環(huán)境生態(tài)學(xué)復(fù)習(xí)資料剖析_第1頁
環(huán)境生態(tài)學(xué)復(fù)習(xí)資料剖析_第2頁
環(huán)境生態(tài)學(xué)復(fù)習(xí)資料剖析_第3頁
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文檔簡介

1、第一章 緒論1. 生態(tài)學(xué)。(1)生態(tài)學(xué)定義:研究生物與周圍環(huán)境(生物、非生物環(huán)境)之間相互關(guān)系的科學(xué)。(2)研究對象:生物個體、種群(Population)、群落(Community)、生態(tài)系統(tǒng)(Ecosystem)、生物圈(Biosphere)。2.環(huán)境生態(tài)學(xué)定義:研究人為干擾下,生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的變化機制、規(guī)律和對人類的反效應(yīng),尋求受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、重建和保護對策的科學(xué)。是生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)的交叉學(xué)科。3.環(huán)境科學(xué)的研究內(nèi)容 人類與其生存環(huán)境的基本關(guān)系。 污染物在自然環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、循環(huán)和積累的過程及規(guī)律。 環(huán)境污染的危害。環(huán)境污染的控制與防治。自然資源的保護與合理使用。環(huán)境質(zhì)量的

2、調(diào)查、評價和預(yù)測。 環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測、分析技術(shù)和預(yù)報。 環(huán)境規(guī)劃。 環(huán)境管理。第二章  生物與環(huán)境1. 物種(種)的概念(1)概念:形態(tài)相似的個體之集合。(2)內(nèi)在因素:生殖、遺傳、生理、生態(tài)、行為。2.生物協(xié)同進化(1)概念:一個物種的進化必然會改變作用于其他生物的選擇壓力,引起其他生物也發(fā)生變化,這些變化反過來又會引起相關(guān)物種的進一步變化。(捕食者和獵物之間)3.環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)中“環(huán)境”的概念。(1)環(huán)境科學(xué)的“環(huán)境”:以人為主體,其他的生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)都被視為環(huán)境要素。(2)生態(tài)學(xué)的“環(huán)境”:以生物為主體,生物體以外的所有自然條件稱為環(huán)境。4.環(huán)境因子與生態(tài)因子的

3、區(qū)別點(1)環(huán)境因子:指人之外的所有環(huán)境要素。(環(huán)境因子環(huán)境要素,如水、大氣、土壤、聲)(2)生態(tài)因子:對生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布起作用的環(huán)境因子。5.生態(tài)因子空間分布特征。(1)緯度地帶性 (2)垂直地帶性(海拔) (3)經(jīng)度地帶性6.相關(guān)概念(1)生境:生物生活地段上的生態(tài)環(huán)境。(2)生態(tài)幅:每種生物對一種生態(tài)因子都有耐受的最低點和最高點,其范圍即生態(tài)幅或生態(tài)價。 (3)光補償點:光合作用強度和呼吸作用強度相當處的光強度為光補償點。(4)當光照強度達到一定水平后,光合產(chǎn)物不再增加或增加得很少,該處的光強度即為光飽和點。l 光合作用率在光補償點附近與光強度成正比,但達到光飽和點后,

4、不再隨光強增加。(5)Liebig最小因子定律:植物的生長取決于那些處于最低量的營養(yǎng)元素,這些處于最低量的營養(yǎng)元素稱最小因子。(6)Shelford耐受性定律:任何一個生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上的不足或過多,即當其接近或達到某種生物的耐受限度時會使該種生物衰退或不能生存。(7)限制因子(limiting factors):在眾多生態(tài)因子中,任何接近或超過某種生物的耐受性極限而阻止其生存、生長、繁殖或擴散的因子,稱限制因子。7、生物對生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整內(nèi)穩(wěn)態(tài)l 生物系統(tǒng)通過內(nèi)在的調(diào)節(jié)機制(通過形態(tài)、行為和生理適應(yīng)實現(xiàn))使內(nèi)環(huán)境保持相對穩(wěn)定。l 大多數(shù)內(nèi)穩(wěn)態(tài)機制依賴于負反饋過程。8.光合作用的光

