环境生态学培训讲义

云南大学生命科学学院

普通生态学（16）1当前第1页\共有45页\编于星期五\6点第十六章应用生态学16.1应用生态学的概念和范围16.2应用生态学理论框架16.3应用生态学的研究方法16.4应用生态学涉及的学科2当前第2页\共有45页\编于星期五\6点16.1应用生态学的概念和范围应用生态学的定义理论生态学：研究生命系统、环境系统和社会系统相互作用的基本规律，建立关系模型、预测系统的发展变化应用生态学：将理论生态学的基本规律和关系应用与生态保护、生态管理和生态建设中，使社会实践符合自然生态规律、使人和自然和谐相处、协调发展3当前第3页\共有45页\编于星期五\6点16.1应用生态学的概念和范围(续)应用生态学的研究内容产业生态学：农业生态学、森林生态学、草地(草原)生态学、工业生态学与清洁生产、旅游生态学管理生态学：城市生态学、环境生态学、有害动物管理生态学、恢复生态学与生态工程、资源生态学、灾害生态学、自然保护生态学、全球变化生态学、景观生态设计效益生态学：生态经济学、可持续发展生态学、人类生态学4当前第4页\共有45页\编于星期五\6点16.2应用生态学理论框架个体生态学：生态因子相互作用原理、生物生长定律、最小因子定律和耐受性定律种群生态学：种群密度和种群空间分布理论、种群增长与动态理论、种群竞争理论、生态位理论群落生态学：群落组成和结构、群落稳定性、多样性与边缘效应、群落演替理论5当前第5页\共有45页\编于星期五\6点16.2应用生态学理论框架(续)生态系统生态学：生态系统结构与功能理论、食物链(网)理论、能量流动与物质循环理论、系统功能最优理论、系统(环境)承载力理论、生态平衡理论、生产力理论、生态经济效益理论景观生态学：景观斑块格局理论、景观异质性理论、景观配置理论6当前第6页\共有45页\编于星期五\6点16.3应用生态学的研究方法科学实验方法调查统计分析方法系统分析方法资料分析方法7当前第7页\共有45页\编于星期五\6点16.4应用生态学涉及的学科16.4.1农业生态学16.4.2森林生态学16.4.3草地生态学16.4.4环境生态学16.4.5景观生态学16.4.6全球变化生态学8当前第8页\共有45页\编于星期五\6点16.4.1农业生态学农业生态学概述农业生态学的概念农业生态系统的特点农业生态学的任务农业生态学的基本原理生态学原理：生克与互补原理、循环与再生原理、平衡与补偿原理生态经济学原理：生态经济结构合理性原理、农业系统的功能原理、农业系统的综合效益原理9当前第9页\共有45页\编于星期五\6点16.4.1农业生态学(续)农业生态系统的结构农业生态系统的等级结构和层次结构农业生态系统的基本结构农业生态系统的时空结构农业生态系统的营养结构农业生态系统的功能农业生态系统的能量流动农业生态系统的物质循环农业生态系统的信息传递：物理、化学、营养、行为10当前第10页\共有45页\编于星期五\6点16.4.1农业生态学(续)生态农业生态农业的概念生态农业的类型：立体复合型、物质循环型、生态环境综合治理型、病虫害防治型生态农业技术农业环境综合整治、农业资源的保护与增殖技术小流域综合治理技术立体种养、庭院资源综合利用技术再生能源利用、农业副产物再利用技术有害生物综合防治技术11当前第11页\共有45页\编于星期五\6点16.4.2森林生态学森林生态学的概念森林生态系统森林生态系统的分类

问题：森林生态系统如何分类？森林生态系统的功能生产力和生物量/能量转化和物质循环木材和森林产品/涵养水源/调节气候/净化空气/减弱噪声/生物多样性保护12当前第12页\共有45页\编于星期五\6点16.4.2森林生态学（续）森林生态系统的生态研究树种研究林分研究：生态分析、结构分析森林生态系统的生态应用造林研究：适宜树种、密度配置、树种配置营林研究：抚育间伐、次生林改造、采伐与更新生态园林功能：调节气候、降低噪声、抗灾防火、美化环境生态分析：密度、生态位和种间关系、生物多样性配置：种类选择、种类配置13当前第13页\共有45页\编于星期五\6点16.4.3草地生态学草地分类天然草地草原草甸稀树草原半人工草地人工草地人工栽培草本植被草场草坪14当前第14页\共有45页\编于星期五\6点16.4.3草地生态学(续)草地的功能经济功能生态与社会功能草地生态系统组成和结构系统功能生态平衡15当前第15页\共有45页\编于星期五\6点草地畜牧业牧草：生长模式、化学组成、牧草质量及其变化草地动物：食草动物、肉食动物载畜量：草地畜产品：乳、肉、毛、皮草地畜牧业可持续发展草地退化与荒漠化草地退化荒漠化防治草地灾害及保护灾害：雪灾、火灾、沙尘暴、鼠害减灾对策16.4.3草地生态学(续)16当前第16页\共有45页\编于星期五\6点16.4.4环境生态学概念及研究内容概念研究内容人类干扰下生态系统内在变化机理和规律生态系统受损程度判断生态系统的功能及保护措施研究解决生态问题的环境对策17当前第17页\共有45页\编于星期五\6点16.4.4环境生态学（续）主要环境问题全球环境变化：气候变暖与海平面上升、臭氧层损耗、酸雨蔓延人口剧增资源短缺：土地资源、淡水资源、森林资源、生物多样性环境污染18当前第18页\共有45页\编于星期五\6点16.4.4环境生态学（续）环境污染防治生态环境质量评价环境建设的生态设计和环境生态工程19当前第19页\共有45页\编于星期五\6点环境污染防治

