1、第七章第七章 生态学基础知识生态学基础知识v第一节第一节 生物多样性生物多样性v第二节第二节 生态系统基本概念生态系统基本概念v第三节第三节 生态平衡生态平衡v第四节第四节 生态学基础生态学基础v 指地球上的生物所有指地球上的生物所有形式、层次和联合体中形式、层次和联合体中生命的多样化。简单地生命的多样化。简单地说，生物多样性是生物说，生物多样性是生物和它们组成的系统的总和它们组成的系统的总体多样性和变异性。体多样性和变异性。v500500万万-5000-5000万种万种 第一节第一节 生物多样性生物多样性 1.1.生物多样性概念生物多样性概念2.2.生物多样性的意义和价值生物多样性的意义和价
2、值v地球生命的基础：是人类赖以生存和持续发展的物质基础。它提供人类所有的食物和木材、纤维、油料、橡胶等重要的工业原料。v直接价值和间接价值。第二节 生态系统基本概念生态系统的概念是由生态系统的概念是由英国生态学家坦斯利英国生态学家坦斯利在在19351935年提出来的。年提出来的。“生态系统的基本概生态系统的基本概念念是物理学上使用的是物理学上使用的系统系统整体。这个整体。这个系统不仅包括有机复系统不仅包括有机复合体，而且包括形成合体，而且包括形成环境的整个物理因子环境的整个物理因子复合体复合体”。2020世纪世纪4040年代，美国生态学家林德曼在研究湖泊生态系统时，提出了年代，美国生态学家林德
3、曼在研究湖泊生态系统时，提出了食物链的概念。食物链的概念。“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”。他又提出了生态金字塔的理论，使人们认识到生态系统的营养结构和他又提出了生态金字塔的理论，使人们认识到生态系统的营养结构和能量流动的特点。能量流动的特点。“一山不能存二虎（我的地盘我做主）一山不能存二虎（我的地盘我做主）”。生态系统的概念是由英国生态学家坦斯利在生态系统的概念是由英国生态学家坦斯利在19351935年提出来的，他认为，年提出来的，他认为，“生态系统的基本概念是生态系统的基本概念是物理学上使用的物理学上使用的系统系统整体。这个系统不仅包整体。这个系统不
4、仅包括有机复合体，而且包括形成环境的整个物理因括有机复合体，而且包括形成环境的整个物理因子复合体子复合体”。生态系统就是在一定地区内，生物和它们的非生生态系统就是在一定地区内，生物和它们的非生物环境（物理环境）之间进行着连续的能量和物物环境（物理环境）之间进行着连续的能量和物质交换所形成的一个生态学功能单位。质交换所形成的一个生态学功能单位。由各自独立又相互联系、相互作用的组分构成一由各自独立又相互联系、相互作用的组分构成一个整体。个整体。一、生态系统的组成和结构一、生态系统的组成和结构 1、非生物环境2、生产者3、消费者4、分解者组成：组成：v作为生物与环境组成的统一整体，生态系统作为生物与
5、环境组成的统一整体，生态系统不仅具有一定的结构，而且具有一定的功能。不仅具有一定的结构，而且具有一定的功能。v生态系统的主要基本功能：生态系统的主要基本功能：一是能量流动；一是能量流动；二是物质循环；二是物质循环；三是信息传递。三是信息传递。（一）（一）能量流动能量流动能力流动定义：能力流动定义：从太阳能被生产者从太阳能被生产者(绿色植物绿色植物)转变为转变为化学能开始化学能开始,经过经过食草动物、食肉动食草动物、食肉动物和微生物参与的物和微生物参与的食物链而转化，从食物链而转化，从某一营养级向下一某一营养级向下一个营养级过渡时部个营养级过渡时部分能量以热能形式分能量以热能形式而失掉的单向流动
