环境生态学概述

环境生态学建筑与景观设计学院 理科二班 刘倩倩学号：21.(1).生态学的概念：生态学（Ecology），是德国生物学家恩斯特海克尔于1869年定义的一个概念：生态学是研究生物体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学。目前已经发展为“研究生物与其环境之间的相互关系的科学”。有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科。它们的研究方法经过描述实验物质定量三个过程。系统论、控制论、信息论的概念和方法的引入，促进了生态学理论的发展。如今，由于与人类生存与发展的紧密相关而产。(2)生态学的意义：生态学（Ecology）是研究有机体及其周围环境相互关系的科学。生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性。任何生物的生存都不是孤立的：同种个体之间有互助有竞争；植物、动物、微生物之间也存在复杂的相生相克关系。人类为满足自身的需要，不断改造环境，环境反过来又影响人类。随着人类活动范围的扩大与多样化，人类与环境的关系问题越来越突出。因此近代生态学研究的范围，除生物个体、种群和生物群落外，已扩大到包括人类社会在内的多种类型生态系统的复合系统。人类面临的人口、资源。环境等几大问题都是生态学的研究内容。2. 列举生物群落竞争,共生，寄生，腐生，他感的例子。（1）.竞争：举例：牛与羊、农作物和杂草、大草履虫和小草履虫等。 （2）. 共生包括偏利共生和互利共生：1偏利共生仅一方有利称为偏利共生。如兰花生长在乔木的枝上，使自己更易获得阳光和根从潮湿的空气中吸收营养。藤壶附生在鲸鱼或螃蟹背上。鲫用其头顶上的吸盘固着在鲨鱼腹部等，都是被认为对一方有利，另一方无害的偏利共生。2互利共生对双方都有利称为互利共生。世界上大部分的生物量是依赖于互利共生的。草地和森林优势植物的根多与真菌共生形成菌根，多数有花植物依赖昆虫传粉，大部分动物的消化道也包含着微 两种生物的互利共生，有的是兼性的，即一种从另一种获得好处，但并未达到离开对方不能生存的地步；另一些是专性的，专性的互利共生也可分单方专性和双方专性。注：图（1）表示互利共生关系，数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生同死”的同步性变化。例如，与根瘤菌共生的豆科植物，(如下图）向根瘤菌提供其生活所需的物质和能量，而根瘤菌可以固定空气中的游离的氮，改善豆科植物的氮素营养。生物界中互利共生的现象还有很多。如：地衣就是一种藻类和真菌的共生体；鹿、羊、羚羊等反刍动物的瘤胃中生长着密度很高的细菌和原生动物种群，它们中有的能分解动物所不能消化的纤维素等物质，有的能合成一些动物生命活动需要的维生素。人体肠道中的某些细菌与人的关系也是互利共生的，人体肠道为这些细菌提供营养物质，而这些细菌又能合成人体需要的维生素B12、维生素K等。（3）.寄生:图（4）表示寄生关系，A为寄生者蚜虫，B为宿主绿色植物，在a点之前，寄生在B种群上的A种群，随B种群个体数量增多而迅速增长；ab之间示寄生者A种群个体数增多，导致B种群个体数急剧下降；b之后示B种群降至一定程度而限制了A种群的继续增长，从而使A、B两种群间以寄生关系维持着有限的平衡。）举例：菟丝子与大豆、人蛔虫与人、虱子与人、噬菌体与被侵染的细菌等。举例：牛与羊、农作物和杂草、大草履虫和小草履虫等。(4).腐生：腐生是指以分解已死的或腐烂的动植物和其他有机物来维持自身正常生活的一种生活方式。凡营腐生生活的生物称为腐生物,如大多数霉菌、酵母菌、细菌、放线菌和少数高等植物等。土壤腐生物是有机物分解和矿化作用的主体,是自然界中物质循环的必要环节。因此,腐生物在生态系统的物质循环和能量流动中起着十分重要的作用。（5）.他感： 他感作用的歇地现象：植物他感作用的研究在农林业生产和管理上具有极重要的意义。在农业上，有些农作物必须与其他作物轮作，不宜连作，连作则影响作物长势，降低产量。这种现象被称为歇地现象。例如，早稻就是不宜连作的农作物，它的根系分泌的对羟基肉桂酸，对早稻的幼苗起强烈的抑制作用，连作时则长势不好，产量降低。 红三叶草（Trifolium praterse）是繁殖力很强的牧草植物，它常形成较纯的群落，排挤其他的杂草植物。红三叶草含有多种异黄酮类物质，这些异黄酮类物质及其在土壤中被微生物分解而成的衍生物对其他植物的发芽起抑制作用，因而成为不宜连作的原因。HBBode（1958）阐明了黑核桃（Juglans nigra）树下几乎没有草本植物的原因。他认为该树种的树皮和果实含有氢化核桃酮（145三羟基萘），当这种物质被雨水冲洗到土中，即被氧化成核桃酮，并抑制其他植物的生长。 