環(huán)境學(xué)大氣污染及其控制

環(huán)境學(xué)大氣污染及其控制第1頁(yè)/共112頁(yè)生態(tài)學(xué)的含義、研究?jī)?nèi)容及其發(fā)展第一節(jié)本章內(nèi)容生態(tài)系統(tǒng)第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能第四節(jié)生態(tài)平衡與失衡第五節(jié)生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律第六節(jié)生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用第七節(jié)種群、群落的基本知識(shí)第二節(jié)第2頁(yè)/共112頁(yè)

環(huán)境學(xué)和生態(tài)學(xué)有何關(guān)系？第3頁(yè)/共112頁(yè)

非洲的毛里求斯，曾有兩種特有的生物，一種是渡渡鳥(niǎo)，另一種是大顱欖樹(shù)。渡渡鳥(niǎo)是一種不會(huì)飛的鳥(niǎo)，它身體大，行動(dòng)遲緩，樣子有點(diǎn)丑陋。由于沒(méi)有天敵，它們?cè)跇?shù)林里建窩孵蛋，繁殖后代。大顱欖樹(shù)是一種珍貴的樹(shù)木，樹(shù)干挺拔，木質(zhì)堅(jiān)硬，樹(shù)冠秀美。渡渡鳥(niǎo)在其間生活。十六七世紀(jì)，帶著來(lái)福槍和獵犬的歐洲人來(lái)到毛里求斯。不會(huì)飛、跑不快的渡渡鳥(niǎo)被槍打狗咬，鳥(niǎo)飛蛋打，沒(méi)有多少年越來(lái)越少。1681年，最后一只渡渡鳥(niǎo)也被人類殺死了！案例第4頁(yè)/共112頁(yè)

奇怪的事情發(fā)生了，自從渡渡鳥(niǎo)滅絕以后，大顱欖樹(shù)也日漸稀少，似乎患上了不育癥。到20世紀(jì)80年代，毛里求斯只剩下13株大顱欖樹(shù)了，眼看這種樹(shù)木就要從地球上消失了。

1981年，美國(guó)生態(tài)學(xué)家坦普爾來(lái)到毛里求斯，他細(xì)心地測(cè)定了大顱欖樹(shù)的年輪，發(fā)現(xiàn)樹(shù)齡正好是300年，也就是說(shuō)，渡渡鳥(niǎo)滅絕之日，也正是大顱欖樹(shù)絕育之時(shí)。他終于在找到的一個(gè)渡渡鳥(niǎo)遺骸中發(fā)現(xiàn)了秘密：在渡渡鳥(niǎo)的遺骸中發(fā)現(xiàn)了幾顆大顱欖樹(shù)的種子，原來(lái)渡渡鳥(niǎo)喜歡吃這種樹(shù)木的果實(shí)。他把大顱欖樹(shù)的種子給與渡渡鳥(niǎo)比較相似的吐綬鳥(niǎo)吃下后，從糞便中排出種子的外殼被消化了一層，種在苗圃后，終于發(fā)出了新芽。第5頁(yè)/共112頁(yè)第一節(jié)生態(tài)學(xué)的含義、研究?jī)?nèi)容及其發(fā)展一、生態(tài)學(xué)的含義生態(tài)學(xué)（Ecology）一詞最早是由德國(guó)生物學(xué)家黑格爾于1869年提出的。他把生態(tài)學(xué)定義為“自然界的經(jīng)濟(jì)學(xué)”。其英文詞首和經(jīng)濟(jì)學(xué)（Economics）是相同的，均來(lái)自于希臘文，表示家庭居處或環(huán)境的意思，可見(jiàn)，生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)、家庭、環(huán)境等有著密切的關(guān)系。后來(lái)有的學(xué)者把生態(tài)學(xué)定義為“研究生物或生物群體與其環(huán)境的關(guān)系，或生活著的生物與其環(huán)境之間相互聯(lián)系的科學(xué)”。第6頁(yè)/共112頁(yè)我國(guó)著名生態(tài)學(xué)家馬世駿把生態(tài)學(xué)定義為“研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機(jī)理的科學(xué)”。生態(tài)學(xué)中所說(shuō)的生物包含植物、動(dòng)物和微生物。最近，由于人類環(huán)境問(wèn)題和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，生態(tài)學(xué)也擴(kuò)展到人類生活和社會(huì)形態(tài)等方面，把人類這一生物物種也列入生態(tài)系統(tǒng)中，來(lái)研究并闡明整個(gè)生物圈內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的相互關(guān)系問(wèn)題。第7頁(yè)/共112頁(yè)二、生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容

