第三章 物質(zhì)、能量、生態(tài)系統(tǒng)

第三章物質(zhì)、能量、生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境保護(hù)本節(jié)課內(nèi)容第三章物質(zhì)、能量、生命與環(huán)境保護(hù)1.生態(tài)系統(tǒng)研究主要內(nèi)容有哪些？2.生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)在環(huán)境影響？3.生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)對(duì)環(huán)境影響？4.如何理解生態(tài)系統(tǒng)演替？5.干擾對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響有哪些？6.人工生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系？（1）.定義：

生態(tài)學(xué)(ecology)一詞由德國學(xué)者E.H.Haeckel于1866年提出,他認(rèn)為：“生態(tài)學(xué)是研究生物有機(jī)體與其無機(jī)環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)”。

ecology一詞源于希臘文，由詞根"oiko"和"logos"演化而來，"oikos"表示住所，"logos"表示學(xué)問。因此，從原意上講，生態(tài)學(xué)是研究生物"住所"的科學(xué)。不同學(xué)者對(duì)生態(tài)學(xué)有不同的定義。1.生態(tài)系統(tǒng)研究主要內(nèi)容有哪些？關(guān)于生態(tài)學(xué)的其它幾個(gè)定義：英國生態(tài)學(xué)家Elton(1927)的定義是“科學(xué)的自然歷史”；澳大利亞生態(tài)學(xué)家Andrewartha(1954)認(rèn)為，生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體的分布與多度的科學(xué)，強(qiáng)調(diào)了對(duì)種群動(dòng)態(tài)的研究；美國生態(tài)學(xué)家Odum(1959，1971，1983)的定義是研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)；我國著名生態(tài)學(xué)家馬世駿認(rèn)為，生態(tài)學(xué)是研究生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)相互的科學(xué)。1.生態(tài)系統(tǒng)研究主要內(nèi)容有哪些？（2）生態(tài)學(xué)的發(fā)展①.生物學(xué)分支學(xué)科階段：

20世紀(jì)

60年代以前

,生態(tài)學(xué)基本上隸屬于生物學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。②綜合性學(xué)科階段：

20世紀(jì)

60年代以后，突破了生物科學(xué)的范疇,成為當(dāng)代最為活躍的科學(xué)領(lǐng)域之一

。③發(fā)展展望：生態(tài)學(xué)將以生態(tài)系統(tǒng)為中心,以生態(tài)工程為手段,在協(xié)調(diào)人與自然的復(fù)雜關(guān)系,探求全球走可持續(xù)發(fā)展道路的戰(zhàn)略,做出重要貢獻(xiàn)。

1.生態(tài)系統(tǒng)研究主要內(nèi)容有哪些？（3）、生態(tài)系統(tǒng)類型

根據(jù)其形成的原動(dòng)力和影響力，可分為自然生態(tài)系統(tǒng)、半自然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)根據(jù)其環(huán)境性質(zhì)，可將生態(tài)系統(tǒng)分為陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)1.生態(tài)系統(tǒng)研究主要內(nèi)容有哪些？1.生態(tài)系統(tǒng)研究主要內(nèi)容有哪些？為研究方便起見,人們從不同角度,把生態(tài)系統(tǒng)分成若干個(gè)類型。按環(huán)境中的水體狀況,可把地球上的生態(tài)系統(tǒng)劃分為:

1.水生生態(tài)系統(tǒng)

2.陸生態(tài)系統(tǒng)按人為干預(yù)的程度劃分,又可以分為:

1.自然生態(tài)系統(tǒng)

2.半自然生態(tài)系統(tǒng)

3.人工生態(tài)系統(tǒng)。

生態(tài)系統(tǒng)的大小,也可以根據(jù)人們研究的需要而劃定。

(小到自然界中的一滴水,大到地球表面的生物圈)

(4)生態(tài)系統(tǒng)的組成

①生物成分

：

生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者

②非生物成分

：

指各種環(huán)境要素,包括溫度、光照、大氣、水、

土壤、氣候、各種礦物質(zhì)和非生物成分的有機(jī)質(zhì)等。

1.生態(tài)系統(tǒng)研究主要內(nèi)容有哪些？(5)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)①形態(tài)結(jié)構(gòu)

