生態學基礎

生態學基礎11生物與環境2種群生態3生物群落4生態系統5生物多樣性、人口、資源與可持續發展1生物與環境2地球上一切生命形式，包括植物、動物、微生物等，都有各不相同的生存環境。環境是指某一特定生物或生物群體周圍一切的總和，它包括在一定空間內直接或間接影響該生物或生物群體生存的各種因素。研究生物與其生存環境之間相互關系和作用規律的科學稱為生態學。環境的特征及其變化決定了生物的分布和多樣性，生物的活動又對環境產生影響。生物與環境的關系及相互作用包括了從個體到群體，從局部到全局，從微觀到宏觀不同的層次。地球上一切生命形式，包括植物、動物、微生物等，都有各不相同的3大環境（大氣候）——宇宙環境、地球環境、區域環境

小環境（小氣候）——微環境、內環境大氣候：大環境中的氣候，指離地面1.5m以上的氣候，由大范圍因素決定，如大氣環流、地理緯度、距海洋距離、大面積地形等。小氣候：對生物有直接影響的鄰接環境，接近地面大氣層中1.5m以內的氣候，即小范圍的特定棲息地。宇宙環境：大氣層以外的空間。地球環境：大氣圈中的對流層、水圈、土壤圈、巖石圈和生物圈。區域環境：占有某一特定地域空間的自然環境。微環境：指區域環境中，由于某一個（或幾個）圈層的細微變化而產生的環境差異所形成的小環境。內環境：生物體內組織或細胞間的環境。環境大環境（大氣候）——宇宙環境、地球環境、區域4生態學基礎知識ppt課件5一種北極植株各部分溫度差異一種北極植株各部分溫度差異6環境與生境（environment）生境（habitat）——具體的生物個體和群體生活地段上的生態環境，即生物生活的具體場所。環境與生境（environment）生境（habitat）—7環境的范圍與生態學的層次生態系統是指在一定空間中各類生物以及與其相關聯的環境因子的集合。是生命的家園。在不同的生態系統中，各種生命通過一張極其復雜的食物網來獲取和傳遞太陽的能量，同時完成物質的循環。全球生態系統的總和稱為生物圈。1生物與環境環境的范圍與生態學的層次生態系統是指在一定空間中各類生物以及8生態學的層次從個體、種群、群落、生態系統到整個生物圈逐級放大，其涉及到的環境范圍也越來越廣。環境的范圍與生態學的層次生態學的層次從個體、種群、群落、生態系統到整個生物圈逐級放大9在一定環境中的一群同種生物個體稱為種群。

在一個特定的環境區域內生存的多種不同的種群便組成為群落。在一定環境中的一群同種生物個體稱為種群。在一個特定的環境區10環境與生態因子生物的環境因素按性質可分為非生物因子和物因子兩大類。生態學家將生物生存不可缺少的環境條件稱為生態因子，而生物體外部的全部環境要素則稱為環境因子。非生物因子：氣候因子（陽光、溫度、濕度、降雨、風、氣壓、雷電等），營養因子，水因子，土壤、地形和地理因子，海洋地理因子，大氣成分，自然災變，地質條件等。生物環境因子：生物之間的各種相互作用，人類的活動對自然界其他生物產生的影響，政治、經濟、文化、科學技術等社會環境因素對個人和整個人類的作用和影響。環境與生態因子生物的環境因素按性質可分為非生物因子和物因子兩11氣候因子在各類環境和生態因子中，氣候因素包括了影響生物活動和生命過程最重要的物理和化學因子。一個區域環境中的溫度、光照、降雨與濕度、風、氣壓、雷電等是控制生物活動最重要和最直接的因子氣候因子在各類環境和生態因子中，氣候因素包括了影響生物活動和12各種生物對生態因子（如溫度）所能耐受的上限與下限之間的幅度稱為生態幅，它反映了生物對環境因素的適應能力。不同類型的生物對溫度的適應幅度各種生物對生態因子（如溫度）所能耐受的上限與下限之間的幅度稱13全球的氣候特征主要是由太陽能的輸入和地球在宇宙中的運動決定的。地球表面各處太陽光照不均衡。全球的氣候特征主要是由太陽能的輸入和地球在宇宙中的運動決定的146類氣候區全球大陸不同地區的氣候類型也有該地區的生物群落型（9種陸生生物群落型）6類氣候區全球大陸不同地區的氣候類型也有該地區的生物群落型（15大雁東南飛環境對生物習性和行為的影響環境的變化對生物產生的影響和生物對環境的適應性是生物與環境相互作用的結果。動物的許多有規律的行為就是動物適應其環境定向進化的結果。如候鳥遷移，生物鐘等。東非的角馬群居生活并集體大規模遷移

