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1、第一章 水土保持原理,1,t课件,第三节 生态系统平衡原理,生态系统 生态系统平衡 生态经济系统及平衡 受损生态系统的恢复,2,t课件,一、生态系统（ecosystem）,生态系统的概念 生态系统就是在一定空间中共同栖居着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。一般认为，构成系统至少有3个条件： 系统是由许多成分组成的； 各成分间不是孤立的，而是彼此互相联系，互相作用的； 系统具有独立的、特定的功能。,3,t课件,第三节 生态系统平衡原理,生态系统,4,t课件,白尾鹿,树木,枯枝落叶分解(微生物),土壤,森林生态系统,生物,环境,生态系统,生产
2、者,消费者,分解者,5,t课件,生态系统的成分间关系,非生物物质,生产者,消费者,分解者,制造有机物，为消费者提供食物和栖息场所,帮助传粉、受精、种子传播,遗体,遗体,非生物环境,紧密联系 缺一不可,6,t课件,（二）生态系统的结构,指生态系统中有机体内部与彼此之间在时空上的联系方式及物质、能量的转移关系。生态系统结构主要包括时空结构和营养结构两个方面。1、时空结构也称形态结构，是指各种生物成分或群落在空间上和时间上的不同配置和形态变化特征，如生物种类、种群数量，种群的空间格局、种群的时间变化，种群的垂直分布和水平分布等。,7,t课件,2营养结构,（1）食物链结构食物链是生态系统中由食性关系所
3、建立的各种生物之间的营养联系，形成一系列猎物与捕食者的锁链现象。像“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”就是食物链的形象描述。（2）食物网结构自然界中很少有一种生物完全依赖于另一种生物，而生物食物链有捕食食物链(放牧食物链)、碎食食物链、寄生食物链和腐生食物链之分；生存，常常是一种动物可以多种生物为食物，同一种动物可以占据几个营养层次，这就形成了食物网结构。,8,t课件,生物之间由于食物关系而形成的一种联系。,食物链上的每一个环节,2、营养级,1、食物链,第四营养级,第三营养级,第二营养级,第一营养级,初级消费者,三级消费者,次级消费者,生 产 者,绿色植物,蛇,青蛙,昆虫,3、分类,9,t课件,食物网：
4、,生态系统物质循环和能量流动的渠道,食物链彼此交错连接的复杂的营养关系,10,t课件,（三）生态系统的功能,生态系统整体的基本功能： 物质循环 能量流动 信息传递,11,t课件,1物质循环(cycle of material),生态系统从大气、水体和土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收，进入系统，被其他生物重复利用，最后，再归还于环境中的过程，称为物质循环或生物地球化学循环(biogeo-chemical cycle)。 指组成生物体的C、H、O、N、P、K等元素在无机环境与有机界(生物群落)之间形成的往复循环运动。,12,t课件,碳的循环过程,3、实例：碳循环,13,t课件,CO2、含
5、碳有机物、碳酸盐、煤、石油、天然气等,在生物群落与无机环境间以CO2形式循环，在生物群内部是以含碳有机物的形式流动。,生理过程：,存在形式：,循环形式：,1.碳进入生物体的途径：,光合作用、化能合成作用,食物链、食物网,生物的呼吸作用分解者有分解作用化石燃料的燃烧,2.碳在生物体之间传递途径：,3.碳进入大气的途径：,14,t课件,2能量流动 (energy flow),生态系统的能量流动(energy flow)是指是指生态系统中能量的输入、传递和散失的过程。绿色植物的光合作用固定太阳能开始了能量的输入。能量以食物的形式在生物之间传递时，食物中相当一部分能量转化为热而消散(使熵增加)，其余则
6、用于合成新的组织而作为潜能贮存下来。传递的途径：食物链和食物网,初级消费者,次级消费者,生产者（植物）,15,t课件,以有机物形式沿食物链向下一营养级传递；散失的是三大功能类群生物的呼吸作用产生的热能。,能量流入某一营养级后的四个去向,呼吸散失,自身储存,残落物、遗体,流入下一营养级,过程：,16,t课件,特点,能量只能沿着食物链由低营养级流向高营养级,逐级递减,每个营养级生物都因呼吸作用而散失部分热能每个营养级生物总有一部分不能被下一营养级利用传递效率10%20%（形象地用能量金字塔表示）,单向流动：,17,t课件,物质循环与能量流动的关系,区别：,物质是循环的，而能量流动是单向的、逐级递减
