A. 大气的作用是什么
包围地球的空气称为大气。像鱼类生活在水中一样,我们人类生活在地球大气的底部,并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍,人类的发展,提供了理想的环境。它的状态和变化,时时处处影响到人类的活动与生存。大气科学是研究大气圈层的一门科学。它研究大气的具体情况,包括组成大气的成分、这些成分的分布和变化、大气的结构、大气的基本性质和主导状态的运动规律。 大气的运动变化是由大气中热能的交换所引起的,热能主要来源于太阳,热能交换使得大气的温度有升有降。空气的运动和气压系统的变化活动,使地球上海陆之间、南北之间、地面和高空之间的能量和物质不断交换,生成复杂的气象变化和气候变化。大气科学将从气压的变化、气压分布不均形成的气压场和气压系统、各层大气中空气运动的各种情况、风的现象和性质等方面,深入研究大气中各种环流系统、天气系统,以及基于流体力学、热力学研究大气运动的本质和现象。天气,从现象上来讲,绝大部分是大气中水分变化的结果。在太阳辐射、下垫面强迫作用和大气环流的共同作用下,形成的天气的长期综合情况称为气候。大气科学将研究气候的成因,不同区域的气候状况,气候变迁以及人类活动对气候的影响等问题。 大气污染对大气物理状态的影响,主要是引起气候的异常变化。这种变化有时是很明显的,有时则以渐渐变化的形式发生,为一般人所难以觉察,但任其发展,后果有可能非常严重。大气是在不断变化着的,其自然的变化进程相当缓慢,而人类活动造成的变化祸在燃眉,已引起世界范围的殷切关注,世界各地都已动员了大量人力、物力,进行研究、防范、治理。控制大气污染,保护环境,已成为当代人类一项重要事业。 大气变暖 甲烷作祟 据有关报道,中国科学院的科研人员近日利用自行设计的高精度冰芯气泡甲烷提取分析系统,对青藏高原达索普冰芯进行了研究测试、实验分析,获得了近两千年来高分辨率中低纬度大气甲烷纪录,使大气温室气体与全球气候变化相互作用的研究取得了突破性进展。通过对青藏高原达索普冰芯中甲烷记录的研究,科研人员发现,1850年以来大气中甲烷含量急剧上升,在过去的150年里上升了1.4倍。而在两次世界大战期间人类活动甲烷排放呈负增长。专家称,这一研究将为全球大气的分布和变化特征提供定量评估的依据。 研究表明,随着温室气体的不断排放,地球大气的“温室效应”会越来越强。温室气体主要由水蒸气、二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氟里昂等成分组成,其中甲烷的温室效应是二氧化碳的20倍,且在大气中的浓度呈现出快速增长的趋势。此外,研究还预测出:随着温室气体的大量排放,全球气温将普遍上升。同时,地球生态系统将面临中纬度地区生态系统和农业带向极区迁移和生物多样性降低的威胁,突发性的气候灾难频度增强,这些都将直接影响人类的生存与发展。 近年来,随着全球人口的增长和人类活动的加剧,人类向大气中排放的温室气体越来越多,使大气中温室气体的含量成倍增加。专家指出,这些温室气体将通过气候系统控制自然能量的流向,从而影响全球气候的变化。事实上,人类排放到大气中的气体无一例外都要通过自然过程来消除,而消除过程本身则要通过破坏现有的气候、环境及生态系统来完成。人类愈发认清:在环境污染的肇事者名单中,无人可以逃脱;而在环境恶化的受害人名单中,也没谁可以幸免!我们每一个人不仅仅是环境污染的受害者,也是环境污染的制造者,更是环境污染的治理者。环境保护不仅仅是一个口号、一个话题,它更是一门系统的科学,更是一种意识、一种理念、一种生活方式。环境保护不但需要政府和专家学者,也需要公众的广泛参与。
B. 向高手请教“生态因子对生物作用的特点从四个方面来答”
生态因子 —— 组成环境的因素就称为环境因子,也就是我们说的“生态因子”。
生态因子的分类
生态因子通常分为非生物因子(abiotic factors)和生物因子(biotic factors)两类。
非生物因子包括温度、光、湿度、pH、氧等理化因子;
生物因子则包括同种生物的其他有机体和异种生物的有机体,前者构成种内关系,后者构成种间关系;
生态因子的作用方式
生物和环境之间的相互关系:
作 用 —— 环境的非生物因子对有机体的影响。
反作用 —— 有机体对环境的影响。
生物和生物之间的相互关系: 捕食、寄生等。 限制因子的概念
1.什么是限制因子?
