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生態系統對

發布時間: 2020-12-13 16:17:33

㈠ 人類活動對生態系統有哪些方面的影響

深海採油:採油、油泄漏導致環境污染,油泄漏會危及海洋生命專
過度打漁:過度打漁導屬致魚類瀕危
污水排放:使水體富營養化,導致微生物過量繁殖,引發赤潮、水華,導致魚類缺乏氧氣死亡
使用農葯:農葯會沿食物鏈富集,例如DDT會導致魚類死亡
二氧化硫:二氧化硫導致酸雨的元兇,酸雨會殺死水中的浮游生物,減少魚類食物來源,破壞水生生態系統

㈡ 下列哪一生態系統對其他生態系統具有很強的依賴性()A.農田生態系統B.草原生態系統C.城市生態系

城市生態系統中人類起著重要的支配作用.植物的種類和數量少.消費者主要是專人類,而不是野生動物.由於人屬口密集,排放的污水、廢氣和固體廢棄物多,容易產生環境污染問題.因此,該生態系統的特點是能量和物質代謝強度高,對其他生態系統具有很大的依賴性,是最脆弱的生態系統.
故選:C.

㈢ 生態系統的功能

1.能量流動

植物和某些自養性細菌通過光合作用,將太陽能以有機化合物的形式固定下來,然後,經過不同類型的食物鏈為眾多的消費者消耗或轉換為其他形式的能量。整個能量流動過程是逐級消耗的,不會循環。

2.物質循環

生態系統中物質循環和能量流動總是相伴隨行。能量流動是單向流動,最後轉換為熱能被消耗。而物質流動則是永恆循環不息,生產者在吸收太陽能的同時,將無機物轉換為有機化合物,這些有機物直接或間接變成有機碎屑,被分解者分解成無機物返回非生物環境,又可被生產者利用,進行循環。物質循環的類型很多,這里主要介紹碳循環、氧循環和氮循環。

(1)碳和氧循環

有機物乾重的49%由碳元素組成。綠色植物進行光合作用的同時,將大氣中的CO2固定為有機物,碳循環就開始進行。生產者(綠色植物和自養菌)、消費者(各種動物)、分解者(各類細菌和真菌)通過呼吸將CO2 排回大氣。生產者和消費者死後,最終屍體被分解者把蛋白質、脂肪和碳水化合物分解為CO2、水和無機鹽,其中CO2 重新返回大氣。在漫長的地質時期中,碳循環始終在進行,其中一部分碳,會以石灰岩(CaCO3)的形式被固定下來,經後期的岩溶作用,部分CO2 會向大氣釋出;而另一部分碳,則會以煤或石油的形式儲存起來,經人類利用或通過自然降解後變成CO2 重新返回大氣進行循環,使大氣中CO2 含量增加。

動、植物呼吸時需要大氣中的O2,呼出CO2。綠色植物進行光合作用時,則產生O2釋放到大氣和水中。現今,大氣中大部分的O2是生物演化過程中植物長期生產積累的結果。綠色植物不僅能在光合作用下產生O2,而且能固定碳,維持著碳、氧平衡。因此,保護和增加綠色植物是降低大氣中CO2、增加O2含量最有效的方法。

(2)氮循環

在大氣中N2的佔78%,這些游離N2不能被大多數生物利用。氮元素必須以銨鹽、亞硝酸鹽和硝酸鹽的形式被植物根系吸收。N2轉變為銨鹽、亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程,稱為硝化作用,這一過程由固氮菌、藍綠藻和根瘤菌來完成。進入植物體內的銨鹽和硝酸鹽,經生物化學反應與碳結合,形成氨基酸,進而合成為蛋白質和核酸,與植物體內的其他物質共同組成植物有機體。動植物死後,微生物將蛋白質分解為氨基酸,進而分解為氨、CO2和水,這一過程稱為氨化過程,也叫反硝化作用。進入土壤中的氨還能再次被植物利用。在厭氧條件下,反硝化作用強烈。

自然界中,生物的硝化作用過程和反硝化作用過程處於平衡狀態。大面積破壞植被和工業大規模生產含氮化工產品均會引起自然界氮平衡的破壞。

3.生態系統的信息專遞

生態系統中還存在有機體之間的信息傳遞。信息傳遞將生態系統的各個組成部分聯系起來,成為一個整體,具有調劑系統穩定的功能。目前已知的信息傳遞方式主要有營養信息、物理信息、化學信息和行為信息。

營養信息:是一種通過營養交換的形式,在一個個體或種群與另一個個體或種群之間傳遞信息。食物鏈就是營養信息傳遞的代表。

物理信息:是以物理過程傳遞的信息,包括聲、光、顏色等。例如,動物發出不同的聲音將感受的環境信息告知同類或是向其他動物發出威脅的信號;花以鮮艷的顏色向蝴蝶發出授粉的信息;螢火蟲通過閃光來識別同伴等。

