第九章环境生态学生态学之生态系统管理
生态学与生态系统管理
生态学与生态系统管理生态学是研究生物与环境之间相互关系以及这些关系对生物群体和生态系统结构与功能的影响的学科。
生态系统管理则是基于生态学原理，维护和恢复生态系统平衡，实现可持续发展的管理方法。
本文将探讨生态学与生态系统管理的关系以及其在环境保护和可持续发展中的作用。
一、生态学的基本概念和原理生态学是对生物与环境之间相互作用的研究。
它包括群体生态学、种群生态学、生物地理学等学科，并研究生物与环境之间能量流动、物质循环、生物多样性以及生态系统的结构和功能等关键问题。
1.1 生物与环境的相互关系生物与环境之间存在着密切的相互关系。
例如，生物通过光合作用将太阳能转化为化学能，完成自身的生长和繁殖；同时，生物还将废物和能量释放到环境中，与环境进行物质的交换。
环境因素如温度、湿度、光照等也会对生物的生理和行为产生影响。
1.2 生态系统的结构与功能生态系统是由生物群落和其所处的非生物环境组成的，包括生物圈中的陆地生态系统、水生生态系统和人类活动影响下的人工生态系统等。
生态系统具有能量流动和物质循环的特征，同时也对环境中的污染物质进行吸收和转变，发挥着自净、保护地球生命的作用。
二、生态学在生态系统管理中的应用生态学为生态系统管理提供了重要的理论基础，通过科学合理地利用和保护生态系统资源，实现环境的可持续发展。
2.1 生态修复与重建生态修复与重建是生态学在生态系统管理中的一项重要应用。
通过引入适应性植物、改善土壤质量和控制有害生物等措施，修复破坏的生态系统，使其尽快恢复到自然状态，提高生态系统的稳定性和功能。
2.2 生态系统保护与管理生态系统保护与管理是为了保护和维护生态系统的完整性和稳定性，减缓人类活动对生态环境的破坏。
通过建立保护区、制定生态保护政策和法规等措施，限制开发和利用活动，实现生态资源的可持续利用。
2.3 生态风险评估与预警生态风险评估与预警是通过对生态系统中存在的潜在风险进行评估和监测，提前预测和应对可能出现的生态系统灾害，保障生态系统的稳定和安全。
第九章环境生态学生态学之生态系统管理
• 把生态建设与提高农牧业生产水平结合起来， 以增加荒漠区林草植被为主，生产措施、工 程措施和农艺措施综合配套，积极治理草地 退化、沙化和盐化，控制沙漠化扩大。采取 人工种草、飞播种草等措施，变草地粗放经 营为集约经营，实现草场和畜牧业的可持续 发展。
3. 只有中等干扰程度使多样性维持最高的水平， 它允许更多的物种入侵和定居。
受损生态系统恢复的两种模式（参改Patt 1977）
没有超负荷
自然恢复过程
生态系统
消除压力
恢复
超负荷，不可逆 转的
人工措施和自然恢 复过程
3、清洁生产
清洁生产又叫“无公害工艺”、 “无污染生产”、“废料减量化” 等。简单地说是无废物少污染的 生产。
• 生态工业园区在运行过程中，有计划地进行 物质和能量交换，高校分享资源，寻求资源 和能源消耗最小化、废物产生最小化、努力 建设可持续发展的经济、生态和社会关系。
• 目前，主要有三种类型的生态工业园区：
1. 现有改造型 EIP；如丹麦Kalundborg EIP
2. 全新计划型 EIP；如美国Choctaw EIP
第九章
生态系统管理
§1 生态系统管理的内涵
人类社会的可持续发展归根结底是一 个生态系统管理问题， 即如何利用 生态学、经济学、社会学和管理学 的有关原理，对各种资源进行合理 管理，实现可持续发展。 包括科 学研究和行政管理。生态系统管理 已成合理利用自然资源和保持生态 系统健康最有效的途径。实现可持 续发展的手段和重要途径。
环境生态学复习资料
环境生态学复习资料《环境生态学》教学内容•第一章 绪论•第二章 生物与环境•第三章 生物圈中的生命系统（种群生态学、群落生态学）•第四章 生态系统生态学•第五章 生态系统服务•第六章 退化生态系统及其修复、生态工程（教材中第六、八章合并，课外内容）•第七章 生物毒理与生物富集（教材中第七章部分内容）•第八章 生态管理、生态影响评价、生态规划、生态监测（教材中第九章、第七章部分）•第九章 全球环境变化与可持续发展（教材中第十章、课外内容）掌握内容第一章 绪论1生态学概念及研究对象。
生态学定义：研究生物与周围环境（生物、非环境环境）之间相互关系的科学。