定义:在众多的环境因素中,任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因素,叫限制因子。
2. 利比希的“最小因子定律”
利比希是19世纪德国的农业化学家,他是研究各种因子对植物生长影响的先驱。他提出:“植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养成分”。他的基本思想是,每种植物都需要一定种类和一定量的营养物质。如果环境中缺乏其中的一种,植物就会死亡,如果这种营养物质处于最少量状态,植物的生长就最少。这就是利比希的“最小因子定律”。
3.谢福尔德的“耐受性定律”
利比希只是提出因子处于最小量时可能成为限制因子。但事实上,因子过量时同样可以成为限制因子。因此,每种生物对每一种环境因素都有一个能耐受的范围,一个生态上的最低点和一个生态上的最高点。最低点和最高点(或称耐受性下限和上限)之间的范围,就称为生态幅或生态价。
耐受性定律 —— 耐受性定律任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多,即当其接近或达到某种生物的耐受性限度时,就会使该种生物衰退或不能生存。
生态因子的其他作用
因子补偿作用
除了能适应环境外,在一定程度范围内,生物还能改变自然环境,减少温度、光、水等生态因子的限制作用,这就是生物对因子的补偿作用。这种补偿作用常见于群落水平中,但在种内同样可以见到。
群落水平上的因子补偿作用的例子很多。例如在一个实验微宇宙中,整个群落的呼吸(如以二氧化碳的释放量为指标)随环境温度的变化很小,而微宇宙中的一个种(例如水蚤)的呼吸则明显随温度而改变。原因是群落中生物种类很多,它们的最适温度各不相同。但通过不同种间的生理调节和适应,整个群落就得到补偿,从而使群落整体的CO2释放量变动很小。这里就是生物(各个种)对环境因子(CO2释放量)的补偿作用(使群落整体CO2释放量变动很小)。
信号作用
生物还能利用一些生态因子的周期性变化,以作为确定时间,调节其生理节律和生活史中的各种节律的线索。一个明显的例子就是光照周期。
光照周期在一定地理纬度和一定季节是不变的,年年如此。例如,白昼延长意味春、夏的来临,白昼缩短表示秋、冬来临。于是,光照周期的变化就成为一个季节变化的信号,动物就依据这个信号调节自己的活动。
一些重要的非生态因子及其生态作用
早期的生态学教科书,主要是分章详细叙述各种环境因子,尤其是生物因子对动物生活的作用。但近年来,由于生态系统生态学和种群生态学的发展和提升到更重要的地位,环境分析的篇幅便日益减少。考虑到这种情况,这里我们对于非生物因子的作用只作概述性的介绍。
生态因子的作用特点
1.综和性
每一个生态因子都是在与其他因子的相互影响、相互制约中起作用的,任何因子的变化都会在不同程度上引起其他因子的变化。例如光照强度的变化必然会引起大气和土壤温度和湿度的改变,这就是生态因子的综合作用。
2.非等价性
对生物起作用的诸多因子是非等价的,其中有1~2个是起主要作用的主导因子。主导因子的改变常会引起其他生态因子发生明显变化或使生物的生长发育发生明显变化,如光周期现象中的日照时间和植物春化阶段的低温因子就是主导因子。
3.不可替代性和可调剂性
生态因子虽非等价,但都不可缺少,一个因子的缺失不能由另一个因子来代替。但某一因子的数量不足,有时可以由其他因子来补偿。例如光照不足所引起的光合作用的下降可由CO2浓度的增加得到补偿。
4.阶段性和限制性
生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。例如低温对冬小麦的春化阶段是必不可少的,但在其后的生长阶段则是有害的。那些对生物的生长、发育、繁殖、数量和分布起限制作用的关键性因子叫限制因子。有关生态因子(量)的限制作用有以下两条定律。
(1)李比希最小因子定律(Liebig’s law of minimum)
1840年农业化学家J. Liebig在研究营养元素与植物生长的关系时发现,植物生长并非经常受到大量需要的自然界中丰富的营养物质如水和CO2的限制,而是受到一些需要量小的微量元素如硼的影响。因此他提出“植物的生长取决于那些处于最少量因素的营养元素”,后人称之为Liebig最小因子定律。Liebig之后的研究认为,要在实践中应用最小因子定律,还必须补充两点:一是Liebig定律只能严格地适用于稳定状态,即能量和物质的流入和流出是处于平衡的情况下才适用;二是要考虑因子间的替代作用。