6、。而失掉的单向流动。能量流动的数量及作用l生态系统的生产者生态系统的生产者绿色植物通过光合作绿色植物通过光合作用，把太阳光能转化为化学能，储存在它用，把太阳光能转化为化学能，储存在它们制造的有机物中。们制造的有机物中。l生产者所固定的全部太阳能，就是流经生生产者所固定的全部太阳能，就是流经生态系统的总能量。态系统的总能量。l能量流经生态系统后，就是一切生物生命能量流经生态系统后，就是一切生物生命活动的动力，也是生态系统存在和发展的活动的动力，也是生态系统存在和发展的动力。动力。生态系统的能量流动全过程生态系统的能量流动全过程能量流动的起点：地球上所有的生态系统所需的能量都是来自太阳，是从生产者
7、通过光合作用把太阳能固定在它们所制造的有机物中。生产者固定的全部太阳能就是流经生态系统的总能量。所以生态系统的能量流动是从生产者固定太阳光能开始的。生态系统能量流动的数量，是生产者所固定的全部太阳光能，就是流经生态系统的总能量，这些能量能在生态系统各个营养级中进行流动。生态系统能量流动的途径：生态系统能量流动的途径：第一、生态系统的总能量，其中一部分能量用于生产者自身的新陈代谢等生第一、生态系统的总能量，其中一部分能量用于生产者自身的新陈代谢等生命活动，即呼吸作用消耗掉了；另一部分能量随着植物遗体和残枝败叶等被命活动，即呼吸作用消耗掉了；另一部分能量随着植物遗体和残枝败叶等被分解者分解而释放出
8、来；还有一部分能量被植食性动物摄入体内。分解者分解而释放出来；还有一部分能量被植食性动物摄入体内。第二，植物被草食动物吃了以后，一部分以粪便等排泄物被动物排出体外，第二，植物被草食动物吃了以后，一部分以粪便等排泄物被动物排出体外，其余大部分被动物所同化。这样能量由植物流入动物即能量从第一营养级其余大部分被动物所同化。这样能量由植物流入动物即能量从第一营养级第二营养级第二营养级第三营养级第三营养级第四营养级，各营养级所同化的能量，一部分通第四营养级，各营养级所同化的能量，一部分通过呼吸作用消耗掉；另一部分用于各营养级生物的生长、发育、繁殖等生命过呼吸作用消耗掉；另一部分用于各营养级生物的生长、发
9、育、繁殖等生命活动。消费者的尸体、粪便等与生产者的遗体，残枝败叶一样，被分解者分活动。消费者的尸体、粪便等与生产者的遗体，残枝败叶一样，被分解者分解利用，并通过分解者的呼吸作用将其能量释放到环境中去最终消失。解利用，并通过分解者的呼吸作用将其能量释放到环境中去最终消失。生态系统能量流动的特点生态系统能量流动的特点l美国生态学家林德曼，明确提出了美国生态学家林德曼，明确提出了“十分之一定律十分之一定律”。l从理论上讲，一个人靠吃鱼增长身体从理论上讲，一个人靠吃鱼增长身体1kg1kg，就得吃掉，就得吃掉10kg10kg鱼，鱼，10kg10kg的鱼则要吃掉的鱼则要吃掉100kg100kg的浮游动物，
10、的浮游动物，100kg100kg的浮游动的浮游动物要吃掉物要吃掉1000kg1000kg的浮游植物。也就是说，的浮游植物。也就是说，1000kg1000kg的浮游植的浮游植物才能养活物才能养活10kg10kg的鱼，进而才能使人增长的鱼，进而才能使人增长1kg1kg体重。体重。第一，能量流动不是循环的而是单向的：从生产者第一，能量流动不是循环的而是单向的：从生产者初初级消费者级消费者次级消费者次级消费者三级消费者三级消费者。食物链各。食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级能量总是以个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级能量总是以呼吸散失热能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。呼吸散失热
