环境生态学总结

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1、第一章 一、生态圈（Ecosphere） 生态圈的概念（Concept of Ecosphere）： 生态圈包括两大部分: (1)生物圈 (2)生命支持系统 人类所生活的地球，实际上是一个不断运动和充满生机的生态圈，它包括地球 上一切有生命的机体和维持它们生存的各种系统，即生态圈是生物圈与生命支 持系统的统一体，是地球上全部生物和与之发生相互作用的环境总和。 二、生态圈运行的主要特点和启示二、生态圈运行的主要特点和启示生态圈运行的主要能量来源于太阳。生态系统正是依靠太阳能的不断输入才 实现了其结构的发育与功能的运行。 1 1、生态圈的物质是封闭循环的、生态圈的物质是封闭循环的 物质流动过程在生

2、态圈中封闭的，而且这种封闭并没有使生态圈内出现生 物活动所需要物质的枯竭，也没有造成生命活动排泄物的反常积累，任何耗用 都得到补偿。生态圈内的各类生命在功能上的互补，构成了物质循环的多渠道 和畅通的各种回路，保证了物质的多级利用与循环利用。环境污染发生的重要原因是人类注意创造新的化合物质，却忽视了它的分解 问题。 2 2、生态圈是具有自我调节和控制能力的自持系统、生态圈是具有自我调节和控制能力的自持系统生态圈具有适应环境和改造环境的巨大潜力，包含生物圈保持稳态的功能， 实际上生态圈具有纠正偏离、补偿缺损的自我调节能力。但是生态圈自我调节能力并不是无限的，在强烈的干扰特别是非正常的人 为干扰的压

3、力下，一个环节或一个子系统失去控制，都可能成为对系统整体的 威胁。许多生态破坏发生的原因，就是人们对生态圈这种调节能力有限性认识不够 造成的。 3 3、生态圈具有优化演进方向的能力、生态圈具有优化演进方向的能力大自然的本质就是物质的、运动的，其各种因素的组合与演化是有规律和方 向性的。因此生态圈的演化是以良性循环的方式实现的，前一个阶段为后一个 阶段贮备更好的条件，这个演化过程总是趋于生态圈本身的稳定和多样性的增 加，如系统的自由能不断增加、生境的复杂多样，自我保障机制的完善等。生态圈的整体运动是有规律的，人类社会的发展需要认识和遵循自然规律。 无论人类社会的科学技术是如何发达，人类还不能脱离

4、生态圈。将人类的智慧 与生态圈积累的智慧相结合，在两者的协调进化中求得人类社会的可持续发展。环境与环境问题(Environment and Environmental Problem) 环境：环境一般是指生物有机体周围一切的总和，它包括空间以及其中可以直 接或间接影响有机体生活和发展的各种因素，包括物理、化学和生物环境。 环境必须相对于一中心主体才有意义。不同的主体有不同的环境范畴。环境概念与差异环境概念与差异 生物为主体环境：环境的范畴包括：大气、水、土壤、岩石等。 人为主体环境：环境还应包括整个生物圈，还有社会因素与经济因素。环境科学的环境定义：环境科学的环境定义： 主体是人类，环境指的是

5、人类的生存环境，它的含义可以概括为：作用于人的 一切外界事物和力量的总和。环境范畴随着人类社会发展会相应地改变。 环境生态学的定义(Definition)： 1）环境生态学是主要研究污染物在以人类为中心的各个生态系统中的扩散、分 配和富集过程等消长规律，以便对环境质量作出科学评价。 评价： 人为干扰下所出现的环境问题不只是个污染问题，环境质量的科学评价也 不能仅限于污染与否。 （2）环境生态学是研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和人类的 反效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。即运用生态学的理 论，阐明人与环境间相互作用的机制和效应以及解决环境问题的生态途径的科 学(金岚

