:生物对一组特定环境条件的适应表现出彼此之间的相互关联性,这一整套协同的适应特性特性称为适应组合。
光合有效辐射:光合作用系统只能够利用太阳光谱的一个有限带,370-710nm波长的辐射能。
生态学中的能量流动与物质循环生态学是一门研究生物和它们与环境相互作用的科学,它是现代环保和生态建设的基础。
生态系统是生物、非生物物质和能量在一定空间和时间范围内构成的复杂组合体,其中能量流动与物质循环是生态系统的两个重要基础部分。
一、能量流动能量在生物圈中的流动是一种级联式的传递过程,从太阳光到植物,再到草食动物和食肉动物。
生态系统中的生物利用太阳光,将它们转化为可用的化学能,并在食物链中传递能量。
能量流动的过程中,会发生一定的损失,这种损失被称为热损失。
在生态系统中,能量流动存在一个层级结构,即食物链。
食物链是由生产者、消费者、食肉者和分解腐生物组成的。
以一个典型的食物链为例,太阳能-植物-草食动物-食肉动物-分解腐生物,能量从最基层的生产者,即植物,通过草食动物和食肉动物,最终被转化为分解生物的有机肥料。
由于能量在生态系统中不断流动,因此能量流动具有稳定性和持续性的特点。
只要太阳光不停止,生物系统就将没有能量消失的问题。
二、物质循环生态系统中的物质循环指不同有机物和无机物之间的转化和交换。
物质循环是一个完整的循环系统,其中包含了氮、碳、水、氧和矿物质等元素的循环过程。
氮循环是典型的物质循环模式之一。
氮是构成生物体的重要成分之一,同时也是大气中的重要成分。
氮元素通过固氮作用由大气中的氮气转化为通过植物吸收的氨或硝酸盐,然后通过食物链的传递,将氮循环到其他生物中。
随着物质循环的推进,氮又会被释放回土壤,进入生物体或重新被氧化成氮气。
另一个重要的物质循环是碳循环。
碳循环是生态系统中的最大循环系统之一,包括光合作用、呼吸、分解和燃烧等过程。
在光合作用中,植物将二氧化碳转化为有机碳,这是生物体生长和生存所必需的有机物。
有机物通过消费者食用,被氧化成二氧化碳,或通过分解和燃烧被释放成二氧化碳。
碳循环是生态系统中维持生命重要的过程之一,也是全球气候变化的重要因素。
总结生态学中的能量流动和物质循环是生态系统中的两个重要分支。
生态系统的物质循环过程
首先,能量的流动是生态系统物质循环过程的基础。
太阳能是地球上所有生命活动的能源,通过光合作用,植物将太阳能转化为化学能,并将其储存在有机物中。
动物通过食物链和食物网获取能量,将有机物中的能量转化为自己的生命活动所需的能量。
当动物死亡或排泄时,有机物质又会被分解为无机物质,释放出储存在其中的能量,供细菌和真菌等分解者利用。
其次,各种元素的循环也是生态系统物质循环过程的重要组成部分。
例如,碳、氮、磷等元素在生态系统中不断循环利用。
植物通过光合作用吸收二氧化碳,将其转化为有机物质,而动物则通过摄食植物获取碳元素。
当动植物死亡后,它们的有机物质会被分解为无机物质,其中包括了碳、氮、磷等元素,这些元素会再次被植物吸收利用,形成循环。
此外,水循环也是生态系统物质循环过程的重要组成部分。
水从海洋、湖泊、河流中蒸发升华成水蒸气,形成云,再通过降水的形式返回到地表,滋润植物生长,满足生物的生存需要,形成水的循环。
总之,生态系统的物质循环过程是一个复杂而又精密的系统。
各种生物和非生物要素在其中不断相互作用、相互转化,形成了一个相对稳定的生态平衡。
保护好这个生态系统,保护好地球上的每一寸土地和每一滴水,才能让物质循环过程继续顺利进行,维持生态系统的健康和稳定。
植物生态学中的能量流与物质循环植物生态学是研究植物与环境相互关系的学科,其中能量流和物质循环是其核心概念之一。
本文将探讨植物生态学中的能量流和物质循环,并分析其在生态系统中的重要性。
一、能量流能量是维持生态系统运行的重要驱动力,而能量流则指的是能量在生态系统中的传输和转化过程。
1. 光合作用光合作用是植物利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物的过程。