大雁東南飛環境對生物習性和行為的影響環境的變化對生物產生的影16行為生態學：在特定環境中，動物決定在何處生活，如何選擇和尋找所需要的資源（包括食物），如何逃避天敵（捕食者），如何應對競爭者，如何與自己種群內的其他動物相處等都屬于行為生態學研究的范疇。動物的許多復雜應變行為體現了物種內和物種間特殊的生態關系。生物與環境長期相互作用和進化過程形成了這種行為的生理和遺傳基礎。動物的行為是動物個體或群體有規律或成系統的作為及活動現象。動物的行為可以是先天的或本能的，也可以通過學習與記憶獲得。行為生態學：在特定環境中，動物決定在何處生活，如何選擇和尋找17

印記是動物最簡單的一種學習行為，一般只發生在動物出生后的幼年階段。印記是動物最簡單的一種學習行為，一般只發生在動182種群生態種群生態學是研究影響種群大小和密度、種群增長和種群結構特征等因素的生態學分支學科。種群是在特定時間和空間中同一種生物個體的組合。種群內的個體通過自然繁殖產生遺傳性穩定的后代。2種群生態種群生態學是研究影響種群大小和密度、種群增長和19種群的結構種群的大小是指種群內個體數量的多少，單位面積或體積中個體的數量稱為種群密度。研究野生動物種群結構的采樣技術：野外拉樣方采樣標記-再捕捉方法種群密度種群的結構種群的大小是指種群內個體數量的多少，單位面積或體積20種群分布型是指全部個體在種群界定范圍內的空間分布類型。一些生物的分布還隨晝夜和季節的變化而變化。群集型平均型隨機型種群分布型種群分布型是指全部個體在種群界定范圍內的空間分布類型。一些生21樣方法調查種群數量樣方即取樣（sampling)：即總體（population)中的某部分。樣方法：即根據總體中的樣方來估算總體的方法。樣方的代表性：必須有代表性，要求通過隨機取樣保證，并采用數理統計方法估算變差和顯著性。樣方法的應用：對動物：一般采用標志重捕法，即在調查區域內，捕獲部分個體進行標志后釋放，經一定期限重新捕獲。根據重捕取樣的標志比例與樣地總數中的標志比例相等的假定，估計樣地中被調查動物的總數。對植物：樣方法對植物更為有效。對植物，關鍵是確定樣方面積的大小；并且，樣方數目也要根據群落的類型、性質和結構決定，樣方越多，代表性越好，但所需人力、物力越大；取樣誤差與取樣數量的平方成反比：及減少1/3的誤差，就要增加9倍的取樣數量。樣方法調查種群數量樣方即取樣（sampling)：即總體（p22樣方面積的大小由群落性質決定，下圖反映了樣方效應給調查造成的影響樣方1：樣方與植株大小接近，樣方內可能只含有A或B或C；

樣方2：物種AB在同一樣方，而C被孤立（排除）的概率很高；

樣方3：三個物種均在樣方內，可以表現三個物種的正相關關系。樣方面積的大小由群落性質決定，下圖反映了樣方效應給調查造成的23確定樣方面積：通常采用逐步擴大樣地面積的方法，根據所得數據可繪制種類-面積曲線圖。在曲線轉折處所示的面積，稱為群落的最小面積，即包含了群落大多數種類的最小空間。種—面積曲線確定樣方面積：通種—面積曲線24種群的年齡結構從生態學的角度可以分成增長型、穩定型和衰退型3類

