环境保护概论新第二章生态学基础知识课件.ppt

1、 第二章第二章 生态学基础生态学基础第一节第一节 概述概述 随着粮食、人口、能源和环境等随着粮食、人口、能源和环境等一系列世界性问题的出现，推动了生一系列世界性问题的出现，推动了生态学的发展，使生态学超越了自然科态学的发展，使生态学超越了自然科学的范畴。生态学的基本原则不仅被学的范畴。生态学的基本原则不仅被看做是环境科学重要的理论基础，也看做是环境科学重要的理论基础，也被看成是社会经济持续发展的理论基被看成是社会经济持续发展的理论基础。生态学肩负着解决一系列世界性础。生态学肩负着解决一系列世界性问题的历史使命。问题的历史使命。生态学定义生态学定义:研究生物与环研究生物与环境之间相互关系及其作用

2、机境之间相互关系及其作用机理的科学。理的科学。(马世骏)生态学不是孤立地研究生物，也不是孤立地研究环境，而是研究生物与其生存环境之间的相互关系。生物生物:包括植物、动物和微生物。包括植物、动物和微生物。环境环境:指各种生物特定的生存环境，包括指各种生物特定的生存环境，包括非生物环境和生物环境。非生物环境和生物环境。非生物环境：非生物环境：由光、热、空气、水分和由光、热、空气、水分和各种无机元素组成。各种无机元素组成。生物环境：生物环境：由主体生物以外的其他一切由主体生物以外的其他一切生物组成。生物组成。在同一环境范围内，不同的生物具在同一环境范围内，不同的生物具有不同的环境。有不同的环境。二、

3、生态学的发展二、生态学的发展 20世纪50年代以前，生态学局限于研究生物与环境之间的相互关系，隶属于生物学的一个分支学科。20世纪50年代后半期以来，由于工业发展、人口膨胀，导致粮食短缺、环境污染、资源紧张等一系列世界性问题的出现，迫使人们不得不以极大的关注去寻求协调人与自然的关系，探求全球持续发展的途径，人们期望生态学能做出自己的贡献，这种社会需求推动了生态学的发展。生态学将以生态系统为中心，以生态工程为手段，为协调人与自然的复杂关系，探求全球走可持续发展道路的战略，做出重要贡献。第二节第二节 生态系统的生态系统的基本概念及类型基本概念及类型 由于生态系统的研究由于生态系统的研究内容与人类的

4、关系十分密内容与人类的关系十分密切，对人类的活动具有直切，对人类的活动具有直接的指导意义，接的指导意义，6060年代以年代以后逐渐成为生态学研究的后逐渐成为生态学研究的中心。中心。一、概述一、概述 生态系统：生态系统：其定义可概括为：在自然界的一定空其定义可概括为：在自然界的一定空间内生物和环境之间相互作用、相互演变、达到相对间内生物和环境之间相互作用、相互演变、达到相对平衡、相对稳定的统一整体，是具有一定结构和功能平衡、相对稳定的统一整体，是具有一定结构和功能的单位。也即是说生态系统是自然界的基本单位。这的单位。也即是说生态系统是自然界的基本单位。这个基本单位是由生物与其周围的环境组成的。个

5、基本单位是由生物与其周围的环境组成的。也就是也就是是生命系统与环境系统在特定空间的组合。是生命系统与环境系统在特定空间的组合。对自然生态系统而言生命系统就是生物群落；对对自然生态系统而言生命系统就是生物群落；对社会生态系统、城市生态系统、工业生态系统而言，社会生态系统、城市生态系统、工业生态系统而言，生命系统就是人类。生命系统就是人类。二、生态系统的组成二、生态系统的组成 生生态态系系统统生物生物群落群落 生产者绿色植物和化能合成细菌消费者动物群落分解者细菌,真菌和放线菌等微生物无机无机环境环境 能量太阳辐射基质岩石,砂,泥土等物质水,氧气,二氧化碳,无机盐类媒介水,空气,土壤等 三、生态系统

6、的各种组成在生态系三、生态系统的各种组成在生态系统中的作用统中的作用 生产者：生产者：将无机物合成有机物的同时，将无机物合成有机物的同时，把太阳能转化为化学能，贮存在生成的有机把太阳能转化为化学能，贮存在生成的有机物中。是其他生物的食物和能量的供应者。物中。是其他生物的食物和能量的供应者。消费者：消费者：实现物质的再生产和物质与能实现物质的再生产和物质与能量的传递。（一级消费者是第二营养级）量的传递。（一级消费者是第二营养级）分解者：分解者：把生产者和消费者的残体分解把生产者和消费者的残体分解为简单的物质，再供给生产者。为简单的物质，再供给生产者。非生物成分：非生物成分：为各种生物提供生存环境

