第二章生態系統退化與恢復1重點與難點重點：生態系統的基本概念和特點；退化生態系統的概念與特征；生態系統退化對可持續發展的影響。

難點：生態系統中的能量流動與物質循環；退化生態系統的恢復。2第一節生態系統概述一、生態系統的概念和特點生態系統的概念生態系統的特點31、生態系統的概念生態系統指在一定的空間內，生物成分和非生物成分，通過物質循環和能量流動的相互作用和相互依存所形成的一個生態學功能單位，稱為生態系統。生物成分環境物質循環能量流動42、生態系統的特點:具有能量流動、物質循環和信息傳遞三大功能；具有自我調節能力；生態系統是一個動態系統。5二、生態系統的組成氣候因子無機物質有機物質土壤②生產者(producer)③消費者(consumer)④分解者(還原者)(decomposer)四大基本成分②生產者：自養生物，主要是各種綠色植物，也包括藍綠藻和一些能進行光合作用的細菌。③消費者：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、寄生動物、腐生生物和雜食動物。④分解者：異養生物，以動物殘體為生的異養微生物，包括細菌、真菌、放線菌和一些原生動物等。①非生物成分生物成分(生物群落)三大功能群67屎殼郎出國記8澳大利亞進口屎克螂因牛糞覆蓋每年損毀牧場3600萬畝。60年代，澳大利亞引入了羚羊糞蜣(Onthophagus

gazella)和神農蜣螂(Catharsius

molossus)等，對分解牛糞發揮了明顯的作用。可要好好聽講啊！！9

三、生態系統的營養結構（一）食物鏈與食物網1、食物鏈（foodchain）：各種生物之間存在著取食和被取食的關系，這就是食物鏈。捕食食物鏈碎食食物鏈10食物鏈的類型：根據食物鏈的起點不同，可將其分成兩大類:捕食食物鏈（grazingfoodchain）：以活的動植物為起點的食物鏈，如綠色植物，草食動物、各級食肉動物。碎屑食物鏈（detritalfoodchain）：從死亡的有機體或腐屑開始。11一個食物鏈的例子“螳螂捕蟬，黃雀在后”螳螂捕蟬，黃雀在后！哈！哈！植物汁液蟬(初級消費者)螳螂(二級消費者)黃雀(三級消費者)鷹(四級消費者)(頂極食肉動物)122、食物網(foodweb)：生態系統中的食物鏈經常互相交叉，形成復雜的網絡結構，把許多生物包括在內，這種復雜的捕食關系就是食物網。13草原生態系統食物網14陸地生態系統食物網1516（二）營養級和生態金字塔1、營養級（trophiclevel）：是指處于食物鏈上的某一環節上一切生物種的總和。17三、營養級和生態金字塔生態金字塔：把生態系統中各個營養級有機體的個體數量、生物量、能量，按營養級順序排列并繪制成圖，其形似金字塔，故稱生態金字塔。生物量金字塔數量金字塔能量金字塔n次次級消費者（食肉動物）初級消費者（食草動物）基礎——生產者（綠色植物）1101001000

能量傳遞的1/10律：下面營養級所儲存的能量只有大約10%能夠被其上一營養級所利用，其余大部分能量以熱量的形式釋放到大氣中去。18練習：1、在草→兔→狐→狼這條食物鏈中，屬于第一營養級和次級消費者的生物分別是（

）。A狼和兔

B免和狼

C草和狐

D草和兔C2、從生態系統的組成成分看綠色植物和蚯蚓分別屬于（）。A生產者和消費者B生產者和分解者C分解者和消費者D消費者和分解者B193、根據右圖所示的食物網回答問題：（1）該生態系統中有____條食物鏈。（2）圖中的次級消費者是__________。（3）圖中占有兩個不同營養級的生物是______。4狐、蛇、鷹鷹20四、生態系統的功能1、能量流動：單向，逐級遞減生態系統的能量流動過程生產者(植物)初級消費者(植食動物)次級消費者(肉食動物)…三級消費者(肉食動物)21四、生態系統的功能1、能量流動：單向，逐級遞減單向從能量形式的轉換方向上看，太陽能→化學能→熱能從能量載體的接續方向上看，太陽→自養生物→異養生物→環境從總的能流途徑而言，能量只是一次性流經生態系統，是不可逆的。逐級遞減指輸入到一個營養級的能量不可能百分之百地流入后一個營養級，能量在沿食物鏈流動的過程中是逐級減少的。

22請大家思考并討論:

假設你像魯濱遜那樣流落在不毛的荒島上，只有15Kg玉米和一只母雞可以食用，那么使自己活的最長的辦法是:1.先吃雞，然后吃玉米

2.先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產的蛋，最后再吃雞√23植物->牛->人植物->人人們應采用以谷物和植物蛋白為主的食物結構如何調整飲食結構？24研究能量流動的實踐意義2、幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。

