1、第七章第七章 环境生态环境生态环境科学概论环境科学概论徐州煤矿开采徐州煤矿开采浙江省安吉县石灰岩多浙江省安吉县石灰岩多水泥和矿山水泥和矿山目录 环境生态学的地位和作用环境生态学的地位和作用 生态系统理论生态系统理论 干扰对生态系统的影响干扰对生态系统的影响 恢复生态学理论恢复生态学理论 生态系统管理生态系统管理7.1 7.1 环境生态学的地位和作用环境生态学的地位和作用生态学与环境生态学生态学与环境生态学 生态学是环境生态学的理论基础。环境生态学生态学是环境生态学的理论基础。环境生态学是环境科学和生态学之间的边缘学科。因此，要想学是环境科学和生态学之间的边缘学科。因此，要想学习环境生态学，首先
2、得知道一些有关生态学产生、发习环境生态学，首先得知道一些有关生态学产生、发展和现状的知识。展和现状的知识。7.1 7.1 环境生态学的地位和作用环境生态学的地位和作用 生态学的产生、发展及现状生态学的产生、发展及现状 生态学产生于社会实践，人们很早就发现生物和生态学产生于社会实践，人们很早就发现生物和环境之间有着非常密切的关系，地球上虽然生物种类环境之间有着非常密切的关系，地球上虽然生物种类繁多，形态各异，但各种生物都有其相对狭窄的环境。繁多，形态各异，但各种生物都有其相对狭窄的环境。鱼离不开水，没有水鱼就无法生存。虽然青蛙能在水鱼离不开水，没有水鱼就无法生存。虽然青蛙能在水里生活，也能在岸上
3、觅食，但蛙卵和蝌蚪却只能在水里生活，也能在岸上觅食，但蛙卵和蝌蚪却只能在水域中发育，如果没有水域，它也繁衍不了后代。域中发育，如果没有水域，它也繁衍不了后代。7.1 7.1 环境生态学的地位和作用环境生态学的地位和作用 生态学的产生、发展及现状生态学的产生、发展及现状 生物依赖于环境，如海岸带的螃蟹，泥滩生物依赖于环境，如海岸带的螃蟹，泥滩-召潮蟹，岩石召潮蟹，岩石岸岸-居集蟹，沙滩居集蟹，沙滩-白螃蟹。白螃蟹。动物界是这样，植物界也是这样，如从大环境来说热带是阔叶林，动物界是这样，植物界也是这样，如从大环境来说热带是阔叶林，寒带是针叶林。寒带是针叶林。正由于生物与环境之间的关系，一门研究生物
4、及其生存环境之间正由于生物与环境之间的关系，一门研究生物及其生存环境之间相互关系的科学就产生了。相互关系的科学就产生了。-生态学生态学18661866年德国生物学家海克尔最先提出生态学的定义：年德国生物学家海克尔最先提出生态学的定义：生态学生态学是关于有机体与周围外部世界关系的一般科学。外部世界是关于有机体与周围外部世界关系的一般科学。外部世界是广义的生存条件。这里指有机的和无机的生存环境。是广义的生存条件。这里指有机的和无机的生存环境。7.1 7.1 环境生态学的地位和作用环境生态学的地位和作用 生态学的产生、发展及现状生态学的产生、发展及现状著名生态学家著名生态学家E Odum(E Odu
5、m(奥德姆奥德姆)的定义：的定义：生态学是研究生态系统结构和功能的科学。生态学是研究生态系统结构和功能的科学。普遍采用的定义：生态学是研究生物与其生存环境之间相互关系普遍采用的定义：生态学是研究生物与其生存环境之间相互关系的科学。他研究个体的科学。他研究个体-种群种群-群落群落-生态系统。生态系统。作为一门科学，生态学的发展经历了如下几个阶段：作为一门科学，生态学的发展经历了如下几个阶段：1.1.奠基阶段：奠基阶段：始于始于1616世纪文艺复兴之后，值得提及的学者及论著世纪文艺复兴之后，值得提及的学者及论著有：有：鲍尔（鲍尔（BoyleBoyle）16701670年发表了低气压对动物效应的试验
6、结果，标年发表了低气压对动物效应的试验结果，标志着动物生理生态学的开端，即个体生态学。志着动物生理生态学的开端，即个体生态学。7.1 7.1 环境生态学的地位和作用环境生态学的地位和作用 生态学的产生、发展及现状生态学的产生、发展及现状2.2.建立初期：建立初期：19001900年至年至19201920年生态学处于定性描述阶段。在个体，年生态学处于定性描述阶段。在个体，种群或群落的水平上阐述其变化与环境的关系。代表论著：亚当种群或群落的水平上阐述其变化与环境的关系。代表论著：亚当斯（斯（Adams,1913Adams,1913）被认为是第一部动物被认为是第一部动物生态学教科书。生态学教科书。3
