我国生态学研究的主要课题
李文华院士讲义-生态学的回顾与展望0611302
二、现代生态学研究 的领域及特点
现代生态学研究的特点
生态学在研究社会问题中重新定位
研究的对象不断拓宽
研究对象从自然生态系统向人工生态系统发展、 从单一生态系统向复合生态系统发展
学科之间综合、融汇与新分支学科不断产生
从研究系统的结构、到研究功能和过程
从局部孤立的研究向整体网络化研究发展
千年生态系统评估（MA）
2001.6启动，为期四年，1300学者，95个国家 目标：满足决策者对生态系统与人类福芷之间 相互联系方面科学信息的要求 《生物多样性公约》、《防治荒漠化公约》、 《湿地公约》、《迁徙物种公约》 内容：现状和变化；对人类的影响；对策 科学评估为《全球环境展望》、《世界资源报 告》、《人类发展报告》和《世界发展报告》 提供基础
《只有一个地球》 《只有一个地球》 1972年 人类环境宣言 人类环境宣言 斯德哥尔摩 1987年
《我们共同的未来》
199பைடு நூலகம்年 里约热内卢 2002年 约翰内斯堡
21世纪议程
Rio+10
IBP MAB IGBP MA
标志生态科学进展的 几项国际研究计划
60年代
国际生物学计划 IBP 人与生物圈计划 MAB 国际地圈生物圈 计划IGBP
Conservation
Restoration
Effect Function
SPARC GEWEX
世界气候计划
Monitoring
生物多样性
Inventory
LUCC
生态学
水文学计划
IDGEC IT
CLIC GCTE GAIM BAHC START
生态学中的尺度及尺度转换方法
生 态 学 报 A CTA ECOLO G ICA S IN ICA
V o l. 21, N o. 12 D ec. , 2001
生态学中的尺度及尺度转换方法
吕一河, 傅伯杰
(中国科学院生态环境研究中心 系统生态开放研究室, 北京 100085)
摘要: 尺度作为生态学的重要范式, 已经引起了广泛重视, 但对尺度问题的研究还不够成熟。 尺度具有多维性特点, 即功 能尺度、空间尺度、时间尺度等, 但生态学研究的重点是空间和时间尺度。并且时空尺度还具有复杂性、变异性特征。尺度 研究的根本目的在于通过适宜的空间和时间尺度来揭示和把握复杂的生态学规律。为此, 科学有效的尺度选择和尺度转 换方法不可或缺。 常见的尺度转换方法有图示法、回归分析、变异函数、自相关分析、谱分析、分形和小波变换, 同时遥感 和地理信息系统技术在尺度研究中也发挥着重要作用。结合实例对上述方法进行了分析和论述, 认为各种方法都有其内 在的优势和不足, 新方法的引入和应用对于尺度转换方法体系的充实和完善非常重要。 有关尺度的研究将进一步加强, 研究的重点是尺度变异性、不同尺度间的相互作用机制以及尺度转换方法等。 关键词: 生态学; 尺度; 尺度转换
T he eco log ica l en tities and p rocesses a re sub ject to the con stra in ts from the eco log ica l sca les rela ted. T here a re con stra in ts and th resho ld s on each sca le. T he resu lts of sca ling a re d ifficu lt to understand ac2 co rd ing to the cla ssica l h iera rchy theo ry. T here a re exchanges of m a teria l, energy and info rm a tion am ong va riou s sca les. Sca ling, includ ing sca ling2up and sca ling2dow n, can be ca rried th rough by the con tro l of
网络教育学院专升本课程(练习库参考)环境科学(保护)概论
1、评价项目周围地表特征可分为（）。
•A、平原和复杂地形两类•B、平原、沿海和复杂地形三类•C、平原、高原、盆地、山地、丘陵五类••A、1•B、10•C、100••A、化学性质•B、物理性质•C、物理化学性质•4、下列不属于生态系统功能的是( )。