：

生態(tài)系統(tǒng)生物種類、種群數(shù)量、種的空間配置和時(shí)間變化等,構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)

②營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：

生態(tài)系統(tǒng)各組成部分之間,通過營養(yǎng)聯(lián)系構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)

1.生態(tài)系統(tǒng)研究主要內(nèi)容有哪些？1.生態(tài)系統(tǒng)研究主要內(nèi)容有哪些？(5)生態(tài)系統(tǒng)的功能①生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)②生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)③生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞物質(zhì)循環(huán)：指生態(tài)系統(tǒng)中構(gòu)成生命體的各種物質(zhì)以及一些非生命體構(gòu)成的必要物質(zhì)的傳遞和轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)過程。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(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，被其它生物重復(fù)利用，最后再歸還于環(huán)境中，此為物質(zhì)循環(huán)，又稱生物地球化學(xué)循環(huán)。2.物質(zhì)循環(huán)在環(huán)境保護(hù)中的作用？物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)不同，能量流是單向流動(dòng)的，而物質(zhì)流則構(gòu)成一個(gè)循環(huán)的通道。物質(zhì)循環(huán)可以用庫（pool）和流通（flow）兩個(gè)概念加以概括。庫是由存在于生態(tài)系統(tǒng)某些生物或非生物成分中一定數(shù)量的某種化合物所構(gòu)成的，一種元素可以存在一個(gè)或多個(gè)庫中，而流通則是元素循環(huán)時(shí)所經(jīng)過的路線。2.物質(zhì)循環(huán)在環(huán)境保護(hù)中的作用？（1）、碳循環(huán)

碳固定：光合作用，地表中一些化石燃料、碳酸鹽碳釋放：呼吸、微生物分解、燃燒、風(fēng)化作用、火山噴發(fā)1.物質(zhì)循環(huán)在環(huán)境保護(hù)中的作用？1.物質(zhì)循環(huán)在環(huán)境保護(hù)中的作用？（2）、氮循環(huán)無機(jī)形式：氮、亞硝酸鹽（NO2-）、硝酸鹽（NO3）

有機(jī)形式：尿素、蛋白質(zhì)、核酸決定性氮儲(chǔ)存庫植、藻氮固定自然固氮：閃電、火山噴發(fā)、工業(yè)硝酸鹽、氨生物固氮：N2

硝酸鹽氨基酸蛋白質(zhì)（動(dòng)植、菌、藻）1.物質(zhì)循環(huán)在環(huán)境保護(hù)中的作用？氮污染：過量氮排入水庫水體富營養(yǎng)化

(最有害的是NO2)N2釋放：動(dòng)植物殘?bào)w（蛋白質(zhì)）分解NH3（火山）亞硝酸鹽硝酸鹽反硝化作用N2*工業(yè)固氮占總固氮量的約1/3*固氮量長期超過釋放量，造成生物圈氮含量增加1.物質(zhì)循環(huán)在環(huán)境保護(hù)中的作用？

（3）、磷循環(huán)磷的來源：磷酸鹽巖礦、鳥糞層、動(dòng)物骨骼陸地生態(tài)系統(tǒng)的磷循環(huán)：植物吸收無機(jī)磷蛋白質(zhì)、核酸細(xì)菌分解植物利用進(jìn)入河流、海洋水生生態(tài)系統(tǒng)磷循環(huán)：浮游植物吸收（無機(jī)、有機(jī)磷）淺海魚、鳥吸收陸地（少部分）沉積磷污染：進(jìn)入生物地球化學(xué)循環(huán)的磷很少，但人類大規(guī)模開發(fā)磷礦水體水污染磷循環(huán)示意圖磷酸鹽巖礦鳥糞層動(dòng)物骨骼毒物沉積的湖泊Lebargelake1.物質(zhì)循環(huán)在環(huán)境保護(hù)中的作用？

碳循環(huán)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系？氮循環(huán)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系？磷循環(huán)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系？3.能量流動(dòng)對(duì)環(huán)境影響？食物網(wǎng)：食物鏈之間相互交錯(cuò)形成復(fù)雜的網(wǎng)狀食物關(guān)系稱為食物網(wǎng)。營養(yǎng)級(jí)：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是通過有機(jī)體和食物鏈逐級(jí)轉(zhuǎn)化和傳遞的，生物鏈上的每個(gè)環(huán)節(jié)都是一個(gè)營養(yǎng)級(jí)。