5、譜范圍只是可見光區(qū)(1)生理有效輻射l 紅、橙光主要被葉綠素吸收,對葉綠素的形成有促進作用;l 藍紫光也能被葉綠素和類胡蘿卜素所吸收。(2)生理無效輻射:綠光則很少被吸收利用。9.光周期現(xiàn)象(photoperiodism)Garner等人(1920)發(fā)現(xiàn)明暗交替與長短對植物的開花結(jié)實有很大的影響。這種植物對自然界晝夜長短規(guī)律性變化的反應(yīng),稱光周期現(xiàn)象。(1)日照超過一定數(shù)值才開花的植物稱長日照植物;(小麥、油菜,起源于北方)(2)日照短于一定數(shù)值才開花的植物稱短日照植物,一般需要較長的黑暗才能開花。(蒼耳、水稻,起源于南方)。10.酶的三基點溫度:最低、最適和最高溫度l 生長在低緯度的生物高溫

6、閾值偏高,生長在高緯度的生物低溫閾值偏低。l 外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動物生長加速和減弱的交替,如形成年輪。11.有效積溫法則(1)植物在生長發(fā)育過程中,需從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育,而且各發(fā)育階段所需要的總熱量是一個常數(shù),稱總積溫或有效積溫K。KN(TC)N為發(fā)育歷期,即生長發(fā)育所需時間,T為發(fā)育期間的平均溫度,C是發(fā)育起點溫度,又稱生物學(xué)零度。(2)有效積溫意義:預(yù)測生物發(fā)生的世代數(shù);預(yù)測生物地理分布的北界;預(yù)測害蟲來年的發(fā)生程歷;制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃,合理安排作物;應(yīng)用積溫預(yù)報農(nóng)時。12.土壤是由固體(占85以上)、液體和氣體組成的三相系統(tǒng)(1)根據(jù)土粒的直徑大?。捍?/p>

7、砂、細砂、粉砂和粘粒(2)土粒類型組合百分比稱土壤質(zhì)地:砂土、壤土和粘土。第三章 生物圈中的生命系統(tǒng)1.種群(1)種群:在一定空間和一定時間的同一物種個體的集合體。是構(gòu)成物種、群落的基本單位。(2)區(qū)別種群和種(物種)的概念 l 種是能夠相互配育的自然種群的集合,不同種之間存在生殖隔離現(xiàn)象,是一個分類階元。l 一個物種可以包括許多種群;不同種群之間存在明顯的地理隔離,長期隔離有可能發(fā)展為不同亞種,甚至產(chǎn)生新的物種。(3)種群生態(tài)學(xué)核心研究內(nèi)容種群個體數(shù)量在時間和空間上的變動規(guī)律及其調(diào)節(jié)機制:種群個體的數(shù)量或密度,種群的分布,種群數(shù)量變動和擴散遷移,種群調(diào)節(jié)。 2.年齡錐體圖的類型增長型種群(金

8、字塔型)、穩(wěn)定型種群(子彈頭型)、下降型種群(倒金字塔)。3.生命表的編制目的l 指死亡表和壽命表,用于簡單而直觀地反應(yīng)種群存活和死亡過程的統(tǒng)計表。l 目的:是研究種群數(shù)量變動機制和制定數(shù)量預(yù)測模型。4.種群增長模型1)與密度無關(guān)的種群增長模型(指數(shù)增長模型):環(huán)境中空間、食物等資源是無限的,增長率不受種群密度影響。(1)種群離散增長模型(2)種群連續(xù)增長模型(種群的指數(shù)增長)l 適用:世代重疊,繁殖與密度無關(guān),在無限環(huán)境中幾何增長;繁殖速率恒定dN/dt=(b-d)NdN/dt:種群的瞬時數(shù)量變化;b、d:每個體的瞬時出生率、死亡率;N:種群數(shù)量b-d=rr:瞬時增長率(內(nèi)稟增長率:種群固有

9、的內(nèi)在增長能力)dN/dt=r N dN/N = r dt Nt=N0etNt:t時刻的種群數(shù)量;N0:種群起始個體數(shù)量;l 以Nt對時間t作圖說明種群增長曲線呈“J”字型。2)與密度有關(guān)的種群增長模型(邏輯斯諦增長)l 適用:世代重疊,連續(xù)性生長;在有限環(huán)境中的增長;繁殖速率不恒定。l 環(huán)境容納量(K):由環(huán)境資源所能維持的種群數(shù)量,當Nt=K時,種群為零增長,dN/dt=0。l 擁擠效應(yīng):種群增加一個個體時,瞬時對種群產(chǎn)生一種壓力。即每增加一個個體,就利用了1/K的“空間”,N個體利用了N/K“空間”,而可供種群繼續(xù)增長的“剩余空間”只有(1N/K)。5.邏輯斯諦曲線(S型曲線) 開始期,

