第八章生物环境

1、第八章第八章 生物环境生物环境问题的提出与思考我国美丽的生态环境生态系统与生态环境生态系统的功能生态平衡与失调生态学的一般规律生态学在环境保护中的应用城市生态系统阅读材料1.1.生态旅游生态旅游生态旅游：生态旅游：以可持续发展为理念、保护生态环境为前提、统筹人与自然和谐为准则，以有特色的生态环境为主要景观的旅游, 并依托良好的自然生态环境和独特的人文生态系统，采取生态友好方式，开展的生态体验、生态教育、生态认知并获得心身愉悦的旅游方式。2. 2. 我国美丽的生态环境我国美丽的生态环境3. 3. 生态系统与生态环境生态系统与生态环境一、几个基本概念1、生态学：生态学：是一门研究生物与其生活环境相

2、互关系的科学，是生物学的主要分科之一。现代科学技术的新成就也已经渗透到生态学的领域中。形态生理生态遗传细胞系统工程学系统生态学整体观经济学经济生态学经济观工艺学生态工艺学功能观化学化学生态学物理学物理生态学数学数学生态学生态信息数学模型经济效益社会效益生态效益最优化管理方案生态学的多学科性及其相互关系生物学系统特性结构功能生态学生物环境2、生态系统 由英国植物群落学家坦斯利首先提出。 是指一定地域（或空间）内生存的所有生物和环境相互作用的、具有能量转换、物质循环代谢和信息传递功能的统一体。例如，森林、草原、湖泊、农田等都是一个实实在在的生态系统。二、生态学的特点 从定性探索生物与环境的相互作用

3、，到定量研究。 从个体生态系统到复合生态系统，由单一到综合，由静态到动态地认识自然界的物质循环与转化规律。 与基础科学、应用科学相结合，发展了生态学，扩大了生态学的领域。 三、生态系统的组成 生物+非生物环境 生产者：绿色植物、少数自养生活菌 消费者：异养生物，包括人类。 分解者：又称还原者，指微生物 非生物环境：碳、氢、氧、无机盐类等无机物质和太阳辐射、空气、温度、水分、土壤等自然因素。光照绿色植物草食动物寄生动物食腐动物食渣动物肉食动物分解者转换者营养盐生产者消费者无生命成分有生命的成分生态系统的组成成分及其相互关系生态系统的组成成分及其相互关系 四、生态系统的类型四、生态系统的类型 远洋

4、生态系统模拟人工生态系统冻原极地生态系统生物圈陆地生态系统淡水生态系统海洋生态系统自然生态系统人工生态系统森林生态系统草原生态系统荒漠生态系统城市生态系统农田生态系统流水生态系统，如河流等静水生态系统，如湖泊等海岸生态系统浅海生态系统 简化的陆地生态系统示意图简化的陆地生态系统示意图 简化的池塘生态系统简化的池塘生态系统4. 4. 生态系统的功能生态系统的功能一、生态系统的能量流动最初的能量，来源于太阳能。绿色植物的光合作用进入系统。能量流动的规律 沿着生态系统中的生产者、消费者、分解者流动。系统中能量流动和转换，是服从于热力学第一、第二定律的。呼吸呼吸光能生产者分解者草食动物生态系统能量流动

5、模式图生态系统能量流动模式图肉食动物呼吸呼吸生态系统的能塔图生态系统的能塔图2能量流动的特点 一是 “十分之一定律” 。 二是能量流动是单一方向的。3能量流动的渠道借助于“食物链”和“食物网”来实现。二、生态系统中的物质循环二、生态系统中的物质循环 1、基本元素：氧、碳、氢、氮等； 2、营养元素：钙、镁、磷、钾、硫、钠等； 3、微量营养元素：铜、锌、硼、锰、钴、铁等。 4、物质循环包括水、碳、氮和磷四种基本循环。（1）水、氧气和二氧化碳的循环（2 2）氮循环）氮循环（3）磷循环图）磷循环图 三、生态系统的信息传递三、生态系统的信息传递 1、营养信息： 食物链和食物网可以代表一种信息传递。通过营

6、养交换把信息从一个种群传递到另一个种群。 2、化学信息 在生态系统中，如维生素、生长素，性激素等均属于传递信息的化学物质。生物种内和种间的关系，有的相互吸引，有的相互排斥，有的相互制约，有的相互促进。 3、物理信息 鸟鸣、虫叫等可以传递安全、惊慌、恐吓、警告、求偶、觅食等各种信息。 4、行为信息 有些同种动物，两个个体相遇时常表现出有趣的行为方式。这种方式可能是识别、威吓、挑战或从属的信号，或者是配对的预兆等。5. 5. 生态平衡与失调生态平衡与失调 一、生态系统的平衡 1、生态系统平衡的概念 是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间，生物各个种群之间，通过能量流动、物质循环和信息传递，使它