在光合作用中,植物吸收阳光并通过光合色素将其转化为化学能。
植物利用这种化学能合成有机分子,同时释放出氧气。
2. 营养级别植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,并存储在有机物中。
这些有机物成为其他生物的能量来源。
根据生物体在食物链中的位置,可以分为生产者、消费者和分解者等不同营养级别。
3. 能量转移能量在生态系统中通过食物链或食物网进行转移。
生产者通过光合作用获取能量,并被消费者摄食。
消费者将能量继续传递给更高级别的消费者,直至最后由分解者分解,释放出能量,完成能量流动的循环。
二、物质循环物质循环指的是植物生态系统中物质的转移和循环利用过程,主要包括水循环、碳循环和氮循环等。
1. 水循环水是生命的基础,也是植物生态系统中重要的物质。
水循环包括水的蒸发、降水和土壤中的滞留等过程。
植物吸收土壤中的水分,通过蒸腾作用释放到大气中,最终又转化为降水,形成水的循环。
2. 碳循环碳是有机物的重要组成部分,植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物,同时通过呼吸作用释放二氧化碳。
植物死亡后,其有机物在分解过程中释放出二氧化碳,重新进入大气中。
这种转化和循环过程形成了碳循环。
3. 氮循环氮是植物生长所需的重要营养元素,植物通过根部摄取土壤中的氮,合成氨基酸和蛋白质等有机物。
同时,植物通过死亡和分解等过程将氮释放到土壤中。
土壤中的氮被细菌固定和转化为亲合态氮,再次为植物吸收利用。
三、能量流与物质循环的重要性能量流和物质循环是植物生态系统中至关重要的过程。
它们在维持生态平衡和生物多样性方面发挥着重要作用。
生态基础学必考知识点归纳生态学是研究生物体与其环境相互作用的科学,它涵盖了生物群落的结构、功能、动态以及与环境的相互关系。
以下是生态学的一些必考知识点归纳:1. 生态学的定义和分支:生态学是研究生物与其环境之间相互作用的科学,包括植物生态学、动物生态学、微生物生态学等分支。
2. 生态系统:生态系统由生物群落和非生物环境组成,它们相互作用形成了一个功能整体。
3. 生物群落:生物群落是指在一定时间和空间范围内,相互关联的生物种群的集合。
4. 物种多样性:物种多样性是生态系统中不同物种的数量和种类的多样性。
5. 生态位:生态位是指一个物种在生态系统中的位置,包括其对资源的利用方式和与其他物种的关系。
6. 能量流动:生态系统中的能量流动遵循从生产者到消费者再到分解者的过程,能量在每个营养级之间传递时会有损失。
7. 物质循环:生态系统中的物质循环包括水循环、碳循环、氮循环等,这些循环过程保证了生态系统中物质的持续供应。
8. 生态演替:生态演替是指生物群落随时间的变化过程,包括初级演替和次级演替。
9. 生态平衡:生态平衡是指生态系统中生物和非生物因素相互作用达到一种相对稳定的状态。
10. 环境压力与适应:环境压力是指生物面临的各种环境挑战,如温度、湿度、食物供应等,而适应则是生物对这些压力的响应。
11. 种群动态:种群动态包括种群的增长、衰退和稳定状态,受到出生率、死亡率、迁移率等因素的影响。
12. 竞争与共生:竞争是指同一生态位的物种之间为资源而斗争,而共生则是指不同物种之间的互利关系。
13. 人类活动对生态系统的影响:人类活动如城市化、工业化、农业扩张等对生态系统产生了深远的影响,包括生物多样性的丧失、栖息地的破坏等。
14. 保护生态学:保护生态学是研究如何保护和恢复生态系统的科学,包括物种保护、生态系统管理和可持续发展等。
15. 生态系统服务:生态系统服务是指生态系统为人类社会提供的直接或间接的利益,如净化空气、调节气候、提供食物等。
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生态系统的物质循环生物教案1一、碳循环1、物质循环的概念2、碳循环⑴碳在无机环境与生物群落之间的物质循环主要是以co2的形式进行的。