化學信息:生物產生的代謝物質,如酶、生長素、性誘激素、香油精不飽和內脂等都能傳遞信息。例如,狗通過尿等排泄物來標定路線;老虎利用排泄物標定自己的勢力范圍;動物發情期,雌性發出性誘激素,吸引雄性;狗、熊貓等哺乳動物僅憑幼崽身上粘有自己排泄物的氣味來判別親情關系等。

行為信息:同一種群中,個體之間用肢體動作相互傳遞信息。例如,螞蟻、蜜蜂用不同的肢體動作告知同伴食物的所在地及其他信息;丹頂鶴用翩翩的舞姿向異性示好等。

4.生態系統的服務功能

生態系統為人類提供了必不可少的物質資源和生存環境,是人類社會、經濟、文化發展的基石。生態系統及生態過程所產生的物質和所維持的良好生活環境,對人類與環境的服務性能稱為生態系統的服務,包括持續地提供產品和生命支持功能(凈化、循環和再生等)。這里提到的生態系統的服務主要是指生命支持功能,生態系統所能提供的服務項目類型很多,下面只介紹幾種與水資源和環境有關的服務類型。

(1)涵養水源、減緩乾旱

森林生態系統的主要功能之一,是減少雨水對地表的直接沖刷,延緩洪水的發生,增加降水對地下水的補給,涵養水源,減緩乾旱。

據測定,森林林冠截留的雨水能占降水量的15%~40%,降雨量的5%~10%能被枯枝敗葉層吸收。林冠截流雨量與樹種生態特性有關,耐陰性樹種,枝冠濃密,截流水量比陽性樹種多。例如,雲杉林冠能截流總雨量的30%,松林為18%,樺樹林只有9%。

森林群落的根系、枝葉、土壤和地表的枯枝敗葉層將雨水滯留在林地中,林內相對濕度高,空氣潮濕,溪水潺流。林地中土壤疏鬆,透水性好,能將大部分的降水量蓄積起來。這樣的林地稱為水源林。每1hm2的森林含蓄的水分至少比非林地多出300m3。由於森林植物群落截留降水,大大減少地表徑流,既避免了水土流失,也有效地防止江河暴漲暴落,減少洪澇災害,對水資源有很好的調節作用。例如,1975年8月,河南省駐馬店地區,突降特大暴雨,導致板橋水庫和石漫灘水庫崩壩,造成巨大生命財產損失。位於同一地區的薄山和東風水庫,由於上游地區森林覆蓋率在90%以上,雖然同樣降水量超過庫容,但因森林有效地截留,大大滯緩了洪水集中入庫的時間,排洪流暢,兩座水庫卻能安然無恙。

(2)保護和改善環境質量

在自然系統中,生物通過新陳代謝過程及伴隨的生物氧化、還原作用,使化學元素進入循環過程,有效地防止廢棄物質過多的積累,造成污染。環境中的某些有毒物質經過生物吸收和降解能夠得到消除或減少,使環境質量得到改善。

植物通過光合作用,大量吸收CO2,釋放出O2。1hm2的闊葉林,一天可吸收1t CO2,釋放出0.73t的O2,可供1000人呼吸。生長茂盛的森林、草地空氣中的含氧量要高於裸地區。

植物枝葉對煙塵和粉塵有良好的過濾和阻留作用。植物葉片表面凹凸不平,多絨毛,或分泌有黏液,能夠有效地滯留粉塵。一般1hm2的松林每年能滯留36.4t的灰塵,綠地上空的空氣含塵量遠低於比沒有綠地的街道,通常要少37%~60%。

很多樹種具有吸收有害氣體和殺菌的功能。例如,夾竹桃、廣木蘭、梧桐等植物能吸收HF;槐樹、桑樹、垂柳、羅漢松等樹木能吸收SO2;而柏樹、白皮鬆、雪松、樟樹、紫薇等樹木能分泌殺菌素,可殺滅結核菌、赤痢、傷寒、白喉等多種病菌。總之,植物群落具有良好的空氣凈化功能。

(3)調節與改善氣候

森林內,喬木灌頂濃密郁閉,林下灌層和草本層發育,空氣流動緩慢,溫差較小;林內地表蒸發量較小,一般只有非林地的40%~80%,而相對濕度要比非林地高出10%~26%。植被具有良好的調節和改善氣候的功能。

森林的蒸騰作用,對自然界水分循環和改善區域氣候有重要作用。研究表明,1 hm2的森林每天要吸取70~100 t的地下水,其中大部分通過蒸騰回返大氣;葉片吸收大量的太陽輻射,用於光合作用,水轉化為蒸汽也要吸收熱量。故大片森林不僅能調節氣溫,而且空氣濕潤,霧、露、霜、雪較多,使區域氣候得到明顯改善。例如,廣東省的雷州半島,1950年以後,造林27×104 hm2 ,覆蓋率達36%。據當地氣象站資料記載,造林20年後,年平均降水量增加到1855 mm,比造林前40 年的平均降水量增加了31%,蒸發量減少了75%,相對濕度增加了1.5%,改變了原先嚴重乾旱的氣候。

