環(huán)境生態(tài)學(xué)緒論課件

2024/9/281

環(huán)境生態(tài)學(xué)

2024/9/282《生態(tài)學(xué)》教學(xué)內(nèi)容第一章緒論第二章生物與環(huán)境第三章種群生態(tài)學(xué)第四章群落生態(tài)學(xué)第五章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)第六章

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與主要生態(tài)系統(tǒng)功能第七章受損環(huán)境生態(tài)防治第八章

生態(tài)系統(tǒng)退化與恢復(fù)

第九章

生態(tài)評(píng)價(jià)與生態(tài)管理第十章

生態(tài)監(jiān)測(cè)2024/9/283第一章緒論什么是生態(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2024/9/284第一節(jié)環(huán)境環(huán)境定義:生物有機(jī)體周圍一切環(huán)境因素的總和?？煞譃樽匀画h(huán)境和人工環(huán)境。2024/9/285環(huán)境生態(tài)學(xué)導(dǎo)論2024/9/286一、自然環(huán)境

（一）自然環(huán)境分類大氣圈、水圈、巖石圈、土壤圈、生物圈1、大氣圈約一千多公里厚對(duì)流層——直接構(gòu)成生物氣體環(huán)境，約16km含有生命所必需的物質(zhì)，如CO2.O2等O3層對(duì)整個(gè)地球上的生物有保護(hù)作用2.水圈地球上所有水體的總和，包括地表水、地下水、氣態(tài)水和固態(tài)水。約為地球總面積的71%，特點(diǎn)是淡水資源不足，分布不均勻。水是生物所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的載體2024/9/289二、人工環(huán)境可分為廣義的人工環(huán)境（有人為因素在內(nèi)的自然環(huán)境）和狹義的人工環(huán)境（在人工控制下的環(huán)境）。2024/9/2810第二節(jié)環(huán)境問(wèn)題一、溫室效應(yīng)大氣中的CO2氣體和水蒸汽等，對(duì)太陽(yáng)輻射有強(qiáng)烈的吸收作用，使地球溫度保持在15℃左右，這屬“自然溫室”效應(yīng)。人類的活動(dòng)引起空氣中某些成分的變化，打破原有的平衡狀態(tài)如:二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟氯烴化合物、臭氧等氣體對(duì)于來(lái)自太陽(yáng)的短波輻射幾乎是透明的，對(duì)于從地面射出的長(zhǎng)波輻射強(qiáng)烈吸收，使地表輻射的熱量留在了大氣層內(nèi)，提高了地表的溫度，稱為“溫室效應(yīng)”。2024/9/2811二、臭氧層破壞

在大氣污染以前，臭氧水平分布狀況變化很小。近幾十年來(lái)，由于環(huán)境污染，臭氧層的動(dòng)態(tài)平衡遭到破壞，同溫層中臭氧濃度呈減少趨勢(shì)，地球上空出現(xiàn)臭氧空洞，且臭氧空洞還在逐年擴(kuò)大三、生物多樣性銳減生物多樣性包括:⑴生態(tài)系統(tǒng)多樣性 ⑵物種多樣性 ⑶遺傳多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性最重要，它是物種和遺傳多樣性的保證

2024/9/2812四、水土流失水土流失已成為當(dāng)今世界重大的環(huán)境問(wèn)題之一，對(duì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界目前水土流失面積達(dá)25億公頃，占全球耕地、林地和草地總面積的29%。水土流失包括“三大損失”和“六大危害”:⑴水分損失、洪澇災(zāi)害和旱災(zāi)交織⑵土壤損失導(dǎo)致土壤薄層化和泥砂淤積，生態(tài)災(zāi)難加劇。據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境署（UNEP）的統(tǒng)計(jì)，全球每年因水土流失而損失的土壤量達(dá)600億噸，如果以土層平均厚度1米計(jì)算，只需809年，全球耕地土壤將侵蝕殆盡⑶土壤養(yǎng)分損失導(dǎo)致土壤貧瘠化和河流鹽堿化、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化2024/9/2813五、土地退化和沙漠化土壤退化的根本原因是土壤侵蝕,常見(jiàn)的土壤侵蝕除上述的水土流失、土壤沙漠化外,還有地力衰退、土壤鹽堿化和沼澤化等。目前,全球范圍內(nèi)的土壤退化已威脅到生物圈的未來(lái),對(duì)人類的生存構(gòu)成威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界土地養(yǎng)分虧缺的面積為29.9億ha,占陸地總面積的23%。中國(guó)的地力衰退地很嚴(yán)重,有2／3的耕地屬于中低產(chǎn)水平。2024/9/2814六、淡水資源短缺和水質(zhì)污染

