生态系统及其功能
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生态系统的组成与功能生态系统是由生物体和非生物体相互作用而形成的一个生物群落。
它包括了生物群落、生物多样性、生态位、生态圈等多个要素。
生态系统的组成与功能是生物学领域中一个重要的研究课题,它涉及到生物的生存、繁衍和演化等方面。
一、生态系统的组成生态系统的组成主要包括生物体、生物群落和非生物体。
1. 生物体:生物体是生态系统中最基本的组成单元,它可以是一个个体、一个种群或者一个物种。
生物体通过与其他生物体和非生物体的相互作用,共同构成了一个完整的生态系统。
2. 生物群落:生物群落是由不同物种组成的一个生态群落。
它包括了生态位、种间关系和物种多样性等要素。
生物群落中的不同物种之间相互依存、相互作用,形成了一个相对稳定的生态系统。
3. 非生物体:非生物体包括了环境因子、物理因子和化学因子等。
它们对生物体和生物群落的生存和繁衍起着重要的作用。
例如,气候、土壤、水质等环境因子可以影响生物体的生长和分布。
二、生态系统的功能生态系统的功能主要包括物质循环、能量流动和生态服务等。
1. 物质循环:生态系统通过物质循环的方式维持着生物体和生物群落的生存。
例如,植物通过光合作用吸收二氧化碳,并释放氧气,维持了大气中的氧气含量。
同时,植物也通过吸收土壤中的养分,将其转化为生物体所需的有机物质。
2. 能量流动:生态系统中的能量流动是生物体和生物群落生存的基础。
能量通过食物链的方式从一个物种转移到另一个物种。
例如,植物通过光合作用获得能量,被食草动物摄食后,能量转移到了食草动物体内。
然后,食肉动物又通过捕食食草动物获得能量。
3. 生态服务:生态系统为人类提供了许多重要的生态服务。
例如,森林可以保持水源的稳定性,减少洪涝灾害的发生;湿地可以净化水质,保护生物多样性;海洋可以调节气候,提供食物资源等。
这些生态服务对于人类的生存和发展具有重要的意义。
三、生态系统的保护与管理为了保护和管理生态系统,我们需要采取一系列的措施。
1. 生态保护:保护生物体和生物群落的多样性是保护生态系统的关键。
生态系统的组成与功能生态系统是由各种生物和非生物组成部分相互作用的复杂网络。
它包括生物群落、物种之间的相互作用以及环境条件和因素。
生态系统的组成和功能是我们理解和保护自然环境的关键。
生态系统组成生态系统由两个基本组成部分构成:生物群落和非生物环境。
生物群落包括所有生活在特定区域的生物种群,包括植物、动物和微生物。
非生物环境包括空气、水、土壤和物理要素,如温度和光照。
功能和相互作用生态系统有多种功能和相互作用,它们共同维持着生态平衡和物质循环。
- 能源流动:生态系统中的光能被植物通过光合作用转化为化学能,然后被其他生物利用。
能源流动维持了生态系统中的食物链和食物网。
- 物质循环:生态系统中的物质,如碳、氮和磷,通过生物和非生物过程循环利用。
例如,植物通过吸收二氧化碳和释放氧气参与碳循环。
- 生境提供:生态系统为各种生物提供适合生存和繁衍的环境。
不同物种在生态系统中寻找食物、栖息地和保护。
- 水循环:生态系统参与水的循环,包括蒸发、降水、蓄水和水流。
这对维持地球的水资源和水生生物的生存至关重要。
- 生物多样性维护:生态系统中存在着丰富的生物多样性,包括各种植物、动物和微生物。
这些物种之间的相互作用维持着生态系统的稳定性和自我调节能力。
生态系统的重要性生态系统对我们的生存和福祉至关重要。
它们为我们提供食物、水和氧气,维持自然平衡,并提供休闲和美学价值。
生态系统的破坏和丧失会导致生态灾难和生物多样性丧失,进而影响人类社会的可持续发展。
了解生态系统的组成和功能,可以帮助我们更好地了解和保护自然环境。