。種群的年齡結構種群的性別結構和生存能力的性別差異也是種群結構的一個方面。各種生物的生存策略影響著該物種的生存和年齡分布，也反映了種群結構的重要特征。種群的年齡結構從生態學的角度可以分成增長型、穩定型和衰退型325以某一種群存活個體的年齡為橫坐標，存活個體數量為縱坐標作圖，便得到了該種群的存活曲線。存活曲線表明了在一定年齡階段的生存率。存活曲線可以呈凹形、線形和凸形，絕大多數種群的真實存活曲線是這3種類型的組合。

人：出生時死亡率低，一定年齡后死亡率增加水螅：終身死亡率恒定章魚：出生時死亡率特高，然后死亡率劇減以某一種群存活個體的年齡為橫坐標，存活個體數量為縱坐標作圖，26A型：凸型的存活曲線，幾乎所有的個體都能達到生理壽命。B型：呈對角線的存活曲線，表示個體各時期的死亡率是對等的。C型：凹型的存活曲線，表示幼體的死亡率很高，以后的死亡率低而穩定。生態學基礎知識ppt課件27種群增長特征

在沒有限制的指數增長中，增長速度（G）與個體數量（N）成正比，也就是說，個體數量越大，增長速度越快。指數增長模式只是一種理想的狀態指數增長模式種群增長特征在沒有限制的指數增長中，增長速度（G）與個體數28在細菌實際增長曲線，分為三段：最初的階段，個體數量的增長在加速；減速階段；動態平衡。許多物種在限制條件下的生長,隨著個體數量增長，種群的增長速度隨之降下來。當個體數量達到最大承受容量K，環境不能負擔更多的個體，這時個體數量停止增長，即達到零增長。邏輯斯蒂增長模型在細菌實際增長曲線，分為三段：最初的階段，個體數量的增長在加29種群增長的調節環境對一個種群的承受容量決定于這個種群對環境的需求和該物種繁衍的各種決定因素：營養、食物、領土、天敵和競爭者等都屬于密度相關因素。種群密度越大，環境因子的限制就越強。如果種群密度的變化是由于密度無關因素造成的，那么上述的種群增長模式就不適用于種群密度實際變化的情況。在自然界正常情況下，大多數種群個體的數量基本都是穩定的，種群的數量在環境承受容量K值上下波動，任何種群都不可能無限制地增大。種群中個體數量的變化與其天敵有直接的關系。種群增長的調節環境對一個種群的承受容量決定于這個種群對環境30海洋中鯊魚種群的數量一般情況下都在環境承受容量的一定范圍內波動。海洋中鯊魚種群的數量一般情況下都在環境承受容量31雪兔和猞猁數量變化的循環雪兔和猞猁數量變化的循環32人口的結構和增長

地球上每20min，人類就增加3500個新成員。同樣這20min內，地球上便有一種動物或者植物絕滅；近幾個世紀以來，人類這一種群的增長是按指數增長模型進行的。但按照生態學原則，人口的增長最終還是要遵守邏輯斯蒂增長模型。人口的結構和增長地球上每20min，人類就增加3500個33

