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1、第十二章 生態(tài)系統(tǒng)的進化,充滿生機的動態(tài)地球,鶴的故鄉(xiāng)”扎龍自然保護區(qū),藏羚羊在可可西里,大豐麋鹿保護區(qū),北極熊,極端環(huán)境下的生物(1,1 格陵蘭冰川下沉睡12萬年細菌,2 深?；鹕娇谌棠透邷氐募毦?3 紅海鹽灘上的耐鹽細菌,極端環(huán)境下的生物(2,6沙漠中最強悍細菌,4 美國加州金礦毒液中的耐酸細菌,5 地球上抗輻射能力最強的生物,極端環(huán)境下的生物(3,生物圈最大的生態(tài)系統(tǒng),進行著生命過程的地球表面外殼，地球上有生命的那一部分； 生物圈的范圍：水圈、巖石圈上部、大氣圈下部（上下10km）； 地球上所有生物，包括人，及其生存環(huán)境的復合體,生態(tài)系統(tǒng)的構成,生態(tài)系統(tǒng),非生物環(huán)境,生物有機體,消費者,

2、分解者,生產者,生產者：能進行光合作用的各種綠色植物、藍綠藻和某些細菌，又稱為自養(yǎng)生物,消費者：以其他生物為食的各種動物(素食動物、肉食動物、雜食動物和寄生動物等)。這些直接或間接依賴于綠色植物的生物屬于異養(yǎng)型生物,分解（還原）者：分解動植物殘體、糞便和各種有機物的細菌、真菌、原生動物、蚯蚓和禿鷲等食腐動物。分解者和消費者都是異養(yǎng)生物,生產者與各級消費者,次級消費者,高級消費者,第三營養(yǎng)級,第四營養(yǎng)級,濕地食物鏈,水生植物是初級生產者； 各種無脊椎動物、魚類、嚙齒動物和鳴禽吃植物，也吃無脊椎動物； 蒼鷺和白鷺主要是食肉的，鴨和鷸是雜食的。鼩主要吃無脊椎動物； 鸮類(貓頭鷹)和鷹類是最高消費者,

3、溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)食物網,北極地區(qū)食物網,生態(tài)金字塔示意圖,生態(tài)金字塔,由于能量每經過一個營養(yǎng)級時，被凈同化的部分都要大大少于前一營養(yǎng)級（大約10）。當營養(yǎng)級由低向高推進時，每一級的個體數(shù)目、生物量或所含能量就呈塔型分布，稱生態(tài)金字塔,生態(tài)系統(tǒng)的組織化,生態(tài)系統(tǒng)是一個自我調控、自我反饋、自我維持的組織化信息系統(tǒng)； 生態(tài)系統(tǒng)進化的總趨勢是復雜性和有序性增加：生物多樣性和結構層次增加，能量轉換環(huán)節(jié)復雜化； 能量與信息從組織化低的生物向組織化高的生物傳遞和轉移,競爭與共存,具有相同或相似需求的物種之間常因有限的資源（食物、營養(yǎng)物、配偶等）和生存空間展開激烈的競爭； 競爭的結局： 強者取代弱者； 各方或

4、一方發(fā)生進化改變，降低競爭強度,協(xié)同進化與共存,物種進化受到生態(tài)系統(tǒng)內其它物種和非生物環(huán)境的雙重制約； 相關物種的進化改變都以不造成對方繁衍中斷為前提，否則雙方都不能生存,紅王后假說” 與 “逆水行舟，不進則退,生態(tài)系統(tǒng)在時間尺度上的變化,短時間尺度上的變化：小周期； 中等時間尺度上的變化：生態(tài)演替； 長時間尺度上的變化：生態(tài)系統(tǒng)的進化,中等時間尺度上的變化：生態(tài)演替,隨著時間的延伸若干植物群落依次替代，最后達到穩(wěn)定的演替頂級狀態(tài)； 從幼期到成熟期，生態(tài)系統(tǒng)的結構趨于復雜、生物多樣性增多、生態(tài)功能完善，穩(wěn)定性增加,群落演替 I 湖泊演替為森林,長時間尺度上的變化：生態(tài)系統(tǒng)的進化,生態(tài)系統(tǒng)大尺度