10、 種群個體數(shù)很少,密度增長緩慢;加速期,隨個體數(shù)增加,密度增長逐漸加快;轉(zhuǎn)折期,當個體數(shù)達到飽和密度的一半(即K/2)時,密度增長最快;減速期,個體數(shù)超過K/2以后,密度增長逐漸變慢;飽和期,種群個體數(shù)達到K值而飽和。6.-K選擇理論(1)K選擇理論:根據(jù)生物的進化環(huán)境和生態(tài)對策把生物分為對策者和K對策者。(2)對策者特征(大部分昆蟲和一年生植物)l 適應(yīng)于不可預(yù)測的多變環(huán)境(如干旱地區(qū)和寒帶),是新生境的開拓者,但存活要靠機會。l 對策者具有能夠?qū)⒎N群增長最大化的各種生物學(xué)特性,即高生育力、單次生殖多,快速發(fā)育、早熟、成年個體小、壽命短。(3)K對策者特征(大部分脊椎動物和喬木)l 適應(yīng)于可

11、預(yù)測的穩(wěn)定的環(huán)境。當生存環(huán)境發(fā)生災(zāi)變時很難迅速恢復(fù),如果再有競爭者抑制,就可能趨向滅絕。l K對策者具有遲生殖、產(chǎn)仔(卵)少而大但多次生殖、發(fā)育慢、成年個體大、壽命長、存活率高的生物學(xué)特性,以高競爭能力使自己能夠在高密度條件下得以生存。 (4)K對策者在生存競爭中的區(qū)別l K對策者以“質(zhì)”取勝,大部分能量用于提高存活;l 對策者以“量”取勝,大部分能量用于繁殖。(5)對策者和K對策者的種群增長曲線的差別l 在增長曲線上,對策者和K對策者都有一個平衡點S,種群數(shù)量的變化都趨向于平衡點;l 對策者的數(shù)量變化幅度較大。l 對于K對策者,其種群增長曲線上還有一個滅絕點X。當K對策者的種群數(shù)量大于滅絕點

12、,則種群增長;如果低于滅絕點,種群就會發(fā)生滅絕。 (6)選擇和K選擇理論的意義l 在有害動物防治方面,大部分有害動物屬于對策者,僅靠一兩次滅殺只能暫時控制其數(shù)量,一旦滅殺停止,能迅速增殖,種群數(shù)量將很快恢復(fù)到原有水平;l 在瀕危野生動物的保護方面,大部分珍稀動物屬于K對策者,繁殖能力低,一旦種群數(shù)量下降到一定的下限滅絕點則難以自然地恢復(fù)增長,因此應(yīng)當不斷地給予保護。 7.種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系的類型及概念。種內(nèi)關(guān)系:種群內(nèi)部的個體與個體之間的關(guān)系。包括集群、種內(nèi)競爭。種間關(guān)系:生活于同一生境中的不同種群之間的關(guān)系。包括寄生與共生、種間競爭、捕食。8.種群競爭分類種內(nèi)競爭(發(fā)生在同一物種個體之間)

13、:可以導(dǎo)致物種分化、物種形成。種間競爭(發(fā)生在不同物種的個體之間) 9.生態(tài)位、棲息地l 生態(tài)位:自然生態(tài)系統(tǒng)中一個種群在時間、空間上的位置及其與相關(guān)種群之間的功能關(guān)系。l 棲息地:生物所處的物理環(huán)境。10.資源利用曲線(1)資源利用曲線:能表示不同物種的生態(tài)位分布,為正態(tài)曲線,曲線的重疊度表示生態(tài)位的重疊度,即對資源的競爭大小。(2)資源利用曲線意義:各物種的生態(tài)位窄,相互重疊少,表示種間競爭??;各物種的生態(tài)位寬,相互重疊多,表示種間競爭大。進化使兩物種的生態(tài)位靠近、重疊,種間競爭加劇,將導(dǎo)致一個物種滅亡或通過生態(tài)位的分化而得以彼此都能生存。若物種的生態(tài)位狹,激烈的種內(nèi)競爭將促使其擴展資源利