一方面是人口的急劇增加，一方面其他物種絕滅的間隔時間越來越短，生物資源越來越短缺，生態環境越來越惡化，生態學家們相信，這兩方面趨勢之間有著必然的關聯。一方面是人口的急劇增加，一方面其他物種絕滅的間隔時間越來34與研究人口的結構和變化密切相關的學科是人口統計學。死亡率用來表示群體人口的死亡速度，即1000人中每年死去的人數。同樣，出生率可用來表示群體人口中的出生速度，以每1000人中每年的新生人數來計。人口學家用年增長率來表示人口增長，即人群每年實際增長的比例。人口的年齡結構分析也可以幫助我們預測不同國家未來人口增長的趨勢。預測人口增長的另一個方法是完全家庭尺度方法。當一對夫婦正好能被兩個孩子取代，這種生育叫取代生育，在這個過程中總人口既不增長也不減少。人口增長還受到人口慣性的作用。與研究人口的結構和變化密切相關的學科是人口統計學。死亡率用來35從全世界范圍看，各個國家的人口增長速率差異很大，人口的年齡結構分析也可以幫助我們預測不同國家未來人口增長的趨勢。從全世界范圍看，各個國家的人口增長速率差異很大，人口的年齡結36群落的基本特征與結構3生物群落占據特定空間和時間的多種生物種群的集合體和功能單位被稱為群落。群落具有一定的結構、一定的種類組成和一定的種間相互關系，在環境條件相似的地方可以出現相似的群落。群落的基本特征包括物種組成、群落的結構、內部環境、優勢種群、動態變化、各物種的相互關系、群落的穩定性７個方面。了解一個群落的生物多樣性，不僅包括列出群落中全部物種的名錄，還包括各物種的相對數量和比例。組成群落的優勢物種對群落的性質特征起著決定性的作用。群落的基本特征與結構3生物群落占據特定空間和時間的多種生37

物種數量相同、各物種相對數量不同的兩種森林群落物種數量相同、各物種相對數量不同的兩種森林群38群落基本的外貌包括森林、草原、荒漠等。群落的外貌特征還會隨著季節的變化發生周期性的變化群落的穩定性是指群落受到一定外界因素作用后恢復到原來種群組成能力的情況。群落穩定性取決于群落本身特性和環境的相對穩定性兩個方面。松樹林具有較強的穩定性群落基本的外貌包括森林、草原、荒漠等。群落的外貌特征還會隨著39對一個群落的剖析可以從物理結構和生物結構兩方面進行。群落的物理結構主要體現在其垂直層次上，陸地群落的分層與光的最大程度利用有關。群落的生物結構主要是指群落內各物種之間的取食關系（物種間的營養結構）和各自所處的位置，這種取食關系決定了物質和能量的流動方向，也決定了群落中各物種的相對數量和比例及其變化對一個群落的剖析可以從物理結構和生物結構兩方面進行。群落的物40熱帶雨林分布在亞洲東南部、非洲中部和西部以及南美洲和大洋洲以北赤道附近。

垂直分布明顯生物種類多

高大常綠喬木、灌木層、草本層、藤本植物 靈長類、鳥類、各種昆蟲地球上的主要群落類型

熱帶雨林分布在亞洲東南部、非洲中部和西部以及南美洲和大洋洲以41常綠闊葉林大致分布在南、北緯度22°～34°(40°)之間。以中國長江流域南部的常綠闊葉林最為典型，面積也最大。常綠雙子葉植物的闊葉樹種，而以殼斗科、樟科、山茶科和木蘭科中的常綠喬木為典型代表，種類豐富，常有著明顯的建群種或共建種。地球上的主要群落類型

常綠闊葉林大致分布在南、北緯度22°～34°(40°)之間42溫帶落葉林主要分布在北美、西歐、中歐的溫帶濕潤海洋性氣候地區，中國的華北和東北沿海地區也有分布。

地球上的主要群落類型

濕度高，四季分明，雨水集中在夏季。以闊葉喬木為主，樹種多，林下分布各種灌木和闊葉草本植物。優勢草食性動物是鹿，優勢肉食性動物為黑熊。多種多樣的鳥類、爬行類動物和昆蟲等溫帶落葉林主要分布在北美、西歐、中歐的溫帶濕潤海洋性氣候地區43針葉林主要由常綠的針葉樹如松、杉、柏等樹種所組成，大部分分布在北半球高緯度的溫帶到亞寒帶地區。

地球上的主要群落類型

林下植被不發達，地表常被枯枝落葉所覆蓋。動物種類較多，如野雞、松鼠、鹿、狼、熊和各種鳥類。針葉林中昆蟲的種類也很多。針葉林主要由常綠的針葉樹如松、杉、柏等樹種所組成，大部分分布44灌木林主要發生在中緯度靠近海岸的地區，氣候特征為冬季多雨，夏季干熱。致密常綠的矮生灌木為優勢種群。地球上的主要群落類型