7、.3.发展期：发展期：至至19301930年由描述过度到对生态现象的解释。年由描述过度到对生态现象的解释。7.1 7.1 环境生态学的地位和作用环境生态学的地位和作用 生态学的产生、发展及现状生态学的产生、发展及现状4.4.成熟期：成熟期：19301930年以后，大量专著出版和生态系统概念的提出。年以后，大量专著出版和生态系统概念的提出。例如：例如：7.1 7.1 环境生态学的地位和作用环境生态学的地位和作用 生态学的产生、发展及现状生态学的产生、发展及现状7.1 7.1 环境生态学的地位和作用环境生态学的地位和作用 环境生态学环境生态学是一门新兴的边缘学科，是一门新兴的渗透是一门新兴的边缘学
8、科，是一门新兴的渗透性很强的边缘学科，它既是环境科学的一个分支，又是生态学的性很强的边缘学科，它既是环境科学的一个分支，又是生态学的分支。其发展历史较短，对其定义还存在不同的看法和争议。分支。其发展历史较短，对其定义还存在不同的看法和争议。王翊亭等认为：王翊亭等认为：“环境生态学主要研究污染物在以人类为中心的环境生态学主要研究污染物在以人类为中心的各个生态系统中的扩散、分配和富集过程等消长规律，以便对环各个生态系统中的扩散、分配和富集过程等消长规律，以便对环境质量作出科学评价。境质量作出科学评价。”不同与经典的生态学，解决的是环境污染和生态破坏两类环境问题。不同与经典的生态学，解决的是环境污染
9、和生态破坏两类环境问题。7.1 7.1 环境生态学的地位和作用环境生态学的地位和作用 环境生态学的研究内容和任务环境生态学的研究内容和任务 主要研究内容：主要研究内容：7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论 7.2.1 7.2.1 生态系统的定义生态系统的定义 指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位，这个个生态学功能单位，这个生态学功能单位生态学功能单位称生态系统。称生态系统。（英国植物生态学家（英国植物生态学家A.G.Tansley193
10、5A.G.Tansley1935年提出）年提出）7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论 特定的生态系统特定的生态系统 生产者生产者又称初级生产者，指自养生物，主要指绿色植又称初级生产者，指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。这些生物能利用无机物，也包括一些化能合成细菌。这些生物能利用无机物合成有机物，并把环境中的太阳能以生物化学能的物合成有机物，并把环境中的太阳能以生物化学能的形式第一次固定到生物有机体中。初级生产者也是自形式第一次固定到生物有机体中。初级生产者也是自然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的媒介。媒介。消费者消
11、费者 不能利用无机物质制造有机物质，而是直接或不能利用无机物质制造有机物质，而是直接或间接依赖于生产者所制造的有机物质。它们属于异养间接依赖于生产者所制造的有机物质。它们属于异养生物。生物。7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论 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，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。小型养生物，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。小型消费者使构成有机成分的元素和贮备的能量通过分解消费者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。作用又释放到无机环境中去。生态系统的功能生态系统的功能7.2 7.
