生态学基础最新课件

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1、TheElementaryKnowledgeofEcology第二章第二章 生生 态态 学学 基基 础础 知知 识识及其应用及其应用 第二章第二章 生态学基础知识及其应用生态学基础知识及其应用 第一节第一节 生态学的含义生态学的含义 第三节第三节 生态系统的结构和功能生态系统的结构和功能 第二节第二节 生态系统的基本概念与组成生态系统的基本概念与组成 第四节第四节 生态平衡生态平衡 第五节第五节 生态学规律与应用生态学规律与应用相互关系：相互关系：相互关系：相互关系：作用与反作用；对立与统一；相互依作用与反作用；对立与统一；相互依赖与制约；物质循环与能量流动等。赖与制约；物质循环与能量流动等。

2、德国生物学家德国生物学家德国生物学家德国生物学家 赫克尔（赫克尔（赫克尔（赫克尔（ErnstHaeckelErnstHaeckel）18691869年年年年在有机体普通形态学一书中首先提出。在有机体普通形态学一书中首先提出。在有机体普通形态学一书中首先提出。在有机体普通形态学一书中首先提出。（1 1）定义：）定义：研究研究生物生物与其生活的与其生活的环境环境之间相互关系及之间相互关系及作用机理的科学。作用机理的科学。 生物：生物：动物、植物、微生物动物、植物、微生物（包括人类在内）（包括人类在内）环境：环境：空气、阳光、水和空气、阳光、水和其它一切生物。其它一切生物。一生态学一生态学( (ec

3、ology)ecology)的含义的含义（2 2）现代生态学：）现代生态学：是一门综合性的边缘学科，是一门综合性的边缘学科，它研究它研究生命系统生命系统与与环境系统环境系统之间之间相互作用相互作用相互作用相互作用的规律及的规律及机理，是人类合理利用自然资源，改善和保护环境机理，是人类合理利用自然资源，改善和保护环境质量的理论基础。质量的理论基础。自然科学自然科学社会科学社会科学生态学生态学生理学、遗传学、进化论、生理学、遗传学、进化论、数学、物理、地理、化学、数学、物理、地理、化学、气象、海洋、湖泊、动植物、气象、海洋、湖泊、动植物、微生物等微生物等经济学、法学、社会学城经济学、法学、社会学城

4、市科学、系统工程、人文市科学、系统工程、人文科学等科学等二、生态学研究的范畴二、生态学研究的范畴1、个体个体生态学生态学-以以生物个体生物个体为研究对象。为研究对象。2、种群种群生态学生态学-以以生物种群生物种群为研究对象。为研究对象。3、群落群落生态学生态学-以以生物群落生物群落为研究对象。为研究对象。4、生态系统生态系统生态学生态学-以以“ “群落群落群落群落- -环境环境环境环境” ”为研究对为研究对象。象。不同种生物总和同种生物总和5、生物圈生物圈-以以“ “地球全部生物地球全部生物地球全部生物地球全部生物- -物理环境物理环境物理环境物理环境” ”为研为研究对象。究对象。 1. 定性

5、探索定性探索定量研究定量研究现代生态学具有下列特点：现代生态学具有下列特点：2. 个体水平个体水平综合研究综合研究3. 领域大领域大已发展为指导人类管理地球和生物圈的科学已发展为指导人类管理地球和生物圈的科学一、生态系统一、生态系统(ecosystem)的的概念概念二、生态系统的组成二、生态系统的组成三、生态系统的主要特征三、生态系统的主要特征四、生态系统的的类型四、生态系统的的类型五、生物圈五、生物圈第二节第二节 生态系统的概念与组成生态系统的概念与组成 （重点）（重点）1 1 1 1、生态系统生态系统是指一定的地域或空间内，生存着的所有生是指一定的地域或空间内，生存着的所有生是指一定的地域

6、或空间内，生存着的所有生是指一定的地域或空间内，生存着的所有生物和环境通过物和环境通过物和环境通过物和环境通过物质循环物质循环物质循环物质循环, , , ,能量流动和信息联系能量流动和信息联系能量流动和信息联系能量流动和信息联系相互作用相互作用相互作用相互作用, , , ,相互依存所构成的统一体。相互依存所构成的统一体。相互依存所构成的统一体。相互依存所构成的统一体。同种个体同种个体总和总和不同种生物总和不同种生物总和 二、二、 生态系统的概念生态系统的概念生物个体生物个体Individual种种群群Population群群落落Community生态系统生态系统Ecosystem群落与环境综合

7、群落与环境综合 简言之简言之: 生态系统是生态系统是生命系统生命系统和和环境系统环境系统在特定在特定空间的组合。空间的组合。三、生三、生态态系系统的统的组组成成生物环境生物环境( (生物群落生物群落生物群落生物群落) )1.生产者生产者生产者生产者：绿色植物、自氧微生物绿色植物、自氧微生物2 2. .消费者消费者消费者消费者：动物或异养生物动物或异养生物3.3.分解者分解者分解者分解者(还原者还原者) ：细菌、真菌、原生细菌、真菌、原生动物动物非生物环境非生物环境( (自然环境自然环境自然环境自然环境) )生生态态系系统统光、温、大气、水分、土壤、光、温、大气、水分、土壤、光、温、大气、水分、

