生态学基础与可持续发展

1、第二章第二章 生态学基础与可持续发展生态学基础与可持续发展 第一节第一节 生态学的基本概念生态学的基本概念 第二节第二节 生态系统概述生态系统概述 第三节第三节 生态平衡与生态破坏生态平衡与生态破坏 第四节第四节 可持续发展概述可持续发展概述 第五节第五节 生态建设与可持续发展生态建设与可持续发展 第六节第六节 中国可持续发展的战略与对策中国可持续发展的战略与对策第一节第一节 生态学的基本概念生态学的基本概念一、生态学概述一、生态学概述1.1.生态学定义生态学定义1861866 6年德国生物学家年德国生物学家赫克尔赫克尔（HaeckelHaeckel）提出）提出生态学生态学名词，以表达生物同有

2、机和无机环境之名词，以表达生物同有机和无机环境之间的关系；间的关系；一般定义：一般定义：研究生物与周围环境之间相互关系研究生物与周围环境之间相互关系的科学。的科学。主要内容：主要内容：一、生态学概述一、生态学概述二、生态学的研究历史二、生态学的研究历史 2.2.生态学研究对象生态学研究对象传统的生态学要在有机体（传统的生态学要在有机体（OrganismOrganism）、种群）、种群（PopulationPopulation）、群落（）、群落（CommunityCommunity）和生态系统）和生态系统（EcosystemEcosystem）水平上探索生命系统的奥秘。）水平上探索生命系统的奥秘

3、。因此，生态学是以因此，生态学是以生物个体、种群、群落和生态系生物个体、种群、群落和生态系统甚至是生物圈统甚至是生物圈（BiosphereBiosphere）作为它的研究对）作为它的研究对象。象。 生态学的层次生态学的层次 分分 细细 组组 器器 个个 种种 群群 生生 生生 子子 胞胞 织织 官官 体体 群群 落落 态态 物物 系系 圈圈 统统3.3.生态学的分支生态学的分支 生命层次生命层次：分子（基因）、细胞、器官、个体、种：分子（基因）、细胞、器官、个体、种群、群落、生态系统、景观、生物圈生态学。群、群落、生态系统、景观、生物圈生态学。 生物分类生物分类：动物、植物、微生物、昆虫、鱼类

4、等。：动物、植物、微生物、昆虫、鱼类等。 栖所栖所：淡水、海洋、河口、陆地、森林、草地、荒：淡水、海洋、河口、陆地、森林、草地、荒漠等。漠等。 边缘科学边缘科学：数学生态学、化学生态学、进化生态学、：数学生态学、化学生态学、进化生态学、生理生态学、经济生态学、生态经济学、环境生态生理生态学、经济生态学、生态经济学、环境生态学；学； 应用生态学应用生态学：农业、渔业、污染生态学等。：农业、渔业、污染生态学等。古生态学古生态学 种群生态学种群生态学 气候生态学气候生态学 紫外辐射生态学紫外辐射生态学微生态学微生态学 个体生态学个体生态学 行为生态学行为生态学 人类文化生态学人类文化生态学生态哲学生

5、态哲学 系统生态学系统生态学 群落生态学群落生态学 极端环境生态学极端环境生态学生态美学生态美学 进化生态学进化生态学 放射生态学放射生态学 展望宏观生态学展望宏观生态学生态神学生态神学 生理生态学生理生态学 宇宙生态学宇宙生态学 高级生态工程学高级生态工程学生态法学生态法学 能量生态学能量生态学 空间生态学空间生态学 生物物理生态学生物物理生态学生态银行生态银行 物理生态学物理生态学 经济生态学经济生态学 集合种群生态学集合种群生态学生态旅游生态旅游 数学生态学数学生态学 社会生态学社会生态学 生态系统生态学生态系统生态学普通生态学普通生态学 地理生态学地理生态学 工业生态学工业生态学 自然

6、环境生态学自然环境生态学现代生态学现代生态学 城市生态学城市生态学 文艺生态学文艺生态学 社会环境生态学社会环境生态学应用生态学应用生态学 资源生态学资源生态学 教育生态学教育生态学 自然资源生态学自然资源生态学分子生态学分子生态学 化学生态学化学生态学 未来生态学未来生态学 野生生物生态学野生生物生态学附：现在的生态学已经有了附：现在的生态学已经有了100100多个分支：多个分支：陆地生态学陆地生态学 冻原生态学冻原生态学 全球生态学全球生态学 水生生物生态学水生生物生态学海洋生态学海洋生态学 理论生态学理论生态学 深层生态学深层生态学 植被数量生态学植被数量生态学草地生态学草地生态学 环境

7、生态学环境生态学 恢复生态学恢复生态学 植物种群生态学植物种群生态学河口生态学河口生态学 污染生态学污染生态学 重建生态学重建生态学 植物病理生态学植物病理生态学湿地生态学湿地生态学 藻类生态学藻类生态学 边际生态学边际生态学 粘虫生理生态学粘虫生理生态学湖沼生态学湖沼生态学 菌类生态学菌类生态学 生态遗传学生态遗传学 昆虫种群生态学昆虫种群生态学森林生态学森林生态学 昆虫生态学昆虫生态学 生态毒理学生态毒理学 寄生生物生态学寄生生物生态学园林生态学园林生态学 渔业生态学渔业生态学 生态伦理学生态伦理学 动物种群生态学动物种群生态学 景观生态学景观生态学 家畜生态学家畜生态学 生态工程学生态工