12、2 生态系统理论生态系统理论 稳定性和多样性是生态系统的重要特征稳定性和多样性是生态系统的重要特征 生态系统的稳定性生态系统的稳定性 生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态，生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态，表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，稳定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，但只要这种干扰没有超过一定的限度，生态系但只要这种干扰没有超过一定的限度，生态系统仍能通过自我调节恢复原来的状态。统仍能通过自我调节恢复原来的状态。7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论生态系统的稳定性包括两个方面的含义
13、生态系统的稳定性包括两个方面的含义（1 1）系统保持现行状态）系统保持现行状态的能力，即抗干扰的能力；（的能力，即抗干扰的能力；（2 2）系统受扰动后回归该状态的倾）系统受扰动后回归该状态的倾向，即受扰后的恢复能力。向，即受扰后的恢复能力。生态系统具有自我调节的能力，维持自身的稳定性，生态系统自生态系统具有自我调节的能力，维持自身的稳定性，生态系统自我调控是其反馈功能的一个体现。我调控是其反馈功能的一个体现。正反馈正反馈 使生态系统远离平衡状态；使生态系统远离平衡状态；负反馈负反馈 是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到和保持平衡的状态保
14、持平衡的状态7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论 反馈是生态系统的固有属性反馈是生态系统的固有属性7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论负反馈调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用负反馈调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用 7.2.2 7.2.2 生物多样性生物多样性定义：指各种生命形式的资源，它包括数百万种的植物、动物、定义：指各种生命形式的资源，它包括数百万种的植物、动物、微生物、各种物种所拥有的基因和各种生物与环境相互作用所形微生物、各种物种所拥有的基因和各种生物与环境相互作用所形成的生态系统以及它们的生态过程。成的生态系统以及它们的生态过程。生物多样性对环境保护的意
15、义。生物多样性对环境保护的意义。生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础，是地球最显著的生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础，是地球最显著的特征之一，是生命景观几十亿年发展、进化的结果，是生态系统特征之一，是生命景观几十亿年发展、进化的结果，是生态系统生命支持系统的核心组成部分。生命支持系统的核心组成部分。我国的生物多样性遭受到的破坏和面临的威胁非常严重，保护生我国的生物多样性遭受到的破坏和面临的威胁非常严重，保护生物多样性就是保护我们的环境。物多样性就是保护我们的环境。7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论 7.2.2 7.2.2 生物多样性生物多样性生物多样性对环境保护的意义。生物多
16、样性对环境保护的意义。中央出台中央出台关于加快推进生态文明建设的意见关于加快推进生态文明建设的意见-建设生态文明，守住青山绿水。建设生态文明，守住青山绿水。7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论 7.2.3 7.2.3 生态系统演替生态系统演替7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论 7.2.3 7.2.3 生态系统演替生态系统演替演替：演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。演替过程发生的原因：演替过程发生的原因：植物繁殖体的迁移、散步和动物的活动性、生态系统内部环境的植物繁殖体的迁移、散步和动物的活动性、生态系统内部环境的变化