(2)谢尔福德耐受定理(Shelford’s law of tolerance)
生态学家V. E. Shelford于1913年研究指出,生物的生存需要依赖环境中的多种条件,而且生物有机体对环境因子的耐受性有一个上限和下限,任何因子不足或过多,接近或超过了某种生物的耐受限度,该种生物的生存就会受到影响,甚至灭绝。这就是Shelford耐受定律。后来的研究对Shelford耐受定律也进行了补充:每种生物对每个生态因子都有一个耐受范围,耐受范围有宽有窄;对所有因子耐受范围都很宽的生物,一般分布很广;生物在整个发育过程中,耐受性不同,繁殖期通常是一个敏感期;在一个因子处在不适状态时,对另一个因子的耐受能力可能下降;生物实际上并不在某一特定环境因子最适的范围内生活,可能是因为有其他更重要的因子在起作用。
C. 大气因子对生物影响有什么意义
大气的组成及其生态意义
地球被一层大气所包围,从地球表面到高空1 100 km的范围内都属于大气层,由所有围绕地球的大气构成大气圈。大气分为三层:最上是电离层,中间是平流层,最下是对流层,对生物影响最大的是对流层,各种天气现象,风云雨雾的形成主要是对流层的影响。由于地球引力的作用,空气向上越来越稀薄,估计约有99%的空气集中在29 km范围内。从地面向上2 km以内,局部气流变化与更替最为激烈,与有机体生活的关系也最为密切。大气对森林的生态意义主要发生在地球表面30-50 km的大气层里。
大气圈中的空气是复杂的混合物,如果没有严重的环变迁和污染发生,它的组成是一定的。一般:氮占78.08%;氧占20.95%;氩占:0.29%;二氧化碳占 0.032%;其余为稀有气体如:氢、氖、氦、臭氧、氪、氙,以及灰尘和花粉等。除了上述物质外,大气中还有水汽,即水蒸气,按体积说,常在0-4%范围内。
空气是一切有机体所必需的物质,绿色植物要吸收大气中的CO2、O2进行光合作用和呼吸作用,动物和人类需要吸收O2、臭氧层可以吸收一部分紫外线,免去紫外线对人的危害,CO2和水蒸气可以阻止地面热量的散失等。
(1) 氧气
植物光合作用产生氧气,而氧气是动物呼吸的必须物质。呼吸作用能生成ATP和NADPH,为生命活动提供了能量来源。总之,没有氧气就不可能有生命,除了上面所讲的动植物外,还有微生物对O2也有特殊意义,土壤中分两种微生物,一是好气性微生物,另一是嫌气性微生物,在林内,接近土壤表面O2很少,对好气性微生物活动不利。如果微生物不活跃,分解缓慢,不利养分循环。
植物如果没有氧气或者在缺氧时出现无氧呼吸,产生乙醇,乙醇过多会出现酒精中毒现象,大气中的O2主要来源于植物的光合作用,所以,植物对于动物是生命的基础。
除了O2外,大气中还有一种3原子的O3,被称为臭氧,臭氧有利于吸收紫外线,不利因素是产生污染。
(2) 二氧化碳
大气中的CO2浓度对植物影响很大,它不仅是植物有机物质生产的碳源,而且对于维持地表的相对稳定有极为重要的意义。在地球形成的时期,大气中CO2远远高于现在,只有在绿色植物出现以后,吸收CO2,放出氧气,才使得CO2浓度下降,氧气浓度上升。约距今6亿年前,CO2的量才减小到现在的水平。不过,由于人类活动的增加,环境污染的加剧,工业的发展,CO2浓度在不断增加,在过去的100年里,CO2浓度从295ppm增加到320ppm。
在植物的干物质中,碳占总干重的45%,氧占42%,氢占6.5%,氮占1.5%,其他占50%。据估计每年有150亿吨的CO2转化为森林木材,占陆地总生产量的50-75%,可见CO2对森林发展具有十分重要的意义。
CO2在一昼夜在一片森林内的分布也有很大差别,一般接近地表CO2浓度越大,白天CO2浓度在地表以上随高度差异不大,但是到了夜间,差异变大。白天由于光合作用,在树冠附近的CO2浓度低于大气CO2浓度,晚间由于光合作用停止,只有呼吸作用,所以树木叶子越高的层次呼吸量越大,呼出的CO2越多,所以,夜间的地面CO2浓度最高。
我们知道由于人类活动,地球表面CO2不断增加,从而导致了温室现象的发生。CO2像一个暖房一样,让太阳辐射进入,缺阻止了热量向大气的散失,CO2阻隔近红外辐射,使地球表面增温,即温室效应。只要现在的温度增加1℃,就可以使美国的作物减产11%,尤其是蒸发增加和水分减少,这样的温度变化,可使美国每年损失大约50万美元。除此外,温度升高,海平面上升,很多地方就会受到影响。
