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文檔簡(jiǎn)介
1、第一章緒論一、環(huán)境生態(tài)學(xué)的定義及形成與發(fā)展1定義(掌握)2.形成與發(fā)展二、環(huán)境生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與學(xué)科任務(wù)1研究?jī)?nèi)容(掌握)2.學(xué)科任務(wù)發(fā)展趨勢(shì)4.研究方法三、環(huán)境生態(tài)學(xué)與相關(guān)學(xué)科(了解)生態(tài)學(xué)2.壞境科學(xué)恢復(fù)生態(tài)學(xué)4其它相關(guān)學(xué)科一、環(huán)境生態(tài)學(xué)的定義及形成與發(fā)展一、環(huán)境生態(tài)學(xué)的定義及形成與發(fā)展環(huán)境問(wèn)題環(huán)境問(wèn)題當(dāng)前世界面臨的主要環(huán)境問(wèn)題:人II問(wèn)題:人II的激增,生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)人,廢物排放量增加,污染加劇資源問(wèn)題:資源的短缺(森林、土地、淡水)環(huán)境污染:溫室氣體的排放、有害化學(xué)品的污染生態(tài)破壞:土地沙漠化、水土流失、鹽堿化、森林生態(tài)功能衰退等總之,壞境生態(tài)學(xué)是隨著環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生、人類對(duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注
2、及尋求調(diào)節(jié)人類與環(huán)境之間協(xié)調(diào)發(fā)展的途徑而產(chǎn)生的。寂靜的春天(美國(guó)海洋生物學(xué)家蕾切爾卡遜,20世紀(jì)60年代)它是環(huán)境生態(tài)學(xué)的啟蒙之著和學(xué)科誕生的標(biāo)志。增長(zhǎng)的極限(20世紀(jì)70年代),是壞境生態(tài)學(xué)發(fā)展初期階段的主要彖征。人類壞境宣言只有一個(gè)地球一一對(duì)一個(gè)小行星的關(guān)懷和維護(hù)(1972年,聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境會(huì)議),它們豐富了環(huán)境生態(tài)學(xué)的理論,促進(jìn)了它的理論體系的完善和發(fā)展。環(huán)境生態(tài)學(xué)教科書(1987年,福爾德曼),它的出版對(duì)壞境生態(tài)學(xué)的發(fā)展起了枳極的推動(dòng)作用。二、環(huán)境生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容與學(xué)科任務(wù)研究?jī)?nèi)容乩人為干擾卜生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)在變化機(jī)理和規(guī)律的研究各類生態(tài)系統(tǒng)的功能保護(hù)和利用研究C.生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)理及修復(fù)研
3、究解決壞境問(wèn)題的生態(tài)學(xué)對(duì)策全球性環(huán)境問(wèn)題的研究學(xué)科任務(wù)發(fā)展趨勢(shì)研究方法學(xué)科任務(wù)人為干擾的方式及強(qiáng)度退化生態(tài)系統(tǒng)的特征判定人為干擾下的生態(tài)演替規(guī)律受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)管理生態(tài)規(guī)劃和生態(tài)效應(yīng)預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)研究方法發(fā)展趨勢(shì)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人為干擾的反應(yīng)機(jī)制與監(jiān)測(cè)退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建生態(tài)規(guī)劃、生態(tài)安全和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)壞境生物技術(shù)和生態(tài)工程區(qū)域生態(tài)壞境監(jiān)測(cè)研究方法研究方法宏觀研究與微觀研究結(jié)合野外調(diào)查、實(shí)驗(yàn)室和長(zhǎng)期定位試驗(yàn)結(jié)合多學(xué)科交叉、綜合研究系統(tǒng)分析方法和數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用新技術(shù)的應(yīng)用(衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)等)三、環(huán)境生態(tài)學(xué)與相關(guān)學(xué)科1、生態(tài)學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)學(xué)科體系的組