11、能。即必须源源不断地输入，又不断地散失。第二，能量流动是逐级递减的：传递率为第二，能量流动是逐级递减的：传递率为10102020，一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少级上升一级，可利用的能量相应要减少80809090，能，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持其生存的程度了。由于生态系统能量流量逐级递减，持其生存的程度了。由于生态系统能量流量逐级递减，其传递率为其传递率为10102020，即构成了能量金字塔。所以，即构成了能量金字塔。所以，
12、生产者固定的全部太阳能流经生态系统过程中逐级递减，生产者固定的全部太阳能流经生态系统过程中逐级递减，单向不循环，最终在环境中消失。单向不循环，最终在环境中消失。（二）物质循环（二）物质循环v物质循环的定义：物质循环的定义：地球表面物质在自然力和生物活地球表面物质在自然力和生物活动作用下，在生态系统内部或其间进行储存、转化、动作用下，在生态系统内部或其间进行储存、转化、迁移的往返流动。迁移的往返流动。也就是组成生物体的也就是组成生物体的C C、H H、O O、N N、P P、S S等基本元素等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运动。动。
13、v生态系统的物质循环可分为水循环、气体型循环和生态系统的物质循环可分为水循环、气体型循环和沉积型循环等三大类型。沉积型循环等三大类型。v气体型循环：氧、二氧化碳、氮、氯、溴、氟等。气体型循环：氧、二氧化碳、氮、氯、溴、氟等。v沉积型循环：磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、沉积型循环：磷、钙、钾、钠、镁、锰、铁、铜、硅等。硅等。1.1.水循环水循环 水是组成生物体的重要成分，大约占生体物体重的水是组成生物体的重要成分，大约占生体物体重的60609595，体内进行一切生化反应都离不开水。，体内进行一切生化反应都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等形地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、
14、吸收等形式反复循环。式反复循环。2.2.碳循环：碳循环：碳是构成生物体的主要元素，占生物总质量碳是构成生物体的主要元素，占生物总质量25%25%。碳元素约占生。碳元素约占生物体干重的物体干重的4747，碳是有机化合物的，碳是有机化合物的“骨架骨架”，没有碳就没有生，没有碳就没有生命。碳在无机环境与生物群落之间是以命。碳在无机环境与生物群落之间是以COCO2 2的形式进行循环的。的形式进行循环的。碳循环基本形式：光合作用；生物死亡；矿物燃烧；海水吸收。碳循环基本形式：光合作用；生物死亡；矿物燃烧；海水吸收。3、氮循环大气氮进入生物有机体的途径生物固氮工业固氮岩浆固氮大气固氮氮是组成蛋白质和核酸的
