環(huán)境生態(tài)學(xué)課件

什么是生態(tài)學(xué)（Ecology）？生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象及分支學(xué)科什么是環(huán)境生態(tài)學(xué)？生態(tài)學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史環(huán)境生態(tài)學(xué)前沿何謂生態(tài)學(xué)?thetotalrelationsoftheanimaltobothitsorganicanditsinorganicenvironment(Haeckel,1869)thescientificstudyofthedistributionandabundanceoforganisms(Andrewartha,1961)thestudyofthestructureandfunctionofnature(Odum,1963)thescientificstudyoftheinteractionsthatdeterminethedistributionandabundanceoforganisms(Krebs,1994)生態(tài)學(xué)（Ecology）定義生態(tài)學(xué)（Ecology）是研究生物與其環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)?！癊cology”來自希臘文“Oikos”(住所,棲息地)和“Logos”(學(xué)問，研究)，亦即生態(tài)學(xué)在創(chuàng)建之初就表達(dá)為研究生物有機(jī)體與其棲息場(chǎng)所之間相互關(guān)系的科學(xué)。上述生態(tài)學(xué)的定義是德國生物學(xué)家赫克爾（Haeckel,1866）首次提出的。這是生態(tài)學(xué)至今最為全面的定義。但是首先使用“Ecology”一詞學(xué)者是亨利.索瑞（HenryThoreau,1858)。生態(tài)學(xué)（Ecology）定義科學(xué)的自然史-英國生態(tài)學(xué)家-埃爾頓(CharlesElton,1927)生態(tài)學(xué)是研究生物的形態(tài)、生理和行為上的適應(yīng)性的科學(xué)—前蘇聯(lián)-克什卡洛夫（Кашкаров，1945）生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體的分布和多度的科學(xué)—澳大利亞-安德列沃斯（Andrewartha,1954）生態(tài)學(xué)是研究決定有機(jī)體的分布與多度的相互作用的科學(xué)-加拿大克雷伯斯（Krebs,1972,1978,1985）生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)—美國-奧德姆（Odum,E.,1959,1971）（生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)—FundamentalsofEcology,1971）生態(tài)學(xué)是研究生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)相互關(guān)系的科學(xué)（馬世駿）生態(tài)學(xué)研究對(duì)象

傳統(tǒng)的生態(tài)學(xué)要在有機(jī)體（Organism）、種群（Population）、群落（Community）和生態(tài)系統(tǒng)（Ecosystem）水平上探索生命系統(tǒng)的奧秘。因此，生態(tài)學(xué)是以生物個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)甚至是生物圈（Biosphere）作為它的研究對(duì)象。

生態(tài)學(xué)的層次

分細(xì)組器個(gè)種群生生

子胞織官體群落態(tài)物

系

圈

統(tǒng)生態(tài)學(xué)的分支

按生命層次：分子（基因）、細(xì)胞、器官、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀、生物圈和全球生態(tài)學(xué)。生物分類：動(dòng)物、植物、微生物、昆蟲、魚類等；按棲所：淡水、海洋、河口、陸地、森林、草地、荒漠等；邊緣科學(xué)：數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、進(jìn)化生態(tài)學(xué)、生理生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)；應(yīng)用生態(tài)學(xué)：農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、污染生態(tài)學(xué)等。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，這些生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成景觀中明顯的斑塊，這些斑塊稱景觀要素。景觀生態(tài)學(xué):研究景觀結(jié)構(gòu)及其過程的科學(xué)。生物圈和全球生態(tài)學(xué)生物圈:地球上全部生物和一切適合于生物棲息的場(chǎng)所。它包括巖圈的上層、全部水圈和大氣圈的下層。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)。生態(tài)學(xué)的發(fā)展史生態(tài)學(xué)的萌芽時(shí)期（公元16世紀(jì)以前）

生態(tài)學(xué)的建立時(shí)期（公元17世紀(jì)至19世紀(jì)）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年代至今）生態(tài)學(xué)的萌芽時(shí)期以古代思想家、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)期歐洲文藝復(fù)興時(shí)期開始，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。生態(tài)學(xué)的鞏固時(shí)期這一時(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.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F.E.Clements和A.G.Transley,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。

現(xiàn)代生態(tài)學(xué)時(shí)期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)。研究范圍的拓展：結(jié)合人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)過程的影響,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.環(huán)境生態(tài)學(xué)的目的任務(wù)環(huán)境生態(tài)學(xué)的目的是指導(dǎo)人與生物圈（既自然、資源與環(huán)境）的協(xié)調(diào)與發(fā)展。

環(huán)境生態(tài)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)：從靜態(tài)的結(jié)構(gòu)研究到動(dòng)態(tài)的功能研究；從描述現(xiàn)狀的定性研究到預(yù)報(bào)未來的定量研究；野外調(diào)查和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合；宏觀研究和微觀研究相結(jié)合；生物學(xué)與地理、化學(xué)、物理和數(shù)學(xué)互相滲透；運(yùn)用自動(dòng)化測(cè)試、計(jì)算機(jī)和遙感技術(shù)等現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)手段；開展國際協(xié)作。環(huán)境生態(tài)學(xué)與生態(tài)學(xué)的區(qū)別以人為中心來探討其生活環(huán)境的科學(xué)研究人類與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)研究人為干擾下，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的變化原理、規(guī)律及尋求受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、重建和保護(hù)對(duì)策的科學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)主要研究領(lǐng)域人為干擾下生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在變化原理與規(guī)律生態(tài)系統(tǒng)受損程度的判斷各類生態(tài)系統(tǒng)的功能與保護(hù)措施的研究

群落生態(tài)

第一節(jié)生物群落的概念

第二節(jié)群落的種類組成

第三節(jié)群落的結(jié)構(gòu)

第四節(jié)影響群落組成和結(jié)構(gòu)的因素

群落生態(tài)學(xué)的中心問題是回答群落的整體結(jié)構(gòu)是如何形成的。

在生態(tài)學(xué)發(fā)展史中，生物群落概念的提出是很早的。但是對(duì)于生物群落的兩種對(duì)立觀點(diǎn)——個(gè)體論學(xué)派和機(jī)體論學(xué)派的爭(zhēng)論至今未休。群落中為什么有那么多的動(dòng)、植物種類？它們?yōu)槭裁聪瘳F(xiàn)在這樣分布著？它們之間是怎樣發(fā)生著相互作用的？這是群落生態(tài)學(xué)最令人感興趣的問題。

第一節(jié)生物群落的概念1.生物群落的定義及其內(nèi)涵

2.植物群落學(xué)的概念

3.植物群落學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史

4.群落的基本特征

5.群落的性質(zhì)1.生物群落的定義及其內(nèi)涵

1.1807年，近代植物地理學(xué)的創(chuàng)始人AlexanderHumboldt2.1890年，丹麥植物學(xué)家E．Warming出版了其經(jīng)典著作《植物生態(tài)學(xué)》，副標(biāo)題為“植物群落研究引論”。3.1908年俄國對(duì)植物群落的研究有了較大發(fā)展，并形成一門以植物群落為研究對(duì)象的學(xué)科——地植物學(xué)(植物群落學(xué)的同義語)。動(dòng)物學(xué)家也注意到不同動(dòng)物種群的群聚現(xiàn)象:1.1877年，德國生物學(xué)家KarlMobius2.生物群落生態(tài)學(xué)的先驅(qū)者V．E．Shelford(1911)3.美國著名生態(tài)學(xué)家E．P．Odum(1957)在他的《生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》一書中，對(duì)這一定義做了補(bǔ)充，他認(rèn)為除種類組成與外貌一致外，生物群落還“具有一定的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)和代謝格局”，“它是一個(gè)結(jié)構(gòu)單元”，“是生態(tài)系統(tǒng)中具生命的部分”。4.比利時(shí)學(xué)者P．Duvigneaud(1974)在他的《生態(tài)學(xué)概論》

生物群落可定義為：

在特定空間或特定生境下，具有一定的生物種類組成，它們之間及其與環(huán)境之間彼此影響、相互作用，具有一定的外貌及結(jié)構(gòu)，包括形態(tài)結(jié)構(gòu)與營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，并具特定功能的生物集合體。也可以說，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中具生命的部分即生物群落。

2.植物群落學(xué)（Phytocoenology）的概念

植物群落學(xué)（Phytocoenology，Phytocommunity，Plantcommunity）：由瑞士學(xué)者H．Ｇams于１９１８年《植被研究的主要問題》中提出，是關(guān)于植物群落及其與環(huán)境相互關(guān)系的一門學(xué)科，它是植物學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。其同義語有：地植物學(xué)（Geobotany）：1866年，A.Griesbach,德國，植物地理學(xué)；Ф.И.Рупрехт,俄羅斯學(xué)者，僅指植物地理學(xué)中關(guān)于種的分布式及植物區(qū)系發(fā)展的研究。植物社會(huì)學(xué)（Phytosociology，Plantsociology）：波蘭И.П.Кaчсний和俄羅斯學(xué)者П.Н.Крылов分別于1896、1898提出，認(rèn)為是本門學(xué)科最合適的名稱，也是國際文獻(xiàn)中最固定的名稱。

群落生態(tài)學(xué)（Synecology）：瑞士學(xué)者С.Schroter1902年提出，1909年被第三屆國際植物學(xué)會(huì)已采用為本學(xué)科的名稱。

