农业生态学云南大学生态学课程课件.ppt

1、1云南大学生命科学学院云南大学生命科学学院 普通生态学普通生态学（1616）2第十六章第十六章 应用生态学应用生态学16.1 应用生态学的概念和范围应用生态学的概念和范围16.2 应用生态学理论框架应用生态学理论框架16.3应用生态学的研究方法应用生态学的研究方法16.4 应用生态学涉及的学科应用生态学涉及的学科316.1 应用生态学的概念和范围应用生态学的概念和范围应用生态学的定义应用生态学的定义理论生态学：研究生命系统、环境系统和社会系理论生态学：研究生命系统、环境系统和社会系统相互作用的基本规律，建立关系模型、预测系统相互作用的基本规律，建立关系模型、预测系统的发展变化统的发展变化应用生

2、态学：将理论生态学的基本规律和关系应应用生态学：将理论生态学的基本规律和关系应用与生态保护、生态管理和生态建设中，使社会用与生态保护、生态管理和生态建设中，使社会实践符合自然生态规律、使人和自然和谐相处、实践符合自然生态规律、使人和自然和谐相处、协调发展协调发展416.1应用生态学的概念和范围应用生态学的概念和范围(续续)应用生态学的研究内容应用生态学的研究内容产业生态学：农业生态学、森林生态学、草地产业生态学：农业生态学、森林生态学、草地(草原草原)生态学、工业生态学与清洁生产、旅游生态学生态学、工业生态学与清洁生产、旅游生态学管理生态学：城市生态学、环境生态学、有害动物管理生态学：城市生态

3、学、环境生态学、有害动物管理生态学、恢复生态学与生态工程、资源生态学、管理生态学、恢复生态学与生态工程、资源生态学、灾害生态学、自然保护生态学、全球变化生态学、灾害生态学、自然保护生态学、全球变化生态学、景观生态设计景观生态设计效益生态学：生态经济学、可持续发展生态学、人效益生态学：生态经济学、可持续发展生态学、人类生态学类生态学516.2 应用生态学理论框架应用生态学理论框架个体生态学：生态因子相互作用原理、生物生长个体生态学：生态因子相互作用原理、生物生长 定律、最小因子定律和耐受性定律定律、最小因子定律和耐受性定律种群生态学：种群密度和种群空间分布理论、种种群生态学：种群密度和种群空间分

4、布理论、种群增长与动态理论、种群竞争理论、生态位理论群增长与动态理论、种群竞争理论、生态位理论群落生态学：群落组成和结构、群落稳定性、多群落生态学：群落组成和结构、群落稳定性、多样性与边缘效应、群落演替理论样性与边缘效应、群落演替理论616.2 应用生态学理论框架应用生态学理论框架(续续)生态系统生态学生态系统生态学：生态系统结构与功能理论、：生态系统结构与功能理论、食物链食物链(网网)理论、能量流动与物质循环理论、系统理论、能量流动与物质循环理论、系统功能最优理论、系统功能最优理论、系统(环境环境)承载力理论、生态平衡承载力理论、生态平衡理论、生产力理论、生态经济效益理论理论、生产力理论、生

5、态经济效益理论 景观生态学景观生态学：景观斑块格局理论、景观异质性理：景观斑块格局理论、景观异质性理论、景观配置理论论、景观配置理论716.3 应用生态学的研究方法应用生态学的研究方法 科学实验方法科学实验方法调查统计分析方法调查统计分析方法系统分析方法系统分析方法资料分析方法资料分析方法816.4 应用生态学涉及的学科应用生态学涉及的学科16.4.1 农业生态学农业生态学16.4.2 森林生态学森林生态学16.4.3 草地生态学草地生态学16.4.4 环境生态学环境生态学16.4.5 景观生态学景观生态学16.4.6 全球变化生态学全球变化生态学916.4.1 农业生态学农业生态学农业生态学

6、概述农业生态学概述农业生态学的概念农业生态学的概念农业生态系统的特点农业生态系统的特点农业生态学的任务农业生态学的任务农业生态学的基本原理农业生态学的基本原理生态学原理：生克与互补原理、循环与再生原理、生态学原理：生克与互补原理、循环与再生原理、平衡与补偿原理平衡与补偿原理生态经济学原理：生态经济结构合理性原理、农生态经济学原理：生态经济结构合理性原理、农业系统的功能原理、农业系统的综合效益原理业系统的功能原理、农业系统的综合效益原理1016.4.1 农业生态学农业生态学(续续)农业生态系统的结构农业生态系统的结构农业生态系统的等级结构和层次结构农业生态系统的等级结构和层次结构农业生态系统的基