4、成部分,是依據(jù)生態(tài)學(xué)理論和方法研究壞境問(wèn)題而產(chǎn)生的新興分支學(xué)科。因此,在諸多的相關(guān)學(xué)科中,環(huán)境生態(tài)學(xué)與生態(tài)學(xué)的聯(lián)系最為緊密,生態(tài)學(xué)是環(huán)境生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科生態(tài)學(xué)的定義久??藸枺℉aeckel)(德國(guó)動(dòng)物學(xué)家,1866年給出的定義)生態(tài)學(xué)一詞最早由德國(guó)動(dòng)物學(xué)家??藸柼岢?,他認(rèn)為生態(tài)學(xué)是研究生物有機(jī)體與其周圍環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué),這是對(duì)生態(tài)學(xué)一詞最早的一個(gè)定義。(目前教科書中經(jīng)常使用的定義)三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科生態(tài)學(xué)的定義Odum(著名的美國(guó)生態(tài)學(xué)家,1956年)生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。馬世駿(我國(guó)著名生態(tài)學(xué)家)生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)相互關(guān)系的科學(xué)。
5、實(shí)際上,生態(tài)學(xué)的不同定義能夠反應(yīng)生態(tài)學(xué)不同發(fā)展階段的研究重心。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科生態(tài)學(xué)的研究對(duì)彖生物個(gè)體(個(gè)體生態(tài)學(xué))生物種群(種群生態(tài)學(xué))生物群落(群落生態(tài)學(xué))生態(tài)系統(tǒng)(生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué))生物圈(生物圈生態(tài)學(xué))20世紀(jì)60年代,生態(tài)學(xué)進(jìn)入了以生態(tài)系統(tǒng)為中心的新階段,現(xiàn)今,隨著生態(tài)學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的口益擴(kuò)大,生態(tài)學(xué)出現(xiàn)了許多分支學(xué)科。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科久按照生物類群分類:動(dòng)物、植物、微生物等;按照環(huán)境或棲息地分類:陸地、淡水、海洋等;應(yīng)用生態(tài)學(xué):壞境生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)、恢復(fù)、污染、城市、人類、全球等。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科生態(tài)學(xué)的形成和發(fā)展久生態(tài)學(xué)的萌芽時(shí)期(公元16世
6、紀(jì)前);生態(tài)學(xué)的建立時(shí)期(公元17世紀(jì)至19世紀(jì)末);生態(tài)學(xué)的鞏固時(shí)期(20世紀(jì)初至20世紀(jì)50年代);現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時(shí)期(20世紀(jì)60年代后)。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科生態(tài)學(xué)的形成和發(fā)展久生態(tài)學(xué)的萌芽時(shí)期(公元16世紀(jì)前)以古代思想家、農(nóng)學(xué)家對(duì)生物壞境相互關(guān)系的樸素的整體觀為特點(diǎn)。b.生態(tài)學(xué)的建立時(shí)期(公元17世紀(jì)至19世紀(jì)末)歐洲文藝復(fù)興時(shí)期開(kāi)始,歐洲科學(xué)探索活動(dòng)再度興起,崇尚科學(xué)調(diào)查與科學(xué)實(shí)驗(yàn)。一些生態(tài)學(xué)的理論開(kāi)始形成。生態(tài)學(xué)達(dá)到一呼即出的境地。1866年Heackel提出Ecology一詞,并首次明確生態(tài)學(xué)的定義。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科生態(tài)學(xué)的形成和發(fā)展c.生態(tài)學(xué)的鞏固時(shí)期(20世紀(jì)初至
