资源与环境保护概论第2章 生态学基础

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环境学导论第二章生态学基础

环境学导论第二章生态学基础
在一个生态系统中,食物关系往往很复 杂,各种食物链互相交错,形成食物网。
食物链越复杂,生态系统越稳定
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按照生物间的相互关系,一般可把食物链分 为:
(1)捕食性食物链:即由一些以其他动物为 食的动物构成的食物链。
(2)碎食性食物链:是由一些食碎屑生物构 成的。
(3)寄生性食物链:是由一些寄生性生物构 成的。
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生产者 (绿色植物)
环境 (土壤、空气、水)
消费者 (动物)
还原(分解)者 (细菌、真菌)
生态系统营养结构模式图
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(5)食物链及营养级
(a)食物链和食物网 所谓食物链,就是一种生物以另一种
生物为食,彼此形成一个以食物连接起来 的链锁关系。 n例如:浮游植物—浮游动物—小鱼—大鱼
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(4)生态系统的结构
构成生态系统的各组成部分,各种生物的种类、数量和空间配置, 在一定时期内均处于相对稳定的状态,使生态系统能够各自保持一个 相对稳定的结构。主要有形态结构和营养结构。
(a)形态结构(即为群落结构):生物的种类、种群数量、种的 空间配置(水平分布、垂直分布)、种的时间变化(发育、季相)。
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群落结构包括垂直结构和水平结构、时间结构和季相 结构。
垂直结构
群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态,其最显著的特征是
成层现象,即在垂直方向分成许多层次的现象。
群落的成层性包括地上成层和地下成层。层的分化主要决定于植物
的生活型,生活型不同,植物在空中占居的高度以及在土壤中到达的深
量减少,而温室效应又促进了蒸发,蒸发量的变化又导致 了全球范围内降水量的变化,引起气候的异常变化。

环境生态学基础

环境生态学基础

2.3.2森林和草原植被减少
历史上,地球森林广阔,但到1985年,全世界森林面积仅为41.47亿 km2。目前,地球森林面积的覆盖率约为27%。
我国占世界森林面积的3%~4%。中国森林减少与破坏的现象曾 经比较严重,森林覆盖率从1949年的13%曾一度下降到11.5%。20 世纪的最后十几年,我国采取了天然林资源保护工程、防护林体系 建设工程、退耕还林工程等措施。到2001年底,我国森林面积15 900万km2,森林覆盖率为16. 55%,仍比世界平均水平低10. 45个百 分点;人均占有森林面积为0.128km2,相当于世界人均森林面积的 1/5。我国天然草原的面积每年减少约0.17%,90%存在不同程度的 退化。其中“三化”(退化、沙化、碱化)草原面积已达34. 4%, 并且每年还以200万km2的速度增加。
按照它的结构和对外界进行物质与能量交换的关系,再分为闭环系 统和开环系统。
2.1.2生态平衡
在每个生态系统中,都具有由一定生物群体和生物栖居的介质所 组成的结构,并进行着物质流动和能量交换。在一定的时间和相对 稳定条件下,生态系统各部分的结构与功能处于相互适应与协调的 动态平衡之中,即通常我们所说的生态平衡。
生态平衡实际上包括三个方面,这就是结构上的平衡,功能上的平 衡,以及输出和输入物质在质量上的平衡。
2.1.3生态系统与环境的关系
组成一个生态系统的生命系统和环境系统中的各种因素,基本上是 协调的。加进来一个新的因素,或者减少某个重要成分,使物质和 能量的输出与输入发生变化,或超过一定的限度,就可能使生态系 统的平衡遭到破坏。因而,改变生态系统结构,无论出于提高农林 牧渔的生产力,或是在某种地理环境中建设工厂,都必须充分了解 该地区的生态地理环境特点,根据当地生态地理所具有的特殊规律 采取措施。

第二章生态学基础

第二章生态学基础

? 群栖的鹭科水鸟——小白鹭作为指示生物,来评 估中国和巴基斯坦境内湿地污染水平及其影响
? 生物评价: 是指用生物学方 法按一定标准对一定范围 内的环境质量进行评定和 预测。
? 通常采用的方法 :
? 指示生物法 ? 生物指数法 ? 种类多样性指数法等
2. 对污染环境的生物净化
构成形式是:植物→ 食草动物 →食肉动物, 如在草原上: 牧草→ 羊→ 狼
?腐食食物链( detrital food chain ):又称碎屑食物链
动植物残体→ 腐食性动物 →肉食性动物 →顶级肉食动物
? 寄生型食物链:
植物 →动物 →寄生物 →更小的寄生物 如:牧草 →黄鼠 →跳蚤 →鼠疫病菌
? 食物链的特征
海洋生态系统 〈2〉陆地生态系统:荒漠生态系统
草原生态系统 森林生态系统
? 按人为干预的程度划分为:
〈1〉自然生态系统 〈2〉半自然生态系统 〈3〉人工生态系统
3. 生态系统的组成
六大组成成分
? 无机物 ? 有机化合物 ? 气候因素 ? 生产者
(producer) ? 消费者
(consumer) ? 分解者
4. 生态系统的结构 ?
生产者




