作物栽培环境课件-生态环境-.ppt
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- 作物 栽培 环境 课件 生态环境
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1、作物栽培环境作物栽培环境 生态环境 n第一节 生态系统n第二节农业生态系统 n第三节农业生态环境保护作物栽培环境作物栽培环境n一、基本概念一、基本概念(三)(三)生态系统的类型生态系统的类型根据人类活动的影响大小可以分为自然生态根据人类活动的影响大小可以分为自然生态系统和人工生态系统。系统和人工生态系统。根据能源的来源可以分为无补助的太阳供能根据能源的来源可以分为无补助的太阳供能生态系统、人类补助的太阳供能生态系统、燃生态系统、人类补助的太阳供能生态系统、燃料供能的城市生态系统。料供能的城市生态系统。根据环境中水分的情况可分为水生生态系统根据环境中水分的情况可分为水生生态系统和陆生生态系统。水
2、生生态系统包括淡水湿地和陆生生态系统。水生生态系统包括淡水湿地生态系统、湖泊和池塘生态系统、溪流与河流生态系统、湖泊和池塘生态系统、溪流与河流生态系统、海洋生态系统等;陆生生态系统包生态系统、海洋生态系统等;陆生生态系统包括森林生态系统、草原和稀树草原生态系统、括森林生态系统、草原和稀树草原生态系统、荒漠生态系统等。农业生态系统和城市生态系荒漠生态系统等。农业生态系统和城市生态系统也属于陆生生态系统。统也属于陆生生态系统。第一节生态系统作物栽培环境作物栽培环境n二、二、生态系统的组成与结构生态系统的组成与结构(一)(一)生态系统的组成生态系统的组成生态系统由生物和非生物两大部分,生产者、消费者
3、、分生态系统由生物和非生物两大部分,生产者、消费者、分解者和非生物环境四种基本成分组成。解者和非生物环境四种基本成分组成。生产者是指能用简单的无机物制造有机物的自养生物,包括所生产者是指能用简单的无机物制造有机物的自养生物,包括所有的绿色植物和一些化能合成细菌。有的绿色植物和一些化能合成细菌。消费者是指不能利用无机物质制造有机物质的生物。消费者可消费者是指不能利用无机物质制造有机物质的生物。消费者可分为草食动物、肉食动物和杂食动物等。分为草食动物、肉食动物和杂食动物等。草食动物指直接以植物为食的动物,如牛、马、羊、兔、草食动物指直接以植物为食的动物,如牛、马、羊、兔、某些昆虫等,又称为一级消费
4、者或初级消费者。某些昆虫等,又称为一级消费者或初级消费者。肉食动物指以草食动物或其他动物为食的动物,也称为次肉食动物指以草食动物或其他动物为食的动物,也称为次级消费者。又可分为一级肉食动物、二级肉食动物、三级肉级消费者。又可分为一级肉食动物、二级肉食动物、三级肉食动物等。食动物等。杂食动物也称兼食性动物,是介于草食动物和肉食动物之杂食动物也称兼食性动物,是介于草食动物和肉食动物之间,既吃植物又吃动物的生物。人就是典型的杂食动物间,既吃植物又吃动物的生物。人就是典型的杂食动物分解都是异养生物,主要是细菌、真菌、放线菌、原生动物和分解都是异养生物,主要是细菌、真菌、放线菌、原生动物和一些小型无脊椎
5、动物。一些小型无脊椎动物。第一节生态系统作物栽培环境作物栽培环境非生物环境是生态系统的生命支持系统,非生物环境是生态系统的生命支持系统,是生物生活的场所,提供生物生存所是生物生活的场所,提供生物生存所必须的物质条件,也是生物能量的源必须的物质条件,也是生物能量的源泉,包括驱动整个生态系统运转的能泉,包括驱动整个生态系统运转的能源和热量等气候因子、生物生长的基源和热量等气候因子、生物生长的基质和介质、生物生长代谢的材料等。质和介质、生物生长代谢的材料等。作物栽培环境作物栽培环境n二、二、生态系统的组成与结构生态系统的组成与结构(二)(二)生态系统的结构生态系统的结构1 1、生态系统的形态结构、生