•A、能量流动•B、物质循环•C、生态演替•5、确认环境是否已被污染的根据是（）•A、环保方法标准•B、污染物排放标准•C、环境质量标准•D、环境基准6、利用声波在多孔性吸声中传播时，因摩擦将声能转化为热能而散发掉，从而达到消声的目的的一类消声器是（）。
•A、阻性消声器•B、抗性消声器•C、阻抗复合式消声器•7、沉淀池由（）个功能区组成。
•A、2•B、3•C、4•8、生态学研究的中心课题是（）。
•A、生态系统•B、生物圈•C、食物链•9、早在1957年就有学者（）对中国政府提出应该实行计划生育，以控制人口剧烈增长。
•A、马尔萨斯•B、马寅初•C、彭佩云••A、环境影响报告书•B、环境影响报告表•C、环境影响分析表•11、以下处理方法中不属于废（污）水深度处理的是（）。
•A、吸附•B、离子交换•C、沉淀•12、不属于环境概念范畴的是（）。
•A、大气•B、矿藏•C、野生动物•13、当前国际社会最为关注的全球性大气环境问题主要是（）。
•A、温室气体增多、可能导致全球变暖、臭氧层遭破坏和酸雨•B、大气污染、水体污染、固体废弃物污染•C、人口增多、资源枯竭、森林锐减••A、厌氧塘•B、好氧塘•C、活性污泥法•15、下面那个属于大气气态颗粒污染物。
（）•A、粉尘•B、飞灰•C、雾•16、光化学烟雾属于二次污染，其形成的二次污染物不包括( )。
•A、臭氧•B、NO•C、过氧乙酰硝酸酯•17、沉砂池的功能是从污水中分离（）较大的无机颗粒。
•A、比重•B、重量•C、颗粒直径•18、颗粒在初沉池初期沉淀是（）。
•A、自由沉淀•B、絮凝沉淀•C、拥挤沉淀••A、鼓风曝气•B、机械曝气•C、射流曝气•20、滤料的接触吸附是过滤的机理之一，不属于这一机理的是（）。
基于生态学原理的水生态修复技术及效果研究
基于生态学原理的水生态修复技术及效果研究水生态系统的保护与修复已成为当前生态环境治理的重要课题。
随着经济的发展和人口的增加，水污染问题愈发严重。
为了保护和修复水生态系统，人们积极探索研究基于生态学原理的水生态修复技术。
本文将介绍几种常见的水生态修复技术，并分析这些技术在不同水域环境中的应用效果。
一、湿地修复技术湿地是一个重要的生态系统，不仅具有净化水质、保持水源、保护生物多样性等功能，还能固定沉积物和养分，减缓洪水威胁。
湿地修复技术主要包括人工湿地和天然湿地恢复。
人工湿地采用人工构建的方法，模拟天然湿地的生态功能，通过湿地植被和微生物代谢等作用降解和吸附水中的有机物和无机物质。
天然湿地恢复则是通过蓄水、沉淀泥沙和培育湿地植被等方式使湿地重新恢复自然状态。
研究表明，湿地修复技术在水生态系统的修复中具有较好的效果。
二、人工渗漏堤修复技术人工渗漏堤修复技术是一种修复河流水生态系统的有效方法。
通过在河岸上开凿槽道，使地下湿地与河流相连，形成了自然的河道系统。
采用这种方法，可以提供更多的栖息地和滋养涵养水的功能。
此外，人工渗漏堤还能提高水流的平衡性，减少河道水流的冲击，稳定河岸，降低水污染的风险。
这种修复技术可以提高水生物的存活率，增加水生物多样性，进一步改善水生态系统的健康状况。
三、植物修复技术植物修复技术是一种使用适应性较强的植物来吸收和提取有害物质或改变环境中的有害因素的方法。
这些植物被称为修复植物，其根系具有可吸收和富集金属离子、有机物质和营养物质的能力。
植物修复技术在水生态系统的修复中被广泛应用，如用于河流污染的浮萍修复、湖泊底泥中重金属的富集修复等。
植物修复技术的优势在于操作简单、成本较低，且对生态系统的干扰较小。
四、生物多样性修复技术生物多样性修复技术旨在促进和恢复水生态系统中的物种多样性。
物种多样性对于水生态系统的稳定性和功能具有重要影响，因此，通过生物多样性修复技术可以提高水生态系统的抗干扰能力和稳定性。
生态学研究生态学研究的概念生态学研究是一种描述性
图4-1 出生缺陷数（直方图）与一年前供应给Birmingham 地区的反映停量（线图）的关系
二、生态学研的种类
1．探索性研究 探索性研究是生态学研究中最简单的一种方 法。观察在几个区域组(生态学分析单位)中疾病 率的分布差异，从差异中找出规律性的东西，从 而提出病因假设。
2．多组的比较研究 多组的比较研究是观察若干人群组中暴露 特征和疾病率之间的关系。
2．从整体角度提供病因线索 当我们对某种疾病或健康状态的原因不甚 了解时，生态学比较研究可以从群体的角度提 供病因线索。
3．应用于疾病监测和疫情预测 经常性的疾病监测可使用生态学研究方 法。对疾病的动态趋势作出估计，对疫情作出 预测。 4．评价干预规划对群体疾病或健康状态的影 响。