15、主要成分。氮占大气成分的氮是组成蛋白质和核酸的主要成分。氮占大气成分的7979，必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用形式等才能必须经过生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用形式等才能在生物群落与无机环境间反复循环。在生物群落与无机环境间反复循环。植物树根上的树结包含细菌，细菌帮助将土壤中的氮转变为植物可以利用的形态。固氮固氮 硫是构成硫是构成氨基酸和蛋白氨基酸和蛋白的主要成分。的主要成分。气态循环和沉气态循环和沉积型循环。积型循环。SO2主要主要来自含硫矿物来自含硫矿物的冶炼、化石的冶炼、化石燃料的燃烧和燃料的燃烧和动植物废物残动植物废物残体的燃烧；气体的燃烧；气体经遇水淋洗体经遇水淋洗进入
16、土壤，动进入土壤，动植物残体细菌植物残体细菌分解都形成硫分解都形成硫酸盐。酸盐。自然界的硫循环：自然界的硫循环：火山爆发，使地壳和岩浆中的硫以火山爆发，使地壳和岩浆中的硫以H H2 2S S硫酸盐和硫酸盐和SO2SO2的形式排入的形式排入大气海底火山爆发排出的硫，一部分溶于海水，一部分以气态大气海底火山爆发排出的硫，一部分溶于海水，一部分以气态硫化物逸入大气。陆地和海洋中的一些有机物质由于微生物分硫化物逸入大气。陆地和海洋中的一些有机物质由于微生物分解作用，向大气释放解作用，向大气释放H H2 2S S，其排放量随季节而异，其排放量随季节而异,温热季节高于温热季节高于寒冷季节。海洋波浪飞溅使硫
17、以硫酸盐气溶胶形式进入大气。寒冷季节。海洋波浪飞溅使硫以硫酸盐气溶胶形式进入大气。陆地植物可从大气中吸收陆地植物可从大气中吸收SOSO2 2陆地和海洋植物从土壤和水中吸陆地和海洋植物从土壤和水中吸收硫。吸收的硫构成植物本身的机体。植物残体经微生物分解，收硫。吸收的硫构成植物本身的机体。植物残体经微生物分解，硫成为硫成为H H2 2S S逸入大气。逸入大气。大气中的大气中的SOSO2 2和和H H2 2S S经氧化作用形成硫酸根经氧化作用形成硫酸根(SO(SO4 4),),随降水降落到随降水降落到陆地和海洋。陆地和海洋。SOSO2 2和和SOSO4 4还可由于自然沉降或碰撞而被土壤和植物还可由于
18、自然沉降或碰撞而被土壤和植物或海水所吸收。由陆地排入大气的或海水所吸收。由陆地排入大气的SOSO2 2和和SOSO4 4可迁移到海洋上空，可迁移到海洋上空，沉降入海洋。同样，海浪飞溅出来的沉降入海洋。同样，海浪飞溅出来的SOSO4 4也可迁移沉降到陆地上也可迁移沉降到陆地上陆地岩石风化释放出的硫可经河流输送入海洋。水体中硫酸盐陆地岩石风化释放出的硫可经河流输送入海洋。水体中硫酸盐的还原是由各种硫酸盐还原菌进行反硫化过程完成的。在缺氧的还原是由各种硫酸盐还原菌进行反硫化过程完成的。在缺氧条件下，硫酸盐作为受氢体而转化为条件下，硫酸盐作为受氢体而转化为H H2 2S S。人类活动的干预：人类活动的
19、干预：人类燃烧含硫矿物燃料和柴草，冶炼含硫矿石人类燃烧含硫矿物燃料和柴草，冶炼含硫矿石,释放释放大量的大量的SOSO2 2，石油炼制释放的，石油炼制释放的H H2 2S S在大气中很快氧化为在大气中很快氧化为SOSO2 2，这些活动使城市和工矿区的局部地区大气中，这些活动使城市和工矿区的局部地区大气中 SOSO2 2，浓度大为升高，对人和动植物有伤害作用，浓度大为升高，对人和动植物有伤害作用，SOSO2 2在大气中氧化成为在大气中氧化成为SOSO4 4，是形成和降低能见度的主要，是形成和降低能见度的主要原因。原因。磷是携带磷是携带DNA组成的元素，是组成的元素，是动物骨骼、牙齿动物骨骼、牙齿和