8、程学 热带鱼类生态学热带鱼类生态学淡水生态学淡水生态学 人类生态学人类生态学 生态文艺学生态文艺学 生态环境历史学生态环境历史学荒漠生态学荒漠生态学 口腔生态学口腔生态学 植物生态学植物生态学 半自然环境生态学半自然环境生态学热带生态学热带生态学 人口生态学人口生态学 动物生态学动物生态学 杉木人工林生态学杉木人工林生态学灾害生态学灾害生态学 火灾生态学火灾生态学 农药生态学农药生态学 结构与进化生态学结构与进化生态学二、生态学的研究历史二、生态学的研究历史理论上：理论上：概念上的提出概念上的提出论著的出版论著的出版学科的形成。学科的形成。时间上：时间上： 生态学萌芽时期（生态学萌芽时期（17

9、17世纪以前）世纪以前） 经典生态学发展时期（经典生态学发展时期（2020世纪世纪5050年代以前）年代以前） 现代生态学发展期（现代生态学发展期（2020世纪世纪5050年代至今）年代至今） 实验技术上：实验技术上：描述描述定性定性定量定量模拟。模拟。1.1.生态学萌芽时期（生态学萌芽时期（1717世纪以前）世纪以前）在我国：在我国： 公元前公元前12001200年，年，尔雅尔雅一书（草、木两章分别记载了一书（草、木两章分别记载了草本植物和木本植物的形态和生态环境）；草本植物和木本植物的形态和生态环境）； 公元前公元前200200年，年，管子管子“地员篇地员篇”（记述了江淮平原上（记述了江淮

10、平原上沼泽植物沿水分梯度的带状分布以及土地的合理利用）；沼泽植物沿水分梯度的带状分布以及土地的合理利用）； 公元前公元前100100年前后，农历确立了年前后，农历确立了2424节气节气（反映了作物、昆（反映了作物、昆虫等的生态现象与气候之间的关系），同时虫等的生态现象与气候之间的关系），同时禽经禽经一一书（鸟类生态）问世；书（鸟类生态）问世；在西方：在西方： 公元前公元前450450年也有类似著作问世（亚里士多德年也有类似著作问世（亚里士多德自然史自然史；狄奥弗拉斯图斯狄奥弗拉斯图斯植物群落植物群落）。）。 我国古籍我国古籍管子管子 地员篇地员篇曾详细记载了曾详细记载了江淮江淮平原平原上沼泽植

11、物沿水分梯度的带状分布与水文土质上沼泽植物沿水分梯度的带状分布与水文土质环境的生态关系环境的生态关系 2424节气：节气：春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。冬雪雪冬小大寒。 立春立春：立是开始的意思：立是开始的意思,立春就是春季的开始。立春就是春季的开始。雨水雨水：降雨开始，雨量渐增。：降雨开始，雨量渐增。惊蛰惊蛰：春雷乍动，惊醒了蛰伏在土中冬眠的动物。：春雷乍动，惊醒了蛰伏在土中冬眠的动物。春分春分：表示昼夜平分。：表示昼夜平分。清明清明：天气晴朗，草木繁茂。：天气晴朗，草木繁茂。谷雨谷雨：雨量充足而及时，谷类作物

12、能茁壮成长。：雨量充足而及时，谷类作物能茁壮成长。立夏立夏：夏季的开始。：夏季的开始。小满小满：麦类等夏熟作物籽粒开始饱满。：麦类等夏熟作物籽粒开始饱满。芒种芒种：麦类等有芒作物成熟。：麦类等有芒作物成熟。夏至夏至：炎热的夏天来临。：炎热的夏天来临。小暑小暑：暑是炎热的意思。小暑就是气候开始炎热。：暑是炎热的意思。小暑就是气候开始炎热。大暑大暑：一年中最热的时候。：一年中最热的时候。立秋立秋：秋季的开始。：秋季的开始。处暑处暑：处是终止的意思。处暑是表示炎热的暑天结束。：处是终止的意思。处暑是表示炎热的暑天结束。白露白露：天气转凉，露凝而白。：天气转凉，露凝而白。秋分秋分：昼夜平分。：昼夜平分

13、。寒露寒露：露水以寒，将要结冰。：露水以寒，将要结冰。霜降霜降：天气渐冷，开始有霜。：天气渐冷，开始有霜。立冬立冬：冬季的开始。：冬季的开始。小雪小雪：开始下雪。：开始下雪。大雪大雪：降雪量增多，地面可能积雪。：降雪量增多，地面可能积雪。冬至冬至：寒冷的冬天来临。：寒冷的冬天来临。小寒小寒：气候开始寒冷。：气候开始寒冷。大寒大寒：一年中最冷的时候。：一年中最冷的时候。2.2.经典生态学发展时期（经典生态学发展时期（2020世纪世纪5050年代以前年代以前）建立期（建立期（19世纪末叶前）：世纪末叶前）： 1670年波义尔年波义尔Boyle研究了低气压对动物的影响；研究了低气压对动物的影响； 1

14、735年法国雷米尔年法国雷米尔Reaumur昆虫自然史昆虫自然史 1807年德国洪堡德年德国洪堡德A.Humboldt出版出版植物地理学知识植物地理学知识提出提出“植物群落植物群落”“”“外貌外貌”等概念；等概念； 1798年年马尔萨斯马尔萨斯T.Malthus人口论人口论的发表；的发表； 1859年年达尔文达尔文Darwin的的物种起源物种起源； 1866年年赫克尔赫克尔Haeckel在他的著作在他的著作普通生物形态学普通生物形态学中首先中首先提出提出ecology一词，并首次提出了一词，并首次提出了生态学定义生态学定义。 1895年瓦明年瓦明E.Warming发表了他的划时代著作发表了他的

15、划时代著作植物分布学植物分布学（1909年经改写成年经改写成植物生态学植物生态学）。）。 1898年德国辛珀尔年德国辛珀尔Schimper以生理为基础的植物地理学以生理为基础的植物地理学 发展期（发展期（20世纪初至世纪初至20世纪世纪50年代）：年代）：（1）动植物生态学并行发展，著作与教科书大量出版）动植物生态学并行发展，著作与教科书大量出版 Clements(1904)发表的发表的植被的结构与发展植被的结构与发展； C.Cowels(1910)发表的发表的生态学生态学； Tamsley(1911)发表的发表的英国的植被类型英国的植被类型； R.N.Chapman(1931)的的动物生态学