8、土壤、光、温、大气、水分、土壤、pHpHpHpH值值值值-生物生物生存的自然条件生存的自然条件 。C C、HH、OO、N N、P P等无机物质等无机物质等无机物质等无机物质-构成有生构成有生命物质的物质基础。命物质的物质基础。腐殖质、蛋白质、脂肪等有机腐殖质、蛋白质、脂肪等有机腐殖质、蛋白质、脂肪等有机腐殖质、蛋白质、脂肪等有机物质物质物质物质-联系联系生物与非生物之间的有机物。生物与非生物之间的有机物。各类生态系统都是由两大部分、四个基本成分所组成各类生态系统都是由两大部分、四个基本成分所组成 2、消费者（属异养生物、消费者（属异养生物）（1）草食动物：）草食动物： 一级消费者（初级消费者）

9、一级消费者（初级消费者）（2）肉食动物：）肉食动物：二级消费者、三级二级消费者、三级依次类推依次类推（3）寄生动物：）寄生动物：寄生在其它动、植物体内，靠吸寄生在其它动、植物体内，靠吸 取宿主营养为生。取宿主营养为生。 （4）腐食动物：）腐食动物：以腐烂的动、植物残体为食。以腐烂的动、植物残体为食。 （5）杂食动物：）杂食动物：既吃植物也吃动物如麻雀、熊等既吃植物也吃动物如麻雀、熊等 （6）消费者在生态系统中的作用：）消费者在生态系统中的作用：一一一一是实现是实现物质和能量的传递物质和能量的传递物质和能量的传递物质和能量的传递；如草兔子狼二二是实现是实现物质的再生产物质的再生产物质的再生产物质

10、的再生产；三三是对是对整个生态系统有自动调节整个生态系统有自动调节整个生态系统有自动调节整个生态系统有自动调节的能力，尤其的能力，尤其是对生产者过度生长、繁殖起控制作用。是对生产者过度生长、繁殖起控制作用。生态系统通过自我调节维持相对稳定生态系统通过自我调节维持相对稳定狼狼狼狼兔兔兔兔植物植物植物植物狼狼饿饿死死狼狼吃吃饱饱吃了吃了较多较多兔子兔子吃了吃了较少较少兔子兔子兔兔吃吃饱饱兔兔饿饿死死吃了吃了较少较少的草的草吃了吃了大量大量的草的草污染污染鱼死亡鱼死亡污染污染鱼死亡鱼死亡鱼死亡鱼死亡污染污染图图3-4 生态系统的组成生态系统的组成生态系统各组成部分之间的关系：生态系统各组成部分之间的

11、关系： 第三节第三节 生态系统的结构生态系统的结构 与功能与功能 一、生态系统的结构一、生态系统的结构二、生态系统的功能二、生态系统的功能一、生态系统（一、生态系统（Ecosystem）的结构的结构（一）生态系统的（一）生态系统的形态结构形态结构（了解）（了解）1.物种结构物种结构2.平面结构平面结构3.垂直结构垂直结构4.时间结构时间结构1.食物链食物链2.食物网食物网3.营养级营养级（二）生态系统的（二）生态系统的营养结构营养结构（）比利时比利时HamoisHamois农区的夏季景观农区的夏季景观 澳大利亚昆士兰州的热带雨林澳大利亚昆士兰州的热带雨林 1、食物链、食物链（Foodchain

12、）（1）概念概念（2）食物链的类型）食物链的类型一个食物链的例子一个食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀在后”植物植物蝉蝉(初级消费者初级消费者) 螳螂螳螂(二级消费者二级消费者)黄雀黄雀(三级消费者三级消费者)鹰鹰(四级消费者四级消费者)(顶极食肉动物顶极食肉动物)（2）食物链的类型（了解）捕食性食物链（草牧链）捕食性食物链（草牧链）-以以生产者生产者为基础。为基础。 构成形式：植物构成形式：植物 小动物小动物 大动物大动物 腐生性食物链（腐解链）腐生性食物链（腐解链）-以以腐烂的动植腐烂的动植物尸体物尸体为基础。为基础。如：植物残体如：植物残体 蚯蚓蚯蚓 腐败菌腐败菌 动植物残体动植物残体霉菌霉菌

13、跳虫跳虫肉食性壁蚤肉食性壁蚤腐败菌腐败菌 寄生性食物链寄生性食物链-以以大动物大动物为基础，由小动物为基础，由小动物 寄生在大动物身上构成。寄生在大动物身上构成。 如：哺乳类或鸟类如：哺乳类或鸟类 跳蚤跳蚤 原生动物原生动物过滤性病毒过滤性病毒 碎食性食物链碎食性食物链-以以碎食物碎食物为基础。为基础。 如：树叶碎片及藻类如：树叶碎片及藻类 虾虾 鱼鱼 食鱼的鸟类食鱼的鸟类 生态系统中生物之间由于食物关系所形成的联系，即以能量和营养的联系而形成的生态系统中生物之间由于食物关系所形成的联系，即以能量和营养的联系而形成的各种生物之间的链索，称为各种生物之间的链索，称为食物链食物链。食物链上的每一个

14、层次都称为一个。食物链上的每一个层次都称为一个营养级营养级，彼此交错，彼此交错的食物链构成的食物链构成食物网食物网。2 2、食物网、食物网食食物物网网的的作作用：用：一是一是一是一是维系维系维系维系着着着着生态生态生态生态系统的系统的系统的系统的平衡和自我调节能力平衡和自我调节能力平衡和自我调节能力平衡和自我调节能力；食物网越复杂生态系统越稳定。食物网越复杂生态系统越稳定。食物网越复杂生态系统越稳定。食物网越复杂生态系统越稳定。二是二是二是二是推动着有机界的进化推动着有机界的进化推动着有机界的进化推动着有机界的进化。三是三是三是三是对某些元素或稳定难分解物质有对某些元素或稳定难分解物质有对某些