7、20世紀(jì)50年代)這一時(shí)期是生態(tài)學(xué)理論形成、生物種群和群落由定性向定量描述、生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)方法發(fā)展的輝煌時(shí)期。形成幾個(gè)著名的生態(tài)學(xué)派(四大學(xué)派):北歐學(xué)派:由瑞典烏普薩拉(Uppsala)大學(xué)的R.Seniauder創(chuàng)建。以注重群落分析為特點(diǎn)。前蘇聯(lián)學(xué)派:注重建群種和優(yōu)勢(shì)種,重視植被生態(tài)、植被地理與植被制圖工作。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科生態(tài)學(xué)的形成和發(fā)展生態(tài)學(xué)的鞏固時(shí)期(20世紀(jì)初至20世紀(jì)50年代)法瑞學(xué)派:代表人為J.Braun-Blanquet.把植物群落生態(tài)學(xué)稱為“植物社會(huì)學(xué)”,用特征種和區(qū)別種劃分群落類型,建立嚴(yán)密的植被等級(jí)分類系統(tǒng)。常被稱為植被區(qū)系學(xué)派。1953年后,與北歐學(xué)派合流,被
8、稱為西歐學(xué)派或大陸學(xué)派。英美學(xué)派:代表人為EE.Clements和A.G.Transley,以研究植物群落演替和創(chuàng)建頂極群落著名。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科生態(tài)學(xué)的形成和發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時(shí)期(20世紀(jì)60年代后)研究層次上向宏觀和微觀兩極發(fā)展:生態(tài)學(xué)的研究層次已囊括了分子、基因、個(gè)體直到整個(gè)生物圈。研究手段的更新:自計(jì)電子儀、同位素示蹤、穩(wěn)定性同位素、“3S”(全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)、生態(tài)建模,系統(tǒng)論引入生態(tài)學(xué)。研究范I判的拓展:結(jié)合人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)過(guò)程的影響,從純自然現(xiàn)象研究擴(kuò)展到自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合系統(tǒng)的研究.三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科2、壞境科學(xué)壞境科學(xué)是2
9、0世紀(jì)50年代后,由于環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)而誕生和發(fā)展起來(lái)的新興學(xué)科,到70年代初期便發(fā)展成一門研究領(lǐng)域廣泛、內(nèi)容豐富的獨(dú)立學(xué)科。環(huán)境科學(xué)的研究?jī)?nèi)容人類與其生存壞境的基本關(guān)系;污染物在自然壞境中的遷移、轉(zhuǎn)化、循壞和積累的過(guò)程和規(guī)律;環(huán)境污染的危害;三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科2、壞境科學(xué)環(huán)境科學(xué)的研究?jī)?nèi)容環(huán)境質(zhì)量的調(diào)查、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè);環(huán)境污染的控制與防治;自然資源的保護(hù)與合理利用;環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、分析技術(shù)和預(yù)報(bào);環(huán)境規(guī)劃;環(huán)境管理。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科2、壞境科學(xué)環(huán)境科學(xué)的分支學(xué)科經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,環(huán)境科學(xué)已形成了一個(gè)由環(huán)境學(xué)、基礎(chǔ)環(huán)境學(xué)和應(yīng)用壞境學(xué)三部分組成的較為完整的學(xué)科體系。環(huán)境學(xué)基礎(chǔ)壞境學(xué)應(yīng)用
10、壞境學(xué)三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科3、恢復(fù)生態(tài)學(xué)它是20世紀(jì)90年代中期發(fā)展起來(lái)的,以研究受損生態(tài)恢復(fù)為主要內(nèi)容。它是研究生態(tài)系統(tǒng)退化原因、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建技術(shù)及方法、生態(tài)學(xué)過(guò)程與機(jī)制的科學(xué)。三、環(huán)境生態(tài)學(xué)的相關(guān)學(xué)科4、其它相關(guān)學(xué)科生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)人類生態(tài)學(xué)污染生態(tài)學(xué)本章思考題思考題試述環(huán)境生態(tài)學(xué)的定義、研究?jī)?nèi)容及學(xué)科任務(wù)。