我们应该采取可持续的方式利用生态系统的资源,并采取措施保护生物多样性和生态平衡。
生态系统的组成和功能生态系统是由生物体和它们的非生物环境相互作用形成的一个复杂的系统。
它由许多不同的组成部分组成,每个部分都发挥着独特的功能。
本文将介绍生态系统的组成和功能,以便更好地理解生态系统的运作机制。
一、生态系统的组成1. 生物组成部分生态系统的生物组成部分包括植物、动物和微生物。
植物作为生态系统的基础,通过光合作用将太阳能转化为化学能,为整个生态系统提供能量。
动物则分为食草动物、食肉动物和杂食动物,它们之间构成了复杂的食物链和食物网。
微生物包括细菌、真菌和病毒等,它们在分解有机物、循环营养物质等方面发挥着重要作用。
2. 非生物组成部分生态系统的非生物组成部分包括土壤、空气、水和阳光等。
土壤是植物生长的基质,同时也是微生物的栖息地。
空气中的氧气和二氧化碳是动植物进行呼吸的必需气体。
水是生命的基础,对于许多生物来说是生存的要素之一。
阳光提供了生态系统中光合作用所需的能量,也影响着生物体的生理和生态特征。
二、生态系统的功能1. 能量流动生态系统的能量流动是指能量在生物体之间以食物链和食物网的形式传递。
能量从植物通过食物链传递给食草动物,再从食草动物通过食物链传递给食肉动物,形成一个能量传递的链条。
能量的流动使得生态系统中的能量得以循环利用。
2. 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。
水循环是指水从地面蒸发成为水蒸气,然后升华到大气中形成云,最后降水回到地表。
碳循环是指碳在生物体之间的循环,包括光合作用、呼吸作用和分解作用等过程。
氮循环是指氮在大气、土壤和生物体之间的循环,包括固氮、硝化、脱氮等过程。
物质的循环使得生态系统中的元素得以不断循环利用,维持系统的稳定性。
3. 生物多样性维持生物多样性是生态系统的重要特征,它体现了生态系统中各类生物体的多样性和多样性的保持。
生态系统中的不同物种通过相互依存、竞争和共生等方式共同维持着生态平衡。
保持生物多样性有助于提高生态系统的抗干扰能力,保护生态系统的持续发展。
生态系统的组成与功能生态系统是指由生物和环境相互作用而形成的一个相对稳定的生物群落和其所在的物理环境的总体。
生态系统的组成包括生物组成和非生物组成,而其功能则体现在物质循环、能量流动、生态平衡等方面。
一、生物组成生态系统的生物组成主要包括植物、动物和微生物三个层次。
1. 植物植物是生态系统中最为基础的组成部分,通过光合作用将太阳能转化为化学能,并吸收土壤中的水分和营养物质,为其他生物提供食物和栖息地。
不同类型的生态系统中植物的种类和数量各异,它们的共同特点是能够适应当地的气候、土壤等环境条件。
2. 动物动物是生态系统中的消费者和分解者,各种类型的动物通过食物链和食物网相互联系在一起,形成复杂的生物群落。
动物包括食草动物、食肉动物、杂食动物等不同类型,它们之间的相互作用和平衡对于维持生态系统的稳定至关重要。
3. 微生物微生物在生态系统中扮演着重要的角色。
它们能够降解有机物,促进有机物的分解和循环,并参与土壤形成等过程。
微生物包括细菌、真菌、病毒等,它们的种类繁多,密度极高,在土壤中发挥着重要的功能。
二、非生物组成生态系统的非生物组成主要包括水、土壤、气候等要素。
1. 水水是生态系统的重要组成部分,各种类型的生态系统都需要水来维持其正常的功能。
水在生态系统中扮演着多种角色,例如供给植物的水分、提供动物的饮用水、形成各种栖息地等等。
同时,水还参与了许多物质循环过程,如水循环、碳循环等。
2. 土壤土壤是生态系统中的重要非生物成分,它提供了植物的生长环境和根系的生长空间。