15、元素或稳定难分解物质有对某些元素或稳定难分解物质有“生物放大生物放大生物放大生物放大作用作用作用作用”（见图）（见图）（见图）（见图）某些元素或难分解物质随某些元素或难分解物质随某些元素或难分解物质随某些元素或难分解物质随食物链的延长食物链的延长食物链的延长食物链的延长浓浓浓浓度逐步增加的现象度逐步增加的现象度逐步增加的现象度逐步增加的现象。Predator:食肉动物食肉动物 Omnivore:杂食动物杂食动物 herbivore:草食动物草食动物 Algae:藻类藻类DDT浓度10-60.04ppm0.5ppm3ppt10-123、营养级、营养级（营养层次）（营养层次）（2）生态金字塔生态金

16、字塔（见下图）（见下图）（1）营养级）营养级食物链上的各个环节。食物链上的各个环节。食物链上的各个环节。食物链上的各个环节。图示图示图示图示第一营养级第一营养级第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级500公斤浮游植物50公斤浮游动物5公斤鱼0.510%前进前进大甲虫大甲虫杜鹃杜鹃植物植物鹰鹰蛇蛇兔兔鼠鼠毛虫毛虫结论：（结论：（1 1）消费者在不同的食物链中所）消费者在不同的食物链中所 处的营养级不同；处的营养级不同； （2 2）植物在食物链中所处的营养级）植物在食物链中所处的营养级 是固定的；是固定的； （3 3）营养级一般只有）营养级一般只有4-54-5级。级。（一）生态系统的（一）生态系

17、统的生物生产生物生产（二）生态系统的（二）生态系统的能量流动能量流动（三）生态系统的（三）生态系统的物质循环物质循环（四）生态系统中的（四）生态系统中的信息联系信息联系二、生态系统（二、生态系统（Ecosystem）的功能的功能6CO2+12H2O C6H12O6 +6O2+6H2O （一）生物生产（一）生物生产初级初级(植物植物)生产生产次级次级(动物动物)生产生产总产量（总产量（Pg）= 净产量（净产量（Pn）+ 消耗（消耗（ R ）单位：焦尔单位：焦尔/ /米米2 2年年（二）生态系统中的能量流动（二）生态系统中的能量流动太太阳阳辐辐射射能能输输入入生产者消费者（固定）消费者（固定）分

18、解 者呼吸热图腐生生物分解和呼吸生产者呼吸 能量流动遵循能量流动遵循能量流动遵循能量流动遵循热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律（能量守恒）、（能量守恒）、（能量守恒）、（能量守恒）、第二定律第二定律第二定律第二定律（能量转化单向性）和（能量转化单向性）和（能量转化单向性）和（能量转化单向性）和十分之一法则十分之一法则十分之一法则十分之一法则（能量损耗规律）（能量损耗规律）（能量损耗规律）（能量损耗规律）热小结10000100010010生产者（浮游植物）一级消费者二级消费者（鱼）三级消费者（人类）浮游动物某食物链的能塔图分解者热热热热热单向流动。单向流动。 逐级递减，传输

19、效率约逐级递减，传输效率约10%10% 。 4 4、生态系统能量流动的特点：、生态系统能量流动的特点：生态系统的生态系统的能量流动能量流动小结：小结：1 1、能流起点、能流起点从生产者固定的太阳能开始。从生产者固定的太阳能开始。2 2、能流的总数量、能流的总数量生产者所固定的全部太阳能。生产者所固定的全部太阳能。 3 3、能流途径、能流途径光能光能第一营养级第一营养级第二第二 分解者分解者环境环境 5 5、研究目的、研究目的设法调整能流的方向，使能量流向设法调整能流的方向，使能量流向对人类最有益的部分。对人类最有益的部分。生态系统的生态系统的能量流动能量流动小结：小结： 从生态系统食物链的概念

20、出发，当我们准备对生态系统中从生态系统食物链的概念出发，当我们准备对生态系统中某一个成员（某一环节）施加干预时，应考虑到它对各个成员，某一个成员（某一环节）施加干预时，应考虑到它对各个成员，乃至整个生态系统可能产生的影响和后果。也就是说，应把我乃至整个生态系统可能产生的影响和后果。也就是说，应把我们的思想从干预某一种生物，或环境中某一因素，提高到可能们的思想从干预某一种生物，或环境中某一因素，提高到可能会干预整个生态系统的水平上来认识。会干预整个生态系统的水平上来认识。 这种理念在环境影响评价中得到充分重视和采纳。这种理念在环境影响评价中得到充分重视和采纳。 我国的环评法规定，区域的开发必须进

21、行环评，重大的政我国的环评法规定，区域的开发必须进行环评，重大的政策也必须进行环评。策也必须进行环评。案例：圆明园（防渗漏工程环评）事件案例：圆明园（防渗漏工程环评）事件从从20032003年年8 8月开始，圆明园进行大规模环境整治工程。月开始，圆明园进行大规模环境整治工程。20052005年年3 3月月2222日，日，“世界水日世界水日”。兰州大学生命科学院教授张正春。兰州大学生命科学院教授张正春参观圆明园时，发现园内正在进行大规模铺设防渗膜的工程。张参观圆明园时，发现园内正在进行大规模铺设防渗膜的工程。张正春立即向媒体发出呼吁：救救圆明园！正春立即向媒体发出呼吁：救救圆明园！3 3月月28