植物生態(tài)學(xué)（Plantecology，Phytoecology）：E.Warming丹麥人，1909提出，后來演化為狹義的指：個(gè)體生態(tài)學(xué)，廣義上指：個(gè)體生態(tài)學(xué)+群落生態(tài)學(xué)。

植物群落（Phytocoenosium，Phytocommunity，Plantcommunity）：

是由一些植物在一定的生境條件下所構(gòu)成的一個(gè)總體，在一個(gè)植物群落內(nèi)，植物與植物之間，植物與環(huán)境之間都具有一定的相互關(guān)系，并形成一個(gè)特有的內(nèi)部環(huán)境或植物環(huán)境。如森林、草地、農(nóng)田等。

植被（Vegetation）：植物的覆被，指地球表面的活的植物覆蓋。一個(gè)地區(qū)的植被是該地區(qū)所有植物群落的總和，是由一個(gè)或多個(gè)植物群落組成的。

植物群落的研究對(duì)象：植物群落及由植物群落所構(gòu)成的植被。

通常分為：

自然植被（Naturalvegetation）/野生植被（Field—vegetation）

人工植被（artificialvegetation）/栽培植被（cultivatedvegetation）

植物群落學(xué)的內(nèi)容范疇：

結(jié)構(gòu)：種類組成、種群特性、外貌、垂直結(jié)構(gòu)與水平結(jié)構(gòu)（群落形態(tài)學(xué)Synmorphology）。

生態(tài)：群落與外界環(huán)境條件的相互關(guān)系，群落的內(nèi)部環(huán)境或植被環(huán)境，群落內(nèi)物質(zhì)的循環(huán)、能量的流動(dòng)。

動(dòng)態(tài)：群落的形成、運(yùn)動(dòng)與變化群落的演替（群落動(dòng)態(tài)學(xué)Syndynamics，群落演替學(xué)Syngenetics）。

分類：群落分類的原則、單位與系統(tǒng)，群落的命名（群落分類學(xué)Syntaxonomy，Synsystematics）。

分布：群落在地球表面上的分布規(guī)律分區(qū)（群落分布學(xué)Syhchorology群落地理學(xué)Syngeography）。植物群落學(xué)在國民經(jīng)濟(jì)中的意義：深入揭示植物群落的結(jié)構(gòu)、生態(tài)、分類、及其在地球上分布等規(guī)律。農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)等的必要的理論基礎(chǔ)。土壤利用等方面有重要意義，是各種自然規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)規(guī)劃的必要的理論依據(jù)，在防風(fēng)、防旱、防洪、防寒、防沙、改良土壤、綠化及美學(xué)教育方面有重要意義。

20世紀(jì)20年代到50年代，由于各地自然條件、植物區(qū)系、植被性質(zhì)及開發(fā)利用程度的差異，使植物生態(tài)學(xué)在研究方法、研究重點(diǎn)在各地有所不同，在這一時(shí)期形成了幾個(gè)著名的生態(tài)學(xué)派，主要有：

3.植物群落學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史：北歐學(xué)派(Uppsala學(xué)派)：由瑞典Uppsala大學(xué)的R．Sernauder所創(chuàng)建，繼承人為G．E．DuRietz。以注重群落分析為特點(diǎn)。

法瑞學(xué)派（又稱Braun-Blanquet學(xué)派）：重視群落的生態(tài)外貌、強(qiáng)調(diào)特征種以及區(qū)別種和專有種。

英美學(xué)派：E．Warming發(fā)展觀點(diǎn)，W.Cowles(1899,1901)樹立了群落動(dòng)態(tài)研究范例；F.E.Clements(1916)提出單元頂極的“演替頂極”理論，A.G.Tansley(1935)提出生態(tài)系統(tǒng)的概念，為該學(xué)派的形成奠定了基礎(chǔ)。建立數(shù)學(xué)模型是該學(xué)派的獨(dú)特貢獻(xiàn)。

蘇聯(lián)學(xué)派：以B．H．Сукачёв為代表，他們注重建群種與優(yōu)勢(shì)種，建立了一個(gè)植被等級(jí)分類系統(tǒng)，并重視植被生態(tài)、植被地理與植被制圖工作。他們的工作以植物群落和植被為主，統(tǒng)稱為“地植物學(xué)”。

20世紀(jì)50—60年代，是傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)向現(xiàn)代生態(tài)學(xué)過渡時(shí)期，并出現(xiàn)了一些新的現(xiàn)代發(fā)展中心：H．Ellenberg（德國）：對(duì)生態(tài)幅度與生理幅度以及生態(tài)種組的研究；Würzburg大學(xué)O．L．Lange（德國）：植物生理生態(tài)研究；北威爾士大學(xué)J．L．Harper（英國）：植物種群的研究；Toulouse植被制圖中心，H．Gaussen(法國)：植被制圖；康乃爾大學(xué)R．H．Whittaker(美國）)：植被分析研究。4.群落的基本特征：具有一定的外貌：生活型、（種類組成）生長(zhǎng)類型反映植物群落的外貌。具有一定的種類組成：《內(nèi)蒙古植物志》p371~391。一定的群落結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)結(jié)構(gòu)（生態(tài)類型）、營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)（食物鏈）。形成群落的環(huán)境：不同物種之間相互影響：種間關(guān)系。動(dòng)態(tài)特征：替代過程、機(jī)制、替代后果。分布范圍：植被的分布規(guī)律主要受溫度、水分的限制。5.群落的性質(zhì)：

關(guān)于群落性質(zhì)問題，生態(tài)學(xué)界存在兩派絕然對(duì)立的觀點(diǎn)：

機(jī)體論觀點(diǎn)認(rèn)為：美國生態(tài)學(xué)家Clements(1916，1928)曾把植物群落比擬為一個(gè)有機(jī)體，看成是一個(gè)自然單位。認(rèn)為群落是客觀存在的實(shí)體，是一個(gè)有組織的生物系統(tǒng)，是一個(gè)自然單位，像有機(jī)體與種群那樣，被稱為機(jī)體論觀點(diǎn)；

個(gè)體論觀點(diǎn)認(rèn)為：

H．A．Gleason在1926年發(fā)表了“植物群叢中的個(gè)體論概念(individualisticconcept)”群落并非自然界的實(shí)體，而是生態(tài)學(xué)家為了便于研究，從一個(gè)連續(xù)變化著的植被連續(xù)體中，人為確定的一組物種的集合，被稱為個(gè)體論觀點(diǎn)。

爭(zhēng)論焦點(diǎn)機(jī)體論觀點(diǎn)個(gè)體論觀點(diǎn)兩條途徑群叢單位理論指導(dǎo)下的群落學(xué)研究從種群獨(dú)立性假說出發(fā)的群落種群研究群落類型真實(shí)的、自然界中的客觀實(shí)體抽象的、人為群落比擬有機(jī)體、生物的“種”群落比擬為有機(jī)體欠妥群落邊界明顯的逐漸過渡群落分布間斷分布連續(xù)分布代表人物Clements(1916，1928)H．A．Gleason（1926）

實(shí)際上任何植物的自然種群，都是自然群落整體中的一個(gè)成員，它本身的種群過程，必定與其生存的群落環(huán)境不可分割。近十來年出現(xiàn)了一個(gè)新的轉(zhuǎn)機(jī)：

植物種群生態(tài)學(xué)研究：更重視對(duì)各種群落內(nèi)部種群結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)的研究。

植物群落學(xué)研究：更加重視群落中的優(yōu)勢(shì)種或特征種、生態(tài)種組的種群統(tǒng)計(jì)和分布格局的定量化研究，深化認(rèn)識(shí)植物群落形成演替、結(jié)構(gòu)功能、、穩(wěn)定性和多樣化的過程。

由于兩種理論觀念從對(duì)立逐漸地相互補(bǔ)充和滲透，從而給植被理論和方法及其應(yīng)用注入了一股強(qiáng)大的新力量。第二節(jié)群落的種類組成研究種類組成的意義和方法種類組成的性質(zhì)分析種類組成的數(shù)量特征種間關(guān)聯(lián)的研究方法群落的綜合特征一、研究種類組成的意義和方法1.研究種類組成的意義：種類組成是決定群落性質(zhì)的重要因素，一個(gè)確定的植物群落，總是由一定的種類成分所組成。種類組成是鑒別不同群落類型的基本特征；不同的群落類型必然有不同的種類組成。登記種類組成成分：編寫包括所有種類的植物名錄及其他信息（生活型、生態(tài)類型、地理成分等）。

2、研究種類組成的方法：

選擇樣地：選擇典型地段，即能夠反映植物群落特征的地段，只代表群落的基本特征不是全部面積。選擇要求：

ⅰ、種的分布要具有均勻性；

ⅱ、有層次分布；

ⅲ、生境條件（地形、土壤）一致；

ⅳ、典型地段（中心），避免過渡地帶。

3.登記樣地面積：不應(yīng)小于其最小面積（表現(xiàn)面積）。

表現(xiàn)面積：能夠包括群落中大多數(shù)植物種類的最小地段。

群叢片段：當(dāng)一個(gè)植物群落占據(jù)地段的面積很小，以致于不能表現(xiàn)該群落的特征時(shí)為群叢片段，將全部面積作為登記記載面積。