土壤中含有丰富的养分,对于维持生物群落的平衡和稳定至关重要。
土壤还可以吸附和储存水分,调节水分的供给与排除。
3. 气候气候是生态系统的重要环境因素,包括温度、光照、降水等多个方面。
不同的气候条件将导致不同类型的生态系统的形成和分布。
气候对于生物的生长、繁殖和适应性具有重要影响,也是生态系统进行能量流动的重要因素。
三、生态系统的功能生态系统的功能主要表现在以下几个方面。
生态系统的功能及其保护生态系统是指在一定地域内,由各种生物和非生物因素相互作用而构成的一个复杂的系统。
生态系统是地球上自然界的基本组成部分,也是维持和发展人类社会的重要基础。
保护生态系统就是保护人类自己,因为我们的生存和发展都依赖于生态系统的正常运行。
生态系统的功能包括以下几个方面:1. 保持水循环生态系统通过植被的蒸腾、蒸发等生物和地理现象,使地球能够保持水的循环,防止水资源的紧缺和饮用水的短缺。
当水循环稳定时,土地得到了水分滋润,植被生长得更好,呼吸作用也更正常。
2. 保护土壤生态系统的作用还包括保护土壤。
土壤是植物生长的媒介,也是农业和林业资源的重要基础。
保持土壤的蓬勃发展,可以防止土壤的侵蚀,稳定土壤质量,减少土壤的流失,保持土壤的肥力。
3. 维持生物多样性生态系统的另一个功能是维持生物多样性。
生态系统中有各种不同的生物,包括植物、动物、微生物等等。
如果生态系统中某一个物种过度繁殖或者消失,都会对生态系统造成很大的破坏。
因此,维持生物多样性是保持生态系统健康运行的必要条件。
4. 保持环境平衡生态系统还起到了保持环境平衡的作用。
生态系统中的各种生物和非生物因素相互作用,不断地调节着环境中的物质和能量的分配和流动。
如果生态系统中的某一环节出现了问题,就会对整个生态系统造成很大的冲击,从而导致环境的不平衡。
为了保护生态系统的功能,我们应该采取以下几个措施:1. 加强环境保护保护生态系统,首先要加强环境保护。
在经济发展过程中,不能无限制地破坏环境。
政府应该制定环境保护法律法规,对环境保护进行严格监管。
同时,企业和个人也有责任保护环境,减少对生态系统的损害。
2. 推进生态农业和林业生态农业和林业是保护生态系统的重要手段。
推行有机农业,减少使用农药和化肥,避免化学物质对土壤和水源的污染。
在国家贫困地区,应该推广生态林业,修复荒山、荒地,保护水源。
同时,在城市和农村的公共区域,种植各种绿色植物,改善环境。
生态系统与其三大功能地球上所有生物及其生存的环境构成了生态系统。
能量流动、物质循环、信息传递是生态系统的三大功能,它们共同维持着生态系统的正常运转。
其中单向且不循环的能量流动是整个生态系统正常运转的动力。
了解能量流动、物质循环、信息传递的相关原理,对于当前粮食危机及全球性环境问题的解决和有关生态学问题的分析都具有重要的指导意义。
一、生态系统中的物质循环生物所需的物质如水、C、H、O、N、S、P等元素, 在生态系统中是在无机环境与生物群落之间被反复利用的, 因此称之为物质循环。
生态系统中这些无机物和元素的循环具有全球性, 所以也称之为生物地球化学循环。
我们可以通过研究生态系统中的碳循环、氮循环、硫循环以及其中微生物的作用来认识和了解物质循环。
(一)碳循环碳循环的基本路线(见下图)是从大气圈到植物和动物, 再从动、植物通向分解者,最后又回到大气圈。
在碳循环过程中, 实际还伴随着能量的流动过程。
其物质变化形式可归结为二氧化碳三碳化合物葡萄糖二氧化碳。
无机环境与生物间以二氧化碳的形式进行交换。
变化过程主要是二氧化碳主要通过气孔进入植物体。
二氧化碳在植物体内与五碳化合物固定为三碳化合物, 并进一步被还原为葡萄糖, 五碳化合物是植物体内光合作用过程中的衍生物和参加者。