22、28日，媒体披露日，媒体披露“圆明园湖底铺设防渗膜遭专家质疑圆明园湖底铺设防渗膜遭专家质疑”的消息。的消息。该消息一出，立即引起社会上的广泛关注。该消息一出，立即引起社会上的广泛关注。 3 3月月3030日，北京市环保局有关人士表示，该项目并没有向北京市环日，北京市环保局有关人士表示，该项目并没有向北京市环保局和海淀区环保局申请环评。保局和海淀区环保局申请环评。3 3月月3131日，国家环保总局叫停圆明园防渗工程。日，国家环保总局叫停圆明园防渗工程。 4 4月月1 1日，海淀区区政府决定，圆明园防渗工程停工，进行环境影日，海淀区区政府决定，圆明园防渗工程停工，进行环境影响评价。响评价。 4 4

23、月月5 5日，国家环保总局发出公告，决定召开圆明园整治工程环境日，国家环保总局发出公告，决定召开圆明园整治工程环境影响听证会。影响听证会。4 4月月1313日，国家环保总局召开圆明园整治工程环境影响听证会。日，国家环保总局召开圆明园整治工程环境影响听证会。33生态学基础最新课件 防渗处理场面：挖防渗处理场面：挖土机在前面整地，施工土机在前面整地，施工人员跟在后面铺防渗膜。人员跟在后面铺防渗膜。 圆明园的追问圆明园的追问 铺上防渗膜后，施工人员在铺上防渗膜后，施工人员在衬砌驳岸，即所谓的防侧渗衬砌驳岸，即所谓的防侧渗处理。处理。 防渗前的荷花茂密茁壮。防渗前的荷花茂密茁壮。 做过防渗后的湖中植物

24、伤了元气，许多新叶做过防渗后的湖中植物伤了元气，许多新叶长出时间不长便枯萎了。长出时间不长便枯萎了。 作防渗后，原本茂密的芦苇明显稀少了，经补种过的作防渗后，原本茂密的芦苇明显稀少了，经补种过的荷花虽然还能见到，但比上年现颓势荷花虽然还能见到，但比上年现颓势 。薛野展示防渗试验前后对比照片薛野展示防渗试验前后对比照片 “自然之友自然之友”观鸟组在首都师范大学生物系教授高武的指导和参与下，观鸟组在首都师范大学生物系教授高武的指导和参与下，于于20022002年下半年开始在圆明园进行鸟类调查。此间，他们见证了圆明园年下半年开始在圆明园进行鸟类调查。此间，他们见证了圆明园环境因人为干扰带来的种种变化

25、。环境因人为干扰带来的种种变化。结论：由此对比可以看出，湖底铺防渗对水生植物及赖以生存的动物影结论：由此对比可以看出，湖底铺防渗对水生植物及赖以生存的动物影响极大。响极大。 （三）生态系统的物质循环（三）生态系统的物质循环非生物非生物环境环境生产者生产者消费者消费者分解者分解者生命元素生命元素生生命命元元素素常量元素常量元素-氧氧(O) 氢氢(H) 碳碳(C) 氮氮(N) 磷磷(P) 钙钙(Ca) 镁镁(Mg) 钾钾(K) 硫硫(S) 钠钠 (Na)微量元素微量元素-铜铜(Cu) 、锌锌(Zn)、锰锰(Mn)、钼钼(Mo)、 钴钴(Co)、铁铁(Fe) 有益或辅助营养元素有益或辅助营养元素：硼

26、（硼（B）、）、Li 、Ce 、Sr 物流是一个循环过程，物质可以被反复利用，生物物流是一个循环过程，物质可以被反复利用，生物圈中的物质都处于永恒的循环变化之中。圈中的物质都处于永恒的循环变化之中。1、水循环：、水循环： 水的社会循环对自然循环的影响2、碳碳循循环环与与温温室室效效应应碳循环与温室效应 碳是构成有机体的重要成分，约占有机干物质的碳是构成有机体的重要成分，约占有机干物质的49%49%，没有碳就没有生，没有碳就没有生命。地球上蕴藏在地下的矿物燃料，煤有命。地球上蕴藏在地下的矿物燃料，煤有751075101111t t。煤和石油中的碳比目前。煤和石油中的碳比目前地球上活着的有机体所含

27、有的总碳约多地球上活着的有机体所含有的总碳约多5050倍以上。倍以上。 地球上的碳有两类库：地球上的碳有两类库：贮存库：贮存于岩石中的碳。容量大，流通率低，只有贮存库：贮存于岩石中的碳。容量大，流通率低，只有8g/8g/（m m2 2a a）。）。交换库（循环库）：碳在生物体和它们生活的环境之间的交换。容量小，交换库（循环库）：碳在生物体和它们生活的环境之间的交换。容量小，流通率很大，达流通率很大，达400g/400g/（m m2 2a a），十分活跃。），十分活跃。 地球上地球上99.9%99.9%的碳被岩石圈束缚着（以碳酸盐的形式）。碳在海洋中约占的碳被岩石圈束缚着（以碳酸盐的形式）。碳在