16、动物生态学； 中国费鸿年（中国费鸿年（1937）的）的动物生态学纲要动物生态学纲要； 特别是特别是W.C.Alle（1949）等的）等的动物生态学原理动物生态学原理出版，出版，被认为是动物生态进入成熟期的重要标志。被认为是动物生态进入成熟期的重要标志。 英美等国相继成立生态学会，出版了一些生态学英美等国相继成立生态学会，出版了一些生态学刊物刊物： Journal of Ecology (1913) Ecology (1920) Ecological Monographs (1931) Journal of Animal Ecology (1930) （2）学派的形成）学派的形成 英美学派：英美

17、学派：研究研究植物群落的演替植物群落的演替和创建顶级学和创建顶级学说。代表人物是说。代表人物是Clements和和Tansley。 法瑞学派：法瑞学派：群落分析群落分析上强调区系成分，强调特上强调区系成分，强调特征种的作用。代表人物是布劳恩征种的作用。代表人物是布劳恩-布兰特布兰特J.Braum-Blanquet。 北欧学派：北欧学派：以注重以注重群落分析群落分析为特点。代表人物：为特点。代表人物：瑞典瑞典 杜瑞兹杜瑞兹G. E. Du Rietz。 原苏联学派：原苏联学派：以建群种和优势种命名植物群落，以建群种和优势种命名植物群落，将将植物（群落）与地学植物（群落）与地学结合。代表人物：苏结

18、合。代表人物：苏卡乔夫卡乔夫B.H.Cykayeb。3.3.现代生态学发展期（现代生态学发展期（2020世纪世纪5050年代至今）年代至今）这个时期的特点有：这个时期的特点有： (1)(1)从从定性定性探索生物与环境的相互作用到探索生物与环境的相互作用到定量定量研究。研究。 (2)(2)从从个体个体生态系统到生态系统到复杂复杂生态系统，由生态系统，由单一到综合单一到综合，由，由静静态到动态态到动态地认识自然界的物质循环与转化规律。地认识自然界的物质循环与转化规律。 (3)(3)与基础科学和应用科学相结合，出现了许与基础科学和应用科学相结合，出现了许多分支学科多分支学科，扩大了生态学的研究领域。

19、扩大了生态学的研究领域。 (4)(4)生态学在生态学在理论、应用和研究方法理论、应用和研究方法各个方面获得了全面的各个方面获得了全面的发展。如发展。如研究手段的更新研究手段的更新：自计电子仪、同位素示踪、稳定：自计电子仪、同位素示踪、稳定性同位素、性同位素、“3S”3S”（全球定位系统（全球定位系统（GPSGPS）、遥感（）、遥感（RSRS）与）与地理信息系统（地理信息系统（GISGIS）、生态建模，系统论引入生态学。）、生态建模，系统论引入生态学。第二节第二节 生态系统概述生态系统概述一、生态系统的概念一、生态系统的概念1. 1. 定义定义 指指在一定的时间、空间范围内，在一定的时间、空间范

20、围内，生物生物与与环境环境在特定空间在特定空间的组合。的组合。 其中生物与环境之间相互影响，相互制约，不断演变，并其中生物与环境之间相互影响，相互制约，不断演变，并在一定时期内处于相对稳定的平衡状态。例：在一定时期内处于相对稳定的平衡状态。例： 对自然生态系统而言，生命系统即对自然生态系统而言，生命系统即生物群落生物群落 对社会生态系统等而言，生命系统即为对社会生态系统等而言，生命系统即为人类人类主要内容：主要内容：一、生态系统的概念一、生态系统的概念二、生态系统的组成二、生态系统的组成三、生态系统的类型及其营养结构三、生态系统的类型及其营养结构四、生态系统的功能四、生态系统的功能生态系统是现

21、代生态学的重要研究对象，生态系统是现代生态学的重要研究对象，2020世纪世纪6060年代以来，许多生态学的国际研究年代以来，许多生态学的国际研究计划均把焦点放在生态系统计划均把焦点放在生态系统目前有关生态系统的研究，主要集中在目前有关生态系统的研究，主要集中在5 5个个方面：方面：2. 2. 特征特征 （1 1）是一种）是一种动态系统动态系统，处在不断发展、进化和演变之中。，处在不断发展、进化和演变之中。 （2 2）是一个）是一个开放性系统开放性系统。 各种各种生物之间生物之间以及以及生物和非生物环境生物和非生物环境之间相互作用，不断进之间相互作用，不断进行着行着物质、能量交换。物质、能量交换

22、。 （3 3）具有一定的时空范围，并不断更新、发展、演化，直至）具有一定的时空范围，并不断更新、发展、演化，直至消亡。消亡。 （4 4）具有）具有自我调节功能自我调节功能。 温度、光照、土壤 水、大气 气候、有机物等 生产者 (producer) 消费者 (consumer) 分解者(还原者)(decomposer)u生态系统六大组成成分：生态系统六大组成成分：非生物成分非生物成分(自然环境自然环境)生物成分生物成分(生物群落生物群落)二、生态系统的组成二、生态系统的组成 1 1）生产者：即）生产者：即初级生产者，指初级生产者，指自养生物自养生物，主要是，主要是绿色植物绿色植物，也，也包括蓝绿

23、藻和一些能进行光合作用的细菌。包括蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌。能利用无机物合成有机物，能利用无机物合成有机物，并把环境中的并把环境中的太阳能太阳能以生物化学能以生物化学能的形式的形式第一次第一次固定到生物有机体中。固定到生物有机体中。是自然界生命系统中是自然界生命系统中唯一唯一能将太阳能转化为能将太阳能转化为生物化学能生物化学能的媒介。的媒介。 提供其他生物维持生物活动的提供其他生物维持生物活动的食物来源食物来源。2 2）消费者：）消费者：属于属于异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物。异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物。它们它们不能利用无机物质制造有机物质不能利用无机物质制造有