灌木林主要發生在中緯度靠近海岸的地區，氣候特征為冬季多雨，夏45稀樹草原主要分布在非洲、南美洲和大洋洲的熱帶季節性干旱地區。

大量草本植物、有些散生矮小的小片闊葉叢林草食性動物和肉食性動物、鳥類、爬行動物周期性的雨季和旱季地球上的主要群落類型

稀樹草原主要分布在非洲、南美洲和大洋洲的熱帶季節性干旱地區。46溫帶草原主要分布在歐亞大陸、南美洲、北美，中國黃河中游、內蒙古和東北大興安嶺以西，屬于溫帶大陸性氣候地區旱生草本植物群落。地球上的主要群落類型

溫帶草原喬木很少，以草本植物為主。代表動物有羚羊、黃羊和各種鼠類等。溫帶草原主要分布在歐亞大陸、南美洲、北美，中國黃河中游、內蒙47荒漠：非洲的撒哈拉沙漠、中東的阿拉伯沙漠和中國的戈壁沙漠呈不連續的條狀分布橫貫非洲和亞洲大陸。

地球上的主要群落類型

年降雨量少，溫差大植被少：仙人掌、仙人球動物種類少：駱駝、黃羊、沙漠兔等動植物發育了適應干旱少水的特殊機能荒漠：非洲的撒哈拉沙漠、中東的阿拉伯沙漠和中國的戈壁沙漠呈不48極地冰原主要位于北極地區，那里終年冰雪覆蓋，動物僅有北極熊、企鵝等少數以海洋動物為食物的極端耐寒性種類。

地球上的主要群落類型

極地冰原主要位于北極地區，那里終年冰雪覆蓋，動物僅有北極熊、49凍原又稱為苔原，分布于北極圈以南環繞北冰洋的嚴寒地帶），大約占地球陸地面積的20%。

地球上的主要群落類型

氣候嚴寒，降雨少，凍原區的土壤終年凍結沒有樹木，典型植物是地衣，偶然有很矮小的植物和苔草。動物也較少，有馴鹿、麝牛、旅鼠、北極狐和狼等。凍原又稱為苔原，分布于北極圈以南環繞北冰洋的嚴寒地帶），大約50淡水生物群落包括溪流、河流、池塘、湖泊和沼澤等類型。

地球上的主要群落類型

植物包括浮游藻類、漂浮植物和挺水植物動物包括各種蛤、蚌、魚、蝦等。一些爬行類和兩棲類動物大都棲息在沿岸地帶。淡水生物群落包括溪流、河流、池塘、湖泊和沼澤等類型。地球上51海洋生物群落根據位置和海水的深度分為海岸帶、淺海帶、遠洋帶和海底帶等類型。地球上的主要群落類型

