《生态系统与城市生态系统.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生态系统与城市生态系统.ppt（64页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 生态系统与城市生态系统生态系统与城市生态系统第一节第一节 生态系统生态系统v一、生态系统的概念及其特征一、生态系统的概念及其特征v系统系统v生态系统生态系统：在一定空间范围内，各：在一定空间范围内，各生物成生物成分分（包括人类在内）（包括人类在内）和非生物成分和非生物成分（环境（环境中物理和化学因子）中物理和化学因子）通过能量流动和物质通过能量流动和物质循环循环而相互作用、相互依存所形成的一个而相互作用、相互依存所形成的一个功能单位功能单位。College of Life Sciences and Technology生态系统概念的提出生态系统概念的提出英国学者英国学者Tansley于于19
2、35年提出生态系统的年提出生态系统的概念，强调生物和环境的不可分割性。概念，强调生物和环境的不可分割性。20世纪世纪60年代以来，成为国际上生态学研年代以来，成为国际上生态学研究的焦点。究的焦点。生态系统研究的背景生态系统研究的背景 College of Life Sciences and Technology生态系统的类型生态系统的类型陆地生态系统陆地生态系统：森林生态系统、农田生态系统、森林生态系统、农田生态系统、城市生态系统城市生态系统水域生态系统水域生态系统：河流生态系统、池塘生态系统、河流生态系统、池塘生态系统、海洋生态系统海洋生态系统College of Life Sciences
3、 and Technologyv生态系统的特征：生态系统的特征：v1.内部具有自我调节能力内部具有自我调节能力v2.具有能量流动、物质循环和信息传递等具有能量流动、物质循环和信息传递等三大功能三大功能v3.是一动态系统是一动态系统v4.是一开放系统是一开放系统College of Life Sciences and Technology生态系统生态系统生物成分生物成分非生物环境非生物环境生产者（生产者（producers）消费者消费者(consumers)还原者还原者(decomposers)太阳辐射能太阳辐射能无机物质无机物质有机物质有机物质二、生态系统的组成二、生态系统的组成v（一）非生物
4、环境（一）非生物环境土壤、辐射、温度土壤、辐射、温度v（二）生产者（二）生产者能以简单的无机物质制造食物的自养物。能以简单的无机物质制造食物的自养物。包括所有进行光合作用的绿色植物和化能包括所有进行光合作用的绿色植物和化能合成细菌。合成细菌。College of Life Sciences and Technologyv（三）消费者（三）消费者生活在生态系统中的各类动物和某些腐生活在生态系统中的各类动物和某些腐生或寄生菌类，属异养型生物，只能依生或寄生菌类，属异养型生物，只能依赖生产者生产的有机物为营养来获得能赖生产者生产的有机物为营养来获得能量。量。食草动物：食草动物：食肉动物：食肉动物：大
5、型食肉动物：大型食肉动物：College of Life Sciences and Technologyv（四）分解者（四）分解者属异养生物，如细菌、真菌、放线菌以属异养生物，如细菌、真菌、放线菌以及土壤原生动物和一些土壤中小型无脊及土壤原生动物和一些土壤中小型无脊椎动物。其作用是将复杂的有机物还原椎动物。其作用是将复杂的有机物还原为无机物，把养分释放出来，归还给环为无机物，把养分释放出来，归还给环境中。境中。College of Life Sciences and Technology三、生态系统的结构三、生态系统的结构 v（一）食物链和食物网（一）食物链和食物网v生产者所固定的能量和物质，
6、通过一系列生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食的关系排列的链状顺序。取食和被食的关系排列的链状顺序。College of Life Sciences and Technologyv食物网：食物链彼此交错连结，形成的一食物网：食物链彼此交错连结，形成的一个网状结构。个网状结构。College of Life Sciences and TechnologyCollege of Life Sciences and Technology食物链类型食物链类型v草牧食物链（捕食食物链）草牧食物链（捕食食物链）:v腐生食物链（碎食食物链）腐生食物链（碎食食物链）:College of Life S
7、ciences and Technology（二）营养级和生态金字塔（二）营养级和生态金字塔v营养级：营养级：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。College of Life Sciences and TechnologyCollege of Life Sciences and Technology太太阳阳辐射能辐射能有机物质的合成过程，有机物质的合成过程，即生产者（绿色植物）即生产者（绿色植物）吸收太阳能量形成初吸收太阳能量形成初级生产量。级生产量。热热 能能化学能化学能热热 能能机械能机械能活有机物质被各级消活有机物质被各级消费者（动物）消费的
