《环境保护概论》课件-项目二 生态系统

任务2.1生态系统的概念及组成项目二生态系统Contents目录01生态系统的概念02生态系统的组成03生态系统中的结构01生态系统的概念1.物种指具有一定形态特征和生理特征完全相似的生物个体的总和，地球是个生机勃勃的世界，到处都有生物的存在。若两个生物之间不存在生殖隔离，则可大致认为是同一物种。指在一定时期内，占有一定的空间的同种生物个体所组成的群体。种群的基本构成成分是具有潜在互配能力的个体。种群是物种在自然界中存在的基本单位。一个物种可以包括许多种群，不同种群之间存在明显的地理隔离。2.种群指在一定时间内，居住在一定区域或生境内的各种生物种群，相互联系、相互影响的，有规律的结构单元。群落是占有一定空间的多种生物种群的有规律的集合体，这个集合体包括植物、动物和微生物等各个分类单元的种群，它们相互依赖，共同生活在一起。3.群落群落有大有小大群落如南美亚马逊河谷的热带雨林。

小群落如森林中的一根倒木、树洞中的一点积水。4.生态系统

指在一定空间内生物与非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用，互相制约，而构成的一个生态学功能单位，也可以简单概括为生物群落与其生存环境组成的综合体。

生态系统是客观存在的实体，有时间、空间方面的特征，由生物成分和非生物成分组成，以生物为主体，系统各成员间有机地组织在一起，具有统一的整体功能。生态系统的大小不等，一个复杂的大生态系统中有包含无数个小的生态系统。如果把地球上所有生存的生物和周围环境条件看作一个整体，那么这个整体就称为生物圈。生物圈是地球上最大的生态系统，其余的生态系统都是构成生物圈的基本功能单元。①具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能。生态系统内能量的流动是单向的、不可逆的。物质的流动是循环式的。系统内的信息传递有物理信息，化学信息、行为信息等多种形式。②具有自我调节能力。

受到外力胁迫或破坏，在一定限度内可以自行调节和恢复，系统内物种数目越多、结构越复杂，自我调节的能力越强。③生态系统是一种动态系统。

任何生态系统都有其发生和发展的过程，经历着由简单到复杂，由幼年到成熟的过程。02生态系统的组成生态系统组成包括系统内部所有含有若干相互联系的各种要素，地球上虽然生态系统的种类很多，但无论是陆地还是水域，大还是小，生态系统都是有两大部分、四个基本成分组成。两大部分：生物群体和非生物环境，或称为生命系统和环境系统。四个基本成分：非生物环境，生产者，消费者和分解者。非生物环境部分非生物环境部分是生态系统中，生物赖以生存的物质、能量及其生活场所，包括驱动整个生态系统运转的太阳能，热量等能源，生物生命活动的基质和媒介及生物新陈代谢的材料三方面。生产者主要是滋养型的绿色植物和一些光合细菌。他们在生态系统中的作用是进行初级生产及光合作用利用太阳能把二氧化碳和水合成有机物，同时也把太阳能转化为化学能生产者生产的有机物及储存的化学能。生产者一方面供给生产者自身生长发育的需要，另一方面也用来维持其他生物全部生命活动的需要，是其他生物类群物质和能源的供应者。生产者决定着生态系统中生产力的高低，所以生产者在生态系统中居于最重要的基础地位。

属于异养生物，主要指动物。以生产者生产的有机物为营养来维持自己的生命活动。消费者消费者在生态系统中的作用之一，是实现物质与能量的传递。草狼野兔消费者的另一个作用就是进行再生产或称次级生产。食草动物动物性蛋白植物性蛋白次级生产者又称还原者，属异养生物，主要指，细菌和真菌等微生物在土壤生态系统中。原生动物和一些小型无脊椎动物也对有机物的分解有着重要影响，分解者的作用就在于把生产者和消费者的残体转化为简单的物质再供给生产者。分解者分解者对生态系统中的物质循环和能量流动具有着非常重要的作用。分解者大约90%的陆地初级生产者，都需要经过分解者的分解归还土壤，再输送给绿色植物进行光合作用。