20、贝壳的重要组和贝壳的重要组成成分。生物在成成分。生物在新陈代谢中都需新陈代谢中都需要磷。要磷。磷循环：磷循环：磷酸盐岩石磷酸盐岩石或矿床通过天然或矿床通过天然侵蚀、人工开采侵蚀、人工开采进入水体或食物进入水体或食物链中，被植物吸链中，被植物吸收。生物死亡后收。生物死亡后进入土壤和海洋进入土壤和海洋中。磷不进行大中。磷不进行大气迁移。气迁移。自然界的磷循环的基本过程自然界的磷循环的基本过程 岩石和土壤中的磷酸盐由于风化和淋溶作用进入岩石和土壤中的磷酸盐由于风化和淋溶作用进入河流，然后输入海洋并沉积于海底，直到地质活河流，然后输入海洋并沉积于海底，直到地质活动使它们暴露于水面，再次参加循环。这一循
21、环动使它们暴露于水面，再次参加循环。这一循环需若干万年才能完成。需若干万年才能完成。在这一循环中，存在两个局部的小循环，即陆地在这一循环中，存在两个局部的小循环，即陆地生态系统中的磷循环和水生生态系统中的磷循环。生态系统中的磷循环和水生生态系统中的磷循环。人类开采磷矿石，制造和使用磷肥、农药和洗涤人类开采磷矿石，制造和使用磷肥、农药和洗涤剂，以及排放含磷的工业废水和生活污水，都对剂，以及排放含磷的工业废水和生活污水，都对自然界的磷循环发生影响。自然界的磷循环发生影响。陆地生态系统的磷循环：岩石的风化向土壤提供了磷。植物通过根系从土陆地生态系统的磷循环：岩石的风化向土壤提供了磷。植物通过根系从土
22、壤中吸收磷酸盐。动物以植物为食物而得到磷。动、植物死亡后，残体分壤中吸收磷酸盐。动物以植物为食物而得到磷。动、植物死亡后，残体分解，磷又回到土壤中。在未受人为干扰的陆地生态系统中，土壤和有机体解，磷又回到土壤中。在未受人为干扰的陆地生态系统中，土壤和有机体之间几乎是一个封闭循环系统，磷的损失是很少的。之间几乎是一个封闭循环系统，磷的损失是很少的。水生生态系统的磷循环：陆地生态系统中的磷，有一小部分由于降雨冲洗水生生态系统的磷循环：陆地生态系统中的磷，有一小部分由于降雨冲洗等作用而进入河流、湖泊中，然后归入海洋。在水生生态系统中，磷首先等作用而进入河流、湖泊中，然后归入海洋。在水生生态系统中，磷
23、首先被藻类和水生植物吸收，然后通过逐级传递。水生动、植物死亡后，残体被藻类和水生植物吸收，然后通过逐级传递。水生动、植物死亡后，残体分散，磷又进入循环。进入水体中的磷，有一部分可能直接沉积于深水底分散，磷又进入循环。进入水体中的磷，有一部分可能直接沉积于深水底泥，从此不参加这一生态循环。另外，人类渔捞和鸟类捕食水生生物，使泥，从此不参加这一生态循环。另外，人类渔捞和鸟类捕食水生生物，使磷回到陆地生态系统的循环中。磷回到陆地生态系统的循环中。人类活动的干预：人类种植的农作物和牧草，吸收土壤中的磷。在自然经人类活动的干预：人类种植的农作物和牧草，吸收土壤中的磷。在自然经济的农村中，一方面从土地上收
24、获农作物，另一方面把废物和排泄物送回济的农村中，一方面从土地上收获农作物，另一方面把废物和排泄物送回土壤，维持着磷的平衡。但商品经济发展后，不断地把农作物和农牧产品土壤，维持着磷的平衡。但商品经济发展后，不断地把农作物和农牧产品运入城市，城市垃圾和人畜排泄物往往不能返回农田，而是排入河道，输运入城市，城市垃圾和人畜排泄物往往不能返回农田，而是排入河道，输往海洋。这样农田中的磷含量便逐渐减少。为补偿磷的损失，必须向农田往海洋。这样农田中的磷含量便逐渐减少。为补偿磷的损失，必须向农田施加磷肥。在大量使用含磷洗涤剂后施加磷肥。在大量使用含磷洗涤剂后,城市生活污水含有较多的磷城市生活污水含有较多的磷,
