李永强
山东农业大学资源与环境学院
Tel:0538-8241371
E-mail:lyqlinda@163.com
普通生态学
General Ecology
19:13:14 2
第五章 生态系统生态学
? 第一节 生态系统的一般特征
? 第二节 生态系统的能量流动
? 第三节 生态系统的物质循环
19:13:14 3
§ 5 生态系统的反馈调节和生态平衡
反馈
? 负反馈
? 正反馈
? 生态平衡
19:13:14 4
§ 1 生态系统的生物生产
? 生物生产的基本概念
? 生物生产
? 生物量与生产量
? 初级生产
? 总初级生产与净初级生产
? 初级生产的生产效率
? 光合效率（效能）：太阳能量进入生态系统的效能。
? 影响初级生产的因素
? 初级生产量的测定方法
? 次级生产
? 次级生产的基本特点
? 次级生产量的测定方法
第二节 生态系统的能量流动
19:13:14 5
次级生产的基本特点
次级生产过程模型
食物
资源 未采食 拒食 未食 粪便
(Fu)
呼吸
(R)
分解
被采食
可利用
食用
(C)
同化 (A)
动物产品
产生能量
(P) 潜
在
能
量
保持能量
损
失
能
量Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
C=A+Fu
A=P+R
C=P+Fu+R
P=C-Fu-R
19:13:14 6
次级生产的生态效率
? 1、消费效率
? 消费效率 =n+1营养级的消费能量 /n营养级的净生产量
? 草原 生态系统中的植食动物 与森林 生态系统中的植食动物
? 2、同化效率
? 同化效率 =被植物固定的能量 /植物吸收的日光能
? 或 =被动物消化吸收的能量 /动物摄食的能量
? 肉食动物与植食动物
? 3、生产效率
? 生产效率 =n营养级的净生产量 /n营养级的同化能量
? 大型动物的生长效率要低于小型动物
? 林德曼效率（ Lindemans efficiency）是指 n+1营养级所获得的
能量占 n营养级获得能量之比。
19:13:14 7
§ 2 生态系统中的分解
? 分解的性质
? 死有机物逐步降解的过程。
包括三个过程交叉进行，相互影响。
分解过程的特点和速率，取决于三方面因素。
19:13:14 8
§ 3 生态系统的能流过程（自学）
? 生态系统能流分析可以在哪几个层次上进行及能流
研究的原理？
? 银泉和 Cedar Bog湖的能流的特点？
19:13:14 9
第三节 生态系统的物质循环
? § 1 生物地化循环的基本概念
? § 2 水循环
? § 3 气体型循环
? § 4 沉积型循环
19:13:14 10
生物地化循环 (biogeochemical cycle)
? 生物地 (球 )化 (学 )循环的概念
? 生物地化循环可以用 库 和 流通率 两个概念来描述。
? 为了衡量库的特征，以入 周转率、周转时间
19:13:14 11
生物地化循环 (biogeochemical cycle)
? 生物地化循环的类型
? 水循环
? 气体型循环
? 沉积型循环
? 影响物质循环速率的因素有哪些？
19:13:14 12
影响物质循环速率的因素有
? （ 1）元素的性质
? （ 2）生物的生长速率
? （ 3）有机物质腐烂的速率
? （ 4）人类活动的影响
19:13:14 13
§ 2 水循环
? 水循环的意义：
? 水是所有营养物质的介质，生态系统中所有的物质循环都是在
水循环的推动下完成的；
? 水是地质变化的动因之一；
19:13:14 14
为什么高处往往比较贫瘠，低地比较肥沃？
? 由于携带着各种营养物质的水总是从高处
往低处流动，所以 高处往往比较贫瘠，低地比
较肥沃。
? 例如沼泽地和大陆架就是这种最肥沃的低地，也
是地球上生产力最高的生态系统之一。
? （污染问题）
19:13:14 15
水循环示意图
某地水循环示意图
（ Clodius and Keller,1951）
19:13:14 16
人类活动对水循环的影响
19:13:14 17