城市綠地能有效地調控城市氣溫。現代城市,人口密集,工業集中。太陽輻射和人為釋放的熱量,加熱了布滿城市的混凝土結構的建築和道路,而因蒸發散失的熱量卻很少,導致出現城市氣溫高於郊區的熱島效應。城市周圍地區和市內的綠地、樹林、水面能有效地增加潛熱通量,改變熱量傳輸方向,從而達到調節城市氣候的效果。研究表明,夏天,城市氣溫為27.5℃時,草坪氣溫僅為22~24.5℃,比裸露地面低6~7℃,比柏油馬路低8~20.5℃;在上海,有紫藤綠化的牆面溫度比裸露牆面平均溫度低5℃。

(4)防風固沙

風蝕作用是我國北方和西北地區常見的一種地質災害。風作為一種地質營力,不僅能吹失地表的土壤,形成各種風蝕地形,而且能形成和搬運沙丘,掩蓋農田,使得生態環境日益惡化。強大的風力將沙塵源中的沙塵大量捲起,帶至高空變成影響區域很廣的沙塵暴。

覆蓋率很高的草地、林地能有效地減弱風蝕作用,起到防風固沙的效果。風在穿過防護林或林地時,受到植物枝葉的阻擋,被分割成很多不通方向的小股氣流,風力相互抵消,風速被顯著降低,使強風變為弱風,大大地降低了風的侵蝕和搬運能力。據各地觀測表明,一條10m高的林帶,在其背面150m范圍內,風力平均降低50%以上;250m范圍內,風力平均降低30%以上。

在我國沙漠地區,每畝流動沙丘上種植240叢沙柳或沙蒿,4年後就能固定沙丘,近地表的風速將由原來的8級降為5級;而每畝種上旱柳50株、灌木和草各200叢,5年就能固定沙丘,風速減弱為3~4級。

㈣ 生態系統與人類有什麼關系

城市生態學 城市生態學是以城市空間范圍內生命系統和環境系統之間聯系為研究對象的學科。由於人是城市中生命成分的主體,因此,城市生態學也可以說是研究城市居民與城市環境之間相互關系的科學。

城市生態學的研究內容主要包括城市居民變動及其空間分布特徵,城市物質和能量代謝功能及其與城市環境質量之間的關系(城市物流、能流及經濟特徵),城市自然系統的變化對城市環境的影響,城市生態的管理方法和有關交通、供水、廢物處理等,城市自然生態的指標及其合理容量等。可見,城市生態學不僅僅是研究城市生態系統中的各種關系,而是為將城市建設成為一個有益於人類生活的生態系統尋求良策。

城市生態系統的信息流 城市具有新聞傳播網路系統,可以迅速傳播大量信息。城市具有現代化的通訊設施,如電話、電報、傳真、計算機網路等,能夠將生產、交換、分配和消費的各個領域和環節銜接起來,高效地組織社會生產和生活。

城市的重要功能之一就是輸入分散、無序的信息,輸出經過加工、集中的有序的信息。在城市的輸出物中,除了物質產品和廢物以外,還有精神產品,這就要靠信息流來完成。報紙、廣告、書刊、信件、照片、電視、電話、收音機、電腦及電腦網路等,都是信息的載體;人們的集會、交談、講演等,也是交流信息。一個城市信息的流量大小反映了城市的發展水平和現代化程度。

城市大氣污染的主要污染物 城市大氣污染的污染物主要有粉塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氟和氟化氫等。

粉塵 粉塵包括降塵(粒徑在10 μm以上)和飄塵(粒徑在10 μm以下)等顆粒性物質。降塵在重力作用下可以降落,多產生於固體破碎、燃燒殘余物的結塊等。刮風和沙暴也可以產生降塵。飄塵主要來自燃料燃燒過程中產生的廢物,如燒煤、燒油、冶煉鋼鐵等都會排出大量飄塵,其中含有多種金屬微粒,如鉛、汞、鎘、鉻、釩、鐵及其氧化物,對人體有毒害作用。飄塵極易通過呼吸道進入人體導致人患病。

二氧化硫 二氧化硫是大氣中危害很嚴重的污染物,因此,常被作為大氣污染的主要指標之一。二氧化硫主要是由燃燒含硫的煤和石油等燃料時產生的,有色金屬冶煉廠、硫酸廠也排放大量的二氧化硫氣體。