6、态系统的形态结构任何一个自然生态系统都有明显的分层现象。任何一个自然生态系统都有明显的分层现象。生态系统中生产者、消费者和消费者之间,以及它们与生态系统中生产者、消费者和消费者之间,以及它们与分解者之间的相互作用、相互联系彼此交织在一起形成网络分解者之间的相互作用、相互联系彼此交织在一起形成网络结构。结构。在一个陆地生态系统(草地)中,草地有高高矮矮绿草在一个陆地生态系统(草地)中,草地有高高矮矮绿草的分层现象,地下部分由于的分层现象,地下部分由于生态系统的结构也会随时间不同而变化,这种动态变化生态系统的结构也会随时间不同而变化,这种动态变化可以分为三类:一以长时间量度的生态系统进化;二是以中
7、可以分为三类:一以长时间量度的生态系统进化;二是以中等时间量度的群落演替;三是以昼夜、季节和年份等短时间等时间量度的群落演替;三是以昼夜、季节和年份等短时间量度的周期性变化。量度的周期性变化。生态系统短时间结构的变化,反映了植物、动物等为适生态系统短时间结构的变化,反映了植物、动物等为适应环境因素的周期性变化而引起的整个生态系统外貌上的变应环境因素的周期性变化而引起的整个生态系统外貌上的变化。这种生态结构的短时间变化往往反映了环境质量高低的化。这种生态结构的短时间变化往往反映了环境质量高低的变化。变化。作物栽培环境作物栽培环境n二、二、生态系统的组成与结构生态系统的组成与结构2 2、生态系统的
8、营养结构、生态系统的营养结构(1 1)食物链)食物链食物链是指生态系统内不同生物之间通过食与被食形成的食物链是指生态系统内不同生物之间通过食与被食形成的一环套一环的链状营养关系。一环套一环的链状营养关系。一个生态系统中可以有许多条食物链。根据食物链能量流一个生态系统中可以有许多条食物链。根据食物链能量流动的起点和生物成员取食方式的差异,食物链可分成动的起点和生物成员取食方式的差异,食物链可分成三种:三种:捕食食物链或牧食作物链如草捕食食物链或牧食作物链如草蝗虫蝗虫蛇蛇鹰,藻鹰,藻类类甲壳类甲壳类小鱼小鱼大鱼。大鱼。腐食食物链又称碎屑食物链如动植物残体腐食食物链又称碎屑食物链如动植物残体蚯蚓蚯蚓
9、线虫线虫节肢动物;海洋中的有机碎屑节肢动物;海洋中的有机碎屑浮游动物浮游动物鱼鱼类等。类等。寄生食物链如哺乳动物寄生食物链如哺乳动物跳蚤跳蚤原生动物原生动物细菌细菌病毒。病毒。作物栽培环境作物栽培环境n二、二、生态系统的组成与结构生态系统的组成与结构(2 2)食物网)食物网食物网:在生态系统中,各生物之间的取食和被取食关系食物网:在生态系统中,各生物之间的取食和被取食关系往往不是单一的,一种消费者同时会取食多种食物,往往不是单一的,一种消费者同时会取食多种食物,而同一食物又可能被多种消费者取食,食物链之间交而同一食物又可能被多种消费者取食,食物链之间交错纵横、彼此相连,构成一种复杂的网络结构。
10、错纵横、彼此相连,构成一种复杂的网络结构。食物网使生态系统中的各种生物直接或间接地联系起来。食物网使生态系统中的各种生物直接或间接地联系起来。生物种类越多,食性越复杂,形成的食物网就越复杂,生物种类越多,食性越复杂,形成的食物网就越复杂,(3 3)生态金字塔)生态金字塔生态金字塔是反映食物链中营养级之间数量及能量比例关生态金字塔是反映食物链中营养级之间数量及能量比例关系的一个图解模型。系的一个图解模型。生态金字塔的层次多少,对能量的消耗程度有很大影响,生态金字塔的层次多少,对能量的消耗程度有很大影响,层次越多,贮存的能量越少。塔基宽,生态系统稳定,层次越多,贮存的能量越少。塔基宽,生态系统稳定