生态系统中各组成成分相互联系，形成生态系统的结构，包括物种的种类、数目、营养关系和空间关系等。生态系统中，无论生物成分和非生物成分如何复杂，其所处的位置和作用如何不同，但他们却彼此紧密相连，构成一个统一的整体。03生态系统的结构生态系统的基本结构，可分为物种结构，时空结构和营养结构。物种结构：指生态系统中物种的组成，是描述生态系统结构和群落结构的方法之一，物种多样性和生态系统的稳定性有关，生态系统组成成分之间存在一定数量关系。这种关系是各成分之间相互作用的结果。例如自然生态系统中乔木、灌木和草本植物都有不同的数量和比例关系。森林生态系统中如果乔木数量多，森林中乔木树冠遮蔽地面的程度大，那么灌木和草本植物种类数量所占比例就会变小。生态系统的基本结构，可分为物种结构，时空结构和营养结构。空间结构：生态系统各组成成分的空间分布或配置，由于生态系统中的生物成分与其环境条件有密切的关系，且同类生物具有相同或相近的生态要求，从而形成生物群体，在空间上有明显的垂直层次和水平分异现象。

如森林中不同生物在空间分布上具有明显的成层现象，自上而下有乔木层、灌木层、草本植物层和苔藓地衣层。

生态系统的结构随时间变化而变化同一生态系统在不同时期或不同季节，生物群落的形态和结构也不同，如长白山森林生态系统，冬季满山白雪覆盖，到处一片林海雪原，春季冰雪融化，绿草如茵。生态系统各组成成分之间建立起来的营养关系就是生态系统的营养结构。生产者可向消费者和分解者分别提供营养。消费者也可向分解者提供营养。分解者又可把营养物质输送给环境，由环境再供给生产者。

这既是物质在生态系统中的循环过程，也是生态系统营养结构的表现形式。不同生态系统的成分不同，其营养结构的具体表现形式也有所不同。任务2.2生态平衡项目二生态系统Contents目录01生态平衡的概念02生态平衡的基本特征01生态平衡的概念生态平衡是指在一定时间和相对稳定条件下，生态系统内各部分的结构和功能均处于相互适应与协调的状态。任何一个生态系统都和自然界中一切生命现象一样，有其发生、发展和演化的过程。他们相互依存，相互制约。这种复杂的生态关系，维持生物有机体与环境之间以及各生物种群之间的某种协调。并由生态系统内的调节机制使能量流动、物质循环和信息传递达到保持一种相对的稳定性，这种稳定性表示系统达到了平衡状态。生物有机体与其所存在的环境之间存在着复杂的生态关系。

生态系统处于平衡状态，并不意味着系统的各组成部分一成不变，是一个动态平衡。总会因系统中某一部分新发生改变引起不平衡，然后依靠生态系统的自我调节能力使其又进入新的平衡状态。

正是这种从平衡到不平衡又建立新的平衡的反复过程，推动了生态系统整体和各组成部分的发展与进化。但当环境条件的变化超过了系统调节能力，平衡就会打破，生态系统的结构和组成就会发生改变。

任何生态系统中的生物、有机体与环境之间，经过互相渗透、互相影响、互相制约，形成一个复杂的统一整体，自然环境的巨变会引起生态平衡的破坏，这就是通常所说的生态危机。

在地质历史时期，生态危机通过对生物的自然选择，导致某种生物的衰变或灭绝，促使新物种的形成，为构成新的生态系统创造条件，人类所处的生物圈是一个大的生态系统，经过数百年的发展演化，人类已经与这一个系统的生物和非生物达成相互协调。

现有的生物圈系统的温度湿度条件以及生物种类和结构，对人类的生存和发展非常重要，如果现有平衡被打破，环境条件及生物群落结构发生变化，其后果对人类来讲是难以想象的，所以必须保持和维护生物圈系统的平衡。

2021年4月22日，习近平主席在领导人气候峰会重要讲话中，首次提出构建人与自然生命共同体，并提出构建人与自然生命共同体所要坚持的六条原则：坚持人与自然和谐共生、坚持绿色发展、坚持系统治理、坚持以人为本、坚持多边主义、坚持共同但有区别的责任原则。因为人与自然本身就是和谐共生的统一体。

“大自然是包括人在内一切生物的摇篮，是人类赖以生存发展的基本条件。”——习近平

坚持以人为本的价值追求，一方面要看到生态环境破坏对人的生存和发展所具有的危害性，另一方面还要看到保护生态环境对于人的生存和发展所具有的重要性。

“山水林田湖草沙是不可分割的生态系统。”与要素论“头痛医头、脚痛医脚”的治理方法不同，系统治理要求按照生态系统的内在规律，统筹考虑自然生态各要素，进而达到增强生态系统循环能力、维护生态平衡的目的。02生态平衡的基本特征1.生态系统的组成与结构稳定