1、以自然生態(tài)系統(tǒng)為對(duì)象：探索環(huán)境對(duì)生物的作用，以及生物對(duì)環(huán)境的反作用，及其相互關(guān)系的規(guī)律。第8頁(yè)/共112頁(yè)

2、以人工生態(tài)系統(tǒng)或半自然生態(tài)系統(tǒng)為對(duì)象：研究不同區(qū)域系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、功能。當(dāng)前研究的主要內(nèi)容。純粹自然生態(tài)系統(tǒng)已很少，大多為受干擾的（disturbed）生態(tài)系統(tǒng)。

3、以社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)為對(duì)象：生態(tài)學(xué)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的結(jié)合。第9頁(yè)/共112頁(yè)生態(tài)學(xué)原是一門(mén)研究生物與其生活環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)，是生物學(xué)的重要分科之一。初期主要研究植物，后來(lái)逐漸涉及動(dòng)物和人類。目前，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展并向生態(tài)學(xué)的不斷滲透，賦予它新的內(nèi)容和動(dòng)力，使其成為多學(xué)科、較活躍的科學(xué)領(lǐng)域之一。生態(tài)學(xué)的多學(xué)科性及其相互作用三、生態(tài)學(xué)的發(fā)展第10頁(yè)/共112頁(yè)生態(tài)學(xué)發(fā)展過(guò)程中的三個(gè)主要特點(diǎn)：從定性探索生物與環(huán)境的關(guān)系，到定量研究。從個(gè)體生態(tài)系統(tǒng)到復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)，由單一到綜合，由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)地認(rèn)識(shí)自然界的物質(zhì)循環(huán)與轉(zhuǎn)化規(guī)律。與基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)相結(jié)合，發(fā)展了生態(tài)學(xué)，擴(kuò)展了生態(tài)學(xué)的領(lǐng)域。第11頁(yè)/共112頁(yè)第二節(jié)種群、群落的基本知識(shí)種群（Population）：某特定時(shí)間，棲居在某個(gè)自然區(qū)域內(nèi)的同種有機(jī)體的組合（一定空間里某種個(gè)體的組合）。種群大小:指一個(gè)種群的個(gè)體數(shù)目多少。可以用以下指標(biāo)來(lái)衡量。種群數(shù)量：一定面積或容積中某個(gè)種的個(gè)體總數(shù)。種群密度：?jiǎn)挝幻娣e或單位容積內(nèi)的個(gè)體數(shù)目。一、種群的定義及其數(shù)量變動(dòng)原因第12頁(yè)/共112頁(yè)遷出（－）遷入（＋）出生（＋）種群數(shù)量死亡（－）種群數(shù)量變動(dòng)取決于出生率和死亡率，遷入和遷出這兩組因素。種群數(shù)量變動(dòng)的因素第13頁(yè)/共112頁(yè)A型（凸型）：絕大多數(shù)個(gè)體都能活到生理年齡，早期死亡率極低，但一旦達(dá)到一定生理年齡時(shí)，短期內(nèi)幾乎全部死亡。B型（對(duì)角線型）：種群各年齡的死亡基本相同。C型（凹型）：生命早期有極高的死亡率，但是一旦活到某一年齡，死亡率就變得很低而且穩(wěn)定。

以存活數(shù)量的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，以年齡為橫坐標(biāo)作圖，從而把每一個(gè)種群的死亡—存活情況繪成一條曲線，這條曲線即是存活曲線（survivorshipcurve）。存活曲線第14頁(yè)/共112頁(yè)性比（sexratio）:種群中雌性與雄性在數(shù)量上的比例,是推測(cè)種群未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的一項(xiàng)指標(biāo)。年齡結(jié)構(gòu)（年齡組成、年齡分布,ageratio）：種群內(nèi)各個(gè)體的年齡分布狀況，即各個(gè)年齡級(jí)的個(gè)體數(shù)在整個(gè)種群個(gè)體總數(shù)中占的百分?jǐn)?shù)，可反映種群當(dāng)時(shí)的發(fā)育階段，并預(yù)示種群數(shù)量變化動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。性比和年齡結(jié)構(gòu)A增長(zhǎng)型：幼年個(gè)體占最大百分?jǐn)?shù)，老年最少，總數(shù)呈上升趨勢(shì)。B穩(wěn)定型：各年齡級(jí)的個(gè)體數(shù)分布比較均勻，種群的大小趨于穩(wěn)定。C衰退型：與A相反,老年個(gè)體數(shù)很大,幼年個(gè)體數(shù)很少，種群數(shù)量趨于減少。第15頁(yè)/共112頁(yè)二、種群數(shù)量變動(dòng)規(guī)律