7、本结构农业生态系统的基本结构农业生态系统的时空结构农业生态系统的时空结构农业生态系统的营养结构农业生态系统的营养结构农业生态系统的功能农业生态系统的功能农业生态系统的能量流动农业生态系统的能量流动农业生态系统的物质循环农业生态系统的物质循环农业生态系统的信息传递：物理、化学、营养、行为农业生态系统的信息传递：物理、化学、营养、行为1116.4.1 农业生态学农业生态学(续续)生态农业生态农业生态农业的概念生态农业的概念生态农业的类型：生态农业的类型：立体复合型、物质循环型、生态环境综合治理型、立体复合型、物质循环型、生态环境综合治理型、病虫害防治型病虫害防治型生态农业技术生态农业技术 农业环境

8、综合整治、农业资源的保护与增殖技术农业环境综合整治、农业资源的保护与增殖技术 小流域综合治理技术小流域综合治理技术 立体种养、庭院资源综合利用技术立体种养、庭院资源综合利用技术 再生能源利用、农业副产物再利用技术再生能源利用、农业副产物再利用技术 有害生物综合防治技术有害生物综合防治技术1216.4.2 森林生态学森林生态学森林生态学的概念森林生态学的概念森林生态系统森林生态系统 森林生态系统的分类森林生态系统的分类 问题：森林生态系统如何分类？问题：森林生态系统如何分类？森林生态系统的功能森林生态系统的功能 生产力和生物量生产力和生物量/能量转化和物质循环能量转化和物质循环 木材和森林产品木

9、材和森林产品/涵养水源涵养水源/调节气候调节气候/净化空净化空气气/减弱噪声减弱噪声/生物多样性保护生物多样性保护1316.4.2 森林生态学（续）森林生态学（续）森林生态系统的生态研究森林生态系统的生态研究树种研究树种研究林分研究：生态分析、结构分析林分研究：生态分析、结构分析森林生态系统的生态应用森林生态系统的生态应用造林研究：适宜树种、密度配置、树种配置造林研究：适宜树种、密度配置、树种配置营林研究：抚育间伐、次生林改造、采伐与更新营林研究：抚育间伐、次生林改造、采伐与更新生态园林生态园林功能：调节气候、降低噪声、抗灾防火、美化环境功能：调节气候、降低噪声、抗灾防火、美化环境生态分析：密

10、度、生态位和种间关系、生物多样性生态分析：密度、生态位和种间关系、生物多样性配置：种类选择、种类配置配置：种类选择、种类配置1416.4.3 草地生态学草地生态学草地分类草地分类 天然草地天然草地 草原草原 草甸草甸 稀树草原稀树草原 半人工草地半人工草地 人工草地人工草地 人工栽培草本植被人工栽培草本植被 草场草场 草坪草坪1516.4.3 草地生态学草地生态学(续续)草地的功能草地的功能 经济功能经济功能 生态与社会功能生态与社会功能草地生态系统草地生态系统 组成和结构组成和结构 系统功能系统功能 生态平衡生态平衡16草地畜牧业草地畜牧业牧草：生长模式、化学组成、牧草质量及其变化牧草：生长

11、模式、化学组成、牧草质量及其变化草地动物：食草动物、肉食动物草地动物：食草动物、肉食动物载畜量：载畜量：草地畜产品：乳、肉、毛、皮草地畜产品：乳、肉、毛、皮草地畜牧业可持续发展草地畜牧业可持续发展草地退化与荒漠化草地退化与荒漠化草地退化草地退化荒漠化荒漠化防治防治草地灾害及保护草地灾害及保护灾害：雪灾、火灾、沙尘暴、鼠害灾害：雪灾、火灾、沙尘暴、鼠害减灾对策减灾对策16.4.3 16.4.3 草地生态学草地生态学(续续)1716.4.4 环境生态学环境生态学概念及研究内容概念及研究内容 概念概念 研究内容研究内容 人类干扰下生态系统内在变化机理和规律人类干扰下生态系统内在变化机理和规律 生态系