§ 3 气体型循环 (gaseous cycle)
? 氧循环
? 碳循环
? 氮循环
? 特点是贮存库主要是大气和海洋，循环功能完善，
其循环具有明显的全球性。
? 元素或化合物可以转化为 气体形式 参与循环过程。
气体循环速度比较快，例如 CO2,N2,O2等。物
质来源充沛，不会枯竭。
19:13:14 18
碳循环 (carbon cycle)
碳库
?碳循环的意义：
? 碳是构成生物有机体的最重要元素，生态系统碳循
环研究是系统能量流动的核心问题。
? 人类活动通过化石燃料的大规模使用，造成了对碳
循环的严重影响，可能是当代气候变化的重要原因。
19:13:14 19
The Carbon Cycle
Reservoirs
Processes/
Locations
Trophic
Levels/
Organisms
CO2 in
atmosphere
(reservoir)
ProducersConsumers
Wastes,
Dead bodiesSoil bacteria &detritus feedersSoil bacteria &
detritus feeders
Respitation
Burning of
fossil fuelsFireCO2 dissolvedin ocean
(reservoir)
19:13:14 20
海洋和大气 CO2调节
CO2 CO2溶于海水 H2CO3
水体中生物
H++CO3 2- CACO3
海底沉积物
19:13:14 21
19:13:14 22
碳循环 (carbon cycle)
? 温室效应,大气中对长波辐射具有屏蔽作
用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被
截留在地球表层而导致温度上升。
温室气体主要包括,二氧化碳 (CO2)、甲烷 (CH4)、氟
氯碳化物,(CFCs)、氧化亚氮 (N2O)、六氟化碳 (SF6)、
全氟碳化物 (PFCs)、氢氟碳化物 (HFCs)等。
19:13:14 23
溫室效应的影响
? 1996年联合国气候变化政府间专家委员会
(IPCC)评估报告，二氧化碳浓度已从工业革命前
的 280PPMV增加至 1994年的 358PPMV。预估
2100年时全球平均地面气溫，将比 1990年上升
1.0～ 3.5℃,海平面將上升 15～ 95公分；全球
气候与生态环境将产生下列变化：
? 海平面上升，淹沒陆地。
? 全球气候经常发生暴雨或干旱。
? 土地沙漠化，生态环境改变。
19:13:14 24
联合国气候变化框架公约 第三屆缔约国大会
1997年 12月 1日至 11日于日本京都举行，共有
一百五十九个缔约国及二百五十个非政府组
织參加，总人数超过一万人。
,京都议定书,
19:13:14 25
19:13:14 26
“去向不明”的二氧化碳有了着落
? 方精云等人的研究成果也为, 二氧化碳去向不明,
现象的解释提供了新思路。据测算，人类活动每
年释放出的二氧化碳为 70 亿吨, 有 30 亿吨至
34 亿吨 排放到大气中,20 亿吨 被海洋吸收。
由于陆地生物圈与大气圈之间碳循环处于平衡状
态，因而剩下的 16 亿吨至 20 亿吨 二氧化碳则
,去向不明, 。方精云指出，北半球高纬度陆地
生态系统，是世界环境的, 净化器,,对大气中
的二氧化碳起到了巨大的吸收、存储作用。
19:13:14 27
氮循环 (nitrogen cycle)
1、固氮作用
（ 1） 闪电、宇宙射线,火山爆发等 高能固
氮,形成硝酸盐；
（ 2） 工业固氮, 400摄氏度,200大气压下；
（ 3） 生物固氮,固氮菌、与豆科植物共生
的根瘤菌和蓝藻等自养和异养微生物。
19:13:14 28
? 氨化作用,由氨化细菌和真菌的
作用将有机氮分解成为氨和氨化合
物，氨溶水成为 NH4+，为植物利
用。
? 硝化作用,在通气良好的土壤中，
氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐
