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地球生態系統

發布時間: 2020-11-25 17:56:29

Ⅰ 什麼是地球的生態系統

生態系統的組成分為「無機環境」和「生物群落」兩部分,其中,無專機環境是一個生態系屬統的基礎,其條件的好壞直接決定生態系統的復雜程度和其中生物群落的豐富度;生物群落反作用於無機環境,生物群落在生態系統中既在適應環境,也在改變著周邊環境的面貌,各種基礎物質將生物群落與無機環境緊密聯系在一起,而生物群落的初生演替甚至可以把一片荒涼的裸地變為水草豐美的綠洲。生態系統各個成分的緊密聯系,使生態系統成為具有一定功能的有機整體。地球上比較穩定的生態系統有森林,草地,荒漠,濕地,河流,海洋六大系統。

Ⅱ 地球上最基本的生態系統

地球最基本原始的生態系統是營養物質、陽光、空氣和水、適宜的溫度和一定的生存空間。對於每種生命來說,這套循環是生命起源的根本。
選我吧!呵呵

Ⅲ ______是地球上最大的生態系統,它包括地球上所有的______及其______.它的范圍包括______、______和____

生物圈包括了地球上所有的生物及其環境,是一個統一的整體,是最大的生專態系統,是所有生物共屬同的家園.生物圈包括大氣圈的底部、岩石圈的表面和水圈的大部,這三部分裡面都有生物的生存.因此生物圈又可以進一步劃分為大氣生態系統、陸地生態系統和海洋生態系統.荒漠在岩石圈的表面即陸地上,因此屬於陸地生態系統.
故答案為:生物圈;生物;大氣圈的底部;水圈的大部;岩石圈的表面;海洋生態系統;森林生態系統;農田生態系統等等(任選兩種)

Ⅳ 生物學指什麼地球有多少個生態系統.分別是

生物學指:研究各種生命現象和生命活動規律的科學,地球有3個生態系統..分別是陸地生態系統.濕地生態系統.海洋生態系統.

Ⅳ 地球上的生態系統

你這問題是不是忒多啊。
1:不是。因為我們人類現在可以生存的,我們所知道有生物的就只有地球,而生物圈就基本上就整個地球都是了。
2:不能
3:你的一舉一動都會破壞
4:生態大樓,全封閉形式,靠太陽能,自給自足

Ⅵ 地球上有幾種生態系統 哪幾種

1、陸地生態系統;2、海洋生態系統;3、農業生態系統;4、城市生態系統5、森林生態系統;6、草原生態系統7、湖泊生態系統8、人造生態系統9、荒漠生態系統等等

Ⅶ 地球上最大的生態系統是______,它包括地球上所有的______及其生存的______

生態系統是指在一定的地域內生物與環境構成的統一的整體.生物圈包括了地球上所有的生物及其生存環境,是一個統一的整體,是最大的生態系統,是所有生物共同的家園.生物圈包括大氣圈的底部、岩石圈的表面和水圈的大部,這三部分裡面都有生物的生存.因此生物圈又可以進一步劃分為大氣生態系統、陸地生態系統和海洋生態系統.荒漠在岩石圈的表面即陸地上,因此屬於陸地生態系統.
故答案為:生物圈;生物;生存環境.

Ⅷ 地球上有幾種生態系統

草原生態系統
濕地生態系統
海洋生態系統
淡水生態系統
森林生態系統
農田生態系統
城市生態系統

Ⅸ 地球上最大的生態系統是 。

地球上最大的生態系統是生物圈。
生物圈指的是以地平線為基準,上至10km的大氣層,下至10km的海洋的所有部分組成。包括大氣圈、岩石圈和海洋圈。作為地球上最大的生態系統,生物圈也包含著多種生態系統,確切的說是由多種生態系統組成的。其組成有城市生態系統、農田生態系統兩個人造生態系統。天然生態系統有森林生態系統、草原生態系統、湖泊(淡水)生態系統、荒漠生態系統、稀樹生態系統、山地生態系統、濕地生態系統、海洋生態系統等等生態系統。