生态学研究的主要目的是提出和检验病因 学假设，或用于评价干预试验效果。 生态学研究只能是一种粗线条的描述性研 究。
例如20世纪50年代末发生在欧洲一些国 家的短肢畸形病例与反应停药物销售情况之间 的关系研究，就是一种生态学分析研究(见图 4—1)。LeckIM和MillarELM证实二者之间有 很强的相关关系。
3．时间趋势研究 时间趋势研究是指连续地观察暴露水平 的变化(或者给予干预措施)和一个人群组疾病 率变化之间的变动趋势。
三、生态学研究的应用 1、比较不同生态学单位的某种特征与疾病之 间的关系 当研究肿瘤和市区空气污染、水污染的关 系时，每个个体的摄人量难以有效地测量，此 时可以用生态学研究，比较不同环境、不同地 区的空气、水污染指标的差异与肿瘤的关系。
第三节生态学研究生态学研究是一种描述性研究它是从群体水平上研究因素与疾病或健康之间的关系它不是以个体为分析单位而是以集合群体为一个生态学分析单位是研究不同的生态学分析单位的暴露特征与疾病或健康状态发生频率之间的关系
葛之葳景观生态学-资料
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二、 斑块的规模效应（1）
大斑块：保护水质、发育河流网络、内 部生境、核心生境、种源、小生境、保持自 然干扰、缓冲能力强。
小斑块：中继站、边缘生境、降低捕食几率、 提供特定小生境、保护小型物种与生境
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几个有关概念
*景观结构(landscape structure)：景观组分的数量构成及空间组 合与分布特征，其中景观组分的空间结构特征又被称为景观格局 （landscape pattern）
*景观功能(landscape function)：景观对自身内部及其他相关生命 系统生存和发展所能提供的支撑作用；
景观中的边界具有不同的功能（生态流障碍、管 理界限、环境变化的急变区等）人类是边缘种，并 且经常通过各种活动创造更多的边界（景观碎裂 化）。
边界问题研究通常包括：边界结构、调控机制、 边界功能以及边界动态。
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三、 边界与边缘（2）：1类型与突变程度
★边界的形成机制：
1）自然环境的镶嵌性特增，如土壤类型或地形等；
*景观动态(landscape dynamic)：景观在各种内外部驱动因素作用 下其结构和功能的时间变化过程与特征。
*景观组分(landscape elements)：构成景观的不同生态系统类型被 称为景观组分
*斑块（patch）：一个与周围环境不同的相对均质性非线性区域。
*廊道（corridor）：不同与两侧相邻土地的一种特殊的带状要素 类型。
4.景观生态学是一门发展历史不足百年的年轻学科 产生和发展来自人们对大尺度生态环境问题的日益重视； 其理论和方法主要来源于现代生态学和地理科学的发展。 景观生态学中的一些概念和理论还不成熟有争议待完善。
环境科学概论2第二章 生态系统
1、生物多样性及其保护； 2、全球变化生态学效应及其对策； 3、可持续发展。
2021/1/16
2021/1/16
1、生态系统 (ecosystem)的概念
生态系统的定义：
❖生态系统就是在一定的时间和空间内，生物 和非生物的成分之间，通过不断的物质循环 和能量流动而相互作用、相互依存的统一体， 构成一个生态学的功能复合体。
④俄国学派（前苏联学派）：植物（群落）与 地学结合。代表人物：B.H.Cykayeb
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（3）现代生态学阶段 （20世纪60年代至现在）
• 以人类生存环境为中心。
在研究层次上向宏观与微观两极发展； 研究手段更新； 研究范围的拓展，从纯自然现象研究，拓展到
自然—经济—社会复合系统的研究。
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相关概念
•种群（population） 种群是占据某一地区的 某个种的个体总和（Friederich，1930） •生物群落（biotic community） 是指在一定 地段或一定生境里各生物种群相互联系和相 互影响所构成的组合结构单元。