银胶菊原产于墨西哥，是一种产橡胶的草本植物，它群生时，不但本身不好，而且对周围植物产生很大的影响，这是因为银胶菊植物根系分泌出反肉桂酸，抑制自身及其他植物生长。 李和门司（1963）对日本和朝鲜的刺松（Pinus deneiflora）周围生长的植物进行了研究，结果范县荻（Miscanthus sinensis）、结缕草（Zoysia japonica）、华鸡矢藤（Rcederia chinensis）、苍术（Atractglis ovata）和桔梗（Platycadon glandiflorum）等植物在群落中出现的频度高，生活力强；而东风菜（Aster scaber）、狗尾草（Setaris viridis）和牛膝（Achgrenthes japonica）等出现的频度低且生活力弱。他认为这是植物分泌物造成的，因而取刺松林下的土壤，与对应植物进行盆栽试验。结果表明，苋菜、狗尾草、牛膝、东风菜等植物的生长受到了显著的抑制；而在林下出现频度高、生活力强的荻、华鸡矢藤、桔梗等植物生长良好，没有受到抑制。用浸出液作对照实验，结果一致。根据定性分析结果发现刺松分泌苦马酸一类物质。3.以生态学观点解释“大鱼吃小鱼”与“一山不容二虎”的俗语。20世纪40年代，美国生态学家林德曼在研究湖泊生态系统时，提出了食物链的概念。 “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能量流动的特点。 “一山不能存二虎（我的地盘我做主）”。从能量流动的角度讨论，理解“一山不能容二虎”：根据生态系统中能量流动逐级递减的特点，营养级越高，可利用的能量就越少，老虎在生态系统中几乎是最高营养级，通过食物链（网）流经老虎的能量已减到很少的程度，因此，老虎的数量将是很少的，故“一山不能容二虎”。生态系统的概念是由英国生态学家坦斯利在1935年提出来的，他认为，“生态系统的基本概念是物理学上使用的系统整体。这个系统不仅包括有机复合体，而且包括形成环境的整个物理因子复合体”。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个整体。组成：1、非生物环境2、生产者3、消费者4、分解者作为生物与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。生态系统的主要基本功能： 一是能量流动； 二是物质循环； 三是信息传递。“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，是米吃烂泥（其实虾米吃的是水中的浮游生物)，”这句中国古代谚语揭示了生物物种之间普遍存在的“吃与被吃”的营养关系，这种营养关系就是食物链。食物链是指在生态系统中贮存于有机物中的化学能，通过一系列吃与被吃的关系，把生物与生物紧密地联系起来，从而形成的以食物营养关系彼此联系起来的序列。按照生物与生物之间的关系可将食物链分为捕食食物链、碎食食物链、寄生性食物链和腐食性食物链。其中以活的动植物为起点的食物链，如绿色植物，草食动物、各级食肉动物。弱肉强食,小的被大的吃食,这是生物界普遍存在的由捕食方式而形成的食物链,叫做捕食链(也叫牧食食物链)，大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”讨论的正是这种食物链. 它的完整过程，应该是从泥巴中腐烂的有机物质开始：腐烂的有机物转化为虾米的生命物质和能量，虾米被小鱼吃食后转化为小鱼的生命物质和能量，小鱼又被大鱼吃食，转化为大鱼的生命物质和能量，其他动物或人类吃食了大鱼，又把物质和能量转化到自己身上。这也是自然界中物质和能量通过食物链，一级高一级地向上传递、输送的过程。 中国有句谚语：“一山不能存二虎”。一座山上所有的食物生产量，都归一只老虎所控制，如果有两只虎，必然会互相格斗，驱走其中的一只为止。原因是一只老虎如果每天吃两只兔子，一年就要吃七百多只，这么多的兔子一年又要吃好多草本植物。山上生长的草是有限的，它是老虎食物链的基础，老虎为了保护自己的食物链，就不能允许另一只在一个领地同时生存下去。虎作为食物链中的最高级消费者，数量就会很少。因此一山难容二虎。4. 国际环境署列出的十大环境问题有哪些？提出主要的解决办法。（一）全球气候变暖 （二）臭氧层的耗损与破坏 （三）生物多样性减少（四）酸雨蔓延（五）森林锐减（六）土地荒漠化（七）大气污染（八）水污染（九）海洋污染（十）危险性废物越境转移形成十大环境问题的主要原因是人类的生产活动的规模越来越大，产生大量的温室气体，使不同地区温度变化，某些气体破坏了臭氧层，有些气体在大气循环中形成酸雨等各种大气污染。由于人类使生态环境条件的变化，生物多样性也受到了极大的冲击，森林面积的减少，土地的荒漠化，水污染 ，海洋污染，固体废物污染等影响这人类的可持续发展，最重要的是地球的生态系统完整性，建议十大环境问题的解决措施如下： 一是全面落实科学发展观。