二氧化硫在空氣中往往和飄塵結合在一起,進入人體後,大部分在上呼吸道與水生成亞硫酸和硫酸,對呼吸道黏膜產生強烈的刺激作用,時間久了,可引起慢性結膜炎、鼻炎、咽炎及氣管炎等。硫的氧化物在空氣中遇水汽生成具有腐蝕性的酸滴、酸霧或酸雨,其毒性比二氧化硫大10倍,對農作物的危害特別嚴重。

氮氧化物 氮氧化物包括亞硝酸、硝酸、一氧化氮、二氧化氮等多種氮的氧化物,但構成大氣污染的主要是一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮和二氧化氮主要來自礦物燃料的燃燒,氮肥廠等工廠也會產生一些。

二氧化氮可使人患慢性支氣管炎、神經衰弱等疾病。近年發現二氧化氮有致癌作用,對植物的生長發育也有不良影響。

一氧化碳 據報道,現在大氣中的一氧化碳,有80%是來自汽車尾氣。一氧化碳危害人體,輕者可引起貧血、心臟病及呼吸道感染等慢性疾病;重者會立即死亡。

光化學煙霧 光化學煙霧是由汽車和工廠煙囪排出的氮氧化物和碳化氫,經太陽光紫外線照射而生成的一種毒性很大而且不同於一般煤煙廢氣的淺藍色煙霧。光化學煙霧的主要成分是臭氧、醛類、過氧乙醯基硝酸酯、烷基硝酸鹽、酮等一系列氧化劑。

光化學煙霧有強烈的刺激作用,能使人眼睛紅腫,喉嚨疼痛,嚴重者出現呼吸困難,視力衰退,頭暈目眩,手足抽搐。

城市生態規劃 城市生態規劃是城市規劃的一部分,是以生態學的理論為指導,對城市的社會、經濟、技術和生態環境進行全面的綜合規劃,以便充分有效和科學合理地利用各種資源條件,促進城市生態系統的良性循環,使社會經濟能夠持續穩定地發展,為城市居民創造舒適、優美、清潔、安全的生產和生活環境。

㈤ 哪些行為會對生態系統的平衡造成影響

一、生態入侵。某些生物,由於人類有意識或無意識地帶入某一適宜於其生存環境和繁衍的地區, 它的種群便不斷地增加,分布區便會逐步穩定地擴展,這種過程被稱為生態入侵。生態入侵種會影響到當地的生態環境, 其與當地種存在空間與資源上的競爭, 當然會對原有的食物鏈系造成影響和破壞。值得注意的是,並非所有的生態入侵都會造成災難,有些入侵種通過改變自己或影響原有生態使其改變, 來參入原有的食物鏈關系, 從而達到與原有種和諧相處,這也可稱為一種進化。 這種情況值得進一步研究以求解決現有的生態入侵災難問題。
二、人為因素。系統的穩定或突變取決於外界的干擾強度及系統內部的抗干擾能力。生態系統具有抗外界干擾的自我調節能力,有自動平衡的傾向,但如果外界的干擾強度過大, 超過其穩定性的閾值,生態系統就會失穩而突變,外界環境變化和人類活動是生態系統的主要干擾源。由於人類位於生態金字塔的頂級位置, 對食物鏈產生極大的影響, 並且人類使用了非食物形態的物質, 如開采礦物能源,利用各種金屬、非金屬礦產資源, 使生態系統中有了非食物的物質流與能量流, 生態系統的功能因非食物物質的介入而增添新的變數。人類通過對生態系統各組分的影響, 使系統的物質和能量的流動發生改變, 從而對生態系統的結構和功能產生影響,進而導致生態系統的變化。

㈥ 什麼叫生態系統

生態系統的概念是由英國生態學家坦斯利(A.G.Tansley, 1871~1955年)在1935年提出來的,他認為,「生態系統的基本概念是物理學上使用的『系統』整體。這個系統不僅包括有機復合體,而且包括形成環境的整個物理因子復合體」。「我們對生物體的基本看法是,必須從根本上認識到,有機體不能與它們的環境分開,而是與它們的環境形成一個自然系統。」「這種系統是地球表面上自然界的基本單位,它們有各種大小和種類。」隨著生態學的發展,人們對生態系統的認識不斷深入。20世紀40年代,美國生態學家林德曼(R.L.Lindeman)在研究湖泊生態系統時,受到我國「大魚吃小魚,小魚吃蝦米,蝦米吃泥巴」這一諺語的啟發,提出了食物鏈的概念。他又受到「一山不能存二虎的啟發,提出了生態金字塔的理論,使人們認識到生態系統的營養結構和能量流動的特點。今天,人們對生態系統這一概念的理解是:生態系統是在一定的空間和時間范圍內,在各種生物之間以及生物群落與其無機環境之間,通過能量流動和物質循環而相互作用的一個統一整體。生態系統是生物與環境之間進行能量轉換和物質循環的基本功能單位。