能量沿營養(yǎng)級(jí)向下一級(jí)傳遞過程中急劇減小，通常下一級(jí)為上一級(jí)的1/10（稱為林德曼效率或十分之一法則）。

3.能量流動(dòng)對(duì)環(huán)境影響？生態(tài)金字塔的三種類型：能量金字塔：（不會(huì)倒置）是表示生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和能流的好方法數(shù)量金字塔：容易發(fā)生倒塌生物量金字塔：較少倒置3.能量流動(dòng)對(duì)環(huán)境影響？2.能量流動(dòng)對(duì)環(huán)境影響？請(qǐng)舉出實(shí)例?草場超載溫室效應(yīng)熱島效應(yīng)

4.如何理解生態(tài)系統(tǒng)演替？生態(tài)系統(tǒng)演替：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能隨時(shí)間推移發(fā)生變化過程。群落規(guī)律性，方向性研究是爭論焦點(diǎn)。發(fā)生原因：植物繁殖體遷移、散布和動(dòng)物活動(dòng)性，內(nèi)外環(huán)境變化，種間種內(nèi)關(guān)系改變，人類活動(dòng)干擾。Tilman的資源比率學(xué)說解釋生態(tài)系統(tǒng)演替中起到重要作用（1985）。生態(tài)系統(tǒng)演替理論：單元頂級(jí)理論、多元頂級(jí)理論和頂級(jí)格局假說。

Tilman的資源比率學(xué)說認(rèn)為：資源比率的變化最終可導(dǎo)致群落物種組成成分變化，即資源比率決定生態(tài)系統(tǒng)演替過程，資源控制生物區(qū)系，生物反過來改變其賴以生存的環(huán)境條件。包括：養(yǎng)分、水分、光等被生物“消費(fèi)”的生態(tài)因子。濕度、溫度等不是資源。

多重演替理論：演替方向取決環(huán)境因子性質(zhì)，演替過程存在多途徑現(xiàn)象，即演替有趨同性和趨異性。

單元頂級(jí)理論：只有氣候是演替決定因素，其他都是第二位。多元頂級(jí)：除氣候外其他因素都可決定頂級(jí)形成。頂級(jí)格局：任何一區(qū)域內(nèi)，環(huán)境因子都連續(xù)不斷變化，隨環(huán)境條件梯度變化，各種類型頂級(jí)群落也連續(xù)變化。自然條件下植被演替過程（引自Cunningham等,2002）

（1）干擾及其內(nèi)涵5.干擾對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響內(nèi)涵：類型：生態(tài)因子角度：群落外部因子超正常波動(dòng)，引起有機(jī)體、種群或群落明顯變化，使生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能損害或改變現(xiàn)象。自然、人為干擾；物理、化學(xué)和生物干擾等（2）干擾特點(diǎn)多重性相對(duì)性尺度性不協(xié)調(diào)廣泛性

對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有多方面

影響同樣事件，某種條件下對(duì)生態(tài)系統(tǒng)形成干擾，其他條件下可能無影響研究尺度差異，干擾定義也不同。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)為干擾的事件，景觀尺度上可能是正常擾動(dòng)干擾結(jié)果可能導(dǎo)致景觀內(nèi)部異質(zhì)性提高，無法與原有景觀格局協(xié)調(diào)存在于自然界各個(gè)尺度的各個(gè)空間

水葫蘆學(xué)名鳳眼蓮，原產(chǎn)南美，世界十大害草之一。廣泛分布河流、湖泊中，無性繁殖極快，形成單一優(yōu)勢(shì)群落，堵塞河道和淤填湖泊。

因人類活動(dòng)有意無意將外地生物引到本地后快速生長繁衍，危害本地生產(chǎn)和生活，改變當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，帶來很大危害。