细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供
植物吸收利用。
? 反硝化作用, 反硝化细菌将亚硝
酸盐转变成大气氮，回到大气库中。
19:13:14 29
氮循环 (nitrogen cycle)
陆地陆地
其它
动植物
蓝藻
浅层死有机物
溶解死
有机物
土壤
中无
机氮
库 丢失于深
层沉积中
动植物
活体 共生或
自由生活
的固氮
微生物
死有机体
陆地 河流带走
生物固氮
大气库
N2
大气库
HN3,NO,NO2,
N2O,
工业固氮
（汽车,化肥,电厂）
脱氮
闪电
化学反应
海洋
火
山
作
用
降
水
大气
19:13:14 30
§ 4 沉积型循环 (sedimentary cycle)
? 磷循环
? 硫循环
? 特点是贮存库主要是岩石、沉积物、土壤
等，循环过程缓慢，循环是非全球性的，
容易出现局部短缺。
19:13:14 31
磷循环（ phosphorus cycle）
沉积型循环
沉积物中的磷
（约为土壤和海洋中千倍以上）
陆地 海洋
死
有机物
土壤中的
无机磷
活有机物
死
有机物
深海的磷
活有机物捕鱼
鸟粪
悬浮在水中随河水带走
摄取
排泄
死亡
下,沉分解
沉积溶解于水上升风化开采
摄取
排泄死亡
上涌
河流运输
19:13:14 32
硫循环（ sulfur cycle）
陆地 海洋
沉积物（ CaSO4,FeS2）
溶解的
SO42-
SO2
H2S
S
CaSO4 FeS2
死有机物
活有机物
SO42-
降水
SO2,SO42-
扩散海浪
SO42-
大气
上升，分化
SO2
FeS2
死有机物
活有机物
SO42-
H2S
S
分解化肥工业
SO42-
摄取
扩散
火山活动 H2S,SO2,SO42-
植物摄取
SO2,SO42-降水
SO2,SO42-
化石
燃烧
SO2
H2S,SO2,SO42-
19:13:14 33
19:13:14 34
伦敦烟雾事件
? 伦敦 1952年 2月 5日到 8日，雾大无风，
家庭和工厂排出的烟尘经久不散，大气中
SO2含量 3.8毫克 /立方米，烟尘 4.5毫克，
居民普遍呼吸困难、咳嗽、喉痛、呕吐和
发烧,4天内死亡约 4000人。
19:13:14 35
生物地化循环与人体健康
? 地方病：自然界由于环境条件的不同，地表元素发生迁移，常造成一
些元素在地表分布的不均。这种生物地化循环时常导致某些生态系统
中生命元素含量的异常，或不足，或过剩，从而造成植物、动物乃至
人类的疾病。这种疾病常呈区域性，故称, 地方病, 。
? 微量元素循环：地方病大多数与微量元素有关。
? 碘的循环与分布特点：碘由陆地随水进入海洋，由海洋逸出进入大气，
再通过降水进入陆地，形成一个大循环。在生物中，通过海洋、陆地
两个食物链保持碘的生态平衡。山区少于平原，平原少于沿海，沿海
少于海洋。
? 微量元素与人体健康：
? 碘缺乏：缺碘症：甲状腺肿大，智力低下，影响胎儿发育等。
? 硒缺乏：引起克山病、大骨节病，也被认为是引起癌症的主要因素。
有毒有害物质循环
19:13:14 36
第四节 生态系统中的信息及其传递
? 生态系统的功能除了体现在生物生产过程，能量
流动和物质循环外，还表现在系统中各生命成分
之间存在着信息传递。信息传递是 双向的 。环境
是生态系统的一种信息源。生态系统中包含多种
多样的信息，大致可分为物理信息、化学信息、
行为信息和营养信息。
19:13:14 37
1．物理信息及其传递
① 光信息 —— 光强弱，光质，光照时间长短是重要的光
信息。太阳能是光信息的重要初级信源。
② 声信息 —— 鸟类婉转多变的叫声；蝙蝠、鲸类发达的
声纳定位系统。
③ 电信息 —— 特别是鱼类，大约有 300多种能产生
0.2~2伏微弱电压，电鳗产生的电压能高达 600伏。
④ 磁信息 —— 鱼类遨游迁徙于大海，候鸟成群结队长途
飞行 …… 都靠动物自己的电磁场与地球磁场互相作用
确定方向，方位。
19:13:14 38
2．化学信息及其传递
① 动物和植物间的化学信息