時(shí)間t之末的種群數(shù)Nt＝N0＋(b-d）

N0為起始種群數(shù)，b為出生數(shù)，d為死亡數(shù)。種群在單位時(shí)間內(nèi)或某一瞬間增長(zhǎng)率（r）

r（％）＝（Nt-N0）/N0×100dN/dt=rN

（設(shè)環(huán)境資源不受限制，增長(zhǎng)率r為一恒值）其指數(shù)式為Nt=N0ert(e為自然對(duì)數(shù)的底），表示

種群在這種環(huán)境狀況下呈指數(shù)式增長(zhǎng)。

按指數(shù)當(dāng)r>0時(shí)，種群曲線形式無(wú)限制地增長(zhǎng)，呈“J”字型指數(shù)生長(zhǎng)曲線；當(dāng)r=0時(shí)，則Nt=N0；當(dāng)r<0時(shí)，種群衰退。第16頁(yè)/共112頁(yè)邏輯斯諦增長(zhǎng)方程（Logisticgrowthequation）曲線環(huán)境負(fù)荷量：實(shí)際上，在一定的空間時(shí)間下，環(huán)境條件（包括資源、食物、生活空間等）是有限的，它所能支持的種群最大數(shù)量也是有限的，其極限值，即環(huán)境負(fù)荷量用K表示。Verhulst(1839)及Pearl和Reed(1920)最早提出描述公式，即邏輯斯諦增長(zhǎng)方程：dN/dt=rN(K-N)/K;K為環(huán)境負(fù)荷量—當(dāng)K－N>0,種群增長(zhǎng)；—當(dāng)K－N<0,種群個(gè)體數(shù)目減少；—當(dāng)K－N=0,種群大小基本處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)；上式積分得：N＝K/(1+ea-rt);式中a=r/K此方程畫(huà)出的曲線開(kāi)始時(shí)呈指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，后來(lái)增長(zhǎng)趨勢(shì)逐漸緩慢，最后（在接近環(huán)境負(fù)荷量K時(shí)）達(dá)到比較穩(wěn)定的停滯水平，呈現(xiàn)“S”形。第17頁(yè)/共112頁(yè)生物勢(shì)：生物在沒(méi)有任何限制的環(huán)境中增長(zhǎng)的潛在速率。又稱內(nèi)稟增長(zhǎng)率（r）。環(huán)境阻力：環(huán)境因素限制生物增殖的力量。（K－N）/K表示在J形和S形曲線之間。生物勢(shì)與環(huán)境阻力第18頁(yè)/共112頁(yè)三、群落的基本概念群落（population）：由不同種的種群有規(guī)律的集合體?！坝幸?guī)律”體現(xiàn)在:

1、通過(guò)一定的發(fā)展過(guò)程,植物群落是強(qiáng)調(diào)在長(zhǎng)期歷史過(guò)程中發(fā)展而成。

——①一定的外貌②結(jié)構(gòu)③種類組成。第19頁(yè)/共112頁(yè)群落并不是各種生物雜亂的堆積或相加。注意區(qū)別偶然的“群聚”。一個(gè)池塘生物群落多種水生植物種群多種浮游動(dòng)物種群多種浮游植物種群多種底棲生物種群多種細(xì)菌種群多種魚(yú)類種群……外貌結(jié)構(gòu)種類組成具有一定功能，并與環(huán)境相互影響2、群落內(nèi)種群和種群之間，種群和環(huán)境之間已建立一定的聯(lián)系。第20頁(yè)/共112頁(yè)第21頁(yè)/共112頁(yè)外部的“樣子”（外觀），是群落長(zhǎng)期適應(yīng)外界環(huán)境的一種外部表征。生活型：指植物在外界綜合環(huán)境的長(zhǎng)期作用下，所顯示的適應(yīng)形態(tài)。生活型譜：不同的氣候區(qū)域中的植物區(qū)系里，各種植物類型（生活型）的對(duì)比關(guān)系是不同的，這種對(duì)比關(guān)系，叫生活型譜。植物群落的外貌第22頁(yè)/共112頁(yè)若恩開(kāi)爾生活型（C.Raunkiaer）：分類基礎(chǔ)是以植物渡過(guò)不利時(shí)期對(duì)惡劣條件的適應(yīng)形式，即根據(jù)抵抗芽（休眠芽）所處的位置高低來(lái)劃分，把高等植物劃分成5類：高位芽植物：?jiǎn)?、灌木、熱帶草本?5亞類地上芽植物：抵抗芽離地不超過(guò)30cm；4亞類地面芽植物：僅地面處有芽；3亞類地下芽（隱芽）植物：土表之下或水面之下有芽存活；7亞類一年生種子植物：以種子的形式渡過(guò)不良季節(jié)。第23頁(yè)/共112頁(yè)群落的水平結(jié)構(gòu)：群落的水平結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)特征是鑲嵌性。鑲嵌性表明植物種類在水平方向上的不均勻配置，它使群落在外形上表現(xiàn)為斑塊相間的現(xiàn)象，具有這種特征的群落叫做鑲嵌群落。在鑲嵌群落中，每一個(gè)斑塊就是一個(gè)小群落，小群落具有一定的種類成分和生活型組成，它們是整個(gè)群落的一小部分。生態(tài)位（niche）：指生態(tài)系統(tǒng)中（或群落中）一個(gè)生物種群的功能作用以及它在時(shí)間和空間上的地位。四、群落的結(jié)構(gòu)與分布群落的垂直結(jié)構(gòu)：大多數(shù)群落的內(nèi)部都有垂直分化現(xiàn)象，即成層現(xiàn)象。第24頁(yè)/共112頁(yè)演替（succession）是指群落經(jīng)過(guò)一定歷史發(fā)展的時(shí)期，由一種類型變?yōu)榱硪环N類型的順序進(jìn)程。演替的動(dòng)力內(nèi)因動(dòng)態(tài)演替外因動(dòng)態(tài)演替演替的基本類型原生演替（primarysuccession）次生演替（secondarysuccession）

五、群落的演替與環(huán)境因子的關(guān)系第25頁(yè)/共112頁(yè)原生演替第26頁(yè)/共112頁(yè)次生演替第27頁(yè)/共112頁(yè)演替的頂級(jí)理論演替頂級(jí)（Climax）是Clements首先提出。Oosting(1956)給予完整概念。演替頂級(jí)就是這樣的一個(gè)群落，它們的種類在綜合彼此之間發(fā)展起來(lái)的環(huán)境中很好地互相適合；它們能夠在群落內(nèi)繁殖而且能排除新的種類，特別是可能成為優(yōu)勢(shì)種的種類在群落內(nèi)的定居。也就是說(shuō)，群演替頂級(jí)是群落演替的最終階段。第28頁(yè)/共112頁(yè)第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)

1935年，英國(guó)生態(tài)學(xué)家，阿瑟·喬治·坦斯利爵士受丹麥植物學(xué)家葉夫根·尼溫的影響，首次提出生態(tài)系統(tǒng)的概念。認(rèn)為：生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)“系統(tǒng)的”整體。這個(gè)系統(tǒng)不僅包括有機(jī)復(fù)合體，而且包括形成環(huán)境的整個(gè)物理因子復(fù)合體……這種系統(tǒng)是地球表面上自然界的基本單位，它們有各種大小和種類）。

一、生態(tài)系統(tǒng)概述第29頁(yè)/共112頁(yè)海洋生態(tài)系統(tǒng)第30頁(yè)/共112頁(yè)濕地生態(tài)系統(tǒng)第31頁(yè)/共112頁(yè)森林生態(tài)系統(tǒng)第32頁(yè)/共112頁(yè)城市生態(tài)系統(tǒng)第33頁(yè)/共112頁(yè)