14、用范圍。種內(nèi)競爭促使兩物種的生態(tài)位接近,而種間競爭又促使兩物種的生態(tài)位分離。若兩個物種的資源利用曲線完全分開,表明有些資源未被充分利用,擴充利用范圍的物種將在進化中獲得好處。11.高斯假說兩個物種越相似,它們的生態(tài)位重疊就越多,競爭也就越激烈。即在一個穩(wěn)定的環(huán)境內(nèi),兩個以上具有相同資源利用方式的但受資源限制的種,不能長期共存在一起。12.捕食的生態(tài)意義l 意義:往往在對獵物種群的數(shù)量和質(zhì)量的調(diào)節(jié)上具有重要的生態(tài)學(xué)意義。l 多食性的捕食者可以選擇多種不同的食物給自身帶來更多的生存機會,也具有阻止被食者種群數(shù)量進一步下降的重要作用。相反,就被食者而言,當它的密度上升較高時,可能會引來更多的捕食者,

15、從而阻止其數(shù)量繼續(xù)上升。13.種群的空間格局類型:均勻型,隨機型,成群型。14.生態(tài)對策是指任何生物在某一特定的生態(tài)壓力下,都可能采用有利于種生存和發(fā)展的對策。(1)生殖對策:有些生物把較多的能量用于營養(yǎng)生長,而用于生殖的能量較少,因此這些生物的生殖能力就比較低。而另一些生物則把更多的能量用于生殖,以便產(chǎn)生大量的種子,這些植物所占有的生境往往是不太穩(wěn)定的。 (2)生活史對策:K選擇的自然選擇理論,從定性描述走向定量分析的新階段。15.瑪他種群理論l 一個大的興旺的種群因環(huán)境污染,棲息地破壞或其他干擾而破碎成許多孤立的小種群時,這些小種群的聯(lián)合體或總體就稱為Meta種群。l 瑪他種群理

16、論用來指導(dǎo)瀕危動物的保護。16.種的綜合數(shù)量指標蓋度:蓋度是植物地上部分垂直投影面積占樣地面積的百分比,即投影蓋度。17.植物的生活型(Raunkiaer朗克爾)劃分系統(tǒng)高位芽植物(休眠芽離地面25cm以上)地上芽植物(休眠芽離地面25cm以下,土面以上)地面芽植物(位于近地面土層內(nèi),冬季地上部分枯死,為多年生草本植物)隱芽植物(塊莖類的植物,如土豆)一年生植物(以種子越冬)。18.生物群落(1)定義:指生活在一定的自然區(qū)域內(nèi),相互之間具有直接或間接關(guān)系的各種生物的總和,是種群的集合體。(2)群落中種類成員的分類根據(jù)在群落中個體數(shù)量的多少和所起的作用大小劃分:優(yōu)勢種和建群種亞優(yōu)勢種伴生種偶見種

17、或罕見種19.葉面積指數(shù)(葉面積系數(shù))LAI總?cè)~面面積(單面計算)/土地面積l LAI越高該群落的光能利用效率也越高。 20.群落交錯區(qū)(生態(tài)交錯區(qū)、生態(tài)過渡帶)是兩個或多個群落之間的過渡區(qū)域。交叉區(qū)含有兩個重疊群落中的一些物種以及交叉區(qū)本身特有的物種,存在一些種群數(shù)目及密度增大的趨勢,即邊緣效應(yīng)。21.中度干擾假說l 干擾頻繁,物種更換太快,穩(wěn)定度不夠,多樣性降低;干擾次數(shù)不夠(干擾間隔時間太長),物種演化到最后,優(yōu)勢種會占絕對的統(tǒng)治地位。l 只有中等程度的干擾才能使多樣性維持在最高水平。22.島嶼理論(1)島嶼效應(yīng):島嶼的面積越大物種數(shù)越多。(2)島嶼理論的意義:島嶼生態(tài)理論對自然保護區(qū)的

18、設(shè)計具有指導(dǎo)意義。問:在相同的面積下,建立一個大保護區(qū)還是若干個小保護區(qū)好?答:若每一小保護區(qū)的物種均相同,則應(yīng)建立大保護區(qū)。對于大型動物,需大保護區(qū)。在異質(zhì)的空間里建立保護區(qū),小保護區(qū)可以提高空間的異質(zhì)性,有利于生物的多樣性。小保護區(qū)可以防治傳播疾病。23. 頂極群落認為如果一個群落在某種生境中基本穩(wěn)定,能自行繁殖并結(jié)束它的演替過程,就可看作頂極群落。24.單元頂極論、多元頂極論(1)單元頂極論(氣候頂級論)開始演替的生境和先鋒群落可能不同,但在演替過程中群落間逐漸趨向一致,達到和當?shù)貧夂驐l件保持協(xié)調(diào)和平衡的群落,即演替終點。只有排水良好、地形平緩、人為影響較小的地帶性生境上才能出現(xiàn)氣候頂極