試述生態(tài)學(xué)的定義、研究對(duì)象與研究范I制以及研究目的。生態(tài)學(xué)是怎樣產(chǎn)生的,它的發(fā)展趨勢(shì)及特點(diǎn)是什么?本章專題:環(huán)境問(wèn)題1、環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生及發(fā)展原始社會(huì):人II桶少,生產(chǎn)力水平低卞,很少有意識(shí)地改造環(huán)境(洪水、風(fēng)暴、林火等自然災(zāi)害)農(nóng)業(yè)社會(huì):以種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)為中心,人類開(kāi)
11、始改造環(huán)境,并產(chǎn)生相應(yīng)的環(huán)境問(wèn)題。(包拾病蟲(chóng)害在內(nèi)的自然災(zāi)害,過(guò)度墾殖引起的水土流失和環(huán)境退化)1、環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生及發(fā)展工業(yè)社會(huì):自然資源的人屋消耗和破壞,人類利用和改造環(huán)境的能力增強(qiáng),同時(shí)改變了環(huán)境的組成、結(jié)構(gòu)及物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng),帶來(lái)了新的壞境問(wèn)題。(工業(yè)三廢)20世紀(jì)中葉以后:壞境污染而造成的人群中毒的公害事件明顯增多。(八大公害、世界十大突發(fā)性污染事件)2、八大公害事件、馬斯河谷爭(zhēng)件1930年12月15口比利時(shí)馬斯河谷工業(yè)區(qū)工業(yè)區(qū)處于狹窄的盆地中,12月15口發(fā)生氣溫逆轉(zhuǎn),工廠排出的有害氣體在近地層積累,三天后有人發(fā)病,癥狀表現(xiàn)為胸痛、咳嗽、呼吸困難等。一周內(nèi)有60多人死亡。心臟病、肺病患者
12、死亡率最高。原因:工廠排出的有害氣體SO2及煙塵蓄枳在空去中,使人氣中SO2濃度過(guò)高。2、八大公害事件、多諾拉事件發(fā)生在1948年10月2631口美國(guó)賓夕法尼亞洲多諾拉鎮(zhèn)。該鎮(zhèn)處于河谷,10月最后一個(gè)星期大部分地區(qū)受反報(bào)旋和逆溫控制,加上2630口持續(xù)人霧,使人氣污染物在近地層積累。二氧化硫及其氧化作用的產(chǎn)物與大氣中塵粒結(jié)合是致害因素,發(fā)病者5911人,占全鎮(zhèn)人143%。癥狀是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、頭痛、肢體酸乏、嘔吐、腹瀉,死亡17人。原因:工廠排出的有害氣體SO2及金屬沉粒。2、八大公害事件、洛杉磯光化學(xué)煙霧事件20世紀(jì)40年代初期發(fā)生在美國(guó)洛杉磯市。40年代初期美國(guó)洛杉磯市全市250
13、多萬(wàn)輛汽車每天消耗汽油約1600萬(wàn)升,向人氣排放大量碳?xì)浠衔?、氮氧化物、一氧化碳。該市臨海依山,處于50公里長(zhǎng)的盆地中,汽車排出的廢氣在口光作用下,形成以臭氧為主的光化學(xué)煙霧。結(jié)果,2天之內(nèi)就有400多名65歲以上的老人死亡,相當(dāng)于平時(shí)的3倍多。這就是著名的洛杉磯光化學(xué)煙霧事件。原因:汽車尾氣(CH、NOx等)。2、八大公害事件、倫敦?zé)熿F爭(zhēng)件1952年12月58口英國(guó)倫敦市58口英國(guó)幾乎全境為濃霧覆蓋,四天中死亡人數(shù)較常年同期約多4000人,45歲以上的死亡最多,約為平時(shí)3倍;1歲以下死亡的,約為平時(shí)2倍。事件發(fā)生的一周中因支氣管炎死亡是爭(zhēng)件前一周同類人數(shù)的9.3倍。原因:SO2和煙塵。2、
14、八大公害事件、四口市哮喘病1961年口本四口市1955年以來(lái),該市石油冶煉和工業(yè)燃油產(chǎn)生的廢氣,嚴(yán)重污染城市空氣。重金屬微粒與二氧化硫形成硫酸煙霧。1961年哮喘病發(fā)作,1967年一些患者不堪忍受而自殺。1972年市共確認(rèn)哮喘病患者達(dá)817人,死亡10多人。原因:SO2和有毒金屬粉塵。2、八大公害事件、米糠油爭(zhēng)件1968年3月口本北九洲市、愛(ài)知縣一帶生產(chǎn)米糠油用多氯聯(lián)苯作脫臭工藝中的熱載體,由于生產(chǎn)管理不善,混入米糠油,食用后中毒,患病者超過(guò)1400人,至七八月份患病者超過(guò)5000人,其中16人死亡,實(shí)際受害者約13000人。原因:生產(chǎn)米糠油中混入多氯聯(lián)苯。2、八大公害事件、水俁病事件1953
15、1956年口本熊本縣水俁市含甲基汞的工業(yè)廢水污染水體,使水俁灣和不知火海的魚(yú)中毒,人食用毒魚(yú)后受害。1972年口本環(huán)境廳公布:水俁灣和新縣阿賀野川卞游有汞中毒者283,其中60人死亡。原因:含汞廢水污染魚(yú),盡進(jìn)而危害人體。2、八大公害事件、痛痛病事件19551972年日本富山縣神通川流域鋅、鉛冶煉廠等排放的含鎘廢水污染了神通川水體,兩即居民利用河水灌溉農(nóng)田,使稻米和飲用水含鎘而中毒,1963年至1979年3月共有患者130人,其中死亡81人。原因:含鎘廢水污染飲用水和河水,進(jìn)而污染稻米。3、世界十人污染事件印度博帕爾農(nóng)藥泄漏事件(1984年12月)3、世界十大污染事件前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站泄漏