提高全民环境保护与可持续发展意识。把环境保护作为干部考核的重要内容。探索建立绿色国民经济核算方法。公开环境信息，推进公众参与。 二是统筹规划人口资源环境与发展。打破行政区划的分割，进行全国一盘棋的战略规划。根据各地的人口规模、资源禀赋、环境容量和社会经济发展水平，确定区域发展方向、发展重点和增长方式，优化区域生产力布局。 三是大力发展循环经济。在全社会大力提倡节约意识和环境意识，宣传循环经济理念。按照“减量化、再使用、资源化”的原则，以提高资源利用效率、保护环境为核心，努力实现产业生态化，治理污染产业化。 四是强化环境管理。实施污染物总量控制制度，根据环境容量或控制目标的要求，在经济发展的同时严格控制污染物排放总量，对排污单位实行排污许可制度；强化环境准入，严格执行重大经济社会发展规划环境影响评价制度，建设项目必须严格执行环评和“三同时”制度；建立严格的产业淘汰制度，将保护环境作为重要依据来制定产业政策，公布技术落后、污染严重的生产工艺和设备淘汰名录。 五是健全环境监管体制。坚持和完善环保部门统一监督管理，有关部门分工负责的环境管理体制。建立健全“国家监察、地方监管、单位负责”的环境执法监管体制。 六是完善环境法治。进一步加强环境立法，加快配套的环境法规的制定进程，加重对环境违法行为的处罚，有效解决“违法成本低、守法成本高”的问题。 七是推进污染治理市场化。坚持“污染者负担、治理者受益”的原则，合理确定城市污水、垃圾处理收费标准，鼓励社会资本参与污水、垃圾治理等基础设施的建设和运营；鼓励污染治理产业化，促进专业化集中治污，培育市场化运作机制；推进环境咨询服务业市场化进程。 八是健全环境经济政策。研究探索和运用有效的经济手段加强环境保护。 九是加强环境科研和能力建设。开展环境政策法规、重点地区和重点环境问题、环保产业等方面的研究及技术示范；加大环境监测、应急体系、宣教能力建设的投入；建立健全国家环境监测网络。 十是加强国际环境合作。认真履行国际环境公约，承担我国保护全球环境的责任，树立负责任的国家和政府形象。通过履约和国际合作，促进我国发展方式的转变，完善有关产品和生产工艺的环境标准。5. 分析中外生态建筑，说明其生态学思想与设计方法。法国一高中建巨型绿色屋顶 与公园融为一体 分类： 绿化我们的环境，保护我们的地 绿色屋顶一般都和设计完美的结合在一起，法国马塞尔桑巴高中扩建项目起伏的绿色屋顶正是和设计完美结合的典范。该高中位于法国索特维尔莱鲁昂地区，学校紧挨着一个公园，设计师希望公园的绿色能够一直延伸到学校，创造更多绿色空间。这所中学巧妙地与周围的绿草和树木融为一体，让人们几乎看不到它被存在。绿色屋顶波浪起伏，能起到天然隔热的作用。法国马塞尔桑巴( Marcel Sembat )高中扩建项目是绿色屋顶和设计完美结合的典范，某些地方安装有倾斜的绿色屋顶，使得扩建建筑从视觉上和公园上融为一个整体。 法国马塞尔桑巴高中扩建项目通过将学校和公园融为一个整体，为学生提供一个美丽的新的学习场所，扩展视野以及扩展和外部的通道，创建一个全新的可让每个人分享的高品质公共广场。马塞尔桑巴高中建筑建成于20世纪30年代至90年代期间，学校紧挨着一个公园，设计师希望公园绿色能够一直延伸到学校。 雪中的马塞尔桑巴高中，起伏的屋顶看不到绿色，表明覆盖了厚厚的积雪，别有一番情趣。设计师决定在新旧地址之间搭建一座桥梁，目前新旧校址之间由一条街道阻隔。新搭建的桥梁将为学生提供一个安全的通道，同时也将开辟出空间作为新的公共广场。 法国马塞尔桑巴( Marcel Sembat )高中扩建项目通过学校和公园融为一体，将为学生提供一个美丽的新的学习场所，扩展视野以及扩展和外部的通道，创建一个全新的可让每个人分享的高品质公共广场。迪拜太阳能垂直村 迪拜是一个充满创造性的国家，一座又一座令人难以置信的建筑在这片土地上拔地而起。除了沙子和创造性外，迪拜还拥有什么丰富的资源吗?答案自然是充足的日照。格拉夫特建筑设计事务所(Graft Lab)设计的垂直村落便充分利用了这种优势。建筑表面与太阳能收集器呈特定角度。太阳能收集器位于这个多功能建筑群的南端，装有自动旋转枢轴，可让日照时间实现最大化。迪拜垂直村(Dubai Vertical Village) 鉴于迪拜所处的沙漠地貌特征 ，其建筑如何可以在利用太阳能发电的同时，还可以避免内部温度过高是建筑设计师一直在思索的问题。其中一个解决方案是，建筑的设计可以使得其自身可以为建筑提供阴凉。Graft设计的垂直村就是这一设计思维的绝佳体现。垂直村略带倾斜角度的低级，使得其建筑主体可以处于太阳能板遮盖之下，而对角板型的大厦也可以降低低角度太阳光的渗入。大厦可设置为住宅单元，而建筑基座可设置为电影院、宾馆、及购物场所等。 在迪拜的沙漠中，怎样能在充分利用太阳能发电的同时，避免建筑物内部过热?一个解决方案是设计能给自己遮荫的建筑。由Graft公司设计的垂直农