生物群落在环境因素的长期作用和选择下，使其形成一定规律的空间分布，生物的种类成分和数量保持相对协调，并被控制与环境条件所允许的范围内。此时生态系统中各种生物之间各种群落之间保持相对稳定，食物链各营养级组成相对稳定。2.物质和能量的输入与输出基本相等，流动与循环稳定。

对于一个生态系统如物质和能量的输入大于输出，则系统有能量的积累，生物量增加，反之生物量减少，对于成熟的生态系统而言，总生产量和群落的呼吸量的比值接近于1或者说固定的能量与消耗的能量趋向平衡，且能量在系统各部分的分配与流动保持平衡。3.信息传递畅通。生态系统的环境与生物之间、生物与生物之间存在着丰富的信息联系。这些信息对调节生态系统各种生物处分的功能有着重要作用。随着系统的发展与成熟，物理信息，化学信息，营养信息以及行为信息等的传递流畅，从而使有机体与环境处于相互适应与协调的动态平衡之中。4.良好的自调能力。

一个成熟稳定的生态系统能够不断进行自我调控，当系统受外界因素影响，而导致其结构与功能产生变化时，系统能及时对这种影响作出反应，对其内部进行调控，使其恢复到原有的平衡状态，生态系统的这种调节能力有赖于组成成分和结构的多样性，能量流动和物质循环的复杂性，生态系统的成分结构越多，能量流动和物质循环的途径越复杂一般越易保持其稳定，相反成分越单纯，结构越简单的生态系统，其内部调节能力一般就越小。

如干旱荒漠地区的土壤生态系统结构很简单，如果荒漠植被一旦遭到破坏土壤会发生沙漠化，整个生态系统就会崩溃。项目2.3生态平衡的失调项目二生态系统Contents目录01生态平衡失调的标志02引起生态平衡失调的因素03维持生态平衡的途径01生态平衡失衡的标志生态平衡失调就是当外界施加的压力超过了生态系统自身的调节能力，将造成其结构破坏功能受阻，生态系统趋向衰落甚至崩溃。1.结构上的标志。生态平衡失调的主要标志有两个方面。生态平衡的失调首先表现在结构上，包括一级结构缺损和二级结构变化。生态系统一级结构生产者消费者分解者非生物生态系统二级结构指上述各成分自身的组成情况当外部压力持续作用于生态系统，首先造成二级结构的改变。

如水体污染会导致水生生物种群发生改变。适宜在清水中生长的藻类，会逐渐转变成耐污品种，也就是生产者成分发生了改变。

又如大面积毁林开荒使原来的生产者从系统中消失，各级消费者因得不到食物而迁徙或死亡，分解者随土壤水土流失而被冲走，最后导致岩石或母质裸露或沙化、森林生态系统崩溃。生态系统中的生物种类和数量及食物链、食物网结构的明显变化往往是生态平衡失调的标志。2.功能上的标志。生态平衡失调的主要标志有两个方面。生态平衡失调表现在生态系统功能上，主要为能量流动受阻和物质循环中断。能量流动受阻

指能量流动在某一营养级上受到阻碍，如森林生态系统的森林遭到破坏。那生产者对太阳能的利用会大大减少能量流动，在第一营养级上受到阻碍，初级生产量减少，继而影响消费者的能量来源。物质循环中断指由于环境因素的变化，导致生态系统物质的输入与输出失衡，物质循环不能正常进行。如由于人类对土地资源的不合理利用，引起植被破坏，造成水土流失，矿质养分不断减少，使自然条件下的养分循环不能正常进行。原有植被再也难以恢复。02引起生态平衡失衡的因素引起生态环境平衡失调的因素主要为两个方面。自然因素人为因素

生态系统遭受破坏的自然因素主要包括地壳运动，海陆迁移，火山爆发，泥石流，冰川活动，水旱灾害，海啸，暴风侵袭和沙漠迁移等都会使生态系统在短时间内遭到破坏甚至毁灭。但是这类由于自然因素造成的生态系统失衡往往是区域性的或局部性的。自然因素

目前要进行预测预报，控制和防止仍有相当大的困难，但随着科学技术的发展，可逐步做到这一点，在这些因素中，有些与人类活动有一定联系，如沙漠扩大，泥石流等。比如人类大规模的毁坏森林草原和其他植被，导致森林草原退化土壤沙化等引起的生态平衡失调，人类围湖造田、温室气体排放等通过人为的改变环境条件，从而引起生态破坏。人类根据自身喜好，在生态系统中引进或消灭某些生物种群，造成生态系统中物种改变，引起的生态平衡失调等等。人为因素不合理的开发和利用自然资源。在人为排放进入环境的污染物质中，相当一部分是生物毒性物质，阻碍生物的生长发育，甚至造成死亡，从而对生态系统产生很大的破坏。或者人为排入环境的化学物质，可能造成信息系统的紊乱和破坏，就有可能使生态系统遭到破坏。人为因素环境污染物对生态系统的影响。