7、为各种生物提供生存环境和营养元素。和营养元素。四、生态系统的结构四、生态系统的结构 1、生态系统的形态结构：生态系统的生物种类，种群数量、种的空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化（发育、季相）等构成了生态系统的形态结构。如：在森林生态系统中，有各种乔木、灌木和草本植物，有各种动物和复杂的微生物种群。它们各自的数量、空间的分布和种的时间的变化就构成了森林生态系统特有的形态结构。2.构成生态系统的条件构成生态系统的条件系统是指彼此间相互作用、相互依系统是指彼此间相互作用、相互依赖的事物有规律地联合的集合体，是一赖的事物有规律地联合的集合体，是一个有序的整体。一般说来，构成系统至个有序的整体

8、。一般说来，构成系统至少要有三个条件：少要有三个条件：n1).1).系统由许多成分组成；系统由许多成分组成；n2).2).各成分间不是孤立的，而是相互联系、各成分间不是孤立的，而是相互联系、相互作用的；相互作用的；n3).3).系统具有独立的、特定的功能。系统具有独立的、特定的功能。4、生态系统的特征1)1)，生态系统是生态学上的一个主要结构，生态系统是生态学上的一个主要结构和功能单位。和功能单位。2)2)，生态系统内部具有自我调节能力。且，生态系统内部具有自我调节能力。且结构越复杂、物种数目越多，自我调节能结构越复杂、物种数目越多，自我调节能力就越强。力就越强。3)3)，生态系统营养级的数目

9、通常不会超过，生态系统营养级的数目通常不会超过5-65-6个。个。4)4)，生态系统内各生物和非生物成分的关，生态系统内各生物和非生物成分的关系是紧密相连不可分割的整体。系是紧密相连不可分割的整体。对外开放的特征。对外开放的特征。系统系统太阳太阳其它其它能源能源能量、物质迁出的生物物质和生物环境环境输出输入一个开放的生态系统模型一个开放的生态系统模型6)6)，生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶，生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶段。随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结段。随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结构向复杂结构状态发展，最后达到相对稳定的阶段。构向复杂结构状

10、态发展，最后达到相对稳定的阶段。生态系统中物种的类型、分布、生态系统中物种的类型、分布、空间配置空间配置生态系统中种的时间变化生态系统中种的时间变化（发育、季相）（发育、季相）3.营养结构 生态系统各组成部分之间建立起来的营养关系，构成了生态系统的营养结构。它是生态系统中能量流动和物质循环的基础。五、生态系统的类型五、生态系统的类型 人们从不同角度，把生态系统分成若干个类型。按环境中的水体水体状况，分为水生生态系统和陆生生态系统两大类群。按人干预人干预的程度，可以分为自然生态系统，半自然生态系统和人工生态系统。生态系统的大小大小，也可人为划定。小到一滴水，大到生物圈,都可以称之为是一个生态系统

11、。第三节第三节 生态系统的功能生态系统的功能 生态系统的功能：生态系统的功能：生态系统的功能主要表现在生态系统具有一定的能量流动、物质循环和信息联系，食物链（网）和营养级是实现这些功能的保证。生态系统中的能量流动 林德曼最初研究的结果是林德曼最初研究的结果是10%10%，被后人称之为十，被后人称之为十分之一法则。十分之一法则说明，每通过一个营养级，分之一法则。十分之一法则说明，每通过一个营养级，其有效能量大约为前一营养级的十分之一。也就是说其有效能量大约为前一营养级的十分之一。也就是说低位营养级的能量仅有10左右能被上一营养级利用（不同的生物可能属于同一营养级。同一生物也可能属于不同的营养级）

12、。那就是说食物链越长，消就是说食物链越长，消耗于营养级的能量就越多。从这个意义上说，人如果耗于营养级的能量就越多。从这个意义上说，人如果直接以植物为食品，就比以吃动物为食品，可以供养直接以植物为食品，就比以吃动物为食品，可以供养多十倍的人口。据世界粮农组织统计，富多十倍的人口。据世界粮农组织统计，富 国人均直国人均直接消费的谷物低于穷国，但以肉、乳、蛋为食品的粮接消费的谷物低于穷国，但以肉、乳、蛋为食品的粮食间接消耗高于穷国的数倍。食间接消耗高于穷国的数倍。三、生态系统中的物质循环三、生态系统中的物质循环 三、生态系统中的物质循环三、生态系统中的物质循环 在生态系统的物质循环可在三个水平上进行

13、：在生态系统的物质循环可在三个水平上进行：第一级水平第一级水平是在个体水平上进行的，即生物个体通是在个体水平上进行的，即生物个体通过新陈代谢，与环境进行物质交换；过新陈代谢，与环境进行物质交换；第二级水平第二级水平是在生态系统中进行的；在生产者、消是在生态系统中进行的；在生产者、消费者、分解者及环境之间进行的物质循环，这种循环费者、分解者及环境之间进行的物质循环，这种循环也称为也称为营养循环营养循环或或生物循环生物循环；第三级水平第三级水平是在生物圈中进行的，即在生物圈范围是在生物圈中进行的，即在生物圈范围内的各个层圈中进行的物质循环，这种循环又称为内的各个层圈中进行的物质循环，这种循环又称为