⑴⑴循环过程3、物质循环的特点:具有全球性、反复出现、循环流动4、温室效应⑴形成原因⑴影响⑴措施二、能量流动和物质循环的关系1、区别能量流动物质循环形式主要以有机物形式流动在生物群落和无机环境之间以无机物形式循环,在群落内部主要以有机物形式传递特点单向流动、逐级递减往复循环、反复利用范围各种生态系统都可进行生物圈(全球性)2、联系:两者同时进行,相互依存,不可分割。
第2课时复习提问:1、生态系统中碳循环的过程如何?2、物质循环与能量流动的关系是什么?今天我们来探究一下土壤微生物的分解作用。
1、引入探究内容“土壤微生物的分解作用”由于学生缺乏微生物方面的知识,在指导学生进行该课题的探究时,教师可以先介绍有关知识背景,比如可以用卡逊《寂静的'春天》中如下一段话:土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体,是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。
它们有着庞大的天文学似的统计数学,一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。
纵然这些细菌形体细微,但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中,其细菌总重量可以达到一千磅之多。
长得像长线似的放线菌数目比细菌稍微少一些,然而因为它们形体较大,所以它们在一定数量土壤中的总质量仍和细菌差不多。
被称之为藻类的微小绿色细胞体组成了土壤内极微小的植物生命。
细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因,它们将动植物的残体还原为组成它们的无机物。
假若没有这些微小的生物,像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的循环运动是无法进行的。
生态学基础知识生态学是研究生物与环境之间相互作用关系的科学,它涉及到生物群落、生物圈、生态系统等等。
在这篇文章中,我们将介绍一些生态学的基础知识,包括生态系统的组成、能量流动、物质循环以及生态学在环境保护和可持续发展中的应用。
一、生态系统的组成生态系统是由生物群落和非生物因素组成的。
生物群落由各种生物物种组成,它们相互依存、相互作用。
而非生物因素包括土壤、水、气候等,它们提供了物质和能量的环境基础。
生物群落与非生物因素之间的相互作用是维持生态系统稳定的关键。
二、能量流动能量是生态系统中最基本的资源。
太阳是能量的主要来源,植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,形成有机物质。
其他生物则通过食物链或食物网的方式从植物中获取能量。
能量在生态系统中以一定的流动方向传递,高层级的消费者只能获得低层级消费者提供的能量。
三、物质循环生态系统中的物质循环是指无机物质和有机物质在生物群落中的循环和再利用过程。
其中,氮、碳、磷等元素的循环特别重要。
氮在大气中以氮气的形式存在,通过植物和细菌的共生作用转化为可利用的形式。
碳则主要通过植物的光合作用转化为有机物,继而经过动物的呼吸和分解作用释放出来。
生物体内的磷主要来自土壤中的磷酸盐,通过食物链传递和分解作用再次归还土壤。
四、生态学在环境保护和可持续发展中的应用生态学的研究对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
生态学家通过对生物群落的调查和研究,能够及时了解生态系统的状况,并提出相应的保护和管理措施。
比如,通过对湖泊和河流的生物多样性进行监测,可以及时发现和解决水体污染问题;通过研究森林的演替过程,可以制定合理的采伐和植树计划,保护生态系统的平衡。