? 植物产生气味，不同动物对植物气味有不同反应。蜜
蜂取食与传粉靠植物的化学信息息素。
② 动物之间的化学信息
? 动物通过外分泌腺向体外分泌某些信息素。动物可利
用信息素标记所表现的领域行为。动物向体外分泌性
信息素，以沟通种内两性个体的性信息素交流。
③ 植物之间的化学信息
? 化学他感作用。有亲和性的，也有相互拮抗性的。
19:13:14 39
3．行为信息和营养信息
? 许多植物的异常表现和动物异常行动传递了某种
信息，可通称行为信息。
? 生态系统中，生物的食物链是一个生物的营养信
息系统。
19:13:14 40
第六章 应用生态学
? 一、全球变化
? 二、生态系统服务
19:13:14 41
? 全球变化：这些由于人类活动直接或间接
造成的全球生态环境的恶性变化倍受当今
科学界、各国政府及公众关注，简称全球
变化 (Global change)。
? 全球变暖：指地球表层大气、土壤、水体
及植被温度年际间缓慢上升。
第六章 应用生态学
19:13:14 42
厄尔利诺和拉尼娜现象
经向大
气循环
通常在每年的圣诞节期间在秘
鲁西海岸出现暖流。因此称 El
Nino（义为 Christ child）
在东热带太平洋出
现的海面温度低，
平均气压较高的现象称 La Nina,在此期
间，太平洋形成的 风暴向西移动
19:13:14 43
全球变化的主要现象
? 温室气体浓度增加
? 全球气温升高
? 海平面上升
? 臭氧层的破坏
? 土地利用和覆盖变化
19:13:14 44
二、生态系统服务
? 生态系统服务：是指对人类生存和生活质量
有贡献的生态系统产品和服务。
19:13:14 45
生态系统服务项目一览表
序号 生态系统服务 生态系统功能 举 例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
气体调节
气候调节
干拢调节
水调节
水供应
控制侵蚀和保
持沉积物
土壤形成
养分循环
废物处理
传粉
生物防治
避难所
食物生产
原材料
基因资源
休闲娱乐
文化
大气化学成分调节
全球温度、降水及其他生物媒介的
全球及地区性气候调节
生态系统对环境波动的容量、衰减和
综合反应
水文流动调节
水的贮存和保持
生态系统内的土壤保持
土壤形成过程
养分的贮存、内循环和获取
易流失养分的再获取，过多或外来养
分、化合物的去除和降解
有花植物配子的运动
生物种群的营养动力学控制
为常居和迁徙 种群提供生境
总初级生产中可用为食物的部分
总初级生产中可用为原材料的部分
独一无二的生物材料和产品的来源
提供休闲旅游活动机会
提供非商业性用途的机会
CO
2
/O
2
平衡,O
3
防紫外线,SO
X
水平
温室气体调节，影响云形成的 D M S 产物
风暴防止、洪水控制、干旱恢复等生境对
主要受植被结构控制的环境变化的反应
为农业、工业和运输提供用水
向集水区、水库和含水岩层供水
防止土壤被风、水侵蚀，把淤泥保存在湖
泊和湿地中
岩石风化和有机质积累
固氮,N, P 和其他元素及养分循环
废物处理，污染控制，解除毒性
提供传粉者以便植物种群繁殖
关键捕食者控制被食者种群，顶位捕食者使食草
动物减少
育雏地、迁徙动物栖息地、当地收获物种
栖息地或越冬场所
通过渔、猎、采集和农耕收获的鱼、鸟兽,
作物、坚果、水果等
木材、燃料和饲料产品
医药、材料科学产品，用于农作物抗病和抗虫的
基因，家养物种（宠物和植物栽培品种）
生态旅游、钓鱼运动及其他户外游乐活动
生态系统的美学、艺术、教育、精神及科
学价值
19:13:14 46
生态系统服务价值估计的意义
(1)生态系统服务估价较好地反映了生态系统
和自然资本的价值 。 这给一个国家, 地区的
决策者, 计划部门和财务会计系统在管理运
行中提供了背景值 。
(2)生态系统众多的服务, 是永远无法替代的 。
(3)重要用途之一是对建设项目规划进行评估 。
任何一个特定的建设项目的设计, 规划所得
到的公益必须和规划中所造成的生态服务价
值的损失进行比较, 加以权衡 。
19:13:14 47
