生态系统

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生态系统

• 结构
  • 组成成分
    • 代谢类型
      • 同化类型
        • 自养
        • 异养
      • 异化类型
        • 需氧型
        • 厌氧型
        • 兼性厌氧型
    • 非生物的物质和能量：为生物提供物质（无机物）和能量（光能、热能），是生物群落赖以生存和发展的基础
    • 生产者（基石）
      • 无机物→有机物（化学能）
      • 自养生物，主要是绿色植物（和自养细菌的化能合成作用）
    • 消费者（异养）
      • 生态系统最活跃的成分（非必需），加快生态系统的物质循环，对植物的传粉和种子的传播有重要作用
      • 包括植食性动物，肉食性动物，杂食性动物，寄生动物，食虫性植物
    • 分解者（异养）
      • 必需的关键成分
      • 有机物→无机物
      • 主要是细菌和真菌（+腐食动物）
  • 营养结构：食物链和食物网
    • 开端：生产者
    • 仅有生产者、消费者
    • 营养级：处于食物链同一环节上所有生物的总和
    • ▲生态系统的物质循环和能量流动沿着该种渠道进行
    • 15网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强
• 功能
  • 能量流动
    • 四阶段
      • 输入
        • 源头：太阳能
        • 流经生态系统的总能量：生产者固定的太阳能总量（人工生态系统：+人工补充的能量）
      • 传递
        • 形式：有机物中的化学能
        • 途径：食物链，食物网
      • 转化：太阳能→有机物中的化学能→热能
      • 散失
        • 途径：呼吸作用
        • 形式：以热能形式散失
    • 过程
      • 消费者的能量流动
        • 摄入量
          • 同化量
            • 呼吸作用
            • 生长、发育、繁殖
              • 流向下一营养级
              • 未被利用
              • 分解者利用
          • 粪便量（粪便中的能量属于上一营养级的同化量）
    • 特点
      • 单向流动
      • 能量逐级递减
        • 能量传递效率=某一营养级的同化量÷上一营养级的同化量×100%
    • 任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持正常功能
    • 生态金字塔
      • 能量金字塔（上窄下宽）
      • 数量金字塔（特例：树↓虫↑鸟↓）
      • 生物量金字塔（特例：浮游植物↓浮游动物↑）
    • 意义
      • 增大流入某个生态系统的总能量
        • 间做套种
        • 多层育苗
        • 立体农业
      • 使能量得到最有效的利用 （对能量的多级利用， 大大提高能量的利用率）
        • 秸秆用作饲料
        • 生产沼气提供能源
        • 沼渣作为肥料还田
      • ▲合理的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
  • 物质循环 （生物地球化学循环）
    • 能量流动与物质循环的关系：同时进行，相互依存，不可分割 （物质是能量，沿食物链，食物网流动的载体， 能量是物质在生物群落和非生物环境间循环往复的动力）
    • 碳循环
      • 形式
        • 非生物环境：二氧化碳
        • 生物环境：含碳有机物
      • 特点：全球性
      • 出入
        • 生产者
          • 入：光合作用（主）、化能合成作用
          • 出：呼吸作用
        • 消费者
          • 入：摄食生产者
          • 出：呼吸作用
        • 分解者
          • 入：腐食或腐生
          • 出：分解作用（有机物→无机物）
    • 范围：生物圈
    • 特点：1.全球性 2.循环往复运动
    • 生物富集
      • 特点：1.全球性 2.沿食物链不断升高
    • △探究土壤微生物的分解作用
      • 实验组处理土壤
        • 高温灭菌
        • 避免土壤理化性质改变（不可烘干）
  • 信息传递
    • 信息种类
      • 物理信息
        • 来源：非生物环境，生物个体或群体
      • 化学信息
        • 来源：生物
        • 生物产生可以传递信息的化学物质
      • 行为信息
        • 来源：动物
        • 动物的特殊行为，像同种或异种生物传递某种信息（如蜜蜂跳舞、孔雀开屏）
    • 特点
      • 生物通过一种或多种信息类型进行交流
      • 往往是双向的（主）（也有单向）
      • （范围）既存在于同种生物之内，也发生在不同生物之间，生物和非生物环境间
    • 信息
      • 产生部位：信息源
      • 传播媒介：信道
      • 接收的生物或部位：信息受体
    • 作用
      • 生命活动的正常进行（个体水平）
      • 生物种群的繁衍
      • ▲信息能够调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
    • 应用
      • 提高农畜产品的产量
      • 对有害动物进行控制
        • 化学防治
        • 生物防治（无污染，有效）（择优选）
        • 机械防治
• 稳定性
  • 特征
    • 结构平衡
      • 各组分保持相对稳定
    • 功能平衡
      • 生产——消费——分解的生态过程正常进行
    • 收支平衡
      • 物质和能量的输入与输出达到动态平衡
  • 负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础
  • 类型
    • 抵抗力稳定性
    • 恢复力稳定性
      • 两种稳定性的关系：同时存在，往往相反（组分复杂：抵↑恢↓）（组分简单：抵↓恢↑） 例外：环境条件极其恶劣的生态系统，二类稳定性都弱（如冻原生态系统）
  • 提高
    • 作用：持续不断地满足人类生活所需，使人类生活与生产的环境保持稳定
    • 措施
      • 控制干扰强度，适度合理利用生态系统
      • 给予相应的物质和能量的投入，保证内部结构与功能的协调
  • △设计制作生态缸
    • 依据生态系统原理，考虑系统内组分及营养级之间的合适比例
    • 花土在下，沙土在上，整体呈坡状
    • 注意事项
      • 生态缸必须封闭：防止外界生物或非生物因素干扰
      • 生态钢的材料必须透明：为光合作用提供光能，保持生态缸内温度，便于观察
      • 避免阳光直射：防止水温过高导致水生植物死亡
      • 选择的动物不宜过多，个体不宜太大：减少对氧气的消耗
      • 投放的生物必须有很强的生命力，成分齐全：生态缸中能进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定