6、、盛连喜)。 评价：生态破坏对环境质量的影响更复杂。第二章 生态因子及其分类 (Ecological factor and Its Classification) 生态因子的概念：生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间 接影响的环境要素。例如：温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。 生态因子和环境因子是两个既有联系，又有区别的概念。生态因子和环境因子是两个既有联系，又有区别的概念。 生态因子是生物生存所不可缺少的环境条件，也称生物的生存条件。 生态因子也可认为是环境因子中对生物起作用的因子，而环境则是指生物体外部的全 部环境要素。 环境因子具有综合性和可调剂

7、性,它包括生物有机体以外所有的环境要素.生态因子：是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布直接或间接影响的环境要素。生态因子作用的基本特征生态因子作用的基本特征 Basic Characteristics of Ecological Factor Action （1）综合性：综合性：环境中各种生态因子不是孤立存在的，而是彼此联系，互相促进、互相制约，任何一个 单因子的变化，必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。生态因子所发生的作用虽 然有直接或间接作用、主要与次要作用之分，但是他们在一定条件下又可以互相转化。如 光与温度的关系。空气温度与湿度影响土壤水的温度与湿度。生态因子对生物的作用

8、不是 单一的而是综合的。 （2）非等价性非等价性:哦，哦， ， 在诸多环境因子中，有一个对生物起决定作用的生态因子，称为主导因子。主导因子 发生变化引起其他因子也发生变化。 如：光合作用时，光强是主导因子，温度与 CO2为次要因子。春化作用时，温度是主导因 子，湿度和通气条件是次要因子。 （3）阶段性作用阶段性作用: 生态因子的作用对于不同的植物器官，处在不同发育期的个体各有不同。 种子的忍耐力一般较强。花对寒冷最敏感，容易受害。举例：举例：春天苹果花遇到-3 低温时雌蕊就受害。成长叶在则在-5 度时受害。 欧洲槭树幼苗根系冬天-8 度土壤受害，地上的顶芽受害气温-26 度，侧芽为-31 度。

9、 （4）直接作用和间接作用直接作用和间接作用 (Direction Action and Indirection Action) 区分生态因子的直接作用与间接作用对认识生物的生长、发育、繁殖及分布都很重要。间接作用：环境中的地形因子，其起伏程度、坡向、坡度、海拔高度及经纬度等对生物的 作用不是直接的。但是他们能影响光照、温度、雨水等因子的分布。因而对生物产生间接 作用。 直接作用：光照、温度、水分状况则对生物类型、生长和分布起直接作用。（5）不可代替性与可补偿性不可代替性与可补偿性 环境中各种生态因子对生物的的作用虽然不尽相同。但都各具有重要性，尤其是作为 主导作用的因子，如果缺少，便会影响生

10、物的正常生长发育。甚至造成其生病或死亡。所 以从总体上说生态因子是不可替代的。但是局部都是能够补偿的。例如：同样光合强度既可以发生于强光照与稀 CO2 ,又可以出现于弱光照与浓 CO2 的 配合条件下。光和 CO2 一方的强化可以补偿另一方的不足。生态因子的补偿作用只能在一 定范围内作部分补偿，而不能以一个因子代替另一个因子，而且因子之间的补偿作用不是 经常存在的。 生态因子的限制性作用生态因子的限制性作用 Restriction Action of Ecological Factor1、最小因子定律、最小因子定律 (Law of minimum)： 德国农业化学家利比希（J. Liebig）

11、发现： 作物产量往往不是受其大量需要的营养物质所制约（如 CO2 和水，因为这些营养物质 周围环境中的贮存是很丰富的） ，而是取决于那些在土壤中较为稀少，而且又是所需要的营 养物质。如硼、镁、铁、磷等，以及微量元素。 1840 年在其所著:的有机化学及其在农业和生理学中的应用 ”一书中指出：“植物生 长取决于处在最小量状况食物的量”，这被 称为 Liebig 最小因子定律。 植物的生长取决于环境中那些处于最小量状态的营养物质。最小因子定律最小因子定律(Law of minimum)： 定律基本内容：任何特定因子的存在量低于某种生物的最小需要量，是决定该物种生存或分布的根本因 素。磷常常限制作物