研究对象：生物个体、种群、群落、生态系统、生物圈。
生命支持系统：是指地球上生命系统生存所需要的某些必要的条件，主要包括大气圈、水圈、岩石圈和能量。
2.生态圈：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的总和，包括生物圈和生命支持系统两大部分。
3.人类社会的发展与环境问题的产生及演变：人类社会初期阶段的人与环境：人类进化过程中的重要事件：700万年前人科的起源两足行走的猿类物种“适应辐射”250万年前人属的起源和现代人的起源现代人的进化活动可能发生在50万年到3.4万年前之间标志现代文明的文字出现在大约6000年前农业社会与人类对自然环境的开发现代工业文明对环境的冲击与破坏4.环境生态学的概念 。
定义：研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。
是生态学和环境科学的交叉学科。
5.环境科学的研究内容 。
①人类与其生存环境的基本关系。
②污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程及规律。
③ 环境污染的危害。
④ 环境质量的调查、评价和预测。
⑤ 环境污染的控制与防治。
⑥自然资源的保护与合理使用。
⑦ 环境质量的监测、分析技术和预报。
⑧ 环境规划。
⑨ 环境管理。
第二章 生物与环境1. 物种（种）的概念，其内在因素。
电子教案与课件：生态学课件第九章生态工程与生态规划
介绍生态功能区划的基本原则、技术方法和实例，为区域生态工 程规划提供依据。
区域生态安全格局
构建区域生态安全格局，综合分析自然、社会、经济因素对区域 生态安全的影响。
城市生态工程与规划案例分析
城市绿地系统规划
介绍城市绿地系统规划基本概念、原则和实例，包括城市绿带、 生态廊道、公园等绿地规划。
前沿领域的研究方向与重点
基于大数据和人工智能的生态规划与管理
随着大数据和人工智能技术的发展，越来越多的研究者开始利用这些技术进行生 态数据的挖掘和分析，以及生态规划和管理，如应用人工智能进行生态预测和决 策。
全球变化与生态系统响应
全球气候变化对生态系统的影响是当前研究的热点之一，研究者们致力于研究全 球变化对生态系统的影响机制以及生态系统如何响应这些影响。
生态工程的方法体系
01
生态调查与评价
通过实地调查和遥感技术等手段，收集生态系统的相关数据，对生态
系统进行综合评价，为生态工程提供科学依据。
02
生态工程设计与实施
根据生态系统的特点和应用需求，运用系统分析方法进行生态工程设
计，并制定具体的实施方案。
03
生态工程监测与评估
对已经实施的生态工程进行监测和评估，了解生态工程的成效和不足
农村生态规划
根据农村生态环境的特点和问题， 应用生态规划理论和方法，制定农 村生态保护和利用方案；
流域生态规划
针对流域生态环境问题，应用生态 规划理论和方法，制定流域生态保 护和利用方案；
产业生态规划
应用生态规划理论和方法，制定促 进产业发展的生态保护和利用方案 。
04
生态工程与生态规划的前沿领域
流域生态工程综合效益
生态系统管理
二、生态系统管理旳要素
1. 根据管理对象确定生态系统管理定义，必须把 人类及其价值取向整合进生态系统。
2. 确定明确旳、可操作旳目旳。 3. 确定生态系统管理旳时间和空间尺度。 4. 搜集适量数据，理解生态系统旳复杂性和互相
作用，提出合理旳生态模式。
5. 监测并识别生态系统内部旳动态特性，确定生 态学限定因子。
6．实行原则化环境管理系列原则
ISO14000 世界原则化组织推出旳环境管理系列原 则为ISO14000，从14001至14100。
目旳 规范、约束企业和社会团体所有组织旳环境 行为，以实现节省资源、减少环境污染、改 善环境质量和增进经济旳持续、健康发展旳 目旳。
特点
它确定了环境保护旳有效旳新机制； 具有很强旳操作性； 倡导防止为主旳原则； 使用性广泛。
三、生态系统管理旳重要途径 与技术
1．生态风险评估
生态风险评估是运用生态学、环境化学及 毒理学旳知识，定量确定环境危害对人类负效 应旳概率及其强度旳过程。其目旳在于通过对 某种环境危害效应旳科学评价，为生态环境和 生态系统旳保护和管理提供决策根据。