25、某些工某些工业废水也含有丰富的磷，这些废水排入河流、湖泊或海湾，使水中含磷量业废水也含有丰富的磷，这些废水排入河流、湖泊或海湾，使水中含磷量增高。增高。人对自然磷循环的干扰磷肥和洗涤剂养殖厂排水和城市污水（三）信息传递v1、物理信息v2、化学信息v3、营养信息v4、行为信息第三节生态平衡第三节生态平衡一、生态平衡的概念一、生态平衡的概念v生态平衡定义：在生态系统内部，生产者、生态平衡定义：在生态系统内部，生产者、消费者、分解者和非生物环境之间，在一定消费者、分解者和非生物环境之间，在一定时间内保持能量与物质输入、输出动态的相时间内保持能量与物质输入、输出动态的相对稳定状态。对稳定状态。v两个特
26、点：两个特点：1.动态平衡动态平衡 2.相对平衡相对平衡动态平衡动态平衡 生态平衡是一种动态的平衡而不是静态的平衡，这是因为变生态平衡是一种动态的平衡而不是静态的平衡，这是因为变化是宇宙间一切事物的最根本的属性，生态系统这个自然界化是宇宙间一切事物的最根本的属性，生态系统这个自然界复杂的实体，当然也处在不断变化之中。例如生态系统中的复杂的实体，当然也处在不断变化之中。例如生态系统中的生物与生物、生物与环境以及环境各因子之间，不停地在进生物与生物、生物与环境以及环境各因子之间，不停地在进行着能量的流动与物质的循环；行着能量的流动与物质的循环；生态系统在不断地发展和进化：生物量由少到多、食物链由生
27、态系统在不断地发展和进化：生物量由少到多、食物链由简单到复杂、群落由一种类型演替为另一种类型等；环境也简单到复杂、群落由一种类型演替为另一种类型等；环境也处在不断的变化中。处在不断的变化中。因此，生态平衡不是静止的，总会因系统中某一部分先发生因此，生态平衡不是静止的，总会因系统中某一部分先发生改变，引起不平衡，然后依靠生态系统的自我调节能力使其改变，引起不平衡，然后依靠生态系统的自我调节能力使其又进入新的平衡状态。又进入新的平衡状态。正是这种从平衡到不平衡到又建立新的平衡的反复过程，推正是这种从平衡到不平衡到又建立新的平衡的反复过程，推动了生态系统整体和各组成部分的发展与进化。动了生态系统整体
28、和各组成部分的发展与进化。相对平衡相对平衡 生态平衡是一种相对平衡而不是绝对平衡，因为任何生态系生态平衡是一种相对平衡而不是绝对平衡，因为任何生态系统都不是孤立的，都会与外界发生直接或间接的联系，会经统都不是孤立的，都会与外界发生直接或间接的联系，会经常遭到外界的干扰。生态系统对外界的干扰和压力具有一定常遭到外界的干扰。生态系统对外界的干扰和压力具有一定的弹性，其自我调节能力也是有限度的，如果外界干扰或压的弹性，其自我调节能力也是有限度的，如果外界干扰或压力在其所能忍受的范围之内，当这种干扰或压力去除后，它力在其所能忍受的范围之内，当这种干扰或压力去除后，它可以通过自我调节能力而恢复；如果外界
29、干扰或压力超过了可以通过自我调节能力而恢复；如果外界干扰或压力超过了它所能承受的极限，其自我调节能力也就遭到了破坏，生态它所能承受的极限，其自我调节能力也就遭到了破坏，生态系统就会衰退，甚至崩溃。系统就会衰退，甚至崩溃。例如，草原应有合理的载畜量，超过了最大适宜载畜量，草例如，草原应有合理的载畜量，超过了最大适宜载畜量，草原就会退化；森林应有合理的采伐量，采伐量超过生长量，原就会退化；森林应有合理的采伐量，采伐量超过生长量，必然引起森林的衰退；污染物的排放量不能超过环境的自净必然引起森林的衰退；污染物的排放量不能超过环境的自净能力，否则就会造成环境污染，危及生物的正常生活，甚至能力，否则就会造
30、成环境污染，危及生物的正常生活，甚至死亡等。死亡等。二、二、保持生态平衡的影响因素保持生态平衡的影响因素v生态系统本身具有自动调节能力。生态系统本身具有自动调节能力。v与下列影响因素有关：与下列影响因素有关：1.结构的多样性结构的多样性 结构越复杂，自动调节能力越强；结构结构越复杂，自动调节能力越强；结构越简单，自动调节能力越弱。越简单，自动调节能力越弱。2.功能的完整性功能的完整性 生态系统的能量流动和物质循环在生生态系统的能量流动和物质循环在生物生理机能的控制下能得到合理地运转。物生理机能的控制下能得到合理地运转。3.地域连续性 v分布地域的连续性是生态系统存在和长久维持的重要条件。现代研