生態(tài)系統(tǒng)的組成成分是指系統(tǒng)內(nèi)所包括的若干類相互聯(lián)系的各種因素。生態(tài)系統(tǒng)是由兩大部分、四個(gè)基本成分組成。兩大部分：生物和非生物環(huán)境，也稱之為生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)或稱生命成分和非生命成分；四個(gè)基本成分：生產(chǎn)者，消費(fèi)者，還原者和非生物環(huán)境。其中前三者屬于生命成分部分，后者為非生命成分部分。二、生態(tài)系統(tǒng)的組成第34頁(yè)/共112頁(yè)生態(tài)系統(tǒng)的組成成分及其相互關(guān)系第35頁(yè)/共112頁(yè)第36頁(yè)/共112頁(yè)第37頁(yè)/共112頁(yè)生產(chǎn)者：主要是綠色植物，凡能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物的植物種類，包括單細(xì)胞藻類，均屬于生產(chǎn)者。還有一些能利用化學(xué)能把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的化能自養(yǎng)型微生物，也應(yīng)列入生產(chǎn)者之列。第38頁(yè)/共112頁(yè)消費(fèi)者:主要是動(dòng)物，又分為：一級(jí)消費(fèi)者（如草食性動(dòng)物）；二級(jí)消費(fèi)者（如肉食動(dòng)物）；……等等。一級(jí)消費(fèi)者-草食性動(dòng)物二級(jí)消費(fèi)者-肉食性動(dòng)物分解者：指各種具有分解能力的微生物，也包括一些微型動(dòng)物，如鞭毛蟲(chóng)，土壤線蟲(chóng)等。微生物（真菌）橙蓋傘－分解者第39頁(yè)/共112頁(yè)無(wú)生命物質(zhì)：指生態(tài)系統(tǒng)中的各種無(wú)生命的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和各種自然因素（如土壤、空氣、水等）。巖石礦物土壤空氣水體第40頁(yè)/共112頁(yè)三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)第41頁(yè)/共112頁(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，由食物關(guān)系把多種生物聯(lián)接起來(lái)，一種生物以另一種生物為食，另一種生物再以第三種生物為食，……彼此形成一個(gè)以食物聯(lián)接起來(lái)的鏈鎖關(guān)系，稱為食物鏈。在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，食物關(guān)系往往復(fù)雜，各種食物鏈相互交錯(cuò)，形成所謂食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)第42頁(yè)/共112頁(yè)第43頁(yè)/共112頁(yè)第44頁(yè)/共112頁(yè)第45頁(yè)/共112頁(yè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)：指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的全部生物種的總和，因此營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的關(guān)系是指一類生物和處于不同營(yíng)養(yǎng)層次上另一類生物之間的關(guān)系。第46頁(yè)/共112頁(yè)生態(tài)金字塔：指各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間某種數(shù)量關(guān)系，這種數(shù)量關(guān)系可采用生物量單位、能量單位或個(gè)體數(shù)量單位，采用這些單位構(gòu)成的生態(tài)金字塔分別稱為生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)金字塔。第47頁(yè)/共112頁(yè)為什么肉類食品的價(jià)格比小白菜價(jià)格高?為什么說(shuō)“一山不容二虎”？食物鏈一般不超過(guò)五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？第48頁(yè)/共112頁(yè)生態(tài)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)第49頁(yè)/共112頁(yè)1、按生態(tài)系統(tǒng)空間環(huán)境性質(zhì)即按生態(tài)系統(tǒng)所處的地理區(qū)域的空間性質(zhì)分類：（1）淡水生態(tài)系統(tǒng)（2）海洋生態(tài)系統(tǒng)（3）陸地生態(tài)系統(tǒng)根據(jù)植被類型和地貌的不同，陸地生態(tài)系統(tǒng)又可分為森林、草原、荒漠、濕地等生態(tài)系統(tǒng)。四、生態(tài)系統(tǒng)的類型

第50頁(yè)/共112頁(yè)淡水生態(tài)系統(tǒng)第51頁(yè)/共112頁(yè)海洋生態(tài)系統(tǒng)第52頁(yè)/共112頁(yè)森林生態(tài)系統(tǒng)第53頁(yè)/共112頁(yè)草原生態(tài)系統(tǒng)第54頁(yè)/共112頁(yè)荒漠生態(tài)系統(tǒng)第55頁(yè)/共112頁(yè)濕地生態(tài)系統(tǒng)第56頁(yè)/共112頁(yè)2、按人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響程度（1）自然生態(tài)系統(tǒng)（2）人工生態(tài)系統(tǒng)（3）半自然生態(tài)系統(tǒng)第57頁(yè)/共112頁(yè)（一）生態(tài)系統(tǒng)是開(kāi)放的“自持系統(tǒng)”（二）生態(tài)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)功能系統(tǒng)（三）生態(tài)系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能（四）生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征五、生態(tài)系統(tǒng)的特征第58頁(yè)/共112頁(yè)第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能一、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中全部生命活動(dòng)所需要的能量均來(lái)自太陽(yáng)。太陽(yáng)能在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)是按熱力學(xué)定律進(jìn)行的。熱力學(xué)第二定律告訴我們：“熵在增加”。根據(jù)這一定律，從一種能向另一種能的任何轉(zhuǎn)換都不是完全有效的，能的消費(fèi)是不可逆的過(guò)程。在能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，總有一些能量失掉了。因此，如果沒(méi)有新的能量從外部投入，一個(gè)封閉系統(tǒng)最終會(huì)耗盡其能量。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)第59頁(yè)/共112頁(yè)

