環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展

生態(tài)學(xué)（Ecology）定義Ecology源希臘詞“Oikos”和“l(fā)ogos”，前者表示住所和棲息地，后者表示學(xué)科，原意是研究生物棲息環(huán)境的科學(xué)。研究生物(organism)及環(huán)境(environment)間相互關(guān)系的科學(xué)（E.Haeckel,1866）。研究科學(xué)的自然歷史（C.Elton,1927）。研究生物形態(tài)、生理和行為上的適應(yīng)（Кашкаров（克什卡洛夫）,1954）。研究有機(jī)體的分布和多度的科學(xué)（Andrewartha,1954）。研究有機(jī)體與生活之地相互關(guān)系的科學(xué)（環(huán)境生物學(xué)）（Smith,1966）研究決定有機(jī)體的分布與多度相互作用的科學(xué)(Krebs,1972,1978,1985)。研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)（E.P.Odum,1958）；綜合研究有機(jī)體、物理環(huán)境與人類社會(huì)的科學(xué)（E.P.Odum,1977）。研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用規(guī)律及其機(jī)理的科學(xué)（馬世駿，1980）。研究生物與其生存環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)（普遍）當(dāng)前第1頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展生態(tài)學(xué)的萌芽時(shí)期（公元16世紀(jì)以前）

以古代思想家、農(nóng)學(xué)家對(duì)生物環(huán)境相互關(guān)系的樸素的整體觀為特點(diǎn)。

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)期再度興起科學(xué)探索活動(dòng)，崇尚科學(xué)調(diào)查與科學(xué)實(shí)驗(yàn)。開(kāi)始形成一些生態(tài)學(xué)的理論。1866年Heackel首次提出Ecology的定義，標(biāo)志著生態(tài)學(xué)的誕生。正式成為一門獨(dú)立的科學(xué)。生態(tài)學(xué)的鞏固時(shí)期（20世紀(jì)初至20世紀(jì)50年代）