生物入侵ABCD人類活動(dòng)黃土高原水土流失約占國土陸地面積38%原本秀美的科爾沁草原演變成我國面積最大沙地太行山樹木過度砍伐導(dǎo)致動(dòng)植物物種加速滅絕長江源頭牦牛過渡放牧導(dǎo)致植被退化非生物因素影響植被的斑塊狀嵌物候結(jié)構(gòu)多樣性氣候影響動(dòng)物影響喜食情況種子散布食物貯藏排泄物踐踏植被影響異種抑制現(xiàn)象遮蔭作用繁殖特點(diǎn)土壤影響營養(yǎng)物質(zhì)土壤質(zhì)地地形特點(diǎn)陸地生物群落水平格局的主要干擾因素干擾的性質(zhì)含義分布地理、地形、環(huán)境、群落梯度頻率一定時(shí)間內(nèi)干擾發(fā)生的次數(shù)重復(fù)間隔頻率倒數(shù)，本次干擾到下次發(fā)生時(shí)間周期與上述類同預(yù)測性由干擾重復(fù)間隔倒數(shù)來測定面積及大小受干擾的面積規(guī)模和強(qiáng)度對(duì)格局過程，或生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能影響影響度對(duì)個(gè)體、群落生態(tài)系統(tǒng)影響協(xié)同性對(duì)其他干擾影響注：摘自陳利頂，傅伯杰，干擾的類型、特征及其生態(tài)學(xué)意義，生態(tài)學(xué)報(bào)，2000，20（4）：581-586.干擾的性質(zhì)和含義

生態(tài)系統(tǒng)有自我調(diào)節(jié)恢復(fù)能力，但有限，一旦干擾超過調(diào)節(jié)能力，會(huì)遭到不可逆的破壞。

恢復(fù)力大小b恢復(fù)a干擾退化正常狀態(tài)運(yùn)行范圍抵抗力大小生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能時(shí)間圖9-8反映生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能對(duì)干擾響應(yīng)的概念框架

干擾與生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控生態(tài)恢復(fù)的內(nèi)涵和特征

內(nèi)涵：

5.如何進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)？改變生態(tài)系統(tǒng)退化的主要因子及過程，調(diào)整優(yōu)化系統(tǒng)秩序，使其結(jié)構(gòu)功能和生態(tài)學(xué)潛力恢復(fù)到一定或原有水平甚至上升到更高水平。涵蓋范圍:

保護(hù)被嚴(yán)重干擾的局部區(qū)域提高已退化土地生產(chǎn)力提高景觀保護(hù)地自然保護(hù)價(jià)值恢復(fù)景觀尺度和局部地區(qū)生態(tài)過程中國土地退化的基本特征（一）類型多、分布廣、面積大、發(fā)展快

水土流失總面積占國土面積的37.1%沙漠化土地占國土面積的25%鹽漬化土地占國土面積的3.9%草地退化占國土面積的9.1%，其中中度退化以上占半數(shù)

土地退化的發(fā)展呈現(xiàn)出“局部治理，整體惡化”的趨勢(shì)

20世紀(jì)50－60年代：土地退化由局部到大面積發(fā)生期70－80年代：土地退化大面積快速發(fā)展期90年代：土地退化持續(xù)發(fā)展，且部分得到控制期21世紀(jì)：向控制土地退化，大面積生態(tài)治理方向發(fā)展期（二）類型組合的地域差異大

中國土地退化類型分區(qū)

中國地域遼闊，自然環(huán)境不穩(wěn)定，且類型復(fù)雜多樣，人類活動(dòng)影響深刻且廣泛。土地退化類型組合和人類活動(dòng)對(duì)土地退化影響程度的地域差異極為顯著。從宏觀上看，呈現(xiàn)東西分異自東向西依次為：

沿海人為影響土地退化的地帶東部人為加速土地退化的地帶中部人為加速土地退化的嚴(yán)重地帶西部自然－人為影響土地退化的地帶

土地退化類型組合呈現(xiàn)南北差異：北方以沙化、草場退化、水土流失和鹽漬化為主要類型組合南方以水土流失、石漠化、土地污染和潛育化為主要類型組合第一節(jié)土地退化的特征