Ⅹ 簡述地球生態系統組成的功能

地球生態系統的組成及功能

1.生態系統的概念

在自然界,任何生物群落總是通過連續的能量—物質交換與其生存的自然環境不可分割地相互聯系和相互作用著,共同形成統一的整體,這樣的生態功能單位就是生態系統。

按照生態系統的上述定義,我們既可以從類型上去理解,例如森林、草原、荒漠、凍原、沼澤、河流、海洋、湖泊、農田和城市等;也可以從區域上理解它,例如分布有森林、灌叢、草地和溪流的一個山地地區或是包含著農田、人工林、草地、河流、池塘和村落與城鎮的一片平原地區都是生態系統。生態系統是地球表層的基本組成單位,它的面積大小很懸殊,從整個生物圈到一滴水及其中的微生物,都可看作是生態系統。因此,整個地球表層就是由大大小小各種不同的生態系統鑲嵌而成。

作為一個開放系統,生態系統並不是完全被動地接受環境的影響,在正常情況下的一定限度內,其本身都具有反饋機能,使它能夠自動調節,逐漸修復與調整因外界干擾而受到的損傷,維持正常的結構與功能,保持其相對平衡狀態。因此,它又是一個控制系統或反饋系統。

生態系統概念的提出,使我們對生命自然界的認識提到了更高一級水平。它的研究為我們觀察分析復雜的自然界提供了有力的手段,並且成為解決現代人類所面臨的環境污染、人口增長和自然資源的利用與保護等重大問題的理論基礎之一。

2.生態系統的組成成分

任何一個生態系統都可以分為兩個部分:無生命物質——無機環境和有生命物質——生物群落(圖10-6)。

無機環境包括作為系統能量來源的太陽輻射能;溫度、水分、空氣、岩石、土壤和各種營養元素等物理、化學環境條件;以及生物物質代謝的原料如CO2、H2O、O2、N2和無機鹽類等,它們構成生物生長、發育的能量與物質基礎,又稱為生命支持系統。

生物群落是生態系統的核心,可以分為三大類群:

第一類為自養型生物,包括各種綠色植物和化能合成細菌,稱為生產者。綠色植物能夠通過光合作用把吸收來的水、CO2和無機鹽類轉化成為初級產品——碳水化合物,並將其進一步合成成為脂肪和蛋白質等,用來建造自身,這樣,太陽能便通過生產者的合成與轉化源源不斷地進入生態系統,成為其他生物類群的唯一食物與能量來源。化能合成細菌也能將無機物合成為有機物,但它們利用的能量不是來自太陽,而是來自某些物質在發生化學變化時產生的能量。例如,氮化細菌能將氨(NH3)氧化成亞硝酸和硝酸,利用這一氧化過程中放出來的能量把CO2和水合成為有機物。

第二類為異養型生物,包括草食動物和食肉動物,稱為消費者。顧名思義,這些消費者不能直接利用太陽能來生產食物,只能通過直接或間接地以綠色植物為食獲得能量。根據不同的取食地位,又可以分為直接依賴植物的枝、葉、果實、種子和凋落物為生的一級消費者,如蝗蟲、野兔、鹿、牛、馬、羊等食草動物;以草食動物為食的肉食動物為二級消費者,如黃鼠狼、狐狸、青蛙等;肉食動物之間存在著弱肉強食的關系,其中的強者成為三級和四級消費者。這些高級的消費者是生物群落中最兇猛的肉食動物,如獅、虎、鷹和水域中的鯊魚等。有些動物既食植物又食動物,稱為雜食動物,如某些鳥類和魚類等。

第三類為異養型微生物,如細菌、真菌、土壤原生動物和一些小型無脊椎動物,它們靠分解動植物殘體為生,稱為分解者。微生物分布廣泛,富含於土壤和水體的表層,空氣中含量較少且多數為腐生的細菌和黴菌。微生物是生物群落中數量最大的類群,據估計,1克肥沃土壤中含有的微生物數量可達108個。細菌和真菌主要靠吸收動植物殘體內的可溶性有機物來生活,在消化過程中,把無機養分從有機物中釋放出來,歸還給環境。可見,微生物在生態系統中起著養分物質再循環的作用。土壤中的小型無脊椎動物如線蟲、蚯蚓等將植物殘體粉碎,起著加速有機物在微生物作用下分解和轉化的作用。此外,這些土壤動物也能夠在體內進行分解,將有機物轉化成無機鹽類,供植物再次吸收、利用(圖10-6)。