由于气孔同时也是植物体内水散失的门户, 温度过高失水过多时, 气孔关闭, 因此进人植物体内二氧化碳减少, 导致三碳化合物降低, 葡萄糖合成速率下降, 五碳化合物、含量上升。
任何生物的生活过程中都需要能量的供给, 其能量来自体内有机物的分解。
动物等异养生物体内的有机物来自体外有机物的同化。
动植物体内的葡萄糖等含碳有机物分解时, 首先发生在细胞质基质, 然后在线粒体中彻底氧化。
好氧型细菌则在细胞的细胞膜上完成, 无氧分解葡萄糖发生在细胞质基质, 不同生物产物不同。
有的为葡萄糖, 有的为酒精和二氧化碳, 但碳的终产物为二氧化碳而回归环境。
(二)氮循环大气圈是氮进行交换的主要场所, 但氮气不能为大多数生物所直接利用, 必须依靠某些生物如固氮菌及蓝藻等才能固定下来。
生态系统的功能包括生态系统是指由生物和非生物物质相互作用、相互依赖形成的自然系统。
它由生物群落、生物种群和生物个体以及它们与非生物环境之间的相互作用组成。
生态系统具有多种功能,下面将从能源流动与物质循环、维持生物多样性、净化和调节环境以及为人类提供服务等方面对生态系统的功能进行说明。
首先,生态系统通过能源的流动与物质的循环维持自身的生态平衡。
生态系统中的生物通过光合作用、化学合成或者捕食其他生物来获取能量,并且将能量通过食物链的形式传递给其他生物。
同时,生物体内的有机物质会被分解成无机物质,通过分解者的作用再次进入循环中。
这种能量流动和物质循环的过程维持了生态系统的稳定性和持续性。
其次,生态系统具有维持生物多样性的功能。
生态系统中的各种生物相互依赖、相互作用,形成了复杂的生态网络。
这种生物多样性不仅是生态系统的基础,也是维持地球生态平衡的重要因素。
不同种类的生物在生态系统中扮演着不同的角色,它们相互合作、互相竞争,使得生态系统能够适应环境的变化,并且具有较高的生态韧性。
此外,生态系统还担负着净化和调节环境的功能。
生态系统中的各种生物能够吸收和分解有害物质,起到了净化环境的作用。
例如,植物能够吸收空气中的二氧化碳并释放氧气,对地球大气的调节起到了重要作用。
此外,湿地生态系统可以去除水中的污染物质,保持水质的良好状态,减少洪灾的风险。
最后,生态系统还为人类提供了众多的生态系统服务。
例如,森林生态系统为人类提供木材、草药等自然资源,为农业提供疏风和水源保护。
水域生态系统为人类提供了鱼类资源,并且是水产养殖的重要基础。
此外,生态系统还提供了其他的生态系统服务,例如景观、体育娱乐、科研教育等。
总之,生态系统具有多种功能,它不仅能够维持自身的生态平衡,还能够维持生物多样性、净化和调节环境以及为人类提供众多的生态系统服务。
在当今环境问题日益突出的背景下,保护和恢复生态系统的功能对于维持地球生态平衡和人类福祉具有至关重要的意义。
生态系统的功能和结构生态系统是由所有的生物组成的生命社区,并与它们所处的非生物环境相互作用的系统。
它不仅涉及到许多的生命现象,也是地球上生命得以存活的基础。
下面我们将详细介绍生态系统的功能和结构。
生态系统的功能:1.内部自调节能力生态系统是一个相对平衡的系统,对于内部因素的变化有着自我调节的能力。
例如,如果某一物种数量剧增,就会导致资源竞争加剧,从而影响生物种群,使得它们之间达至新的平衡。
2.能源灵活的流动性生态系统内生命体之间的能量流动是非常灵活和有效的。
这种能量流动通过食物链、食物网来实现。
经过能量的转化,生态系统中的每个生物都能够获取自己所需的能量和营养物质,实现生命的生长和繁殖。
3.材料的循环生态系统内部的信息、质量和能量是循环利用的。
一些生物如真菌和细菌能够分解死亡或落叶等有机物,将它们转化为营养物质,而这些营养物质则又被其他生物吸收、利用和再次转化,形成了生态系统的物质循环。
4.土地和水的保持生态系统的功能还包括土壤保持和水源的维护。