5、的進化不可逆，包括地圈變化； 復雜性和有序性增加，內部穩(wěn)定性加大，外界對生態(tài)系統(tǒng)的影響達到最小,生態(tài)系統(tǒng)進化的動力,環(huán)境變遷（災變）：全球溫度下降或上升，海平面變化，氧氣含量升高，小行星撞擊等； 新物種（類群）出現(xiàn)：魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類、人類,地質史上生態(tài)系統(tǒng)進化的主要階段,原始生態(tài)系統(tǒng)：約3830億年前。原始大氣圈、原始海洋、太陽輻射、原始異養(yǎng)生物等； 無機小分子 有機小分子 生物大分子 與外界分隔的有機多聚體 能自我復制 的有機多聚體（原始細胞,地球太陽系中唯一的綠洲,1953年米勒模仿原始大氣以無機物合成小分子有機物,海底“煙囪”是有機生命體的搖籃,土衛(wèi)二”間歇泉不斷向太空

6、噴水,2007年3月12日美國宇航局宣布：在“土衛(wèi)二”發(fā)現(xiàn)間歇泉不斷噴射水柱和冰狀顆粒，其地下可能存在液態(tài)水。從而證實， “土衛(wèi)二”具備生命發(fā)生和生存的三大要素：穩(wěn)定的熱源、有機物和液態(tài)水,初級生態(tài)系統(tǒng),約3815億年前，太古代元古代； 原核單胞異養(yǎng)厭氧菌出現(xiàn)并逐漸興盛，演化出光合細菌和藍藻（菌）； 真核細胞出現(xiàn)，多細胞生物出現(xiàn)，動、植物分化； 氧含量增加，海水溫度上升，海水無機鹽濃度提高； 系統(tǒng)由生產者、消費者和分解者構成，更加協(xié)調與穩(wěn)定,次級生態(tài)系統(tǒng),15億年前以來； 世界氣候變暖，大氣層中的氧含量接近、達到現(xiàn)代水平，臭氧層出現(xiàn)； 植物和動物陸續(xù)登陸，被子植物和哺乳動物誕生并迅速發(fā)展,人工

7、生態(tài)系統(tǒng),600700萬年前人類誕生； 近代人類用自己的智慧和創(chuàng)造的工具對自然界施加越來越大的影響，乃至破壞自然界億萬年來形成的生態(tài)系統(tǒng)； 農田生態(tài)系統(tǒng)，人工林生態(tài)系統(tǒng)，水庫生態(tài)系統(tǒng)，城市生態(tài)系統(tǒng)等,生態(tài)系統(tǒng)的進化趨勢,復雜程度逐步提高； 物質能量利用率逐步提高； 占據(jù)空間逐步擴展； 生態(tài)系統(tǒng)內的空間逐步被占用,位于亞利桑那州荒漠中的“生物圈2”號綜合研究系統(tǒng),生物圈2號人類尋找“諾亞方舟,1993年1月，美國亞利桑那州荒漠中建起占地1.28hm2與世隔絕的 “生物圈2號”，包括熱帶雨林、熱帶草原、海洋、沼澤、沙漠、農業(yè)區(qū)、人類居住區(qū)，約有4 000種生物； 在封閉的“生物圈2號”中農作物秸稈作為動物的飼料，動物產出的肉、蛋、奶及作物產品供人類食用。死亡動植物和人、動物的排泄物經分解后返還農田。生活廢水經處理后循環(huán)利用。氧氣由植物提供，呼出的CO2由植物吸收； 住入4男4女1年多后發(fā)現(xiàn)，“生物圈2號”內部的溫度過高，CO2的含量猛增，O2減少，不足以維持人和動物的生存。19種脊椎動物死亡，除蟑螂、蟋蟀和螞蟻外，其余昆蟲也全部死亡?？坷ハx傳粉的植物也滅絕，實驗以失敗告終,人類與環(huán)境