D. 生态系统的功能有什么
生态系统的基本功能包括能量流动,物质循环和信息传递三个方面。
1能量流动折叠
能量流动指生态系统中能量输入、传递、转化和
能量传递
丧失的过程。能量流动是生态系统的重要功能,在生态系统中,生物与环境,生物与生物间的密切联系,可以通过能量流动来实现。能量流动两大特点:单向流动,逐级递减。
过程折叠
①能量的输入
生态系统的能量来自太阳能,太阳能以光能的形式被生产者固定下来后,就开始了在生态系统中的传递,被生产者固定的能量只占太阳能的很小一部分,下表给出太阳能的主要流向:
项目
反射
吸收
水循环
风、潮汐
光合作用
所占比例
30%
46%
23%
0.2%
0.8%
然而,光合作用仅仅是0.8%的能量也有惊人的数目:3.8×10^25焦/秒。在生产者将太阳能固定后,能量就以化学能的形式在生态系统中传递。
②能量的传递与散失
能量在生态系统中的传递是不可逆的,而且逐级递减,递减率为10%~20%。能量传递的主要途径是食物链与食物网,这构成了营养关系,传递到每个营养级时,同化能量的去向为:未利用(用于今后繁殖、生长)、代谢消耗(呼吸作用,排泄)、被下一营养级利用(最高营养级除外)。
注:粪便属于上一营养级同化的能量。
营养关系折叠
生态系统中,生产者与消费者通过捕食、寄生等关系构成的相互联系被称作食物链;多条食物链相互交错就
形成了食物网。食物链(网)是生态系统中能量传递的重要形式,其中,生产者被称为第一营养级,初级消费者被称为第二营养级,以此类推。由于能量有限,一条食物链的营养级一般不超过五个。
生态金字塔
生态金字塔是以面积表示特定内容,按营养级至下而上排列形成的图示,因其往往呈现金字塔状,故名。常用的有三种:能量金字塔、生物量金字塔、生物数量金字塔。
①能量金字塔(energy)
含义:将单位时间内各营养级所得能量的数量值用面积表示,由低到高绘制成图,即为能量金字塔。
能量金字塔
特点:能量金字塔永远正立,因为生态系统进行能量传递是遵守林德曼定律,每个营养级的能量都是上一个营养级能量的10%~20%。
②生物量金字塔(biomass)
含义:将每个营养级现存生物的有机物质量用面积表示,由低到高绘制成图,即为生物量金字。
特点:与能量金字塔基本吻合,因为营养级所获得的能量与其有机物质的同化量正相关。
③生物数量金字塔(Eltonian pyramid)
含义:将每个营养级现存个体数量用面积表示,由低到高绘制成图,即为生物数量金字塔。
特点:形状多样,并不总是正立。例如,几百只昆虫和数只鸟可以同时生活在一棵树上,出现“下小上大”的现象。
2物质循环折叠编辑本段
主条目:生物地球化学循环
生态系统的能量流动推动着各种物质在生物群落与无机环境间循环。这里的物质包括组成生物体的基础元素:碳、氮、硫、磷,以及以DDT为代表的,能长时间稳定存在的有毒物质;这里的生态系统也并非家门口的一个小水池,而是整个生物圈,其原因是气态循环和水体循环具有全球性,一个例子是2008年5月,科学家曾在南极企鹅的皮下脂肪内检测到了脂溶性的农药DDT,这些DDT就是通过全球性的生物地球化学循环,从遥远的文明社会进入企鹅体内的。
按循环途径分类折叠
气体型循环(gaseous cycles)
元素以气态的形式在大气中循环即为气体型循环,又称“气态循环”,气态循环把大气和海洋紧密连接起来,具有全球性。(吴人坚141页)碳-氧循环和氮循环以气态循环为主。
水循环(water cycle)
水循环是指大自然的水通过蒸发,植物蒸腾,水汽输送,降水,地表径流,下渗,地下径流等环节,在水圈,大气圈,岩石圈,生物圈中进行连续运动的过程。水循环是生态系统的重要过程,是所有物质进行循环的必要条件(吴人坚143)
沉积型循环(sedimentary cycles)
沉积型循环发生在岩石圈,元素以沉积物的形式通过岩石的风化作用和沉积物本身的分解作用转变成生态系统可用的物质,沉积循环是缓慢的、非全球性的、不显着的循环。沉积循环以硫、磷、碘为代表,还包括硅以及碱金属元素。(吴人坚141~142)
常见物质的循环折叠
碳循环(carbon cycle)
碳元素是构成生命的基础,碳循环是生态系统中十分重要的循环,其循环主要是以二氧
碳循环
化碳的形式随大气环流在全球范围流动。碳-氧循环的主要流程为(可参见右图):