如:草場放牧1、幫助人們科學規劃、設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。

如:生態農業25桑基魚塘系統物質循環和能量流動示意圖26能量流動廚房27四、生態系統的功能2、物質循環：生物←→環境，雙向生態系統的物質循環是雙向的，一方面，物質通過食物鏈各個營養級傳遞和轉化，另一方面，生態系統中各種有機物質經過分解者歸還環境后，可被生物再次利用，同一種物質可以被食物鏈的各個營養級多次利用。28四、生態系統的功能2、物質循環：生物←→環境，雙向生物地球化學循環的三大類型：水循環：主要存儲庫是水圈。

氣體型循環：主要存儲庫是大氣圈，其次為海洋。屬于氣體型循環的物質主要O、CO2、N、Cl、Br和F等。

沉積型循環：主要存儲庫是巖石圈和土壤圈。主要物質有P、S、Ca、Na、Mg、Fe等。29碳循環(carboncycle)化泥碳煤大氣中CO2CO2碳化作用石油水生植物光合作用腐爛燃料呼吸作用光合作用腐爛擴散①②③30四、生態系統的功能

一只蜜蜂在找到蜜源之后，如何告訴巢中其他同伴蜜源的位置？3、信息傳遞31問題探討3233課內思考:1.流經生態系統的總能量是()A.照射到該生態系統內所有植物體葉面上的太陽能B.射進該系統的全部太陽能C.該系統全部生產者所固定的太陽能的總量D.生產者傳遞給消費者的全部能量2.生態系統的能量金字塔中，構成塔基的一般是()A．初級消費者B．生產者C．次級消費者D．分解者CB34課內思考:3.初級消費者體內能量的去路不包括()A．用于自身的生長、發育和繁殖B．被第一營養級的其他生物所獲得C．以熱能的形式散失D．被分解者分解釋放到環境中去4.根據生態學原理，要使能量流經食物鏈總消耗最少，人們應采用哪種食物結構（）A．以禽類、蛋類為主B．以淡水養殖的魚、蝦為主C．以谷物和植物蛋白為主D．以豬肉等家畜肉類為主BC35課內思考:5.金龜子遇敵害后裝死，從植株上滾落地下，屬于（）信息。A．物理信息B．化學信息C．行為信息D．其他信息6.牧草生長旺盛時，兔的繁殖也會加快，數量增加。牧草與兔之間傳遞的是（）

A．物理信息B．化學信息C．行為信息D．營養信息DC36五、生態平衡（ecologicalbalance）37五、生態平衡自然狀態下，生態系統的演替總是自動地向著物種多樣化、結構復雜化、功能完善化的方向發展。如果沒有外來因素的干擾，生態系統最終必將達到成熟穩定階段。此時生物種類最多，種群比例最適宜，總生物量最大，系統內穩定性最強。生態平衡是靠一系列反饋機制維持的。38反饋機制(feedback)

當生態系統中某一成分發生變化的時候，它必然會引起其他成分出現一系列的響應變化，這些變化最終又反過來影響最初發生變化的那種成分，這個過程就叫反饋。負反饋（negativefeedback）：是生態系統在受到一定干擾后恢復和保持其穩定平衡狀態。正反饋(positivefeedback)：生態系統受到內部或外界某因素的干擾引起了一些變化。這些變化反過來又加強了某些因素的干擾和所引起的那些變化，使生態系統遠離平衡狀態。39