8、费者（动物）消费的过程。过程。死有机物质（动植物死有机物质（动植物残体和排泄物）被腐残体和排泄物）被腐生物分解的过程。生物分解的过程。生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动生态系统中的能量流动能量流动特点：能量流动特点：能量流动特点：能量流动特点：1 “1 “越流越细越流越细越流越细越流越细”，能量在流动过程中逐渐耗散。，能量在流动过程中逐渐耗散。，能量在流动过程中逐渐耗散。，能量在流动过程中逐渐耗散。2 2 单向流动，不可逆。单向流动，不可逆。单向流动，不可逆。单向流动，不可逆。v生态金字塔：生态金字塔：能量通过各个营养级过程中逐级减少，如能量通过各个营养级过程中逐级减
9、少，如果把各营养级的能量由低到高画成图，就果把各营养级的能量由低到高画成图，就成为一个金字塔形。成为一个金字塔形。如果以生物量或个体数目来表示，可得到如果以生物量或个体数目来表示，可得到生物量金字塔或数量金字塔。生物量金字塔或数量金字塔。College of Life Sciences and Technology单位：公斤生物量金字塔生物量金字塔1000100101浮游动物浮游动物鱼鱼浮游植物浮游植物四、生态系统的功能四、生态系统的功能（一）生态系统的能量流动（一）生态系统的能量流动（二）生态系统的物质循环（二）生态系统的物质循环（三）生态系统的信息传递（三）生态系统的信息传递College
10、 of Life Sciences and Technology（一）生态系统的能量流动（一）生态系统的能量流动1.热力学定律热力学定律v热力学第一定律热力学第一定律 v热力学第二定律力学第二定律College of Life Sciences and Technology热力学第二定律热力学第二定律 物体自由能的提高不可能是一个自发的过物体自由能的提高不可能是一个自发的过程程 任何产生自由能贮备的能量转换都不可能任何产生自由能贮备的能量转换都不可能达到百分之百有效。达到百分之百有效。College of Life Sciences and Technology熵（熵（entropy）vS=Q
11、/Tv生态系统是一个开放系统，它们不断地与生态系统是一个开放系统，它们不断地与周围的环境进行着各种形式能量的交换，周围的环境进行着各种形式能量的交换，通过光合同化，引入负熵；通过呼吸，把通过光合同化，引入负熵；通过呼吸，把正熵值转出环境。正熵值转出环境。College of Life Sciences and Technology热热力力学学的的两个两个定律定律熱力熱力学学的的两个两个定律定律：第一定律：第一定律：A=B+C第二定律：第二定律：C ACollege of Life Sciences and Technology2.生态系统的能量流动生态系统的能量流动v总生产量、净生产量和生物量
12、总生产量、净生产量和生物量 v能量在生态系统中的流动与转换能量在生态系统中的流动与转换College of Life Sciences and Technology初级生产初级生产College of Life Sciences and Technology未捕获未捕获(876.1g)猎物种群生产量猎物种群生产量(886.4g)被捕获被捕获(10.3g)被吃下被吃下(7.93g)I未吃下未吃下(2.37g)未同化未同化(0.63g)同化同化(7.3g)A净次级生产净次级生产(2.7g)P呼吸呼吸(4.6g)R次级生产量次级生产量College of Life Sciences and Tech
13、nologyCollege of Life Sciences and Technology林德曼效率林德曼效率College of Life Sciences and Technology（二）生态系统物质循环（二）生态系统物质循环v水循环水循环v气体型循环气体型循环v沉积型循环沉积型循环College of Life Sciences and Technology生物地球化学化循环生物地球化学化循环(biogeochemical cycle)v矿物元素在生态系统之间的输入和输出，矿物元素在生态系统之间的输入和输出，它们在大气圈、水圈、岩圈之间以及生它们在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动
14、和交换称生物地物间的流动和交换称生物地(球球)化化(学学)循循环，即物质循环环，即物质循环(cycling of material)。College of Life Sciences and Technology水循环水循环College of Life Sciences and Technology碳循环碳循环(carbon cycle)化化泥碳泥碳煤煤大气中大气中CO2CO2碳化作用碳化作用石油石油水生植物水生植物光合作用光合作用腐烂腐烂燃料燃料呼吸呼吸作用作用光合光合作用作用腐烂腐烂扩散扩散College of Life Sciences and Technology氮循环氮循环(nit