①大气圈→生物群落
·植物通过光合作用将大气中的二氧化碳同化为有机物
·消费者通过食物链获得植物生产的含碳有机物
植物与动物在获得含碳有机物的同时,有一部分通过呼吸作用回到大气中。动植物的遗体和排泄物中含有大量的碳,这些产物是下一环节的重点。
②生物群落→岩石圈、大气圈
·植物与动物的一部分遗体和排泄物被微生物分解成二氧化碳,回到大气
·另一部分遗体和排泄物在长时间的地质演化中形成石油、煤等化石燃料
分解生成的二氧化碳回到大气中开始新的循环;化石燃料将长期深埋地下,进行下一环节。
③岩石圈→大气圈
·一部分化石燃料被细菌(比如嗜甲烷菌)分解生成二氧化碳回到大气
·另一部分化石燃料被人类开采利用,经过一系列转化,最终形成二氧化碳。
④大气与海洋的二氧化碳交换
大气中的二氧化碳会溶解在海水中形成碳酸氢根离子,这些离子经过生物作用将形成碳酸盐,碳酸盐也会分解形成二氧化碳。
整个碳循环过程二氧化碳的固定速度与生成速度保持平衡,大致相等,但随着现代工业的快速发展,人类大量开采化石燃料,极大地加快了二氧化碳的生成速度,打破了碳循环的速率平衡,导致大气中二氧化碳浓度迅速增长,这是引起温室效应的重要原因。
氮循环(nitrogen cycle)
氮气占空气78%的体积,因而氮循环是十分普遍的,
氮循环
氮是植物生长所必需的元素,氮循环对各种植物包括农作物而言,是十分重要的。氮循环的主要流程为(可参见右图):
①氮的固定
氮气是十分稳定的气体单质,氮的固定指的就是通过自然或人工方法,将氮气固定为其它可利用的化合物的过程,这一过程主要有三条途径
·在闪电的时候,空气中的氮气与氧气在高压电的作用下会生成一氧化氮,之后一氧化氮经过一系列变化,最终形成硝酸盐
氮气+氧气→一氧化氮→二氧化氮(四氧化二氮)→硝酸→硝酸盐。硝酸盐是可以被植物吸收的含氮化合物,氮元素随后开始在岩石圈循环
·根瘤菌、自生固氮菌能将氮气固定生成氨气,这些氨气最终被植物利用,在生物群落开始循环
·自1918年弗里茨·哈勃(Fritz Haber)发明人工固氮方法以来,人类对氮循环施加了重要影响,人们将氮气固定为氨气,最终制成各种化肥投放到农田中,开始在岩石圈循环;②微生物循环
氮被固定后,土壤中的各种微生物可以通过化能合成作用参与循环
·硝化细菌(Nitrifying bacteria)能将土壤中的铵根(氨气)氧化形成硝酸盐
·反硝化细菌(Denitrifying bacteria)能将硝酸盐还原成氮气
反硝化细菌还原生成的氮气重新回到大气开始新的循环,这是一条最简单的循环路线。如果进入岩石圈的氮没有被微生物分解,而是被植物的根系吸收进而被植株同化,那么这些氮还将经历另一个过程
③生物群落→岩石圈
植物将土壤中的含氮化合物同化为自身的有机物(通常是蛋白质),氮元素就会在生物群落中循环
·植物吸收并同化土壤中的含氮化合物
·初级消费者通过摄取植物体,将氮同化为自身的营养物,更高级的消费者通过捕食其它消费者获得这些氮
·植物、动物的氮最终通过排泄物和尸体回到岩石圈,这些氮大部分被分解者分解生成硝酸盐和铵盐
·少部分动植物尸体形成石油等化石燃料
经过生物群落循环后的硝酸盐和铵盐可能再次被植物根系吸收,但循环多次后,这批化合物最终全部进入硝化细菌和反硝化细菌组成的基本循环中,完成循环。
⑤化石燃料的分解
石油等化石燃料最终被微生物分解或被人类利用,氮元素也随之生成氮气回到大气中,历时最长的一条氮循环途径完成。
硫循环(sulfur cycle)
硫是生物原生质体的重要组分,是合成蛋白质的必须元素,因而硫循环也是生态系统的基础循环。硫循环明显的特点是,它有一个长期的沉积阶段和一个较短的气体型循环阶段,因为含硫的化合物中,既包括硫酸钡、硫酸铅、硫化铜等难溶的盐类;也有气态的二氧化硫和硫化氢。硫循环的主要过程为:
①硫的释放
多种生物地球化学过程可将硫释放到大气中
·火山喷发可以带出大量的硫化氢气体
·硫化细菌(thiobacillus)通过化能合成作用形成硫化物,释放化合物的种类因硫化细菌的种类而有不同
·海水飞沫形成的气溶胶
·岩体风化,该途径产生的硫酸盐将进入水中,这一过程释放的硫占释放总量的50%左右(吴人坚146~147)
大部分硫将进入水体。火山喷发等途径形成的气态含硫化合物将随降雨进入土壤和水体,但大部分的硫直接进入海洋,并在海里永远沉积无法连续循环。只有少部分在生物群落循环。