7、的。,物质作为能量载体，使能量沿食物链流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。,联系：,18,t课件,生态系统中的各个组成成分之间的联系除了能量流动和物质交换之外,还有一种非常重要的联系,那就是信息传递。生物之间交流的信息是生态系统中的重要内容，通过它可以把同一物种之间，以及不同物种之间的“意愿”表达给对方，从而在客观上达到自己的目的。保障生命活动的正常进行保障生物种群的繁衍调节生物的种间关系,维持生态系统稳定,3信息传递,19,t课件,生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等通过物理过程传递的信息。,生物生命活动过程中产生一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱
8、、有机酸等代谢产物、以及动物的性外激素等。这就是化学信息。,动物的特殊行为，向同种或异种生物传递特定的信息,即生物的行为特征可以体现为行为信息。,生态系统中信息的种类,物理信息,化学信息,行为信息,20,t课件,物理信息,萤火虫以闪光来告诉同伴自己的位置等。,生态系统中信息的种类,21,t课件,一、生态系统中信息的种类,蝙蝠和海豚的回声定位,物理信息,22,t课件,鸟迁徙行为中对方向的判断,（地球磁场）,冬天来了，一群大雁往南飞,（气温）,物理信息,23,t课件,戴胜是一种美丽的鸟，但其臭无比，因其尾部能分泌一种极臭的物质，这样就将它们的巢穴弄得臭气熏天，一般蛇鼠和其它肉食性鸟类及盗蛋的鸟都不
9、愿光顾。,化学信息,24,t课件,猫、狗肛门腺分泌物使粪便尿液等具有特殊气味，作为领地记号。,化学信息,25,t课件,行为信息,丹顶鹤跳起了优美的舞蹈，为博得同伴的“芳心”。,26,t课件,二、生态系统平衡（ecosystem balance）,生态系统中的能量流动、物质循环与信息传递总是不断地进行着，在一定时间内，生态系统内的生物种类与数量相对稳定，生物之间以及生物与环境之间的能量流动、物质循环与信息交流也保持稳定，达到统一协调的状态，这种状态就叫生态平衡或生态系统平衡。,27,t课件,生态系统平衡的标志,生态平衡是动态的和相对的平衡，其主要特征包括：（1）生物的种类和数量保持相对稳定；（2
10、）物质与能量的输入和输出保持相对稳定；（3）物质与能量的循环与流动保持合理的比例与速度；（4）生态系统具有良好的自我调节能力。,28,t课件,三、生态经济系统及平衡,生态经济系统是由生态系统和经济系统通过技术中介以及人类劳动过程所构成相互交织、相互作用、相互耦合而成的复合系统。,29,t课件,四、受损生态系统的恢复,受损生态系统,生态系统的结构和功能在自然干扰、人为干扰、或两者的共同作用下，发生了位移（改变），打破了生态系统原有的平衡状态，使系统的结构和功能发生变化和障碍，形成破坏性波动或恶性循环，这样的生态系统称之为受损生态系统。,30,t课件,生态系统的受损，主要来自于干扰。按干扰来源，可
11、分为自然干扰和人为干扰 。（1）自然干扰火、冰雹、洪水、干旱、泥石流等等，它对环境的影响是局部的和偶然发生的。（2）人为干扰人为干扰的影响可以涉及从种群乃至整个生物圈。,31,t课件,受损生态系统的基本特征,1、物种多样性的变化2、系统结构简单化3、食物网破裂4、能量流动效率降低5、物质循环不畅或受阻6、生产力下降7、其他服务功能减弱8、系统稳定性降低,32,t课件,昌都地区的水土流失,33,t课件,洮河河道及两岸山体受采砂影响生态系统破坏严重,34,t课件,2. 受损生态系统的恢复,受损生态系统的恢复可依据两个模式途径进行：当生态系统受害不超过负荷并没有发生不可逆的变化，压力和干扰被移去后，
12、恢复可在自然过程中发生。另一种是生态系统的受害是超负荷的，并发生不可逆变化，只依靠自然过程并不能使生态系统恢复到初始状态。必须依靠人的帮助，必要时需用非常特殊的方法，至少要使受害状态得到控制。,35,t课件,受损生态系统的恢复可通过恢复、改建和重建来完成。,36,t课件,沙 障,37,t课件,第四节 景观生态学原理,视觉美学 意为风景，指一种直观的视觉感受，最早用来描述耶路撒冷城美丽的景色。例如“秦岭”“苏州园林”。地理学 景观作为地球表面气候、土壤、地貌、生物各种成分的综合体，类似于生物群落。景观生态学 空间上相邻、功能上相关、发生上有一定特点的生态系统的聚合。,什么是景观（landscap
