第二章 生态系统

1、 主要内容主要内容十十 生态学一般规律生态学一般规律九九 生态破坏及原因生态破坏及原因八八 生态平衡及调节机制生态平衡及调节机制七七 生态系统的功能生态系统的功能六六 食物链、食物网和营养级食物链、食物网和营养级五五 生态系统的结构生态系统的结构四四 生态系统的类型生态系统的类型三三 生态系统的组成成分生态系统的组成成分二二 生态系统的基本概念生态系统的基本概念一一 环境生态学介绍环境生态学介绍一、环境生态学介绍一、环境生态学介绍生态学（生态学（EcologyEcology）定义定义Ecology 源希腊词源希腊词“Oikos”和和“logos”，前者表示住前者表示住所和栖息地，后者表示学科，

2、原意是研究生物栖息所和栖息地，后者表示学科，原意是研究生物栖息环境的科学。环境的科学。生态学概念最早由德国动物学家海克尔生态学概念最早由德国动物学家海克尔（E.Hackel）于于1866年提出，把年提出，把“研究有机体与周围环境相互关系研究有机体与周围环境相互关系的科学的科学”命名为生态学命名为生态学。生态学是研究生物及环境间相互关系及其作用机生态学是研究生物及环境间相互关系及其作用机理的科学。理的科学。(马世骏马世骏)是一门新兴的渗透性很强的是一门新兴的渗透性很强的边缘学科，是运用生态学原理阐明人类边缘学科，是运用生态学原理阐明人类对环境的影响及寻求解决环境问题的生对环境的影响及寻求解决环境

3、问题的生态途径的一门学科态途径的一门学科。它是环境科学的分支，也是生态学的一它是环境科学的分支，也是生态学的一个分支。个分支。 目的：指导人与生物圈（既自然、资源目的：指导人与生物圈（既自然、资源与环境）的协调与发展。与环境）的协调与发展。 环境生态学与生态学的区别环境生态学与生态学的区别w以人为中心来探讨其生活环境的科学以人为中心来探讨其生活环境的科学 w研究人类与环境相互关系的科学研究人类与环境相互关系的科学 w研究人为干扰下，生态系统内在的变化研究人为干扰下，生态系统内在的变化原理、规律及寻求受损生态系统恢复、原理、规律及寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。重建和保护对策的科学。

4、人为干扰下生态系统内在变化机制和规律；人为干扰下生态系统内在变化机制和规律；生态系统受损程度及危害性的判断；生态系统受损程度及危害性的判断；各类生态系统的功能和保护措施；各类生态系统的功能和保护措施；解决环境问题的生态学对策解决环境问题的生态学对策 。 环境生态学的研究内容环境生态学的研究内容二、生态系统的基本概念二、生态系统的基本概念w生态系统是生态学中最重要的一个概念，也是生态系统是生态学中最重要的一个概念，也是自然界最重要的功能单位。自然界最重要的功能单位。 种群：一个生物物种在一定的范围内所有个体的总和。种群：一个生物物种在一定的范围内所有个体的总和。生物群落：许多不同种的生物相互依存

5、，构成了有着密生物群落：许多不同种的生物相互依存，构成了有着密 切关系的群体。切关系的群体。生态系统：生物群落与其周围非生物环境的综合体。生态系统：生物群落与其周围非生物环境的综合体。w生态系统：一定空间内由生物成分和非生物成生态系统：一定空间内由生物成分和非生物成分组成的一个生态学功能单位。分组成的一个生态学功能单位。自然生态系统：人类本身和环境要素构成自然生态系统：人类本身和环境要素构成人工生态系统：农田、果园、宇宙飞船和用于生人工生态系统：农田、果园、宇宙飞船和用于生态学试验的各种封闭的微宇宙。态学试验的各种封闭的微宇宙。生生态态系系统统的的特特性性具有能量流动、物质循环和具有能量流动、