12、统受损程度判断生态系统受损程度判断 生态系统的功能及保护措施研究生态系统的功能及保护措施研究 解决生态问题的环境对策解决生态问题的环境对策1816.4.4 环境生态学（续）环境生态学（续）主要环境问题主要环境问题 全球环境变化：气候变暖与海平面上升、臭全球环境变化：气候变暖与海平面上升、臭氧层损耗、酸雨蔓延氧层损耗、酸雨蔓延 人口剧增人口剧增 资源短缺：土地资源、淡水资源、森林资源、资源短缺：土地资源、淡水资源、森林资源、生物多样性生物多样性 环境污染环境污染1916.4.4 环境生态学（续）环境生态学（续）环境污染防治环境污染防治生态环境质量评价生态环境质量评价环境建设的生态设计和环境生态工

13、程环境建设的生态设计和环境生态工程20环境污染防治环境污染防治 水体污染与废水处理的生物对策水体污染与废水处理的生物对策 大气污染及其防治大气污染及其防治 土壤污染及其防治土壤污染及其防治 固体废物的处理与资源化固体废物的处理与资源化21生态环境质量评价生态环境质量评价 生态环境质量生态环境质量 生态环境质量评价生态环境质量评价 指标体系指标体系 评价方法和模型评价方法和模型 生态环境质量预测生态环境质量预测2216.4.5 景观生态学景观生态学研究内容研究内容 景观结构：景观组成、多样性及其空景观结构：景观组成、多样性及其空间关系间关系 景观功能：景观结构与生态学过程的景观功能：景观结构与生

14、态学过程的相互作用相互作用 景观动态：景观结构和功能随时间的景观动态：景观结构和功能随时间的变化变化23景观生态学的基本原理景观生态学的基本原理 基本原理基本原理 景观结构与功能原理景观结构与功能原理 生物多样性原理生物多样性原理 物种流动原理物种流动原理 营养再分配原理营养再分配原理 能量流动原理能量流动原理 景观变化原理景观变化原理 景观稳定性原理景观稳定性原理2416.4.6 全球变化生态学全球变化生态学 全球变化：是关于区域及全球变化趋势、原全球变化：是关于区域及全球变化趋势、原因、机制和效应的研究因、机制和效应的研究 全球变暖：指地球表层大气、土壤、水体及全球变暖：指地球表层大气、土

15、壤、水体及植被温度年际间缓慢上升植被温度年际间缓慢上升 温室效应：大气中对长波辐射具有屏蔽作用温室效应：大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升在地球表层而导致温度上升25全球变化的主要现象全球变化的主要现象 温室气体浓度增加温室气体浓度增加 全球气温升高全球气温升高 自自19世纪后半叶以来，全球地表年均温升高世纪后半叶以来，全球地表年均温升高0.3-0.6度度 新的分析表明新的分析表明,二十世纪二十世纪(1900年开始年开始)是过去的是过去的1000年年间最暖的世纪间最暖的世纪,90年代又是最暖的十年年代

16、又是最暖的十年,1998年是最暖年是最暖的年份的年份2627Carbon accumulation CO2 has increased from its pre-industrial level 282930312020世纪是世纪是1414世纪以来最暖的世纪世纪以来最暖的世纪32相对于相对于1961196119901990年平均年平均1860186020002000年年全球温度全球温度的异常的异常2020世纪世纪9090年代年代是是这个这个世纪中世纪中最暖的十年最暖的十年33全球变化的主要现象全球变化的主要现象 海平面上升：过去海平面上升：过去100年间全球海平面升高了年间全球海平面升高了10

17、-25cm 土地利用和覆盖变化土地利用和覆盖变化 土地覆盖：陆地表面生态系统类型及其生物的土地覆盖：陆地表面生态系统类型及其生物的和地理的特征和地理的特征 土地利用：指对土地的利用方式土地利用：指对土地的利用方式 生态系统及生物多样性的变化生态系统及生物多样性的变化 IGBP的核心项目的核心项目GCTE研究陆地生态系统对气研究陆地生态系统对气候变化和大气二氧化碳浓度升高的反应候变化和大气二氧化碳浓度升高的反应 生物多样性问题成为全球变化研究的重要内容生物多样性问题成为全球变化研究的重要内容34刀耕火种导致的热带雨林退化刀耕火种导致的热带雨林退化温带森林草原地带植被的退化温带森林草原地带植被的退