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。1949年動(dòng)物生態(tài)學(xué)進(jìn)入成熟時(shí)期。植物生態(tài)學(xué)方面形成四大著名生態(tài)學(xué)派。現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時(shí)期（20世紀(jì)60年代至今）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)。從描述性科學(xué)向?qū)嶒?yàn)科學(xué)、從定性向定量化發(fā)展研究范圍的拓展：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.與生產(chǎn)和社會(huì)需要緊密結(jié)合，成為解決當(dāng)今人類所面臨的許多重大問(wèn)題的骨干學(xué)科當(dāng)前第2頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)四大著名生態(tài)學(xué)派北歐學(xué)派：由瑞典烏普薩拉（Uppsala）大學(xué)的R.Sernauder創(chuàng)建。以注重群落分析為特點(diǎn)。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，被稱為西歐學(xué)派或大陸學(xué)派。英美學(xué)派：代表人為和,以研究植物群落演替和創(chuàng)建頂極群落著名。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。當(dāng)前第3頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生物與其環(huán)境之間的相互作用關(guān)系1971年，Odum用“組織層次”（leveloforganization）或稱為“生物學(xué)譜”（biologicalspectrum）的概念來(lái)表示。生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象生物圈景觀種群群落生態(tài)系統(tǒng)個(gè)體系統(tǒng)組織器官分子細(xì)胞生態(tài)科學(xué)生物科學(xué)生命科學(xué)經(jīng)典生態(tài)學(xué)當(dāng)前第4頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生物圈（biosphere）—生態(tài)學(xué)研究的最高組織層次當(dāng)前第5頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科分子（molecular）個(gè)體（individual）種群（population）群落（community）生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）景觀（landscape）生物圈（biosphere）經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容近代生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容近代生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容當(dāng)前第6頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)經(jīng)典的生態(tài)學(xué)按組織層次（levelsoforganization）劃分：個(gè)體生態(tài)學(xué)(Individualecology):研究重點(diǎn)是個(gè)體對(duì)生物和非生物環(huán)境的適應(yīng)（adaptation）。種群生態(tài)學(xué)(Populationecology):多度(abundance)和種群動(dòng)態(tài)（populationdynamics）。群落生態(tài)學(xué)(Communityecology):決定群落組成和結(jié)構(gòu)的生態(tài)過(guò)程（ecologicalprocesses）。生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(Ecosystemecology):能流（energyflow）、食物網(wǎng)（foodweb）和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)（nutrientcycling）。按生物類群劃分：動(dòng)物生態(tài)學(xué)植物生態(tài)學(xué)微生物生態(tài)學(xué)人類生態(tài)學(xué)昆蟲(chóng)生態(tài)學(xué)魚(yú)類生態(tài)學(xué)鳥(niǎo)類生態(tài)學(xué)等等按生物棲息環(huán)境劃分：水生生態(tài)學(xué)淡水生態(tài)學(xué)河口生態(tài)學(xué)海洋生態(tài)學(xué)陸地生態(tài)學(xué)濕地生態(tài)學(xué)等等按交叉學(xué)科劃分：數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)地理生態(tài)學(xué)生理生態(tài)學(xué)行為生態(tài)學(xué)進(jìn)化生態(tài)學(xué)等等按應(yīng)用領(lǐng)域劃分：農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)城市生態(tài)學(xué)資源生態(tài)學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)保護(hù)生態(tài)學(xué)恢復(fù)生態(tài)學(xué)旅游生態(tài)學(xué)污染生態(tài)學(xué)等等當(dāng)前第7頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)分子水平及分子生態(tài)學(xué)(Molecularecology)Moritz(1994)認(rèn)為分子生態(tài)學(xué)是用線粒體DNA(mitochondriaDNA)(mtDNA)的變化來(lái)幫助和指導(dǎo)種群動(dòng)態(tài)的研究。HoelzelandDover(1991)則認(rèn)為分子生態(tài)學(xué)是用DNA和蛋白質(zhì)的特征來(lái)研究物種分化、演化及種群生物學(xué)等生態(tài)學(xué)問(wèn)題?！斗肿由鷳B(tài)學(xué)》雜志(1992)則認(rèn)為分子生態(tài)學(xué)是分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和種群生物學(xué)之間形成的交叉領(lǐng)域,主要是利用分子生物學(xué)方法研究自然種群或人工種群與其環(huán)境間的相互關(guān)系以及轉(zhuǎn)基因生物(或其產(chǎn)物釋放)所帶來(lái)的一系列潛在的生態(tài)學(xué)問(wèn)題。我國(guó)學(xué)者(王小明)認(rèn)為分子生態(tài)學(xué)是利用分子生物學(xué)技術(shù)與方法研究生物對(duì)其所處環(huán)境的適應(yīng)以及產(chǎn)生這種適應(yīng)反應(yīng)的分子機(jī)制。當(dāng)前第8頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)景觀及生物圈水平的生態(tài)學(xué)景觀(Landscape)和景觀生態(tài)學(xué)(Landscapeecology)景觀:由若干生態(tài)系統(tǒng)組成的異質(zhì)區(qū)域(heterogeneousarea),這些生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成景觀中明顯的斑塊(patches),這些斑塊稱景觀要素(landscapeelements)。景觀生態(tài)學(xué):研究景觀結(jié)構(gòu)及其過(guò)程(landscapestructureandprocesses)的科學(xué)。生物圈(biosphere)和全球生態(tài)學(xué)(Globalecology)生物圈:地球上全部生物和一切適合于生物棲息的場(chǎng)所。它包括巖圈（lithosphere）的上層、全部水圈（hydrosphere）和大氣圈（atmosphere）的下層。全球生態(tài)學(xué):研究生命系統(tǒng)和行星系統(tǒng)相互關(guān)系的科學(xué)。當(dāng)前第9頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)學(xué)的方法論科學(xué)思維的邏輯結(jié)構(gòu)觀察→預(yù)測(cè)→假設(shè)→檢驗(yàn)?zāi)Ｐ停耗Ｐ褪菍?duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的物理或抽象的描述。生態(tài)模型：描述和預(yù)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)行為。方法的重要性變量觀測(cè)：如何取樣、樣本大小、變量選擇、精確水平實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：對(duì)比組、控制組統(tǒng)計(jì)分析：簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)分析、多元統(tǒng)計(jì)分析生態(tài)學(xué)研究的基本方法野外研究：優(yōu)點(diǎn)：直接觀察，獲得自然狀態(tài)下的資料；缺點(diǎn)：不易重復(fù)。實(shí)驗(yàn)研究：優(yōu)點(diǎn)：條件控制嚴(yán)格，對(duì)結(jié)果的分析比較可靠，重復(fù)性強(qiáng)，是分析因果關(guān)系的一種有用的補(bǔ)充手段；缺點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)條件往往與野外自然狀態(tài)下的條件有區(qū)別。數(shù)學(xué)模型研究：優(yōu)點(diǎn)：高度抽象，可研究真實(shí)情況下不能解決的問(wèn)題；缺點(diǎn)：與客觀實(shí)際距離甚遠(yuǎn)，若應(yīng)用不當(dāng)，易產(chǎn)生錯(cuò)誤。當(dāng)前第10頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）：在一定空間中共同棲居著的所有生物（即生物群落）與其環(huán)境之間由于不斷進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過(guò)程而形成的統(tǒng)一整體。1936年英國(guó)A.G.Tansley首先提出R.L.Lindeman百分之十定律B.H.CykayeB生物地理群落1965年，在丹麥哥本哈根會(huì)議上決定生態(tài)系統(tǒng)和生物地理群落是同義語(yǔ)