不同的海洋帶分布的海藻類植物和海洋動物的類群差別很大。海洋生物群落根據位置和海水的深度分為海岸帶、淺海帶、遠洋帶和52群落內生物之間的相互關系競爭、捕食、寄生和共生4種主要類型；可能存在以下狀態：互惠，一方受益一方無害，一方受益一方有害，一方有害一方無益，雙方都有害，對雙方既無害也無益。群落內生物之間的相互關系競爭、捕食、寄生和共生4種主要類型53例：兩種藻類競爭利用同一種營養鹽。微藻生長速率及其營養吸收速率在營養鹽濃度增大到一定程度時有飽和現象。生活在同一區域的兩個物種如果利用相同的資源，它們便形成了競爭的關系。例：兩種藻類競爭利用同一種營養鹽。生活在同一區域的兩個物種如54利用相同的培養液分別在兩個培養瓶中培養A、B兩種微藻，分別得到的生長曲線并沒有顯示出差別；A、B混合培養時，如果營養離子濃度水平略低于KsＡ值，卻大大低于KsＢ值,由于這時KsＢ>KsＡ，微藻A對營養離子利用的效率更高。競爭性利用營養離子的結果導致A逐漸成為優勢種群,而微藻B數量越來越少而被淘汰。利用相同的培養液分別在兩個培養瓶中培養A、B兩種微藻，分別得55Consumptivecompetitionoccurswhenorganismscompeteforthesameresources.Thesetreesarecompetingfornitrogenandothernutrients.Consumptivecompetitionoccurs56捕食也是群落中普遍存在的種群間的一種相互關系。捕食者與被捕食者的數量往往存在著相互制約的反饋關系，也促進了捕食者與被捕食者的協同進化捕食也是群落中普遍存在的種群間的一種相互關系。捕食者與被捕食57寄生是指一種生物生存于另一種生物的體內或體表并從中獲利，若導致寄主死亡則稱為擬寄生。寄生旋毛蟲鳥類的寄生生物寄生是指一種生物生存于另一種生物的體內或體表并從中獲利，若導58共生是另一類種群間互利的相互關系，這種互利的關系被固定以后，如果失去一方，另一方便不能生存，例如地衣就是藻類和真菌的共生體。螞蟻和蚜蟲互惠共生是另一類種群間互利的相互關系，這種互利的關系被固定以后，59群落的演替和擾動群落是一個動態系統，群落的穩定是相對的；一種群落取代另一種群落的過程稱為群落的演替或生態演替，演替達到的最終相對穩定狀態，就是頂級群落。群落的演替與生物的進化是一個協同的過程，其間穿插著生物多樣性的變化。穩定的頂級群落模型群落的演替和擾動群落是一個動態系統，群落的穩定是相對的；穩定60群落的演替和擾動從一個沒有植被的地表發展到頂級群落需要一定的氣候條件。只要氣候條件合適，從裸露的巖石最終演變到出現頂級群落通常要經歷地衣階段、苔蘚階段、草本植物階段、灌木階段和森林階段。這一自然發生的完整過程稱為初生演替。由地震、雷擊產生大火、火山噴發、大風、洪水暴發、突然的冰期等各種突發災難對群落造成的傷害，可以導致區域性物種的死亡，群落的穩定和平衡被破壞，正常的群落演替被中斷，這些都屬于群落的擾動。經群落擾動后，群落可以再次進行演替，這種演替稱為次生演替。群落的演替和擾動從一個沒有植被的地表發展到頂級群落需要一定的61初生演替通常要經歷地衣階段、苔蘚階段、草本植物階段、灌木階段和森林階段。初生演替通常要經歷地衣階段、苔蘚階段、草本植物階段、62湖泊到森林的演替裸底階段沉水植物階段浮葉根生植物階段挺水植物和沼澤植物階段森林群落階段（頂級）湖泊到森林的演替裸底階段沉水植物階段浮葉根生植物階段挺水植物63生態系統的概念4生態系統生態系統是生物群落與非生物因子通過能量流動和物質循環相互作用而構成的生態集合體。全球總的生態系統又被定義為生物圈。生態系統的共同特征包括：①生態系統內部在一定范圍和限度下具有自我調節的能力，這種自我調節的能力與生物多樣性程度成正比。②生態系統中的能量流動、物質循環和信息傳遞體現了生態系統的動力學特征，生態系統內部始終處于運動之中，能量的流動是單向的，物質流動是循環式的。③生態系統吸收的太陽能量一般都通過4～5個不同營養等級的生物進行傳遞。④從地球上生物起源到現在，生態系統經歷了從簡單到復雜的發育階段。生態系統的概念4生態系統生態系統是生物群落與非生物因子通64生態系統的組成主要包括生物和非生物兩大部分生態系統的組成主要包括生物和非生物兩大部分65生態系統的營養結構

生態系統中各類生物之間的營養關系決定了能量流動和物質循環的途徑，通過處于不同營養水平的生物之間的食物傳遞形成了一環套一環的鏈條式關系結構，稱為食物鏈。食物鏈中包含生產者、消費者和分解者。生態系統的營養結構生態系統中各類生物之間的營養關系決定了能66生態系統的營養結構