4.樣地登記的方法：樣方、樣條、樣線、樣圓等。

其中樣方種類有：

記名樣方（單位面積內(nèi)的植物種類）

完全樣方（種名<拉丁文>、高度、個(gè)體數(shù)量、物候、

鮮重、干重、含水量）。

二、種類組成的性質(zhì)分析

植物區(qū)系學(xué)分析:從分類學(xué)和區(qū)系學(xué)角度出發(fā)，可以劃分出區(qū)系成分。植物區(qū)系：一個(gè)地區(qū)所生長(zhǎng)或生活的全部植物種類的總體就是該地區(qū)的~（行政區(qū)劃、地理區(qū)域）。種類組成的統(tǒng)計(jì)分析：對(duì)群落中所有植物的科、屬、種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其結(jié)果可列成植物名錄和科屬組成表。植物區(qū)系地理成分分析：以現(xiàn)代分布區(qū)為基礎(chǔ)的區(qū)系劃分，最常見的地理成分如泛北極、東亞、地中海、鄂爾多斯、亞洲中部。在搞清一個(gè)地區(qū)植物區(qū)系地理的基礎(chǔ)上，對(duì)再搞清植物群落的中心和來源有重要意義。植物名錄和科屬組成表植物名稱科屬地理成分生活型水分生態(tài)類型中名，拉丁名合計(jì)2.生態(tài)成分分析：從生物有機(jī)體對(duì)其周圍環(huán)境適應(yīng)性出發(fā)，劃分出生態(tài)成分：

生態(tài)類型（根據(jù)光、水、溫度、土壤等因子劃分分析）

生活型（生長(zhǎng)型）。二、種類組成的性質(zhì)分析3.群落成員型分析：從物種在群落中所起的作用出發(fā)，根據(jù)個(gè)體數(shù)量的多少和所起的作用的大小劃分：

優(yōu)勢(shì)種(dominantspecies)。建群種(edificator或constructivespecies)

伴生種偶見種

同一物種可以出現(xiàn)在不同的群落中，在不同的群落中所起的作用大小不同，即同一物種在不同群落中可以以不同的群落成員型出現(xiàn)。三、種類組成的數(shù)量特征：

1、種的個(gè)體數(shù)量指標(biāo)：豐富度、密度、相對(duì)密度、密度比還有：蓋度、頻度、高度、重量、體積以及相對(duì)蓋度、蓋度比，以此類推。2、種的綜合數(shù)量指標(biāo)：優(yōu)勢(shì)度：重要值、綜合優(yōu)勢(shì)比生態(tài)位：空間、營(yíng)養(yǎng)、多維生態(tài)位等。四、群落的綜合特征：1、種的存在度和恒有度

1）存在度：在同一類型的各群落中，某一植物所存在的群落數(shù)占被統(tǒng)計(jì)群落數(shù)的百分比，表明同一類型的不同群落之間在種類組成方面的相似程度，存在度大的植物種類越多，群落間的相似程度越大。

2）恒有度：如果在每個(gè)群落中都取相同的面積登記起種類組成，然后求某重植物在這些面積中出現(xiàn)的比率稱為恒有度。種的存在度和恒有度都用來說明同一類型的群落中種類組成的均勻性和一致性。恒有度即一定面積的存在度，可避免由于取樣面積不等帶來得誤差。2、確限度（忠實(shí)度）：一個(gè)種局限于某一類型植物群落的程度，植物種類對(duì)一個(gè)群落類型的忠實(shí)度。

由此劃分的植物種與群落類型的關(guān)系：

1）特征種：確限度為5級(jí)的種，完全局限于一個(gè)植物群落之內(nèi)，又稱局限種。

偏宜種：確限度為4級(jí)，某一群叢的種，但也可以在其它群落中以相當(dāng)?shù)偷拇嬖诙瘸霈F(xiàn)。

適宜種：確限度3級(jí)，在幾個(gè)群落單位中或多或少豐盛的生長(zhǎng)，但在某一群落中占優(yōu)勢(shì)或生長(zhǎng)最旺盛的種。

2）伴生種：確限度2級(jí)，對(duì)任何群落都無明顯選擇的種。

3）偶見種：確限度1級(jí)（外來種），少見或偶爾從別的群落中侵入近來的種，或從過去的群落中殘遺下來種。3、種間關(guān)聯(lián)：指種間相互吸引或排斥的性質(zhì)

1)種間關(guān)聯(lián)的研究?jī)?nèi)容：

a.在一定的置信水平上檢驗(yàn)2個(gè)種間是否存在關(guān)聯(lián)；

b.測(cè)定關(guān)聯(lián)的程度。

2)種間關(guān)聯(lián)一般用X2檢驗(yàn)（卡方檢驗(yàn)）；

首先將兩物種出現(xiàn)與否的的觀測(cè)值填入2×2聯(lián)列表。樣方數(shù)種B出現(xiàn)的不出現(xiàn)種A出現(xiàn)的不出現(xiàn)aba+bcdc+da+cb+dn=a+b+c+d

表中a,b,c,d是實(shí)際觀測(cè)值：

a：是兩個(gè)種均出現(xiàn)的樣方數(shù)，

b：是僅出現(xiàn)物種A的樣方數(shù)，

c：是僅出現(xiàn)物種B的樣方數(shù)，

d：是兩個(gè)種均不出現(xiàn)的樣方數(shù)。

如果兩物種是正關(guān)聯(lián)，那么絕大多數(shù)樣方為a和d類；

如果屬負(fù)關(guān)聯(lián)，則為b和c類；

如果是沒有關(guān)聯(lián)的，則a、b、c、d各類樣方數(shù)出現(xiàn)機(jī)率相等，即完全是隨機(jī)的。

根據(jù)上述觀測(cè)值

，算出理論值求得X2值并檢驗(yàn)：X2=∣實(shí)測(cè)值-理論值∣2/理論值或

n(ad-bc)2X2=------------------------------(a+b)+(c+d)+(a+c)+(b+d)

若計(jì)算得到的X2值大于理論值（表中查到的），說明兩物種彼此獨(dú)立的假設(shè)不成立。

若兩個(gè)種有顯著的相關(guān)，可用一些指數(shù)來測(cè)定關(guān)聯(lián)程度的大小。4、幾種主要的相關(guān)指數(shù)：仍2×2聯(lián)列表以為基礎(chǔ)Jaccard（1901，瑞士）指數(shù)：I=c/（a+b+c）

a：是僅出現(xiàn)物種A的樣方數(shù)

b：是僅出現(xiàn)物種B的樣方數(shù)

c：是兩個(gè)種均出現(xiàn)的樣方數(shù)其中，I值又稱為：物種群落系數(shù)或物種共同出現(xiàn)百分率。

點(diǎn)相關(guān)系數(shù)：相關(guān)系數(shù)：當(dāng)兩個(gè)種都存在于所有樣方時(shí)，一般通過用數(shù)量數(shù)據(jù)（）計(jì)算種間相關(guān)系數(shù)來衡量?jī)煞N間的相關(guān)程度。3、物種的相似性：考察兩個(gè)群落種類組成的相似性

瑞士學(xué)者Jaccard，ISJ=c/（a+b+c）×100%

a：第一個(gè)樣方獨(dú)有的物種的種數(shù)

b：第二個(gè)樣方獨(dú)有的物種的種數(shù)

c：兩個(gè)樣方共有的物種種數(shù)。Srensen，ISS=2C/（A+B）×100%

A：第一個(gè)樣方物種數(shù)

B：第二個(gè)樣方物種數(shù)

C：實(shí)際上兩個(gè)物種出現(xiàn)的概率，（A+B）/2：理論上兩個(gè)物種同時(shí)出現(xiàn)的概率。第三節(jié)群落的外貌與結(jié)構(gòu)

種群在協(xié)同進(jìn)化中形成的，其中生態(tài)適應(yīng)和自然選擇起了重要群落的外貌與結(jié)構(gòu)是群落的明顯標(biāo)志，它是群落種植物與植物間、植物與環(huán)境間相互關(guān)系的具體綜合反映。不同的群落具有不同的外貌與結(jié)構(gòu)，因此，外貌與結(jié)構(gòu)是識(shí)別與堅(jiān)定群落類型的重要特征，是群落研究的必要基礎(chǔ)。

生物的每一組織水平都有其特定的結(jié)構(gòu)，并與其功能相聯(lián)系，生物群落也是如此。群落結(jié)構(gòu)是群落中相互作用的作用，因此，群落外貌及其結(jié)構(gòu)特征包涵了重要的生態(tài)學(xué)內(nèi)容。

一、群落的外貌與結(jié)構(gòu)要素

二、群落的垂直結(jié)構(gòu)

三、群落的水平結(jié)構(gòu)

四、群落交錯(cuò)區(qū)與邊緣效應(yīng)一、群落的外貌與結(jié)構(gòu)要素

1、植物群落的外貌（physiognomy)2、層片（synusia）3、同資源種團(tuán)（guild）4、生態(tài)位(niche)一、群落的結(jié)構(gòu)要素

1、植物群落的外貌（physiognomy)：指的是群落的外表形態(tài)或相貌，它是群落與外界環(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果。群落的外貌主要取決于植物種類的形態(tài)習(xí)性或長(zhǎng)相、生活型或生長(zhǎng)型、葉型以及周期性等幾個(gè)方面。

形態(tài)習(xí)性（morphologicalperformance）生活型（lifeforms）生長(zhǎng)型（growthform）生活型譜(lifeformspectrum)1、形態(tài)習(xí)性（morphologicalperformance）：