水体污染与废水处理的生物对策大气污染及其防治土壤污染及其防治固体废物的处理与资源化20当前第20页\共有45页\编于星期五\6点生态环境质量评价生态环境质量生态环境质量评价指标体系评价方法和模型生态环境质量预测21当前第21页\共有45页\编于星期五\6点16.4.5景观生态学研究内容景观结构：景观组成、多样性及其空间关系景观功能：景观结构与生态学过程的相互作用景观动态：景观结构和功能随时间的变化22当前第22页\共有45页\编于星期五\6点景观生态学的基本原理基本原理景观结构与功能原理生物多样性原理物种流动原理营养再分配原理能量流动原理景观变化原理景观稳定性原理23当前第23页\共有45页\编于星期五\6点16.4.6全球变化生态学全球变化：是关于区域及全球变化趋势、原因、机制和效应的研究全球变暖：指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升温室效应：大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升24当前第24页\共有45页\编于星期五\6点全球变化的主要现象温室气体浓度增加全球气温升高自19世纪后半叶以来，全球地表年均温升高度新的分析表明,二十世纪(1900年开始)是过去的1000年间最暖的世纪,90年代又是最暖的十年,1998年是最暖的年份25当前第25页\共有45页\编于星期五\6点工业革命以来，地球环境发生的变化26当前第26页\共有45页\编于星期五\6点Carbonaccumulation

CO2hasincreasedfromitspre-industriallevel

27当前第27页\共有45页\编于星期五\6点工业时代以来，大气CO2同人口增长的比较28当前第28页\共有45页\编于星期五\6点不同地点采样表现的大气CO2在不同时间尺度上的变化29当前第29页\共有45页\编于星期五\6点MontrealProtocol限制的气体在过去50年的增长30当前第30页\共有45页\编于星期五\6点1860－2000年全球温度的异常20世纪是14世纪以来最暖的世纪31当前第31页\共有45页\编于星期五\6点相对于1961－1990年平均1860－2000年全球温度的异常20世纪90年代是这个世纪中最暖的十年32当前第32页\共有45页\编于星期五\6点全球变化的主要现象海平面上升：过去100年间全球海平面升高了10-25cm土地利用和覆盖变化土地覆盖：陆地表面生态系统类型及其生物的和地理的特征土地利用：指对土地的利用方式生态系统及生物多样性的变化IGBP的核心项目GCTE研究陆地生态系统对气候变化和大气二氧化碳浓度升高的反应生物多样性问题成为全球变化研究的重要内容33当前第33页\共有45页\编于星期五\6点刀耕火种导致的热带雨林退化温带森林－草原地带植被的退化34当前第34页\共有45页\编于星期五\6点南美毁林影响(1)干(4)暖(3)(2)热带雨林退化草地35当前第35页\共有45页\编于星期五\6点90807013010011030401201101209080130701101003040末次盛冰期全新世适宜期1201101009080701304030现今山脉沙漠戈壁固定沙丘剖面沙漠分布比较36当前第36页\共有45页\编于星期五\6点黄土粒度分析的证据近代黄土层的粒度较全新世土壤要粗的多，接近末次冰期的黄土粒度。显然,这层黄土不是气候变化造成的，而是历史时期人类活动导致的沙漠扩张37当前第37页\共有45页\编于星期五\6点全新世土壤末次盛冰期的古风成砂呼伦贝尔草原上正在翻耕的土地呼伦贝尔草原的黑土地与其下的末次冰期风成砂呼伦贝尔草原的黑土地在很多地方已不足30cm厚野外考察的证据38当前第38页\共有45页\编于星期五\6点全球变化的生态后果影响生态系统的生产力、呼吸和分解过程温度和生长季长度是制约高纬度和高海拔地区植物生产力的主要因素。39当前第39页\共有45页\编于星期五\6点减缓全球变化的途径减缓气候变化控制温室气体的排放和颗粒物的形成。其核心是控制化石能的消耗。途径：提高化石能的能效；开发其他形式的能源。摆正人在自然界中的位置；人类社会必须寻求有效的途径，使其适应并管理环境。40当前第40页\共有45页\编于星期五\6点减缓全球变化的机制技术管理法律教育41当前第41页\共有45页\编于星期五\6点可持续发展环境与可持续发展资源与可持续发展环境保护与可持续发展42当前第42页\共有45页\编于星期五\6点环境与可持续发展可持续发展：既满足当代人的需要，又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展。公平性原则：即代际公平、代内公平持续性原则：调整人类的生活方式和对资源的要求，在生态系统可以保持相对稳定的范围内确定自己的消费标准。系统性原则：从全局着眼，从系统的关系进行综合分析和宏观调控。43当前第43页\共有45页\编于星期五\6