當(dāng)前第11頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)研究的對(duì)象、任務(wù)和方法研究對(duì)象：自然界的任何一個(gè)部分（如森林、草原、凍原、湖泊、河流、海洋、河口灣、農(nóng)田等，甚至還包括城市、工礦在內(nèi)）研究任務(wù)：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，生態(tài)系統(tǒng)模型研究方法：最重要的分析方法是系統(tǒng)分析，系統(tǒng)分析的目的是建立模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)、控制和最優(yōu)化設(shè)計(jì)當(dāng)前第12頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)非生物部分生物部分非生物成分生產(chǎn)者物質(zhì)代謝成分消費(fèi)者分解者當(dāng)前第13頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)物種結(jié)構(gòu)：關(guān)鍵種和冗余種空間結(jié)構(gòu)：分層現(xiàn)象時(shí)間結(jié)構(gòu)：晝夜節(jié)律、季相、演替、進(jìn)化營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)食物鏈（foodchain）：各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序。類型：牧食食物鏈、碎食食物鏈、寄生性食物鏈、腐生性食物鏈

食物網(wǎng)（foodweb）：食物鏈彼此交錯(cuò)連結(jié)形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。例如當(dāng)前第14頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)草原食物網(wǎng)

落葉林食物網(wǎng)當(dāng)前第15頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的分類及特征分類按環(huán)境中的水體狀況：水生、陸生按認(rèn)為干預(yù)的程度：自然、半自然、人工特征生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)上的一個(gè)主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能。生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目通常不會(huì)超過(guò)5-6個(gè)。生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)歷一個(gè)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從不成熟到成熟的過(guò)程，其早期發(fā)育階段和晚期發(fā)育階段具有不同的特性。當(dāng)前第16頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能生物生產(chǎn)能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)信息傳遞自我調(diào)節(jié)當(dāng)前第17頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)：是指植物所固定的太陽(yáng)能或所制造的有機(jī)物質(zhì)的過(guò)程生態(tài)系統(tǒng)中的次級(jí)生產(chǎn)：動(dòng)物各器官組織的生長(zhǎng)和繁殖新的個(gè)體生態(tài)系統(tǒng)中的分解：分解是有機(jī)物逐步降解為無(wú)機(jī)物的過(guò)程，也是光合作用的相反過(guò)程當(dāng)前第18頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)熱力學(xué)定律熱力學(xué)第一定律：生態(tài)系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能的固定熱力學(xué)第二定律：食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目不會(huì)多于5-6個(gè)能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)的特點(diǎn)能量在生態(tài)系統(tǒng)中和物理系中不同能量是單向流能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)過(guò)程是不斷遞減的過(guò)程能量在流動(dòng)中質(zhì)量逐漸提高能流模型當(dāng)前第19頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)一個(gè)普適生態(tài)系統(tǒng)的能流模型（Odum,1959）光合作用呼吸總生產(chǎn)量入射

日光能草食動(dòng)物肉食動(dòng)物頂級(jí)肉食動(dòng)物分解者貯存有機(jī)物質(zhì)凈生產(chǎn)量群落呼吸輸出當(dāng)前第20頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)物質(zhì)循環(huán)的概念

物質(zhì)循環(huán)（cycleofmaterial）：生態(tài)系統(tǒng)從環(huán)境中獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過(guò)綠色植物吸收，再經(jīng)其它生物重復(fù)利用，最后歸還于環(huán)境的過(guò)程，也稱為生物地球化學(xué)循環(huán)（Biogeo-chemicalcycle）。

當(dāng)前第21頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)物質(zhì)循環(huán)的類型水循環(huán)（watercycle）：生態(tài)系統(tǒng)中所有物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)和前提。氣體型循環(huán)（gaseouscycle）：貯存庫(kù)是大氣和海洋，全球性，完善型，高速度。主要有氧、二氧化碳、氮等。沉積型循環(huán)（sedimentarycycle）：貯存庫(kù)是巖石圈和土壤圈，與水有聯(lián)系，速度慢，性能不完善，主要有磷、鈣、鉀、鈉、鎂、鐵、銅等。當(dāng)前第22頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)水循環(huán)全球的降水量和蒸發(fā)量相等，但存在地區(qū)差異；地表徑流攜帶大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，造成高地貧瘠，低地肥沃；冰雪的溶化可以調(diào)節(jié)氣溫，保持生態(tài)穩(wěn)定。當(dāng)前第23頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)氣體型循環(huán)碳循環(huán)