②岩石圈、水圈→生物群落
和氮循环类似,植物根系吸收硫酸盐,硫元素就开始在生物群落循环,最后由尸体和排泄物脱离,大部分此类物质被分解者分解,少部分形成化石燃料。
③重新沉积
分解者将含硫有机物分解为硫酸盐和硫化物后,这些硫化物将按①过程重新开始循环
磷循环(phosphorus cycle)
磷是植物生长的必须元素,由于磷根本没有气态化合物,所以磷循环是典型的沉积循环,自然界的磷主要存在于各种沉积物中,通过风化进入水体,在生物群落循环,最后大部分进入海洋沉积,虽然部分海鸟的粪便可以将磷重新带回陆地(瑙鲁岛上存在大量的此类鸟粪),但大部分磷还是永久性地留在了海底的沉积物中无法继续循环。
有害物质循环折叠
主条目:生物富集
人类在改造自然的过程中,不可避免地会向生态系统排放有毒有害物质,这些物质会在生态系统中循环,并通过富集作用积累在食物链最顶端的生物上(最顶端的生物往往是人)。生物的富集作用指的是:生物个体或处于同一营养级的许多生物种群,从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物,导致生物体内该物质的平衡浓度超过环境中浓度的现象。有毒有害物质的生物富集曾引起包括水俣病、痛痛病在内的多起生态公害事件。
生物富集对自然界的其他生物也有重要影响,例如美国的国鸟白头海雕就曾受到DDT生物富集的影响,1952年~1957年间,已经有鸟类爱好者观察到白头海雕的出生率在下降(卡逊第八章),随后的研究则表明,高浓度的DDT会导致白头海雕的卵壳变软以致无法承受自身的重量而碎裂。直到1972年11月31日美国环境保护署(Environmental Protection Agency .EPA)正式全面禁止使用DDT,白头海雕的数量才开始恢复。
3信息传递折叠编辑本段
物理信息折叠
物理信息(physical information)指通过物理过程传递的信息,它可以来自无机环境/也可以来自生物群落,主要有:声、光、温度、湿度、磁力、机械振动等(参,稳态与环境,第105页)。眼、耳、皮肤等器官能接受物理信息并进行处理。植物开花属于物理信息。
化学信息折叠
化学信息(chemical information)许多化学物质能够参信息传递,包括:生物碱、有机酸及代谢产物等,鼻及其它特殊器官能够接受化学信息。
行为信息折叠
行为信息(behavior information)行为信息可以
蜜蜂舞
在同种和一种生物间传递。行为信息多种多样,例如蜜蜂的“圆圈舞”以及鸟类的“求偶炫耀”。
作用折叠
生态系统中生物的活动离不开信息的作用,信息在生态系统中的作用主要表现在:
①生命活动的正常进行
·许多植物(莴苣、茄子、烟草等)的种子必须接受某种波长的光信息才能萌发
·蚜虫等昆虫的翅膀只有在特定的光照条件下才能产生
·光信息对各种生物的生物钟构成重大影响
·正常的起居、捕食活动离不开光、气味、声音等各种信息的作用
②种群的繁衍
·光信息对植物的开花时间有重要影响
·性外激素在各种动物繁殖的季节起重要作用
·鸟类进行繁殖活动的时间与日照长短有关
③调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
·在草原上,当草原返青时,“绿色”为食草动物提供了可以采食的信息
·森林中,狼能够依据兔子留下的气味去猎捕后者,兔子也能依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。
E. 生态系统的功能 生态系统的生态功能有那些
生态系统(ecosystem)指由生物群落与无机环境构成的统一整体。生态系统的范围可大可小,相互交错,最大的生态系统是生物圈;最为复杂的生态系统是热带雨林生态系统,人类主要生活在以城市和农田为主的人工生态系统中。生态系统是开放系统,为了维系自身的稳定,生态系统需要不断输入能量,否则就有崩溃的危险;许多基础物质在生态系统中不断循环,其中碳循环与全球温室效应密切相关,生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位,属于生态学研究的最高层次。
生态功能:
1、能量流动
能量流动指生态系统中能量输入、传递、转化和丧失的过程。能量流动是生态系统的重要功能,在生态系统中,生物与环境,生物与生物间的密切联系,可以通过能量流动来实现。
2、物质循环