比如某些雌性昆虫在繁殖时，将一种体外激素排放于大气中，如果人们向大气中排放污染物与这种激素发生化学反应，那么就会失去引诱雄性的作用，昆虫的繁殖就会受到影响，种群数量会下降甚至消失。03维持生态平衡的途径1.保持生态系统能量和物质的收支平衡。

比如对林木的采伐采伐量要小于净生产量，以保持生物的基本数量及适宜的种群结构，否则森林面积日益缩小，并逆向演替为灌丛和草地会使气候土壤也发生一定的变化。2.重视生物与生物之间的食物链网关系。

比如土壤生态系统中有害鼠，一般情况下，捕食害鼠的鸟类和动物存在不会导致过多造成灾害。如果人们过度捕杀有益鸟兽使害鼠的天敌大量减少，他们会趁机大量繁殖，从而使生态系统遭到严重破坏。3.根据不同生物的生态特征合理调整和干预生态系统的种群结构。

澳大利亚在草原生态系统中引入能消化家畜粪便的蜣螂就是一个成功的例子。从系统外引入一种大力的蜣螂他能在短时间内将牛粪滚成粪球，并埋入地下，供其幼虫使用，这样牛粪上的蝇卵不能孵化为幼虫间接的消灭了牛蝇，粪球也改散了土壤养分。4.发挥大型工程在改造自然和维护生态平衡方面的作用。为了防止自然灾害对人类和生态系统的危害，人类需要有意识的改造自然界，控制自然灾害的发生。例如我国的长江三峡水库的建设，但在进行这些大型生态工程建设时，必须充分研究论证，谨慎实施，以免对区域甚至全球生态环境产生不利影响。5.创造生产力更高的生态系统。

随着人类社会经济和科技的发展，在深入认识和掌握生态平衡规律的基础上，人类必须改变生态系统的面貌，创造出生物生产力高又能持续发展的人工生态系统。任务2.4生物安全项目二生态系统Contents目录01生物安全的概念02生物安全威胁的表现03生物安全法01生物安全的概念这是生物危险的标志，出现这个标志的主要场所集中在生物科技公司，生物医学研究所，遗传变异中心等地区和场所。出现这个标志警示着该地区或场所有生物安全问题。

生物安全是国家安全的组成部分，它是指生物有关的各类因素，对国家社会，经济，人民健康即生态环境所产生的危害或潜在风险，在生物安全概念中，与生物有关的因素是生物安全问题的主体。自然界天然的生物因子转基因生物生物技术一、自然界天然的生物因子

他主要包括动物，植物，微生物，由微生物特别是致病微生物所导致的安全问题，是人类所面临的最重要的生物安全问题，如这一次的新冠疫情。二、转基因生物在动植物育种的时候，将外源目的基因转入生物体内，使其得到表达。

这种移植了外源基因的生物称为转基因生物，主要包括转基因动物，植物和微生物随着生物技术的广泛应用，转基因生物安全问题正日益受到国际社会的广泛关注。三、生物技术

指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的技术方式，生物技术利用对微生物、动植物等多个领域的深入研究，利用新兴技术对物质原料进行加工，从而为社会服务提供产品。三、生物技术

但生物技术在被人类利用的同时，也可能带来意想不到的安全问题，特别是生物技术的滥用对人类健康生态环境即社会经济有可能造成严重危害，这已经成为一个国际社会的重大安全问题。02生物安全问题的表现1.表现在传染病上。1.表现在传染病上。

今年年初，习总书记在中央全面深化改革委员会第12次会议上强调，要从保护人民健康保障国家安全，维护国家长治久安的高度，把生物安全纳入国家安全体系，将新时代国家安全体系总体，国家安全观扩充为16种安全。为维护国家生物安全明确了路径。2.表现在生物技术的非和平应用上。基因武器军事领域的基因工程是一种种族灭绝的武器。对某一种族或国家的安全造成潜在的和巨大的威胁。为了保护全人类的最大利益，维护和促进世界和平与发展，联合国批准了全面禁止基因武器研制的伦理公约和协议。3.表现在生物技术的负