氮循環(huán)

當(dāng)前第24頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)沉積型循環(huán)磷循環(huán)

硫循環(huán)

當(dāng)前第25頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)有毒有害物質(zhì)循環(huán)有毒有害物質(zhì)循環(huán)的一般特點(diǎn)有毒物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)中的途徑是多種多樣的多數(shù)有毒物質(zhì)在生物體內(nèi)濃縮，富集放大有毒物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境經(jīng)過(guò)遷移和轉(zhuǎn)化使毒性發(fā)生變化

有毒物質(zhì)DDT在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)重金屬汞在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)當(dāng)前第26頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)有毒物質(zhì)DDT在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)當(dāng)前第27頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)汞在水生物中的富集

汞濃度ppm濃縮系數(shù)食肉娃魚(yú)1-210000-20000小魚(yú)0.1-0.31000-3000低等動(dòng)物0.02-0.05200-500植物0.01-0.02100-200海水0.0001

當(dāng)前第28頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞信息與信息量信息：是物質(zhì)的主要屬性之一，源于通訊科學(xué)，在生態(tài)系統(tǒng)中，環(huán)境為信息源信息量：信息的多少，決定信息的傳遞方向。信息傳遞：從高信息態(tài)傳向低信息態(tài)

信息及其傳遞物理信息：包括光、聲、電、熱、磁等；化學(xué)信息：生物代謝產(chǎn)生的物質(zhì)，如酶、維生素、生長(zhǎng)素、抗生素、性引誘劑等；行為信息：主要存在于動(dòng)物，不同個(gè)體相遇時(shí)所表現(xiàn)的行為格式，如表示相識(shí)，威脅，炫耀，求偶等；營(yíng)養(yǎng)信息：生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的每一層次數(shù)量的增減都成為其它層次數(shù)量增減的信息。當(dāng)前第29頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)反饋調(diào)節(jié)正反饋：促使生物沿著食物鏈的正方向增長(zhǎng)的反饋。有可能引起種群爆炸，是一種不穩(wěn)定的反饋。負(fù)反饋：生物沿著食物鏈的正方向減少的反饋，是使系統(tǒng)保持穩(wěn)定的反饋。生態(tài)平衡概念：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)較長(zhǎng)時(shí)間的保持動(dòng)態(tài)平衡，這種狀態(tài)叫生態(tài)平衡。

生態(tài)平衡的基礎(chǔ)——自我調(diào)節(jié)這個(gè)自我調(diào)節(jié)能力有一個(gè)閾值：小生態(tài)系統(tǒng)或簡(jiǎn)單生態(tài)系統(tǒng)：閾值小大生態(tài)系統(tǒng)或復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)：閾值大生態(tài)危機(jī)當(dāng)前第30頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)平衡當(dāng)前第31頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)平衡（ecologicalbalance）：是指在一定時(shí)間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)中的生物和環(huán)境之間、生物各個(gè)種群之間，通過(guò)能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞，使它們相互之間達(dá)到高度適應(yīng)、協(xié)調(diào)和統(tǒng)一的狀態(tài)。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)各組成成分之間保持一定的比例關(guān)系，能量、物質(zhì)的輸入與輸出在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)趨于相等，結(jié)構(gòu)和功能處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，在受到外來(lái)干擾時(shí)，能通過(guò)自我調(diào)節(jié)恢復(fù)到初始的穩(wěn)定狀態(tài)。在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部，生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者和非生物環(huán)境之間，在一定時(shí)間內(nèi)保持能量與物質(zhì)輸入、輸出動(dòng)態(tài)的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)前第32頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)平衡是一種動(dòng)態(tài)的平衡而不是靜態(tài)的平衡，總會(huì)因系統(tǒng)中某一部分先發(fā)生改變，引起不平衡，然后依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力使其又進(jìn)入新的平衡狀態(tài)。正是這種從平衡到不平衡到又建立新的平衡的反復(fù)過(guò)程，推動(dòng)了生態(tài)系統(tǒng)整體和各組成部分的發(fā)展與進(jìn)化。生態(tài)平衡是一種相對(duì)平衡而不是絕對(duì)平衡，因?yàn)槿魏紊鷳B(tài)系統(tǒng)都不是孤立的，都會(huì)與外界發(fā)生直接或間接的聯(lián)系，會(huì)經(jīng)常遭到外界的干擾。生態(tài)系統(tǒng)對(duì)外界的干擾和壓力具有一定的彈性，其自我調(diào)節(jié)能力也是有限度的，如果外界干擾或壓力在其所能忍受的范圍之內(nèi)，當(dāng)這種干擾或壓力去除后，它可以通過(guò)自我調(diào)節(jié)能力而恢復(fù)；如果外界干擾或壓力超過(guò)了它所能承受的極限，其自我調(diào)節(jié)能力也就遭到了破壞，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)衰退，甚至崩潰。當(dāng)前第33頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)