31、究表明，岛屿生态系统是不稳定或脆弱的。由于岛屿受到阻隔作用，与外界缺乏物质和遗传信息的交流，因而对干扰的抗性低，受影响后恢复能力差。近代已灭绝的哺乳动物和鸟类，大约75是生活在岛屿上的物种。三、生态平衡的重要性三、生态平衡的重要性v一个群落中食物网越复杂，则稳定性越增加，此外，腐屑的一个群落中食物网越复杂，则稳定性越增加，此外，腐屑的存在也可加强生态系的多样性和稳定性。存在也可加强生态系的多样性和稳定性。v生态平衡常常因各种因素遭到破坏，主要是人类的生产活动生态平衡常常因各种因素遭到破坏，主要是人类的生产活动和污染等。和污染等。v人类对自然资源不合理的开发利用，常常导致毁灭，人类对自然资源不合
32、理的开发利用，常常导致毁灭，水土流水土流失，水源枯竭、草原荒废，土地沙漠化、盐渍化野生动物种失，水源枯竭、草原荒废，土地沙漠化、盐渍化野生动物种类趋于绝灭等。如榆林三迁、黄河河床抬高，长江黄化、埃类趋于绝灭等。如榆林三迁、黄河河床抬高，长江黄化、埃及大坝及大坝 、三峡、三峡增加增加25%25%可耕地，但使下游贫瘠化盐碱度可耕地，但使下游贫瘠化盐碱度增大，农作物减产，水瘦，鱼减产，血吸虫病猖獗。增大，农作物减产，水瘦，鱼减产，血吸虫病猖獗。人类对生物圈的破坏性影响主要表现在三个方面：人类对生物圈的破坏性影响主要表现在三个方面：一是大规模地把自然生态系统转变为人工生态系统，严一是大规模地把自然生态
33、系统转变为人工生态系统，严重干扰和损害了生物圈的正常运转，农业开发和城市重干扰和损害了生物圈的正常运转，农业开发和城市化是这种影响的典型代表；化是这种影响的典型代表；二是大量取用生物圈中的各种资源，包括生物的和非生二是大量取用生物圈中的各种资源，包括生物的和非生物的，严重破坏了生态平衡，森林砍伐、水资源过度物的，严重破坏了生态平衡，森林砍伐、水资源过度利用是其典型例子；利用是其典型例子；三是向生物圈中超量输入人类活动所产生的产品和废物，三是向生物圈中超量输入人类活动所产生的产品和废物，严重污染和毒害了生物圈的物理环境和生物组分，包严重污染和毒害了生物圈的物理环境和生物组分，包括人类自己，化肥、
34、杀虫剂、除草剂、工业三废和城括人类自己，化肥、杀虫剂、除草剂、工业三废和城市三废是其代表。市三废是其代表。破坏生态平衡的因素 自然灾害 生态破坏 资源耗竭 环境污染 人口剧增 人类战争不和谐的音符第四节第四节 生态学基础生态学基础4.1 生态学研究的基本内容v 一、生态学的发展二、生态学的含义及研究对象1、含义 生态学是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的主要分支之一。如果把生物看成是一个生命系统，环境看成是一个环境系统，又可以说，生态学就是研究生命系统和环境系统之间相互作用的规律和机理的一门学科。2、生态学的对象（1）研究对象：（2）与基础科学和应用科学相结合，发展了生态学，扩
35、大了生态学的领域。如：数学生态学、系统生态学、经济生态学等。植物植物动物动物生物（包括人）生物（包括人）4.2 生态学的一般规律1 1、相互依存与相互制约规律、相互依存与相互制约规律 反映了生物间的协调关系反映了生物间的协调关系（1 1）普遍的依存和制约）普遍的依存和制约“物物相关物物相关”规规律律就是系统中各种生物间相互依存、相互制约关就是系统中各种生物间相互依存、相互制约关系是普遍存在的；系是普遍存在的；（2 2）通过）通过“食物食物”而相互联系与制约而相互联系与制约“相生相克相生相克”规律规律就是每一种生物在食物链和食物网中，都占据就是每一种生物在食物链和食物网中，都占据一定的位置，并具