在生態(tài)系統(tǒng)中，能量從植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移至草食動(dòng)物體內(nèi)時(shí)大約為總能量的1/10，而再轉(zhuǎn)移到肉食動(dòng)物體內(nèi)時(shí)，為草食動(dòng)物能量的1/10左右。一般說(shuō)來(lái)，能量沿著綠色植物→草食動(dòng)物→一級(jí)肉食動(dòng)物→二級(jí)肉食動(dòng)物逐級(jí)流動(dòng)，而后者所獲得的能量大體等于前者所含能量的1/10，這就是說(shuō)，在能量流動(dòng)過(guò)程中，約有9/10的損失掉了。環(huán)境卡片—能量流動(dòng)的1/10規(guī)律第60頁(yè)/共112頁(yè)二、生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中的一切生物（動(dòng)物、植物、微生物）和非生物的環(huán)境，都是由運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)構(gòu)成的。并在地球長(zhǎng)期的演化過(guò)程中建立起來(lái)了各種循環(huán)體系。其中碳、氫、氧、氮、硫、磷等的循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)基本的物質(zhì)循環(huán)。錳、鋅、銅、鉬、鈷、鈣、鎂、鉀等微量元素，也在生態(tài)系統(tǒng)中的構(gòu)成了各自的循環(huán)。而與人類環(huán)境關(guān)系比較密切的主要有水、碳、氮三大循環(huán)。第61頁(yè)/共112頁(yè)第62頁(yè)/共112頁(yè)第63頁(yè)/共112頁(yè)第64頁(yè)/共112頁(yè)三、生態(tài)系統(tǒng)中信息流動(dòng)在生態(tài)系統(tǒng)的各組成部分之間及各組分內(nèi)部，伴隨著能量和物質(zhì)的傳遞與流動(dòng)還同時(shí)存在著各種信息的聯(lián)系，而這些信息把生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)統(tǒng)一的整體，起著推動(dòng)物質(zhì)流動(dòng)、能量傳遞的作用。信息在生態(tài)系統(tǒng)中表現(xiàn)為多種形式，主要有營(yíng)養(yǎng)信息、化學(xué)信息、物理信息、遺傳信息和行為信息。第65頁(yè)/共112頁(yè)環(huán)境專欄—北極狐和北極兔據(jù)科學(xué)家們觀察，生活在北極地區(qū)的北極狐是以北極兔為食的。北極狐一胎可以懷單胎，也可以懷雙胎。而這是取決于北極兔的多少。北極兔的數(shù)量多，懷雙胎；數(shù)量少則懷單胎。這對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡是至關(guān)重要的。難道是北極兔告訴北極狐自己的數(shù)量嗎？顯然不可能，這只能是生態(tài)系統(tǒng)中某些類似物理、化學(xué)等信息在起作用。

第66頁(yè)/共112頁(yè)北極狐北極兔第67頁(yè)/共112頁(yè)第五節(jié)生態(tài)平衡與失衡如果某生態(tài)系統(tǒng)各組成成分在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)協(xié)調(diào)，物質(zhì)和能量的輸出接近相等，結(jié)構(gòu)與功能長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，在外來(lái)干擾下，能通過(guò)自我調(diào)節(jié)恢復(fù)到最初的穩(wěn)定狀態(tài)，則這種狀態(tài)可稱為生態(tài)平衡。生態(tài)平衡包括三個(gè)方面：即結(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。

一、生態(tài)平衡第68頁(yè)/共112頁(yè)