破壞生態(tài)平衡的因素有自然因素和人為因素。其中人為因素是造成生態(tài)平衡失調(diào)的主要原因。主要有以下三方面：環(huán)境因素生改變：如人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)產(chǎn)生大量的廢氣、廢水、垃圾等，不斷排放到環(huán)境中；人類對(duì)自然資源不合理利用或掠奪性利用，例如盲目開(kāi)荒、濫砍森林、水面過(guò)圍、草原超載等，都會(huì)使環(huán)境質(zhì)量惡化，產(chǎn)生近期或遠(yuǎn)期效應(yīng)，使生態(tài)平衡失調(diào)。生物種類改變：在生態(tài)系統(tǒng)中，盲目增加一個(gè)物種，有可能使生態(tài)平衡遭受破壞。在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)減少一個(gè)物種也有可能使生態(tài)平衡遭到破壞。生物信息系統(tǒng)的破壞：生物與生物之間彼此靠信息聯(lián)系才能保持其集群性和正常的繁衍。人為地向環(huán)境中施放某種物質(zhì)，干擾或破壞了生物間的信息聯(lián)系，有可能使生態(tài)平衡失調(diào)或遭到破壞。當(dāng)前第34頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)例如美國(guó)于1929年開(kāi)鑿的韋蘭運(yùn)河，把內(nèi)陸水系與海洋溝通，導(dǎo)致八目鰻進(jìn)入內(nèi)陸水系，使鱒魚(yú)年產(chǎn)量由2000萬(wàn)公斤減至5000公斤，嚴(yán)重破壞了內(nèi)陸水產(chǎn)資源。二十世紀(jì)五十年代中國(guó)曾大量捕殺過(guò)麻雀，致使一些地區(qū)蟲(chóng)害嚴(yán)重。究其原因，就在于害蟲(chóng)天敵麻雀被捕殺，害蟲(chóng)失去了自然抑制因素所致。例如自然界中有許多昆蟲(chóng)靠分泌釋放性外激素引誘同種雄性成蟲(chóng)交尾，如果人們向大氣中排放的污染物能與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則雌蟲(chóng)的性外激素就失去了引誘雄蟲(chóng)的生理活性，結(jié)果勢(shì)必影響昆蟲(chóng)交尾和繁殖，最后導(dǎo)致種群數(shù)量下降甚至消失。當(dāng)前第35頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題