生態系統中的反饋（據周立志）狼↑狼↓兔↓兔↑植物↓植物↑狼餓死狼吃飽吃了較多兔子吃了較少兔子兔吃飽兔餓死吃了較少的草吃了大量的草污染↑

↑

魚死亡↑污染↑

魚死亡↑

↑↑魚死亡↑↑污染↑

↑

↑

正反饋負反饋40破壞生態平衡的因素：

自然因素：指自然界發生的異常變化，或者自然界本來就存在的對人類和生物有害的因素，如火山爆發、海嘯、水旱災害、地震、臺風、泥石流等自然災害；人為因素：是指人類對自然的不合理利用、工農業發展帶來的環境污染等。41第二節生態系統退化與恢復一、生態退化二、生態恢復42現今，各類生態系統廣泛存在著退化現象。干擾作用是引起退化的最主要原因。人類對自然生態系統的過度及不合理的利用，造成一系列生態惡化現象，愈演愈烈。自然生態系統一旦遭到破壞，其能量、物質交換、信息流均發生改變，其恢復非常艱難。生態退化研究的意義恢復時間長恢復投入大43一、生態退化1、生態退化的內涵正常的生態系統由于具有抵抗力和恢復力，因此，系統結構和功能總是在一定范圍內波動，不會因外部干擾而發生大的變化，在生物群落和自然環境之間取得一種平衡。在干擾的作用下，生態系統的結構和功能發生了位移，原有的平衡狀態被破壞，系統內部的生物種類及數量將發生明顯下降，使得生態系統的演替處于退化狀態，即出現了生態系統的退化過程，簡稱生態退化。442、生態退化的原因自然因素區域地質地貌，氣候和水文等的異常變化人為因素人口增長，農業活動，工業與城市化活動，政治與戰爭，文化與旅游等453、生態退化的類型土壤侵蝕土地沙漠化耕地鹽漬化森林生態系統退化……46（1）概念退化生態系統是指在一定的時空背景下，由于自然和人為因素的干擾，生態系統出現偏途演替，導致生態要素和生態系統整體發生不利于生物和人類生存的量變和質變，生態系統的結構和功能發生與其原來的平衡狀態或演替方向相悖的位移。4、退化生態系統的概念和特征47（2）特征生態系統的基本結構和固有功能的破壞和喪失生物多樣性下降穩定性和抗逆能力減弱系統生產力下降植被結構和種類的變化是退化生態系統最初的表現，也是最顯著和最重要的變化4、退化生態系統的概念和特征48二、生態恢復生態恢復（ecologicalrestoration）是使受損的生態系統恢復到受干擾前的狀態過程，它研究生態系統自身的性質、受損機理及修復過程。49二、生態恢復（一）生態恢復的目標與原則1、生態恢復的目標實現基底穩定恢復植被和土壤提高生物多樣性增強生態系統功能構建合理景觀2、生態恢復的原則50三、生態恢復（二）生態恢復的程序與技術體系1、生態恢復的程序確定系統邊界生態系統狀況調查生態系統退化診斷確定目標、原則、方案實施生態恢復生態恢復示范和推廣預測、監測與評價2、生態恢復的技術體系（表11-1）51第三節自然生態系統的退化與恢復一、海岸帶生態系統的退化與恢復二、農業生態系統的退化與恢復三、草地生態系統的退化與恢復四、森林生態系統的退化與恢復52一、海岸帶生態系統的退化與恢復海岸帶生態系統：是指海岸線向海陸兩側擴展一定距離的海岸帶區域和附近的海域。53一、海岸帶生態系統的退化海岸帶生態系統面臨的壓力：1．人口增長與城市化2．海平面上升與海岸侵蝕3．淡水資源緊缺與水環境惡化4．漁業資源退化54以紅樹林為例：紅樹林：——是分布在濱海地區，受周期性海水浸淹（潮漲時淹沒于水中，退潮時露出水外）的一種淤泥海灘上耐鹽的喬灌植物群落。桐花樹5556紅樹林由原先的混交林向樹種單一的純林退化；80%紅樹林為次生林，原生性的紅樹林不到10%；面積銳減；中國紅樹林概況5758紅樹林面臨的威脅

5960616263紅樹林生態系統的保護與恢復646566二、農業生態系統的退化農業生態系統是基于人類滿足自身生存需要，通過積極干預自然所形成的具有自然、社會雙重屬性，生態、經濟、社會多種功能的半自然復合生態系統。67二、農業生態系統的退化1、農田面積減少2、土壤退化3、種植物種單一化4、外來物種入侵68三、農業生態系統的退化697071727374退化農業生態系統的恢復：程序：研究當地土地歷史，鄉土作物，人類活動，土壤特征，農用動物、植物及微生物關系，分析退化原因針對退化原因進行樣方實驗進行土壤改良和作物品種改良控制污染并合理用水恢復后評估及改進75退化農業生態系統的恢復：恢復措施：模仿自然生態系統，降低化肥輸入，混種，間種，增加固氮作物品種，深耕，施用農家肥，種植綠肥，改良土壤質地，輪作與休耕，利用生物防治病蟲害，建立農田防護林體系，利用廊道、梯田等控制水土流失，秸稈還田等。76三、草地生態系統的退化草地生態系統是以多年生草本植物為主要生產者的陸地生態系統。77草地生態系統退化的原因A．過渡開墾B．過渡放牧C．濫伐樹木和濫挖藥材E．開礦和旅游等D．鼠害和蟲害(主要是蝗蟲)嚴重被蝗蟲糟蹋的作物78草地生態系統退化的表現植被結構改變能量不平衡自我調節功能減弱79自學：退化草地生態系統的恢復80四、森林生態系統的退化森林面積減少森林結構簡單81退化森林生態系統的恢復1、恢復原則地域性原則恢復實踐82退化森林生態系統的恢復2、恢復方法天然林的保護生物多樣性生產力防護功能健康和生命力主要指標體系次生林的恢復方法封山育林林分改造透光撫育森林管理83第三節城市生態系統一、城市生態系統的概念城市生態系統是城市居民與其周圍環境相互作用形成的網絡結構，是人類在改造和適應自然環境的基礎上，建立的特殊人工生態系統。84二、城市生態系統的組成與結構1、組成852、結構空間結構社會結構經濟結