形態(tài)習(xí)性指的是群落種類組成者的形態(tài)特征，這些特征在一定程度上與環(huán)境條件相關(guān)，或是生境因子作用的必然結(jié)果，談們?cè)诤艽蟪潭壬蠜Q定著群落的外貌。

高度：指植株的絕對(duì)高度、平均或最高高度。草本群落通常指葉層高度和花序高度；森林群落區(qū)別樹高和枝下高或干高。

樹冠：是植物生長(zhǎng)枝葉的頂部。樹冠形態(tài)與群落內(nèi)的光條件的變化相適應(yīng)，在一定程度上反映了光能利用情況。樹冠的形態(tài)取決于側(cè)枝開始的相對(duì)高度、以及主枝的長(zhǎng)度和發(fā)射角。樹冠形態(tài)可分為：

圓柱形，充分利用直射光與散射光；

凸透鏡形樹冠，利用散射光；

扁形樹冠，對(duì)光的利用介于兩者之間；

塔形樹冠，充分利用散射光；

傘形樹冠，能利用直射光。

樹皮：其顏色、厚度、氣味、性狀及剝落方式等，常給予森林以顯著的外貌特征。可作為識(shí)別樹種的標(biāo)志，在一定程度上反映著環(huán)境條件的差異。

板根、支柱根和呼吸根：

板根（buttress）：是雨林的一個(gè)重要外貌特征，其形成與土壤的有效深度、通氣不良，以及根系對(duì)氧氣的競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)。

支柱根（stiltroot）:使紅樹林和沼澤林的一個(gè)明顯特征。與沼澤土壤條件和林下潮濕空氣密切相關(guān)。

呼吸根：是沼澤林的一個(gè)顯著的外貌特征。通常是曲膝狀、指狀和蛇狀，被看作為通氣奇觀。

莖花（cauliflory）：指生長(zhǎng)在無葉的莖上、樹干上或枝條上，是雨林的一個(gè)最奇特的外貌特征。生態(tài)學(xué)意義是適應(yīng)昆蟲異花傳粉的。莖花的類型有：簡(jiǎn)單莖花、枝花、干花、基花、孤枝花、鞭狀花、懸垂花等。

葉型（leafform）:指葉子的形狀和大小。同一群落內(nèi)或不同群落間葉型常有明顯的差異。不同生境內(nèi)的群落其葉型的差異尤為顯著。因此，作為群落外貌特征之一的葉型分析越來越被重視。

C.Raunkiaer(1934)創(chuàng)議的以葉面積大小分為6級(jí)，各級(jí)間相差9倍。最小的鱗葉或細(xì)葉：S=0~25mm2，微葉、小葉、中葉、大葉、巨葉S>18226~164025mm2

最佳葉子大小預(yù)測(cè)模型：收益——成本分析方法，以平衡蒸騰失水的植物根吸水量作為成本，以光合收益高低作為收益，從這兩個(gè)參量隨葉子增大而變化的相互關(guān)系中(圖6—7)，求得收益與成本相差最大時(shí)的葉子大小。

群落的不同層次間的葉型存在著差異。

葉緣性質(zhì)的變化與葉型變化同樣突出：

熱帶雨林和常綠闊葉林的全緣葉是極其顯著的特征，約占80~90%。

葉面積指數(shù)（leafareaindex）：

總?cè)~面積（單面計(jì)算）

LAI＝————————————

單位土地面積生活力（vitality）:指物種在群落中的生長(zhǎng)發(fā)育能力。Braun-Blanquet(1932,1964)制定了4級(jí)的生活力等級(jí)。Daubenmire(1968)制定了5級(jí)的生活力等級(jí)。Работнов（拉鮑特若夫，1945）建議去下列幾類種群：

1、侵入種群：植株處于定居（馴化）過程中，在群落中未能完成自己的整個(gè)發(fā)育循環(huán)。

2、正常型種群：植株在群落中全部完成從發(fā)芽到結(jié)籽的整個(gè)生活循環(huán)。

3、消退型種群：植株的有性繁殖更新停止。

周期性（periodicity）：是指群落中那些與季節(jié)性氣候變化相關(guān)聯(lián)的、明顯的周期現(xiàn)象。

群落的周期現(xiàn)象取決于構(gòu)成群落優(yōu)勢(shì)植物的物候現(xiàn)象或物候相（phenologicalphase）。

由于各種植物的物候進(jìn)程不同，使群落在不同季節(jié)里表現(xiàn)出不同的外貌，這種某個(gè)季節(jié)里的外貌就是季相（aspect）。隨季節(jié)更替而改變的群落外貌變化，稱為季相演替（aspection）。

群落的季相是群落適應(yīng)環(huán)境節(jié)律的一種必然的表現(xiàn)形式。群落的周期性外貌變化，在溫帶和寒帶明顯的和氣候變化相吻合，表現(xiàn)得最為明顯，而控制這種季節(jié)性變化的外界因子是溫度的節(jié)律；在熱帶亞熱帶很大程度上是取決于濕度的節(jié)律性變化。

群落的周期性在很大程度上是受環(huán)境節(jié)律的影響，在很多情況下，由機(jī)體內(nèi)部的和機(jī)能的節(jié)律，就是通過與環(huán)境節(jié)律相聯(lián)系而反映出環(huán)境的節(jié)律，是有機(jī)體長(zhǎng)期與環(huán)境節(jié)律相適應(yīng)的必然結(jié)果。

2、生活型（lifeforms）：

1）概念：生活型是植物對(duì)一定的生活環(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)的外部表現(xiàn)形式。同一生活型的植物不但在體態(tài)上是相似的，而且在形態(tài)結(jié)構(gòu)、形成條件和某些生理過程也具相似性。

注意：生活型主要是依據(jù)生態(tài)劃分的，生長(zhǎng)型則或多或少主要是依據(jù)形態(tài)劃分的；是生態(tài)學(xué)的分類單位，是不同種植物對(duì)于相同環(huán)境條件趨同適應(yīng)的結(jié)果，是生態(tài)適應(yīng)的完整系統(tǒng)。

2）生活型的劃分系統(tǒng)《植物群落學(xué)》（p62~69）：

C．Raunkiaer（1934）選擇休眠芽在不良季節(jié)的著生位置把植物劃分為五類生活型：高位芽、地上芽、地面芽、隱芽植物和一年生植物。

3、生長(zhǎng)型（growthform）：《中國植被》以植物體態(tài)劃分出下列生活型類群：

木本植物：?jiǎn)棠?、灌木、、竹類、藤本植物、附生、寄生?/p>

半木本植物：半灌木、小半灌木。

草本植物：多年生、一年生、寄生、腐生、水生草本。

葉狀體植物：苔蘚、地衣、藻菌。

4、生活型譜(lifeformspectrum)：某一地區(qū)或某一群落中全部種類所屬生活型的百分率的對(duì)比關(guān)系。

某一種生活型的物種數(shù)某一種生活型%=----------------------------×100%

該地區(qū)（或群落）中全部種數(shù)

世界各氣候帶的植物生活型譜(Raunkiear,1905)氣候帶種數(shù)生活型%PhChHCrT熱帶（塞色爾群島）25861612516荒漠帶（利比亞）194122120542地中海代（意大利）366126291142溫帶（丹麥）108473502218北極帶（斯匹次卑爾根）11012260152常態(tài)普1000469266134、生態(tài)位(niche)

C．Elton(1927)把生態(tài)位定義為種在群落中的機(jī)能作用和地位。后來，許多人認(rèn)為生態(tài)位可與資源利用譜等同(May，1976)。根據(jù)G．F．Gause(1934)等人的實(shí)驗(yàn)，生態(tài)位相同的種不能共存，因之有人提出每個(gè)生態(tài)位一個(gè)種的概念，上邊談到的同資源種團(tuán)，實(shí)際上它們的資源利用譜也不可能完全一致。生態(tài)位與群落結(jié)構(gòu)有密切的聯(lián)系，群落結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，生態(tài)位多樣性越高。二、群落的垂直結(jié)構(gòu)（verticalstructure）

是指群落在空間中的垂直分化或成層現(xiàn)象（stratification），它是群落的重要的形態(tài)特征，因此有人稱之為群落的形態(tài)結(jié)構(gòu)。它具有深刻的生態(tài)學(xué)意義和實(shí)踐意義。

群落中的植物各有其生長(zhǎng)型，其生態(tài)幅度和適應(yīng)性又各不相同，各自占據(jù)著一定的空間，他們的同化器官和吸收器官處于地上和地下或水面下不同的深度。它們的這種空間上的垂直配置，形成了群落的層次結(jié)構(gòu)，或垂直結(jié)構(gòu)。每個(gè)垂直分化的高度或深度，形成在垂直空間中不連續(xù)的層（stratum）。或者說，層是由于植物的活動(dòng)部分在地上和地下部分的排列而形成的植物層，它是在空間上隔離的，有時(shí)是在時(shí)間上隔離的。1、地上成層現(xiàn)象

2、地下成層現(xiàn)象

3、剖面圖解1、地上成層現(xiàn)象地上成層現(xiàn)象（supraterraneousstratification）:是指植物的同化器官在地面以上不同的高度所形成的垂直結(jié)構(gòu)或?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)。地上成層現(xiàn)象在森林群落里最為明顯，通常根據(jù)生長(zhǎng)型劃分為四個(gè)基本層次：?jiǎn)棠緦樱╰reestratum）;

灌木層（fruticosestratum）;

草本層（herblayer）;