當(dāng)前第36頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)安全（ecologicalsafety）生態(tài)安全的概念早在20世紀(jì)70年代就已被提出，但是由于生態(tài)安全內(nèi)涵的豐富和復(fù)雜性，以及人們對(duì)生態(tài)安全的研究尚不夠深入，因而一直也未能形成統(tǒng)一并普遍接受的定義。狹義的生態(tài)安全概念是指自然和半自然生態(tài)系統(tǒng)的安全，即生態(tài)系統(tǒng)完整性和健康的整體水平反映。廣義生態(tài)安全概念以國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IASA，1989)提出的定義為代表：生態(tài)安全是指在人的生活、健康、安樂(lè)、基本權(quán)利、生活保障來(lái)源、必要資源、社會(huì)次序和人類適應(yīng)環(huán)境變化的能力等方面不受威脅的狀態(tài)，包括自然生態(tài)安全、經(jīng)濟(jì)生態(tài)安全和社會(huì)生態(tài)安全，組成一個(gè)復(fù)合人工生態(tài)安全系統(tǒng)。當(dāng)前第37頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)廣義生態(tài)安全包括兩層基本含義：一是環(huán)境、生態(tài)保護(hù)上的含義。即防止由于生態(tài)環(huán)境的退化對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的環(huán)境基礎(chǔ)構(gòu)成威脅，主要指環(huán)境質(zhì)量狀況低劣和自然資源的減少和退化削弱了經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境支撐能力；二是外交、軍事上的范疇。即防止由于環(huán)境破壞和自然資源短缺引起經(jīng)濟(jì)的衰退，影響人們的生活條件，特別是環(huán)境難民的大量產(chǎn)生，從而導(dǎo)致國(guó)家的動(dòng)蕩。當(dāng)前第38頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)確保生態(tài)安全的措施建立一套有效的國(guó)際環(huán)境合作機(jī)制及國(guó)際環(huán)境危機(jī)自理機(jī)制建立卓有成效的環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)開(kāi)展生態(tài)安全理論研究，樹(shù)立正確的生態(tài)安全觀研究生態(tài)安全的具體政策問(wèn)題，制定正確的生態(tài)安全政策和規(guī)劃，將生態(tài)安全工作法定化、制度化當(dāng)前第39頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用對(duì)環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測(cè)與生物評(píng)價(jià)對(duì)污染環(huán)境的生物凈化制定生態(tài)規(guī)劃方案發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)當(dāng)前第40頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生物監(jiān)測(cè)生物監(jiān)測(cè)：利用生物在污染環(huán)境下所發(fā)生的信息來(lái)判斷環(huán)境污染狀況的一種手段。通常反映的是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境狀況，常將生物監(jiān)測(cè)作為生態(tài)監(jiān)測(cè)中的一種方法——指示生物法。生態(tài)監(jiān)測(cè)：(ecologicalmonitoring):利用生命系統(tǒng)各層次對(duì)自然或人為因素引起環(huán)境變化的反應(yīng)來(lái)判定環(huán)境質(zhì)量。特點(diǎn)：綜合性、真實(shí)性、長(zhǎng)期性、靈敏性當(dāng)前第41頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)大氣污染的指示生物?SO2：紫花苜蓿、蕨類、蘋(píng)果、白楊、白臘、白樺、麥類、棉花、大豆南瓜、葡萄等?氟化物：地衣和苔蘚、杏、唐菖蒲、梅、雪松、玉米、蘋(píng)果、葡萄、云杉等?O3：菜豆、煙草、菠菜、蘿卜、番茄、煙草、洋蔥、女貞、甜瓜、葡萄、馬鈴薯等。?過(guò)氧乙酰硝酸酯：早熟禾、向日葵、牽?；?、菜豆、番茄等?氮氧化物：懸鈴木、向日葵、番茄、豌豆、紫花苜蓿、煙草等?乙烯：蘭花、黃瓜、番茄、皂莢、萬(wàn)壽菊等當(dāng)前第42頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)水體污染的指示生物?睫毛針桿硅藻、簇生針桿硅藻、簇生竹枝藻只能在DO值高，未受污染的水體中大量繁殖，是清潔水體的指示生物。?小顫藻等浮游藻類是嚴(yán)重污染水體中的優(yōu)勢(shì)種。?小口鐘蟲(chóng)：污水性指示種?匣殼蟲(chóng)：寡污性指示種?石蠅、石蠶、淺灘甲蟲(chóng)類對(duì)許多污染物敏感。?水蚯蚓、搖蚊幼蟲(chóng)、蛭類通常在有機(jī)質(zhì)豐富的環(huán)境大量繁殖。當(dāng)前第43頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生物凈化大氣污染物的生物凈化：利用植物吸收大氣中的污染物質(zhì)、滯塵、消減噪聲和殺菌等，通過(guò)大量栽植具有凈化能力的喬木、灌木和草坪，建立完善的城市防污綠化體系。水體污染物的生物凈化：充分利用水生生物的凈化作用，使水體得到凈化。當(dāng)前第44頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)規(guī)劃生態(tài)規(guī)劃（ecologicalplanking）是在自然綜合的天然平衡情況下不作重大改變，自然環(huán)境不遭破壞和一個(gè)部門的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)不給另一部門造成損失的情況下，應(yīng)用生態(tài)學(xué)原理，計(jì)算并合理安排天然資源及地域資源的利用。當(dāng)前第45頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)（ecologicalagriculture）的概念：指在保護(hù)、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的前提下，遵循生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)規(guī)律，運(yùn)用系統(tǒng)工程方法和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，集約化經(jīng)營(yíng)的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。生態(tài)農(nóng)業(yè)的生態(tài)學(xué)要求：第一，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的確定，產(chǎn)品布局的安排等都必須切實(shí)做到因地制宜，和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件相匹配第二，對(duì)自然資源的利用不能超過(guò)資源的可更新能力第三，在能量和物質(zhì)的利用上，要做到有取有補(bǔ)，維護(hù)生態(tài)平衡第四，在利用可更新自然資源的同時(shí)，要注意撫育和增殖自然資源，使整個(gè)生產(chǎn)的發(fā)展，走向良性循環(huán)。當(dāng)前第46頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)發(fā)展模式：以農(nóng)田種植產(chǎn)出的糧食及秸桿喂養(yǎng)奶牛、奶牛的糞便污水進(jìn)沼氣池、沼氣池產(chǎn)生的沼氣給居住區(qū)提供熱源、沼渣作為有機(jī)肥料還田、水庫(kù)為園區(qū)提供水源的思路，通過(guò)相應(yīng)的連接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)園區(qū)廢物“閉路循環(huán)”（如下圖），實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的“雙贏”。當(dāng)前第47頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)工程1962年美國(guó)的H.T.Odum首先使用了生態(tài)工程（EcologicalEngineering），提出了生態(tài)學(xué)應(yīng)用的新領(lǐng)域：生態(tài)工程學(xué)。它是對(duì)傳統(tǒng)工程的補(bǔ)充，是自然生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)側(cè)面。80年代后，生態(tài)工程在歐洲及美國(guó)逐漸發(fā)展起來(lái)，并出現(xiàn)了多種認(rèn)識(shí)與解釋，并相應(yīng)提出了生態(tài)工程技術(shù)。我國(guó)生態(tài)工程的概念提出是由馬世駿先生在1979年首先倡導(dǎo)的。馬世駿先生（1984）給生態(tài)工程下的定義為：“生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)的促進(jìn)分層多級(jí)利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)”。我國(guó)對(duì)生態(tài)工程的建設(shè)提出了“整體、協(xié)調(diào)、再生、良性循環(huán)”的理論。