7、们相互间达到高度适应、协调和统一的状态。 2、动态的、发展的平衡 （1）在生态系统中能量和物质的输入、输出必须相对平衡。 （2）从整体看，生产者、消费者、分解者应构成完整的营养结构。 （3）生物种类和数目要保持相对稳定。 二、 影响生态平衡的因素 1、自然因素：指自然界发生的异常变化。 2、人为因素：指人类对自然资源的不合理开发利用，以及当代工农业生产的发展所带来的环境问题等。 物种改变引起生态平衡的破坏； 如澳大利亚的兔子风波；麻雀事件； 环境因素改变导致生态平衡的破坏； 如工厂排放的二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、烟尘等有害物质造成大气的严重污染 ； 信息系统的改变引起生态平衡的破坏； 许多

8、生物在生存的过程中，都有释放出某种信息素（一种特殊的化学物质）的本能，以驱赶天敌，排斥异种，取得直接或间接的联系以繁衍后代等等。 三、生态失衡的标志 1. 结构标志：缺损 缺损指生态系统一个或几个组分“失去”，从而使生态系统在结构上不完整，以至失去平衡。 如澳大利亚从我国引进蜣螂，以解决其因养牛业发展而在草原上产生的堆积如山的牛粪的出路，即是因其草原生态系统缺乏“分解者”这一部分。2. 功能标志 能量流动在生态系统中的某一个营养层上受阻。 物质循环正常途径的中断。是目前许多生态系统平衡失调的主要原因。四、 生态系统的调节机制1. 反馈机制 （1） 正反馈：生物的生长、种群数量的增加 （2）负反

9、馈：密度制约作用2. 抵抗力：抵抗外干扰并维持系统结构和功能原状的能力， 生态系统发育越成熟，结构越复杂、抵抗外干扰的能力就越强。3. 恢复力 指生态系统遭受外干扰破坏后，系统恢复到原状的能力。6. 6. 生态学的一般规律生态学的一般规律 1、相互依存与相互制约规律 普遍的依存与制约，亦称“物物相关”规律。 通过“食物”而相互联系与制约的协调关系，亦称“相生相克”规律。 2、物质循环转化与再生规律 3、物质输入输出的动态平衡规律 4、相互适应与补偿的协同进化规律 5、环境资源的有效极限规律 以上五条生态学规律，是生态平衡的基础。生态平衡以及生态系统的结构与功能，又与人类当前面临的人口、食物、能

10、源、自然资源、环境保护五大社会问题紧密相关。 如下图所示。生态平衡与五大环境问题的关系示意图生态平衡与五大环境问题的关系示意图7. 7. 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、人类活动对环境的影响： 南水北调1、长江口盐水入侵加剧 黄浦江出现海水倒灌，影响黄浦江水质和吴淞水厂水质。 海水的倒灌使纺织、食品、医药、冶金、化工、电镀和电子等工业行业。 河水中氯化物过高，会影响育秧，死秧，使水稻田改种玉米。2、长江口邻近海域鱼场位置的改变 海水倒灌使咸淡水界线内移，直接影响着鱼虾种类和数量的分布； 饵料减少，引起鱼类产卵场位置改变，回游路线变动，鱼产量下降。3、黄浦江水质污染加重枯水

11、季节上游来水与污水比例大量增加，造成饮用水质的变坏。二、充分利用生态系统的调节能力水体自净、植树造林、土地处理系统三、综合利用自然资源和能源资源综合利用、循环利用、生态工艺、生态农场。庄稼地牛场沼气厂沉降槽污泥贮留池养鱼池鸭场加工厂居民区饲料加工污泥加工猪场沼气废物杂草树叶粪便浆液液态肥料沉降渣粪便饲料火力电站重油低压蒸汽 、部分高压蒸汽废弃物回收利用处理废液碱制建材SO2生成的稀硫酸余热供热取暖等Na2SO4送电电能部分高压蒸汽纸张供应8. 8. 城市生态系统城市生态系统一、城市生态系统的概念 凡拥有10万以上人口，住房、工商业、行政、文化娱乐等建筑物占50%以上面积，具有发达的交通线网和车辆来往频繁的人类聚居的区域称为城市生态系统。二、城市生态系统的特点是人工生态系统是以人为主体的生态系统是不完全的生态系统是高度开放的系统是多层次的复杂系统（人-环境系统、工业-经济系统、文化-社会系统）三、城市生态系统的结构三、城市生态系统的结构 A A 社会学角度社会学角度城市生态系统地质 地貌 气候 水文 土壤 生物城市社会城市居民人口结构劳动结构智力结构城市组织政治组织经济组织文化组织群众组织家庭组织城市空间人工环境人工设施基础设施生产设施生活服务设施施工环境自然环境自然资源：土地 空气 淡水 食物 能源 原料地域环境： B 环境