3.生態系統的營養結構

生態系統的營養結構是指生態系統中的無機環境與生物群落之間和生產者、消費者與分解者之間,通過營養或食物傳遞形成的一種組織形式,它是生態系統最本質的結構特徵。

生態系統各種組成成分之間的營養聯系是通過食物鏈和食物網來實現的。食物鏈是生態系統內不同生物之間類似鏈條式的食物依存關系,食物鏈上的每一個環節稱為營養級。每個生物種群都處於一定的營養級,也有少數種兼處於兩個營養級,如雜食動物。生態系統中的食物鏈包括活食食物鏈和腐食食物鏈兩個主要類型。活食食物鏈從綠色植物固定太陽能、生產有機物質開始,它們屬於第一營養級,食草動物屬於第二營養級,各種食肉動物構成第三、第四及更高的營養級。腐食食物鏈則從有機體的殘體開始,經土壤動物的粉碎與分解和細菌、真菌的分解與轉化,以無機物的形式歸還給環境,供綠色植物再次吸收。從營養級來劃分,分解者處於第五或更高的營養級。老鼠以穀物為食,鼬鼠以老鼠為食,鷹又以鼬鼠為食,鷹死後的殘體被各種微生物分解成無機物質,便是簡單食物鏈的一個例子。然而,自然界中的食物鏈並不是孤立存在的,一個易於理解的事實是,幾乎沒有一種消費者是專以某一種植物或動物為食的,也沒有一種植物或動物只是某一種消費者的食物,如老鼠吃各種穀物和種子,而穀物又是多種鳥類和昆蟲的食物,昆蟲被青蛙吃掉,青蛙又是蛇的食物,蛇最終被鷹捕獲為食;穀物的秸桿還是牛的食物,牛肉又成為人類的食物(圖10-7)。可見,食物鏈往往是相互交叉的,形成復雜的攝食關系網,稱為食物網。一般來說,一個生態系統的食物網結構愈復雜,該系統的穩定性程度愈大。

4.生態系統的功能

生態系統的功能主要表現為生物生產、能量流動和物質循環,它們是通過生態系統的核心部分——生物群落來實現的。

(1)生態系統的生物生產

生態系統的生物生產是指生物有機體在能量和物質代謝的過程中,將能量、物質重新組合,形成新的產物(碳水化合物、脂肪、蛋白質等)的過程。綠色植物通過光合作用,吸收和固定太陽能,將無機物轉化成有機物的生產過程稱為植物性生產或初級生產;消費者利用初級生產的產品進行新陳代謝,經過同化作用形成異養生物自身物質的生產過程稱為動物性生產或次級生產。

植物在單位面積、單位時間內,通過光合作用固定的太陽能量稱為總初級生產量(GPP),單位是J·m-2·a-1或 g DW·m-2·a-1(DW為乾重)。總初級生產量減去植物因呼吸作用的消耗(R),剩下的有機物質即為凈初級生產量(NPP)。它們之間的關系為

NPP=GPP-R

與初級生產量相關的另一個概念是生物量,對於植物來說,它是指單位面積內植物的總重量,單位是km·m-2。某一時間的植物生物量就是在此時間以前所積累的初級生產量。

據估計,整個地球凈初級生產量(干物質)為172.5×109t·a-1,生物量(干物質)為1841×109t,不同生態系統類型的生產量和生物量差別顯著(表10-1)。應當指出,這種估計是非常粗略的,但對於了解全球生態系統初級生產量和生物量的大體數量特徵,仍有一定的參考價值。

單位地面上植物光合作用累積的有機物質中所含的能量與照射在同一地面上日光能量的比率稱為光能利用率。綠色植物的光能利用率平均為0.14%,在運用現代化耕作技術的農田生態系統的光能利用率也只有1.3%左右。地球生態系統就是依靠如此低的光能利用率生產的有機物質維持著動物界和人類的生存。

(2)生態系統的能量流動

生態系統的生物生產是從綠色植物固定太陽能開始的,太陽能通過植物的光合作用被轉變為生物化學能,成為生態系統中可利用的基本能源。生態系統各成分之間能量流動的一個重要特點是單向流,表現為能量的很大部分被各營養級的生物所利用,通過呼吸作用以熱的形式散失,而這些散失到環境中的熱能不能再回到生態系統中參與能量的流動,因為尚未發現以熱能作為能源合成有機物的生物體,而用於形成較高營養級生產量的能量所佔比例卻很小(圖10-8)。