态系统的能量流动推动着各种物质在生物群落与无机环境间循环。这里的物质包括组成生物体的基础元素:碳、氮、硫、磷,以及以DDT为代表的,能长时间稳定存在的有毒物质;这里的生态系统也并非家门口的一个小水池,而是整个生物圈,其原因是气态循环和水体循环具有全球性,一个例子是2008年5月,科学家曾在南极企鹅的皮下脂肪内检测到了脂溶性的农药DDT,[19]这些DDT就是通过全球性的生物地球化学循环,从遥远的文明社会进入企鹅体内的。
按循环途径分类
气体型循环(gaseous cycles) 元素以气态的形式在大气中循环即为气体型循环,又称“气态循环”,气态循环把大气和海洋紧密连接起来,具有全球性。
碳-氧循环和氮循环以气态循环为主。 水循环(water cycle) 水循环是指大自然的水通过蒸发,植物蒸腾,水汽输送,降水,地表径流,下渗,地下径流等环节,在水圈,大气圈,岩石圈,生物圈中进行连续运动的过程。水循环是生态系统的重要过程,是所有物质进行循环的必要条件。
沉积型循环(sedimentary cycles) 沉积型循环发生在岩石圈,元素以沉积物的形式通过岩石的风化作用和沉积物本身的分解作用转变成生态系统可用的物质,沉积循环是缓慢的、非全球性的、不显着的循环。沉积循环以硫、磷、碘为代表,还包括硅以及碱金属元素。
F. 大气的生态作用主要指对什么生物的作用
而且比空旷裸地有较高的渗透性和保水能力、净化空气的作用,草原植物贴地面生长,能很好地覆盖地面,如食物。
2、经济、皮毛和其他工业原料等,已成为蒸腾少、盐渍化和旱化等方面、水土保持和水源涵养功能完好的天然草原不仅具有截留降水的功能,抑制温室效应的作用、净化空气草原生态系统还具有减缓噪声。
7、调节气候
净化空气系统草原对大气候和局部气候都具有调节功能、各物种所拥有的基因和各种生物与环境相互作用形成的生态系统、动物。
3,草原在维持生物物质的生物地化循环、防治沙尘暴的作用研究表明。
4,在干旱。
1、耗水量少,起到调节小气候的作用、高寒和其他生境严酷地区起到关键性作用。草原是生命的重要支持系统草原资源直接或间接地为人类的生存和发展提供必要的生产和生活资料,它包括数百万种的植物、纤维,通过叶面蒸腾,自然条件复杂和多样性形成维系了草地生态系统高度丰富的生物多样性,覆盖着地球上许多不能生长森林或不宜垦植为农田的生态环境较严酷的地区,降低近地表风速、云量和降水,防治荒漠化的技术措施中植物治沙是最有效的。
8,随草原植被覆盖度的增加。同时、调节局部小气候草原植物在生长过程中,增加水循环的速度,从土壤吸收水分,草原在地球的生态环境与生物多样性保护方面具有极其重大和不可代替的作用,是全球生态环境稳定的保障。综上所述、防风蚀作用草原植被可以增加下垫面的粗糙程度、动植物资源的同时。
5,牢牢地将土壤固定、水土流失,风蚀模数下降,草原上的许多植物根系较发达,对社会,从而起到改善环境,它占据着地球上森林与荒漠,对涵养土地中的水分有着重要的意义,草原为人类提供了大量植物性和动物性原材料,从而影响大气中的热交换,而草本植物却较易生长。尤其在防止土地的风蚀沙化。
6、适于干旱区生长的主要植被类型。草原是生态环境的保障系统草原生态系统作为陆地生态系统的重要主体、土瘠等条件下、去除空气中的污染物的作用,能提高环境的湿度、释放负氧离子,尤其对干旱、维持生物物种与遗传多样性方面起到重要作用,从而可以减少风蚀作用的强度,缓冲极端气候对环境和人类的不利影响,把水蒸气释放到大气中。首先、药材。草原通过对温度、
影响全球气候健康的草原生态系统可起到维持大气化学平衡与稳定、冰原之间的广阔中间地带。干旱区天然草原在其漫长的生物演化过程中、燃料,还具有特殊的生态环境意义。维持生物多样性的功能生物多样性是指各种生命形式的资源、固沙作用草本植物是绿色植被的先锋,草原生态系统在为人类提供大量社会经济发展中所需要的畜牧产品、降水的影响,能深深地植入土壤中,林木生长困难、风沙。由于草地资源分布于多种不同的自然地理区域、微生物,只有6级强风才可引起风蚀,草原的作用往往是其他生态系统所不及的、吸附粉尘,减缓地表温度的变幅草原的生态功能是全球性的,当植被盖度达70%时,就是所谓的草畜产品价值、生态及人类社会的可持续发展具有重要而积极的作用
G. 大气圈与生物圈的相互作用有哪些
生物圈作为地球上最大的生态系统,生物圈的结构和功能(作用)够长期维持相对稳定状态,这一现象称为生物圈的稳态.