16、事故(1986年4月)3、世界十大污染事件前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站泄漏事故(1986年4月)3、世界十大污染事件瑞士萊因河污染爭(zhēng)故(1986年,硫、磷、汞),意人利塞維索化學(xué)污染事故(1976年,劇毒化學(xué)品二惡英)英國(guó)威爾士飲用水污染事件(1985年,酚)美國(guó)三里島核電站泄漏事故(1979年,放射性物質(zhì))法國(guó)阿摩柯卡的斯油輪泄油(1978年,原油)墨西哥油庫(kù)爆炸爭(zhēng)件(1984年,原油)美國(guó)內(nèi)河(莫農(nóng)格希拉河)出現(xiàn)的特人原油泄漏事故(1988年,原油)美國(guó)??松郀柕掀澯洼喸托孤┦鹿剩?989年,原油)4、當(dāng)代十人環(huán)境問(wèn)題(1)全球氣候變暖(2)臭氧層破壞(3)生物多樣性減少(4)酸雨蔓延(5)
17、森林銳減(6)土地荒漠化(7)大氣污染(8)水體污染(9)海洋污染(10)固體污染200年以來(lái)冰川面積減少約25%(1)全球氣候變暖全球氣溫上升是不爭(zhēng)事實(shí)近百年平均地面溫度上升0.60.7C過(guò)去100年海平面平均上升1020cm4、當(dāng)代十人環(huán)境問(wèn)題(2)臭氧層破壞4、當(dāng)代十大環(huán)境問(wèn)題、臭氧層破壞的主要危害a、人屋紫外光輻射將達(dá)到地面而危害人體健康,使白內(nèi)障發(fā)病率增高及對(duì)人體免疫系統(tǒng)功能產(chǎn)生抑制作用。b、對(duì)動(dòng)植物產(chǎn)生影響,危及生態(tài)平衡。c、導(dǎo)致地球氣候出現(xiàn)異常,由此帶來(lái)災(zāi)害。4、當(dāng)代十大環(huán)境問(wèn)題(3)生物多樣性減少近代物種喪失速度比自然滅絕速度加快了1000倍,比形成速度加快100萬(wàn)倍。物種滅絕
18、速度由1天滅絕1種加快到1小時(shí)滅絕1種。4、當(dāng)代十大環(huán)境問(wèn)題園中的前145塊石碑已經(jīng)倒下,代表有145種動(dòng)物已經(jīng)滅絕。第146塊是白鰭豚的石碑,半倒半立,說(shuō)明白鰭豚處于瀕危狀態(tài)。它后面有30塊刻著將口I能滅絕的物種名稱,倒數(shù)第3塊是人類,最后兩塊是鼠和昆蟲(chóng)。4、當(dāng)代十人環(huán)境問(wèn)題(4)酸雨蔓延4、當(dāng)代十人環(huán)境問(wèn)題(5)森林銳減40%的斷面符合III類以上水質(zhì):32%全國(guó)七大江河水系(20XX年中國(guó)壞境狀況公告):IV、V類水;28%劣V類水。全國(guó)近一半城鎮(zhèn)飲用水源地水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)“有河皆枯,有水皆污”20XX年的霧霾天氣20XX年的霧霾天氣2.1壞境與生態(tài)因子生態(tài)學(xué)研究的核心是生物與壞境,認(rèn)識(shí)環(huán)
19、境與生態(tài)因子以及它們的作用規(guī)律、生態(tài)因子的作用與生物的適應(yīng)性,是了解生態(tài)學(xué)基本原理的基礎(chǔ)。2.1壞境與生態(tài)因子一、環(huán)境的概念及其類型1、環(huán)境的概念環(huán)境(environment):環(huán)境是指某一特定生物體或生物群體以外的空間,以及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和。(環(huán)境總是針對(duì)某一主題或中心而言的,是一個(gè)相對(duì)的概念。)、在生態(tài)學(xué)中,壞境是指生物的棲息地,以及直接或間接影響生物生存和發(fā)展的各種因素的總體。2.1壞境與生態(tài)因子一、環(huán)境的概念及其類型、在環(huán)境科學(xué)中,人類是主體,環(huán)境是指圍繞人群的空間以及其中可以直接或間接影響人類生活和發(fā)展的各種因素的整體。、在某些保護(hù)法中,常把壞境中
20、要保護(hù)的對(duì)彖界定為環(huán)境。壞境又是一個(gè)廣泛的概念,主體的改變又導(dǎo)致環(huán)境的改變。壞境可以大到宇宙,小到基本粒子。2、環(huán)境的類型按環(huán)境的主體劃分人類環(huán)境:以人類為主體的環(huán)境(環(huán)境科學(xué)中)生物環(huán)境:以生物為主體的環(huán)境(生態(tài)學(xué)中)2、環(huán)境的類型按環(huán)境的性質(zhì)劃分自然環(huán)境:未經(jīng)人類破壞的環(huán)境;如原始森林等。半自然壞境:被人類破壞后的自然環(huán)境;如荒漠等。社會(huì)環(huán)境:具有人類行為的環(huán)境;如城市等。2、環(huán)境的類型按環(huán)境的范圍大小劃分宇宙環(huán)境(Spaceenvironment):人氣層以外的空間,又叫星際壞境;地球環(huán)境(Globalenviioninent):人氣圈中的對(duì)流層、水圈、土壤圈、巖石圈和生物圈,也叫地理環(huán)