生態系統內的能量傳遞和轉化遵循熱力學定律。根據熱力學第一定律,輸入生態系統的能量總是與生物有機體貯存、轉換的能量和釋放的熱量相等,從而保持生態系統內及其環境中的總能量值不變。根據熱力學第二定律,生態系統的能量隨時都在進行轉化和傳遞,當一種形式的能量轉化成另一種形式的能量時,總有一部分能量以熱能的形式消耗掉,這樣,系統的熵便呈增加的趨勢。對於一個熱力學非平衡的孤立系統來說,它的熵總是自發地趨於增大,從而使系統的有序程度越來越低,最後達到無序的混亂狀態,即熱力學平衡態。然而,地球生態系統所經歷的卻是一個與熱力學第二定律相反的發展過程,即從簡單到復雜,從無序到有序的進化過程。根據非平衡態熱力學的觀點,一個遠離平衡態的開放系統,可以通過從環境中引入負熵流,以抵消系統內部所產生的熵增加,使系統從無序向有序轉化。生態系統是一個生物群落與其環境之間既進行能量交換,又進行物質交換的開放系統,通過能量和物質的輸入,生態系統不斷「吃進」負熵流,維持著一種高度有序的狀態。

如前所述,每經過一個營養級,都有大量的能量損失掉。那麼,生態系統能量轉化的效率究竟有多大呢?美國學者Lindeman測定了湖泊生態系統的能量轉化效率,得出平均為10%的結果,即在能量從一個營養級流向另一個營養級的過程中,大約有90%的損失量,這就是著名的「十分之一定律」(圖10-9)。比如,一個人若靠吃水產品增加0.5kg的體重,就得食用5kg的魚,這5kg的魚要以50kg的浮游動物為食,而50kg的浮游動物則需消耗約500kg的浮游植物。由於這一「定律」得自對天然湖泊的研究,所以比較符合水域生態系統的情況,並不適用於陸地生態系統。一般來講,陸地生態系統的能量轉化效率要比水域生態系統低,因為陸地上的凈生產量只有很少部分能夠傳遞到上一個營養級,大部分則直接被傳遞給了分解者。

(3)生態系統的物質循環

生態系統的發展和變化除了需要一定的能量輸入之外,實質上包含著作為能量載體的各種物質運動。例如,當綠色植物通過光合作用,將太陽能以化學能的形式貯存在合成的有機物質之中時,能量和物質的運動就同時並存。自然界的各種元素和化合物在生態系統中的運動為一種循環式的流動,稱為生物地球化學循環。

參與有機體生命過程的化學元素大約有30~40種,根據它們在生命過程中的作用可以分為三類:

·能量元素,包括碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N),它們是構成蛋白質的基本元素和生命過程必需的元素;

·大量元素,包括鈣(Ca)、鎂(Mg)、磷(P)、鉀(K)、硫(S)、鈉(Na)等,它們是生命過程大量需要的元素;

·微量元素,包括銅(Cu)、鋅(Zn)、硼(B)、錳(Mn)、鉬(Mo)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鋁(Al)、鉻(Cr)、氟(F)、碘(I)、溴(Br)、硒(Se)、硅(Si)、鍶(Sr)、鈦(Ti)、釩(V)、錫(Sn)、鎵(Ga)等,它們盡管含量甚微,但卻是生命過程中不可缺少的元素。

這些化學元素統稱為生物性元素,無論缺少哪一種,生命過程都可能停止或產生異常。例如碳水化合物是由水和CO2經光合作用形成的,但光合作用過程中還必須有氮、磷以及微量元素鋅、鉬等參加反應,同時還必須在酶的活性下進行,而酶本身又包括多種微量元素。

在自然環境中,每一種化學元素都存在於一個或多個貯存庫中,元素在環境貯存庫中的數量通常大大超過其結合在生命體貯存庫中的數量。例如,大氣圈和生物圈分別是氮元素的貯存庫,且在大氣圈中氮的數量遠遠大於在生物圈中的數量。元素在「庫」與「庫」之間的移動便形成物質的流動。為了衡量生態系統中營養物質的周轉狀況,引入周轉率和周轉時間的概念。周轉率指單位時間內出入一個貯存庫的營養物質流通量占庫存營養物質總量的比例;周轉時間是周轉率的倒數,指移動貯存庫中全部營養物質所需的時間。可見,周轉率愈大,周轉時間愈短。例如,大氣圈中氮的周轉時間約為100萬年,海洋中硅的周轉時間約為8000年。在自然生物地球化學循環中,某種物質輸入和輸出各貯存庫的數量應當處於大體平衡狀態,使該物質在各貯存庫內的存量保持基本恆定。如果一個貯存庫的某種物質輸入與輸出失衡,使其存量增加或減少,必將會對整個生態系統的功能產生一系列難以預料的影響。由於人類燃燒化石燃料和砍伐森林,導致的大氣貯存庫中CO2濃度的增加、溫室效應加劇和對流層氣溫升高,便是一個顯著的例子。