19、。(2)多元頂極論在一個氣候區(qū)域內(nèi),除了氣候頂極之外,還可有土壤演替頂極、地形頂極、火燒頂極、動物頂極;同時還存在一些復(fù)合型的頂極等。(3)單元頂極和多元頂極論的相同和不同點l 相同點:承認頂極群落是經(jīng)過單向變化而達到穩(wěn)定狀態(tài)的群落,是和生境相適應(yīng)的。 l 不同點:單元頂極論認為,氣候是演替的決定因素;多元頂極論認為,除氣候以外的其他因素,也可以決定頂極的形成。單元頂極論認為,在一個氣候區(qū)域內(nèi),所有群落都趨向形成氣候頂極;而多元頂極論不認為所有群落最后都會趨于一個頂極。 25.頂極格局假說在任何一個區(qū)域內(nèi),隨著環(huán)境梯度的變化,氣候頂極、土壤頂極、地形頂極及火燒頂極等是連續(xù)變化的,構(gòu)成一個頂極群

20、落連續(xù)變化的格局。在這個格局中,分布最廣泛且通常位于格局中心的頂極群落,叫做優(yōu)勢頂極,它是最能反映該地區(qū)氣候特征的頂極群落,相當于單元頂極論的氣候頂極。第四章 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)1.生態(tài)系統(tǒng)l 生物群落與其環(huán)境之間由于不斷地進行物質(zhì)循環(huán)和能量流動過程而形成的統(tǒng)一整體。l 組成要素:非生物環(huán)境生產(chǎn)者消費者 分解者2.相關(guān)概念(1)食物鏈:指生態(tài)系統(tǒng)中不同生物之間在營養(yǎng)關(guān)系中形成的一環(huán)套一環(huán)似鏈條式的關(guān)系。分捕食食物鏈(以綠色植物為起點)和碎屑食物鏈(從死亡的有機體或腐屑開始)兩大類型。(2)食物網(wǎng):食物鏈交叉,形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)即食物網(wǎng)。(3)營養(yǎng)級:食物鏈上的每一個環(huán)節(jié)稱為營養(yǎng)階層或營養(yǎng)級,指處

21、于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。同一營養(yǎng)級物種可能是一個生物物種,也可能是若干個物種。生產(chǎn)者屬于第一營養(yǎng)級,草食動物是第二營養(yǎng)級,以草食動物為食的動物是第三、四、五等營養(yǎng)級,雜食動物占有好幾個營養(yǎng)級。3.生態(tài)金字塔/錐體圖(1)能量錐體:金字塔形(2)生物量錐體:有時是倒置的例如,海洋生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者(浮游植物)的個體很小,生活史很短,根據(jù)某刻調(diào)查的生物量,常低于浮游動物的生物量。這樣按上法繪制的生物量錐體就倒置過來。(3)數(shù)量錐體:倒置的情況就更多一些4.食物網(wǎng)的控制機理l 指較低營養(yǎng)階層的種群結(jié)構(gòu)依賴于較高營養(yǎng)階層物種的影響,稱為下行效應(yīng)。l 指較低營養(yǎng)階層的種群結(jié)構(gòu)決定較高營養(yǎng)階

22、層的種群結(jié)構(gòu),稱為上行效應(yīng)。5. 生態(tài)系統(tǒng)的5個基本功能:物質(zhì)生產(chǎn)、能量流動(單向)、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞、自我調(diào)節(jié)6. 物質(zhì)生產(chǎn)(1)初級生產(chǎn)(第一性生產(chǎn)):自養(yǎng)生物的生產(chǎn)過程。(2)初級生產(chǎn)量/力(第一性生產(chǎn)量/力PP、總初級生產(chǎn)量GPP):植物所固定的太陽能或所制造的有機物質(zhì)。(3)凈初級生產(chǎn)量/力NPP:在初級生產(chǎn)過程中,植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉,剩下的可用于植物的生長和生殖,這部分生產(chǎn)量稱為凈初級生產(chǎn)量。(GPPNPP呼吸消耗量)。(4)次級生產(chǎn)(第二性生產(chǎn)):異養(yǎng)生物的再生產(chǎn)過程。(5)次級生產(chǎn)量(第二性生產(chǎn)量):在被動物同化的能量中,除用于動物的呼吸代謝和生命維