11、,但塔基过宽,能量转化效率低,能量的浪费大。但塔基过宽,能量转化效率低,能量的浪费大。作物栽培环境作物栽培环境n三、三、生态系统的功能生态系统的功能1 1、能量和能量流动、能量和能量流动生态系统中的能量主要来源于太阳辐射生态系统中的能量主要来源于太阳辐射能量流动是指能量在生态系统中的流动过程,能量流动是指能量在生态系统中的流动过程,能量在生态系统中的流动转移和转化服从热力学能量在生态系统中的流动转移和转化服从热力学第一定律和热力学第二定律。进入系统的全部第一定律和热力学第二定律。进入系统的全部能量,最终要释放出去或贮藏在该系统内。系能量,最终要释放出去或贮藏在该系统内。系统内总的能量收支平衡,
12、但能量形式可以转换。统内总的能量收支平衡,但能量形式可以转换。生态系统的能量消耗主要用于维持系统内生物的生态系统的能量消耗主要用于维持系统内生物的生命活动,通过呼吸作用和新陈代谢活动,使生命活动,通过呼吸作用和新陈代谢活动,使固定于植物体内的能量最终以热的形式散失于固定于植物体内的能量最终以热的形式散失于环境中去。环境中去。作物栽培环境作物栽培环境2 2、生态效率、生态效率生态效率是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级生态效率是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值。之间或营养级内部的比值。(1 1)植物的同化效率)植物的同化效率=被植物固定的能量被植物固定的能量/植物
13、吸收的光植物吸收的光能能(2 2)消费者的同化效率被吸收的食物)消费者的同化效率被吸收的食物/摄入的食物摄入的食物(3 3)生长效率)生长效率=n=n营养级的净生长量营养级的净生长量/n/n营养级的同化量营养级的同化量(4 4)林德曼效率)林德曼效率=n=n营养级上的同化量营养级上的同化量/n-1/n-1营养级上的同营养级上的同化量化量(5 5)消费效率)消费效率=n=n营养级上的摄取量营养级上的摄取量/n-1/n-1营养级上净生产营养级上净生产量量同化效率和生长效率是营养级内的生态效率,林德曼效同化效率和生长效率是营养级内的生态效率,林德曼效率和消费效率是营养级之间的生态效率。率和消费效率是
14、营养级之间的生态效率。作物栽培环境作物栽培环境n三、三、生态系统的功能生态系统的功能(二)(二)物质循环物质循环1 1、物质循环的概念、物质循环的概念生态系统的物质循环,也叫生物地球化学循环,是指各种生态系统的物质循环,也叫生物地球化学循环,是指各种化学元素包括生命有机体必需的营养物质,在不同层化学元素包括生命有机体必需的营养物质,在不同层次、不同大小的生态系统内,乃至生物圈里,沿着特次、不同大小的生态系统内,乃至生物圈里,沿着特定的途径从环境到生物体,从生物体再到环境,不断定的途径从环境到生物体,从生物体再到环境,不断进行着的流动和循环。那些生命必需元素的循环通常进行着的流动和循环。那些生命
15、必需元素的循环通常称为营养物质循环。称为营养物质循环。生物地球化学循环包括地质大循环和生物小循环两部分,生物地球化学循环包括地质大循环和生物小循环两部分,二者密切联系、相辅相成。二者密切联系、相辅相成。地质大循环和生物小循环的特点相反。地质大循环时间长,地质大循环和生物小循环的特点相反。地质大循环时间长,范围广,是闭合式的循环;生物小循环时间短,范围范围广,是闭合式的循环;生物小循环时间短,范围小,是开放式的循环。小,是开放式的循环。作物栽培环境作物栽培环境n三、三、生态系统的功能生态系统的功能2 2、主要物质的生物地球化学循环、主要物质的生物地球化学循环(1 1)水循环)水循环(2 2)碳循