风险控制 生态系统管理中最重要旳是风险管 理，风险管理是指对生态风险评估 旳成果采用旳对策与行动，是一种 决策过程，又称为风险控制。
重要途径
① 用无污染、少污染旳产品替代毒性大、污 染重旳产品；
② 用无污染、少污染旳能源和原材料替代毒 性大、污染重旳能源和原材料；
③ 用消耗少、效率高、无污染、少污染旳工 艺设备替代消耗高、效率低、产污量大、 污染重旳工艺、设备；
④ 最大程度地运用能源和原材料，实现物料 最大程度旳厂内循环；
⑤ 对少许旳、必须排放旳污染物、采用低费 用、高效能旳净化处理设备和“三废”综 合运用措施进行最终旳处理、处置。
环境生态学概论
工业生产
工业生产过程中排放的废气、废水和固体 废弃物是环境污染的主要来源之一，会对 大气、水体和土壤造成严重污染。
全球气候变化
人类活动导致温室气体排放增加，引起全 球气候变化，对全球环境产生广泛而深远 的影响。
农业生产
农业生产中使用的化肥、农药和农膜等化 学品，以及不合理的土地利用方式，也会 对环境造成一定程度物、栖息地和繁殖场所
生态系统为人类和其他生物提供食物、栖息地和繁殖场所，这是生态 系统最直接的服务功能。
维持生命物质的循环
生态系统通过物质循环和能量流动，维持着地球上生命所需物质的循 环和稳定。
调节气候和维持生态平衡
生态系统通过调节气候、净化空气和水源、减少自然灾害等作用，维 护地球生态平衡，保障人类生存环境的稳定。
低碳生活与气候变化应对
总结词
低碳生活是一种以减少温室气体排放为主要特征的生 活方式，通过节能减排、绿色出行等方式来降低碳排 放量。气候变化应对则是指采取一系列措施来减缓气 候变化的影响和风险。
详细描述
低碳生活强调在生活中要尽可能地减少能源消耗和碳排 放量，例如使用节能电器、减少浪费、选择公共交通或 骑行等。这些行为不仅可以减少个人的碳排放量，还可 以促进整个社会对低碳生活的认识和推广。气候变化应 对则包括采取一系列措施来减缓气候变化的影响和风险 ，例如发展可再生能源、推广节能技术、建立气候适应 机制等。这些措施可以降低人类社会对气候变化的脆弱 性，同时也可以促进经济和社会的可持续发展。
生物多样性价值
生物多样性具有直接和间接的使用价值，包括提供食物、药物、工业原料、科学 研究和美学欣赏等，同时维持生态系统的稳定和功能，保持生态平衡，对人类生 存和发展具有重要意义。
生物多样性面临的威胁
环境生态学第九章
今天我们来学习一下第九章生态系统管理人类社会的可持续发展归根结底是一个生态系统管理的问题，也就是如何运用生态学、经济学、社会学和管理学的有关原理，对各种资源进行合理管理的问题，这样既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成损害。
所以我们就先先来学习第一节生态系统管理的内涵。
生态系统管理是随着生态学的发展逐渐形成的。
它的定义就是指一、定义在充分认识生态系统整体性与复杂性的前提下，以持续地获得期望的物质产品、生态及社会效益为目标，并依据对关键生态过程和重要生态因子长期监测的结果而进行的管理活动。
二、生态系统管理的内涵主要包括以下几方面：1.生态系统管理要求将生态学和社会科学的知识和技术，以及人类自身和社会的价值整合到生态系统的管理活动中；2.生态系统管理的对象主要是受自然和人类干扰的系统；3.生态系统管理的效果可用生物多样性和生产力潜力来衡量；4.生态系统管理要求科学家与管理者确定生态系统退化的阈值及退化根源，并在退化前采取措施；5.生态系统管理要求利用科学知识做出最小损害生态系统整体性的管理选择；6.生态系统管理的时间和空间尺度应与管理目标相适应。
所以，生态系统管理是人类以科学理智的态度利用、保护生存环境和自然资源的行为体现，也是实现可持续发展的手段和重要途径。
我们来看第三个大问题生态系统管理的基本原则：生态系统管理是以人为主体的管理行为，因为人既是生态系统的重要组分（被管理者），又是管理的实施者，管理是靠人来执行和实现的。
所以只有加强规范人的行为的法规、政策和制度的建设，提高全人类的环境保护意识，树立可持续发展观念，才能真正实现可持续的生态系统管理。
另外，生态系统管理应遵循的原则还有几个方面，它们是1.整体性原则。
整体性是生态系统的基本特性，各种自然生态系统都有其自身的整体运动规律，人为的随意地分割就会给整个系统带来灾难。