6、物质循环和信息传递三大功能信息传递三大功能具有自我调节能力具有自我调节能力是一种动态的系统是一种动态的系统三、生态系统的组成成分三、生态系统的组成成分无机物无机物有机化合物有机化合物气候因素气候因素生产者生产者 ( (producer)producer)消费者消费者 ( (consumer)consumer)分解者分解者 ( (还原者还原者) )( (decomposerdecomposer)六大组成成分（四大基本成分六大组成成分（四大基本成分）l生产者生产者：自养生物，主：自养生物，主要是各种绿色植物，也包要是各种绿色植物，也包括蓝绿藻和一些能进行光括蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌。合作用

7、的细菌。l消费者消费者：异养生物，主：异养生物，主要指以其他生物为食的各要指以其他生物为食的各种动物，包括植食动物种动物，包括植食动物（一级）（一级） 、肉食动物、肉食动物（二四级）（二四级） 、杂食动、杂食动物和寄生动物等。物和寄生动物等。l分解者分解者：异养生物，把：异养生物，把复杂的有机物分解成简单复杂的有机物分解成简单无机物，包括细菌、真菌、无机物，包括细菌、真菌、放线菌和动物等。放线菌和动物等。非生物成分非生物成分生物成分生物成分四、生态系统的类型四、生态系统的类型生态系统的类型：生态系统的类型：按生物成分在生态系统中的功能可划分按生物成分在生态系统中的功能可划分为三大类群：生产者（

8、自养生物）、消为三大类群：生产者（自养生物）、消费者（异养生物）和分解者（还原者）费者（异养生物）和分解者（还原者） 森林生态系统森林生态系统 自然生态系统自然生态系统 草原生态系统草原生态系统 荒漠生态系统荒漠生态系统 陆地生态系统陆地生态系统 冻原生态系统冻原生态系统 城市生态系统城市生态系统 人工生态系统人工生态系统 农田生态系统农田生态系统生物圈生物圈 模拟人工生态系统模拟人工生态系统 淡水生态系统淡水生态系统 流水生态系统（河流）流水生态系统（河流） 静水生态系统（湖泊）静水生态系统（湖泊） 海岸生态系统海岸生态系统 海洋生态系统海洋生态系统 浅海生态系统浅海生态系统 远洋生态系统远

9、洋生态系统生态系统可根据地理条件的不同而分为三大类：生态系统可根据地理条件的不同而分为三大类：五、生态系统的结构五、生态系统的结构w生态系统的生态系统的形态结构形态结构：如：在森林生态系统中，有如：在森林生态系统中，有各种乔木、灌木和草本植物，有各种动物和复杂各种乔木、灌木和草本植物，有各种动物和复杂的微生物种群。它们各自的数量、空间的分布和的微生物种群。它们各自的数量、空间的分布和种的时间的变化就构成了森林生态系统特有的种的时间的变化就构成了森林生态系统特有的形态结构。形态结构。 w生态系统的生态系统的营养结构营养结构：生态系统各组成生态系统各组成w部分之间建立起来的营养关系，构成了部分之间

10、建立起来的营养关系，构成了生生w态系统的营养结构。它是生态系统中能态系统的营养结构。它是生态系统中能量量w流动和物质循环的基础。流动和物质循环的基础。六、食物链、食物网六、食物链、食物网 和营养级和营养级w食物链：食物链：各种生物之间存在着的取食和各种生物之间存在着的取食和被取食的关系。被取食的关系。生态系统能量流动生态系统能量流动的途径。的途径。 生态系统根据食物链的起点不同分两生态系统根据食物链的起点不同分两类食物链：类食物链： 捕食食物链捕食食物链和和碎屑食物链碎屑食物链海洋中食物链的结构w食物网：食物网：许多食物链经常相互交叉、形许多食物链经常相互交叉、形成一张无形的网络，把许多生物包

11、括在成一张无形的网络，把许多生物包括在内，这种复杂的捕食关系就是食物网。内，这种复杂的捕食关系就是食物网。温带落叶林中的食物网w营养级：营养级：食物链某个环节上一切生物种食物链某个环节上一切生物种的总和，是处在某一营养层次上一类生的总和，是处在某一营养层次上一类生物和另一营养层次上另一类生物的关系。物和另一营养层次上另一类生物的关系。营养级营养级七、生态系统的功能七、生态系统的功能 能量流动能量流动 太阳能：食物、化石燃料地球生态系统中的能量流地球生态系统中的能量流能量流动的特点能量流动的特点w生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有1 1；w能量只