（三）危害嚴(yán)重土地退化加劇自然災(zāi)害，影響生態(tài)安全土地退化加劇土地資源短缺，影響食物安全

近50年來，因水土流失平均每年毀掉耕地7×104

hm2以上造成草地退化約100×104km2每年50×108t泥沙流失年均損失糧食30×108kg土壤每年流失的N、P、K超過全國的施用量

土地退化使得生態(tài)安全的風(fēng)險(xiǎn)加大退化土地加速土壤侵蝕過程，進(jìn)而加劇自然災(zāi)害，影響生態(tài)安全

根據(jù)國務(wù)院統(tǒng)計(jì)20世紀(jì)70年代末：55%的貧困縣，60%的貧困人口分布在嚴(yán)重土地退化的地區(qū)1986年底：84.5%貧困縣、1.63億人口分布在水土流失嚴(yán)重的山地丘陵區(qū)1999年底：3/4的貧困縣和90%的農(nóng)村貧困人口生活在水土流失嚴(yán)重的地區(qū)，其中：300個(gè)貧困縣的1.7億人在沙漠化和風(fēng)沙頻繁活動(dòng)的地區(qū)土地退化加劇貧困程度，影響社會(huì)安全土地退化降低固碳能力，加劇氣候暖干化

土地退化造成原有碳儲(chǔ)量喪失和固碳能力的下降，加劇氣候升溫造成地面反照率增大，土壤水分蒸發(fā)增強(qiáng)加速地表空氣水分的散失，降低地表和土壤濕度主導(dǎo)生態(tài)因子原理限制性與耐性定律能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)原則種群密度制約與物種作用原則生態(tài)位與生物互補(bǔ)原則邊緣效應(yīng)干擾原理生態(tài)演替原則生物多樣性原則食物鏈與食物網(wǎng)原則綴塊－廊道－基質(zhì)景觀格局原則空間異質(zhì)性原理空間尺度與等級(jí)理論整體原則協(xié)同恢復(fù)重建原則耗散結(jié)構(gòu)原則開放性原則可控性原則經(jīng)濟(jì)可行性與可承受性原則技術(shù)可操作性原則社會(huì)可接受性原則無害化原則、最小風(fēng)險(xiǎn)原則生物、生態(tài)與工程技術(shù)相結(jié)合原則效益原則可持續(xù)發(fā)展原則區(qū)域性差異性和地帶性原則生態(tài)學(xué)原則地理學(xué)原則系統(tǒng)學(xué)原則自然法則社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)原則生態(tài)恢復(fù)與重建原則生態(tài)恢復(fù)和重建的基本定律、原理和原則（修改自盛連喜，2002）黃土高原水土保持與生態(tài)恢復(fù)

特點(diǎn)：低消耗、多效益、可持續(xù)。涉及理論：系統(tǒng)理論、工程學(xué)理論和生態(tài)學(xué)理論。模型：概念、文字、物理和數(shù)學(xué)模型。

應(yīng)用：廢污水資源化處理、林業(yè)保護(hù)、湖泊富營養(yǎng)化、水產(chǎn)養(yǎng)殖、土地改良、廢棄地開發(fā)和資源再生等方面。生態(tài)系統(tǒng)工程

工程類型傳統(tǒng)工程環(huán)境工程生態(tài)工程生物工程基本單元自然、社會(huì)系統(tǒng)自然、社會(huì)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)、景觀細(xì)胞基本理論工程學(xué)環(huán)境科學(xué)環(huán)境工程生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)與工程遺傳學(xué)細(xì)胞生物學(xué)基本能源化石能化石能太陽能等可再生能源化石能基本費(fèi)用大量大量合理大量設(shè)計(jì)特點(diǎn)人為人為人類輔助下自組織人為控制結(jié)構(gòu)任意污染源有機(jī)體與環(huán)境遺傳干擾與自然關(guān)系破壞再污染協(xié)調(diào)、無污染干擾生物多樣性減少改變保持或增加改變注：摘自欽佩，安樹青，顏京松，生態(tài)工程學(xué)，南京：南京大學(xué)出版社，2002.生態(tài)工程與環(huán)境工程、生物工程和傳統(tǒng)工程的比較