我们建拦河大坝，就会造成枯水期的延长。
因此在管理中我们要遵循系统的整体性原则，切忌人为切割。
环境生态学导论思考题
环境生态学导论第一章绪论P28思考题2、举例说明你对人类活动与环境问题两者关系的看法。
参考：人类社会进入21世纪以后，以环境污染和生态破坏为主要特征的环境问题，呈现出形势继续严峻与人类社会的努力不断增强相交织攀升的状态。
一方面，资源利用与环境保育的矛盾仍然是制约世界各国实现可持续发展的难点，长期积累的诸多全球性环境问题，如资源枯竭、全球气候变暖、自然生态系统功能退化以及突发性环境和生态灾害频发等还在继续发展；另一方面，人类正在用智慧，通过技术、管理和行为三个层面的整合，加大了解决自身生存、经济发展和环境保育三者间诸多矛盾的力度。
举例的话，就拿那些环境问题好了。
比如，全球气候变暖。
4、简述环境生态学的学科任务。
（P16）答：研究生物圈系统和各支持系统在人类活动干扰下的演变过程、相互作用的机制和规律以及变化效应及危害，寻求受损生态系统和环境要素修复或重建的各种生态学措施。
5、举例说明你所熟悉的某个环境问题，并从生态学的视野阐述其危害作用过程、基本特征及你所思考的解决对策。
全球气候变暖，由于人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳等多种温室气体，由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。
全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上生等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。
解决对策，从衣、食、住、行等方面考虑第二章生物与环境3、你对生物多样性的生态学意义是如何理解的？维持平衡4、简述光的生态作用及生物的适应。
（一）光强的生态作用与生物的适应①光强对生物生长发育和形态建成的作用光照强度与植物细胞的增长和分化、体积的增长和质量的增加关系密切；光还能促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例。
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2、适度干扰与恢复重建
适度干扰理论是由T.W. Connell等提出来的， 它是指中等的程度的干扰水平能维持较多的 生物多样性。
理由是：
1. 在一次干扰后少数先锋种入侵缺口，如果干 扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，因 而多样性下降；
2. 如果干扰间隔很长，使演替过程能发展到顶 级期，多样性也不很高；
1.1 学科形成简介
• 1864年，Mash在《人与自然》一书中提出 “英国合理利用森林资源，可使土壤侵蚀和 水土流失减少”。这被认为是生态系统管理 的萌芽。
• 1969年以后，生态学进入新的发展阶段，自 然资源开始注重多用途和持续产量问题。
• 1970年，Likens提出森林管理方法可能影响 生态系统的功能。
1.2 生态系统管理定义
• 是指在充分认识生态系统整体性和复杂 性的前提下，以持续地获得期望的物质 产品、生态及社会效益为目标，并依据 对关键生态过程和重要生态因子的长期 监测的结果而进行的管理活动（廖利平、 赵士洞，1999）。
• 还有Overbay，1992；美国生态学会， 1996；Christensen，1996；Dale et al， 1999等也提出了人们较认可的定义。
限制因子； 6. 确定影响生态系统管理的政策、法律和法规； 7. 选择和利用生态系统管理的工具与技术。
2.3 生态系统管理的主要途径与技术
目前，生态系统管理途径正处于探索阶段，人们试图 从以下几个方面实现生态系统管理：
1、生态风险评估
生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学知识， 定量确定环境危害对人类负效应的概率及其强度的 过程。
§2 生态系统管理的内容及途径
2.1 生态系统管理的数据基础
生态系统管理成功，数据的采集、性质、处理、 存储和取舍至关重要。