我國(guó)水資源總量為2.8億m3,居世界第六位,人均占有量2340m3,排世界第109位,僅為世界人均占有量的1/4,被列為世界13個(gè)貧水國(guó)家之一。水利用率低下，以農(nóng)業(yè)為例，生產(chǎn)一噸糧食耗水1330m3，高出發(fā)達(dá)國(guó)家300-400m3。2005年1月份監(jiān)測(cè)顯示，長(zhǎng)江、黃河、淮河等七大江河水系劣Ⅴ類水質(zhì)占28.4%。水污染已出現(xiàn)由支流向主干延伸、由城市向農(nóng)村蔓延、由地表水向地下水滲透、由陸地向海域發(fā)展的趨勢(shì)。七大水系主要污染指標(biāo)是高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和石油類。按污染程度由輕到重的次序是:珠江、長(zhǎng)江、松花江、淮河、黃河、遼河和海河。2024/9/2815七、大氣污染和酸沉降目前，空氣污染和酸沉降危害難以控制。一是大氣污染愈演愈烈。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球二氧化硫的排放量1.5億噸，其中發(fā)達(dá)國(guó)家排放量有所下降，但氮氧化物和碳?xì)浠衔锏呐欧帕坑兴黾?。二是酸沉降加劇。廢氣、煙塵和粉塵污染了清潔的大氣，形成酸沉降。酸沉降主要有兩種方式:濕沉降（酸雨、酸雪、酸霧等）和干沉降（氣溶膠、懸浮微粒）。目前，世界上已出現(xiàn)三大酸沉降區(qū)，即北美、歐洲和我國(guó)西南部，并常出現(xiàn)超過(guò)了植物耐受極限(pH3.0～3.2)的酸沉降。2024/9/2816八、熱帶天然林消退占世界森林面積45%的熱帶林遭到了嚴(yán)重破壞。對(duì)全球生態(tài)環(huán)境和生物多樣將產(chǎn)生極大的影響。九、化學(xué)污染威脅人類健康農(nóng)藥、化肥、重金屬等化學(xué)污染,沿著食物鏈進(jìn)入人體,使人類疑難雜證增多,引發(fā)癌癥,影響人類生存。2024/9/2817十、正確認(rèn)識(shí)環(huán)境問(wèn)題環(huán)境是人類生存所依賴的資源庫(kù)環(huán)境問(wèn)題是社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的產(chǎn)物環(huán)境問(wèn)題是相互聯(lián)系和相互制約的（從循環(huán)角度去考慮）人類是解決環(huán)境問(wèn)題的決定因素2024/9/2818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)。“Ecology”來(lái)自希臘文“Oikos”(住所,棲息地)和“Logos”(學(xué)問(wèn),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(guó)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)。第三節(jié)環(huán)境生態(tài)學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展趨勢(shì)2024/9/2819生態(tài)學(xué)（Ecology）定義科學(xué)的自然史-英國(guó)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(guó)-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）2024/9/2820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。2024/9/2821

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)2024/9/2822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(chóng)、魚(yú)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。2024/9/2823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)。2024/9/2824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）2024/9/2825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)。2024/9/2826生態(tài)學(xué)的建立時(shí)期歐洲文藝復(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。2024/9/2827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。2024/9/2828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(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.2024/9/2829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。

2024/9/2830環(huán)境生態(tài)學(xué)主要研究領(lǐng)域1、人為干擾下生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在變化機(jī)理和規(guī)律自然生態(tài)系統(tǒng)受到人為的外界干擾后，將會(huì)產(chǎn)生一系列的反應(yīng)和變化。在這一過(guò)程中，有哪些內(nèi)在規(guī)律；干擾效應(yīng)在系統(tǒng)內(nèi)不同組分間是如何相互作用的；出現(xiàn)了哪些生態(tài)效應(yīng)以及如何影響到人類，包括各種污染物在各類生態(tài)系統(tǒng)中的行為變化規(guī)律和危害方式。2.生態(tài)系統(tǒng)受損程度的判斷物理學(xué)、化學(xué)和生態(tài)學(xué)方法是環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)常用的三個(gè)最基本的手段，科學(xué)的評(píng)價(jià)應(yīng)該是三者的結(jié)合，而生態(tài)學(xué)判斷所需的大量信息就是來(lái)自生態(tài)監(jiān)測(cè)。實(shí)際上，生態(tài)監(jiān)測(cè)就是利用生態(tài)系統(tǒng)生物群落各組分對(duì)干擾效應(yīng)的應(yīng)答來(lái)分析環(huán)境變化的效應(yīng)程度和范圍，包括人為干擾下的種群動(dòng)態(tài)和群落演替過(guò)程。2024/9/28313、各類生態(tài)系統(tǒng)功能和保護(hù)措施的研究各類生態(tài)系統(tǒng)在生物圈中執(zhí)行著不同的功能，被破壞后產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)亦不同。環(huán)境生態(tài)學(xué)要研究各類生態(tài)系統(tǒng)受損后的危害效應(yīng)及方式，各類生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)策。包括生物資源的保護(hù)和科學(xué)管理，受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建的措施。4.解決環(huán)境問(wèn)題的生態(tài)對(duì)策依據(jù)環(huán)境問(wèn)題的特點(diǎn)采取適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)學(xué)對(duì)策，并輔之以其他方法來(lái)改善和恢復(fù)惡化的環(huán)境質(zhì)量，是環(huán)