在生態系統中，一種生物往往并不只固定在一條食物鏈上，它們可以同時加入幾條食物鏈。生態系統中的營養關系是一種網狀結構，因此稱為食物網。食物網越復雜，生態系統就越穩定；食物網越簡單，生態系統就越容易發生波動或遭受毀滅。生態系統的營養結構在生態系統中，一種生物往往并不只固定在一67生態系統中的能量流動生態系統中總的有機體物質稱為生物量。光合細菌和植物等生產者所制造的有機質被稱為生態系統的初級生產力。地球上總的初級生產力是一定的，因此，生態系統中的能量分配和利用也是有限度的。生態系統中的能量流動生態系統中總的有機體物質稱為生物量。地68生態系統中的能量流動是單一方向的。

輸入生態系統中的能量（太陽能）總是和生物有機體貯存、轉換的能量和釋放的熱量相等；以熱的形式散失的能量不能再回到生態系統參與流動和被利用。生態系統中的能量流動是單一方向的。輸入生態系統中的能量（太69通過食物鏈后能量的逐級損失。通過食物鏈后能量的逐級損失。70由于通過食物鏈后能量的逐級損失，食物鏈中的能量也由下向上呈現下寬上窄的金字塔型，稱為能量金字塔

。相應地，營養等級越高，歸屬于這個營養水平的生物種類和數量就越少，如此便形成了食物鏈由下向上的金字塔構造，被稱為生物量金字塔。從能量的角度考慮，生態系統是一個開放系統，不斷的能量輸入和能量的散失，使該開放系統維持一種穩定的平衡狀態。由于通過食物鏈后能量的逐級損失，食物鏈中的能量也由下向上呈現71與生命活動相關聯的物質循環碳、氮、磷和水等許多與生命活動相關聯的物質以多種形式—生物的或非生物的形式，原子的、分子的或生物大分子的形式等在自然界中循環，這些物質的循環叫生物地球化學循環。（1）碳、氮、磷和水等都有一個非生物的庫；（2）有一些物質的一部分可以完全通過地學過程進行循環；（3）有些需要經過微生物的加工才能被生物所利用；（4）微生物對各級別營養水平生物有機質的分解作用是生物地球化學循環的關鍵環節。生態系統中所有物質的生物地球化學循環共同的特點：與生命活動相關聯的物質循環碳、氮、磷和水等許多與生命活動相關72水的循環水的循環涉及非生物過程和生物過程。從陸地上看，凡是水的循環越活躍的地方，生命的活動就越活躍。水的循環水的循環涉及非生物過程和生物過程。73碳循環碳循環在生態系統物質循環中具有特殊重要的作用每年海洋中浮游植物（包括藻類和光合細菌）和陸生植物通過光合作用將大量的無機碳轉化成為有機碳，這些有機碳在全球范圍的食物網中流動。碳循環碳循環在生態系統物質循環中具有特殊重要的作用74氮循環固氮細菌的作用；各類生物通過體內的呼吸與氧化作用來分解蛋白質等，使之轉變成NH3再排出體外。這些又可以再次被植物所吸收利用。氮循環固氮細菌的作用；75磷的循環植物一般只利用H2PO4-形式的磷；陸地的異養動物主要依靠攝食植物和其他動物獲得其所需要的磷。