自然保護(hù)區(qū)的環(huán)境管理（1）保護(hù)區(qū)地點(diǎn)的選擇與面積

地點(diǎn)選擇：保護(hù)區(qū)必須有足夠復(fù)雜的生境類型，保護(hù)關(guān)鍵種，特別是關(guān)鍵互惠共生種的生存。

面積確定：按生態(tài)系統(tǒng)的平衡假說，面積越大，對(duì)生物多樣性保護(hù)越有利。關(guān)鍵是被保護(hù)目標(biāo)物種生物學(xué)特征。周圍生態(tài)系統(tǒng)與保護(hù)區(qū)相似的面積可小點(diǎn)。案例研究

可可西里自然保護(hù)區(qū)保護(hù)區(qū)腹地內(nèi)藏羚羊群正在遷徙實(shí)驗(yàn)區(qū)緩沖區(qū)有限度的科研核心區(qū)有限度旅游，生態(tài)保護(hù)工程協(xié)調(diào)人類活動(dòng)和自然保護(hù)理想自然保護(hù)區(qū)功能分區(qū)（引自傅伯杰等，2001）（3）保護(hù)區(qū)內(nèi)部的功能分區(qū)錯(cuò)那湖是西藏林錯(cuò)黑頸鶴保護(hù)區(qū)的核心區(qū)，建設(shè)中的青藏鐵路最近處與其只相差十幾米，為保護(hù)其不受污染，實(shí)行嚴(yán)格施工監(jiān)控措施。（4）保護(hù)區(qū)之間的連接和廊道和景觀保護(hù)藏族牧民正在進(jìn)行植被恢復(fù)與再造青藏鐵路野生動(dòng)物通道模擬圖隧道上方通道：為高山山地動(dòng)物設(shè)計(jì)，設(shè)置柵欄防止動(dòng)物進(jìn)入隧道，與橋梁組成橋隧復(fù)合通道，共有3處橋梁下方隧道：為藏羚羊、藏原羚等中小型動(dòng)物設(shè)計(jì)，橋下通道凈高要求大于3米，共有13處緩坡平交通道：鐵路兩側(cè)路基坡度不大于35度，高度小于2.5米，并設(shè)置警示牌，共有7處。6人工生態(tài)環(huán)境類型與特點(diǎn)（1）人工環(huán)境定義是指在自然物質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過人類長期有意識(shí)的社會(huì)勞動(dòng)，加工和改造自然物質(zhì)，創(chuàng)造物質(zhì)生產(chǎn)體系，積累物質(zhì)文化等所形成的生態(tài)環(huán)境體系。（2）人工生態(tài)環(huán)境類型（2）人工生態(tài)環(huán)境的類型根據(jù)空間特征可分為：

點(diǎn)狀環(huán)境：以人類聚集地為中心，可以分為：城市環(huán)境、鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境、城郊過渡帶和農(nóng)村。

面狀環(huán)境：農(nóng)業(yè)和林業(yè)等大面積的人工工程，可以分為：農(nóng)田環(huán)境、人工森林環(huán)境和水利環(huán)境。

線狀環(huán)境：公路環(huán)境、鐵路、地鐵和航線環(huán)境等交通線路。（2）人工生態(tài)環(huán)境的類型根據(jù)人類控制的程度高低可分為：

完全人工生態(tài)環(huán)境，例如空中的飛行器和深海潛艇；

不完全人工生態(tài)環(huán)境，例如城市建筑物等人類居住環(huán)境、工廠化的養(yǎng)殖和種植基地以及自然名勝中的人文景觀。（3）人工生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)人類作為主導(dǎo)因子，環(huán)境人工化明顯人工生態(tài)環(huán)境的多樣化人工生態(tài)環(huán)境的脆弱性人口相對(duì)集中環(huán)境污染嚴(yán)重危害人類健康的因素增多環(huán)境安全性降低（4）典型人工生態(tài)環(huán)境城市生態(tài)系統(tǒng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)與農(nóng)村生態(tài)系統(tǒng)人工種植與養(yǎng)殖基地水利環(huán)境交通環(huán)境人文環(huán)境①城市環(huán)境城市（city）是以人為中心的，以一定的環(huán)境條件為背景、以經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然綜合體，是經(jīng)過人類創(chuàng)造性勞動(dòng)加工形成的符合人類自身需要的社會(huì)活動(dòng)場所，是人類占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的自然-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。城市環(huán)境的特點(diǎn)城市人口的數(shù)量和密度較大，城市人口還具有包括人口結(jié)構(gòu)等自然和社會(huì)特征的人口環(huán)境要素。