14、生生物地球化学循环。物地球化学循环。地球化学循环又可分为三种类型，即地球化学循环又可分为三种类型，即水循环、气态水循环、气态循环、沉积型循环循环、沉积型循环。1 1、水循环：、水循环：一切有机体的主要成分都是由水组一切有机体的主要成分都是由水组成部分的。水是生态系统中能量流动和物质循环的介成部分的。水是生态系统中能量流动和物质循环的介质，在整个生命活动过程中处于无限循环之中。水循质，在整个生命活动过程中处于无限循环之中。水循环的动力是太阳辐射。水循环主要是在地表水的蒸发环的动力是太阳辐射。水循环主要是在地表水的蒸发与大气降水之间进行的。水的循环有两种：与大气降水之间进行的。水的循环有两种：水的

15、自然水的自然循环和水的社会循环循环和水的社会循环。水的自然循环水的自然循环:主要是在地表水的蒸发与大气降水之间进行的。水自然循环的动力是太阳辐射。水的社会循环水的社会循环:指人类为了满足生活和生产的需求，不断取用天然水体中的水，经过使用，一部分天然水被消耗，但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放，重新进入天然水体。四、生态系统中的信息联系、生态系统中的信息联系 在生态系统各组成部分之间及各组成部分内部，存在着各种形式的信息联系，用这些信息使生态系统联系成为一个有机的统一整体。生态系统中的信息联系主要有：生态系统中的信息形式主要有营养信息、化学信息、物理信息和行为信息。四、生态系统中的信息联系四

16、、生态系统中的信息联系(一)营养信息 通过营养交换的方式，把信息从一个种群传递给另一个种群或从一个个体传到另一个个体，即为营养信息。食物链（网）即可视为一个营养信息系统。(二)化学信息 生物在一些特定的条件下，会分泌出某些特殊的化学物质，这些分泌物不是对生物提供营养，而是在生物个体或种群之间起到某种信息的传递作用。此种物质称为化学信息素。如狗的排尿可以标识自己的行踪。四、生态系统中的信息联系四、生态系统中的信息联系n(三三)物理信息物理信息一些生物可以通过光、一些生物可以通过光、声音、颜色等物理现象传递它们信声音、颜色等物理现象传递它们信息，称物理信息。如鸟鸣等。息，称物理信息。如鸟鸣等。n

17、(四四)行为信息行为信息 动物可以通过各种动物可以通过各种行为向同伴们发出识别、威吓、求行为向同伴们发出识别、威吓、求偶和挑战等信息。偶和挑战等信息。第四节第四节 生态平衡生态平衡一、生态平衡的概念一、生态平衡的概念 一个生态系统在允许限度的外来力量干预下，能一个生态系统在允许限度的外来力量干预下，能通过自我调节能力恢复到最初的稳定状态，即为通过自我调节能力恢复到最初的稳定状态，即为生态生态平衡平衡。也就是说，在生态系统中，生产者、消费者和分解者之间保持一种相对平衡状态，系统中的能量流动和物质循环能较长时间保持稳定的状态。如果一个一个生态系统在不能承受的外来力量干预下，即不能通过生态系统在不能

18、承受的外来力量干预下，即不能通过自我调节恢复到最初的稳定状态，即为自我调节恢复到最初的稳定状态，即为生态平衡失调生态平衡失调。生态平衡应包括三个方面，即结构上的平衡，功能上的平衡，以及输入和输出物质数量上的平衡。生态平衡是相对地平衡生态平衡是相对地平衡 任何生态系统都不是孤立的，都会与外界发生直接的联系。会经常受到外界的冲击。生态系统的各组成成分会不断地按照一定的规律运动或变化,由于生态系统具有自我调节机制生态系统具有自我调节机制,所以生态系统能够保持相对稳定的状态。生态平衡是动态平衡生态平衡是动态平衡 二、保持生态平衡的因素二、保持生态平衡的因素 生态系统之所以能保持相对地平衡状态，是因为生

19、态系统本身具有自动调节的能力。任何一个生态系统的调节能力都是有限的，外部冲击或内部变化超过了这个限度，生态系统就可能遭到破坏，这个限度称为生态阈值。生态平衡和生态系统的结构有关,结构越复杂,越容易保持生态系统的平衡。生态平衡还和生态系统功能的完整性有关。在森林生态系统中，若由于某种原因森林害虫大规模发生，在一般情况下不会使森林生态系统遭到毁灭性的破坏。因为当害虫大规模发生时，以这种害虫为食的鸟类获得了更多的食物，这就促进了该食虫鸟的大量繁殖并捕食大量害虫，从而抑制了害虫的大规模发生。掌握各生态系统的生态阈值，能更充分、更合理地利用自然和自然资源。生态系统的自动调节能力生态系统的自动调节能力与下