12、生长的因子。 很多学者对这个定律进行补充： Mitsheerch 发现：当限制因子增加时，作物开始增产效果很大，继续下去，效果渐渐减少。利比希定律应用条件（E.P. Odum 对定义进行补充）： （1）这一定律只适用稳定状态。只有在环境条件处于严格的稳定状态下，即在物质和能量的输入与输出处于平衡状态时 才能应用。如果稳定状态受到破坏，各种营养物质的存在或需要量都在不断变化，这时就 没有最小成分而言。（2）要考虑生态因子之间的相互作用。同一生态因子，由于伴随的其它因子不同，对生物所起的作用也不同。如光强不同时， CO2 浓度的提高可以得到部分补偿。最低因子不是绝对的。2、耐性定律、耐性定律 (L

13、aw of Tolerance) 美国生态学家谢尔福德（V.E.Shelford）指出(1913)：生物的存在与繁殖，要依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量（或 质）不足或过多，超过了某种生物的耐性限度，即使该物种不能生存，甚至灭绝。生物的生存需要依赖环境中的多种条件，而且生物有机体对环境因子的耐受性有一个上 限和下限，任何因子不足或过多，接近或超过了某种生物的耐受限度，该种生物的生存就 会受到影响，甚至灭绝。这就是 Shelford 耐受定律。 该定律将最低量因子和最高量因子相提并论，把任何接近或超过耐性下限或耐性上限 的因子都称为限制因子。 耐性限度 生物的耐性限度因发育时期

14、、季节、环境条件的不同而变化，当一个种生长旺盛时， 会提高对一些因子的耐性限度；相反，当遇到不利因子影响它的生长发育时，也会降低对 其它因子的耐性限度。 生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间是生物对这种生态因子 的耐受范围，可以用钟形耐受曲线表示。 图：耐受钟形曲线图。 3、限制因子、限制因子(Restriction Factor) 生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，但是其中必有一种或少数几种因 子是限制生物生存和繁殖的关键性因子。这些关键性因子就是所谓的限制因子。 任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。限制因子的条件： 生物

15、对某一生态因子的耐受范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不 太可能成为限制因子； 相反如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于变化，这种 因子很可能是一种限制因子。 举例：举例：氧气是水生生物的限制因子，对陆生生物氧气就不是限制因子。后来学者的研究对 Shelford 耐受定律进行了补充，补充内容如下： （1）生物能够对一个因子耐受范围很广，而对另一因子耐受范围很窄； （2）对所有因子耐受范围都很宽的生物，一般分布很广； （3）在一个因子处在不适状态时，对另一个因子的耐受能力可能下降； （4）生物在整个发育过程中，耐受性不同，繁殖期通常是一个敏感期； （5）生物

16、实际上并不在某一特定环境因子最适的范围内生活，可能是因为有其他更重要的 因子在起作用。“限制因子”是相对的，不是绝对的，即相对于该因子对生物的影响结果而言的。 （1）当该因子的量过小，不能满足生物的需要量时成为限制因子； （2）当该因子的量过大，难以同其他因子配合时，对生物的影响结果不良，也成为限制性 因子。 （3）当该因子比较适合时，原来相对不缺乏的其他因子上升为“限制因子”。三、水的生态作用三、水的生态作用 Ecological Action of Water3.1 水对生物的影响水对生物的影响 Waters influence on organism 1、水是生物生存的重要条件、水是生物生存的重要条件 Water is the important condition for organism survival （1）水是生物体的组成部分。植物体一般含水量 60-90%，动物体内含水量比植物更高。 水母：95%，软体动物： 80-92%，鱼类： 80-85%，鸟类：70-75%。 （2）水是很好的溶剂，对许多化合物有水解与电 离