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2、生态系统(ecosystem)的结构
肉食物动物 二级肉食动物（大型肉食动物） 称
（能量传递）
(comsumers) (carnivores) 寄生者
杂食动物
三级肉食动物（顶极肉食动物）
生态系统的生物成分
在生态系统的生物中，按照它们获得能量的方式，可分为生产 者、消费者和分解者。
生产者主要指绿色植物，它们利用茎、叶吸收空气中的二氧 化碳，用根摄取土壤中的水份和矿物质，在阳光照射和一定温度 下，把无机物转化成淀粉、蛋白质、脂肪和维生素等有机物。通 过光合作用把太阳能转变为化学能，不仅供自身生长发育需要， 并为其它生物及人类提供食物和能量。
水文生态学研究综述
水文生态学研究综述近年来，随着环境问题的愈加严重，水资源的管理和保护成为了越来越重要的话题。
而水文生态学作为研究生态系统的水文过程和人类活动对水环境影响的交互作用的学科，日益受到关注和重视。
本文将综述水文生态学领域的研究进展和应用现状。
一、水文生态学的概念水文生态学（Hydroecology）是水文学与生态学的交叉学科，主要研究水文环境对生态过程的影响和生态系统对水文过程的反馈作用。
其中，水文环境包括了水文水资源、水文时间序列和水文空间分布等方面的信息，而生态过程则包括有机物质的生产和分解、能量传递、物质循环和群落的演替等。
二、水文生态学的研究内容水文生态学研究内容比较广泛，主要包括以下几个方面：1.生态系统对水文条件的响应。
研究生态系统对水文环境变化的反应机制，探讨各种生态系统不同等级的响应模式和反馈机制。
2.水文条件对生态系统的影响。
通过观测和模拟，探讨水文变化对生态系统能量、物质和群落数量的影响。
3.管控因素分析。
分析水文水资源变化的原因，探讨影响生态系统及水资源变化的自然因素和人为因素。
4.水文生态系统的模拟和预测。
基于水文生态系统基本理论和方法，运用数学模型和计算机模拟技术，描述和预测生态系统的水文过程。
5.水文生态保护技术的研究和应用。
通过研发相关技术手段，减轻生态系统的水文环境影响，维持生态系统的生态平衡。
三、水文生态学的现状与展望随着科学技术的飞速发展，水文生态学研究成果也在不断涌现。
在流域尺度上，以“清华流域研究”为代表的课题组全面阐述了流域水文生态过程的复杂性；在河流生态系统方面，依靠生物-物理耦合模型的建立，华南师范大学对广州珠江流域河流生态系统进行了深入研究，为生态系统脆弱性评估和生态修复提供了理论依据；在海岸带生态系统方面，韩国科学技术研究院则探讨了海岸带生态环境与海岸带的互动关系以及人类活动对海岸带的影响等一系列问题。
未来，随着全球气候变化的加速和人类活动的影响加剧，水文生态学研究具有更加广阔的发展前景。
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与现代人类社会工业化的高速度（月、年计）与高强度的利用与发展时
空尺度差距甚大，极不相匹配。常规的造林与营林方式和传统的草地轮
牧、休牧等手段不能从根本上改变天然林与草地的退化状况，更不能满
足人类社会对其生产力与生态功能极大增长的需求，我国的生态重建必
须采取超常规的、现代化工程的建设方式与强度，进行长远宏观规划和
• 生态区划以区域可持续发展为目标
• 根据遥感资料和野外生态调查，在区域社会经济条件分析 的基础上，分析不同区域单元的生态与环境特点及重要生 态与环境问题的空间特征，生态与环境敏感性，划分不同 等级和不同类型的生态区。确定不同地区生态承载力和产 业发展方向，制定适合当地发展的生态与环境保护的策略， 实现社会经济可持续发展。
• 关键研究内容：
① 主要生态系统类型的功能与效益的定位观测与 机理研究;
② 生态系统类型功能与效益价值化的经济模式与 核算方法;
③ 生态资产评估指标体系与量化手段;
④ 生态系统功能与效益价值化与国民经济结构体 系的整合研究。
⑤ 生态系统服务功能的价值化；
⑥ 区域不同生态服务功能的转化，生态价值平衡 法则；
包括如下主要内容：
• 生态评价的指标、方法和技术体系，建立技术导则。
• 各类重大项目涉及地区的环境容量和生态足迹的计算方法和 标准化技术；
• 各类经济开发和建设模式对区域生态系统影响的强度分类与 时空尺度识别技术。
Ⅰ.生态学研究的主要方向之三
3.生态系统恢复重建与优化管理
•由Βιβλιοθήκη 我国自然资源和生态与环境的数量不足加之质
跨越式发展的方式，最大限度地制止掠夺式和消耗式的利用和经营方式，