28、海洋中约占0.1%0.1%，在大气中约占，在大气中约占0.0026%0.0026%。 现代人类将地质年代贮存在地下的碳加以利用，使其重新加入到自然界现代人类将地质年代贮存在地下的碳加以利用，使其重新加入到自然界碳循环的行列，使碳的流通率比正常情况下大大增加，大气中碳循环的行列，使碳的流通率比正常情况下大大增加，大气中COCO2 2浓度增加，浓度增加，破坏了生物圈中的破坏了生物圈中的COCO2 2平衡，使温室效应加剧。平衡，使温室效应加剧。3、氮循环氮循环氮循环与水体富营养化和大气污染 氮是生物细胞的基本元素之一，蛋白质和核酸都是含氮物质。大气中氮是生物细胞的基本元素之一，蛋白质和核酸都是含氮物

29、质。大气中78%78%都是氮气，氮绝大多数生物无法直接利用。氮只有从游离态变成含氮化合物都是氮气，氮绝大多数生物无法直接利用。氮只有从游离态变成含氮化合物时，才能成为生物的营养物质。时，才能成为生物的营养物质。 氮循环主要在大气、生物、土壤和海洋之间进行。大气中的氮进入生物氮循环主要在大气、生物、土壤和海洋之间进行。大气中的氮进入生物有机体主要有四种途径：有机体主要有四种途径：生物固氮：某些植物（豆科植物）的根瘤菌和一些蓝细菌、褐藻类能把空生物固氮：某些植物（豆科植物）的根瘤菌和一些蓝细菌、褐藻类能把空气中的惰性氮转变为硝酸氮，供植物使用。气中的惰性氮转变为硝酸氮，供植物使用。工业固氮：人类通

30、过工业手段，将大气中的氮合成为氨或铵盐，即农业上工业固氮：人类通过工业手段，将大气中的氮合成为氨或铵盐，即农业上使用的氮肥。使用的氮肥。岩浆固氮：火山爆发时喷出的岩浆可以固定一部分氮。岩浆固氮：火山爆发时喷出的岩浆可以固定一部分氮。大气固氮：雷雨天气发生的闪电现象而产生的电离作用，可以使大气中的大气固氮：雷雨天气发生的闪电现象而产生的电离作用，可以使大气中的氮和氧化合成硝酸盐，经雨水淋洗进入土壤。氮和氧化合成硝酸盐，经雨水淋洗进入土壤。氮循环与水体富营养化和大气污染 植物从土壤中吸收铵盐或硝酸盐等含氮离子，在植物体内与复杂的含碳植物从土壤中吸收铵盐或硝酸盐等含氮离子，在植物体内与复杂的含碳分子

31、结合成各种氨基酸和核酸，动物直接或间接从植物中摄取植物性蛋白，分子结合成各种氨基酸和核酸，动物直接或间接从植物中摄取植物性蛋白，并在新陈代谢过程中将一部分蛋白质分解成氨、尿素和尿酸等排出体外，进并在新陈代谢过程中将一部分蛋白质分解成氨、尿素和尿酸等排出体外，进入土壤。入土壤。 动植物死后，体内的蛋白质和核酸被微生物分解成硝酸盐或铵盐回到土动植物死后，体内的蛋白质和核酸被微生物分解成硝酸盐或铵盐回到土壤中，重新被植物吸收利用。壤中，重新被植物吸收利用。 土壤中的一部分硝酸盐，在反硝化细菌作用下，变成氮回到大气中。土壤中的一部分硝酸盐，在反硝化细菌作用下，变成氮回到大气中。 人类活动使氮循环出现了

32、问题。工业固氮量已占很大比例，每年被固定人类活动使氮循环出现了问题。工业固氮量已占很大比例，每年被固定的氮超过了返回大气的氮，使氮循环的平衡被破坏。大量的化合氮进入江河、的氮超过了返回大气的氮，使氮循环的平衡被破坏。大量的化合氮进入江河、湖泊和海洋，使水体出现富营养化。湖泊和海洋，使水体出现富营养化。 另外，大气中被固定的氮，不能以相应数量的分子氮返回大气，却形成另外，大气中被固定的氮，不能以相应数量的分子氮返回大气，却形成一部分氮氧化物进入大气，是造成现在大气污染的主要原因。一部分氮氧化物进入大气，是造成现在大气污染的主要原因。太湖的富营养化陆地陆地海洋海洋沉积物（沉积物（CaSO4,FeS

33、2）溶解的溶解的SO42-SO2H2SSCaSO4FeS2死有机体死有机体活有机体活有机体SO42-降水降水SO2,SO42-扩散扩散海浪海浪SO42-大气大气上升，风化上升，风化上升，风化上升，风化SO2FeS2死有机体死有机体活有机体活有机体SO42-H2SS分解分解化肥工业化肥工业SO42-摄取摄取扩散扩散火山活动火山活动植物摄取植物摄取SO2,SO42-降水降水SO2,SO42-化石化石燃烧燃烧 H2S , SO2 SO3 SO42- 4、硫循环、硫循环 气态型气态型- H2S , SO2 , 沉积型沉积型-硫酸盐硫酸盐 简图如下简图如下4、硫循环、硫循环与与酸雨毒害火成岩、沉积岩火成