15、rogen cycle)陆地陆地陆地陆地其它其它动植物动植物蓝藻蓝藻浅层死有机物浅层死有机物溶解死溶解死有机物有机物土壤土壤中无中无机氮机氮库库丢失于深丢失于深层沉积中层沉积中动植物动植物活体活体共生或共生或自由生活自由生活的固氮的固氮微生物微生物死有机体死有机体陆地陆地河流带走河流带走生物固氮生物固氮大气库大气库N2大气库大气库HN3,NO,NO2,N2O，工业固氮工业固氮（汽车（汽车,化肥化肥,电厂）电厂）脱氮脱氮闪电闪电化学反应化学反应海洋海洋火火山山作作用用降降水水大气大气College of Life Sciences and Technology磷循环（磷循环（phosphorus
16、 cycle）沉积型循环沉积型循环沉积物中的磷沉积物中的磷（约为土壤和海洋中千倍以上）（约为土壤和海洋中千倍以上）陆地陆地海洋海洋死死有机物有机物土壤中的土壤中的无机磷无机磷活有机物活有机物死死有机物有机物深海的磷深海的磷活有机物活有机物捕鱼捕鱼鸟粪鸟粪悬浮在水中随河水带走悬浮在水中随河水带走摄取摄取排泄排泄死亡死亡下下,沉沉分解分解沉积沉积溶解于水溶解于水上升风化上升风化开采开采摄取摄取排泄死亡排泄死亡上涌上涌College of Life Sciences and Technology汞循环汞循环(mercury cycle)火山活动火山活动化石化石燃烧燃烧 降水降水挥发挥发挥发挥发沉积物
17、沉积物农田风农田风化和淋化和淋溶作用溶作用农药喷洒农药喷洒径流径流(CH3)2HgHg2CH3Hg鱼鱼水生植物水生植物水鸟水鸟工厂工厂汞的废物汞的废物捕鱼捕鱼由河水带走由河水带走(中性中性pH)(酸性酸性pH)College of Life Sciences and Technology物质循环和能量流动的关系物质循环和能量流动的关系v生态系统中物质与能量流动是互相依存，生态系统中物质与能量流动是互相依存，互相制约，密不可分的。但能量在生态系互相制约，密不可分的。但能量在生态系统中是被消耗、单向循环（流动），不可统中是被消耗、单向循环（流动），不可逆的。而物质循环是可逆的，多向可返回逆的。而物
18、质循环是可逆的，多向可返回原来的化学形态，并可逃循、脱离生态系原来的化学形态，并可逃循、脱离生态系统。统。College of Life Sciences and TechnologyCollege of Life Sciences and Technology（三）生态系统的信息传递（三）生态系统的信息传递v信息？信息？v怎样传递？怎样传递？College of Life Sciences and Technology五、生态系统的反馈调节五、生态系统的反馈调节和生态平衡和生态平衡v生态平衡是指生态系统通过发育和调节所生态平衡是指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况，它包括结构上的稳达
19、到的一种稳定状况，它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输入、输出上的定、功能上的稳定和能量输入、输出上的稳定。稳定。College of Life Sciences and Technology第二节第二节 城市生态系统城市生态系统College of Life Sciences and Technology城市城市v城市城市(city)是非农业人口为居民主体是非农业人口为居民主体,以空以空间与环境利用为基础间与环境利用为基础,以聚集经济效益为特以聚集经济效益为特点点,以人类社会进步为目的的一个集约人口、以人类社会进步为目的的一个集约人口、经济、科学技术和文化的空间地域综合体。经济、科学技术
20、和文化的空间地域综合体。v城市的根本性质：以人为主体城市的根本性质：以人为主体v城市与乡村的区别城市与乡村的区别College of Life Sciences and TechnologyCollege of Life Sciences and Technology北京遭遇强沙尘袭击College of Life Sciences and Technology孤立农家孤立农家 市井集镇市井集镇 老工业区老工业区 新工业区新工业区城市化发展过程城市化发展过程College of Life Sciences and Technology欧洲的城市化发展欧洲的城市化发展College of Lif
21、e Sciences and Technologyv从生态学的角度看从生态学的角度看:v城市是一个以人类生活和生产活动为中心城市是一个以人类生活和生产活动为中心,由居民和城市环境组成的自然、社会、经由居民和城市环境组成的自然、社会、经济复合生态系统，或称城市生态系统。济复合生态系统，或称城市生态系统。College of Life Sciences and Technology一、城市生态系统的组成与结构一、城市生态系统的组成与结构v（一）城市生态系统的组成（一）城市生态系统的组成v自然系统、社会系统、经济系统以及他们的自然系统、社会系统、经济系统以及他们的子系统子系统College of L