植物的根系和土壤中的微生物有着强大的保持水分能力,细小的泥沙和有机物质也可以通过它们的作用形成有机质,保护土地免受侵蚀。
生态系统的结构:1.生物层生态系统中最重要的部分是生物层,由各种不同类型的生物组成,包括植物、动物、真菌和微生物等。
它们是生态系统循环和生态平衡的核心,按照营养关系可以划分为消费者、生产者和分解者等不同层次。
2.生态层生态层指生物群落的空间分布和大小。
相同环境因素下同种或相近的生物会聚集形成生态层。
在生态系统中,常见的生态层有森林、草原、湖泊、河流等。
3.地理层地理层是关于研究区域的地理信息和物理特征,如气候、土壤类型、地形等。
这些因素决定了生物层和生态层的组成,并保持着它们的平衡和稳定。
生态系统的功能和结构是互相联系的。
生态系统通过自我调节和物质循环等功能,实现了生物群落自然演替和环境平衡的维持。
同时,环境因素和物质的循环在生态系统结构中也占着重要的位置,在不同的气候和地理环境中,生态系统的结构可能会不同,因此在研究不同生态系统和进行环保工作时,需要综合考虑它们的功能和结构。
生态系统的结构与功能的归纳
生态系统是环境中的生物和非生物部分相互作用的复杂网络,
由生态群落、生态位、生态圈等组成。
生态系统的结构与功能紧密
相关,下面对其进行归纳:
1. 生态系统结构
生态系统包括生物圈、大气圈、水圈和岩石圈四个部分。
在生
物圈中,生物是生态系统中最为重要的组成部分。
生物与非生物环
境相互作用,形成各种生态关系,包括食物链、生态圈和生态位等。
不同生态环境中的生物质量和物种多样性也不同。
2. 生态系统功能
生态系统具有多种功能,如物质转化、能量流动、生境提供、
气候调节、水文循环等。
生态系统能够将太阳能转化为化学能,维
持生态系统中生物的生存。
生态系统还可以维持水、气、土地等资
源的稳定,提供各种生态服务。
同时,生态系统还可以调节气候、
调节水文循环,保持全球的生态平衡。
3. 生态系统的保护
生态系统是人类赖以生存的基础,保护生态系统是我们每个人的责任。
人们应该尽可能地减少生态系统对人类活动的干扰,保护自然环境和生态系统的多样性。
保护生态系统有着重要的经济、社会和生态效益。
综上所述,生态系统的结构与功能密不可分,只有正确地认识和保护生态系统,才能实现可持续发展。
生态系统功能生态系统是由生物群落内的各个组成部分和它们之间的关系所构成的。
它们提供许多重要的生态功能,为人类社会和地球生态系统的发展做出了巨大贡献。
本文将探讨生态系统的主要功能,包括物质循环、能量流动、生物多样性维护和环境调节。
一、物质循环生态系统具有重要的物质循环功能,包括碳循环、氮循环、水循环等。
这些循环通过生物体内和环境中的相互作用,促进了元素的循环和再利用。
例如,光合作用中,植物通过吸收二氧化碳,释放氧气进入大气中,完成了碳和氧的交换。
而细菌和土壤中的氮固定作用,则将氮转化为植物可利用的形式,促进了氮的再循环。
二、能量流动生态系统还具有能量流动的功能。
能量通过食物链和食物网的形式,从一个生物向另一个生物传递。
太阳能是生态系统中能量的主要来源,通过光合作用,植物将太阳能转化为化学能,供给消费者和分解者进行生长和代谢。
能量流动不仅维持了生物体的正常生理功能,也驱动了生态系统的运行。
三、生物多样性维护生态系统对于维护生物多样性具有关键作用。
不同的物种在生态系统中相互依存、相互影响,构成了复杂的生态网络。
生物多样性不仅意味着丰富的生物资源,也意味着生态系统对各种环境变化和干扰的抵御能力。
当一个生态系统中存在多样性的物种时,它们可以相互支持、互相促进,形成一种动态平衡状态。
四、环境调节生态系统还能够对环境进行调节和保护。
通过吸收有害气体、净化水体、防止土壤侵蚀等方式,生态系统可以净化环境,改善空气和水质量。