34、岩、沉积岩火成岩、沉积岩火成岩、沉积岩风化风化风化风化土壤土壤土壤土壤海水海水海水海水微生物微生物微生物微生物分解分解分解分解燃料燃烧燃料燃烧燃料燃烧燃料燃烧SOSO2 2 硫酸烟雾硫酸烟雾硫酸烟雾硫酸烟雾5.磷循环磷循环（不完全）（不完全）与赤潮与赤潮沉积型循环沉积型循环沉积物中的磷沉积物中的磷（约为土壤和海洋中千倍以上（约为土壤和海洋中千倍以上)陆地陆地海洋海洋死死有机体有机体土壤中的土壤中的无机磷无机磷活有机体活有机体死死有机体有机体深海的磷深海的磷活有机体活有机体捕鱼捕鱼鸟粪鸟粪悬浮在水中随河水带走悬浮在水中随河水带走摄取摄取排泄排泄死亡死亡下沉下沉分解分解沉积沉积溶解于水溶解于水上升

35、风化上升风化开采开采摄取摄取排泄死亡排泄死亡上涌上涌(起始起始)(终结终结)磷循环 岩石的风化向土壤提供了磷。植物通过根系从土壤中吸收磷酸盐。岩石的风化向土壤提供了磷。植物通过根系从土壤中吸收磷酸盐。动物以植物为食物而得到磷。动、植物死亡后，残体分解，磷又回到土动物以植物为食物而得到磷。动、植物死亡后，残体分解，磷又回到土壤中。在未受人为干扰的陆地生态系统中，土壤和有机体之间几乎是一壤中。在未受人为干扰的陆地生态系统中，土壤和有机体之间几乎是一个封闭循环系统，磷的损失是很少的。个封闭循环系统，磷的损失是很少的。 人类开采磷矿石，制造和使用磷肥、农药和洗涤剂，以及排放含磷人类开采磷矿石，制造和使

36、用磷肥、农药和洗涤剂，以及排放含磷的工业废水和生活污水，都对自然界的磷循环发生影响。的工业废水和生活污水，都对自然界的磷循环发生影响。（四）生态系统中的信息联系（四）生态系统中的信息联系1 1、营养信息、营养信息（食物链）（食物链）2 2、化学信息、化学信息（蚂蚁分泌的化学物质等）（蚂蚁分泌的化学物质等）3 3、物理信息、物理信息（通过声音、颜色、和光）（通过声音、颜色、和光）4 4、行为信息、行为信息 （自然界的（自然界的“对话对话”）第四节第四节生态平衡生态平衡（重点）（重点）一、生态平衡的含义（一、生态平衡的含义（）二、生态平衡的主要标志二、生态平衡的主要标志三、生态系统失衡的原因（三、

37、生态系统失衡的原因（）一、生态平衡的含义一、生态平衡的含义 1 1、生态平衡定义：、生态平衡定义： 生态平衡是指生态平衡是指在一定时间在一定时间和和相对稳定相对稳定的条件下，生的条件下，生态系统各部分的态系统各部分的结构与功能结构与功能处于处于相互适应与协调的动态相互适应与协调的动态平衡平衡之中，这种平衡状态称为生态平衡。之中，这种平衡状态称为生态平衡。( (即任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断即任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断的进行着，但是在一定时期内，生产者、消费者和还原者之间都的进行着，但是在一定时期内，生产者、消费者和还原者之间都保持着一种动态的平

38、衡。保持着一种动态的平衡。) )二、生态平衡的主要标志二、生态平衡的主要标志2 2 2 2、营养结构完整、营养结构完整、营养结构完整、营养结构完整-结构平衡。结构平衡。结构平衡。结构平衡。 3 3 3 3、能量和物质的输入、输出必须、能量和物质的输入、输出必须、能量和物质的输入、输出必须、能量和物质的输入、输出必须相对平衡相对平衡相对平衡相对平衡-功能平衡功能平衡功能平衡功能平衡 例如例如例如例如1 1 1 1、生物种类和数目保持相对稳定。、生物种类和数目保持相对稳定。、生物种类和数目保持相对稳定。、生物种类和数目保持相对稳定。 三、生态系统失衡的原因三、生态系统失衡的原因（重点重点）（一）自

39、然因素（一）自然因素-（二）人为因素：（二）人为因素：自然界发生的异常变化，如自然界发生的异常变化，如自然界发生的异常变化，如自然界发生的异常变化，如火山爆发、山崩海啸、地震火山爆发、山崩海啸、地震火山爆发、山崩海啸、地震火山爆发、山崩海啸、地震1.物种改变物种改变- 物种消失、物种引进、基因工程物种消失、物种引进、基因工程物种消失、物种引进、基因工程物种消失、物种引进、基因工程2.环境因子改变环境因子改变- 环境污染、植被破坏、地貌改变环境污染、植被破坏、地貌改变环境污染、植被破坏、地貌改变环境污染、植被破坏、地貌改变3.信息破坏信息破坏- 环境污染破坏信息物质环境污染破坏信息物质环境污染破

40、坏信息物质环境污染破坏信息物质 生态学在环境保护中的应用生态学在环境保护中的应用1、恒定性恒定性自然资源：自然资源：指太阳能、风能、潮汐能、全指太阳能、风能、潮汐能、全球水资源球水资源 一、利用生态平衡理论合理利用与保护合理利用与保护自然资源（）2、可更新可更新自然资源：自然资源：指土地、生物、地方水资源指土地、生物、地方水资源 3、不可更新不可更新自然资源：自然资源：指矿物、煤、石油、天然气指矿物、煤、石油、天然气 尽量加以开发利用尽量加以开发利用 保持其自我更新能力保持其自我更新能力 节约使用，废物回收利用和节约使用，废物回收利用和资源替代资源替代 挖虫草的人们挖虫草的人们 从生态学观点来