营养分
分解者

§2-3 生态系统的功能
1. 食物链(网)
“ ” 螳螂捕蝉,黄雀在后 ( 据周立志)
植物
蝉 (初级消费者)
螳螂 (二级消费者)
黄雀 (三级消费者)
鹰 (四级消费者)
(顶极食肉动物)
?食物链的类型
? 捕食性食物链( grazing food chain ):
(还原者) (decomposer)

第二章 理论生态学基础

第二章 理论生态学基础

本章结束!
第二章 理论生态学基础
• 2.1 生态恢复概述 • 恢复restoration:
是指受损状态恢复到未被损害前的完 善状态的行为,是完全意义上的恢复,包 括“完美”和“健康”的含义。
恢复restoration
• 修复rehabilitation:把一个事物恢复到先前 的状态的行为,主要指退化状态的改良, 包括完美状态。Replace a degraded ecosystem with another productive type using a few or many species
2.10生物多样性在生态恢复中的作用
在恢复项目的管理过程中
首先要考虑ห้องสมุดไป่ตู้物控制 A、对极度退化的生态系统,主要是抚育和管理, B、对中度退化的生态系统和部分恢复的生态系统
则要加强病虫害控制 然后考虑建立共生关系及生态系统演替过程中物种替 代问题
在恢复项目评估过程中
可与自然生态系统相对照,从遗传、物种和生态系统 水平进行评估,最好是同时考虑景观层次的问题
生态系统的结构理论
– 物种结构、时空结构、营养结构 – 合理生态系统结构
• 从时空结构角度,应充分利用光、热、水、土资源, 提高光能利用率
• 从营养结构角度,应实现生物物质和能量的多级利用 与转化,形成一个高效的,无“废物”的系统。
• 从物种结构上,提倡物种多样性,以利于系统的稳定 和持续发展。
2.2 生态恢复的理论基础
– 火烧迹地-杂草-桦树期-山杨期-云杉期(需几十 年)。
– 弃耕地-杂草期-优势草期-灌木期-乔木期。 – 群落演替可通过人为手段调控,改变演替速度
或演替方向。
水杨
杞木
云杉

环保概论2(生态与环保)

环保概论2(生态与环保)

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图 生态系统示意图 (Ⅰ.非生物的物质 Ⅱ.生产者Ⅲ.消费者Ⅳ.分解者)
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2)生态系统的组成
任何一个生态系统通常由生物与非生物环境组成
生物部分:
生产者--绿色植物,包括单细胞藻类 消费者--主要指动物包括寄生的菌类 (一级、二级、三级消费者) 分解者--具分解有机物能力的微生物 包括有机碎屑为食的动物, 如:白蚁 蚯蚓
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温带草原生态系统的食物链示意图
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3)生物圈是地球上最大的生态系统
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3、生态系统的功能
地球上生命的存在与发展完全依賴于生态 系统的能量流動、物质循环和信息交換,三者 不可分割,紧密结合为一个整体,成为生态系 统的動力中心。
能量流动、物质循环和信息联系是一切生
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Ⅰ.非生物部分 (生 命 支 持 系 统 ) CO 2、 H 2O 、 O 2、 N 2等 物 质 代 谢 原 料 无 机 盐 (矿 物 质 原 料 )
生态系统
1.非生物环境 能 源 —— 太 阳 能 、 其 他 能 源 气 候 —— 光 照 、 温 度 、 降 水 、 风 等 基 质 和 介 质 —— 岩 石 、 土 壤 、 水 、 空 气 等
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生产者
消费者
土壤营养库
分解者
物质循环 能量流动
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说明: 消费者之间可以构成食物链,其中各环节称作营 养级,一般生产者为第一营养级,一级消费者为第二 营养级……通常4~5级,各级间能量利用率约为10%。
一切生物均经光合作用储存能量; 缩短食物链可以提高能量利用率; 食物链长,说明生活富裕: 亚洲:粮食 人 欧洲:粮食 牲畜 人 猪多 肥多 粮食多 是颠倒的食物链。