20、列因素有关：(一)结构的多样性结构的多样性 一个生态系统的结构越复杂，其自我调节的能力就越强；结构越简单，自我调节的能力就越弱。如一个草原只有青草、野兔和狼这个简单的食物链，一旦由于某个原因使这个食物链中的一个环节出了毛病，这个系统就可能崩溃。(二)功能的完整性功能的完整性 能量流动和物质循环在能量流动和物质循环在生物生理机能的控制下能得到合理地运转。生物生理机能的控制下能得到合理地运转。运转的越合理，自动调节的能力就越强。如一个淡水生态系统河流中排人了大量的酚，若该系统生存着许多对酚有很强降解能力的微生物和水葱等高等植物，酚就会很快得到降解，那么平衡不会遭到破坏；若该生态系统不具有这些对酚降

21、解能力很强的生物，这个系统的平衡就可能失调或遭到破坏。三、破坏生态平衡的因素三、破坏生态平衡的因素 生态平衡的破坏，有自然因素和人为生态平衡的破坏，有自然因素和人为因素。因素。(一一)自然因素（第一环境问题）自然界自然因素（第一环境问题）自然界发生的异常变化。如地震发生的异常变化。如地震,海啸海啸,飓风飓风,旱涝旱涝灾害等。灾害等。(二二)人为因素（第二环境问题）人的活人为因素（第二环境问题）人的活动引起生态平衡失调。如毁林开荒动引起生态平衡失调。如毁林开荒,毁草开毁草开荒荒,围湖造田围湖造田,滥垦乱挖滥垦乱挖,狂捕滥杀。狂捕滥杀。破坏生态平衡的因素具体表现在以下三个方破坏生态平衡的因素具体表

22、现在以下三个方面。面。1.1.使环境因素发生改变使环境因素发生改变 人为活动使环境因素发生改变，向环境中输人污染物质，对自然和自然资源的不合理利用，如不合理地毁林毁草开荒，不合理地围湖造田等。2.2.使生物种类发生改变使生物种类发生改变 在一个生态系统中减少一个物种或增加一个物种，有可能使生态平衡遭受破坏。（麻雀）3.3.信息系统的破坏信息系统的破坏 各种生物种群依靠彼此的信息联系，才能保持集群性，才能正常的繁殖。如果我们人为的向环境中施放某种物质，破坏了某种信息，就有可能使生态平衡遭受破坏。（环境激素）四、生态平衡失调的标志四、生态平衡失调的标志(一)结构上的标志 生态平衡的失调，首先表生态

23、平衡的失调，首先表现在结构上，包括一级结构缺现在结构上，包括一级结构缺损和二级结构变化。损和二级结构变化。生态系统的一级结构：生态系统的一级结构：指生态系统的各组成成分，即生产者、消费者、分解者和非生物成分组成的生态系统的结构。当组成一级结构的某一种或几种成分缺损时，即表明生态平衡失调。生态系统的二级结构：生态系统的二级结构：指生产者、消费者、分解者和非生物成分各自的组成结构。如各种植物种类组成生产者的结构，各种动物种类组成消费者的结构等。二级结构变化即指组成二级结构的各种成分发生变化，如草原生态系统经长期超载放牧，使嗜口性的优质草类大大减少，有毒的、带刺的劣质草类增加，草原生态系统的生产者种

24、类改变，即二级结构发生变化，并导致该草原生态系统载畜量下降，持续下去，该草原生态系统将会崩溃。(二)功能上的标志 生态平衡失调表现在功能上的标志，包括能量流动受阻和物质循环中断。能量流动受阻能量流动受阻:是指能量流动在某一营养级上受到阻碍。如森林生态系统的森林遭到破坏后，生产者对太阳能的利用会大大减少，能量流动在第一营养级上受到阻碍，该系统将因对太阳能利用的减少，而导致生态平衡失调。物质循环中断物质循环中断:是指物质循环在某一环节上中断。在草原生态系统中，枯枝落叶和牲畜粪便被微生物等分解者分解后，把营养物质重新归还给土壤，供生产者利用，是保持草原生态系统物质循环的重要环节。但如果把枯枝落叶和牲

25、畜粪便用做燃料烧掉，就使营养物质不能归还土壤，造成物质循环中断，长期下去，土壤肥力必然下降，草本植物生产力随之降低，生态平衡失调。五、生态平衡的恢复与再建五、生态平衡的恢复与再建 人们对物质生活和精神生活要求的水准是无止境的，这就必然要不断地向自然界索取，对自然界进行干预。随着科学技术的发展，利用自然与自然资源的能力会不断提高，对自然与自然资源的干预程度也会越来越大，要使生态系统永远保持现在的平衡状态是不可能的，也是不必要的。人们的任务应该是运用经济学和生态学的观点，在现有生态平衡的基础上，使生态系统向有利于人类的方向发展，或者有计划、有目的的去建立新的生态系统或新的生态平衡。对已被破坏的生态