41、看，环境问题实质就是包括人类在内的生态学问题。对环境问题的解决必须运用生态学的理论、方法和手段，也就是要树立环境的生态观。所谓环境的生态观，就是把人类生存的环境(包括生物环境和非生物环境)视为一个有机的统一的整体。它有一定的结构和功能，有自身发生与发展的规律，即人类的生存环境是一个完整的生态系统或若干个生态系统的组合。人类对环境的利用不能从主观愿望出发，必须在遵循客观经济规律的同时，也要遵循生态规律。 综合利用资源和能源综合利用资源和能源 在现代化工业建设中，为了高效率利用资源与能源，有效地保护环境质量，人们提出用生态工艺代替传统工艺。所谓生态工艺是指无废料生产工艺，它利用生态系统的物质循环原

42、理，建立闭路循环工艺，即把两个以上的流程组合成一个闭路体系，使一个过程产生的废料或副产品成为另一过程的原料，尽量减少向环境中排放废物，使工业生产与生物圈的能量流动和物质循环协调起来。综合利用资源和能源综合利用资源和能源闭路循环工艺：闭路循环工艺： 把两个或两个以上的流程组合成把两个或两个以上的流程组合成一个闭路体系一个闭路体系，使一个过程中产生的废料或副产品成为另一个过程使一个过程中产生的废料或副产品成为另一个过程的原料，从而使废弃物减少到生态系统的自净能力的原料，从而使废弃物减少到生态系统的自净能力限度以内。限度以内。即要建立循环经济即要建立循环经济 : : “资源资源产品产品废弃物废弃物再

43、生资源再生资源”具体表现在：具体表现在： 工业：生态工艺工业：生态工艺( (无污染工艺无污染工艺) ) 农业：生态农业（场）农业：生态农业（场）具体要求包括： （1）减少产品和服务的物料使用量； （2）减少产品和服务的能源使用量； （3）淘汰有毒原材料； (4) 削减所有废物的数量和毒性； (5) 加强物质的循环使用能力； (6) 最大限度可持续地利用可再生资源； (7) 提高产品的耐用性； (8) 提高产品与服务的强度。1. 生态工艺（无污染工艺） 要要 求：求： 物质和能量可获得最大限度的利用物质和能量可获得最大限度的利用，即资源和，即资源和能源的浪费最少，排出的废弃物最少，且能源的浪费最

44、少，排出的废弃物最少，且这些废弃这些废弃物完全能被自然界的动植物所分解、吸收或利用物完全能被自然界的动植物所分解、吸收或利用。从整体出发来考虑从整体出发来考虑问题，即注意整个系统的优化，问题，即注意整个系统的优化，而而不是分系统的最优化不是分系统的最优化。例如例如 1999年以来,在中国经济快速增长带来的资源环境压力及国际环保新思潮的影响下，国家环保总局将建设生态工业园区作为改变经济增长模式、实现经济和环境双赢的一个重要举措,在全国范围内，在不同的行业和工业园区进行了生态工业园区建设的试点。到2004年12月,经国家环保总局论证通过的、正在创建的生态工业园区共计13个。 广西贵港国家生态工业(

45、制糖)示范园区 该园区正以上市公司贵糖(集团)股份有限公司为核心，以蔗田系统、制糖系统、酒精系统、造纸系统、热电联产系统、环境综合处理系统为框架，通过盘活、优化、提升、扩张等步骤，建设生态工业(制糖)示范园区。 该示范园区的六个系统，各系统内分别有产品产出，各系统之间通过中间产品和废弃物的相互交换而互相衔接，从而形成一个比较完整和闭合的生态工业网络，园区内资源得到最佳配置、废弃物得到有效利用，环境污染减少到最低水平。其中，甘蔗制糖蔗渣造纸生态链、制糖糖蜜制酒精酒精废液制复合肥生态链以及制糖(有机糖)低聚果糖生态链这三条园区内的主要生态链，相互间构成了横向耦合的关系，并在一定程度上形成了网状结构

46、。物流中没有废物概念，只有资源概念，各环节实现了充分的资源共享，变污染负效益为资源正效益。2.2.发展生态农业发展生态农业 生态农业，就是运用生态学原理和系统科学方法，把生态农业，就是运用生态学原理和系统科学方法，把现代科学成果与传统农业技术的精华相结合而建立起来的现代科学成果与传统农业技术的精华相结合而建立起来的具有生态合理性、功能良性循环的一种农业体系。其目的具有生态合理性、功能良性循环的一种农业体系。其目的在于，充分利用太阳能，提高生物能的利用率，通过对农在于，充分利用太阳能，提高生物能的利用率，通过对农业废弃物的多次转化和循环利用，起到维护生态平衡的作业废弃物的多次转化和循环利用，起到

47、维护生态平衡的作用，使其达到少投人、多产出，收到经济、社会和环境的用，使其达到少投人、多产出，收到经济、社会和环境的综合效益，有利于保护生态环境，有利于农业稳定发展综合效益，有利于保护生态环境，有利于农业稳定发展。庄稼废弃物 杂草 树叶污泥污泥加工加工 猪场猪场牛场牛场液液态态肥肥 料料粪便浆 液粪便饲饲料料Maya farm 的的废废物物循循环环途途径径菲律宾的马雅农场是一个较为完善的生态农场： 在这个生态农场中，农业、林业、渔业、畜牧业、加工厂等，组成了一个有机整体。利用稻草、树叶作为牧畜饲料喂养猪和牛，猪粪和牛粪送人沼气池，产生的沼气进人浮桶式储气罐以备使用。沼气中的残渣送入沉淀池，将固