21、境;區(qū)域環(huán)境(Regionalenviioninent):某一特定地域空間的自然環(huán)境;微環(huán)境(Micro-enviioiunent):區(qū)域壞境中的小壞境;內(nèi)環(huán)境(Innerenviioiunent):生物體內(nèi)組織或細(xì)胞間的壞境。一、環(huán)境的概念及其類型3、環(huán)境因子的分類環(huán)境因子:生物有機(jī)體以外的環(huán)境要素。三大類:氣候、土壤與生物七個(gè)并列項(xiàng)目:土壤,水分,溫度,光照,大氣,火與生物三個(gè)層次:植物生長(zhǎng)所必需的壞境因子(溫度,陽(yáng)光,水等)不以植被是否存在而發(fā)生的對(duì)植物有影響的壞境因子(風(fēng)暴、火山爆發(fā)、洪澇等)存在與發(fā)生受植被影響,又可以直接或間接影響植被的環(huán)境因子(放牧,火燒)2.1壞境與生態(tài)因子二、
22、生態(tài)因子的概念及其類型1、生態(tài)因子的概念生態(tài)因子(EcologicalFactors)概念:環(huán)境中對(duì)生物生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素。生態(tài)因子與環(huán)境因子的關(guān)系環(huán)境因子主要強(qiáng)調(diào)壞境對(duì)主體的影響因素,包括生物有機(jī)體以外的所有壞境要素:生態(tài)因子指壞境要素中對(duì)生物起作用的部分環(huán)境要素,它除了考慮環(huán)境因子外,還要考慮生物之間的影響以及生物對(duì)環(huán)境的影響。兩者既有聯(lián)系又有區(qū)別二、生態(tài)因子的概念及其類型2、生態(tài)因子的類型按性質(zhì)分:氣候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人為因子5類。按有無(wú)生命特征:生物因子(biOticfactors)和非生物因子(abioticfactors)兩大
23、類。(3)按生態(tài)因子對(duì)種群數(shù)量變動(dòng)的作用:密度制約因子和非密度制約因子。2.2生態(tài)因子作用的特征及規(guī)律一、生態(tài)因子作用的一般特征綜合作用主導(dǎo)因子作用直接和河接作用階段性作用不可代替性和補(bǔ)償作用2.2生態(tài)因子作用的特征及規(guī)律一、生態(tài)因子作用的一般特征(1)綜合作用各種生態(tài)因子之間并不是孤立存在的,而是彼此聯(lián)系,互相促進(jìn),互相制約的,共同對(duì)生物產(chǎn)生影響。生態(tài)因子作用的重要程度在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化。2.2生態(tài)因子作用的特征及規(guī)律一、生態(tài)因子作用的一般特征(2)主導(dǎo)因子作用對(duì)生物起作用的眾多生態(tài)因子并非等價(jià)的,其中有一個(gè)或兩個(gè)是起決定作用的生態(tài)因子,稱為主導(dǎo)因子。例如:光合作用時(shí),光強(qiáng)是主導(dǎo)因子;
24、草食動(dòng)物的食物,草是主導(dǎo)因子;2.2生態(tài)因子作用的特征及規(guī)律一、生態(tài)因子作用的一般特征(3)直接作用與間接作用生態(tài)因子對(duì)生物的作用可以是直接的,也可以是間接的。例如:植物的生長(zhǎng)過(guò)程中,光照,溫度和雨水能起直接作用,地形雖不重要,但能夠影響光照,溫度和降雨,故也起間接作用。(4)階段性作用生物的生長(zhǎng)具有階段性,生態(tài)因子的作用也就有了階段性。魚(yú)的洶游2.2生態(tài)因子作用的特征及規(guī)律一、生態(tài)因子作用的一般特征(5)總體上的不可代替性和局部上的補(bǔ)償作用作為主導(dǎo)作用的因子,一般是不可替代的,但有時(shí)可以用非主導(dǎo)因子的作用進(jìn)行補(bǔ)償。光合作用的光強(qiáng)不夠,可以提高二氧化碳的濃度進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償作用只能在一定范圍內(nèi)實(shí)
25、現(xiàn)。如果完全沒(méi)有陽(yáng)光,再多的二氧化碳也沒(méi)有作用二、生態(tài)因子作用的規(guī)律限制因子規(guī)律(Lumtingfactors)利比希(Liebig)最小因子定律謝爾福特(Shelfoid)耐性定律生態(tài)幅生態(tài)內(nèi)穩(wěn)態(tài)及耐性限度的調(diào)整指示生物二、生態(tài)因子作用的規(guī)律限制因子規(guī)律(Limitingfactors)限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵性因子叫做限制因子。生物的限制因子取決于生物對(duì)某種因子的耐受范闈:因子較穩(wěn)定,生物的耐受范闈寬,則為非限制因子如:空氣中的氧氣耐受范I制窄,則為限制因子如:水體中的溶解氧限制因子的價(jià)值某種生物的限制因子即是其生存的關(guān)鍵;找到了限制因子就意味著掌握了某種生物與環(huán)境復(fù)雜關(guān)系的鑰匙二、生態(tài)因
