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生态系统的能量流动、物质循环、稳定性

  

一、一周知识概述

  

  本期讲述的生态学基础知识,是第九章《生态环境的保护》的重要知识基础。

二、重点知识归纳及讲解

(一)生态系统的能量流动

1、能量流动的过程

  

2、能量流动的特点

  

3、研究能量流动的意义

  合理调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分。

(二)、生态系统中的物质循环

1、物质循环的概念

  

2、碳循环

(1)、存在方式

  无机环境中以碳酸盐和CO2的形成存在,在生物有机体内是以各种含碳有机物的形成存在。

(2)、循环的形式--CO2

(3)、碳循环的过程(如图所示

3、物质循环与能量流动之间的关系

(三)、生态系统的稳定性

1、生态系统稳定性的概念

  生态系统发展到一定阶段,它的结构和功能能保持相对稳定。生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,叫生态系统的稳定性。

2、抵抗力稳定性

  概念:指生态系统抵抗外界干扰,并使自身的结构和功能保持原状的能力。

  原因:生态系统具有自动调节能力。

  规律:生态系统成分越单纯,营养结构越简单,自动调节能力就越小,抵抗力稳定性就越低,反之亦反。自动调节能力有一定限度

3、恢复力稳定性

  概念:指生态系统遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。

  与抵抗力稳定性之间的关系:两者往往存在着相反的关系。

4、提高生态系统的稳定性

  抵抗力稳定性低的生态系统——加强防护措施,如草原生态系统。

  恢复力稳定性低的生态系统——合理利用,避免稳定性被破坏,如森林生态系统。

三、难点知识剖析

(一)、系统挖掘生态系统能量流动的规律

1、生态系统中的能量流动是从绿色植物把太阳能固体在体内以后开始的。

2、能量流动的渠道是生态系统的营养结构——食物链和食物网,能量在各营养级中的流动主要通过食物关系进行,能量的变化情况是:太阳光能→生物体中的化学能→热能。

3、流入生态系统的总能量是指全部生产者所固定下来的太阳能的总量。

4、各营养级能量来源

  生产者的能量来自太阳光;各级消费者的能量来自上一个营养级;分解者的能量来自生产者和消费者。

5、各营养级能量的去处

  一是通过呼吸作用分解一部分有机物,释放能量,供生命活动利用;二是随尸体、排泄物等流入到分解者中去;三是用于生长发育和繁殖,也就是贮存在构成有机体的有机物中;四是有一小部分有机物中的能量流入到下一个营养级(最后一个营养级除外)。

6、能量流动之所以是单向的原因

  第一,食物链各营养级的顺序是不可逆转的,这是长期自然选择的结果;第二,各营养级的能量总量趋向于以呼吸作用产生的热能散失掉。而能量在流动中逐级递减的原因是:第一,各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大一部分能量;第二,各营养级总有一部分生物未被下一营养级的生物所利用。

(二)、生态金字塔

  生态金字塔是指各个营养级之间的数量关系。包括能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔。

1、能量金字塔

  将单位时间内各个营养级所得到的能量数值,由低到高绘制成图,这样就形成一个金字塔形,称为能量金字塔。如某一个湖的能量金字塔。

2、数量金字塔

  数量金字塔是以单位空间内各营养级的个体数为指标制作金字塔。一般而言,每个营养级位所包括的生物个体数目,随营养级位的上升而递减。但由于只考虑了各营养级位个体的数目而没有考虑个体的大小,有时会引起金字塔的倒置。如一株植物上有几百个蚜虫。

3、生物量金字塔

生物量金字塔是以单位空间内各营养级的生物量(实际上使用的是现在量)干重为指标制作的金字塔。它也有可能出现倒金字塔,这是因为在湖泊、海洋生态等系统中生产者现在的量(干重)远远小于它的光合作用实际合成的有机物量。

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