山东农业大学资源与环境学院
Tel:0538-8241371
E-mail:lyqlinda@163.com
普通生态学
General Ecology
19:13:14 2
第五章 生态系统生态学
? 第一节 生态系统的一般特征
? 第二节 生态系统的能量流动
? 第三节 生态系统的物质循环
19:13:14 3
§ 5 生态系统的反馈调节和生态平衡
反馈
? 负反馈
? 正反馈
? 生态平衡
19:13:14 4
§ 1 生态系统的生物生产
? 生物生产的基本概念
? 生物生产
? 生物量与生产量
? 初级生产
? 总初级生产与净初级生产
? 初级生产的生产效率
? 光合效率（效能）：太阳能量进入生态系统的效能。
? 影响初级生产的因素
? 初级生产量的测定方法
? 次级生产
? 次级生产的基本特点
? 次级生产量的测定方法
第二节 生态系统的能量流动
19:13:14 5
次级生产的基本特点
次级生产过程模型
食物
资源 未采食 拒食 未食 粪便
(Fu)
呼吸
(R)
分解
被采食
可利用
食用
(C)
同化 (A)
动物产品
产生能量
(P) 潜
在
能
量
保持能量
损
失
能
量Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
C=A+Fu
A=P+R
C=P+Fu+R
P=C-Fu-R
19:13:14 6
次级生产的生态效率
? 1、消费效率
? 消费效率 =n+1营养级的消费能量 /n营养级的净生产量
? 草原 生态系统中的植食动物 与森林 生态系统中的植食动物
? 2、同化效率
? 同化效率 =被植物固定的能量 /植物吸收的日光能
? 或 =被动物消化吸收的能量 /动物摄食的能量
? 肉食动物与植食动物
? 3、生产效率
? 生产效率 =n营养级的净生产量 /n营养级的同化能量
? 大型动物的生长效率要低于小型动物
? 林德曼效率（ Lindemans efficiency）是指 n+1营养级所获得的
能量占 n营养级获得能量之比。
19:13:14 7
§ 2 生态系统中的分解
? 分解的性质
? 死有机物逐步降解的过程。
包括三个过程交叉进行，相互影响。
分解过程的特点和速率，取决于三方面因素。
19:13:14 8
§ 3 生态系统的能流过程（自学）
? 生态系统能流分析可以在哪几个层次上进行及能流
研究的原理？
? 银泉和 Cedar Bog湖的能流的特点？
19:13:14 9
第三节 生态系统的物质循环
? § 1 生物地化循环的基本概念
? § 2 水循环
? § 3 气体型循环
? § 4 沉积型循环
19:13:14 10
生物地化循环 (biogeochemical cycle)
? 生物地 (球 )化 (学 )循环的概念
? 生物地化循环可以用 库 和 流通率 两个概念来描述。
? 为了衡量库的特征，以入 周转率、周转时间
19:13:14 11
生物地化循环 (biogeochemical cycle)
? 生物地化循环的类型
? 水循环
? 气体型循环
? 沉积型循环
? 影响物质循环速率的因素有哪些？
19:13:14 12
影响物质循环速率的因素有
? （ 1）元素的性质
? （ 2）生物的生长速率
? （ 3）有机物质腐烂的速率
? （ 4）人类活动的影响
19:13:14 13
§ 2 水循环
? 水循环的意义：
? 水是所有营养物质的介质，生态系统中所有的物质循环都是在
水循环的推动下完成的；
? 水是地质变化的动因之一；
19:13:14 14
为什么高处往往比较贫瘠，低地比较肥沃？
? 由于携带着各种营养物质的水总是从高处
往低处流动，所以 高处往往比较贫瘠，低地比
较肥沃。
? 例如沼泽地和大陆架就是这种最肥沃的低地，也
是地球上生产力最高的生态系统之一。
? （污染问题）
19:13:14 15
水循环示意图
某地水循环示意图
（ Clodius and Keller,1951）
19:13:14 16
人类活动对水循环的影响
19:13:14 17