當(dāng)前第48頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)生態(tài)工程的基本原理

（1）、物質(zhì)循環(huán)再生原理

理論基礎(chǔ)：物質(zhì)循環(huán)意義：可避免環(huán)境污染及其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和發(fā)展的影響

（2）、物種多樣性原理理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性意義：生物多樣性程度可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力

（3）、協(xié)調(diào)與平衡原理

理論基礎(chǔ)：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡意義：生物數(shù)量不超過(guò)環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞

（4）、整體性原理理論基礎(chǔ)：社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合系統(tǒng)意義：統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定

（5）、系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理a.理論基礎(chǔ)：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式意義：改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能b.理論基礎(chǔ)：系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分意義：保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力當(dāng)前第49頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)擬定目標(biāo)社會(huì)目標(biāo) 經(jīng)濟(jì)目標(biāo) 生態(tài)目標(biāo)科技、文教、管理和道德水平生產(chǎn)、消費(fèi)、積累和流通水平結(jié)構(gòu)和功能的和諧穩(wěn)定自然本底 次生本底生物結(jié)構(gòu) 本地利用

人口 建筑格局

動(dòng)植物 交通網(wǎng)絡(luò)

微生物 物產(chǎn)

物理結(jié)構(gòu) 景觀

氣候、土壤

地理、地質(zhì)

資源結(jié)構(gòu)

水，礦產(chǎn)

能源社會(huì)經(jīng)濟(jì) 環(huán)境質(zhì)量經(jīng)濟(jì)水平 污染程度

服務(wù)水平 治理水平

生活水平 環(huán)境負(fù)荷

科技水平 多樣性

文教水平 生態(tài)調(diào)節(jié)

管理水平 自然保護(hù)

運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)

社會(huì)風(fēng)尚來(lái)源：已有資料 遙感分析 系統(tǒng)調(diào)查 民意測(cè)驗(yàn)本底調(diào)查分析 綜合直觀 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

假設(shè) 統(tǒng)計(jì)模型

抽象 解析模型

約簡(jiǎn) 模擬模型分解與合并 圖解模型系統(tǒng)評(píng)價(jià) 政策實(shí)驗(yàn)影響指標(biāo) 風(fēng)險(xiǎn)

流通量

系統(tǒng)負(fù)擔(dān) 滿意度

反饋回路

靈敏度 后悔值工具:數(shù)量化方法、多元分析、數(shù)學(xué)規(guī)劃、多目標(biāo)決策、模糊數(shù)學(xué)、系統(tǒng)軟件等系統(tǒng)分析滿意決策集（生態(tài)工程實(shí)施依據(jù)）生態(tài)工程設(shè)計(jì)程序框圖（引自馬世駿）當(dāng)前第50頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)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

自然系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)

自然系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng)

細(xì)胞基本理論 工程學(xué) 環(huán)境科學(xué) 生態(tài)學(xué)

遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)基本能源 化石能 化石能 太陽(yáng)能 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

人類輔助下的自組織

人為控制結(jié)構(gòu) 任意 污染源 有機(jī)體 遺傳結(jié)構(gòu)與自然關(guān)系 破壞 再污染 協(xié)調(diào)、無(wú)污染 干擾生物多樣性 減少 改變 保持或增加 改變生態(tài)工程與環(huán)境工程、生物工程和遺傳工程的比較當(dāng)前第51頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)