地被層（fieldstratumorgroundstratum由苔蘚、地衣構(gòu)成）。

草本群落的地上成層現(xiàn)象較為簡(jiǎn)單，通常只有：

草本層（herblayer）;

地被層（fieldstratumorgroundstratum）

各層可再按同化器官的高度劃分相應(yīng)的亞層。

另外,森林群落中喬木層以下的通稱為：

林下層或林下植物（lowergrowth,undergrowth）

附生、寄生、藤本等生長(zhǎng)型的植物，它們依附于各種植物體上往往在整個(gè)群落的垂直空間內(nèi)都有分布，因而被稱為：

層間植物（interstratumplant）；

層外植物（extrastratumplant）;

層內(nèi)植物（nitrastratumplant）。

群落中的種群常由于年齡結(jié)構(gòu)的差異，不同齡級(jí)的個(gè)體分別處于不同的層次結(jié)構(gòu)?是群落的垂直分化由于缺乏空間的不連續(xù)性而不明顯。這種在某一特定時(shí)期，由于種群年齡結(jié)構(gòu)或個(gè)體相對(duì)高度的不同而表現(xiàn)的垂直分化，稱為冠或蓋幕（canopy），或更新層（regenerationstratum）或繁殖層（propagationstratum）。

多層結(jié)構(gòu)的群落，由于各個(gè)層次在群落中的作用和地位不同，常區(qū)別為主要層和次要層。

主要層：在創(chuàng)造群落內(nèi)的特殊環(huán)境方面起著主導(dǎo)作用。從而影響或決定著其他層次，他的校長(zhǎng)導(dǎo)致群落的質(zhì)變。

次要層：在群落內(nèi)植物環(huán)境的創(chuàng)造中起著次要作用或很微弱，它們的存在、種類組成、個(gè)體數(shù)量、結(jié)構(gòu)狀態(tài)等等，都直接與主要層所創(chuàng)造的環(huán)境密切相關(guān)，或取決于主要層的作用和影響。

生態(tài)管理及生態(tài)監(jiān)測(cè)§1環(huán)境污染及其監(jiān)測(cè)環(huán)境污染環(huán)境監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

環(huán)境污染環(huán)境污染（environmentalpollution）是指人類活動(dòng)使環(huán)境要素或其狀態(tài)發(fā)生了變化，從而使環(huán)境質(zhì)量惡化，擾亂和破壞了生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及人類的正常生活條件的現(xiàn)象。常見的環(huán)境污染有：空氣污染(airpollution)酸雨(acidrain)水污染(waterpollution)土壤污染空氣污染(airpollution)空氣污染是由人類活動(dòng)直接或間接引起天然與合成有害物質(zhì)向大氣的排放。污染物直接排放到大氣中稱初級(jí)污染物，在太陽電磁輻射的影響下，在空氣中由其他污染物制造出來，稱次級(jí)污染物。主要的空氣污染物有：二氧化硫、固體顆粒、二氧化氮、碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、臭氧、硫化氫、氟化物、一氧化氮、鉛、汞?？諝馕廴疚飳?duì)人及整個(gè)自然界有重要的影響。造成環(huán)境不舒適，腐蝕雕塑，破壞公共設(shè)施；防礙人類和其他生物的健康，同時(shí)改變氣候以及土壤、湖泊和河流的化學(xué)性質(zhì)。酸雨(acidrain)酸雨(acidrain)和酸沉降(aciddeposition):酸雨（1972，英國化學(xué)家R.A.Smith提出）是指雨水中含有一定數(shù)量本性物質(zhì)(硫酸、硝酸、鹽酸等)的自然降水現(xiàn)象。大氣中形成酸的物質(zhì)以雨、雪、雹和霧等形式從空氣中沉降下來，其pH值一般都小于5.6，這種現(xiàn)象稱酸沉降。酸沉降對(duì)動(dòng)物、植物以及森林有明顯的損害；改變了土壤和湖泊的pH值，同時(shí)本酸化會(huì)導(dǎo)致有毒金屬（汞和鋁等）從土壤和沉積物中釋放出來。水污染(waterpollution)水污染是指由于人類活動(dòng)而排放的污染物進(jìn)入水體，使水體及其底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，從而防礙了對(duì)水體的利用，這種現(xiàn)象稱水污染。水體污染物可分為生物體、可溶性化學(xué)物質(zhì)、不溶性化學(xué)物質(zhì)和熱四類。水污染危害：有毒物對(duì)生物的直接毒害，不溶性固體降低水的質(zhì)量；水中有害生物導(dǎo)致水傳播疾病的流行；水中有機(jī)質(zhì)引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化，引起水體生物耗氧（BOD）和化學(xué)耗氧量（COD）增加；水中有毒物質(zhì)如重多屬和多氯聯(lián)苯等在食物鏈上的生物放大作用，使生物體的酶活性受影響；工業(yè)余熱通過多種途徑影響水生生物。富營(yíng)養(yǎng)化（eutrophication）富營(yíng)養(yǎng)化是指在人類活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化情況下，浮游藻類大量繁殖，形成水華，因占優(yōu)勢(shì)的浮游藻類的顏色不同，水面出現(xiàn)各種顏色，這種現(xiàn)象在海洋中叫赤潮。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為氮和磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度的升高是藻類大量繁殖的原因，由于磷通常是水生生物生長(zhǎng)的限制性營(yíng)養(yǎng)物，因此是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要物質(zhì)。土壤污染土壤污染是指人類活動(dòng)所產(chǎn)生的物質(zhì)通過多種途徑進(jìn)入土壤，其數(shù)量特征和速度超過了土壤容納的能力和土壤凈化速度的現(xiàn)象。常見的土壤污染物有：物理類、化學(xué)類、生物類等，其中以化學(xué)類最為普遍、嚴(yán)重和復(fù)雜。常見的化學(xué)污染物有：無機(jī)污染物包括：重金屬、放射物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，有機(jī)污染物是化學(xué)農(nóng)藥，如有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、苯酰胺類等；石油、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、甲烷等；多聚物如尼龍、塑料和橡膠等。物理污染物有工業(yè)廢渣、城市垃圾等；生物污染物有大腸肝菌、炭疽桿菌、蠕蟲類。