24、机物质，而是，而是直接或间接依赖直接或间接依赖于于生产者所制造的有机物质。生产者所制造的有机物质。其中，食草动物为其中，食草动物为初级消费者初级消费者，如牛、马、兔、草鱼、陆生昆，如牛、马、兔、草鱼、陆生昆虫等；以食草动物为食的食肉动物为虫等；以食草动物为食的食肉动物为次级消费者次级消费者，如食昆虫的鸟，如食昆虫的鸟类、青蛙、蜘蛛、蛇、狐狸等；大型肉食动物为类、青蛙、蜘蛛、蛇、狐狸等；大型肉食动物为三、四级消费者三、四级消费者，如虎、狮、豹、鲨鱼等。如虎、狮、豹、鲨鱼等。3 3）分解者）分解者：指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生：指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生物，主要有

25、物，主要有真菌、细菌、放线菌真菌、细菌、放线菌等微生物和等微生物和小型动物小型动物。小型动物：使构成有机成分的元素和贮备的能量通过分解作小型动物：使构成有机成分的元素和贮备的能量通过分解作用又释放到无机环境中去。用又释放到无机环境中去。例：澳大利亚进口例：澳大利亚进口屎克螂屎克螂因牛粪覆盖每年损毁牧场因牛粪覆盖每年损毁牧场36003600万亩；万亩；6060年代，澳大利亚引入年代，澳大利亚引入了羚羊粪蜣了羚羊粪蜣(Onthophagus gazella)(Onthophagus gazella)和神农蜣螂和神农蜣螂(Catharsius (Catharsius molossus)molossu

26、s)等异地金龟，对分解牛粪发挥了明显的作用。等异地金龟，对分解牛粪发挥了明显的作用。4 4）非生物成分）非生物成分：即各种：即各种环境要素环境要素，如温度、光照、大气、水、，如温度、光照、大气、水、土壤、气候、有机物等。提供土壤、气候、有机物等。提供生物生存环境，和必要的营养生物生存环境，和必要的营养元素。元素。高级消费者高级消费者分解者分解者无机界（空无机界（空气、水、土气、水、土壤、太阳辐壤、太阳辐射等）射等）生产者生产者初级消费者初级消费者无机物无机物光能光能有机物有机物化学能化学能有机物有机物矿物质矿物质三、生态系统的类型及其营养结构三、生态系统的类型及其营养结构1 1、类型、类型1

27、1） 按地理条件不同分：按地理条件不同分：2 2）按人为干预的程度不同分类：按人为干预的程度不同分类：自然生态系统、半自然生态系统、半自然生态系统、人工生态系统自然生态系统、人工生态系统。3 3）按生态系统大小分类：根据人们的研究需要来定。按生态系统大小分类：根据人们的研究需要来定。 草原、森林陆生生态系统：荒漠、海水：滨海、大洋动水：江河静水：湖、库淡水水生生态系统2、生态系统的营养结构食物链食物链食物网食物网 1）食物链（）食物链（food chain）：）：指生态系指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成统中不同生物之间在营养关系中形成的的一环套一环一环套一环似链条式的关系。似链条式的关

28、系。 即即物质和能量从植物开始，然后一级物质和能量从植物开始，然后一级一级地转移到大型食肉动物一级地转移到大型食肉动物。p 食物链的类型食物链的类型：1 1）捕食食物链）捕食食物链：以活的动植物为起点的：以活的动植物为起点的食物链，如植物草食物链，如植物草食动物食动物各级食各级食肉动物，如肉动物，如：牧草牧草 羊、野兔羊、野兔 狼狼； 以绿色植物为起点，是活的生物体。以绿色植物为起点，是活的生物体。2 2）寄生型食物链）寄生型食物链：以活的动植物为寄主，夺取寄主以活的动植物为寄主，夺取寄主的物质和能量来维持生存。的物质和能量来维持生存。 体型越来越小，数量越来越多；体型越来越小，数量越来越多；

29、植物植物动物动物寄生物寄生物更小的寄生物更小的寄生物。 如：牧草、如：牧草、黄鼠、跳蚤、鼠疫病菌。黄鼠、跳蚤、鼠疫病菌。3 3）腐食食物链）腐食食物链：即：即碎屑食物链碎屑食物链，以动植物尸体为基，以动植物尸体为基础，从死亡的有机体或腐屑开始。础，从死亡的有机体或腐屑开始。 以动、植物残体为起点，数量越来越少。以动、植物残体为起点，数量越来越少。动植物残体动植物残体腐食性动物腐食性动物肉食性动物肉食性动物顶级肉食顶级肉食动物；动物；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

30、级消费者)(顶极食肉动物顶极食肉动物)p 食物链的特征：食物链的特征： 食物链的长度通常不超过食物链的长度通常不超过6 6个营养级个营养级，最常见的，最常见的4 45 5个营养个营养级，因为级，因为能量沿食物链流动时不断流失能量沿食物链流动时不断流失； 食物链越长，最后营养级位所获得的能量也越少。食物链越长，最后营养级位所获得的能量也越少。因为从起因为从起点到终点经过的营养级越多，其能量损耗也就越大；点到终点经过的营养级越多，其能量损耗也就越大； 食物链的复杂程度与生态系统的稳定性直接相关；食物链的复杂程度与生态系统的稳定性直接相关； 生态系统中的食物链生态系统中的食物链不是固定不变的不是固定