此外,生态系统还能够调节气候、缓解干旱和洪涝等自然灾害的影响。
例如,森林能够吸收大量的二氧化碳,减少气候变化的发生,保持地球的生态稳定。
总结生态系统是地球上各种生命形式之间相互作用的产物,具有物质循环、能量流动、生物多样性维护和环境调节等重要功能。
这些功能不仅维持了生物体的正常生理活动,也为人类社会提供了丰富的生态资源和环境服务。
因此,我们应该保护生态系统,合理利用其资源,以实现可持续发展的目标。
生态系统及其功能一、生态系统概述1.生态系统(1)生态系统是指在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动而互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。
(2)任何生态系统都是由非生物成分(无机物、有机物、气候和能源)和生物成分组成的。
(3)生态系统的两大重要功能是能量流动和物质循环。
2.生物成分的划分(1)生产者生产者借助于光合作用生产糖类、脂肪和蛋白质,并把太阳能转化为化学能贮存在合成的有机物中。
(2)消费者消费者是指以动植物为食的动物,消费者也包括杂食动物和寄生生物。
(3)分解者。
分解者最终可把生物死亡后的残体分解为无机物供生产者重新吸收和利用。
细菌和真菌是最主要的分解者。
二、生态系统的基本结构1.食物链相互交叉形成食物网(1)食物链食物链:由生产者所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中传递的单方向的营养关系。
生态系统中的两种食物链类型:①捕食食物链以活的生物为起点的食物链。
在海洋生态系统中以捕食食物链为主。
②腐食食物链以死亡的动植物或腐败有机物为起点的食物链。
在多数陆地生态系统和浅水生态系统中以腐食食物链为主。
(2)食物网食物网:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系。
食物网越复杂生态系统就越稳定,食物网越简单生态系统就越容易发生波动和毁灭。
三、营养级和生态金字塔的概念1.营养级(1)营养级:处于食物链某一环节上的全部生物种的总和,分为:①第一个营养级,所有绿色植物;②第二个营养级,所有以植物为食的动物;③第三个营养级,所有以食植动物为食的食肉动物。
(2)营养级的特点营养级的数目是有限的,通常是4~5个。
营养级的位置越高,归属于这个营养级的生物种类和数量就越少。
2.生态金字塔(1)生态金字塔:各营养级之间的某种数量关系,这种数量关系可以采用个体数量单位、生物量单位或能量单位表示。
(2)三种重要的生态金字塔①数量金字塔a.数量金字塔是以食物链不同环节上生物的数量作为营养级之间的数量关系;b.数量金字塔一般是呈下宽上窄的正锥体,有些情况下可以呈现出倒锥形。
②生物量金字塔a.生物量金字塔是以生物的干重表示营养级中生物的总重量(即生物量);b.生物量金字塔的图形通常是上窄下宽的正锥体,在海洋生态系统中常常表现为一个倒锥体生物量金字塔。
③能量金字塔a.能量金字塔是由各营养级所固定的总能量多少构成;b.能量金字塔总是呈正锥体图形,而绝不会出现倒锥体。
3.生物圈是地球上最大的生态系统生物圈是指地球有生物存在的部分,它是地球表面不连续的一个薄层,其高度最高可达到离地面10000m处或更高,最低可达到地下植物最深的根际处、地下洞穴的最深处和海底热火山口的深度。
四、生态系统中的生物生产力1.初级生产量是生态系统的基石(1)初级生产量又称第一性生产量,是指绿色植物借助光合作用所制造的有机物质,是生态系统中最基本的能量固定,所有消费者和分解者都直接间接依赖初级生产量为生。