為了生存和繁衍,每一種生物都要從周圍的環境中吸取空氣、水分、陽光、熱量和營養物質;生物生長、繁育和活動過程中又不斷向周圍的環境釋放和排泄各種物質,死亡後的殘體也復歸環境。對任何一種生物來說,周圍的環境也包括其他生物。例如,綠色植物利用微生物活動從土壤中釋放出來的氮、磷、鉀等營養元素,食草動物以綠色植物為食物,肉食性動物又以食草動物為食物,各種動植物的殘體則既是昆蟲等小動物的食物,又是微生物的營養來源。微生物活動的結果又釋放出植物生長所需要的營養物質。經過長期的自然演化,每個區域的生物和環境之間、生物與生物之間,都形成了一種相對穩定的結構,具有相應的功能,這就是人們常說的生態系統。

1. 生態系統的概念
生態系統(ecosystem)是英國生態學家Tansley於1935年首先提上來的,指在一定的空間內生物成分和非生物成分通過物質循環和能量流動相互作用、相互依存而構成的一個生態學功能單位。它把生物及其非生物環境看成是互相影響、彼此依存的統一整體。生態系統不論是自然的還是人工的,都具下列共同特性:(1)生態系統是生態學上的一個主要結構和功能單位,屬於生態學研究的最高層次。(2)生態系統內部具有自我調節能力。其結構越復雜,物種數越多,自我調節能力越強。(3)能量流動、物質循環是生態系統的兩大功能。(4)生態系統營養級的數目因生產者固定能值所限及能流過程中能量的損失,一般不超過5~6個。(5)生態系統是一個動態系統,要經歷一個從簡單到復雜、從不成熟到成熟的發育過程。

生態系統概念的提出為生態學的研究和發展奠定了新的基礎,極大地推動了生態學的發展。生態系統生態學是當代生態學研究的前沿。

2. 生態系統的組成成分
生態系統有四個主要的組成成分。即非生物環境、生產者、消費者和分解者。

(1)非生物環境 包括:氣候因子,如光、溫度、濕度、風、雨雪等;無機物質,如C、H、O、N、CO2及各種無機鹽等。有機物質,如蛋白質、碳水化合物、脂類和腐殖質等。

(2)生產者(procers) 主要指綠色植物,也包括藍綠藻和一些光合細菌,是能利用簡單的無機物質製造食物的自養生物。在生態系統中起主導作用。

(3)消費者(consumers) 異養生物,主要指以其他生物為食的各種動物,包括植食動物、肉食動物、雜食動物和寄生動物等。

(4)分解者(decomposers) 異養生物,主要是細菌和真菌,也包括某些原生動物和蚯蚓、白蟻、禿鷲等大型腐食性動物。它們分解動植物的殘體、糞便和各種復雜的有機化合物,吸收某些分解產物,最終能將有機物分解為簡單的無機物,而這些無機物參與物質循環後可被自養生物重新利用。

3. 生態系統的結構
生態系統的結構可以從兩個方面理解。其一是形態結構,如生物種類,種群數量,種群的空間格局,種群的時間變化,以及群落的垂直和水平結構等。形態結構與植物群落的結構特徵相一致,外加土壤、大氣中非生物成分以及消費者、分解者的形態結構。其二為營養結構,營養結構是以營養為紐帶,把生物和非生物緊密結合起來的功能單位,構成以生產者、消費者和分解者為中心的三大功能類群,它們與環境之間發生密切的物質循環和能量流動。

4. 生態系統的初級生產和次級生產
生態系統中的能量流動開始於綠色植物的光合作用。光合作用積累的能量是進入生態系統的初級能量,這種能量的積累過程就是初級生產。初級生產積累能量的速率稱為初級生產力(primary proctivity),所製造的有機物質則稱為初級生產量或第一性生產量(primary proction)。

在初級生產量中,有一部分被植物自己的呼吸所消耗,剩下的部分才以可見有機物質的形式用於植物的生長和生殖,我們稱這部分生產量為凈初級生產量(net primary proction, NPP),而包括呼吸消耗的能量(R)在內的全部生產量稱為總初級生產量(gross primary proction, GPP)。它們三者之間的關系是GPP=NPP+R。GPP和NPP通常用每年每平方米所生產的有機物質乾重(g/m2.a)或固定的能量值(J/m2.a)來表示,此時它們稱為總(凈)初級生產力,生產力是率的概念,而生產量是量的概念。

某一特定時刻生態系統單位面積內所積存的生活有機物質量叫生物量(biomass)。生物量是凈生產量的積累量,某一時刻的生物量就是以往生態系統所累積下來的活有機物質總量。生物量通常用平均每平方米生物體的乾重(g/m2)或能值(J/m2)來表示。生物量和生產量是兩個不同的概念,前者是生態系統結構的概念,而後者則是功能上的概念。如果GP-R>O,生物量增加;GP-R<O,生物量減少;GP=R,則生物量不變,其中的GP代表某一營養級的生產量。某一時期內某一營養級生物量的變化(dB/dt)可用下式推算:dB/dt=GP-R-H-D,式中H代表被下一營養級所取食的生物量,D為死亡所損失的生物量。生物量在生態系統中具明顯的垂直分布現象。