第二章 生态学基本原理及其在环境保护中的应用

第二章 生态学基本原理及其在环境保护中的应用

生态平衡应包括以下三个方面:
(1)功能上的平衡:构成系统的各要素之间关系协 调,从而能保持其正常功能。 (2)结构上的平衡:系统结构不易发生不可逆变化。 (3)输入与输出物质数量上的平衡:能量和物质的 输入与输出接近相等,其生产、消费和分解过程 都处于相对平衡状态,生物的种类和数量保持相 对的稳定,生态系统这时的结构、功能及物质流、 能量流,都处于相对稳定状态。
(二)生态系统的组成
生态系统结构的一般性模型
(三)生态系统的功能
生态系统的功能包括生态系 统的能量流动、物质循环和
信息传递。
生态金字塔
• 营养级从低级以高级,其个体数目、生物量与 能量的分布,形成了底宽而顶尖的金字塔,称 为生态金字塔。 • 据美国生态学家林德曼研究,平均每个营养级 的转化效率约为10%,这就是著名的“金字塔 定律”,亦称“十分之一定律”。 • 金字塔有三种形式:(1)数量金字塔:表示在 一定时间和空间内,各营养级之间的生物数量 关系,以生物个体数目来表示。(常常会发生 倒置)。(2)生物量金字塔:表示各营养级之 间的生物重量关系,以“干重/单位面积/年”表 示。(陆地生态系统中不会发生倒置,但在热 带海洋中会发生倒置。(3)能量金字塔:表示 各营养级之间能量配置关系,以“kj/ m2*年” 表示(永远不会发生倒置)。
本章结束, 谢谢大家!
第三,生态系统的平衡、稳定或健康发展是关系到整个 生物界,同时也包括人类本身,是与每一个人息息相 关的。尊重生态系统发展的规律,维护自然生态系统 发展演化的规律就是人类应该做的,也是人类对于生 态系统的最伟大的贡献。
要做到人类与自然协调发展, 人类应特别注意的是:
• 第一,合理开发与利用自然资源,保持 生态平衡。
生态平衡与五大环境问题的关系

第二章环境生态学(精品)

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引言
Á 面临不断恶化的生存环境生态和资源的匮 乏,人类清醒地认识到必须走可持续发展 的道路。环境生态学运用生态学理论,阐 明人与环境间的相互关系及解决环境问题 的生态途径。生态工程孕育而生!其目的 就是在促进自然界良性循环的前提下,充 分发挥资源的生产能力,防治环境污染, 达到经济效益与生态效益的同步发展。
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1.3 生态平衡
生态平衡
如果某生态系统各组成成分在较长时间内保持 相对协调,物质和能量的输入和输出接近相 等,结构和功能处于稳定状态,在外来干扰 下,能通过自我调节恢复到最初的稳定状态, 则这种状态可称为生态平衡。
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生态平衡特点
Á 结构上的平衡 Á 功能上的平衡 Á 数量上的平衡 Á 相对平衡 Á 动态平衡
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盐分积聚的危害足以严重到使作物枯萎而死。 在有些地区,经多年沉积,盐分多到可以看见白色 表层。这种土地往往不得不废弃,最后变为沙漠。 不幸的是,这个问题在耕地稀少、人口众多而需要 大量粮食的地区最为严重。
在伊拉克,有一半水灌地受盐渍化影响,在埃 及和巴基斯坦,则有三分之一以上的水灌地受到影 响。盐渍化在美国、中国、秘鲁、西班牙和澳大利 亚等国的部分地区也成为日益严重的问题。
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美国尘暴
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尘暴使美国中西部大批农民倾家荡产
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问题的严重性促使州和联邦政府 行动起来,他们设法将水引入焦干的 田地,恢复草地,以及鼓励农民采取 负责和前瞻性的耕作方式,于是尘暴 地区逐渐恢复了生机。
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保护草地资源
Á 加强草地资源的管理 Á 重视和发展草地产业 Á 加快草地的治理和建设 Á 预防草原灾害
树种
时间min
树种
时间min
黑胡桃
0.08~5