此外,生态学还积极探索可持续发展的途径。
生态农业、节能减排等可持续发展模式的建立,都是依靠生态学的理论和实践。
生态学家们还致力于寻找新的可再生能源,推动绿色发展。
总结生态学是研究生物与环境相互作用的科学。
生态系统的组成包括生物群落和非生物因素。
2024年成人高考《生态学基础》知识点详解_1287
生态学是研究生物与环境相互关系的学科。
成人高考《生态学基础》课程重点掌握环境科学的基础知识和生态学的基本理论,具体包括以下几个方面的内容:
一、生态学的基本概念和发展历程
1.生态学的定义和范畴
2.生态学的主要研究对象和内容
3.生态学的发展过程和主要阶段
二、生态学的基本原理和理论
1.物质循环与能量流动原理
2.生态系统的结构和功能
3.生物多样性保护和生态环境建设
4.生态建设和环境保护的重要性和基本方法
三、生态系统的组成和生态位的概念
1.生态系统的组成和种类
2.生态位的概念和分类
3.种群的生态位和种群调控
四、生态系统的生物多样性保护和恢复
1.生物多样性的概念和重要性
2.生物多样性的评价指标和保护措施
3.生态系统的恢复和重建
五、生态系统的稳定性和可持续发展
1.生态系统稳定性的概念和评价指标
2.可持续发展的原则和措施
3.生态系统的破坏和恢复
六、环境污染与生态系统的响应
2.污染物对生态系统的影响和响应
3.生态系统的修复和环境保护
七、全球变化与生态系统的适应
1.全球气候变化的原因和影响
2.生态系统对气候变化的适应和响应
3.人类活动对生态系统的影响和变化
这些知识点是成人高考《生态学基础》在考试中的重点,考生可以通过理论学习、课堂教学和实践操作等方式进行全面掌握。
同时,还需注重学习与实际案例相关的生态学知识,能够将理论知识应用于实际生活与工作中,提高解决环境问题的能力。
生态学基础知识要点生态学是研究生物与其环境相互作用和相互依存关系的科学。
它探究了物种之间的相互关系、环境对生物的影响以及生物对环境的适应性反应。
本文将介绍生态学的基础知识要点,帮助读者理解生态学的基本原理和概念。
1. 生态系统生态系统是由相互关联的生物群落和非生物因素组成的生态单元。
它包括生物群落、所在地区的生物地球化学过程以及与该地区相互作用的土壤、水、气候等非生物元素。
生态系统中的能量流动和物质循环是生态学研究的核心内容。
2. 生物群落生物群落是在特定地点内生活在一起并相互作用的不同物种的总体。
它由多种生物组成,包括植物、动物、微生物等。
生物群落的结构和组成会受到环境、资源利用和种群相互作用等因素的影响。
3. 种群生态学种群生态学研究的是同一物种在相同环境中形成的个体聚集体,即种群。
种群生态学主要关注种群的数量、密度、分布以及种群动态变化的原因。
种群的增长受到出生率、死亡率、迁移率等因素的影响。
4. 能量流动能量在生态系统中以食物链的形式流动。
能量通过光合作用由植物转化为化学能,然后被食草动物、肉食动物以及其他消费者所吸收和利用。
能量流动是生态系统维持稳定的重要因素。
5. 物质循环物质在生态系统中以循环的方式流动。
例如,水循环、碳循环和氮循环等。
水循环使水从地表蒸发成为水蒸气,再通过降水回到地表。
碳循环涉及到植物的光合作用和动物的呼吸作用,将二氧化碳转化为有机物质和能量。
氮循环涉及到大气中的氮气通过生物固氮、植物吸收和动物摄取等过程,最终又返回到大气中。
6. 生态位生态位是指生物在生态系统中所占据的特定的空间和资源。
每个物种有其独特的生态位,用来适应特定的环境和资源利用方式。
生态位的不同可以减少资源竞争,维持生态系统的平衡。
7. 生物多样性生物多样性是指生态系统中各种物种的多样性和丰富性。
生物多样性是生态系统健康和稳定的重要指标,对维护生态平衡具有重要意义。
8. 共生与相互关系共生是指生物之间相互依赖的关系。
基础⽣态学第⼆版课后习题答案第⼀章绪论(康⾦林整理)1.说明⽣态学定义。
⽣态学是研究有机体与环境相互关系的科学,环境包括⾮⽣物环境和⽣物环境。