16、环)碳循环(3 3)氮循环)氮循环四条途径:四条途径:一是生物固氮,一是生物固氮,二是工业固氮,二是工业固氮,三是岩浆固氮三是岩浆固氮四是大气固氮,四是大气固氮,(4 4)磷循环)磷循环3 3、物质循环的调节、物质循环的调节(1 1)水循环的调节)水循环的调节(2 2)碳循环的调节)碳循环的调节(3 3)氮循环的调节)氮循环的调节(4 4)磷循环的调节)磷循环的调节4 4、物质循环中的物质富集、物质循环中的物质富集作物栽培环境作物栽培环境n三、三、生态系统的功能生态系统的功能(三)(三)信息传递信息传递1 1、基本概念、基本概念信息是指由信息源发出的能被使用者接受和理解的各种信信息是指由信息源
17、发出的能被使用者接受和理解的各种信号。号。信息是系统控制的基础,是系统组织程度或有序程度的标信息是系统控制的基础,是系统组织程度或有序程度的标志。志。2 2、生态系统中信息的类型、生态系统中信息的类型(1 1)物理信息)物理信息 光信息、光信息、声信息、声信息、电信息、电信息、磁信息等四类。磁信息等四类。(2 2)化学信息)化学信息(3 3)行为信息)行为信息(4 4)营养信息)营养信息3 3生态系统信息的传递生态系统信息的传递 阳光与植物间的信息联系阳光与植物间的信息联系 植物与植物间的信息交流植物与植物间的信息交流 植物与动物间的信息交流植物与动物间的信息交流作物栽培环境作物栽培环境n三、
18、三、生态系统的功能生态系统的功能4 4、生态系统信息流的人工控制、生态系统信息流的人工控制(1 1)光信息的人工控制)光信息的人工控制(2 2)化学信息的人工控制)化学信息的人工控制(3 3)声信息的人工控制)声信息的人工控制(四)(四)生态系统的稳定性生态系统的稳定性1 1生态平衡生态平衡(1 1)生态平衡的概念)生态平衡的概念生态平衡是指生态系统的稳定状态,它包括结构上的稳定、生态平衡是指生态系统的稳定状态,它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输入输出上的稳定。这种稳定是功能上的稳定和能量输入输出上的稳定。这种稳定是一种动态的平衡。一种动态的平衡。生态系统是由生产者、消费者和分解者三大功
19、能类群以及生态系统是由生产者、消费者和分解者三大功能类群以及非生物成分所组成的一个功能系统。非生物成分所组成的一个功能系统。(2 2)生态平衡的内容)生态平衡的内容生态平衡包括生态系统结构的稳定、功能的稳定、能量与生态平衡包括生态系统结构的稳定、功能的稳定、能量与物质输入输出的平衡。物质输入输出的平衡。(3 3)影响生态平衡的因素)影响生态平衡的因素影响生态平衡的因素很多,可以归纳为自然因素和人为因影响生态平衡的因素很多,可以归纳为自然因素和人为因素两大类。素两大类。作物栽培环境作物栽培环境n三、三、生态系统的功能生态系统的功能2 2生态失调生态失调(1 1)生态失调的概念)生态失调的概念当外
20、来干扰超越生态系统自我调节能力,使之不能恢复到当外来干扰超越生态系统自我调节能力,使之不能恢复到原初状态即称为生态失调或生态平衡破坏。原初状态即称为生态失调或生态平衡破坏。生态系统存在着一个稳定性阈值。生态系统稳定性阈值,生态系统存在着一个稳定性阈值。生态系统稳定性阈值,取决于生态系统的成熟程度。生态系统越成熟,其种取决于生态系统的成熟程度。生态系统越成熟,其种类组成越多、营养结构越复杂,稳定性也越大,即阈类组成越多、营养结构越复杂,稳定性也越大,即阈值越高。反之,一个简单人工生态系统的阈值则低。值越高。反之,一个简单人工生态系统的阈值则低。(2 2)生态失调的表现)生态失调的表现生态失调主要
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