環(huán)境監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)生態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及特點(diǎn)生態(tài)監(jiān)測(cè)的原理和方法風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)生態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及特點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)(environmentalmonitoring):研究和監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量。其手段有化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、地球物理、地球化學(xué)等，因此其內(nèi)容有化學(xué)監(jiān)測(cè)、物理監(jiān)測(cè)、生物監(jiān)測(cè)、生態(tài)監(jiān)測(cè)、地球物理化學(xué)監(jiān)測(cè)等。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)來判定環(huán)境質(zhì)量。生態(tài)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)：能綜合地反映環(huán)境質(zhì)量狀況；具有連續(xù)監(jiān)測(cè)的功能；具有多功能；監(jiān)測(cè)靈敏度高。生態(tài)監(jiān)測(cè)的原理和方法生態(tài)監(jiān)測(cè)的原理生態(tài)監(jiān)測(cè)的方法生態(tài)監(jiān)測(cè)的原理生物與環(huán)境之間相互依存、相互影響、協(xié)同進(jìn)化。生物與環(huán)境相互補(bǔ)償、協(xié)同發(fā)展是在自然界長(zhǎng)期發(fā)展過程中形成的，生物的變化是某一區(qū)域內(nèi)環(huán)境變化的一個(gè)組成部分，因此，生態(tài)學(xué)上個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)各組織層次的生物變化可以作為環(huán)境改變的指示和象征。生態(tài)監(jiān)測(cè)的方法個(gè)體和種群水平指示生物法（indicatororganism）群落和生態(tài)系統(tǒng)水平污水生物系統(tǒng)法（saprobiensystem）PFU(聚氨酯泡沫塑料塊)法(polyurethanefoamunit)生物測(cè)試（bioassay）指示生物法指示生物法是指用指示生物來監(jiān)測(cè)環(huán)境狀況的一種方法。指示生物(indicatororganism)是一些對(duì)環(huán)境中的某些物質(zhì)，包括污染物的作用或環(huán)境條件的改變能較敏感和快速地產(chǎn)生明顯反應(yīng)的生物。通過其所作的反應(yīng)可了解環(huán)境的現(xiàn)狀和變化，起“預(yù)警”功能。指示生物的基本特征：對(duì)干擾作用反應(yīng)敏感且健康；具有代表性；對(duì)干擾作用的反應(yīng)個(gè)體間的差異小、重現(xiàn)性高；具有多功能。常用的指示生物：紫花苜蓿（SO2），地衣和苔蘚（SO2、氟化物），菜豆、煙草（O3）等。污水生物系統(tǒng)法污水生物系統(tǒng)法是由Kolkwiz和Marsson1909年提出，后經(jīng)完善的一種用于河流污染、尤其是有機(jī)污染的一種監(jiān)測(cè)方法。由于河流受污染后，在污染源下游的一段流程里會(huì)發(fā)生自凈過程，即隨著河水污染程度的逐漸減輕，生物的種類組成也隨之發(fā)生變化，在不同的河段將出現(xiàn)不同的物種。根據(jù)生物種類組成將河流劃分為多污帶、α-污染帶、β-污染帶和寡污染帶。各污染帶都有各自的物理、化學(xué)和生物的特征。亦可用群落中優(yōu)勢(shì)種群來劃分污染帶。PFU法PFU法是用取氨酯泡沫塑料塊采集水域中微生物和測(cè)定其群集速度來監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量狀況的一種方法。1969年由美國弗吉尼亞工程學(xué)院和弗吉尼亞州立大學(xué)環(huán)境研究中心的Cairns等人1969年創(chuàng)立的。國內(nèi)自80年代起將這種方法用于污染水體的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)。PFU法的原理是島嶼生物學(xué)原理，即原生動(dòng)物集群過程實(shí)際上是集群速度隨著種類上升而下降的過程，二者的交叉點(diǎn)就是種數(shù)的平衡點(diǎn)。達(dá)到平衡點(diǎn)的時(shí)間取決于環(huán)境條件。PFU法的優(yōu)點(diǎn)：使監(jiān)測(cè)水平提高到了群落層次，使監(jiān)測(cè)更符合客觀事實(shí)和真實(shí)環(huán)境；簡(jiǎn)便易行。生物指數(shù)法生物指數(shù)法是指用數(shù)學(xué)公式反映生物群落結(jié)構(gòu)變化，以評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量。常用的有：生物指數(shù)（BI）＝2nA+nB,n為底棲大型無脊椎動(dòng)物的種類數(shù)，A為敏感種類數(shù)，B為耐污染種類數(shù)。污染生物指數(shù)＝顫蚓類的個(gè)體數(shù)量／底棲動(dòng)物個(gè)體數(shù)量＊100硅藻指數(shù)＝（2A＋B－2C）／（A＋B－C）＊100，A為不耐污染的種類數(shù)；B為對(duì)有機(jī)污染耐力強(qiáng)的種類數(shù)；C為在污染區(qū)內(nèi)獨(dú)有的種類數(shù)。生物測(cè)試生物測(cè)試又稱生物測(cè)定或生物檢試，是利用生物受到污染物質(zhì)的毒害所產(chǎn)生的生理機(jī)能等變化測(cè)試污染狀況的方法。毒性試驗(yàn)急性毒性試驗(yàn)慢性毒性試驗(yàn)致突變檢測(cè)微核技術(shù)：細(xì)胞分裂過程中染色體進(jìn)行復(fù)制時(shí)，如果受到外界誘變因子作用，就會(huì)產(chǎn)生一些游離的染色體片斷，形成包膜，變成大小不等的小球體，這就是微核。利用細(xì)胞減數(shù)分裂四分體時(shí)期出現(xiàn)的微核來指示環(huán)境污染的方法稱微核技術(shù)。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是利用生態(tài)學(xué)、環(huán)境化學(xué)及毒理學(xué)的知識(shí)，定量地確定環(huán)境危害對(duì)人類的負(fù)效應(yīng)的概率及其強(qiáng)度的過程。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的步驟生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的步驟生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估問題的形成分析過程風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估效應(yīng)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)特征化風(fēng)險(xiǎn)管理§2生物資源的管理生物多樣性及其保育生物資源管理人口管理生物多樣性及其保育生物多樣性生物多樣性的價(jià)值生物多樣性的現(xiàn)狀生物多樣性喪失的原因生物多樣性的保育對(duì)策生物多樣性生物多樣性(biodiversity):生物多樣性是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和。它包括數(shù)以百萬計(jì)的動(dòng)物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與生存環(huán)境形成的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)。包括四個(gè)層次:遺傳多樣性（基因多樣性）物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性景觀多樣性遺傳多樣性指種內(nèi)基因的變化，包括種內(nèi)顯著不同的種群間和同一種群內(nèi)的遺傳變異。其測(cè)度包括三個(gè)方面，即染色體多態(tài)性、蛋白質(zhì)多態(tài)性和DNA多態(tài)性。物種多樣性指物種水平的多樣性，即一個(gè)地區(qū)內(nèi)物種的多樣化，主要是從分類學(xué)、系統(tǒng)學(xué)和生物地理學(xué)角度對(duì)一定區(qū)域內(nèi)物種的狀況進(jìn)行研究。生態(tài)系統(tǒng)多樣性指生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)過程的多樣化以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境差異、生態(tài)過程變化的多樣性。生態(tài)多樣性指數(shù)可分為:α多性指數(shù)β多樣性指數(shù)γ多樣性指數(shù)景觀多樣性指不同類型的景觀要素或生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的景觀在空間結(jié)構(gòu)、功能機(jī)制和時(shí)間動(dòng)態(tài)方面的多樣化或變異性。生物多樣性的價(jià)值直接價(jià)值：為人類提供了基本食物、纖維、藥物和燃料和建材等間接價(jià)值：表現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。能量固定；調(diào)節(jié)氣候；調(diào)節(jié)水文；保護(hù)土壤；貯存必須的營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)元素循環(huán)；維持進(jìn)化過程；對(duì)污染物質(zhì)吸收和分解作用；娛樂－美學(xué)、社會(huì)文化、教育、精神及歷史方面具有重要價(jià)值。生物多樣性的現(xiàn)狀生物多樣性的豐富程度：世界上的物種估計(jì)有500萬到3000萬種，已定名的為140－170萬種。中國是世界上物種最豐富的國這之一，中國的物種數(shù)約占世界物種總數(shù)的10％。中國的特有種十分豐富，以維管植物、哺乳類和鳥類計(jì)算，僅次于印度尼西亞，居亞洲第二。生物多樣性的受威脅現(xiàn)狀：Schopf認(rèn)為生物物種的壽命是20萬年，地球上有4000種哺乳動(dòng)物，如果以4000個(gè)哺乳動(dòng)物種作為平衡點(diǎn)，那么每50年就有一個(gè)物種滅絕。二十世紀(jì)內(nèi)，每年滅絕0.27種哺乳動(dòng)物，每4年有一個(gè)物種。滅絕速率為自然滅絕的近13倍。生物多樣性喪失的原因引起生物多樣性喪失的主要原因有：棲息地喪失和片斷化；掠奪式的過度利用；環(huán)境污染；工業(yè)化的農(nóng)業(yè)和林業(yè)；外來種的引入；全球氣候變化。生物多樣性的保育對(duì)策保護(hù)公約和立法建立自然保護(hù)區(qū)和國家公園遷地保護(hù)種子庫和基因資源庫退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)生物多樣性的監(jiān)測(cè)保護(hù)公約國際生物多樣性保護(hù)公約：1992年6月在巴西首都里約熱內(nèi)盧召開了地球最高級(jí)會(huì)議，聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)，通過了國際生物多樣性公約，確立了生物多樣性保護(hù)的重要地位，152個(gè)國家在公約上簽字。5月22日世界生物多樣性日。保育對(duì)策應(yīng)該包括全球、國家、地區(qū)和地方的一系列不同層次。國際級(jí)對(duì)策保護(hù)全球受威脅生態(tài)系統(tǒng)，由IUCN(InternationalUnionforConservationofNature)牽頭。成功的措施是瀕危野生動(dòng)植物物種國際貿(mào)易公約（CITES）以及南極協(xié)議（AntarcticTreaty,1992）。國家級(jí)對(duì)策由政府組織安排和通過立法執(zhí)行，如保護(hù)區(qū)的建立。生物資源管理有益生物種群的產(chǎn)量有害生物的防治與管理有益生物種群的產(chǎn)量最大持續(xù)產(chǎn)量原理：

dN/dt=rN(K-N)K

當(dāng)N＝K／2時(shí)，dN/dt最大，

d(K/2)/dt=rK/4Graham(1935)認(rèn)為：在漁業(yè)生產(chǎn)中，dN/dt可以看成是可供捕撈而不影響資源種群大小的“剩余生產(chǎn)”。要使種群維持最大的產(chǎn)量（MSY），就應(yīng)該使資源種群保持在N＝K／2的水平。此時(shí),MSY＝rK/4。最大持續(xù)生產(chǎn)量在生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的意義

