第三講環(huán)境工程生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)

第三講環(huán)境工程生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)1第一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四一、生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)

1、生態(tài)學(xué)生態(tài)學(xué)是“研究生物與其生存環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機理的一門學(xué)科”。又可以說，生態(tài)學(xué)就是研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用的規(guī)律及其機理的一門學(xué)科。生物包括植物、動物和微生物，環(huán)境包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境。

2第二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四生態(tài)學(xué)的發(fā)展過程生態(tài)學(xué)的發(fā)展，大致可分為以下兩個階段：

生物學(xué)分支學(xué)科階段（20世紀60年代以前）只是生物學(xué)的一個分支，局限于研究生物與環(huán)境之間的關(guān)系綜合性學(xué)科階段（20世紀50年代以后）協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系，尋求可持續(xù)發(fā)展的途徑3第三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四生態(tài)學(xué)依其研究生物對象的組建水平不同，又分有許多分支。個體生態(tài)學(xué)種群生態(tài)學(xué)群落生態(tài)學(xué)

近年來，生態(tài)學(xué)研究的中心又集中到對生態(tài)系統(tǒng)的研究中。4第四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四2、生態(tài)系統(tǒng)

生態(tài)系統(tǒng)的定義生態(tài)系統(tǒng)是指自然界一定空間內(nèi)的生物與環(huán)境之間相互作用、相互制約、不斷演變，達到動態(tài)平衡、相對穩(wěn)定的統(tǒng)一整體，是具有一定結(jié)構(gòu)和功能的單位。簡單地說，生態(tài)系統(tǒng)是生物和環(huán)境之間進行物質(zhì)和能量交換，并在一定時間內(nèi)處于動態(tài)平衡的基本單位。

5第五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四生態(tài)系統(tǒng)的組成生產(chǎn)者：主要指綠色植物。消費者：主要是動物。分解者：指各種具有分解能力的微生物。無生命物質(zhì)：指生態(tài)系統(tǒng)中的各種無生命的無機物、有機物和各種自然因素。6第六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四生產(chǎn)者生產(chǎn)者次級消費者初級消費者初級消費者三級消費者四級消費者7第七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四生態(tài)系統(tǒng)的類型按人為的影響或干預(yù)程度不同自然生態(tài)系統(tǒng)（原始森林）半自然生態(tài)系統(tǒng)（放牧的草原）人工生態(tài)系統(tǒng)（城市、礦區(qū)）

根據(jù)生態(tài)類型的不同水生生態(tài)系統(tǒng)（海洋、河流、湖泊和沼澤等水域），又分為淡水生態(tài)系統(tǒng)和海洋生態(tài)系統(tǒng)。陸地生生態(tài)系統(tǒng)（各類生物群落）

8第八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四森林生態(tài)系統(tǒng)9第九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四池塘生態(tài)系統(tǒng)10第十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征，一般從形態(tài)和營養(yǎng)關(guān)系兩個角度進行研究。形態(tài)結(jié)構(gòu)：由生態(tài)系統(tǒng)的生物種類、種群數(shù)量、種的空間配置、種的時間變化等構(gòu)成。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)各組成部分間建立起來的營養(yǎng)關(guān)系。11第十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四3、生態(tài)系統(tǒng)的功能能量流動生態(tài)系統(tǒng)中全部生命活動所需要的能量均來自太陽。

1％進入大氣層的太陽能被綠色植物利用進入生態(tài)系統(tǒng)。12第十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四13第十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四特點：單向流動，逐級遞減14第十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四3、生態(tài)系統(tǒng)的功能物質(zhì)循環(huán)占原生質(zhì)97％的碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素的循環(huán)構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的基本物質(zhì)循環(huán)，其他生命必需的元素（如鎂、鈣、鉀、硫等）也構(gòu)成了各自的循環(huán)體系。15第十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四水循環(huán)：

水是組成生物體的重要成分，約占體重的60％～95％，體內(nèi)進行一切生化反應(yīng)都離不開水。地球上水通過蒸發(fā)、降雨、植物的蒸騰、吸收等過程反復(fù)循環(huán)。16第十六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四水循環(huán)17第十七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四碳循環(huán)：

碳元素約占生物體干重的49％，碳是有機化合物的“骨架”，沒有碳就沒有生命。碳在無機環(huán)境與生物群落之間是以CO2的形式進行循環(huán)的。18第十八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四碳循環(huán)19第十九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四氮循環(huán)20第二十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四3、生態(tài)系統(tǒng)的功能物質(zhì)循環(huán)的特點：循環(huán)流動，反復(fù)出現(xiàn)。信息傳遞

物理信息、化學(xué)信息、營養(yǎng)信息和行為信息

21第二十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四二、生態(tài)平衡

1、生態(tài)平衡的概念在一定時期內(nèi)，生產(chǎn)者、消費者、分解者之間保持著一種動態(tài)平衡，系統(tǒng)內(nèi)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)在較長時期內(nèi)保持穩(wěn)定，這種平衡狀態(tài)就叫生態(tài)平衡。即生態(tài)平衡應(yīng)包括結(jié)構(gòu)上的平衡、功能上的平衡以及輸入和輸出物質(zhì)數(shù)量上的平衡。

22第二十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四2、破壞生態(tài)平衡的因素自然因素水災(zāi)、旱災(zāi)、地震、臺風(fēng)、山崩、泥石流、海嘯人為因素（人為因素是破壞生態(tài)平衡的主要原因）

環(huán)境因素發(fā)生改變引起生態(tài)平衡破壞生物種類發(fā)生改變引起生態(tài)平衡破壞

信息系統(tǒng)的破壞引起生態(tài)平衡破壞

23第二十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四24第二十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四水葫蘆學(xué)名“鳳眼蓮”25第二十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四三、生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律相互依存與相互制約規(guī)律物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化與再生規(guī)律物質(zhì)輸入輸出的動態(tài)平衡規(guī)律相互適應(yīng)與補償?shù)膮f(xié)同進化規(guī)律環(huán)境資源的有效極限規(guī)律26第二十六頁