根據屬性的不同,生物地球化學循環可分為三種主要類型:水循環,氣體型循環和沉積型循環。因為水循環和沉積型循環已分別在其他章節中涉及,本節只介紹氣體型循環的內容。

氣體型循環主要包括碳和氮的循環,這兩個元素的貯存庫主要是大氣和海洋。循環具全球性。

碳循環 碳是構成有機體的基本元素,占生活物質總量的25%。在無機環境中,碳主要以CO2或者碳酸鹽的形式存在。生態系統中的碳循環基本上是伴隨著光合作用和能量流動過程進行的。在有陽光的條件下,植物把大氣中的CO2轉化為碳水化合物,用以構成自身。同時,植物通過呼吸過程產生的CO2被釋放到大氣中,供植物再度利用,這是碳循環的最簡單形式。CO2在大氣中的存留時間或周轉時間大約為50~200年。

植物被動物採食後,碳水化合物轉入動物體內,經消化、合成,由動物的呼吸排出CO2。此外,動物排泄物和動、植物遺體中的碳,經微生物分解被返回大氣中,供植物重新利用,這是碳循環的第二種形式。陸地生物群中含有大約5 500×108t的碳,海洋生物群中含有大約30×108t的碳。

全球儲藏的礦物燃料中含有大約10×1012t的碳,人類通過燃燒煤、石油和天然氣等釋放出大量CO2,它們也可以被植物利用,加入生態系統的碳循環中。此外,在大氣、土壤和海洋之間時刻都在進行著碳的交換,最終碳被沉積在深海中,進入更長時間尺度的循環。這些過程構成了碳循環的第三種形式。

應當指出,上述三種碳循環的形式是對全球碳循環過程的一種簡化,這些形式的碳循環過程是同時進行,彼此聯系的(圖10-10)。

氮循環 氮是生態系統中的重要元素之一,因為氨基酸、蛋白質和核酸等生命物質主要由氮所組成。大氣中氮氣的體積含量為78%,占所有大氣成分的首位,但由於氮屬於不活潑元素,氣態氮並不能直接被一般的綠色植物所利用。氮只有被轉變成氨離子、亞硝酸離子和硝酸離子的形式,才能被植物吸收,這種轉變稱為硝化作用。能夠完成這一轉變的是一些特殊的微生物類群如固氮菌、藍綠藻和根瘤菌等,即生物固氮;閃電、宇宙線輻射和火山活動,也能把氣態氮轉變成氨,即高能固氮;此外,隨著石油工業的發展,工業固氮也成為開發自然界氮素的一種重要途徑。

自然界中的氮處於不斷的循環過程中。首先,進入生態系統的氮以氨或氨鹽的形式被固定,經過硝化作用形成亞硝酸鹽或硝酸鹽,被綠色植物吸收並轉化成為氨基酸,合成蛋白質;然後,食草動物利用植物蛋白質合成動物蛋白質;動物的排泄物和動植物殘體經細菌的分解作用形成氨、CO2和水,排放到土壤中的氨又經細菌的硝化作用形成硝酸鹽,被植物再次吸收、利用合成蛋白質。這是氮在生物群落和土壤之間的循環。由硝化作用形成的硝酸鹽還可以被反硝化細菌還原,經反硝化作用生成游離的氮,直接返回到大氣中,這是氮在生物群落和大氣之間的循環。此外,硝酸鹽還可能從土壤腐殖質中被淋溶,經過河流、湖泊,進入海洋生態系統。水體中的藍綠藻也能將氮轉化成氨基酸,參與氮的循環,並為水域生態系統所利用。至於火山岩的風化和火山活動等過程產生的氨同樣進入氮循環,只是其數量較小(圖10-11)。

當人類工業固氮之前,自然界中的硝化作用和反硝化作用大體處於平衡狀態,隨著工業固氮量的增加,這種平衡狀態正在被改變。據估計,為了滿足迅速增長的人口對糧食的需求,公元2000年的全球工業固氮量將可能超過108t,這將對全球氮循環產生怎樣的影響,是值得研究的重要科學問題。

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