磷的循環植物一般只利用H2PO4-形式的磷；76（1）碳、氮、磷和水等許多生命活動所必需的物質都有一個非生物庫。（2）有一些物質雖然與生命活動密切相關，它們其中的一部分也可以完全通過地學過程進行循環。（3）有些化學物質需要經過微生物的加工才能被生物所利用，進入生物地球化學循環。（4）在生物地球化學循環中，大量土壤中的微生物作為分解者可以將有機體和有機大分子分解成為簡單的無機小分子，這些無機小分子可再被生物系統循環使用，微生物對各級別營養水平生物有機質的分解作用是生物地球化學循環的關鍵環節。生態系統中所有物質的生物地球化學循環的共同特點：生態系統中所有物質的生物地球化學循環的共同特點：77生物多樣性及其意義5生物多樣性、人口、資源與可持續發展生物多樣性反映了地球上包括植物、動物、微生物等在內的一切生命都有各不相同的特征及生存環境，它們相互間存在著錯綜復雜的關系。生物多樣性包括：物種多樣性、遺傳多樣性、生態系統多樣性。生物多樣性及其意義5生物多樣性、人口、資源與可持續發展生781992年6月，聯合國環境與發展大會，簽署了全球的《生物多樣性公約》。一個基因可能關系到一種生物的興衰，一個物種可能影響一個國家的經濟命脈，一個生態系統可能改變一個地區的面貌。保護生物多樣性就是保護人類自己！1992年6月，聯合國環境與發展大會，簽署了全球的《生物多樣79人口增長和生態環境的人口承載容量地球上各物種之間保持好相應恰當的數量比例是保持好生物多樣性的重要條件。自然界的生態規律適用于地球上的一切生物種群，對于人類這一特殊的種群也不例外。人口增長和生態環境的人口承載容量地球上各物種之間保持好相應恰80土地資源壓力水資源壓力能源危機森林資源減少環境污染加劇資源壓力及生態環境面臨的嚴重問題土地資源壓力資源壓力及生態環境面臨的嚴重問題81

大氣中CO2捕捉熱量的方法與溫室類似，大氣中的二氧化碳能夠阻止地面向空間輻射熱量，導致大氣層增溫，形成了溫室效應。大氣中CO2捕捉熱量的方法與溫室類似，大氣中的二氧化碳能82許多化學物質對食物鏈上的影響正在增強。例如DDT可以聚集在生物組織內，特別是動物的脂肪中。當這些物質進入人體后將增加人類患癌癥和其他疾病的可能性，并對大腦結構產生長期影響許多化學物質對食物鏈上的影響正在增強。例如DDT可以聚集在生83生態平衡和人類社會可持續發展的策略生態系統中的能量流動、物質循環與信息交流總是不斷地進行著，在一定時間內，生態系統內的生物種類與數量相對穩定，它們之間及它們與環境之間的能量流動、物質循環與信息交流也保持穩定，達到統一協調的狀態，這種平衡狀態就叫生態平衡。生態平衡是動態的和相對的平衡，其主要特征包括：（1）生物的種類和數量保持相對穩定；（2）物質與能量的輸入和輸出保持相對的穩定；（3）物質與能量的循環與流動保持合理的比例與速度；（4）生態系統具有良好的自我調節能力。生態平衡和人類社會可持續發展的策略生態系統中的能量流動、物質84人工改造的農業生態系統是不穩定的。在人工生態系統中，病蟲害可以很容易找到并聚集在一小片地域上，接著在大量單一的動植物種群中迅速傳播，造成嚴重的危害。大規模發生在歐洲等地的口蹄疫和瘋牛病，導致一些國家畜牧業遭到滅頂之災，就是這樣例證。保持一定比例的自然生態系統和維持全球整個生態系統的平衡對人類是有利的。人工改造的農業生態系統是不穩定的。在人工生態系85可持續發展策略強調的是生態環境與經濟的協調發展，追求人與自然的和諧，既要使人類的各種需求得到滿足，又要保護生態環境，不對后代人的生存和發展構成危害。核心思想是建立在生態平衡和持續基礎上健康的經濟發展，鼓勵對環境有利和對環境友好的經濟活動，用包括生態環境和維護生物多樣性的多項指標來衡量發展。可持續發展總體策略的內容包括人口、生產和環境保護3方面多項政策和行動計劃。可持續發展策略強調的是生態環境與經濟的協調發展，追求人與自然86生態文明——在人類科學技術生態化水平上達到人與自然的真正和諧。生態文明——在人類科學技術生態化水平上達到人與自然的真正和諧87生態學研究方法生態學研究方法88生態學研究的目的是要發現生物分布于數量的格局或模式，以及決定格局或模式的生態學過程。生態學研究的目的是要發現生物分布于數量的格局或模式，以及決定89（一）觀察的方法相關的方法比較的方法生物種群的繁殖策略