生態(tài)平衡是相對(duì)的平衡、動(dòng)態(tài)的平衡。在系統(tǒng)各組分之間、生物與環(huán)境之間不斷的物質(zhì)、能量與信息的流動(dòng)，使得生態(tài)系統(tǒng)中舊的平衡不斷打破，新的平衡不斷建立。只有這樣，地球才會(huì)由一片死寂變得生機(jī)盎然。絕對(duì)的平衡則意味著沒(méi)有發(fā)展和變化。但這種變化如果太快，則系統(tǒng)各組分之間不可能有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的相互關(guān)系，會(huì)產(chǎn)生一系列嚴(yán)重的問(wèn)題，生物不能適應(yīng)這種變化則導(dǎo)致物種的大量滅絕。第69頁(yè)/共112頁(yè)1、自然因素：火山、海嘯、地震、臺(tái)風(fēng)、水旱災(zāi)等；二、破壞生態(tài)平衡的因素火山爆發(fā)海嘯地震臺(tái)風(fēng)第70頁(yè)/共112頁(yè)2、人為因素：主要指人類對(duì)自然資源的不合理利用、盲目發(fā)展生產(chǎn)帶來(lái)的環(huán)境污染等問(wèn)題。

（1）物種改變引起生態(tài)平衡破壞；（2）環(huán)境因素改變引起生態(tài)平衡

破壞；（3）信息系統(tǒng)的破壞引起生態(tài)平衡破壞。殺人蜂澳大利亞兔子成災(zāi)環(huán)境污染信息系統(tǒng)的破壞第71頁(yè)/共112頁(yè)環(huán)境專欄—人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響達(dá)到極限

1、過(guò)去一個(gè)世紀(jì)來(lái)，地球上有一半的濕地消失。2、毀林造田使得地球森林覆蓋率下降了20-50％。3、地球上有9％的樹(shù)種瀕臨滅絕。4、地球上70％的海洋魚(yú)類面臨濫捕濫撈的威脅，有些已處于生存極限狀態(tài)。5、近半個(gè)世紀(jì)來(lái)，全球有2/3的農(nóng)業(yè)用地發(fā)生水土流失現(xiàn)象。6、由于攔河造壩或修建其它水利設(shè)施，使全球60％的大型河流系統(tǒng)遭到破壞、水流速度減緩，河流源頭與其入?？谥g的落差增加了2倍。第72頁(yè)/共112頁(yè)第六節(jié)生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律相互依存與相互制約，反映了生物間的協(xié)調(diào)關(guān)系，是構(gòu)成生物群落的基礎(chǔ)。生物間的這種協(xié)調(diào)關(guān)系主要分為兩類：

1、普遍的依存與制約，亦稱“物物相關(guān)”規(guī)律。有相同生理、生態(tài)特性的生物，占據(jù)與之相適宜的小生境，構(gòu)成生物群落或生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)中不僅同種生物相互依存、相互制約，異種生物（系統(tǒng)內(nèi)各部分）間也存在依存與制約的關(guān)系；不同群落或系統(tǒng)之間，也同樣存在依存與制約關(guān)系，亦可說(shuō)彼此影響。一、相互依存與相互制約規(guī)律第73頁(yè)/共112頁(yè)2、通過(guò)“食物”而相互聯(lián)系與制約的協(xié)調(diào)關(guān)系，亦稱為“相生相克”規(guī)律。具體形式就是食物鏈和食物網(wǎng)。即每一種生物在食物鏈或食物網(wǎng)中，都占據(jù)一定的位置，并具有特定的作用。各生物物種之間相互依賴、彼此制約、協(xié)同進(jìn)化。被食者為捕食者提供生存條件，同時(shí)又為捕食者控制；反過(guò)來(lái)，捕食者又受制于被食者，彼此相生相克，使整個(gè)體系（或群落）成為協(xié)調(diào)的整體。第74頁(yè)/共112頁(yè)二、物質(zhì)循環(huán)與再生規(guī)律

生態(tài)系統(tǒng)中，植物、動(dòng)物、微生物和非生物成分，借助能量的不停流動(dòng)，一方面不斷地從自然界攝取物質(zhì)并合成新的物質(zhì)，另一方面又隨時(shí)分解為原來(lái)的簡(jiǎn)單物質(zhì)，即所謂“再生”，重新被植物所吸收，進(jìn)行著不停頓的物質(zhì)循環(huán)。