⽣物环境分为种内的和种间的,或种内相互作⽤和种间相互作⽤。
2.试举例说明⽣态学是研究什么问题的,采⽤什么样的⽅法。
⽣态学的研究对象很⼴,从个体的分⼦到⽣物圈,但主要研究4个层次:个体、种群、群落和⽣态系统。
在个体层次上,主要研究的问题是有机体对于环境的反应;在种群层次上,多度与其波动的决定因素是⽣态学家最感兴趣的问题,例如种群的出⽣率、死亡率、增长率、年龄结构和性⽐等等;在群落层次上,多数⽣态学家在⽬前最感兴趣的是决定群落组成和结构的过程;⽣态系统是⼀定空间中⽣物群落和⾮⽣物环境的复合体,⽣态学家最感兴趣的是能量流动和物质循环过程。
⽣态学研究⽅法可以分为野外的、实验的和理论的三⼤类。
1.概念与术语环境是指某⼀特定⽣物体或⽣物群体周围⼀切的总和,包括空间及直接或间接影响该⽣物体或⽣物群体⽣存的各种因素。
⽣态因⼦是指环境要素中对⽣物起作⽤的因⼦,如光照、温度、⽔分等。
⽣态福是指每⼀种⽣物对每⼀种⽣态因⼦,在最⾼点和最低点之间的范围。
⼤环境指的是地区环境、地球环境和宇宙环境。
⼩环境指的是对⽣物有直接影响的邻接环境。
⼤环境中的⽓候称为⼤⽓候,是指离地⾯1.5m以上的⽓候,由⼤范围因素决定。
⼩环境中的奇虎称为⼩⽓候,是指近地⾯⼤⽓层中1.5m以内的⽓候。
所有⽣态因⼦构成⽣物的⽣态环境,特定的⽣物体或群体的栖息地⽣态环境称为⽣境。
对动物种群数量影响的强度随其种群密度⽽变化,从⽽调节种群数量的⽣态因⼦,称为密度制约因⼦。
可调节种群数量,但其影响强度不随种群密度⽽变化的⽣态因⼦,称为⾮密度制约因⼦。
任何⽣态因⼦,当接近或超过某种⽣物的耐受性极限⽽阻⽌其⽣存、⽣长、繁殖或扩散时,这个因素称为限制因⼦。
⼴温性是指⽣物对环境中的温度因⼦的适应范围较宽,这种⽣物对温度耐受限度较⼴的特点。
生态系统的物质循环能量流动和物质循环是生态系统的两大基本功能,两者总是肩并肩的相伴发生。
与能量流动不同的是,生态系统的物质循环不会随物质的传递而减少,生命元素可以被生态系统中的生物成员反复多次地利用。
对生命元素循环的研究通常从全球和局域两个尺度进行,下面,我们将从全球循环的角度来全面认识生态系统的物质循环功能。
全球循环,即全球生物地球化学循环,主要分为水循环、气体型循环和沉积型循环三大类型。
◤水循环◢了解水循环是理解生态系统物质循环的基础海洋是水的主要来源,太阳辐射使得水蒸气蒸发并进入大气,风推动大气中水蒸气的移动和分布,并以降水形式落到海洋和大陆。
大陆上的水可能暂时地贮存于土壤、湖泊、河流和冰川中,或者通过蒸发、蒸腾进入大气,或以液态经流河流和地下水最后返回海洋。
全球水循环全球水循环(GIF)水循环的改变直接影响人类生活。
人类的种种活动如森林砍伐、湿地开发、河流改道、以及凡是影响局部蒸发、蒸腾和降水的活动都会改变水循环。
目前在中国南方地区肆虐的洪水就是水循环在区域发生变化造成的。
因此,为进一步提高对水循环时空分布特征和变化规律的认识,提高预报能力,我国计划2020年前发射全球首个水循环观测卫星,对陆地、海洋和大气水循环关键要素进行系统性的综合观测。
◤气体型循环◢氧、碳、氮等有气体形式的分子参与气体型循环生态系统中的碳库主要包括大气中的二氧化碳、海洋中的无机碳和生物机体中的有机碳,世界上最大的碳库是海洋。
碳循环的主要过程有:①生物的同化过程和异化过程,主要是光合作用和呼吸作用;②大气和海洋之间的二氧化碳交换;③碳酸盐的沉积作用。
全球碳循环因此大气中的二氧化碳含量是有变化的,整体呈上升趋势,还显示有规律的季节变化。
2011-2016年大气二氧化碳含量变化在碳循环中,我们把释放二氧化碳的库成为“源”,吸收二氧化碳的库成为“汇”,根据Schlesinger(1997)提供的全球碳循环收支统计,显示人类活动释放的二氧化碳大约有25%的全球碳流的“汇”是科学尚未研究清楚的,这就是著名的失汇现象,它已经成为当今生态系统生态学研究中最令人感兴趣的热点问题之一。