生态系统及其稳定性

①帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量②帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用——实现对能量的多级利用/提高能量的利用率③帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分

生态系统及其稳定性

• 生态系统的结构
  • 生态系统
    • 定义
      • 在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体
    • 分类
      • 自然生态系统
      • 人工生态系统
    • 结构
      • 组成成分
        • 分类及其作用
          • 非生物的物质和能量——光、热、水、空气、无机盐等
          • 生产者（基石）——自养生物（主要是绿色植物）
            • 通过光合作用固定太阳能
          • 消费者——植食性、肉食性、杂食性、寄生动物等
            • 加快生态系统的物质循环
          • 分解者（关键环节）——能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物（主要是细菌与真菌）
            • 将动物的遗体和排遗物分解成无机物
        • 相互关系
    • 食物链与食物网
      • 食物链
        • 由生物联结起来的链锁关系
      • 食物网
        • 食物链彼此相互交错连接成的复杂营养关系
          • 食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰能力就越强
      • 营养级
        • 生物在生态系统食物链中所处的层次
• 生态系统的能量流动
  • 定义
    • 生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程
  • 过程
    • • 公式
        • ①同化量=摄入量-粪便量
        • ②同化量=呼吸消耗+用于生长、发育、繁殖的能量
        • ③同化量=呼吸消耗+分解者分解+流入下一营养剂的同化量
        • ④同化量=呼吸消耗+分解者分解+流入下一营养剂的同化量+未被利用的能量
  • 特点
    • ①生态系统中能量的流动是单向的——不可逆转，也不能循环流动
    • ②能量在流动过程中逐级递减——只有10%~20%的能量能流到下一个营养级
      • 生态系统中的能量流动一般不超过5个营养级 ——传递到该营养级的能量不足以维持一个种群的生存
    • 任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，一边维持生态系统的正常功能
  • 生态金字塔
    • 能量金字塔
      • 定义
        • 将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为相应面积的图形，并将图形按照营养级的次序排列所得到的的金字塔图形
      • 特点
        • 能直观地反映出生态系统各营养级之间能量的关系——逐级减少，上窄下宽（人工生态系统可以倒置）
    • 生物量金字塔
      • 定义
        • 用相同的方式表示各个营养级生物量之间的关系所形成的金字塔图形
      • 特点
        • 总干重：植物＞植食性动物＞肉食性动物——上窄下宽
    • 数量金字塔
      • 定义
        • 用相同的方式表示各个营养级的生物个体的数目之间的关系所形成的金字塔图形
      • 特点
        • 消费者（鼬）个体大而生产者（鼠）体积小——上窄下宽
        • 消费者（昆虫）个体小而生产者（树）体积大——上宽下窄
  • 实践意义
    • ①帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量
    • ②帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用——实现对能量的多级利用/提高能量的利用率
    • ③帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
• 生态系统的物质循环
  • 碳循环
    • 循环范围
      • 碳在生物群落与非生物环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
      • 碳在生物群落内间的循环主要是以含碳有机物的形式进行的
    • 过程
    • 特点
      • 碳循环具有全球性
      • 海洋对调节大气中的碳含量起重要作用
  • 生物富集
    • 定义
      • 生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象
    • 特点
      • ①累计性
      • ②全球性
      • ③普遍性
      • ④稳定性
  • 生态系统的物质循环 （生物地球化学循环）
    • 定义
      • 组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都在不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物群落的循环过程
    • 特点
      • 具有全球性
      • 循环往复运动
  • 能量流动与物质循环的关系
    • 能量不能循环
    • ①二者交织在一起，相互依存，不可分割
    • ②能量是物质的载体，能量是物质的动力
• 生态系统的信息传递
  • 种类
    • 物理信息
      • 概念
        • 通过物理信息传递的信息。来自非生物环境或生物个体
      • eg
        • 光、声、温度、湿度、磁场等
      • 例子
        • 播放鸟类天敌的鸣叫声、假设煤气炮
    • 化学信息
      • 概念
        • 在生命活动中，生物产生的可以传递信息的化学物质
      • eg
        • 植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等
      • 信息素
        • 昆虫、鱼类及哺乳类等生物中存在能传递信息的化学物质
      • 例子
        • 老马识途，昆虫的信息素
    • 行为信息
      • 概念
        • 动物可以向同种或异种生物传递某种信息的行为特征
      • 例子
        • 蜜蜂跳舞、遥控航模模拟天敌
  • 传递
    • 信息流
      • 生态系统中的生物种群之间，以及其内部的信息产生与交换形成的信息传递
    • 信息
      • 可以传播的消息、情报、指令、数据与信号
    • 信息源
      • 信息产生的部位
    • 信息受体
      • 信息接收的生物或部位
    • 信道
      • 信息传播的媒介
  • 作用
    • 个体水平
      • 生命活动的正常进行，离不开信息的作用
    • 种群水平
      • 生物种群的繁衍，离不开信息的传递
    • 群落水平
      • 信息能够调节生物种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
  • 在农业生产中的应用
    • 提高弄畜产品的产量
    • 对有害动物进行防治
      • 防治方法
        • 化学防治
          • 措施
            • 化学药剂喷施
          • 优点
            • 作用迅速，短期效果明显
          • 缺点
            • 害虫抗药性增强
            • 杀灭害虫天敌
            • 污染生态环境
        • 生物防治
          • 措施
            • 人工捕捉
          • 优点
            • 见效快，无污染
          • 缺点
            • 费时费力
        • 机械防治
          • 措施
            • 引入天敌或寄生虫
          • 优点
            • 效果好，持久，成本低，无污染
          • 缺点
            • 天敌数量不确定
• 生态系统的稳定性
  • 生态平衡的定义
    • 生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态
  • 生态平衡与生态系统的稳定性
    • ①结构平衡——生态系统的各组分保持相对稳定
    • ②功能平衡——生产-消费-分解的生态过程正常进行，保证了物质总在循环，能量不断流动
    • ③收支平衡——植物在一定时间内制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态
  • 负反馈
    • 定义
      • 在一个系统中，系统工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，可使系统保持稳定
    • 是生态系统具备自我调节能力的基础
  • 生态系统的稳定性
    • 定义
      • 生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
  • 抵抗力稳定性与恢复力稳定性
    • 抵抗力稳定性
      • 生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力
    • 恢复力能力
      • 生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力
    • 食物网越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高
  • 提高生态系统的稳定性
    • ①控制对生态系统的干扰强度
    • ②在不超过生态系统自我调节能力范围内，合理适度地利用生态环境
• 春困，夏倦，秋乏，冬眠，四季皆如梦