第75頁(yè)/共112頁(yè)三、物質(zhì)輸入輸出的動(dòng)態(tài)平衡規(guī)律

物質(zhì)的輸入輸出規(guī)律又稱為協(xié)調(diào)穩(wěn)定規(guī)律，它涉及生物、環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)方面。當(dāng)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)不受人類活動(dòng)干擾時(shí)，生物與環(huán)境之間的輸入與輸出，是相互對(duì)立的關(guān)系，生物體進(jìn)行輸入時(shí)，環(huán)境必然進(jìn)行輸出，反之亦然。生物體一方面從環(huán)境攝取物質(zhì)，另一方面又向環(huán)境排放物質(zhì)，以補(bǔ)償環(huán)境的損失（這里的物質(zhì)輸入和輸出，包含著量和質(zhì)兩個(gè)指標(biāo)）。

第76頁(yè)/共112頁(yè)四、相互適應(yīng)與補(bǔ)償?shù)膮f(xié)同進(jìn)化規(guī)律

生物與環(huán)境之間，存在著作用與反作用的過(guò)程?；蛘哒f(shuō)，生物給環(huán)境以影響，反過(guò)來(lái)環(huán)境也會(huì)影響生物。如：生物在土壤形成過(guò)程中的作用。第77頁(yè)/共112頁(yè)五、環(huán)境資源的有效極限規(guī)律任何生態(tài)系統(tǒng)中作為生物賴以生存的各種環(huán)境資源，在質(zhì)量、數(shù)量、空間和時(shí)間等等方面，都有其一定的限度，不能無(wú)限制地供給，因而其生物生產(chǎn)力通常都有一個(gè)大致的上限。也因此，每一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)任何的外來(lái)干擾都有一定的忍耐極限；當(dāng)外來(lái)干擾超過(guò)這一極限時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)被損傷、破壞、以致瓦解。如：草場(chǎng)的退化、森林的過(guò)度采伐和過(guò)量捕魚(yú)等。第78頁(yè)/共112頁(yè)第七節(jié)生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

——即人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響要從時(shí)間和空間上全盤(pán)考慮，統(tǒng)籌兼顧，不僅要考慮現(xiàn)在，還要考慮將來(lái)；不僅要考慮本地區(qū)，還要考慮有關(guān)的其他地區(qū)。（建設(shè)項(xiàng)目必須進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)）一、利用生態(tài)系統(tǒng)的整體觀念，全面考察人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響第79頁(yè)/共112頁(yè)案例一：南水北調(diào)工程第80頁(yè)/共112頁(yè)第81頁(yè)/共112頁(yè)第82頁(yè)/共112頁(yè)案例二：三峽工程第83頁(yè)/共112頁(yè)第84頁(yè)/共112頁(yè)第85頁(yè)/共112頁(yè)效應(yīng)正面效應(yīng)負(fù)面效應(yīng)含義有利影響不利影響區(qū)域主要在中下游主要在庫(kù)區(qū)舉例1.減輕洪水對(duì)中下游地區(qū)生態(tài)與環(huán)境的破壞2.減輕洞庭湖的萎縮和泥沙淤積3.增加中下游枯水期流量，改善枯水期水質(zhì)4.調(diào)節(jié)局地氣候5.減輕環(huán)境污染及酸雨危害等6.有利于中下游血吸蟲(chóng)病的防治1.水庫(kù)將淹沒(méi)土地、耕地及部分文物古跡；2.產(chǎn)生新的水土流失和環(huán)境污染等問(wèn)題；3.水庫(kù)誘發(fā)地震、滑坡4.庫(kù)區(qū)泥沙淤積加重5.影響三峽的自然景觀6.影響水生生物和珍稀物種的生存環(huán)境7.水庫(kù)增加蚊蟲(chóng)孽生，影響人群健康第86頁(yè)/共112頁(yè)產(chǎn)生的生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題1、不可逆轉(zhuǎn)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題：可以補(bǔ)救、挽回部分損失淹沒(méi)耕地；淹沒(méi)文物古跡；影響珍稀水生生物2、可逆轉(zhuǎn)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題：可以有效控制、減輕不利影響水土流失和庫(kù)區(qū)人地矛盾：調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展大農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)；改造中低產(chǎn)田，建高標(biāo)準(zhǔn)水平梯田；移民外遷；加強(qiáng)生態(tài)治理和水土保持工作泥沙問(wèn)題：蓄清排渾；整治港口，疏浚航道3、負(fù)面效應(yīng)?。悍乐刮：Πl(fā)生或者減小到最低限度水庫(kù)誘發(fā)地震；影響珍稀陸生生物第87頁(yè)/共112頁(yè)第88頁(yè)/