《生态学和环境》课件

生态学和环境探索自然界的奥秘和生态平衡课程概述1课程目标掌握生态学基本理论2学习内容生态学基础到环境应用考核方式第一部分：生态学基础1理论基础基本概念与原理2研究方法观察、实验与模型3应用领域环境保护与资源管理什么是生态学？定义研究生物与环境相互关系的科学研究对象生物及其生存环境发展历史从自然史到现代系统科学生态学的研究层次1景观生态学地理区域尺度2生态系统生态学能量流动与物质循环3群落生态学不同物种共存关系4种群生态学同种生物的群体5个体生态学单个生物适应环境生态因子定义影响生物生存的环境要素非生物因子光、温度、水分等物理化学因素生物因子来自其他生物的影响非生物因子光光照强度影响光合作用温度决定生物代谢速率水分生命活动必需元素土壤为植物提供营养和支持生物因子种内关系同种生物间的竞争与合作1捕食关系食物链中的能量传递2共生关系不同物种互惠互利3竞争关系争夺有限资源4生态位1概念物种在生态系统中的功能位置2类型基础生态位与实现生态位3生态位分化减少竞争的进化机制第二部分：种群生态学种群定义同种生物个体的集合种群特征密度、分布、结构种群动态增长、调节、波动种群的基本特征密度单位面积内个体数量分布个体在空间的排列方式年龄结构不同年龄阶段的比例种群增长时间指数增长逻辑斯蒂增长种群调节密度依赖性调节竞争、疾病、掠食随密度变化密度非依赖性调节气候波动、自然灾害等随机因素生活史对策r对策快速繁殖、短寿命、小体型K对策慢速繁殖、长寿命、大体型第三部分：群落生态学1群落概念共同生活的各种生物种群2群落特征组成、结构、功能3群落动态演替过程与稳定性群落的基本特征100+物种组成共存物种的类型和数量3-5空间层次垂直分层结构0-1优势度某些物种的主导作用群落演替原生演替裸露环境上的植被发展初级阶段先锋物种定植中间阶段物种多样性增加顶级群落相对稳定的终极状态群落稳定性抗干扰能力抵抗外部影响的能力恢复能力受损后的自我修复平衡性维持基本结构和功能生物多样性1生态系统多样性不同类型生态系统的丰富程度2物种多样性物种丰富度和均匀度3遗传多样性同一物种内基因变异第四部分：生态系统生态学结构生物与非生物组分1功能能量流动和物质循环2调节反馈机制维持平衡3服务为人类提供的生态价值4生态系统的组成生物群落生产者、消费者、分解者非生物环境土壤、水、空气等物理环境生态系统的功能能量流动从太阳到各营养级1物质循环碳、氮、水等元素循环2信息传递生物间信号交流3食物链和食物网1顶级捕食者大型肉食动物2次级消费者小型肉食动物3初级消费者草食动物4生产者光合植物主要生态系统类型生态系统服务1供给服务食物、淡水、木材、药物2调节服务气候调节、水净化、授粉3文化服务娱乐、美学、教育价值4支持服务土壤形成、营养循环第五部分：景观生态学空间异质性景观中不同斑块分布空间格局斑块、廊道、基质组合景观功能生境连接、物种流动景观的基本概念定义区域性生态系统的集合体组成要素多种生态系统类型镶嵌尺度特性介于生态系统与区域之间景观格局斑块相对均质的区域单元廊道连接斑块的线性结构基质景观中的背景环境景观动态1景观变化自然过程和人为干扰导致2破碎化大斑块分割为小斑块3恢复过程恢复景观连接性和完整性景观生态规划原则保护生物多样性和生态过程方法GIS分析与生态廊道设计应用城市规划与自然保护区设计第六部分：全球生态问题气候变化全球温度上升和极端天气生物多样性丧失物种灭绝速率加快环境污染空气、水、土壤质量下降气候变化生物多样性丧失主要威胁栖息地破坏、过度捕捞、污染后果生态系统功能退化、服务减少保护措施保护区建设、立法保护土地利用变化森林农田城市草地其他环境污染大气污染工业排放和汽车尾气水污染工业废水和生活污水土壤污染农药、重金属和废弃物第七部分：生态学应用保护生物学就地保护自然栖息地内的保护迁地保护人工环境中的保护和繁育恢复生态学1生态评估确定破坏程度和恢复目标2干预措施污染处理和植被重建3监测评价长期跟踪恢复效果生态工程水质净化利用湿地植物净化污水生态护岸结合植被的河岸防护绿色屋顶建筑与植被的结合城市生态学城市热岛效应城市温度异常升高绿色基础设施公园、绿道、雨水花园生态城市规划生态友好的城市设计第八部分：环境科学基础1研究内容环境问题的成因与解决2学科特点跨学科、综合性、应用性3发展历程从公共卫生到可持续发展环境科学概述定义研究环境与人类关系的科学1研究内容环境问题及其控制技术2与生态学关系环境科学应用生态学原理3环境污染污染类型主要来源影响范围大气污染工业排放、交通区域性、全球性水污染工业废水、生活污水流域性土壤污染农药、重金属局部性大气环境1对流层大部分天气现象发生2平流层臭氧层所在3中间层温度随高度降低4热层空气稀薄温度高水环境海洋冰川地下水湖泊河流大气土壤环境土壤组成矿物质、有机质、水分、空气土壤污染重金属、农药、石油等土壤修复物理、化学、生物修复技术固体废物生活垃圾家庭和商业活动产生工业废物生产过程中产生危险废物具有毒性、腐蚀性等特性资源化利用回收再利用减少污染环境监测1目的了解环境质量状况2方法取样分析、自动监测、遥感3指标物理、化学、生物指标环境影响评价筛选确定项目是否需要评价评价范围确定评价的空间和内容预测分析评估可能的环境影响决策建议提出减缓措施和方案清洁生产概念预防为主的生产方式1原则减量化、再利用、资源化2实施步骤审计、方案、实施、评估3可持续发展1社会目标公平与社会和谐2经济目标持续稳定的经济增长3环境目标生态环境保护与修复第九部分：环境管理与政策管理体系政府、企业、社会多层次管理法律法规环境法律体系框架经济政策税收、补贴等经济手段公众参与社会监督与环保行动环境管理体系ISO14000国际环境管理标准计划环境目标和实施方案实施组织结构和责任分配审核评价监测改进环境表现环境法规国际环境公约《气候变化框架公约》《生物多样性公约》国内环境法律《环境保护法》《大气污染防治法》环境经济政策1排污权交易市场化配置排污指标2环境税污染者付费原则3生态补偿对生态保护者给予补偿公众参与重要性民主决策、社会监督参与方式听证会、公众调查、环保行动案例分析公众反对污染企业成功案例第十部分：生态文明建设1理念形成从工业文明到生态文明2制度建设政策法规与管理制度3实践探索各地生态文明示范区生态文明的内涵定义人与自然和谐发展的文明形