23、持外,剩下用于動物生長和繁殖的能量就是次級生產(chǎn)量。(6)生產(chǎn)量和生物量的不同l 生產(chǎn)量指單位時間單位面積上的有機物質(zhì)生產(chǎn)量;l 生物量是指某一定時刻調(diào)查時單位面積上積存的有機物質(zhì),單位是干重(g/m2)或(J/m2)。7.總初級生產(chǎn)量、凈初級生產(chǎn)量、生物量隨群落演替的時間變化規(guī)律群落演替早期植物生物量很低 à 初級生產(chǎn)量不高 à 隨時間推移,生物量漸漸增加 à生產(chǎn)量也提高(一般森林在葉面積指數(shù)達到4時,凈初級生產(chǎn)量最高) 至最大à 當生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育成熟或演替達到頂極時,生物量略下降至較穩(wěn)定,由于系統(tǒng)保持在動態(tài)平衡中,凈生產(chǎn)量反而最小。8.次級生產(chǎn)量的估算次

24、級生產(chǎn)量動物從外界攝食的能量糞、尿能量呼吸能量(1)按同化量和呼吸量估計次級生產(chǎn)量PPAR; ACFUA:被同化的能量,R:呼吸量,C:動物從外界攝食的能量,F(xiàn)U:糞、尿能量l 測定通常是在個體水平上進行,因此要與種群數(shù)量、性比、年齡結(jié)構(gòu)等特征結(jié)合起來,才能估計出動物種群的凈生產(chǎn)量。(2)按生殖后代的生產(chǎn)量和個體增重計算PPg十PrPr:生殖后代的生產(chǎn)量(g);Pg:個體增重(g)。9. 能量流動(1)生態(tài)效率:能量在營養(yǎng)級之間或營養(yǎng)級內(nèi)部傳遞的比率(%)。(2)遞減的原因:各營養(yǎng)級消費者不可能百分之百地利用前一營養(yǎng)級的生物量;各營養(yǎng)級的同化作用也不是百分之百的,總有一部分不被同化;生物在維持

25、生命過程中進行新陳代謝總是要消耗一部分能量。(3)遞減量l 能量從一個營養(yǎng)級到另一個營養(yǎng)級的轉(zhuǎn)化效率約5%30%。從植物到植食動物的轉(zhuǎn)化效率約10%,從植食動物到肉食動物的轉(zhuǎn)化效率約15%。 l 林德曼效率(Le):在次級生產(chǎn)過程中,后一營養(yǎng)級所獲得的能量大約只有前一營養(yǎng)級能量的10%,大約90%的能量損失掉了,這就是著名的百分之十定律。10.分解過程l 分解過程:有機質(zhì)分解時,無機元素從有機物質(zhì)中釋放出來的過程,也稱礦化作用。l 分解效率的制約因素 :(1)分解者:包括細菌和真菌及動物。(2)被分解物:有機物中各化學(xué)成分的分解速率順序為:單糖、半纖維素、纖維素、木質(zhì)素和酚。(3)環(huán)境條件:溫

26、度高,濕度大的地帶,有機物的分解速率很高,而低溫和干燥地帶,分解速率低。11.生態(tài)系統(tǒng)能流模型圖12.生物地球化學(xué)循環(huán)(biogeochemical cycle):生態(tài)系統(tǒng)從大氣、水體和土壤等環(huán)境中獲得營養(yǎng)物質(zhì),通過綠色植物吸收,進入生態(tài)系統(tǒng),被其他生物重復(fù)利用,最后再歸入環(huán)境中。13.植被帶分布類型(1)緯度地帶性:熱帶雨林亞熱帶常綠闊葉林溫帶落葉闊葉林寒溫帶針葉林極地苔原。(2)經(jīng)度地帶性:森林植被草原植被干旱荒漠植被(3)垂直地帶性:海拔14.湖泊的生產(chǎn)者類型:沉水植物、浮水植物、挺水植物。15、濕地:指沼澤地、濕原、泥炭地、河流、湖泊、水庫、稻田以及退潮時水位不超過6m的沿岸帶水區(qū)。1