次級生產是除生產者外的其它有機體的生產,即消費者和分解者利用初級生產量進行同化作用,表現為動物和其它異養生物生長、繁殖和營養物質的貯存。動物和其它異養生物靠消耗植物的初級生產量製造的有機物質或固定的能量,稱為次級生產量或第二性生產量(secondary proction),其生產或固定率稱次級(第二性)生產力(secondary proctivity)。動物的次級生產量可由下一公式表示:P=C-FU-R,式中,P為次級生產量,C代表動物從外界攝取的能量,FU代表以糞、尿形式損失的能量,R代表呼吸過程中損失的能量。

5. 生態系統中的分解
生態系統的分解(或稱分解作用)(decomposition)是指死有機物質的逐步降解過程。分解時,無機元素從有機物質中釋放出來,得到礦化,與光合作用時無機元素的固定正好是相反的過程。從能量的角度看,前者是放能,後者是貯能。從物質的角度看,它們均是物質循環的調節器,分解的過程其實十分復雜,它包括物理粉碎、碎化、化學和生物降解、淋失、動物採食、風的轉移及有時的人類干擾等幾乎同步的各種作用。將之簡單化,可看作是碎裂、異化和淋溶三個過程的綜合。由於物理的和生物的作用,把死殘落物分解為顆粒狀的碎屑稱為碎裂;有機物質在酶的作用下分解,從聚合體變成單體,例如由纖維素變成葡萄糖,進而成為礦物成分,稱為異化;淋溶則是可溶性物質被水淋洗出來,是一種純物理過程。分解過程中,這三個過程是交叉進行、相互影響的。

分解過程的速率和特點,決定於資源的質量、分解者種類和理化環境條件三方面。資源質量包括物理性質和化學性質,物理性質包括表面特性和機械結構,化學性質如C:N比、木質素、纖維素含量等,它們在分解過程中均起重要作用。分解者則包括細菌、真菌和土壤動物(水生態系統中為水生小型動物)。理化環境主要指溫度、濕度等。

6. 生態系統中的能量流動
能量是生態系統的基礎,一切生命都存在著能量的流動和轉化。沒有能量的流動,就沒有生命和生態系統。流量流動是生態系統的重要功能之一,能量的流動和轉化是服從於熱力學第一定律和第二定律的,因為熱力學就是研究能量傳遞規律和能量形式轉換規律的科學。

能量流動可在生態系統、食物鏈和種群三個水平上進行分析。生態系統水平上的能流分析,是以同一營養級上各個種群的總量來估計,即把每個種群都歸屬於一個特定的營養級中(依據其主要食性),然後精確地測定每個營養級能量的輸入和輸出值。這種分析多見於水生生態系統,因其邊界明確、封閉性較強、內環境較穩定。食物鏈層次上的能流分析是把每個種群作為能量從生產者到頂極消費者移動過程中的一個環節,當能量沿著一個食物鏈在幾個物種間流動時,測定食物鏈每一個環節上的能量值,就可提供生態系統內一系列特定點上能流的詳細和准確資料。實驗種群層次上的能流分析,則是在實驗室內控制各種無關變數,以研究能流過程中影響能量損失和能量儲存的各種重要環境因子。

在這里我們還介紹一下食物鏈、食物網、營養級、生態金字塔等概念。植物所固定的能量通過一系列的取食和被取食關系在生態系統中的傳遞,這種生物之間的傳遞關系稱為食物鏈(food chains)。一般食物鏈是由4~5環節構成的,如草→昆蟲→鳥→蛇→鷹。但在生態系統中生物之間的取食和被取食的關系錯綜復雜,這種聯系象是一個無形的網把所有生物都包括在內,使它們彼此之間都有著某種直接或間接的關系,這就是食物網(food web)。一般而言,食物網越復雜,生態系統抵抗外力干擾的能力就越強,反之亦然。在任何生態系統中都存在著兩種最主要的食物鏈,即捕食食物鏈(grazing food chain)和碎屑食物鏈(detrital food chain),前者是以活的動植物為起點的食物鏈,後者則以死生物或腐屑為起點。在大多數陸地和淺水生態系統中,腐屑食物鏈是最主要的,如一個楊樹林的植物生物量除6%是被動物取食處,其餘94%都是在枯死凋落後被分解者所分解。一個營養級(trophic levels)是指處於食物鏈某一環節上的所有生物種群的總和,在對生態系統的能流進行分析時,為了方便,常把每一生物種群置於一個確定的營養級上。生產者屬第一營養級,植食動物屬第二營養級,第三營養級包括所有以植食動物為食的肉食動物,一般一個生態系統的營養級數目為3~5個。生態金字塔(ecological pyramids)是指各個營養級之間的數量關系,這種數量關系可採用生物量單位、能量單位和個體數量單位,分別構成生物量金字塔、能量金字塔和數量金字塔。