48、体和液体分开，固体废料送到加工工段处理后，用作动物饲料；液体废料送到氧化塘曝气，然后送去作农业灌溉用水。氧化塘中由于营养丰富，生长大量的水藻，再利用水藻养鱼。通过这样一个符合生态平衡的循环系统，既控制了有机废物对环境的污染，又合理地解决了农业生产中所需的燃料、肥料和饲料。 种桑养蚕鱼塘肥种桑珠江三角洲的桑基鱼塘 “种桑养蚕、蚕沙喂鱼、鱼粪肥塘、塘泥肥桑” 三、利用三、利用生态系统的调节能力净化环境生态系统的调节能力净化环境生态系统具有不同水平的，比较复杂的调节能生态系统具有不同水平的，比较复杂的调节能力。这种调节能力是指生态系统的生产者、消费者、力。这种调节能力是指生态系统的生产者、消费者、分

49、解者在不断进行能量和物质循环过程中，受到自分解者在不断进行能量和物质循环过程中，受到自然因素和人类活动的影响时，系统具有保持自身相然因素和人类活动的影响时，系统具有保持自身相对稳定的能力。对稳定的能力。在环境污染的防治中，这种调节能力又称为在环境污染的防治中，这种调节能力又称为生态系统的自净能力。被污染的生态系统，利用其生态系统的自净能力。被污染的生态系统，利用其本身的自净能力可以恢复原状。生态系统的结构越本身的自净能力可以恢复原状。生态系统的结构越复杂，自净能力越强。复杂，自净能力越强。三、利用三、利用生态系统的调节能力净化环境生态系统的调节能力净化环境环境自净包括物理自净、化学自净、生物自

50、净。1 1、净化、净化大气大气防污绿化防污绿化 gogo2 2、净化、净化水体水体-生化处理法生化处理法3 3、土地处理系统等、土地处理系统等 -土壤土壤微生物微生物植物植物天然解毒机天然解毒机木槿；污水净化器木槿；污水净化器水葫芦水葫芦粉尘过滤器粉尘过滤器榆树；抗污降毒木榆树；抗污降毒木夹竹桃夹竹桃天然吸尘器天然吸尘器泡桐；绿色消声器泡桐；绿色消声器珊瑚树珊瑚树污染监察兵污染监察兵女贞；常绿净化器女贞；常绿净化器黄杨黄杨能净化环境的植物：能净化环境的植物：另外，植物还具有杀菌、滞尘、消减噪声等作用。另外，植物还具有杀菌、滞尘、消减噪声等作用。四、利用四、利用生态学原则生态学原则编制生态规划，

51、编制生态规划，从根本上解决环境问题从根本上解决环境问题（）生态规划又称环境规划。生态规划又称环境规划。 兴建大的工程项目时，必须考兴建大的工程项目时，必须考虑其虑其生态效益生态效益。五、为五、为环境标准环境标准的制定的制定提供依据提供依据生物或人体健生物或人体健康的阈限值康的阈限值环境容量环境容量环境标准环境标准1.1.1.1.什么是生态系统，其基本组成成分有哪些？什么是生态系统，其基本组成成分有哪些？什么是生态系统，其基本组成成分有哪些？什么是生态系统，其基本组成成分有哪些？2.2.2.2.生态系统具有哪些功能？生态系统具有哪些功能？生态系统具有哪些功能？生态系统具有哪些功能？3 3 3 3

52、. . . .生态系统中的信息联系有哪些形式？生态系统中的信息联系有哪些形式？生态系统中的信息联系有哪些形式？生态系统中的信息联系有哪些形式？4.4.4.4.为什么食物网越复杂生态系统越稳定？为什么食物网越复杂生态系统越稳定？为什么食物网越复杂生态系统越稳定？为什么食物网越复杂生态系统越稳定？5.5.5.5.名词解释：名词解释：名词解释：名词解释：食物链、食物网、营养级、生物圈食物链、食物网、营养级、生物圈食物链、食物网、营养级、生物圈食物链、食物网、营养级、生物圈复习思考题复习思考题：6 6 6 6、生生生生态态态态系系系系统统统统的的的的能能能能量量量量流流流流动动动动服服服服从从从从什什

53、什什么么么么规规规规律律律律？研研研研究究究究生生生生态态态态系系系系统统统统的的的的能能能能量量量量流流流流动动动动与与与与物物物物质质质质循循循循环环环环对对对对指指指指导导导导生生生生产产产产活活活活动动动动有有有有何何何何意意意意义义义义？7 7 7 7、什什什什么么么么是是是是生生生生态态态态平平平平衡衡衡衡？影影影影响响响响生生生生态态态态平平平平衡衡衡衡的的的的因因因因素素素素有有有有哪哪哪哪些些些些？试列举你熟知的破坏生态平衡的例子。试列举你熟知的破坏生态平衡的例子。试列举你熟知的破坏生态平衡的例子。试列举你熟知的破坏生态平衡的例子。8 8 8 8、试试试试举举举举例例例例说说说说明明明明如如如如何何何何利利利利用用用用生生生生态态态态学学学学原原原原理理理理解解解解决决决决资资资资源源源源的的的的综综综综合合合合利用，这与环境保护有何关系？利用，这与环境保护有何关系？利用，这与环境保护有何关系？利用，这与环境保护有何关系？ 复习思考题：ENDGRM3206LandscapeEcology|GRM3206风景生态学风景生态学