环境科学导论-第2章

ecological system)
4.按生态系统大环境条件的不同
➢ 陆地生态系统(Terrestrial ecological system) ➢ 水生生态系统(Aquatic ecological system )
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环境科学导论
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第2章 生态学基础
2.2.4生态系统结构
生态学是研究生物之间、生物与环境之间相互关系及其作 用机理的科学。生态学定义反映出了该学科最基本的特点,即 生物是具有适应能力的,环境是复杂变化的统一系统。
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第2章 生态学基础
2.1.2生态学研究对象
生态学研究的对象包括生物分子、个体、种群、群落、生态系统直到生物 圈。生态学涉及的环境从无机环境,生物环境到人与人类社会,以及由人类活 动所导致的环境问题。
(3)生态系统(Ecosystem):生态系统是任何一个生物群落与周围非生物环境的综合体,是自 然界一定空间内的生物与环境之间相互作用、相互制约、不断演变而达到动态平衡的相对稳定的统 一体。
(4)生物圈(Ecosphere):生物圈是地球表面全部有机体及与之发生作用的物理环境的总称。
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NPP=GPP−R
(2-2)
➢ 次级生产(Secondary production)
Ps=C−Fu−R
(2-3)
Ps为次级生产量;C为摄入的能量,Fu为排泄物中的能量;R为呼吸所消耗的能量。
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第2章 生态学基础
2.能量流动(Energy flow)
生态系统的能量流动有以下四个基本模式,如见图2-5所示。

环境学概论:第二章 生态系统生态学

(一)空间结构
自然生态系统一般都有分层现象,成层结构 是自然选择的结果,它显著提高了植物利用环境 资源的能力。
如水域生态系统: 大量的浮游植物聚集于水的表层; 浮游动物和鱼、虾等多生活在水中; 底层沉积污泥层中有大量细菌等微生物。
(二)时间结构
生态系统的结构和外貌会随时间不同而 变化,这反应出生态系统在时间上的动态。
分解者在生态系统中的作用是极为 重要的,如果没有它们,动植物尸体将 会堆积成灾,物质不能循环,生态系统 将毁灭。
二、生态系统的物种结构
(一)物种结构
关键种 冗余种
一些对其他物种具有不成比例影响的物 种,在维护生物多样性和生态系统稳定 方面起着重要作用。如果它们消失或削 弱,整个生态系统就可能要发生根本性 的变化,这样的物种称为关键种。
① 太阳的辐射能以光能的形式输人生态系统 后,通过光合作用被植物所固定,但不能 再以光能的形式返回;
消费者
消费者是不能用无机物制造有机物的 生物,它们直接或间接地依赖于生产者所 制造的有机物质,是异养生物。
消费者在生态系统中起着重要的作用, 它不仅对初级生产物起着加工、再生产的 作用,而且对其他生物的生存、繁衍起着 积极作用。
分解者
分解者都属于异养生物,这些异养 生物在生态系统中连续地进行着分解作 用,把复杂的有机物质逐步分解为简单 的有机物,最终以无机物的形式回归到 环境中。
非生物部分 生物 部分
非生物成分 物质代谢成分 生产者
消费者 分解者
生产者
生产者是能用简单的无机物制造有机 物的自养生物,包括所有的绿色植物和某 些细菌,是生态系统中最基础的成分。
生产者通过光合作用不仅为本身的生 存、生长和繁殖提供营养物质和能量,而 且它所制造的有机物也是消费者和分解者 唯一的能量来源。生产者是生态系统中最 基本和最关键的成分。

第二章生态学基础知识


种群
群落
生态系统
(二)生态系统的组成
生产者:主要是绿色植物,凡能进行光合作用制造有 机物的植物种类,包括单细胞藻类,均属于生产者。
消费者:主要是动物,又分为一级消费者(如草食性 动物);二级消费者(如肉食动物);……等等。
分解者:指各种具有分解能力的微生物,也包括一 些微型动物,如鞭毛虫,土壤线虫等。

关于耐性定律的补充说明
1 ) 生物可能对某一因子耐受范围很宽,而对另一生态因子又很 窄。 2)对很多生态因子耐受范围都很广的生物,其分布一般很广。 3)当某一生态因子不是处于最适状态时,对其它因子的适应 性可能随之下降。 4)在自然界生物并不在某一特定生态因子最适合的地方生活, 而往往在很不适合的地方生活,在这种情况下,一定有其它 的生态因子起决定作用。 5)生物的耐受限度因生长发育阶段、环境条件的不同而变化。 繁殖期通常是一个临界期,此期间生态因子最可能起限制作 用,因此植物在种子萌发与开花结实阶段,往往对生态因子 的要求比较严格。

3.限制因子limiting factors
(1)限制因子limiting factors:在诸多 生态因子中,使植物的生长发育受到限 制,甚至死亡的因子。 即:对生物正常生存和成功繁殖有限制 作用的关键性因子就是限制因子。 任何一个环境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。
第四节生态系统
(一)生态系统的概念 生物种群(Population):一个生物物种在一定
的范围内所有个体的总和。 生物群落(Community):在一定自然区域的 环境条件下,许多不同种的生物相互依存,构 成了有着密切关系的群体。 生态系统(Ecosystem):生物群落与其周围非 生物环境的综合体。也即生命系统和环境系统 在特定空间的组合。
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