27、6.紅樹林生態(tài)系統(tǒng)(1)紅樹林生態(tài)系統(tǒng):熱帶、亞熱帶河口海灣潮間帶,由紅樹林(為主)、動植物和微生物組成的一個整體。熱帶海區(qū)6070的岸灘有紅樹林成片或星散分布。??裳睾涌诤场⑷侵薜貐^(qū)或沿河口延伸至內(nèi)陸數(shù)公里。 (2)生境特征 1、母巖:花崗巖或玄武巖的風(fēng)化產(chǎn)物比較細粘,河口淤泥沉積,適于紅樹林生長。2、土質(zhì):土壤由粉粒和粘粒組成,含有大量有機質(zhì),土壤含鹽量0.22.5,pH 48。 3、溫度:海水年均溫度2427,氣溫2030。4、海水和潮汐:紅樹植物具有耐鹽特性,在一定鹽度海水下才成為優(yōu)勢種。另一個重要條件是潮汐,沒有潮間帶的每日有間隔的漲潮退潮的變化,紅樹植物是生長不好的。第五章 生

28、態(tài)系統(tǒng)服務(wù)1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù):生態(tài)系統(tǒng)提供的商品和服務(wù)。2.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容 有機質(zhì)的生產(chǎn)與生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品:有機質(zhì)及其產(chǎn)品、能源; 生物多樣性的產(chǎn)生與維護:是一種超結(jié)構(gòu)、基因庫、提供緩沖和保險; 調(diào)節(jié)氣候:固碳作用、改變下墊面、調(diào)節(jié)小氣候; 減緩災(zāi)害:有效提高水循環(huán),涵養(yǎng)水源; 維持土壤功能:植物保護土壤;土壤的生態(tài)服務(wù)功能 傳粉播種:大多數(shù)顯花植物需要動物傳粉;有些植物還需動物傳播和散布種子; 控制有害生物:有害生物往往受到天敵的控制; 凈化環(huán)境:通過新陳代謝、生物地球化學(xué)循環(huán); 感官、心理和精神益處:滿足人們從感官到心理到高層的精神追求; 精神文化的源泉:美學(xué)、文化多樣性3.生態(tài)系統(tǒng)

29、服務(wù)的價值類型1)使用價值(1)直接使用價值l 顯著實物型直接價值,包括消耗性使用價值和生產(chǎn)性使用價值l 非顯著實物型使用價值。(2)間接使用價值2)非使用價值:選擇價值、遺產(chǎn)價值、存在價值。4.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要評估方法1)市場定價與替代花費法(1)市場價格法:市場價值法、費用支出法。(2)替代花費法(3)生產(chǎn)成本法:機會成本法、恢復(fù)和保護費用法、影子工程法。 2)環(huán)境偏好顯示法(1)旅行費用法(它求出的值實際上是消費者剩余,消費者剩余低于某景點的游憩價值,計算風(fēng)景資源游憩的全部價值應(yīng)包括消費者支出和消費者剩余兩部分。這實質(zhì)上是消費者的自愿支付總值)(2)享樂價格法(3)規(guī)避行為和防護費用法

30、3)條件價值評估(它是迄今用于評估生物多樣性存在價值、遺產(chǎn)價值和選擇價值等非使用類價值的最理想方法)。5.消費者剩余(1)消費者剩余:一種物品的總效用與其總市場價值之間的差額稱為消費者剩余。之所以會產(chǎn)生剩余,是因為我們“所得到的大于我們所支付的”,這種額外的好處根源于遞減的邊際效用。 我們之所以能享受消費者剩余,基本的原因在于:對于我們所購買的某一物品的每單位,從第一單位到最后一單位,我們支付的是相同的價格。支付的每一單位的代價都是它最后一單位的價值。但是,根據(jù)邊際效用遞減這一基本規(guī)律,前面的各單位都要比最后的一單位具有更高的價值。因此,我們就這樣從前面的每一單位中享受到了效用剩余。6.生態(tài)系

31、統(tǒng)服務(wù)價值評估的意義生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估的最終目的是為環(huán)境決策和管理服務(wù)。第六章 退化生態(tài)系統(tǒng)及其修復(fù)、生態(tài)工程1.相關(guān)概念(1)干擾概念:時空上相對離散,改變種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、導(dǎo)致資源可利用性和物理環(huán)境發(fā)生變化的事件。(2)干擾評估指標體系組成:干擾的程度、頻率、類型、大小、時間和強度范圍。(3)受損生態(tài)系統(tǒng)(退化生態(tài)系統(tǒng)):指生態(tài)系統(tǒng)在一定強度的干擾下,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化和障礙,并發(fā)生了生態(tài)系統(tǒng)的逆向演替。(4)脆弱生態(tài)系統(tǒng):指自身穩(wěn)定性差、對外界干擾抵抗能力低的生態(tài)系統(tǒng)。(5)生態(tài)恢復(fù)/修復(fù)定義:根據(jù)生態(tài)學(xué)原理,采取某些措施,使受到損害的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)/修復(fù)到