7. 生態系統中的物質循環

生態系統的物質循環(circulation of materials)又稱為生物地球化學循環(biogeochemical cycle),是指地球上各種化學元素,從周圍的環境到生物體,再從生物體回到周圍環境的周期性循環。能量流動和物質循環是生態系統的兩個基本過程,它們使生態系統各個營養級之間和各種組成成分之間組織為一個完整的功能單位。但是能量流動和物質循環的性質不同,能量流經生態系統最終以熱的形式消散,能量流動是單方向的,因此生態系統必須不斷地從外界獲得能量;而物質的流動是循環式的,各種物質都能以可被植物利用的形式重返環境。同時兩者又是密切相關不可分割的。

生物地球化學循環可以用庫和流通率兩個概念加以描述。庫(pools)是由存在於生態系統某些生物或非生物成分中一定數量的某種化學物質所構成的。這些庫藉助於有關物質在庫與庫之間的轉移而彼此相互聯系,物質在生態系統單位面積(或體積)和單位時間的移動量就稱為流通率(flux rates)。一個庫的流通率(單位/天)和該庫中的營養物質總量之比即周轉率(turnover rates),周轉率的倒數為周轉時間(turnover times)。

生物地球化學循環可分為三大類型,即水循環(water cycles)、氣體型循環(gaseous cycles)和沉積型循環(sedimentary cycles)。水循環的主要路線是從地球表面通過蒸發進入大氣圈,同時又不斷從大氣圈通過降水而回到地球表面,H和O主要通過水循環參與生物地化循環。在氣體型循環中,物質的主要儲存庫是大氣和海洋,其循環與大氣和海洋密切相關,具有明顯的全球性,循環性能最為完善。屬於氣體型循環的物質有O2、CO2、N、Cl、Br、F等。參與沉積型循環的物質,主要是通過岩石風化和沉積物的分解轉變為可被生態系統利用的物質,它們的主要儲存庫是土壤、沉積物和岩石,循環的全球性不如氣體型循環明顯,循環性能一般也很不完善。屬於沉積性循環的物質有P、K、Na、Ca、Ng、Fe、Mn、I、Cu、Si、Zn、Mo等,其中P是較典型的沉積型循環元素。氣體型循環和沉積型循環都受到能流的驅動,並都依賴於水循環。

生物地化循環是一種開放的循環,其時間跨度較大。對生態系統來說,還有一種在系統內部土壤、空氣和生物之間進行的元素的周期性循環,稱生物循環(biocycles)。養分元素的生物循環又稱為養分循環(nutrient cycling),它一般包括以下幾個過程:吸收(absorption),即養分從土壤轉移至植被;存留(retention),指養分在動植物群落中的滯留;歸還(return),即養分從動植物群落回歸至地表的過程,主要以死殘落物、降水淋溶、根系分泌物等形式完成;釋放(release),指養分通過分解過程釋放出來,同時在地表有一積累(accumulation)過程;儲存(reserve),即養分在土壤中的貯存,土壤是養分庫,除N外的養分元素均來自土壤。其中,吸收量=存留量+歸還量。

生物圈的相關知識
生物圈的概念,以下幾點是公認的:①地球上凡是生物分布的區域都屬於生物圈;②生物圈是由生物與非生物環境組成的具有一定結構和功能的統一整體,是高度復雜而有序的系統,而不是鬆散無序的集合;③由於生物種類的遷移性與無機環境的連續性使其結構和功能不斷變化,並且不斷趨於相對穩定的狀態。地球上最大的生態系統是生物圈,陸地上最大的生態系統是森林生態系統,我國最大的生態系統是草原生態系統。

森林生態系統的作用
森林覆蓋率是衡量一個國家和地區生態環境的重要指標。如果一個地區的森林覆蓋率達到30%,並且分布比較均勻,就能夠有效地調節氣候,減少自然災害的發生。森林的具體作用有以下幾個方面:
①調節生物圈中O2和CO2的相對平衡 處於生長季節的每公頃闊葉林一天可吸收1000 kg的CO2,放出730 kg的O2。平均每人擁有10 m2的森林,即可以滿足多氧環境的需要。
②凈化空氣 植物的枝葉能吸附煙塵、粉塵等污染物和SO2等有毒氣體,如夾竹桃、梧桐、柳杉、槐樹能吸收SO2,松樹的針葉分泌物能殺死結核桿菌和白喉桿菌等。
③消除噪音 30 m寬的林帶便可以吸收和降低噪音6~8分貝。
④涵養水源、保持水土、防風固沙。
⑤調節氣候、增加降水、美化環境。
我國古代森林覆蓋率高達60%以上,現在我國的森林覆蓋率僅16.55%,人工造林面積居世界第一。