26、平衡，必须设法使其恢复或再建，应该把恢复和再建统一起来。再建成一个更有利于人类的生态系统。比如生态农场、生态村、生态城市的建立等，为生态系统的恢复和再建展示了广阔的前景。第五节第五节 人类生态系统人类生态系统一、人类生态系统概念一、人类生态系统概念 在人类社会中，人类与环境之间，相互依在人类社会中，人类与环境之间，相互依存、相互制约和相互作用，构成的以人类为中存、相互制约和相互作用，构成的以人类为中心的生态组合。心的生态组合。人类以自己的生产和消费活动作用于环境，人类以自己的生产和消费活动作用于环境，环境在人类的作用下发生量和质的变化，变化环境在人类的作用下发生量和质的变化，变化了的环境又反作

27、用到人类，影响人类的生活质了的环境又反作用到人类，影响人类的生活质量和身体健康。量和身体健康。人类生态系统全面地反映了这种人类与环人类生态系统全面地反映了这种人类与环境之间错综复杂的相互关系和相互作用，也充境之间错综复杂的相互关系和相互作用，也充分体现了人在自然、经济和社会活动中的地位分体现了人在自然、经济和社会活动中的地位和作用。和作用。人类生态系统的人类生态系统的本质特征本质特征是人工因是人工因素占优势。素占优势。人类生态系统的调控机制主要是通过人工选择而完成的。人工控制与人工作用对它的存在和发展起着决定性的作用。一、人类生态系统的基本特点一、人类生态系统的基本特点:1.1.简单化简单化2

28、.2.年轻化年轻化3.3.高度开放和不完整高度开放和不完整 4.4.不稳定不稳定5.5.高消耗高消耗6.6.高效并高速发展高效并高速发展1.1.简单化简单化 就是按照人类的意愿，以人类的就是按照人类的意愿，以人类的利益为准绳来重组生态系统，经改造利益为准绳来重组生态系统，经改造后的系统物种数量大为减少，系统生后的系统物种数量大为减少，系统生物量的主体是人类所需要的极少数的物量的主体是人类所需要的极少数的农作物。同时，种间关系也高度简化农作物。同时，种间关系也高度简化了，人类用各种手段强烈抑制那些对了，人类用各种手段强烈抑制那些对人类不利的种间关系，只允许那些无人类不利的种间关系，只允许那些无害

29、或有利的关系存在。害或有利的关系存在。2.2.年轻化年轻化 是指系统的生物总产量及净生产量是指系统的生物总产量及净生产量都是在不断增长的。自然生态系统是不断趋于成熟的都是在不断增长的。自然生态系统是不断趋于成熟的生态系统生态系统,即净生产量为零的生态系统。而人类生态系即净生产量为零的生态系统。而人类生态系统为了维持更多人口的生存统为了维持更多人口的生存,就必须保持较高的生物净就必须保持较高的生物净产量产量,这种净产量越高这种净产量越高,所能支持的人口密度也就越高。所能支持的人口密度也就越高。由于农田生态系统中的各种一级消费者基本上都是人由于农田生态系统中的各种一级消费者基本上都是人的竞争者的竞

30、争者,从而成为人类抑制的主要对象从而成为人类抑制的主要对象,人和家畜人和家畜(禽禽)成为主要的消费者。成为主要的消费者。农田生态系统支持的就不仅仅是农民农田生态系统支持的就不仅仅是农民,而且支持着远而且支持着远离本系统的人口。这就意味着离本系统的人口。这就意味着,农田生态系统是年轻的农田生态系统是年轻的,即有系统净产量存在的生态系统。农业越发展即有系统净产量存在的生态系统。农业越发展,农田的农田的单位面积产量越高单位面积产量越高,农田生态系统就趋向于年轻化。农田生态系统就趋向于年轻化。3.3.高度开放和不完整高度开放和不完整 具有具有高输出和高投入的特点。系统净产量的高输出和高投入的特点。系统

31、净产量的很大部分很大部分,甚至是主体不在系统内消耗甚至是主体不在系统内消耗,而而是供系统以外的人口消费。所谓不完整是供系统以外的人口消费。所谓不完整还有另一层含义还有另一层含义,即从系统结构看即从系统结构看,农牧业农牧业系统中的消费者不足系统中的消费者不足,而城市系统中的生而城市系统中的生产者和分解者不足。同时产者和分解者不足。同时,无论工业还是无论工业还是农业农业,高输出必须有能量和物质的高投入高输出必须有能量和物质的高投入才能保证。才能保证。4.4.不稳定不稳定 不稳定性的根本原不稳定性的根本原因是其背离自然生态系统的发展趋势。因是其背离自然生态系统的发展趋势。例如例如,系统中物种多样化是

32、一种自然趋势。系统中物种多样化是一种自然趋势。与人竞争初级产品的昆虫与人竞争初级产品的昆虫,鸟兽和微生物鸟兽和微生物的出现的出现,与农作物竞争空间与农作物竞争空间,水分水分,营养的营养的杂草杂草,都是与自然发展趋势相符的现象都是与自然发展趋势相符的现象,从从而容易发生发展。而人类要阻止草害而容易发生发展。而人类要阻止草害,虫虫害和病害害和病害,则要付出巨大的努力。则要付出巨大的努力。5.5.高消耗高消耗 以农田和它的前以农田和它的前身森林相比身森林相比,农田的净产量虽然较高农田的净产量虽然较高,但它的光合作用效率低于森林但它的光合作用效率低于森林,对水对水分和养分的消耗却数倍地高于森林。分和养