(2)在初级生产量中,有一部分是被植物自己的呼吸(R)消耗掉了,剩下的部分才用于植物的生长和繁殖,这部分就是净初级生产量(NP),而把包括呼吸消耗在内的全部生产量称为总初级生产量(GP),这三者之间的关系是:GP=NP+RNP代表着植物可提供给动物和人利用的能量。
初级生产量通常是用g(干重)·m-2·a-1或J·m-2·a-1的单位表示。
(3)生物量是指净生产量的累积量。
生物量的单位通常是用g(干重)·m-2或J·m-2表示。
2.次级生产量是消费者生产的有机物质(1)次级生产量,又称第二性生产量,动物靠吃植物、吃其他动物和吃一切现成有机物质而生产出来的有机物,包括动物的肉、蛋、奶、毛皮、血液、蹄、角以及内脏器官等。
所有消费者和分解者(包括大多数细菌和真菌)都属于次级生产者,因为它们都是异养生物。
(2)对一个动物种群来说,能量收支情况可以用公式表示:C=A+FU其中C代表动物从外界摄取的能量,A代表被同化的能量,而FU代表以粪便形式损失的能量。
A又可分为两项,即A=P+R,其中P代表次级生产量,R代表呼吸消耗。
由此可以得到P=C-FU-R其含意是:次级生产量等于动物吃进的食物减掉粪便中所含有的能量,再减掉呼吸代谢所释放的能量。
五、生态系统中的能量流动和物质循环1.能量在流动过程中的传递效率很低(1)能量传递效率低的原因①食物链每个环节上的净初级生产量(NP)都只有很小的一部分得到利用。
②生物的呼吸消耗(R)是能量流动过程中能量损失的重要方面,植物相对较少。
(2)能量流动的重要特点①能量流动是单方向的和不可逆的,所有能量迟早都会通过生物呼吸被耗散掉;②能量在流动过程中会急剧减少,主要是因为资源利用率不高和生物的呼吸消耗。
因此,任何生态系统都需要不断得到来自外部的能量补给,如果在一个较长时期内断绝对一个生态系统的能量输入,这个生态系统就会自行消亡。
2.物质循环可分为3种不同类型生态系统中的物质循环又称为生物地球化学循环,简称生物地化循环,可分为3种基本类型,即水循环、气体型循环和沉积型循环。
(1)在气体型循环中,物质的主要储存库是大气圈和海洋,具有明显的全球性,循环性能最为完善。
属于气体型循环的物质有氧、二氧化碳、氮、氯、溴和氟等。
(2)沉积型循环物质的主要储存库是土壤、沉积层和岩石圈,这类物质循环的全球性不明显,循环性能也不完善。
属于沉积型循环的物质主要有磷、钙、钾、钠、镁、铁、锰、碘、铜和硅等,这些物质主要是通过岩石的风化和沉积物的分解转变为可被利用的营养物质,而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个缓慢的单向的物质移动过程。
(3)气体型循环和沉积型循环虽然各有特点,但都受能流的驱动并都依赖于水的循环。
3.水的全球循环带动着其他物质的循环(1)水的主要循环路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈,同时又不断从大气圈通过降水而回到地球表面。
(2)每年地球表面的蒸发量和降水量是相等的,但陆地的降水量大于蒸发量,而海洋的蒸发量大于降水量,因此陆地每年都把多余的水通过地表径流输送给大海。
地表径流能够溶解和携带大量营养物质,把它们从一个生态系统搬运到另一个生态系统。
(3)生物在全球水循环中所起的作用很小,虽然植物在光合作用中要吸收大量的水,但通过呼吸和蒸腾作用又把大量的水送回了大气圈。
4.碳的全球循环对生命至关重要(1)碳库地球上最大的碳库是岩石圈和化石燃料,这两个库中的碳活动缓慢,起着贮存库的作用。
地球上还有三个碳库:大气圈库、水圈库和生物库。
这三个库中的碳在生物和无机环境之间迅速交换,起着交换库的作用。
(2)碳循环的基本路线大气中的二氧化碳(CO2)被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动,又以二氧化碳的形式返回大气中。