36、有特定的作用。一定的位置，并具有特定的作用。2、物质循环转化与再生规律、物质循环转化与再生规律防止有毒物质进入环境、提高能源的利用效率防止有毒物质进入环境、提高能源的利用效率3、物质输入输出的动态平衡规律物质输入输出的动态平衡规律防止输入不足（如施肥不足）、输入过多（如富防止输入不足（如施肥不足）、输入过多（如富营养化、重金属）营养化、重金属）4、相互适应与补偿的协同进化规律、相互适应与补偿的协同进化规律生物与环境之间的作用与反作用生物与环境之间的作用与反作用5、环境资源的有效极限规律、环境资源的有效极限规律生物赖以生存的环境资源在质量、数量、空间和生物赖以生存的环境资源在质量、数量、空间和时
37、间等方面都有一定的限度（过度放牧、竭泽而渔、时间等方面都有一定的限度（过度放牧、竭泽而渔、超标排放污染物等）超标排放污染物等）4.3 生态学在环境保护中的应用生态学在环境保护中的应用一、利用生态系统的整体观念，全面考察一、利用生态系统的整体观念，全面考察人类活动对环境的影响人类活动对环境的影响即人类活动对环境的影响要从时间和空间即人类活动对环境的影响要从时间和空间上全盘考虑，统筹兼顾，不仅要考虑现在，还上全盘考虑，统筹兼顾，不仅要考虑现在，还要考虑将来；不仅要考虑本地区，还有考虑有要考虑将来；不仅要考虑本地区，还有考虑有关的其它地区。（建设项目必须进行环境影响关的其它地区。（建设项目必须进行环
38、境影响评价）评价）二、充分利用生态系统的调节能力二、充分利用生态系统的调节能力如大气污染物的高烟囱排放、水体自净、土地处如大气污染物的高烟囱排放、水体自净、土地处理系统（污水灌溉）等。理系统（污水灌溉）等。三、解决近代城市中的环境问题三、解决近代城市中的环境问题1、编制生态规划（环境规划）、编制生态规划（环境规划）是指在编制国家或地区的发展规划时，不是指在编制国家或地区的发展规划时，不是单纯考虑经济因素，还有考虑地球物理因素、是单纯考虑经济因素，还有考虑地球物理因素、生态因素和社会因素。（各类规划必须进行环生态因素和社会因素。（各类规划必须进行环境影响评价）境影响评价）2、进行城市生态系统的研
39、究、进行城市生态系统的研究利用生态学原则和系统论的方法来研究，利用生态学原则和系统论的方法来研究，即把城市作为特殊的人工环境系统来研究。即把城市作为特殊的人工环境系统来研究。四、综合利用资源和能源1、生态工艺（无污染工艺）输入的物质和能量获得最大限度的利用，资源和能源的浪费最少，且废弃物完全能被自然界分解、吸收或利用。2、生态农场v复习思考题：复习思考题：1.1.写出生物多样性、生态系统、能量流动、物质循环、生态平写出生物多样性、生态系统、能量流动、物质循环、生态平衡的定义。衡的定义。2.2.生态系统的主要基本功能是什么？生态系统的主要基本功能是什么？3.3.简述水循环、碳循环、氮循环的基本形式有哪些？简述水循环、碳循环、氮循环的基本形式有哪些？4.4.简述信息传递的种类有哪些？简述信息传递的种类有哪些？5.5.简述保持生态平衡的影响因素有哪些？简述保持生态平衡的影响因素有哪些？6.6.人类对生物圈的破坏性影响主要表现在哪几个方面？人类对生物圈的破坏性影响主要表现在哪几个方面？7.7.简述生态学的一般规律有哪些？简述生态学的一般规律有哪些？