城市環(huán)境特點(diǎn)城市環(huán)境組成獨(dú)特、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣。城市環(huán)境包括自然環(huán)境、人工環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境。諸多的自然和人工環(huán)境要素構(gòu)成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

具有居住、交流、教育、文化和景觀娛樂等多種功能。城市環(huán)境特點(diǎn)城市環(huán)境限制因子眾多，人與自然、城市與周邊地區(qū)矛盾集中。以水資源的供應(yīng)為例，城市人口劇增，耗水量隨之增加，水資源短缺問題已經(jīng)成為限制城市發(fā)展的瓶頸，導(dǎo)致城市生態(tài)環(huán)境惡化，影響人民生活水平和質(zhì)量的提高。我國城市中有近300個(gè)城市缺水，我國北方10個(gè)省市區(qū)由于地下水過度開采，形成大小地下水降落漏斗50多個(gè)，最深達(dá)70m以上。城市環(huán)境特點(diǎn)形成特殊的城市景觀

城市景觀具有大量的、規(guī)則的人工景觀要素，如摩天大樓、街道、綠化帶、商業(yè)區(qū)、文化區(qū)和工業(yè)區(qū)等，是各種人造景觀的高度集合。

城市空間環(huán)境特點(diǎn)城市化城市化(Urbanization)①工業(yè)化導(dǎo)致城市人口的迅速增加②單個(gè)城市地域的擴(kuò)大及城市關(guān)系圈的形成和變化的過程③形成城市特有的生活方式、組織結(jié)構(gòu)和文化④擁有現(xiàn)代市政服務(wù)與管理系統(tǒng)⑤具有一定量的流動(dòng)人口。城市化一般用城市人口占總?cè)丝跀?shù)的比重來表示。

城市化趨勢(shì)中國城市化發(fā)展趨勢(shì)?發(fā)展迅速?國際化

?連綿化

?郊區(qū)化

?社會(huì)極化

城市與鄉(xiāng)村環(huán)境的比較研究比較分析自然環(huán)境大氣、水、土壤、巖石、生物、生態(tài)系統(tǒng)、自然景觀和溫度、濕度等。人工環(huán)境建筑、交通、居住環(huán)境和人文景觀等社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境教育、醫(yī)療、文化、娛樂和通訊等。②

城郊過渡帶

(1)概念城郊過渡帶處于城市和郊區(qū)的過渡地區(qū)，主要依托靠近城市的地理環(huán)境，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)主要以輕工、紡織、建材、礦業(yè)、以及為城市服務(wù)的蔬菜和農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)和加工業(yè)為主，可為城市提供原材料、農(nóng)副產(chǎn)品和某些初級(jí)工業(yè)產(chǎn)品，成為城鄉(xiāng)之間穩(wěn)定、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展的敏感區(qū)和脆弱帶。②城郊過渡帶(2)環(huán)境特點(diǎn)：城市系統(tǒng)與鄉(xiāng)村系統(tǒng)的交錯(cuò)地帶環(huán)境污染嚴(yán)重和管理缺乏的地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的薄弱地區(qū)(3)城郊過渡帶的發(fā)展道路情景分析一是盲目擴(kuò)張。以泰國曼谷為例，由于缺乏科學(xué)和明確總體規(guī)劃，沒有健全的法律和管理手段，城市擴(kuò)張的環(huán)境效應(yīng)如下：土地資源浪費(fèi)，土地開發(fā)超過發(fā)展的需要；農(nóng)業(yè)用地沒有得到保護(hù)；交通體系不合理；臟亂小區(qū)貧困、臟、亂；區(qū)域環(huán)境難以恢復(fù)。二是嚴(yán)格控制和管理。以德國為例，嚴(yán)格控制城市的擴(kuò)張，明確城市區(qū)劃的功能；嚴(yán)格保護(hù)環(huán)境資源，如森林、濕地和水域等；應(yīng)用環(huán)境影響評(píng)價(jià)于所有建設(shè)項(xiàng)目包括農(nóng)業(yè)項(xiàng)目；鼓勵(lì)公眾參與環(huán)境決策。③鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境鄉(xiāng)鎮(zhèn)