17、、种间和种内关系的改变、外界环境条件的变化和人类活动变化、种间和种内关系的改变、外界环境条件的变化和人类活动的干扰。的干扰。7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论 7.2.3 7.2.3 生态系统演替生态系统演替7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论裸岩的演替裸岩的演替 7.2.3 7.2.3 生态系统演替生态系统演替7.2 7.2 生态系统理论生态系统理论弃耕农田上的演替弃耕农田上的演替 7.3.1 7.3.1 干扰及其内涵干扰及其内涵干扰的定义干扰的定义：群落外部不连续存在的因子的突然作用或连续存在：群落外部不连续存在的因子的突然作用或连续存在的因子超正常范围的波动，引起有机体、种群或
18、者群落发生全部的因子超正常范围的波动，引起有机体、种群或者群落发生全部或部分明显变化，从而使生态系统的结构和功能受到损害或者发或部分明显变化，从而使生态系统的结构和功能受到损害或者发生改变的现象。生改变的现象。干扰的类型：干扰的类型：按干扰产生的来源分：按干扰产生的来源分：自然干扰（指无人为活动介自然干扰（指无人为活动介入的自然条件下发生的干扰）和人为干扰（指在人类有目的的行入的自然条件下发生的干扰）和人为干扰（指在人类有目的的行为指导下，对自然进行的改造或生态建设）；为指导下，对自然进行的改造或生态建设）；依据干扰的机制分：依据干扰的机制分：物理干扰、化学干扰和生物干扰等。物理干扰、化学干扰
19、和生物干扰等。7.3 7.3 干扰对生态系统的影响干扰对生态系统的影响 7.3.1 7.3.1 干扰及其内涵干扰及其内涵干扰的类型干扰的类型7.3 7.3 干扰对生态系统的影响干扰对生态系统的影响自然干扰自然干扰自然干扰自然干扰人为干扰人为干扰人为干扰人为干扰自然干扰自然干扰自然干扰自然干扰自然干扰自然干扰自然干扰自然干扰人为干扰人为干扰人为干扰人为干扰自然干扰自然干扰自然干扰自然干扰土地沙漠化土地沙漠化土壤侵蚀土壤侵蚀植物虫害植物虫害土壤污染土壤污染植物病植物病害害水污染水污染 7.3.1 7.3.1 干扰及其内涵干扰及其内涵干扰的类型干扰的类型7.3 7.3 干扰对生态系统的影响干扰对生态
20、系统的影响物理干扰物理干扰物理干扰物理干扰生物干扰生物干扰生物干扰生物干扰化学干扰化学干扰化学干扰化学干扰 7.3.1 7.3.1 干扰及其内涵干扰及其内涵干扰的特点干扰的特点（1 1）干扰具有多重性；）干扰具有多重性；（2 2）干扰具有较大的相对性；）干扰具有较大的相对性；（3 3）干扰具有明显的尺度性；）干扰具有明显的尺度性；（4 4）干扰可以看做是对生态演替过程的再调节；）干扰可以看做是对生态演替过程的再调节；（5 5）干扰经常是不协调的；）干扰经常是不协调的；（6 6）干扰在时空尺度上是具有广泛性的。）干扰在时空尺度上是具有广泛性的。7.3 7.3 干扰对生态系统的影响干扰对生态系统的
21、影响 7.3.2 7.3.2 干扰与生态系统调控干扰与生态系统调控生态系统具有自我调节、自我恢复、自我更新的能力，维持其相生态系统具有自我调节、自我恢复、自我更新的能力，维持其相对稳定的能力。因此，对稳定的能力。因此，适度的适度的干扰对生态系统无害，可以促进生干扰对生态系统无害，可以促进生态系统的演化和更新，有利于生态系统的持续发展。态系统的演化和更新，有利于生态系统的持续发展。7.3 7.3 干扰对生态系统的影响干扰对生态系统的影响7.3 7.3 干扰对生态系统的影响干扰对生态系统的影响7.4 7.4 恢复生态学理论恢复生态学理论7.4 7.4 恢复生态学理论恢复生态学理论7.4 7.4 恢
22、复生态学理论恢复生态学理论7.5 7.5 生态系统管理生态系统管理 生态系统服务：生态系统服务：由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能。能。根据生态服务功能和利用状况，可将服务功能价值分为四类：根据生态服务功能和利用状况，可将服务功能价值分为四类：第一，直接利用价值，主要指生态系统产品所产生的价值。（第一，直接利用价值，主要指生态系统产品所产生的价值。（产产品的市场价格估计品的市场价格估计）；）；第二，间接利用价值，主要指无法商品化
23、的生态系统服务功能。第二，间接利用价值，主要指无法商品化的生态系统服务功能。（根据服务生态系统的类型确定根据服务生态系统的类型确定）7.5 7.5 生态系统管理生态系统管理 第三，选择价值，指人们为了将来能够直接利用与间第三，选择价值，指人们为了将来能够直接利用与间接利用某种生态系统服务功能的支付意愿。（接利用某种生态系统服务功能的支付意愿。（-）第四，存在价值，人们为了确保这种生态服务功能继第四，存在价值，人们为了确保这种生态服务功能继续存在的支付意愿。（续存在的支付意愿。（-）不同的生态系统，评价的指标不尽一致，直接市场价不同的生态系统，评价的指标不尽一致，直接市场价格法，替代市场价格法，权变估值法，生产成本法，格法，替代市场价格法，权变估值法，生产成本法，实际影响的市场估值法。实际影响的市场估值法。1 1、名词解释（、名词解释（1010*2 2）2 2、判断题、判断题 （1010*2 2）3 3、填空题、填空题 （1010*1 1）4 4、简答题、简答题 （4 4*5 5）5 5、论述题、论述题 （2 2*1515）