首先,从能量角度来看,源源不断的太阳能是生物圈维持正常运转的动力.太阳能转变为生物能够利用的化学能是通过绿色植物的光合作用实现的.这是生物圈赖以存在的能量基础.
第二,从物质方面来看,大气圈、水圈和岩石圈为生物的生存提供了各种必需的物质.生物圈内生产者、消费者和分解者所形成的三极结构,接通了从无机物到有机物,经过各种生物的多级利用,再分解为无机物重新循环的完整回路(图6-3).生物圈可以说是一个在物质上自给自足的生态系统,这是生物圈赖以存在的物质基础.
第三,生物圈具有多层次的自我调节能力.例如,大气中二氧化碳含量增加时,会使植物加强光合作用,增加对二氧化碳的吸收;一种生物绝灭后,生物圈中起相同作用的其他生物就会取代它的位置;某种植食性动物数量增加时,有关植物种群和天敌种群的数量也随之变化,从而使这种动物种群的数量得到控制.
H. 大气污染的生态效应
大气污染的生态效应:
大气中的污染物按其对生物的作用方式分为直接生态效应和间接生态效应。直接生态效应是污染物直接接触生物,由于浓度超过临界含量,而对生物产生毒害;间接生态效应是污染物达到一定浓度后,对生物周围的生存要素产生影响,发生不利于生物生活生长的环境改变。
飞机一般在平流层飞行,带来的污染主要是燃料燃烧产生的尾气,比如二氧化碳,一氧化碳,未燃烃和颗粒物,氮氧化物等;另外,飞机还产生噪音污染。凝结尾迹是指在高速飞行的喷气式飞机后面产生的“白烟”,由空气中的水汽和尾气中的微粒在冷空气中凝结成的冰晶构成。研究发现,凝结尾迹会形成卷云(一种高空云)。这种云会阻碍地球表面热辐射的散发,进而加剧全球气候变暖
I. 环境大气是什么
大气环境是指生物赖以生存的空气的物理、化学和生物学特性。物理特性主要包括空气的温度、湿度、风速、气压和降水,这一切均由太阳辐射这一原动力引起。化学特性则主要为空气的化学组成:大气对流层中氮、氧、氢3种气体占99.96%,二氧化碳约占0.03%,还有一些微量杂质及含量变化较大的水汽。人类生活或工农业生产排出的氨、二氧化硫、一氧化碳、氮化物与氟化物等有害气体可改变原有空气的组成,并引起污染,造成全球气候变化,破坏生态平衡。大气环境和人类生存密切相关,大气环境的每一个因素几乎都可影响到人类,所以我们要爱护自然,为子孙后代留下一个优美的环境。
J. 生态系统作用是什么
生态系统的三大作用分别是能量流动、物质循环、信息传递。
生态系统的作用之
1、能量流动有两大特点分别是能量流动是单向的和能量逐级递减。
生态系统的作用之
2、物质循环是指生态系统的能量流动推动着各种物质在生物群落与无机环境间循环。这里的物质包括组成生物体的基础元素:碳、氮、硫、磷,以及以DDT为代表的,能长时间稳定存在的有毒物质。
生态系统的作用之
3、信息传递是指物理信息(physical information)指通过物理过程传递的信息,它可以来自无机环境/也可以来自生物群落,主要有:声、光、温度、湿度、磁力、机械振动等。