22、ife Sciences and TechnologyCollege of Life Sciences and Technologyv（二）城市生态系统的结构（二）城市生态系统的结构v1.形态结构形态结构v2.营养结构营养结构(经济结构经济结构:产业结构、能源结构和交通结构产业结构、能源结构和交通结构)College of Life Sciences and Technology北京中心城城市布局结构图北京中心城城市布局结构图(两轴两带多中心）两轴两带多中心）College of Life Sciences and Technology杭州网状结构杭州网状结构College of Life S
23、ciences and Technology城市道路城市道路 和谐音符织成的线谱和谐音符织成的线谱College of Life Sciences and Technology二、城市生态系统的特点二、城市生态系统的特点v（一）以人为主体（一）以人为主体v（二）容量大（二）容量大、流量大流量大、密度高密度高、运转快运转快、高度开放高度开放v（三）人类的自我驯化（三）人类的自我驯化v（四）多层次的复杂系统（四）多层次的复杂系统College of Life Sciences and Technology三、城市生态系统的功能三、城市生态系统的功能v（一）物质流（一）物质流v（二）能流（二）能流v
24、（三）信息流（三）信息流College of Life Sciences and Technology（一）物质流（一）物质流v城市生态系统的物质流可分自然推动的物城市生态系统的物质流可分自然推动的物质流和人工推动的物质流。前者如空气流质流和人工推动的物质流。前者如空气流动、自然水体流动等，可称作资源流；后动、自然水体流动等，可称作资源流；后者即交通运输等。者即交通运输等。v包括人口流、劳力流、智力流、价值流、包括人口流、劳力流、智力流、价值流、货物流、资源流货物流、资源流.College of Life Sciences and Technology农民工是城镇化主流群农民工是城镇化主流群C
25、ollege of Life Sciences and Technology（二）能流（二）能流1.遵守热力学第一、第二定律，在流动中不遵守热力学第一、第二定律，在流动中不断有损耗，单向性；断有损耗，单向性；2.除部分热损耗是由辐射传输外，其余的能除部分热损耗是由辐射传输外，其余的能量都是由物质携带的，能流的特点体现在量都是由物质携带的，能流的特点体现在物质流中。但是能量每流过一个能级时，物质流中。但是能量每流过一个能级时，均有一定的损耗。均有一定的损耗。College of Life Sciences and Technology中山市环境中山市环境-经济能量系统图解经济能量系统图解Coll
26、ege of Life Sciences and Technology（三）信息流（三）信息流v 城市的重要功能之一，就是输入分散的、城市的重要功能之一，就是输入分散的、无序的信息，输出经过加工的、集中的、无序的信息，输出经过加工的、集中的、有序的信息。对于政治中心、文化中心、有序的信息。对于政治中心、文化中心、科学中心、商业中心城市，这一功能尤其科学中心、商业中心城市，这一功能尤其重要。重要。v 城市的输出物中，除了物质产品和废物城市的输出物中，除了物质产品和废物外，还有精神产品，这就要靠信息流完成。外，还有精神产品，这就要靠信息流完成。信息流是附于物质流中的信息流是附于物质流中的,信息的流
27、量反映信息的流量反映了城市的发展水平和现代化程度了城市的发展水平和现代化程度.College of Life Sciences and Technology四、城市生态系统的平衡与调控四、城市生态系统的平衡与调控v城市生态系统是以人类为中心人类与其自城市生态系统是以人类为中心人类与其自问环境的关系是人积极地、主动地适应环问环境的关系是人积极地、主动地适应环境和改造环境其系统行为很大程度上取决境和改造环境其系统行为很大程度上取决于人类所作出的决策，因而它的调控机制于人类所作出的决策，因而它的调控机制主要是通过人工选择而完成的。主要是通过人工选择而完成的。College of Life Scien
28、ces and Technology五、城市生态系统中存在五、城市生态系统中存在的主要问题的主要问题College of Life Sciences and Technology结语：结语：v目前，国内外许多城市把生态城市作为城目前，国内外许多城市把生态城市作为城市发展的目标。市发展的目标。v城市化是人类社会发展与进步的必然趋势。城市化是人类社会发展与进步的必然趋势。v中国的城市化已进入了高速发展阶段，而中国的城市化已进入了高速发展阶段，而且这种快速增长势头将持续较长时期。选且这种快速增长势头将持续较长时期。选择一条可持续发展的新路择一条可持续发展的新路生态城市的生态城市的道路。道路。College of Life Sciences and Technology