§ 3 气体型循环 (gaseous cycle)
? 氧循环
? 碳循环
? 氮循环
? 特点是贮存库主要是大气和海洋，循环功能完善，
其循环具有明显的全球性。
? 元素或化合物可以转化为 气体形式 参与循环过程。
气体循环速度比较快，例如 CO2,N2,O2等。物
质来源充沛，不会枯竭。
19:13:14 18
碳循环 (carbon cycle)
碳库
?碳循环的意义：
? 碳是构成生物有机体的最重要元素，生态系统碳循
环研究是系统能量流动的核心问题。
? 人类活动通过化石燃料的大规模使用，造成了对碳
循环的严重影响，可能是当代气候变化的重要原因。
19:13:14 19
The Carbon Cycle
Reservoirs
Processes/
Locations
Trophic
Levels/
Organisms
CO2 in
atmosphere
(reservoir)
ProducersConsumers
Wastes,
Dead bodiesSoil bacteria &detritus feedersSoil bacteria &
detritus feeders
Respitation
Burning of
fossil fuelsFireCO2 dissolvedin ocean
(reservoir)
19:13:14 20
海洋和大气 CO2调节
CO2 CO2溶于海水 H2CO3
水体中生物
H++CO3 2- CACO3
海底沉积物
19:13:14 21
19:13:14 22
碳循环 (carbon cycle)
? 温室效应,大气中对长波辐射具有屏蔽作
用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被
截留在地球表层而导致温度上升。
温室气体主要包括,二氧化碳 (CO2)、甲烷 (CH4)、氟
氯碳化物,(CFCs)、氧化亚氮 (N2O)、六氟化碳 (SF6)、
全氟碳化物 (PFCs)、氢氟碳化物 (HFCs)等。
19:13:14 23
溫室效应的影响
? 1996年联合国气候变化政府间专家委员会
(IPCC)评估报告，二氧化碳浓度已从工业革命前
的 280PPMV增加至 1994年的 358PPMV。预估
2100年时全球平均地面气溫，将比 1990年上升
1.0～ 3.5℃,海平面將上升 15～ 95公分；全球
气候与生态环境将产生下列变化：
? 海平面上升，淹沒陆地。
? 全球气候经常发生暴雨或干旱。
? 土地沙漠化，生态环境改变。
19:13:14 24
联合国气候变化框架公约 第三屆缔约国大会
1997年 12月 1日至 11日于日本京都举行，共有
一百五十九个缔约国及二百五十个非政府组
织參加，总人数超过一万人。
,京都议定书,
19:13:14 25
19:13:14 26
“去向不明”的二氧化碳有了着落
? 方精云等人的研究成果也为, 二氧化碳去向不明,
现象的解释提供了新思路。据测算，人类活动每
年释放出的二氧化碳为 70 亿吨, 有 30 亿吨至
34 亿吨 排放到大气中,20 亿吨 被海洋吸收。
由于陆地生物圈与大气圈之间碳循环处于平衡状
态，因而剩下的 16 亿吨至 20 亿吨 二氧化碳则
,去向不明, 。方精云指出，北半球高纬度陆地
生态系统，是世界环境的, 净化器,,对大气中
的二氧化碳起到了巨大的吸收、存储作用。
19:13:14 27
氮循环 (nitrogen cycle)
1、固氮作用
（ 1） 闪电、宇宙射线,火山爆发等 高能固
氮,形成硝酸盐；
（ 2） 工业固氮, 400摄氏度,200大气压下；
（ 3） 生物固氮,固氮菌、与豆科植物共生
的根瘤菌和蓝藻等自养和异养微生物。
19:13:14 28
? 氨化作用,由氨化细菌和真菌的
作用将有机氮分解成为氨和氨化合
物，氨溶水成为 NH4+，为植物利
用。
? 硝化作用,在通气良好的土壤中，
氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐
细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供
植物吸收利用。
? 反硝化作用, 反硝化细菌将亚硝
酸盐转变成大气氮，回到大气库中。
19:13:14 29
氮循环 (nitrogen cycle)
陆地陆地
其它
动植物
蓝藻
浅层死有机物
溶解死
有机物
土壤
中无
机氮
库 丢失于深
层沉积中
动植物
活体 共生或
自由生活
的固氮
微生物
死有机体
陆地 河流带走
生物固氮
大气库
N2
大气库
HN3,NO,NO2,
N2O,
工业固氮
（汽车,化肥,电厂）
脱氮
闪电
化学反应
海洋
火
山
作
用
降
水
大气
19:13:14 30
§ 4 沉积型循环 (sedimentary cycle)
? 磷循环
? 硫循环
? 特点是贮存库主要是岩石、沉积物、土壤
等，循环过程缓慢，循环是非全球性的，
容易出现局部短缺。
19:13:14 31
磷循环（ phosphorus cycle）
沉积型循环
沉积物中的磷
（约为土壤和海洋中千倍以上）
陆地 海洋
死
有机物
土壤中的
无机磷
活有机物
死
有机物
深海的磷
活有机物捕鱼
鸟粪
悬浮在水中随河水带走
摄取
排泄
死亡
下,沉分解
沉积溶解于水上升风化开采
摄取
排泄死亡
上涌
河流运输
19:13:14 32
硫循环（ sulfur cycle）
陆地 海洋
沉积物（ CaSO4,FeS2）
溶解的
SO42-
SO2
H2S
S
CaSO4 FeS2
死有机物
活有机物
SO42-
降水
SO2,SO42-
扩散海浪
SO42-
大气
上升，分化
SO2
FeS2
死有机物
活有机物
SO42-
H2S
S
分解化肥工业
SO42-
摄取
扩散
火山活动 H2S,SO2,SO42-
植物摄取
SO2,SO42-降水
SO2,SO42-
化石
燃烧
SO2
H2S,SO2,SO42-
19:13:14 33
19:13:14 34
伦敦烟雾事件
? 伦敦 1952年 2月 5日到 8日，雾大无风，
家庭和工厂排出的烟尘经久不散，大气中
SO2含量 3.8毫克 /立方米，烟尘 4.5毫克，
居民普遍呼吸困难、咳嗽、喉痛、呕吐和
发烧,4天内死亡约 4000人。
19:13:14 35
生物地化循环与人体健康
? 地方病：自然界由于环境条件的不同，地表元素发生迁移，常造成一
些元素在地表分布的不均。这种生物地化循环时常导致某些生态系统
中生命元素含量的异常，或不足，或过剩，从而造成植物、动物乃至
人类的疾病。这种疾病常呈区域性，故称, 地方病, 。
? 微量元素循环：地方病大多数与微量元素有关。
? 碘的循环与分布特点：碘由陆地随水进入海洋，由海洋逸出进入大气，
再通过降水进入陆地，形成一个大循环。在生物中，通过海洋、陆地
两个食物链保持碘的生态平衡。山区少于平原，平原少于沿海，沿海
少于海洋。
? 微量元素与人体健康：
? 碘缺乏：缺碘症：甲状腺肿大，智力低下，影响胎儿发育等。
? 硒缺乏：引起克山病、大骨节病，也被认为是引起癌症的主要因素。
有毒有害物质循环
19:13:14 36
第四节 生态系统中的信息及其传递
? 生态系统的功能除了体现在生物生产过程，能量
流动和物质循环外，还表现在系统中各生命成分
之间存在着信息传递。信息传递是 双向的 。环境
是生态系统的一种信息源。生态系统中包含多种
多样的信息，大致可分为物理信息、化学信息、
行为信息和营养信息。
19:13:14 37
1．物理信息及其传递
① 光信息 —— 光强弱，光质，光照时间长短是重要的光
信息。太阳能是光信息的重要初级信源。
② 声信息 —— 鸟类婉转多变的叫声；蝙蝠、鲸类发达的
声纳定位系统。
③ 电信息 —— 特别是鱼类，大约有 300多种能产生
0.2~2伏微弱电压，电鳗产生的电压能高达 600伏。
④ 磁信息 —— 鱼类遨游迁徙于大海，候鸟成群结队长途
飞行 …… 都靠动物自己的电磁场与地球磁场互相作用
确定方向，方位。
19:13:14 38
2．化学信息及其传递
① 动物和植物间的化学信息