31、不变的，它不仅在进化历史上，它不仅在进化历史上有改变，在短时间内也会发生变化。有改变，在短时间内也会发生变化。2）食物网）食物网 ：指生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，指生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它往往是它往往是交叉链索交叉链索，形成复杂的，形成复杂的网络结构网络结构食物网。食物网。营养级营养级：把食物链中，：把食物链中，相同营养方式和食性的生物相同营养方式和食性的生物称为一个称为一个营养级。如自养生物为第一营养级，食草动物为第二营养级，营养级。如自养生物为第一营养级，食草动物为第二营养级，食肉动物为第三、四营养级等。食肉动物为第三、四营养级等。p食物链和食物网的意义：

32、食物链和食物网的意义： 食物链食物链是生态系统营养结构的形象体现；是生态系统营养结构的形象体现； 生态系统中生态系统中能量流动和物质循环能量流动和物质循环正是沿着食正是沿着食物链和食物网进行的；物链和食物网进行的； 食物链的某一环节的变化，会引起整条链的食物链的某一环节的变化，会引起整条链的变化，甚至影响生态系统的结构；变化，甚至影响生态系统的结构； 食物链和食物网还揭示了环境中食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物有毒污染物转移、积累转移、积累的原理和规律。的原理和规律。四、生态系统的功能四、生态系统的功能一）生态系统中的一）生态系统中的能量流动能量流动 1 1）生态系统中的能量来源）生态系

33、统中的能量来源太阳；太阳； 2 2）能量流动是）能量流动是单向的，不可逆的；单向的，不可逆的； 3 3）能量在流动中是沿着生产者和消费者）能量在流动中是沿着生产者和消费者逐渐减少逐渐减少的；的； 从生产者到各级消费者，各层所获能量为前者的从生产者到各级消费者，各层所获能量为前者的1/101/10。二）生态系统中的二）生态系统中的物质循环物质循环物质循环有三种：物质循环有三种：水循环、气态型循环、沉积型水循环、气态型循环、沉积型循环。循环。1 1、水循环、水循环 （1 1）水的属性）水的属性: :H H2 2O O （2 2）水循环特点：水平运动、垂直运动）水循环特点：水平运动、垂直运动 （3

34、3）太阳能太阳能驱动全球的水循环驱动全球的水循环水循环示意图2 2、气态型循环：气态型循环：碳循环、氮循环、氧循环碳循环、氮循环、氧循环1 1）碳循环：）碳循环：（1 1）碳的属性：）碳的属性：非金属元素，构成生物体的非金属元素，构成生物体的主要元素主要元素 （2 2）碳循环的特点：）碳循环的特点： 大气中大气中 动植物残体动植物残体被微生物分解成被微生物分解成COCO2 2+H+H2 2OO植物吸收利用；植物吸收利用； 化石燃料燃烧生成化石燃料燃烧生成COCO2 2排入大气进行循环。排入大气进行循环。2222OCOOCO植物呼吸作用动物呼吸作用植物呼吸作用碳循环碳循环(carbon cycl

35、e)(carbon cycle)化化泥碳泥碳煤煤大气中大气中CO2CO2碳化作用碳化作用石油石油水生植物水生植物光合作用光合作用腐烂腐烂燃料燃料呼吸呼吸作用作用光合光合作用作用腐烂腐烂扩散扩散2 2）氮循环：）氮循环：（1 1）氮的属性：生命的基本元素，）氮的属性：生命的基本元素，N N2 2占大气体积的占大气体积的78%78%（2 2）氮循环的特点：）氮循环的特点： 大气中氮进过大气中氮进过固氮作用固氮作用进入生物有机体；进入生物有机体； 生物固氮生物固氮（豆科等植物的根瘤的固氮菌固定大气中的（豆科等植物的根瘤的固氮菌固定大气中的氮）、氮）、工业固氮工业固氮（合成氮肥供植物利用）、（合成氮肥

36、供植物利用）、岩浆固氮岩浆固氮（火山喷浆可固定一部分氮）、（火山喷浆可固定一部分氮）、大气固氮大气固氮（雷雨电离（雷雨电离作用成硝酸，入土经硝化菌供植物利用）。作用成硝酸，入土经硝化菌供植物利用）。 但是，但是，过量的工业固氮未被充分利用，进入江河湖海，过量的工业固氮未被充分利用，进入江河湖海，造成水污染；化石燃料燃烧过量进入大气，造成大气造成水污染；化石燃料燃烧过量进入大气，造成大气污染污染。 通过动植物残体进入大气进行循环。通过动植物残体进入大气进行循环。氮循环氮循环(nitrogen cycle)(nitrogen cycle)陆地陆地陆地陆地其它其它动植物动植物蓝藻蓝藻浅层死有机物浅层

37、死有机物溶解死溶解死有机物有机物土壤土壤中无中无机氮机氮库库丢失于深丢失于深层沉积中层沉积中动植物动植物活体活体共生或共生或自由生活自由生活的固氮的固氮微生物微生物死有机体死有机体陆地陆地河流带走河流带走生物固氮生物固氮大气库大气库N2大气库大气库HN3,NO,NO2, N2O ，工业固氮工业固氮（汽车（汽车,化肥化肥,电厂）电厂）脱氮脱氮闪电闪电化学反应化学反应海洋海洋火火山山作作用用降降水水大气大气3 3）氧循环）氧循环(oxygen cycle)(oxygen cycle)H2O+CO2 H2CO3 HCO3- +H+CO2HCO3- CO32 - Ca2+CaCO3O2水体水体臭氧层臭

38、氧层沉积物沉积物火火山山作作用用4FeO+O22FeO3CO2COO2+2CO CO2O2O3O2OO2HOHH2OH2OOCO2高能紫外辐射高能紫外辐射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物有机物土壤中的土壤中的无机磷无机磷活有机物活有机物死死有机物有机物深海的磷深海的磷活有机物活有机物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下,沉沉分解分解沉积沉积溶解于水溶解于水上升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3 3、沉积型循环：磷循环、硫循环沉积型循环：磷循环、