“四位一體”生態(tài)工程當(dāng)前第52頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)我國(guó)北方地區(qū)，由于冬天氣溫很低，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物不能生長(zhǎng)，家畜生長(zhǎng)緩慢，甚至停止，沼氣池不能正常產(chǎn)氣；而農(nóng)民要解決蔬菜的不間斷生產(chǎn)問(wèn)題。很顯然，大量使用造價(jià)昂貴、并用燃料加熱的玻璃溫室是不符合我國(guó)國(guó)情的?！八奈灰惑w”的生態(tài)工程類型，它較好地解決了習(xí)題中所述問(wèn)題。“四位”指沼氣池、豬禽舍、廁所及日光溫室四部分，是庭院經(jīng)濟(jì)與生態(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合的一種生產(chǎn)模式。運(yùn)行原理為：日光溫室的增溫效應(yīng)可使蔬菜等作物在冬天也能正常生長(zhǎng)；同時(shí)也使豬禽免受嚴(yán)寒而快速生長(zhǎng)；溫室內(nèi)的植物為動(dòng)物提供氧氣，同時(shí)吸收二氧化碳；人、豬、禽的糞尿及蔬菜廢棄物和秸稈等物質(zhì)投入沼氣池產(chǎn)氣，同時(shí)溫室的高溫也提高了沼氣在冬天的產(chǎn)氣穩(wěn)定性；沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于減少蔬菜的病蟲(chóng)害，提高蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量?！八奈灰惑w”充分應(yīng)用了物質(zhì)循環(huán)和生物多樣性等原理，提高了單位土地面積的產(chǎn)出，同時(shí)減少了環(huán)境污染，大大提高了農(nóng)業(yè)的綜合效益。當(dāng)前第53頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)六大林業(yè)重點(diǎn)工程天然林資源保護(hù)工程退耕還林工程京津風(fēng)沙源治理工程三北及長(zhǎng)江中下游地區(qū)等重點(diǎn)防護(hù)林工程野生動(dòng)植物保護(hù)及自然保護(hù)區(qū)建設(shè)工程重點(diǎn)地區(qū)速生豐產(chǎn)用材林基地建設(shè)工程六大林業(yè)重點(diǎn)工程涉及全國(guó)97%以上的縣、市、區(qū)、旗，規(guī)劃造林任務(wù)超過(guò)0.76億公頃，規(guī)劃投資7,000多億元，建設(shè)內(nèi)容包括資源保護(hù)、國(guó)土綠化、水土流失治理、防沙治沙、濕地保護(hù)、生物多樣性保護(hù)和商品林基地建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域。工程自試點(diǎn)和全面啟動(dòng)以來(lái)，已累計(jì)完成造林面積2009.75萬(wàn)公頃，累計(jì)完成投資946.70億元。當(dāng)前第54頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)一是切實(shí)保護(hù)好長(zhǎng)江上游、黃河上中游地區(qū)9.18億畝現(xiàn)有森林，減少森林資源消耗量6108萬(wàn)立方米，調(diào)減商品材產(chǎn)量1239萬(wàn)立方米；二是東北、內(nèi)蒙古等重點(diǎn)國(guó)有林區(qū)的木材產(chǎn)量調(diào)減751.5萬(wàn)立方米，使4.95億畝森林得到有效管護(hù)。

當(dāng)前第55頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)到2010年，完成退耕地造林2.2億畝，宜林荒山荒地造林2.6億畝，陡坡耕地基本退耕還林，嚴(yán)重沙化耕地基本得到治理，新增林草植被4.8億畝，工程區(qū)林草覆被率增加4.5個(gè)百分點(diǎn)，工程治理地區(qū)的生態(tài)環(huán)境得到較大改善。當(dāng)前第56頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)三北工程規(guī)劃造林3508.3萬(wàn)公頃（包括林帶、林網(wǎng)折算面積）,其中人工造林2637.1萬(wàn)公頃,占總?cè)蝿?wù)的75.1%;飛播造林111.4萬(wàn)公頃,占3.2%；封山封沙育林759.8萬(wàn)公頃,占21.7%。當(dāng)前第57頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)長(zhǎng)江中上游防護(hù)林體系建設(shè)工程/珠江流域防護(hù)林體系建設(shè)工程/沿海防護(hù)林體系建設(shè)工程/太行山綠化工程/平原綠化工程——人工造林+封山育林+飛播造林當(dāng)前第58頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)到建設(shè)期末，使我國(guó)自然保護(hù)區(qū)數(shù)量達(dá)到2500個(gè)，總面積1.728億公頃，占國(guó)土面積的18%。形成一個(gè)以自然保護(hù)區(qū)、重要濕地為主體，布局合理、類型齊全、設(shè)施先進(jìn)、管理高效、具有國(guó)際重要影響的自然保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前第59頁(yè)\共有67頁(yè)\編于星期一\7點(diǎn)到2015年，完成南北方速生豐產(chǎn)用材林綠色產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)，能提供國(guó)內(nèi)生產(chǎn)用材需求量的40%，加上現(xiàn)有森林資源的采伐利用，國(guó)內(nèi)木材供需基本趨于平衡。全部基地建成后，每年可提供木材1333