? 植物产生气味，不同动物对植物气味有不同反应。蜜
蜂取食与传粉靠植物的化学信息息素。
② 动物之间的化学信息
? 动物通过外分泌腺向体外分泌某些信息素。动物可利
用信息素标记所表现的领域行为。动物向体外分泌性
信息素，以沟通种内两性个体的性信息素交流。
③ 植物之间的化学信息
? 化学他感作用。有亲和性的，也有相互拮抗性的。
19:13:14 39
3．行为信息和营养信息
? 许多植物的异常表现和动物异常行动传递了某种
信息，可通称行为信息。
? 生态系统中，生物的食物链是一个生物的营养信
息系统。
19:13:14 40
第六章 应用生态学
? 一、全球变化
? 二、生态系统服务
19:13:14 41
? 全球变化：这些由于人类活动直接或间接
造成的全球生态环境的恶性变化倍受当今
科学界、各国政府及公众关注，简称全球
变化 (Global change)。
? 全球变暖：指地球表层大气、土壤、水体
及植被温度年际间缓慢上升。
第六章 应用生态学
19:13:14 42
厄尔利诺和拉尼娜现象
经向大
气循环
通常在每年的圣诞节期间在秘
鲁西海岸出现暖流。因此称 El
Nino（义为 Christ child）
在东热带太平洋出
现的海面温度低，
平均气压较高的现象称 La Nina,在此期
间，太平洋形成的 风暴向西移动
19:13:14 43
全球变化的主要现象
? 温室气体浓度增加
? 全球气温升高
? 海平面上升
? 臭氧层的破坏
? 土地利用和覆盖变化
19:13:14 44
二、生态系统服务
? 生态系统服务：是指对人类生存和生活质量
有贡献的生态系统产品和服务。
19:13:14 45
生态系统服务项目一览表
序号 生态系统服务 生态系统功能 举 例
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
气体调节
气候调节
干拢调节
水调节
水供应
控制侵蚀和保
持沉积物
土壤形成
养分循环
废物处理
传粉
生物防治
避难所
食物生产
原材料
基因资源
休闲娱乐
文化
大气化学成分调节
全球温度、降水及其他生物媒介的
全球及地区性气候调节
生态系统对环境波动的容量、衰减和
综合反应
水文流动调节
水的贮存和保持
生态系统内的土壤保持
土壤形成过程
养分的贮存、内循环和获取
易流失养分的再获取，过多或外来养
分、化合物的去除和降解
有花植物配子的运动
生物种群的营养动力学控制
为常居和迁徙 种群提供生境
总初级生产中可用为食物的部分
总初级生产中可用为原材料的部分
独一无二的生物材料和产品的来源
提供休闲旅游活动机会
提供非商业性用途的机会
CO
2
/O
2
平衡,O
3
防紫外线,SO
X
水平
温室气体调节，影响云形成的 D M S 产物
风暴防止、洪水控制、干旱恢复等生境对
主要受植被结构控制的环境变化的反应
为农业、工业和运输提供用水
向集水区、水库和含水岩层供水
防止土壤被风、水侵蚀，把淤泥保存在湖
泊和湿地中
岩石风化和有机质积累
固氮,N, P 和其他元素及养分循环
废物处理，污染控制，解除毒性
提供传粉者以便植物种群繁殖
关键捕食者控制被食者种群，顶位捕食者使食草
动物减少
育雏地、迁徙动物栖息地、当地收获物种
栖息地或越冬场所
通过渔、猎、采集和农耕收获的鱼、鸟兽,
作物、坚果、水果等
木材、燃料和饲料产品
医药、材料科学产品，用于农作物抗病和抗虫的
基因，家养物种（宠物和植物栽培品种）
生态旅游、钓鱼运动及其他户外游乐活动
生态系统的美学、艺术、教育、精神及科
学价值
19:13:14 46
生态系统服务价值估计的意义
(1)生态系统服务估价较好地反映了生态系统
和自然资本的价值 。 这给一个国家, 地区的
决策者, 计划部门和财务会计系统在管理运
行中提供了背景值 。
(2)生态系统众多的服务, 是永远无法替代的 。
(3)重要用途之一是对建设项目规划进行评估 。
任何一个特定的建设项目的设计, 规划所得
到的公益必须和规划中所造成的生态服务价
值的损失进行比较, 加以权衡 。
19:13:14 47