39、硫循环1）磷循环）磷循环 ： 来自动物化石、磷酸盐矿石、鸟粪层，只有一来自动物化石、磷酸盐矿石、鸟粪层，只有一部分在陆地和江河湖海中循环，大部分单向流动。且易与部分在陆地和江河湖海中循环，大部分单向流动。且易与N一起形成水污染，造成水体富营养化。一起形成水污染，造成水体富营养化。2 2）硫循环（）硫循环（sulfur cyclesulfur cycle）陆地陆地海洋海洋沉积物（沉积物（CaSO4,FeS2）溶解的溶解的SO42-SO2H2SSCaSO4FeS2死有机物死有机物活有机物活有机物SO42-降水降水SO2,SO42-扩散扩散海浪海浪SO42-大气大气上升，分化上升，分化SO2FeS2

40、死有机物死有机物活有机物活有机物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H2S ,SO2,SO42-植物摄取植物摄取SO2,SO42-降水降水SO2,SO42-化石化石燃烧燃烧 SO2H2S ,SO2,SO42-u生态系统的营养结构及能流和物流间的关系生态系统的营养结构及能流和物流间的关系 生产者生产者(绿色植物绿色植物)消费者消费者(动物动物)还原者还原者(细菌、真菌细菌、真菌)高级生产者高级生产者初级初级生产者生产者分解系统分解系统死有机物死有机物太太阳阳辐辐射射能能呼吸散失呼吸散失呼吸散失呼吸散失生态系生态系统的营统的营养结构养结构(能量能量流

41、动流动)能流物物流流环境环境(土壤、空气、水土壤、空气、水)生态系生态系统的营统的营养结构养结构(物质物质循环循环)三）生态系统中的三）生态系统中的信息联系信息联系1. 1. 营养信息：由食物和营养构成，如食物链；营养信息：由食物和营养构成，如食物链；2. 2. 化学信息：由生物代谢作用组成化学物质化学信息：由生物代谢作用组成化学物质 分泌物；分泌物；3. 3. 物理信息：由声、光、颜色等组成；物理信息：由声、光、颜色等组成；4. 4. 行为信息：动物可通过自己的行为发出威行为信息：动物可通过自己的行为发出威吓、求偶、挑战等信息。吓、求偶、挑战等信息。第三节第三节 生态平衡与生态破坏生态平衡与

42、生态破坏一、生态平衡概述一、生态平衡概述1 1、定义、定义：即生态系统各组成成分在即生态系统各组成成分在较长时间内保持相对协调较长时间内保持相对协调，物质和能量物质和能量的输入输出接近相等，的输入输出接近相等，结构与功能结构与功能长期处于稳长期处于稳定状态，对于一定程度的外界干扰，系统能通过自身的调定状态，对于一定程度的外界干扰，系统能通过自身的调节恢复到最初的状态。节恢复到最初的状态。2 2、基本特征、基本特征 生态平衡是相对的动态平衡。生态平衡是相对的动态平衡。1. 1. 结构平衡：生物物种的组成，各种的种群数量和比例结构平衡：生物物种的组成，各种的种群数量和比例2. 2. 功能平衡：能量

43、流动、物质循环、信息联系的平衡功能平衡：能量流动、物质循环、信息联系的平衡3. 3. 物质与能量输入输出动态平衡：若输入输出，总生物量物质与能量输入输出动态平衡：若输入输出，总生物量增加；反之亦然。增加；反之亦然。主要内容主要内容:一、生态平衡概述一、生态平衡概述二、生态破坏二、生态破坏三、生态学在环境保护中的应用三、生态学在环境保护中的应用二、二、生态破坏生态破坏1、生态平衡失调、生态平衡失调：当破坏因素超过生态系统的：当破坏因素超过生态系统的自我调节能力和自我调节能力和代偿功能代偿功能时，自我调节能力下降或消失，引起生态失衡或崩时，自我调节能力下降或消失，引起生态失衡或崩溃。表现为：溃。表

44、现为：营养结构破坏，食物链关系消失；营养结构破坏，食物链关系消失；生物个体数量减少，生产力衰退；生物个体数量减少，生产力衰退；物质循环停止，能量流动受阻，最终导致生态系统瓦解。物质循环停止，能量流动受阻，最终导致生态系统瓦解。2、生态破坏：、生态破坏：即生态系统的平衡遭到破坏，从而威胁到人类的即生态系统的平衡遭到破坏，从而威胁到人类的生存和发展。生存和发展。原因有：原因有： 自然因素：自然灾害，火山喷发、地震、海啸、泥石流等；自然因素：自然灾害，火山喷发、地震、海啸、泥石流等； 人为因素：人为因素： （1 1）环境污染：水、气、声、光、渣等；）环境污染：水、气、声、光、渣等； （2 2）物种的

45、改变：消灭物种，如捕杀麻雀；引进新物种；）物种的改变：消灭物种，如捕杀麻雀；引进新物种； （3 3）植被破坏）植被破坏。3、我国生态环境问题：由生态破坏导致。、我国生态环境问题：由生态破坏导致。森林锐减、水土流失加剧、草原退化、沙化面积森林锐减、水土流失加剧、草原退化、沙化面积不断扩展；不断扩展；生物多样性受到严重破坏；生物多样性受到严重破坏；耕地减少与土地退化。耕地减少与土地退化。4、生态平衡的恢复与再建、生态平衡的恢复与再建地球化学的调节作用；地球化学的调节作用；生物学的调节作用，如污染物质通过生物富集、生物学的调节作用，如污染物质通过生物富集、迁移和转化去除（迁移和转化去除（多级氧化塘多