最大持續(xù)產(chǎn)量原理K／2K／2BAbaNKNdN／dtMSYMSYdN／dt●●●●NMSY●●●●最大持續(xù)生產(chǎn)量的生產(chǎn)實(shí)踐意義假如一個(gè)未受人類利用的資源種群數(shù)量是穩(wěn)定的，那么在按最大持續(xù)產(chǎn)量的策略進(jìn)行捕獵前，首先要將種群的數(shù)量降低，降低以后才能使種群增長(zhǎng)率提高，才能有持續(xù)產(chǎn)量；種群數(shù)量降低到每一水平，都有一個(gè)相應(yīng)的持續(xù)產(chǎn)量，這個(gè)持續(xù)產(chǎn)量等于該數(shù)量水平（N）下的增加量dN/dt;每一個(gè)持續(xù)產(chǎn)量都有相應(yīng)的兩個(gè)種群數(shù)量能提供這個(gè)持續(xù)產(chǎn)量；只有在一個(gè)種群數(shù)量水平下，才能有最大持續(xù)產(chǎn)量，理論上講，這個(gè)數(shù)量是N=K/2水平；按邏輯斯諦增長(zhǎng)數(shù)學(xué)模型的原理，最大持續(xù)產(chǎn)量MYS=rK/4,而能提供最大持續(xù)產(chǎn)量的種群數(shù)量NMYS＝K／2。有害生物的防治與管理有害生物(pest)：與人類競(jìng)爭(zhēng)食物或遮蔽所、傳播病原體、以人類為食或用不同的方法威脅人類健康、舒適或安寧的生物。防治的原理：防治有害生物的過程往往成為一個(gè)獵取“持續(xù)產(chǎn)量”的過程，因此，如果每年去除一個(gè)“最大待續(xù)產(chǎn)量”，那么既不能將危害動(dòng)物種群消來掉，也不能把它的數(shù)量壓到K／2的水平以下，所以，只有當(dāng)每年的去除數(shù)量大于“最大持續(xù)產(chǎn)量”，才能使種群趨向滅亡。防治目標(biāo)：降低有害生物到某一水平，在這個(gè)水平上進(jìn)一步降低是無利可圖的。防治類型：化學(xué)防治、生物防治、基因防治、物理防治、綜合防治。有害生物防治的利益和代價(jià)模型成本或價(jià)值有害生物密度防治成本作物價(jià)值防治利益§3生態(tài)環(huán)境規(guī)劃與管理環(huán)境規(guī)劃生態(tài)規(guī)劃生態(tài)環(huán)境治理環(huán)境規(guī)劃環(huán)境規(guī)劃也稱環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)大氣水體、噪聲及固廢等環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和調(diào)控管理。生態(tài)規(guī)劃生態(tài)規(guī)劃的概念生態(tài)規(guī)劃的原則生態(tài)規(guī)劃的內(nèi)容生態(tài)規(guī)劃的步驟生態(tài)規(guī)劃的概念生態(tài)規(guī)劃：強(qiáng)調(diào)運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)整體優(yōu)化觀點(diǎn)，對(duì)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)的人工生態(tài)因子（如土地利用狀況、產(chǎn)業(yè)布局狀況、環(huán)境污染狀況、人口密度和分布以及建筑、橋梁、道路、城市管線基礎(chǔ)設(shè)施分布等）和自然生態(tài)因子（氣候、水系、地形地貌、生物多樣性、資源狀況等）的動(dòng)態(tài)變化過程和相互作用特征都應(yīng)給予相當(dāng)?shù)闹匾?，研究物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的途徑，進(jìn)而提出資源合理開發(fā)利用，環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)的規(guī)劃對(duì)策。其目的在于區(qū)域與城市生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，保持人與自然、人與環(huán)境關(guān)系的持續(xù)共生，協(xié)調(diào)發(fā)展，追求社會(huì)的文明、經(jīng)濟(jì)的高效和生態(tài)環(huán)境的和諧。

生態(tài)規(guī)劃的原則整體優(yōu)化原則趨適開拓原則協(xié)調(diào)共生原則區(qū)域分異原則生態(tài)平衡原則高效和諧原則可待續(xù)發(fā)展原則生態(tài)規(guī)劃的內(nèi)容生態(tài)要素的調(diào)查與評(píng)價(jià)環(huán)境容量和生態(tài)適宜度分析評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立及規(guī)劃目標(biāo)的研究生態(tài)功能區(qū)劃與土地利用布局環(huán)境保護(hù)規(guī)劃人口適宜容量規(guī)劃產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與布局調(diào)整規(guī)劃園林綠地系統(tǒng)規(guī)劃資源利用與保護(hù)規(guī)劃生態(tài)規(guī)劃管理對(duì)策生態(tài)規(guī)劃的步驟－－國外生態(tài)規(guī)劃的技術(shù)路線資源管理生態(tài)規(guī)劃(F.Steiner,1960’s):①確定規(guī)劃目標(biāo)→②資源數(shù)據(jù)清單和分析→③區(qū)域適宜度分析→④方案選擇→⑤規(guī)劃方案實(shí)施→⑥規(guī)劃執(zhí)行→⑦方案評(píng)價(jià)。McHarg生態(tài)規(guī)劃法（I.L.McHarg,1969）：①確定規(guī)劃范圍和規(guī)劃目標(biāo)→②廣泛搜集規(guī)劃區(qū)域的自然與人文資料（包括地理、地質(zhì)、氣候、土壤、野生動(dòng)物、自然景觀、土地利用、人口、交通、文化、人的價(jià)值觀調(diào)查），并分別描繪在地圖上→③根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)綜合分析，提取在第二步所收集的資料→④對(duì)各主要因素及各種資源開發(fā)（利用）方式進(jìn)行適宜度分析，確定適應(yīng)性等級(jí)→⑤綜合適應(yīng)性圖的建立。生態(tài)規(guī)劃的步驟－－國內(nèi)生態(tài)規(guī)劃的技術(shù)路線規(guī)劃、環(huán)保業(yè)務(wù)部門規(guī)劃設(shè)計(jì)、籌備階段政府決策部門氣象水文地形地貌土地利用人口分布資源利用環(huán)境污染園林綠化生態(tài)要素調(diào)查、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段規(guī)劃目標(biāo)(社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài))規(guī)劃對(duì)策(生態(tài)功能區(qū)劃、環(huán)保規(guī)劃工程措施、綠地系統(tǒng)規(guī)劃、生態(tài)與環(huán)境管理措施)評(píng)審階段→實(shí)施階段生態(tài)環(huán)境治理生態(tài)恢復(fù)(ecologicalrestoration)生態(tài)工程(ecologicalengineering,ecoengineering)生態(tài)恢復(fù)指使受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)合理的結(jié)構(gòu)、高效的功能和協(xié)調(diào)的關(guān)系，恢復(fù)不等于復(fù)原。受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)可遵循兩個(gè)模式：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)受損不超過負(fù)荷并是可逆的情況下，壓力和干擾被移去，恢復(fù)可在自然過程中發(fā)生；另一種是生態(tài)系統(tǒng)的受損超過負(fù)荷，并發(fā)生不可逆變化，依靠自然過程已不能使系統(tǒng)恢復(fù)，必須依靠人的幫助。生態(tài)工程馬世駿（1984）認(rèn)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)。生態(tài)工程是考慮生態(tài)系統(tǒng)自我設(shè)計(jì)特點(diǎn)，是有利于人為和自然兩者的設(shè)計(jì)；環(huán)境工程是利用一系列科學(xué)原理去凈化或防治環(huán)境污染。復(fù)習(xí)思考題1.

全球氣候變化可能難世界農(nóng)業(yè)帶來哪些有利和不利的影響？2.目前我國所面臨的資源與環(huán)境問題主要包括哪些？3.

何謂生物多樣性？生物多樣性的價(jià)值包括哪些方面？

生態(tài)監(jiān)測(cè)第一節(jié)

生態(tài)監(jiān)測(cè)的概念和理論依據(jù)第二節(jié)

野外生態(tài)監(jiān)測(cè)的基本方法第三節(jié)

生物測(cè)試第一節(jié)

生態(tài)監(jiān)測(cè)的概念和理論依據(jù)

§1生態(tài)監(jiān)測(cè)的概念、特點(diǎn)和基本要求§2生態(tài)監(jiān)測(cè)的理論依據(jù)§1生態(tài)監(jiān)測(cè)的概念、特點(diǎn)和基本要求生態(tài)監(jiān)測(cè)生態(tài)監(jiān)測(cè)就是利用生命系統(tǒng)及其相互關(guān)系的變化反應(yīng)做“儀器”來監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量狀況及其變化。

生態(tài)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)生態(tài)監(jiān)測(cè)的基本要求生態(tài)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)能綜合地反映環(huán)境質(zhì)量狀況

具有連續(xù)監(jiān)測(cè)的功能

具有多功能性

監(jiān)測(cè)靈敏度高生態(tài)監(jiān)測(cè)的基本要求樣本容量應(yīng)滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)要求

要定期、定點(diǎn)連續(xù)觀測(cè)

綜合分析

要有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

§2生態(tài)監(jiān)測(cè)的理論依據(jù)

生態(tài)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)——生命與環(huán)境的統(tǒng)一性和協(xié)同進(jìn)化

生態(tài)監(jiān)測(cè)的可能性——生物適應(yīng)的相對(duì)性污染生態(tài)監(jiān)測(cè)的依據(jù)——生物的富集能力生態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果的可比性——生命具有共同特征第二節(jié)

野外生態(tài)監(jiān)測(cè)的基本方法

§1指示生物法§2群落和生態(tài)系統(tǒng)層次的生態(tài)監(jiān)測(cè)§1指示生物法

指示生物及其基本特征

指示生物的選擇方法指示生物的指示方式和指標(biāo)

指示植物在大氣污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

指示生物及其基本特征

指示生物即對(duì)環(huán)境中某些物質(zhì)，包括污染物的作用或環(huán)境條件的改變能較敏感和快速地產(chǎn)生明顯反應(yīng)的生物，通過其所作的反應(yīng)可了解環(huán)境的現(xiàn)狀和變化。

基本特征對(duì)干擾作用反應(yīng)敏感且健康

具有代表性

對(duì)干擾作用的反應(yīng)個(gè)體間的差異小、重現(xiàn)性高

要具有多功能

指示生物的選擇方法

生物敏感性的劃分指示生物選擇方法

現(xiàn)場(chǎng)比較評(píng)比法

栽培或飼養(yǎng)比較試驗(yàn)法

人工熏氣法

浸蘸法

指示生物的指示方式和指標(biāo)

癥狀指示指標(biāo)

指示生物的這類指標(biāo)主要是通過肉眼或其它宏觀方式可觀察到的形態(tài)變化。生長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量評(píng)價(jià)指標(biāo)

對(duì)于植物而言，各類器官的生長(zhǎng)狀況觀測(cè)值都可用來作指示指標(biāo)。

生理生化指標(biāo)