26、子作用的規(guī)律利比希(Liebig)最小因子定律Liebig最小因子定律(Liebigslawofminimum)低于某種生物需要的最小量的任何特定因子,是決定該種生物生存和分布的根本因素.植物的生長(zhǎng)取決于處在最小量狀況的倉(cāng)物的量。最小因子定律的補(bǔ)充該定律只適用于穩(wěn)定狀態(tài)某些因子的作用也會(huì)受到其它條件的影響(如肥效也受氣候的影響)必須考慮生態(tài)因子之間的相互作用二、生態(tài)因子作用的規(guī)律謝爾福特(Shelfoid)耐受定律Shelfoid耐受性定律(Shelfoidslawoftolerance)任何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上的不足或過(guò)多,即當(dāng)其接近或達(dá)到某種生物的耐受限度時(shí)會(huì)使該種生物衰退或不能生
27、存。耐受定律的補(bǔ)充生物能夠?qū)σ粋€(gè)因子耐受范閑廣,而對(duì)另一個(gè)因子耐受范閑窄對(duì)所有生態(tài)因子耐受都很寬的生物,其分布一般很廣;在對(duì)一個(gè)因子處于不適狀態(tài)時(shí),對(duì)另一因子耐受力可能卞降:生物有時(shí)并不在環(huán)境因子的最適范圍內(nèi)生活;繁殖期通常是一個(gè)臨界期,環(huán)境因子最可能起限制作用。謝爾福特(Shelfoid)耐受定律生物種耐受性圖解二、生態(tài)因子作用的規(guī)律生態(tài)幅概念:在自然界中,由于長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果,每一種生物對(duì)某一種生態(tài)因子都有一個(gè)生態(tài)上的適應(yīng)范I韋I,即有一個(gè)生態(tài)上的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)(或稱耐受性的上限和下限)之間的范圍,稱為生態(tài)幅(ecologicalamplitude)或生態(tài)價(jià)(ecolo
28、gicalvalence)物種對(duì)兩個(gè)生態(tài)因子適應(yīng)范圉不一致時(shí),生態(tài)幅為適應(yīng)范闈窄的因子所限制。生物的適應(yīng)是建立在“生物與環(huán)境協(xié)同進(jìn)化”的基本原理之上。(4)生態(tài)幅廣溫性生物與窄溫性生物的生態(tài)幅的比較A.冷窄溫;B.廣溫;C.暖窄溫二、生態(tài)因子作用的規(guī)律(5)生物內(nèi)穩(wěn)態(tài)及耐性限度的調(diào)整耐受限度的調(diào)整生物對(duì)生態(tài)因子的耐受范I制并不是固定不變的,通過(guò)自然馴化或人為馴化可改變生物的耐受范鬧,使適宜生存范鬧的上卞限發(fā)生移動(dòng),形成一個(gè)新的最適度,去適應(yīng)環(huán)境的變化。這種調(diào)節(jié)是通過(guò)內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。二、生態(tài)因子作用的規(guī)律(5)生物內(nèi)穩(wěn)態(tài)及耐性限度的調(diào)整內(nèi)穩(wěn)態(tài)及其保持機(jī)制內(nèi)穩(wěn)態(tài)是生物控制體內(nèi)壞境以保持相對(duì)穩(wěn)定的
29、機(jī)制恒溫動(dòng)物通過(guò)控制體內(nèi)產(chǎn)熱過(guò)程以調(diào)節(jié)體溫;變溫動(dòng)物通過(guò)減少散熱或利用壞境熱源使身體增溫。非內(nèi)穩(wěn)態(tài)生物的咐性取決于體內(nèi)酶系統(tǒng)的作用體內(nèi)環(huán)境隨著體外壞境變化二、生態(tài)因子作用的規(guī)律(6)指不生物指示生物具有對(duì)壞境狀態(tài)及特點(diǎn)的指示作用:指示節(jié)氣棗花發(fā),種棉花:杏花開(kāi),快種麥指示天氣燕子低飛預(yù)示雨將來(lái)臨,蜻蜓高飛預(yù)示天晴指不水質(zhì)美國(guó)威斯康星地區(qū)湖泊中的軟水指示植物為Gratiola,硬水指示植物為RanunculusaquatiliSc.指示資源安徽的海州香需指示銅礦,湖南念同的野韭指示金礦指示生物只在一定的時(shí)空范圍內(nèi)起作用:安徽的海州香需只在安徽指示銅礦,在北方則無(wú)此作用.2.3生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)生物
30、體因壞境的變化形成新的遺傳性狀而使自己順應(yīng)壞境,稱為適應(yīng)。生物的適應(yīng)能力是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的,是自然選擇的結(jié)果。生物對(duì)壞境的適應(yīng),通常表現(xiàn)在三個(gè)方面,即行為上的適應(yīng)、形態(tài)上的適應(yīng)和生理機(jī)能上的適應(yīng),三種適應(yīng)方式常常是相互聯(lián)系的。2.3生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)一、行為適應(yīng)2.3生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)二、形態(tài)適應(yīng)生物通過(guò)形態(tài)的變化來(lái)適應(yīng)特殊的壞境,形態(tài)適應(yīng)的例子也十分多見(jiàn)。如風(fēng)大可以使某些樹(shù)木形成“旗型樹(shù)冠”;高山上由于風(fēng)人、低溫等使得許多植物形成矮小的墊狀植物:雀科鳥(niǎo)類的嘴短而鈍,適于咬碎種子:不同生態(tài)類型鳥(niǎo)類的不同形態(tài),如涉禽、游禽、猛禽等;動(dòng)物的保護(hù)色、擬態(tài)等,都是生物在形態(tài)上的適應(yīng)。旗形樹(shù)冠高山上的