1. 植物个体及种群层次； 2. 群落及生态系统层次； 3. 景观层次； 4. 生物圈层次 5. 数据-信息-理论不但对今天的管理者制定决
策重要，而且为未来的决策制定者提供依据。
• 1988年，Agee和Johnson出版了生态系统 管理的第一本专著，之后又有数本关于生态 系统管理的专著问世（Slocombe，1993； Gordon，1994；Vogt等，1997）。这些 专著中都阐明了资源开发与环境保护关系问 ，以此来获得社会、经济、生态效益的统 一。自此，生态系统的基本框架形成。
目标：通过资源的综合利用、替代 作用、多次利用以及节能、省料、 节水等方式，实现合理利用资源、 减缓资源耗竭。
主要途径（段宁，尹荣楼 1995）：
1. 用无污染、少污染的产品替代毒性大、污染 重的产品；
2. 使用无污染、少污染的能源和原材料；
3. 选择消耗少、效率高、无污染、少污染的工 艺设备；
4. 最大限度利用能源和原材料，实现物料最大 限度的场内循环；
目的：为生态环境和生态系统的保护和管理提供决策 依据。
风险管理：是指对生态风险评估的结果采取的对策与 行动，是一个决策过程，又称为风险控制。
风险源评估
效应评估
效应的风险（概率）
风险特征化
其他方面的考虑
减小风险
效应水平
风险管理
需要更多的实验、 测定或研究
接受风险
风险管理图示（Suter II，1993）
5. 对少量的、必须排放的污染物采用低费用、 高效率的净化设备和三废综合利用措施进行 最终的处理、处置。
3. 只有中等干扰程度使多样性维持最高的水平， 它允许更多的物种入侵和定居。
受损生态系统恢复的两种模式（参改Patt 1977）
没有超负荷
自然恢复过程
生态系统
消除压力
恢复
超负荷，不可逆 转的
人工措施和自然恢 复过程
3、清洁生产
清洁生产又叫“无公害工艺”、 “无污染生产”、“废料减量化” 等。简单地说是无废物少污染的 生产。
• 1972年，Abrahamsen提出人类活动导致生 态系统的退化，开始注意到传统的资源管理 方法并没有起到预期的效果。
• 20世纪80年代后，关于生态系统和管理方面 的论文大量出现，生态学开始注重长期定位、 大尺度和网络研究， 生态系统管理与保护生 态学、生态系统健康、生态整体性与恢复生 态学相互促进和发展。
6. 生态系统管理的时间和空间尺度应于管理目标相 适应。
1.4 生态系统管理的基本原则 • 生态系统管理的重要原则是人类在生态系统
中的被管理者和管理实施者的双重性原则。 • 生态系统应遵循的原则还有：
1. 整体性原则； 2. 动态性原则； 3. 再生性原则； 4. 循环利用原则； 5. 平衡性原则； 6. 多样性原则。
产生潜在的错误。
2.2 生态系统管理要素
目前，人们管理时主要考虑以下要素 1. 根据管理的对象确定生态系统管理的定义，该定义
必须把人类及其价值取向整合进生态系统； 2. 确定明确的、可操作的目标； 3. 确定生态系统管理的时间和空间尺度； 4. 收集适量数据，理解生态系统的复杂性和相互作用，
提出合理的生态模式； 5. 监测并识别生态系统内部的动态特征，确定生态学
第九章
生态系统管理
§1 生态系统管理的内涵
人类社会的可持续发展归根结底是一 个生态系统管理问题， 即如何利用 生态学、经济学、社会学和管理学 的有关原理，对各种资源进行合理 管理，实现可持续发展。 包括科 学研究和行政管理。生态系统管理 已成合理利用自然资源和保持生态 系统健康最有效的途径。实现可持 续发展的手段和重要途径。
生态系统管理的数据管理者常常遇到的问题：
1. 采集的大量数据未被有效利用；
2. 错误数据被采用； 3. 科学的管理数据的半衰期很短； 4. 信息被存储而原始的数据却没有； 5. 在某一地理水平上采集的数据被用来在其他
水平上得出结论； 6. 科学信息交流方法落后； 7. 数据管理者和存储者由于管理和存储方式而
1.3 生态系统管理内涵
1. 要求将生态学和社会科学知识和技术，以及人类 自身和社会价值整合到生态系统的管理活动中；
2. 管理的对象主要是受自然和人类干扰的系统； 3. 管理效果可用生物多样性和生产力潜力来衡量； 4. 要求科学家与管理者确定退化的阈值及退化根源，
并在退化前采取措施；
5. 要求利用科学知识做出最小损害生态系统整体性 的管理选择；