33、分的消耗却数倍地高于森林。这样这样,不但需要不断的大量的人工投不但需要不断的大量的人工投入入,而且农田对气候条件要求更高而且农田对气候条件要求更高,更更容易受到各种消极因素的制约。容易受到各种消极因素的制约。6.6.高效并高速发展高效并高速发展 高速高速发展的动力来自社会生产力的发展。发展的动力来自社会生产力的发展。随着系统高速发展随着系统高速发展,系统内人工的能系统内人工的能流和物流急速增长。这种高速发展流和物流急速增长。这种高速发展的不合理方面是引起当代环境问题的不合理方面是引起当代环境问题的根本原因。的根本原因。根据人口规模和经济社会活动的根据人口规模和经济社会活动的机能，人类生态系统大

34、致分为城市机能，人类生态系统大致分为城市生态系统和农业生态系统生态系统和农业生态系统二、城市生态系统 1、城市生态系统的概念 城市生态系统：是在自然生态系统基础上建立起来的以非农业人口为中心的高度人工化的生态系统。2、城市生态系统的特点1 1）城市生态系统缺乏分解者）城市生态系统缺乏分解者 城市生态系统中城市生态系统中的放弃物（工业与生活放弃物）不可能由分解的放弃物（工业与生活放弃物）不可能由分解者就地分解，几乎全部都需输送到特定的处理者就地分解，几乎全部都需输送到特定的处理场地场地 2 2）城市生态系统中的生产者不足并且发生变）城市生态系统中的生产者不足并且发生变化化 城市生态系统必须靠外部

35、所提供植物产品城市生态系统必须靠外部所提供植物产品来满足城市生态系统消费者的需求。来满足城市生态系统消费者的需求。城市生态系统中的城市生态系统中的“绿色植物绿色植物”不仅数量不仅数量少，而且其作用也发生了改变。主要功能成了少，而且其作用也发生了改变。主要功能成了美化景观，消除污染和净化空气。美化景观，消除污染和净化空气。3）城市生态系统是开放性的生态系统 对外部系统的依赖性对外部系统的依赖性 城市生态系统不能提供本城市生态系统不能提供本身所需的大量能源和物质，必须从外部输入。身所需的大量能源和物质，必须从外部输入。经过城市的加工，将外来的能源和物质转变为经过城市的加工，将外来的能源和物质转变为

36、另一种形态，也就是产品，以提供本城市人们另一种形态，也就是产品，以提供本城市人们使用。使用。4）对外部系统的辐射性 城市对外部系统城市对外部系统有着强烈的辐射力有着强烈的辐射力,它从外部引入能源与物质，它从外部引入能源与物质，产出的产品只是一部分供城市中人们使用，而产出的产品只是一部分供城市中人们使用，而另外一部分则向外部输送另外一部分则向外部输送,这种向外部输送的产这种向外部输送的产品包括新型能源和物质；人力、资金、技术信品包括新型能源和物质；人力、资金、技术信息；以及向外系统输出的放弃物等。息；以及向外系统输出的放弃物等。3.城市生态系统的脆弱性 （1 1）靠外力才能维持的系统）靠外力才能

37、维持的系统 城市生态系统不是一个城市生态系统不是一个自给自足的系统，需要外力才能维持。自给自足的系统，需要外力才能维持。（2 2）城市生态系统破坏了自然调节机能）城市生态系统破坏了自然调节机能 城市生态系城市生态系统的高集中性、高强度性以及人为的因素，产生了城市统的高集中性、高强度性以及人为的因素，产生了城市污染，也出现了热岛效应，逆温层的产生。这一切破坏污染，也出现了热岛效应，逆温层的产生。这一切破坏了自然调节机能，加剧了城市生态系统的脆弱性。了自然调节机能，加剧了城市生态系统的脆弱性。另外，人类在享受现代文明的同时，却抑制了绿色另外，人类在享受现代文明的同时，却抑制了绿色植物、动物和其他生

38、物的生存发展，改变着它们之间长植物、动物和其他生物的生存发展，改变着它们之间长期形成的相互关系。人类将自己圈在了自身创造的人工期形成的相互关系。人类将自己圈在了自身创造的人工化的城市里而与自然生态环境隔离开来。化的城市里而与自然生态环境隔离开来。(作茧自缚作茧自缚)城城 市市三、农业生态系统三、农业生态系统1、农业生态系统的概念：是指人们在一定的时间、空间范围内是指人们在一定的时间、空间范围内利用农业生物和非生物环境之间以及生物利用农业生物和非生物环境之间以及生物种群间相互建立起来的，并在人为和自然种群间相互建立起来的，并在人为和自然共同支配下农副产品的综合体。共同支配下农副产品的综合体。2.