農業生態系統的原理
首先是生態系統中能量的多級利用和物質循環再生。食物鏈是生態系統能量流動和物質循環的主渠道,它既是一條能量轉換鏈,也是一條物質傳遞鏈,還是一條增值鏈。其次農業生態系統的各種生物之間遵循相互依存、相互制約的原理。在農業生態系統中,人們利用生物種群之間的關系.對生物種群進行人為調節,增加有害生物的天敵種群,可以減輕有害生物的危害。如放養赤眼蜂防治稻縱卷葉螟,防止農葯的污染。
生態農業的設計和布局主要從平面、垂直、時間、食物鏈等方面著手。平面設汁是在一定區域內.確定各種作物的種類和各種農業產業所佔的比例及分布區域,即農業區劃或農業規劃布局。垂直設計是運用生態學的原理.將各種不同的種群組合在合理的復合生產系統,達到最充分、最合理地利用環境資源的目的。垂直結構包括地上和地下兩部分,地上部分包括不同作物在不同層次空間上的莖、葉的合理配置,以便最大限度地利用光、熱、水,氣等自然資源。地下部分是復合作物的根系在不同土層中的分布,以更好地利用土壤中的水分和礦質元素。時間上的設計是根據各種農業資源的時間節律,設計出有效利用農業資源的生產格局。主要包括各種作物種群的嵌合設計,如套種、復種、育苗移栽,改變作物生長期的調控設計。食物鏈的設計是根據生態學的原理和當地的實際情況科學地設計農業生態系統內的食物鏈結構.實現對物質和能量的多級利用,提高整體經濟效益。其重點是在原有的食物鏈中引入或增加新的環節。例如,引進天敵動物以控制有害昆蟲的數量.增加新的生產環節將人們不能直接利用的有機物轉化為可以直接利用的農副業產品等。

生態系統中某種生物減少引起其他物種變動情況。處於食物鏈中第一營養級的生物減少而導致的其他物種變動:在某食物鏈中,若處於第一營養級的生物減少,則該食物鏈中的其它生物都減少。這是因為第一營養級是其它各種生物賴以生存的直接或間接的食物來源,這一營養級生物的減少必會引起連鎖反應,致使以下營養級依次減少。

「天敵」一方減少,對被食者數量變動的影響:若一條食物鏈中處於「天敵」地位的生物數量減少,則被食者數量因此而迅速增加,但這種增加並不是無限的。而是隨著數量的增加,種群密度加大,種內斗爭勢必加劇,再加上沒有了天敵的「壓力」,被捕食者自身素質(如奔跑速度、警惕性、靈敏性等)必會下降,導致流行病蔓延,老弱病殘者增多,最終造成密度減小,直至相對穩定,即天敵減少,造成被食方先增加後減少,最後趨向穩定。
若處於「中間」營養級的生物減少,另一種生物的變化情況應視具體食物鏈確定。研究時,按照從高營養級到低營養級的方向和順序考慮。

生態標准原則
堅持生態標准原則,就是以自然、社會和人的和諧統一為主題,推進生態城市和環保模範城市群建設,發展循環經濟,集中解決水污染、大氣污染、森林覆蓋率低、固體廢棄物污染和局部環境臟亂差問題。對生態功能區和重點生態資源實施強制性保護。搞好中水回用,開發新水源,建設節水型城市。發展清潔能源。大規模植樹造林,提高人均佔有綠地水平。完善環境與發展綜合決策機制,加強環保能力建設。
大量觀測數據和經驗表明,生態系統是生物體與氣候、水、土等諸因素組成的相互制約和促進,相對平衡並有自我修復組織功能的系統。某種人為因素的介入會打破它的平衡,而一旦介入因素削弱或消失,大多數系統仍具有逐漸恢復到接近原生態狀況的自我修復能力。這里要注意的是人力工程僅能作用於局部,自我修復則可以普惠廣袤大地。

㈦ 關於生態系統

再復雜的生態系統也是根據本地的氣候環境長期演化而來
外來物種對於本地生態系統的影響是回不可知的 它自答身的適應性或者食物鏈中有利的位置 如不被捕食 都會給本地生態系統造成不可逆轉的改變 使生態惡化

生態系統是經過長期進化形成的,系統中的物種經過上百年、上千年的競爭、排斥、適應和互利互助,才形成了現在相互依賴又互相制約的密切關系。一個外來物種引入後,有可能因不能適應新環境而被排斥在系統之外,必須要有人的幫助才能勉強生存;也有可能因新的環境中沒有相抗衡或制約它的生物,這個引進種可能成為真正的入侵者,打破平衡,改變或破壞當地的生態環境。

㈧ 生態系統對環境有什麼的作用

生態系統平衡對環境有調節的作用

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