13、e）？,38,t课件,39,t课件,一、定义景观生态学：是研究景观单元的类型组成、空间配置及其与生态学过程相互作用的综合性学科。 强调空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用是景观生态学研究的核心所在。,40,t课件,（一）景观景观（landscape）是指在一定范围内，由不同类型生态系统所组成的、具有重复性格局的异质性地理单元。景观强调空间异质性，景观的绝对空间尺度随研究对象、方法和目的而变化。这体现了生态系统中多尺度和等级结构特征。（二）格局、过程、尺度格局（pattern）是指空间格局，广义地讲，它包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置。与格局不同，过程强调事件或现象的发生、发展
14、的动态特征，如种群动态等等。尺度（scale）是指在研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位，同时又可指某一现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。尺度可分为空间尺度和时间尺度。,二、景观生态学的几个重要概念,41,t课件,（三）空间异质性空间异质性（spatial heterogeneity）是指某种生态学变量在空间分布上的不均匀性及复杂程度。（四）干扰干扰是指发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理作用或事件。干扰直接改变生态学系统结构。干扰的判别依赖于尺度、事件强度以及系统的本质。,42,t课件,（五）斑块廊道本底斑块（patch）泛指与周围环境在
15、外貌或性质上不同，并具有一定内部均质性的空间单元。如：植物群落、湖泊、居民区等它等。廊道（corridor）是指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构，如林带、河流、道路等等。本底（matrix）则是指景观中分布最广、连续性最大的背景结构，如森林本底、草原本底、农田本底、城市用地本底等。,43,t课件,44,t课件,一、生物多样性保护 （一）生物多样性的概念 生物多样性（biodiversity）是指“生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样性和变异性”。 生物多样性可从遗传多样性、物种多样性和生态系统与景观多样性3个层次上去认识。,第五节 环境保护与可持续发展,45,t课件,46,t课件,
16、1、遗传多样性 遗传多样性（genetic diversity）是指所有生物个体中所包含的各种遗传物质和遗传信息，既包括了同一种的不同种群的基因变异，也包括了同一种群内的基因差异。遗传多样性对任何物种维持和繁衍其生命、适应环境、抵抗不良环境与灾害都是十分必要的。,47,t课件,2、物种多样性 物种多样性（species diversity）是指多种多样的生物类型及种类，强调物种的变异性。物种多样性代表着物种演化的空间和对特定环境的生态适应性，是进化机制的最主要产物，故物种被认为是最适合研究生物多样性的生命层次。,48,t课件,3、生态系统多样性和景观多样性 生态系统多样性（ecosystem
17、diversity）是指生态系统中生境类型、生物群落和生态过程的丰富程度. 景观多样性（landscape diversity）是指与环境和植被动态相联系的景观斑块的空间分布特征，它包含了所有其他层次的多样性。,49,t课件,50,t课件,生物多样性危机！,国家一类保护动物-东北虎,51,t课件,52,t课件,53,t课件,54,t课件,生物多样性保护的方法1、生物多样性的就地保护 生物多样性就地保护（in Situ conservation）的主要途径就是建立自然保护区，通过对自然保护区的建设和有效管理，使生物多样性切实得到保护。2、生物多样性的迁地保护 迁地或易地保护（ex Situ co
18、nservation）是指将濒危动植物迁移到人工环境中或易地实施保护。它的最终目标是为被保护物种在原生环境的正常生存提供支持，即建立自然状态下可生存种群。,55,t课件,二、可持续发展,1987年，世界环境与发展委员会在我们共同的未来报告中，首次阐述了“可持续发展”的概念。“可持续发展”，就是要在“不损害未来一代需求的前提下，满足当前一代人的需求”。可持续发展就是指经济、社会、资源和环境保护协调发展，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。,56,t课件,可持续发展框架,1、全球21世纪议程的结构框架 全球21世纪议程是1992年联合国环境与发展大会上形成的一个重要文件，它反映了关于环境与发展的全球共识和最高级别的政治承诺。它是可持续发展的战略框架，提出了一系列全球走向可持续发展的政策、措施和行动方案。,57,t课件,图116 中国可持续发展战略框架,58,t课件,