39、2.农业生态系统的特点：农业生态系统的特点：n1 1）农业生态系统的消费者不足；）农业生态系统的消费者不足；n2 2）农业生态系统受人为控制；）农业生态系统受人为控制；n3 3）农业生态系统的自身稳定性差；）农业生态系统的自身稳定性差；n4 4）农业生态系统的净生产率高，）农业生态系统的净生产率高，n5 5）农业生态系统的生产者种类单一）农业生态系统的生产者种类单一n6 6）农业生态系统是高投入高产出的生）农业生态系统是高投入高产出的生态系统态系统 第六节第六节 生生 态态 理理 论论 资源破坏，环境污染等一资源破坏，环境污染等一系列环境问题的出现，无一不系列环境问题的出现，无一不是人们的生产

40、与生活活动违背是人们的生产与生活活动违背了生态规律造成的。了生态规律造成的。在沉痛教训面前，人们逐渐在沉痛教训面前，人们逐渐意识到用生态学原理规划自己意识到用生态学原理规划自己行为的重要性。行为的重要性。n一、生态学的基本观点一、生态学的基本观点n二、生态规律（生态理论）二、生态规律（生态理论）n三、生态经济理论三、生态经济理论n四、可持续发展理论四、可持续发展理论一一.生态学基本观点生态学基本观点生态学的基本观点生态学的基本观点主要有三点：主要有三点：1.1.生态系统具有不以人的意志为转移生态系统具有不以人的意志为转移的客观规律。的客观规律。2.2.人类的发展、建设活动总会对生态人类的发展、

41、建设活动总会对生态系统产生影响，甚至改变生态系统的系统产生影响，甚至改变生态系统的结构和功能。结构和功能。3.3.人类必须认识和运用生态规律，改人类必须认识和运用生态规律，改造环境、促进生态良性循环。造环境、促进生态良性循环。二二.生态规律生态规律(生态原理生态原理)1.1.物物相关律：物物相关律：在生态系统中各种事在生态系统中各种事物之间存在着相互联系、相互依存、物之间存在着相互联系、相互依存、相互制约的关系。改变其中某一事物，相互制约的关系。改变其中某一事物，很可能会对其他事物产生直接或间接很可能会对其他事物产生直接或间接影响，甚至会影响系统的整体。影响，甚至会影响系统的整体。2.2.相生

42、相克律：相生相克律：在生态系统中，每在生态系统中，每一种生物在物质和能量的流动过程中一种生物在物质和能量的流动过程中都占有一定的位置，彼此相互依赖、都占有一定的位置，彼此相互依赖、相互制约、协同进化。任何一个物种相互制约、协同进化。任何一个物种都是生态系统中食物链或食物网中的都是生态系统中食物链或食物网中的一个环节。这种捕食关系表现了生态一个环节。这种捕食关系表现了生态系统中各种生物彼此相生相克的关系，系统中各种生物彼此相生相克的关系，使整个生态系统形成协调的整体。使整个生态系统形成协调的整体。蒙蒙 冤冤 之之 狼狼 一说起狼人们总联想到凶残，贪婪，狡诈一说起狼人们总联想到凶残，贪婪，狡诈等恶

43、毒的形象，事实上等恶毒的形象，事实上,在大自然中，狼只是扮在大自然中，狼只是扮演了捕食者，而鹿，兔之类则是扮演着被捕食演了捕食者，而鹿，兔之类则是扮演着被捕食者，它们之间是相互制约，相依为命的关系，者，它们之间是相互制约，相依为命的关系，人们对狼的偏见，对狼的态度使狼屡遭捕杀，人们对狼的偏见，对狼的态度使狼屡遭捕杀，蒙受不白之冤，而且给包括鹿和人类的生态环蒙受不白之冤，而且给包括鹿和人类的生态环境造成灾难性的后果。境造成灾难性的后果。本世纪初在美国的一片森林中，生活着本世纪初在美国的一片森林中，生活着40004000头鹿，尾随其后的是以贪婪著称是狼。不头鹿，尾随其后的是以贪婪著称是狼。不久，狼

44、被打光了久，狼被打光了,鹿无忧无虑地生活在森林中鹿无忧无虑地生活在森林中,自自由地繁衍扩大着种群由地繁衍扩大着种群.鹿群很快就发展成几万头。鹿群很快就发展成几万头。可惜好景不长。它们在林中东啃西啃，渐渐森可惜好景不长。它们在林中东啃西啃，渐渐森林植被被破坏林植被被破坏,大地枯黄凋敝，灾难终于降临到鹿的大地枯黄凋敝，灾难终于降临到鹿的头上，先是饥饿造成鹿的大量死亡，然后是疾病夺头上，先是饥饿造成鹿的大量死亡，然后是疾病夺走了无数只虚弱的鹿的生命，到走了无数只虚弱的鹿的生命，到1919世纪世纪4040年代，森年代，森林中只有林中只有3000 3000 多只鹿苟延残喘多只鹿苟延残喘.人们怎么也没有想