46、级氧化塘 ）；）； 科学调节人与环境的关系，如植物科学调节人与环境的关系，如植物-土地处理系土地处理系统、自然保护区等。统、自然保护区等。例：安徽的自然保护区例：安徽的自然保护区 1.鹞落坪国家级自然保护区鹞落坪国家级自然保护区 位于岳西县境内，面积12300公顷，主要保护亚热带常绿落叶阔叶混交林。2.古牛绛国家级自然保护区古牛绛国家级自然保护区 位于安徽省祁门、石台两县境内，面积14821公顷，主要保护中亚热带常绿阔叶林。3.扬子鳄国家级自然保护区扬子鳄国家级自然保护区 位于宣城地区，面积44300公顷。4.金寨天马国家级自然保护区金寨天马国家级自然保护区 面积为28914公顷，主要保护北亚

47、热带常绿落叶阔叶林及珍稀动植物原麝、白冠长尾雉、金钱松、香果树。5.升金湖国家级自然保护区升金湖国家级自然保护区 位于安徽省南部东至、贵池两县境内，面积33333公顷，主要保护白鹤、白头鹤等珍稀水禽及其生境。6.铜陵淡水豚国家级自然保护区铜陵淡水豚国家级自然保护区 总面积约30871公顷，主要保护白鳍豚和长江江豚等珍稀动物。三、生态学在环境保护中的应用三、生态学在环境保护中的应用1. 1. 环境质量的生物监测与评价环境质量的生物监测与评价 （1 1）利用）利用植物植物对大气污染进行监测与评价对大气污染进行监测与评价 （2 2）利用）利用水生生物水生生物对水体污染进行监测和评价对水体污染进行监测

48、和评价2. 2. 利用生态系统自净能力来消除环境污染利用生态系统自净能力来消除环境污染 （1 1）利用森林生态系统净化空气）利用森林生态系统净化空气 （2 2）利用微生物将水中有机物降解，处理污水。）利用微生物将水中有机物降解，处理污水。3. 阐明污染物在环境中的迁移规律阐明污染物在环境中的迁移规律 污染物在环境中不断迁移、转化和积聚，据此污染物在环境中不断迁移、转化和积聚，据此可以研究污染物在环境中的迁移转化规律。可以研究污染物在环境中的迁移转化规律。4. 制定生态规划方案制定生态规划方案 按生态学原理对某一地区社会、经济、按生态学原理对某一地区社会、经济、技术和环境制定综合规划，其目的是科

49、学技术和环境制定综合规划，其目的是科学的利用资源；保持生态系统的良性循环；的利用资源；保持生态系统的良性循环；促进经济持续发展。促进经济持续发展。5. 发展生态农业发展生态农业 在农村生产结构上的变化（农、林、牧、在农村生产结构上的变化（农、林、牧、副、渔），按食物链营养级规划。生产者副、渔），按食物链营养级规划。生产者沿食物链各个营养级进行多层次利用。沿食物链各个营养级进行多层次利用。第四节第四节 可持续发展概述可持续发展概述一、可持续发展的由来一、可持续发展的由来 “ “网开三面网开三面” ” 史记史记殷本记殷本记 “ “竭泽而渔，岂不获得？而明年无鱼；焚薮而田，竭泽而渔，岂不获得？而明年

50、无鱼；焚薮而田，岂不获得？而明年无兽。岂不获得？而明年无兽。” 吕氏春秋吕氏春秋 “ “春二月，毋敢伐树木山林春二月，毋敢伐树木山林” 秦律秦律田律田律 “ “钓而不纲，弋不射宿钓而不纲，弋不射宿” ” 孔子孔子主要内容：主要内容：一、可持续发展的由来一、可持续发展的由来二、可持续发展的提出二、可持续发展的提出三、可持续发展的实质三、可持续发展的实质四、可持续发展的基本思想四、可持续发展的基本思想五、可持续发展的基本原则五、可持续发展的基本原则 人类不同文明时期的发展特征人类不同文明时期的发展特征 时期时期史前文明史前文明农业文明农业文明工业文明工业文明环境文明环境文明时段时段前400、500

51、万前1万年前1万年公元1700公元1700 20世纪末20世纪末社会结构社会结构个体、部落乡村、民族城市、国家全球化经济形式经济形式采食、渔猎自给型商品型循环经济能源特征能源特征火、人力畜力化石燃料清洁、可再生环境响应环境响应无污染、无干扰缓慢退化短期污染、长期生态破坏人与环境协同进化对自然态度对自然态度依附自然崇拜自然人定胜天人地和谐二、可持续发展的提出二、可持续发展的提出 1970年年4月月22日日，在美国暴发了大规模的游行，各地大约有，在美国暴发了大规模的游行，各地大约有2000万人参加了游行示威和演讲会万人参加了游行示威和演讲会，要求政府采取措施保要求政府采取措施保护环境护环境这就是这

52、就是“地球日地球日”的来历。的来历。 第一座里程碑第一座里程碑联合国联合国人类环境会议人类环境会议（1972年年6月月5日）日）在瑞典首都斯德哥尔摩召开，引起全球的环境保护觉醒。在瑞典首都斯德哥尔摩召开，引起全球的环境保护觉醒。为纪念这次会议，联合国第为纪念这次会议，联合国第27届大会通过决议，定每年的届大会通过决议，定每年的6月月5日为日为“世界环境日世界环境日”。 第二座里程碑第二座里程碑联合国联合国环境与发展大会环境与发展大会（1992年年6月）在月）在巴西首都里约热内卢召开，全球各国达成共识：走可持续巴西首都里约热内卢召开，全球各国达成共识：走可持续发展道路。发展道路。u 可持续发展可

53、持续发展：世界环境和发展委员会在世界环境和发展委员会在我我们共同的未来们共同的未来中将可持续发展定义为：中将可持续发展定义为：“既既满足当代人的需求又不危及后代人满足其需要满足当代人的需求又不危及后代人满足其需要的发展的发展”。 要点要点：发展必须受到限制；代际必须保持平衡。三、可持续发展的实质三、可持续发展的实质1）从生态理论的角度分析）从生态理论的角度分析 可持续发展是人类生态系统协调稳定的运行可持续发展是人类生态系统协调稳定的运行状态。状态。2）从环境与发展的角度分析）从环境与发展的角度分析对对可更新资源可更新资源的开发利用速度不超过其更的开发利用速度不超过其更新速度；新速度；对对不可更