32、較接近其受干擾前的狀態(tài)。(6)生態(tài)恢復(fù)/修復(fù)的機理:在退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建過程中,首先是建立和完善生產(chǎn)者亞系統(tǒng)(主要指植被),這是生態(tài)恢復(fù)的必需條件和基礎(chǔ)。在恢復(fù)和重建生產(chǎn)者亞系統(tǒng)的同時或稍后,就應(yīng)設(shè)計和建立消費者亞系統(tǒng)、分解者亞系統(tǒng),進而要考慮小生境的多樣性。2.生態(tài)恢復(fù)的標準可持續(xù)性(可自然更新)不可入侵性(像自然群落一樣能抵制入侵)生產(chǎn)力與自然群落一樣高 營養(yǎng)保持力:這是衡量生態(tài)系統(tǒng)是否實現(xiàn)良性循環(huán)的重要指標具有生物間的相互作用。 3.河流受損1)河流生態(tài)系統(tǒng)受損原因水利工程對河流自然生態(tài)功能和生態(tài)過程的改變(攔河大壩)點源和面源對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響:(河岸帶和河流階地上天然植被的開

33、采,變?yōu)榭筛?;化肥和農(nóng)藥)城市化對河流生態(tài)系統(tǒng)的受損。(城市化對水資源需求量的劇增與河流供給能力的矛盾;城市污水排放與河流自凈能力的矛盾;流經(jīng)城市內(nèi)河段水環(huán)境的徹底改變等)。2)受損河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)(1)修復(fù)原則自然河流有許多通道、水庫和淺灘,在修復(fù)時可考慮重建這些“附件”增加河流的境蜒度和河流的生境多樣性及抗逆性。充分利用河濱或河岸水分和營養(yǎng)充分的特點,首先在這些環(huán)境進行植被恢復(fù),吸引各種動物在此棲息,進而向周圍傳播和擴展。從整個區(qū)域或大的景觀層次上進行規(guī)劃和治理。(2)受損河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的技術(shù)建立沿岸綠化帶,加強植被的生態(tài)功能。人工清淤。控制污染源 科學(xué)調(diào)控河水流量和流速。加強漁業(yè)管

34、理??刂坪涌诤哟驳氖柰诜N植蘆葦防止外來物種侵入4.礦區(qū)廢棄地修復(fù)的方法尾礦的綜合利用;污染土壤的修復(fù);植被修復(fù);微生物修復(fù)法。5.植物修復(fù)技術(shù)(1)定義:以植物忍耐和超量積累污染物的理論為基礎(chǔ),利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中的污染物的一種技術(shù)。(2)植物修復(fù)技術(shù)的類型 植物萃取(吸收)技術(shù); 根際過濾技術(shù) 植物固定技術(shù); 植物轉(zhuǎn)化技術(shù); 植物刺激技術(shù)(植物微生物修復(fù)技術(shù))。6.人工處理濕地1)人工處理濕地的分類(1)按覆水情況分類:表面流人工濕地潛流人工濕地:水平流類型、垂直流類型。(2)按照濕地所處理的污水類型分類:城市污水濕地、垃圾填埋區(qū)滲濾液處理濕地、礦業(yè)廢水濕地、養(yǎng)殖污水處理濕地

35、、暴雨和非點源污水濕地。2)人工處理濕地的組成l 基質(zhì):土壤l 植物:挺水植物和浮水植物已被優(yōu)先利用在人工濕地。3)人工處理濕地去除污染物的機制(按去除途徑劃分):污染物被植物直接吸收;微生物降解污染物;水流流經(jīng)人工處理濕地時,由于水流速度減慢使水中固體物沉淀下來;當水流流經(jīng)植物根部時,大的顆粒被過濾;營養(yǎng)元素(如氮和磷)被土壤和基質(zhì)所吸附;在濕地滯留期間,病原體的自然死亡;紫外線和植物分泌的抗體破壞病原體。第七章 生物毒理與生物富集1.生物富集(生物濃縮):生物從周圍環(huán)境中吸收并積累某種染污,導(dǎo)致生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。2.半致死劑量(LD50)或半致死濃度(LC50):指能引起一群動物50%死亡所需的劑量(濃度)。l LD50數(shù)值愈大,毒性愈??;反

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