45、到人们怎么也没有想到狼竟然是鹿的保护者狼竟然是鹿的保护者，尽，尽管它吃鹿，但控制了鹿的数量，从而保护了森林的管它吃鹿，但控制了鹿的数量，从而保护了森林的整体平衡，而且它只能抓到体弱老病的鹿整体平衡，而且它只能抓到体弱老病的鹿,这个优胜这个优胜劣汰的育种员也非狼莫属。人类和地球上的所有动劣汰的育种员也非狼莫属。人类和地球上的所有动物一样具有生存权力和生存意义，人类只有尊重其物一样具有生存权力和生存意义，人类只有尊重其它动物的生存权力，不可以貌取人，除恶务尽它动物的生存权力，不可以貌取人，除恶务尽,自然自然界本无益兽和害兽之分，只有捕食者和被捕食者的界本无益兽和害兽之分，只有捕食者和被捕食者的关系

46、，否则任何盲目地干预自然，都会导致自然界关系，否则任何盲目地干预自然，都会导致自然界的报复和惩罚。的报复和惩罚。19111911年白狼在纽芬兰岛灭绝年白狼在纽芬兰岛灭绝；19171917年佛罗里达狼在北美灭绝年佛罗里达狼在北美灭绝；19481948年袋狼在澳洲灭绝年袋狼在澳洲灭绝.那野狼绝望的哀鸣那野狼绝望的哀鸣,同时也是征同时也是征服者的挽歌服者的挽歌。3.3.能流单向律：能流单向律：在生态系统中，能量在生态系统中，能量不断的流动，物质不停的循环。但是，能不断的流动，物质不停的循环。但是，能量流动是单向，在经过食物链的每一级位量流动是单向，在经过食物链的每一级位时，都有一部分转化为热而散人环

47、境，不时，都有一部分转化为热而散人环境，不能再回收利用。因此，提高能量利用率是能再回收利用。因此，提高能量利用率是环境保护的重要战略任务之一。此外，物环境保护的重要战略任务之一。此外，物质在循环过程中遵循物质不灭定律。为了质在循环过程中遵循物质不灭定律。为了控制环境中有毒、有害物质的迁移转化，控制环境中有毒、有害物质的迁移转化，掌握物质循环的途径是十分必要的。掌握物质循环的途径是十分必要的。4.4.负载有额律：负载有额律：任何生态系任何生态系统的生物生产能力和抵御外来干统的生物生产能力和抵御外来干扰的能力都有一个极限。此极限扰的能力都有一个极限。此极限就是通常所说的生态系统的调节就是通常所说的

48、生态系统的调节能力、环境容量和资源承载力。能力、环境容量和资源承载力。它是由生态系统的结构决定的。它是由生态系统的结构决定的。人类的开发建设活动不能超出此人类的开发建设活动不能超出此极限。极限。5.5.协调稳定律：协调稳定律：只有结构功能相只有结构功能相对协调的生态系统才能稳定的运行。对协调的生态系统才能稳定的运行。一般说来，自然生态系统中，生物的一般说来，自然生态系统中，生物的种类越多，生态系统的稳定性就越强。种类越多，生态系统的稳定性就越强。因此，环境管理要运用各种手段鼓励因此，环境管理要运用各种手段鼓励人们保护生物物种的多样性，研究生人们保护生物物种的多样性，研究生态设计，创造结构和功能

49、相对协调的、态设计，创造结构和功能相对协调的、生物生产能力高的人工生物生产能力高的人工(或半人工或半人工)生生态系统。态系统。6.6.时空有宜律：时空有宜律：各类特定的生态各类特定的生态系统都随时空条件而变化。因此，人系统都随时空条件而变化。因此，人类开发利用自然资源，要了解和掌握类开发利用自然资源，要了解和掌握不同时空条件下生态系统的特点，因不同时空条件下生态系统的特点，因时、因地制宜。时、因地制宜。(三三)生态经济学理论生态经济学理论 生态经济学理论主要研究如何正生态经济学理论主要研究如何正确处理发展与资源和环境的关系，以确处理发展与资源和环境的关系，以求得经济持久稳定地发展。求得经济持久

50、稳定地发展。(四四)可持续发展理论可持续发展理论 可持续发展：满足当代人需要，可持续发展：满足当代人需要，又不对后代满足其需要的能力构成危又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展。害的发展。第七节第七节 生态学在环境保护中的应用生态学在环境保护中的应用 环境科学在研究人类生产、生活活环境科学在研究人类生产、生活活动与环境的相互关系时，就常运用生态动与环境的相互关系时，就常运用生态学的基本理论和基本规律。以生态学基学的基本理论和基本规律。以生态学基本理论为指导建立的生物监测、生物评本理论为指导建立的生物监测、生物评价是环境监测与环境评价的重要组成部价是环境监测与环境评价的重要组成部分；以生态学基