18、化35(1)干(4)暖(3)(2)热带雨林热带雨林退化草地退化草地3690807013010011030401201101209080130701101003040末次盛冰期末次盛冰期全新世全新世适宜期适宜期1201101009080701304030现现 今今山脉山脉沙漠沙漠戈壁戈壁固定沙丘剖面固定沙丘剖面沙漠分布比较沙漠分布比较37黄土粒度分析的证据黄土粒度分析的证据 近代黄土层的粒度较全新世土壤近代黄土层的粒度较全新世土壤要粗的多，接近末次冰期的黄土粒度。要粗的多，接近末次冰期的黄土粒度。显然显然,这层黄土不是气候变化造成的，这层黄土不是气候变化造成的，而是历史时期人类活动导致的沙漠扩而

19、是历史时期人类活动导致的沙漠扩张张38全新世土壤全新世土壤末次盛冰期的古风成砂末次盛冰期的古风成砂呼伦贝尔草原上呼伦贝尔草原上正在翻耕的土地正在翻耕的土地呼伦贝尔草原的黑土地与呼伦贝尔草原的黑土地与其下的末次冰期风成砂其下的末次冰期风成砂呼伦贝尔草原的黑土地在呼伦贝尔草原的黑土地在很多地方已不足很多地方已不足30cm30cm厚厚野外考察的证据野外考察的证据39全球变化的生态后果全球变化的生态后果 影响生态系统的生产力、呼吸和分解影响生态系统的生产力、呼吸和分解过程过程 温度和生长季长度是制约高纬度和高温度和生长季长度是制约高纬度和高海拔地区植物生产力的主要因素。海拔地区植物生产力的主要因素。4

20、0减缓全球变化的途径减缓全球变化的途径 减缓气候变化减缓气候变化 控制温室气体的排放和颗粒物的形成。其核控制温室气体的排放和颗粒物的形成。其核心是控制化石能的消耗。心是控制化石能的消耗。途径：提高化石能的能效；开发其他形式的途径：提高化石能的能效；开发其他形式的能源。能源。摆正人在自然界中的位置；摆正人在自然界中的位置；人类社会必须寻求有效的途径，使其适应并人类社会必须寻求有效的途径，使其适应并管理环境。管理环境。41减缓全球变化的机制减缓全球变化的机制 技术技术 管理管理 法律法律 教育教育42可持续发展可持续发展 环境与可持续发展环境与可持续发展 资源与可持续发展资源与可持续发展 环境保护

21、与可持续发展环境保护与可持续发展43环境与可持续发展环境与可持续发展 可持续发展：既满足当代人的需要，又不对可持续发展：既满足当代人的需要，又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展。后代满足其需要的能力构成危害的发展。公平性原则：即代际公平、代内公平公平性原则：即代际公平、代内公平 持续性原则：调整人类的生活方式和对资源的要持续性原则：调整人类的生活方式和对资源的要求，在生态系统可以保持相对稳定的范围内确定求，在生态系统可以保持相对稳定的范围内确定自己的消费标准。自己的消费标准。系统性原则：从全局着眼，从系统的关系进行综系统性原则：从全局着眼，从系统的关系进行综合分析和宏观调控。合分析和宏观调

22、控。44资源与可持续发展资源与可持续发展 自然资源：在自然界中凡是能提供人类生活自然资源：在自然界中凡是能提供人类生活和生产需要的任何形式的物质。和生产需要的任何形式的物质。可耗竭资源：在地球演化进程中不同时期形可耗竭资源：在地球演化进程中不同时期形成的、数量有限，如化石燃料；有的不合理成的、数量有限，如化石燃料；有的不合理利用而枯竭，适当利用就不断更新，如生物利用而枯竭，适当利用就不断更新，如生物资源。资源。非耗竭资源：供给稳定、数量丰富，不受人非耗竭资源：供给稳定、数量丰富，不受人类活动的影响，不会因为利用而枯竭。如太类活动的影响，不会因为利用而枯竭。如太阳、风。阳、风。45环境保护与可持续发展环境保护与可持续发展 保护自然资源保护自然资源 倡导无污染工业倡导无污染工业 大力开发可再生资源大力开发可再生资源 提倡持续农业提倡持续农业 保护生物多样性保护生物多样性