54、新资源不可更新资源的开发利用速度不超过其的开发利用速度不超过其可更新替代物的开发速度；可更新替代物的开发速度；a)污染物的排放总量污染物的排放总量不超过环境的环境容量。不超过环境的环境容量。1 1、不否定经济增长，尤其是穷国的经济增长，但需要不否定经济增长，尤其是穷国的经济增长，但需要 重新审视如何推动和实现经济增长。重新审视如何推动和实现经济增长。2 2、要求以自然资源为基础，同、要求以自然资源为基础，同环境承载力环境承载力相协调。相协调。3 3、以提高生活质量为目标，同社会进步相适应。、以提高生活质量为目标，同社会进步相适应。4 4、承认并要求在产品和服务的价格中体现出自然资源、承认并要求

55、在产品和服务的价格中体现出自然资源 的价值。的价值。5 5、以适宜的政策和法律体系为条件，强调、以适宜的政策和法律体系为条件，强调“综合决策综合决策” 和和“公众参与公众参与”。 四、可持续发展的基本思想四、可持续发展的基本思想1 1、持续性原则、持续性原则 资源的永续利用资源的永续利用 生态环境的可持续性生态环境的可持续性2 2、公平性原则、公平性原则 本代人之间的公平性本代人之间的公平性 代际之间的公平性代际之间的公平性3 3、共同性原则、共同性原则 人类要共同促进自身之间的协调发展人类要共同促进自身之间的协调发展 人类与自然之间的协调发展人类与自然之间的协调发展五、可持续发展的基本原则五

56、、可持续发展的基本原则例：苏丹的村民聚集在飞机空投粮食所行经例：苏丹的村民聚集在飞机空投粮食所行经的航道上，等着捡拾散落出的航道上，等着捡拾散落出來來的粮食。的粮食。饥饿的苏丹饥饿的苏丹9494年新闻特写摄影年新闻特写摄影獎獎的作品，作者卡特在拍的作品，作者卡特在拍完照片后将鹰赶走，但人们问起这个小孩时，作者则不知其现完照片后将鹰赶走，但人们问起这个小孩时，作者则不知其现状。后作者由于良心的遣责而自杀。在遗书中他写道状。后作者由于良心的遣责而自杀。在遗书中他写道：“我被我被鲜明的杀人、尸体、愤怒、痛苦、饥饿、受伤的儿童、快乐的鲜明的杀人、尸体、愤怒、痛苦、饥饿、受伤的儿童、快乐的疯子的记忆纠缠

57、不休，总是警察、总是屠夫疯子的记忆纠缠不休，总是警察、总是屠夫真的，真的对真的，真的对不起大家，生活的痛苦远远超过了欢乐的程度。不起大家，生活的痛苦远远超过了欢乐的程度。”第五节第五节 生态建设与可持续发展生态建设与可持续发展主要内容：主要内容：一、生态建设一、生态建设二、生态农业建设二、生态农业建设三、城市生态建设三、城市生态建设四、区域生态建设四、区域生态建设一、生态建设一、生态建设1 1、基本观点、基本观点各类生态系统是自然界中的客观存在，各类生态系统是自然界中的客观存在，生态系生态系统具有不以人的意志为转移的客观规律统具有不以人的意志为转移的客观规律；不管我们是否承认，人们的不管我们是

58、否承认，人们的经济开发建设活动经济开发建设活动和社会行为和社会行为，都将对生态系统的结构和功能产，都将对生态系统的结构和功能产生影响；生影响；我们必须深刻认识我们必须深刻认识生态规律生态规律，掌握和运用生态，掌握和运用生态规律，改造环境使之更适合人类的生存和发展。规律，改造环境使之更适合人类的生存和发展。2、含义：、含义：生态建设是指生态建设是指生态环境生态环境的保护和的保护和建设，以及建设，以及生态工程生态工程建设建设。生态环境生态环境:人类生存和发展所必须的生态因人类生存和发展所必须的生态因素，包括素，包括地球物理系统、生物多样性、经济社会系统；a)生态工程生态工程:指运用生态规律，仿照生

59、态系统指运用生态规律，仿照生态系统的运行原理，设计和建设结构合理、低耗的运行原理，设计和建设结构合理、低耗高效、能协调稳定持续运行的生态系统。高效、能协调稳定持续运行的生态系统。二、生态农业建设二、生态农业建设1、生态农业的特点、生态农业的特点多样性多样性:地域辽阔综合性：综合性：农林渔木副生产率高生产率高稳定性：稳定性：良性循环持续性持续性a)生态性：生态性：低耗、高效、少污2、生态农业建设的内容、生态农业建设的内容推进农业可持续发展的综合管理推进农业可持续发展的综合管理调整优化农业结构调整优化农业结构提高粮食生产和保障事物安全提高粮食生产和保障事物安全a)农业资源可持续利用和生态环境保护农业资源可持续利用和生态环境保护农田、森林农田、森林猪场猪场沼气池沼气池沉淀池沉淀池牛场牛场发电厂发电厂生产能源生产能源生活能源生活能源鱼塘鱼塘氧化塘氧化塘固体废物加工固体废物加工肉类加工厂肉类加工厂例：马雅农场的农业生态系统例：马雅农场的农业生态系统有有机机肥肥料料三、城市生态建设三、城市生态建设1 1、基本概念、基本概念n城市城市是人类社会发展到一定阶段的产物，是人类社会发展到一定阶段的产物，城市环境城市环境是人类利是人类利用和改造自然环境而创造出来的高度人工化的生存环境。用和改造自然环境而创造出来的高度人工化的生存环境。n城市生态系统：城市生态系