环境科学与工程导论第五章：生态系统与生态环境保护

第五讲生态系统生态系统的特点具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能具有自我调节能力为一种动态系统

生态系统特点

生态系统的基本特点是物质的循环和能量的流动。此外，还有如下特点：生态系统整体性生态系统的开放性生态系统的区域分异性生态系统的动态性生态系统的组成

生产者（绿色植物、消化细菌）生物消费者（动物）分解者（还原者）生态系统非生物环境（水、土、空气、岩石）非生物物质代谢原料（CO2、无机盐等）分类功能分类：生产者、消费者、分解者地理条件分类：水生生态系统：海洋、淡水（湖泊和河流）陆地生态系统：森林、草原、荒漠、高山三、营养级和生态金字塔某个营养级是食物链某个环节上一切生物的总和，是处在某一营养层次上一类生物和另一营养层次上另一类生物的关系。四、生态系统的功能生态系统运行 生态系统的运行是由组成生态系统的生物群落或生物群落通过它们之间复杂的关系维系的，最重要的运行过程如下：物质循环能量流动信息传递调节反馈上述过程也称作生态功能。（一）能量流动1、太阳能量能量输入的来源————太阳能量太阳能量以电磁波形式输入到地球－紫外线、可见光、近红线。有47%到达地表，一部分返回大气层，进入地表生物圈中的能量作为生态系统中的基本能量。分布是不均一的：赤道多、北极少2、生态系统中能量的流动途径：光合作用和有机成分的输入呼吸的热消耗和有机物的输出规律：符合热力学第一定律：能量守恒定律符合热力学第二定律：在自然条件下热量只能从高温物体向低温物体转移。即：在生态系统中转化、作功、消耗的动态规律

能量在生态系统中流动的特点生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有1.2%；能量朝单一方向流动；在流动中不断减少，而通过每一营养级以热的形式散失；各消费者之间的利用率为10%；能量的产生和消耗达到平衡，生态系统的结构和功能才能平衡。（二）物质循环生态系统的物质循环主要指C、N、P、S的物质循环气体循环在生态系统中的气体循环主要是氮和碳的循环，从氮的循环来看，其中一部分为矿质养分的循环。碳的循环则是在光合作用过程中，绿色植物直接从大气中吸收二氧化碳，结合成碳水化合物分子，然后经过消费者和分解者，在呼吸和残体腐烂分解时再进入大气。水循环在生态系统中，一切生命有机体大部分是由水组成，水又是生态系统中能量流支与物质循环的介质，对调节气候和净化环境也起到重要的作用。水分通过水面、陆面的蒸发和植物叶面的蒸腾进入大气中，大气中的水分遇冷凝结成雨、雪等降落到地面，其中一部分流经河川重返大海，一部分渗入地下或被植物所吸收，这就是自然界的水循环。（三）信息传递物理信息化学信息营养信息行为信息

（四）生态系统的环境功能

生态系统是支持人类生存和发展的物质基础，生态系统作为人类的环境而对人类的服务价值称作生态系统的环境功能。直接的生产价值间接的环境服务价值生态系统潜在的选择价值生态系统的环境服务功能是环境科学特别关注的研究领域，也是评价生态优劣的重要指标。第二节生态平衡及其破坏生态平衡：在一定时期内，系统内生产者、消费者和分解者保持着一种动态平衡，系统内的能量流动和物质循环在较长时期内保持稳定，该状态称为生态平衡。破坏生态平衡的原因自然：火山爆发、海啸、洪水、干旱、地震、台风人为：物种改变、污染、信息系统破坏等生态学的一般规律相互依存与相互制约规律物质循环转化与再生规律物质输入输出的动态平衡规律相互适应与补偿的协同进化规律环境资源的有效极限规律第三节城市生态系统一、特点◆人工生态系统◆以人为主体的生态系统◆不完全的生态系统◆高度开放的生态系统◆复杂的多层次生态系统二、结构与功能结构居民生物系统家养生物生态系统野生生物人工物质非生物系统环境资源能源系统功能能流：原生能源（矿物能