有效地保育好天然林，天然草地和天然湿地，发展先进技术与优良林草
品种支持的超常规方式，建立高生产力的速生丰产人工林，高产优质的
人工饲草地，高净化功能的人工湿地，以形成现代化高新技术木材与畜
牧业生产的生态—经济产业链；以扭转生态建设滞后与弱势状况。为此， 实施高效光合生产力生态工程建设势在必行。
量缺陷，依靠自然力恢复不能满足经济社会发展的基本要
求。必须贯彻自然恢复和人工建设相结合，以建设为主的
原则，大规模地开展退化生态系统的修复和重建。
•
为了实现生态系统恢复建设的目标，必须揭示不同生
态系统演替的规律，解决各类生态系统恢复的关键技术问
题
• 关键生态工程
•
由于生态系统自然恢复重建的时空尺度（数十至数百年）与强度，
我国生态学研究面临的主要课题
Ⅰ生态学研究的主要方向 Ⅱ生态学研究的前沿问题 Ⅲ我国生态学研究应解决的具体问题
Ⅰ.生态学研究的主要方向
1、生态区划与区域生态功能定位 2、生态系统过程、功能价值化与生态评估 3、生态系统恢复重建与优化管理 4、生物多样性保育
Ⅰ.生态学研究的主要方向之一
1、生态区划与区域生态功能定位
（3）重大项目的生态评估
•
生态与环境评估的策略将从以往的末端单项评价转向源头评价，从
微观发展为微观与宏观相结合、从局部发展到局部与整体相结合、从单
个要素发展到系统的综合性评价。集我国生态系统研究的重要成果建立
起科学的区域或流域开发与规划的生态评价技术体系。特别要集中力量
研究重大项目生态评价技术体系，基础理论以及研发相关的技术手段，
化学成分的调节与交换过程； 3）生态系统的气候与水文效应：蒸腾作用、水分的渗透与涵蓄、减少
蒸发与地表径流、对太阳辐射的反射、散射与光质变化、对温度与 湿度的调节、对风力的调节与形成垂直湍流的作用、对局地气候的 调节作用等； 4）生态系统的土壤形成与维持过程； 5）生物间相互作用
（2）自然资产价值化
• 3）根据各生态区内的资源和环境特点，进行生态功能定 位，明确各区域生态与环境保护与管理的主要内容，以及 资源开发、产业发展的优势条件与制约因素，对区域工农 业生产的发展方向提出建议
Ⅰ.生态学研究的主要方向之二
2.生态系统过程、功能价值化与生态评估
• （1）生态系统过程和功能：
1）形成初级生产力的光合作用及后续的食物网中的能量转化过程； 2）生态系统生物地球化学循环（碳循环、氮循环等）过程及其对大气
四、我国生态学研究面临的主要课题
• 生态系统是地球系统中唯一有生命的自然资产（living natural capital），它们所形成的陆地生态圈 （terrestrial ecosphere）是地球系统中最为进化和富于 生命力的圈层，是人类社会赖以生存与发展的第一生产力 基础。但是，在我国长期以来人类活动与自然不和谐相处 的历史中，生态系统发生了严重的退化，生态资产流失严 重，甚至是不可恢复的破坏。生态失衡已对我国社会可持 续发展构成极大威胁。
• 国际和国内在这方面研究的理论和方法尚在发展中，将面临一系 列科学问题和方法难点。
•
要在全面分析中国生态系统特点和归纳其各类功能与效益的基础
上，深入研究各类生态系统的结构与生态过程特征，系统测定其各种
功能流（能量、物资、效益等）的输入、储存与输出的量值及其时空
动态，按照一定的科学规则将其各种功能和效益定量折算货币化，使 生态系统的功能与效益的价值以货币的形式体现出来。这样，不仅可 为生态系统资源的有偿使用、生态资产消耗的纳税与补偿制度的建立， 以及生态建设成果的客观评价提供依据，从而加强我国的生态建设与 促进社会与经济的可持续发展，而且也将因开创一系列生态与经济结 合的、新的研究体系与方法而充实生态学与经济学的理论体系与实践。
• （3）内容
• 1）全国性的生态调查和生态系统评价：根据遥感资料和 野外生态调查，研究全国生态与环境的基本情况，评价生 态系统的状况和趋势，预测未来5年和15年经济发展和人 类活动对区域生态与环境的影响及可能引起的变化。
• 2）生态区划原则、依据、指标体系和方法研究，对比区 域间各生态系统特征和功能的相似性和差异性，进行全国 专题生态区划和综合生态区划。
（1）必要性
• 我国国土辽阔，自然条件各异，社会经济发展也很不平衡 • 进行全国性生态区划是制订区域发展规划、工农业生产布局
和区域环境综合整治的科学基础，是区域资源开发、灾害防 治的重要依据。 • 生态区划是我国继自然区划、农业区划之后，在生态与环境 保护方面的重大基础性研究工作。
• （2）主要目标、方法