31、墊狀植被針葉林中生活的交嘴雀涉禽猛禽變色龍的保護(hù)色蝗蟲(chóng)的保護(hù)色枯葉龜?shù)臄M態(tài)枯葉蝶的擬態(tài)2.3生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)三、生理適應(yīng)生物生理機(jī)能適應(yīng)普遍存在,但不易被察覺(jué)。如高溫地區(qū)植物蒸騰加快;紅樹(shù)林植物體內(nèi)存在泌鹽腺體;駱駝對(duì)干旱壞境的適應(yīng);荒漠地區(qū)甲蟲(chóng)以尿酸形式排尿等。沙漠中的甲蟲(chóng)2.3生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)四、趨同適應(yīng)與趨異適應(yīng)1、趨同適應(yīng):也稱為趨同進(jìn)化,指生物親緣關(guān)系較遠(yuǎn),但由于長(zhǎng)期生活在相同的環(huán)境中,并產(chǎn)生了相似的外貌及其他特征,稱為趨同進(jìn)化。例如生活在沙漠干旱壞境中不同類群的植物;青蛙、鱷魚(yú)、河馬為不同群,但具有相似的外形特征。1、植物的趨同適應(yīng)2、趨異適應(yīng)也稱為趨異進(jìn)化或輻射進(jìn)化,指起源相同或
32、親緣關(guān)系相近的生物,由于長(zhǎng)期生活在不同的壞境中,而產(chǎn)生不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征,這些特征往往具有適應(yīng)的性質(zhì)。例如被子植物的輻射適應(yīng);毛蔥屬植物的輻射適應(yīng):哺乳動(dòng)物的輻射適應(yīng)。哺乳動(dòng)物的輻射適應(yīng)2.3生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)五、生活型和趨同適應(yīng)趨同適應(yīng):不同種類的生物,生存在相同或相似的環(huán)境條件下,常形成相同或相似的適應(yīng)方式和途徑。生活型:不同種的生物由于長(zhǎng)期生活在相同的自然生態(tài)條件和人為培育條件下,發(fā)生趨同適應(yīng),并經(jīng)自然選擇和人工選擇而形成的,具有類似的形態(tài)、生理和生態(tài)特性的物種類群。2.3生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)六、生態(tài)型和趨異適應(yīng)趨異適應(yīng):一群親緣關(guān)系相似的生物有機(jī)體由于分布地區(qū)的間隔,長(zhǎng)期生活在不同的壞境條件
33、下,形成了不同的適應(yīng)方式和途徑生態(tài)型:同種生物的不同個(gè)體或群體,長(zhǎng)期生存在不同的自然生態(tài)條件或人為培育條件卞,發(fā)生趨異適應(yīng),并經(jīng)自然選擇或人工選擇而分化形成的生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同的基因型類型。2.4生態(tài)因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)性光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)溫度因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)水因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)土壤因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)光是地球生物生存和繁衍的最基本的能量源泉。光因子包括光強(qiáng),光質(zhì)和光周期。光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)光質(zhì)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)光周期的影響一、光因子的生態(tài)作用及生物的適應(yīng)(1)光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)性1、光強(qiáng)的生態(tài)作用光照強(qiáng)度對(duì)生物的生長(zhǎng)和形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成有重要作用光照強(qiáng)度影響生物的發(fā)育光是
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