环境生物化学解析
生态系统的组成
• 生态系统是由生物群落和非生物环境-阳光、空气、水、土壤、矿物 养分等所组成的。生态系统中的生物部分，根据其在系统中物质与 能量迁移转化中的作用不同，又可分为三个机能群： （1）第一性生产者：主要指绿色植物。即含有叶绿素能利用太 阳辐射和光能合成有机体的植物，包括某些海藻类在内。没有第一 性生产者有机体，任何生态系统都不会有能流和物流组成食物链。 因此，第一性生产者是生态系统的基石。
（3）分解者：主要指依靠分解有机质维持生命的微生物群。他们是使 自然生态系统中各种物质与元素得以周而复始的循环利用的重要途径。
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在正常情况下，生态系统中各组成之间保持着一种相对的平衡状态， 即生态平衡，系统中的能量与物质流较长时期的保持稳定。当然，这种 平衡是相对的、暂时的、不稳定的动态平衡。
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生态系统
生态系统的概念
生态系统的概念是英国植物群落学家坦斯莱（Tansley）在20世 纪30年代首先提出，到20世纪50年代得到广泛传播，20世纪60年代后 逐渐成为生态学研究的中心。
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❖ 种群（Population）
种群是組成同一种生物的不同个体在特定环境空間內的集群。因 此，在一定地段上群落中的一个种的所有个体就是一个种群。在自然界 中，种群是物種存在的基本单位，是生物群落或生态系統的基本組成部 分 ❖ 群落（Community）
为了保持生态平衡，必须遵守系统的能流与物流的输入与输出的等量 原则（输入与输出平衡）。
生态结构越复杂，生态平衡越稳定，抵抗外源物的干扰（如污染物的 输入）能力越强。
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食物链（网）与营养级
（1）食物链
生态系统中，由食物关系把多种生物连接起来，一种生物以另一种生 物为食；另一种生物再以第三者生物为食……彼此形成了一个事物关系联 接起来的链锁关系称为食物链。例如：一个小池塘中水生生物之间构成的 生态系统和食物链，以及其中能量和物质的流动情况见图1。
①这里可以获得来自太阳的充足的光能。一切生命活动都需要能量， 而这些能量的根本来源正是太阳能；
②这里有可被生物利用的大量液态水，几乎所有的生物体都含有大量 的水分，没有水就没有生命；
③生物圈内有适宜生命活动的温度条件，在此温度变化范围内的物质 存在着气态、固态、液态三种物态变化，这也是生命活动的必要前提；
在一定的自然区域内，许多不同种群生物的总和叫群落，或简单 的说：不同种群的生物生活在一个环境中构成群落。如一片森林、草原、 或农田中的所有不同种群生物的总和，都叫生物群落。
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❖ 生态系统（Ecosystem） 任何一个生物群落与周围非生物环境（水、大气、土壤等）的
综合体就是生态系统。但一个种群与其周围环境也可构成简单的生态 系统。
Environmental Biochemistry
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Beautiful natural world
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生物环境、生态圈与生态系统 生物的组成与微生物的生理特征
污染物质在生物体内的转运
污染物质的毒性
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生物环境
自然界中的生物，包括植物、动物、微生物等有生命的机体，构成了 人类生存的生物环境。
生态系统可大可小，小到一滴含有微生物的天然水，大到整个生 物圈，整个生物圈是最大的生态系统。
生态系统是自然界一定空间的生物与环境之间相互作用，相互制 约，不断演变，达到动态平衡，相对稳定的统一整体，是具有一定结 构与功能的单位。
Hale Waihona Puke 环境生物化学解析生态系统是自然界的划分单位，大系统又可分为若干亚系统或子系 统，具有明显的层次性。 例如，生态系统可分为农业生态系统和城市生态系统。 农业生态系统又可分为农田生态系统、森林生态系统、草原生态系统等。 农田生态系统又可分为植物生态系统和土壤生态系统。 土壤生态系统又可分为土壤动物生态系统、土壤微生物生态系统、土壤 植物根区微环境生态系统等。
生物环境是自然环境要素中的重要组成部分，它为人类提供了食物来 源，通过绿色植物的光合作用将CO2和H2O固定为糖类等有机物；又通过 动、植物的呼吸作用将这些有机物的化学键断裂，将植物体内的储藏能量 转变为人体或生物体内的储存能量；此外，通过微生物的作用可以将生物 残体和排泄物分解成无机物返回自然界完成了碳循环、氮循环、硫循环、 磷循环等。
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（2）消费者：即以生物有机体为食的各类异养性生物，主要包括各 类动物（草食动物和肉食动物），人类也是消费者。按照消费者在食物链 中所处的位置，又可分为：一级消费者（草食动物）、二级消费者（以草 食动物为食的肉食动物）和三级消费者（以二级消费者为食的肉食动物）。 人类为最高级的消费者。
④生物圈内提供了生命活动所需的氧气、CO2以及氮、磷、钾、钙、镁、 硫、铁等矿质营养元素。 环境生物化学解析
综上所述，在地球上有生命存在的地方均属生物圈。 构成生物圈的生物，即包括人类在内的所有动物、植物和微生物,他们 不断地与环境进行物质循环与能量交换。 在当今环境污染问题越来越严重的情况下，人类与生物圈的相互关系 问题也越来越引起人们的关注。
• 生物圈是指地球上有生命活动的范围及其生存环境的整体。其范围的 上限可达15km~20km高空，其下限可达海平面以下10km~11km海洋 深处。陆地上的油井钻孔深达7.5km处仍发现有细菌生存。但绝大部 分生物通常生存于地球陆地上和海面之下各约100m厚的范围内 。
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1.生物圈的形成是生物界和水圈、大气圈及岩石（土壤圈）长期相互作用 的结果。作为地球外套的生物圈，它之所以能够存在，是因为具备了下列 几个条件：
因此，生物环境是维持人类生态系统和整个地球自然生态平衡不可缺
少的环境要素。
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生物圈
• 地球上自有生物出现以来，它的发展便进入了新的更高级阶段，这是 因为生物在地球物质循环和能量交换过程中起特殊重要的作用。
• 生物圈的概念是奥地利地质学家休斯（Eduard Suess）在1875年提出 来的，但直到1926年前苏联地球化学家维尔纳茨基所做的“生物圈” 的报告之后，才引起人们的注意。现代对生物圈的理解仍是当时维尔 纳茨基的概念。