它比癥狀指標(biāo)和生長(zhǎng)指標(biāo)更敏感和迅速，常在生物未出現(xiàn)可見癥狀之前就已有了生理生化方面的明顯改變。

行為學(xué)指標(biāo)

在污染水域的監(jiān)測(cè)中，水生生物和魚類的回避反應(yīng)（avoidancereaction）也是監(jiān)測(cè)水質(zhì)的一種比較靈敏、簡(jiǎn)便的方法。

指示植物在大氣污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

（閱讀材料）大氣污染植物監(jiān)測(cè)方法

調(diào)查法

植物群落監(jiān)測(cè)法

污染量指數(shù)法

§2群落和生態(tài)系統(tǒng)層次的生態(tài)監(jiān)測(cè)

污水生物系統(tǒng)PFU（polyurethanefoamunit）法生物指數(shù)法

群落和生態(tài)系統(tǒng)層次的其它監(jiān)測(cè)指標(biāo)

水污染的生態(tài)監(jiān)測(cè)

污水生物系統(tǒng)

是1909年由科爾科威茨和馬森提出，后又經(jīng)許多學(xué)者不斷完善的一種用于河流污染、尤其是有機(jī)污染的一種監(jiān)測(cè)方法。這種方法的理論基礎(chǔ)是，當(dāng)河流受到污染后，在污染源下游的一段流程里會(huì)發(fā)生自凈過程，即隨著河水污染程度的逐漸減輕，生物的種類組成也隨之發(fā)生變化，在不同河段將出現(xiàn)不同的物種。

PFU（polyurethanefoamunit）法

是指用聚氨酯泡沫塑料塊采集水域中微型生物和測(cè)定其群集速度來監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量狀況的一種方法。

生物指數(shù)法生物指數(shù)（bioticindex）是指運(yùn)用數(shù)學(xué)公式反映生物種群或群落結(jié)構(gòu)的變化以評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量的數(shù)值。群落和生態(tài)系統(tǒng)層次的其它監(jiān)測(cè)指標(biāo)以測(cè)定有生命成分的結(jié)構(gòu)信息為基礎(chǔ)的指數(shù)以功能信息為基礎(chǔ)的指數(shù)。這類指數(shù)主要是些生態(tài)效率指標(biāo)，如P/R比率、PN/PG比率等以結(jié)構(gòu)與功能聯(lián)合的信息為基礎(chǔ)的指標(biāo)。如轉(zhuǎn)換率（turnoverration），像群落的生產(chǎn)速率與群落生物量的比值，即P/B比率等

水污染的生態(tài)監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)方法細(xì)菌在水污染生態(tài)監(jiān)測(cè)中的作用

浮游生物的指示作用

大型底棲無脊椎動(dòng)物在監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

第三節(jié)

生物測(cè)試

§1生物測(cè)試及基本方法§2毒性試驗(yàn)§3致突變和致癌物質(zhì)的檢測(cè)§1生物測(cè)試及基本方法

生物測(cè)試（bioassay）又稱生物測(cè)定或生物檢試，是利用生物受到污染物質(zhì)的毒害所產(chǎn)生的生理機(jī)能等變化測(cè)試污染狀況的方法。生物測(cè)試方法有靜水式生物測(cè)試（staticbioassay）和流水式生物測(cè)試

§2

毒性試驗(yàn)

毒物和毒性試驗(yàn)的一般概念急性霉性試驗(yàn)慢性毒性試驗(yàn)毒物和毒性試驗(yàn)的一般概念

毒性試驗(yàn)（toxictest）是指人為地設(shè)置某種致毒方式使受試生物中毒，根據(jù)試驗(yàn)生物的中毒反應(yīng)來確定毒物毒性的試驗(yàn)方法。毒物，是指由某種方式進(jìn)入生物體的化學(xué)物質(zhì)，在其達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，能擾亂或破壞生物的正常生理功能，引起暫時(shí)或持久的病癥，甚至使生物死亡的物質(zhì)。毒性試驗(yàn)中對(duì)生物的致毒方式主要采用三種方法：一是接觸致毒；二是口服致毒；三是人工直接感染法

急性霉性試驗(yàn)

急性毒性試驗(yàn)是指在較短的時(shí)間內(nèi)，通常為96小時(shí)或更短的時(shí)間，能引起試驗(yàn)動(dòng)物死亡或劇烈損傷的一種試驗(yàn)方法。

慢性霉性試驗(yàn)慢性毒性試驗(yàn)是指在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的低濃度、長(zhǎng)時(shí)間的中毒試驗(yàn)，觀察毒物與生物反應(yīng)之間的關(guān)系，以確定對(duì)生物無影響的濃度（安全濃度）。

§3

致突變和致癌物質(zhì)的檢測(cè)

（閱讀材料）

微核技術(shù)微核技術(shù)是利用花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)四分體時(shí)期出現(xiàn)的微核率來指示環(huán)境污染的方法，其基本原理是：植物細(xì)胞分裂時(shí)染色體要進(jìn)行復(fù)制，在復(fù)制過程中如果受到外界誘變因子的作用，就會(huì)產(chǎn)生一些游離染色體片斷，形成包膜，變成大小不等的小球體，這就是微核（micronucleus，MCN）。

染色單體交換測(cè)定技術(shù)魚類細(xì)胞姊妹染色單體交換（SCE）測(cè)定技術(shù)是70年代發(fā)展的一種新技術(shù)。艾姆斯試驗(yàn)技術(shù)是利用經(jīng)人工誘變了的微生物作為指示微生物的一監(jiān)測(cè)方法。

生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)

第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能

生態(tài)系統(tǒng)的概念生態(tài)系統(tǒng)的組成成分生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的功能生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

§1生態(tài)系統(tǒng)的基本概念

生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）的定義:

指在一定的空間內(nèi)，生物成分和非生物成分通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)互相作用、互相依存而構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位，這個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位稱生態(tài)系統(tǒng)。（英國植物生態(tài)學(xué)家A.G.Tansley(1935)提出）生態(tài)系統(tǒng)是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的重要研究對(duì)象，20世紀(jì)60年代以來，許多生態(tài)學(xué)的國際研究計(jì)劃均把焦點(diǎn)放在生態(tài)系統(tǒng)國際生物學(xué)研究計(jì)劃（IBP）：其中心研究?jī)?nèi)容是全球主要生態(tài)系統(tǒng)（包括陸地、淡水、海洋等）的結(jié)構(gòu)、功能和生物生產(chǎn)力；人與生物圈計(jì)劃（MAB）：重點(diǎn)研究人類活動(dòng)與生物圈的關(guān)系；生態(tài)系統(tǒng)保持協(xié)作組（ECG）：中心任務(wù)是研究生態(tài)平衡與自然環(huán)境保護(hù)，以及維持改進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)力。目前有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的研究，主要集中在5個(gè)方面：自然生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和利用生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控機(jī)制的研究生態(tài)系統(tǒng)退化的機(jī)制、恢復(fù)及其修復(fù)研究全球性生態(tài)問題生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的研究§2生態(tài)系統(tǒng)的組成成分無機(jī)物有機(jī)化合物氣候因素生產(chǎn)者

(producer)消費(fèi)者

(consumer)分解者

(還原者)(decomposer)六大組成成分①生產(chǎn)者：自養(yǎng)生物，主要是各種綠色植物，也包括藍(lán)綠藻和一些能進(jìn)行光合作用的細(xì)菌。②消費(fèi)者：異養(yǎng)生物，主要指以其他生物為食的各種動(dòng)物。③分解者：異養(yǎng)生物，把復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單無機(jī)物，包括細(xì)菌、真菌、放線菌和動(dòng)物等。非生物成分生物成分(生物群落)

三大功能群

生產(chǎn)者（producers）又稱初級(jí)生產(chǎn)者（primaryproducers），指自養(yǎng)生物，主要指綠色植物，也包括一些化能合成細(xì)菌。這些生物能利用無機(jī)物合成有機(jī)物，并把環(huán)境中的太陽能以生物化學(xué)能的形式第一次固定到生物有機(jī)體中。初級(jí)生產(chǎn)者也是自然界生命系統(tǒng)中唯一能將太陽能轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)能的媒介。消費(fèi)者不能利用無機(jī)物質(zhì)制造有機(jī)物質(zhì)，而是直接或間接依賴于生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物質(zhì)。它們屬于異養(yǎng)生物。分解者（composers），指利用動(dòng)植物殘?bào)w及其它有機(jī)物為食的小型異養(yǎng)生物，主要有真菌、細(xì)菌、放線菌等微生物。小型消費(fèi)者使構(gòu)成有機(jī)成分的元素和貯備的能量通過分解作用又釋放到無機(jī)環(huán)境中去。澳大利亞進(jìn)口屎克螂因牛糞覆蓋每年損毀牧場(chǎng)3600萬畝

60年代，澳大利亞引入了羚羊糞蜣(Onthophagusgazella)和神農(nóng)蜣螂(Catharsiusmolossus)等異地金龜，對(duì)分解牛糞發(fā)揮了明顯的作用。主要環(huán)境組分

輻射大氣水體土壤§3生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)時(shí)間結(jié)構(gòu)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)一個(gè)食物鏈的例子“螳螂捕蟬，黃雀在后”（

（據(jù)周立志）植物蟬(初級(jí)消費(fèi)者)

螳螂(二級(jí)消費(fèi)者)黃雀(三級(jí)消費(fèi)者)鷹(四級(jí)消費(fèi)者)(頂極食肉動(dòng)物