①生物和大气之间的循环a.绿色植物从空气中获得CO2,经过光合作用转化碳化合物,经过食物链的传递,成为动物体的碳化合物。
b.植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为CO2释放入大气,另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。
c.动、植物死后,残体中的碳通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。
②大气和海洋之间的交换CO2在大气圈和水圈之间的界面上通过扩散作用而互相交换和补充。
③含碳盐的形成和分解a.大气中的CO2溶解在雨水和地下水中成为碳酸,碳酸能把石灰岩变为可溶态的重碳酸盐,并被河流输送到海洋中,新输入多少碳酸盐,便有等量的碳酸盐沉积下来。
b.在化学和物理作用(风化)下,岩石可被破坏,所含的碳又以二氧化碳的形式释放入大气中。
火山爆发也可使一部分有机碳和碳酸盐中的碳再次加入碳的循环。
④人类活动人类燃烧矿物燃料以获得能量时,会产生大量的二氧化碳。
5.大气中的氮不能直接被植物利用大气圈是氮最重要的储存地点,也是氮进行交换的主要场所。
氮循环过程:(1)根瘤菌等其他固氮法可把氮气转化为能被植物利用的氨(NH3),溶解在水里的氨或铵可以被植物吸收或进一步经过硝化作用形成硝酸根(NO3-),然后再被植物的根吸收。
硝化作用的化学表达式是:NH4+→,NO2-→NO3-(2)植物蛋白质中的氮又可直接被吃植物的动物所利用,而动植物死后又可被分解者利用。
(3)反硝化作用是在无氧条件下由反硝化细菌和真菌完成的,可把硝酸盐等较复杂的含氮化合物转化为NO、N2O和N2。
六、人类活动对生物圈的影晌1.大量排放CO2导致全球变暖大气中CO2增加会通过温室效应影响地球的热平衡,使地球变暖。
全球气候变暖对我国的影响:(1)使农业生产能力下降;(2)北方干燥地区将会进一步变干;(3)海平面将会上升,沿海盐场和养殖场将基本被淹没或破坏;(4)有些树种的分布区将发生变化,产量也会下降;(5)永冻土将会融化造成广大区域内冻土公路、铁路和民用建筑的破坏。
2.臭氧减少是潜在的全球性生态灾难(1)臭氧的作用在距地球表面15~20km处的平流层中,臭氧(O3)的含量非常丰富,它有选择地吸收对人体和生物有致癌和杀伤作用的紫外线、X射线和γ射线,从而保护着人类和其他生物免受短波辐射的伤害。
(2)臭氧层破坏的原因目前人类正在使用的化合物氟利昂(CFCl3和CF2Cl2),性质很稳定、不活泼也不易分解,但大量氟利昂逸散之后最终将会到达大气圈上层并在强紫外线的照射下通过化学反应使臭氧量减少。
3.全球各地普降酸雨酸雨是燃烧煤、石油和天然气所产生的SO2和NO与大气中的水结合而形成的产物,酸雨中所含的酸主要是硫酸和硝酸。
酸雨的危害:(1)酸雨能杀死水生生物、破坏水体生态平衡。
(2)伤害陆地植物、农作物和各种树木,破坏土壤肥力,使树木生长缓慢并易感病害。
(3)腐蚀金属、建筑物和历史古迹。
(4)酸雨中含有的少量重金属对人体健康也会带来不利影响。
4.江河湖海受到普遍污染被人类排放到水体中的污染物包括8类:家庭污水,微生物病原菌,化学肥料,杀虫剂、除草剂和洗涤剂,其他矿物质和化学品,水土流失的冲积物,放射性物质和来自电厂的废热等。
每一种都会带来不同的污染,使越来越多的江河湖海变质,使饮用水的质量越来越差。
5.物种灭绝速度加快和生物多样性下降野生生物在科学、美学和实用方面的近期和长远价值,以及它们对保持生态平衡和生态系统稳定性所起的重要作用,还远未被人类充分认识。