作為鄉(xiāng)人民政府所在的集鎮(zhèn)，是中國行政區(qū)劃中最低一級(jí)的建制。目前我國有中小城鎮(zhèn)5萬多個(gè)，它們處在城鄉(xiāng)融合的交匯點(diǎn)，是一種承上啟下兼有城鄉(xiāng)兩種特點(diǎn)的城市類型，中小城鎮(zhèn)是我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的主體和關(guān)鍵。③鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境重要的作用表現(xiàn)：

對(duì)我國農(nóng)業(yè)剩余勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，縮小城鄉(xiāng)差別等起到了關(guān)鍵作用；

壯大了農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)；

促進(jìn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化；

促進(jìn)了我國的城市化、工業(yè)化進(jìn)程。③鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境環(huán)境特點(diǎn)處于城市和鄉(xiāng)村的過渡帶，景觀多樣性和豐富度增加鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃中存在規(guī)劃不合理，布局混亂的現(xiàn)象缺乏對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的環(huán)境規(guī)劃和管理成為鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大瓶頸。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理和工藝的落后，資源過度消耗。落后的技術(shù)降低資源利用率，加快了自然環(huán)境破壞和退化的速度。資金、技術(shù)、執(zhí)法力度等因素綜合限制了鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本設(shè)施的建設(shè)，嚴(yán)重的環(huán)境污染使綜合控制的難度加大。④農(nóng)村環(huán)境

④農(nóng)村環(huán)境特點(diǎn)土地、草原和林地退化現(xiàn)象普遍，水土流失面積、侵蝕強(qiáng)度和危害程度在部分地區(qū)呈加劇趨勢(shì)；水土流失面積為國土面積的38.2%。原始和落后的生產(chǎn)觀念和生活方式與現(xiàn)代生產(chǎn)方式和技術(shù)之間的沖突，加劇了農(nóng)村環(huán)境的惡化。城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村系統(tǒng)間交流的不平衡，自然資源和生產(chǎn)、生活資料源源不斷地流向城市，而各種環(huán)境污染和廢物卻不斷的向鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)移。大氣、水、土壤、固體廢物以及物理污染全面影響著農(nóng)村的環(huán)境安全。

環(huán)境問題使得農(nóng)村貧困化問題的解決更為復(fù)雜。⑤人工種植環(huán)境

我國種植業(yè)結(jié)構(gòu)比例圖我國種植業(yè)環(huán)境特征環(huán)境及人工組分呈現(xiàn)多樣化。從完全人工控制的工廠化的種植基地，到人工種植為主，完全“靠天吃飯”的農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)過程。環(huán)境污染的點(diǎn)、面結(jié)合，污染的程度加重。農(nóng)藥、化肥的不合理使用,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生全方位的污染。大氣污染、土壤污染、水污染中的各種污染物和各種廢棄物通過各種物質(zhì)作為媒介，把污染富集在所種植的各種農(nóng)副產(chǎn)品中，間接影響生態(tài)系統(tǒng)和人類的健康。例如，對(duì)上海市蔬菜及菜區(qū)土壤的研究結(jié)果表明，上海市蔬菜受到重金屬污染，尤以Cd和Pb污染為甚，超標(biāo)率分別為13.29%和12.0%。⑥水利環(huán)境

水利環(huán)境特點(diǎn)：人工水利工程形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)不同時(shí)空尺度下的自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)環(huán)境具有重大的影響。建成的人工水利工程部分或完全成為自然環(huán)境的組成部分。人工水利工程周圍的自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境對(duì)水利工程的結(jié)構(gòu)、功能和正常運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。人類的主觀意識(shí)是人工水利工程建設(shè)和運(yùn)行的決定性因素，與自然規(guī)律相違背的觀念和行為是導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境負(fù)面效應(yīng)的重要原因。生態(tài)水利事實(shí)證明單靠水利工程不能解決所有的洪澇旱災(zāi)等問題，應(yīng)該走生態(tài)經(jīng)濟(jì)型的生態(tài)水利模式。所謂生態(tài)經(jīng)濟(jì)型的生態(tài)水利模式:

就是要“堅(jiān)持全面規(guī)劃、統(tǒng)籌