12、朝单一方向流动；能量只朝单一方向流动；w流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以热的形式散失掉；热的形式散失掉；w各级消费者之间能量的利用率也不高，平均起来约为各级消费者之间能量的利用率也不高，平均起来约为1010；w只有当生态系统生产的能量与消耗的能量相平衡时，只有当生态系统生产的能量与消耗的能量相平衡时，生态系统的结构和功能，才能保持动态的平衡。生态系统的结构和功能，才能保持动态的平衡。 w能量流动按照热力学第一定律和第二定律进行。能量流动按照热力学第一定律和第二定律进行。能量减少的原因主要有：能量减少的原因主要有： 在能量流动的过程中，

13、总会有一部分生在能量流动的过程中，总会有一部分生物体因自然死亡或被分解者利用，因此不物体因自然死亡或被分解者利用，因此不可能可能100100的利用前一营养级的生物量。的利用前一营养级的生物量。各营养级的同化率不是各营养级的同化率不是100100，总有一部，总有一部分变成排泄物留于环境中。分变成排泄物留于环境中。各营养级生物要维持自身的生命活动，各营养级生物要维持自身的生命活动，总要消耗一部分能量。总要消耗一部分能量。因此，食物链不可能太长，因此，食物链不可能太长，一般只有一般只有4 45 5个个营养级。营养级。 物质循环物质循环定义：矿物元素在生态系统之间的输入和输出，定义：矿物元素在生态系统

14、之间的输入和输出，它们在大气圈、水圈、岩石圈之间以及生物圈它们在大气圈、水圈、岩石圈之间以及生物圈的流动和交换称生物地球化学循环，即物质循的流动和交换称生物地球化学循环，即物质循环环(cycling of material) 。类型：水循环；气体型循环；沉积型循环类型：水循环；气体型循环；沉积型循环1 1、水循环、水循环生态系统的水循环只是全球水循环的一小部分，但是由于它和人类的生态系统的水循环只是全球水循环的一小部分，但是由于它和人类的紧密联系而显得更为重要。人类的活动深刻地改变了生态系统的水循紧密联系而显得更为重要。人类的活动深刻地改变了生态系统的水循环。同时它也对人类的生活造成了极大的影

15、响。环。同时它也对人类的生活造成了极大的影响。生态系统的水循环简言之就是生态系统的水循环简言之就是降水与地表蒸发作用的往复运动降水与地表蒸发作用的往复运动。当大。当大气中的水分以降水的形式落到地面后，一部分渗入地下，一部分成为气中的水分以降水的形式落到地面后，一部分渗入地下，一部分成为地表径流，还有一部分为地表植被所截取。地表径流，还有一部分为地表植被所截取。 2 2、碳循环（气体型循环）、碳循环（气体型循环）碳循环与生命活动紧密相联。亿万年来，在地碳循环与生命活动紧密相联。亿万年来，在地球的生物圈和大气圈中，碳通过生命的新陈代球的生物圈和大气圈中，碳通过生命的新陈代谢，往复循环、生生不息。在

16、碳的生物循环中谢，往复循环、生生不息。在碳的生物循环中, ,大气中的二氧化碳被植物吸收后大气中的二氧化碳被植物吸收后, ,通过通过光合作光合作用用转变成有机物质转变成有机物质, ,然后通过生物然后通过生物呼吸作用呼吸作用和和细菌分解作用又从有机物质转换为二氧化碳而细菌分解作用又从有机物质转换为二氧化碳而进入大气。进入大气。碳的生物循环包括了碳在动、植物碳的生物循环包括了碳在动、植物及环境之间的迁移及环境之间的迁移。生物圈中的氮总量最少，但是它对生命体却有生物圈中的氮总量最少，但是它对生命体却有着决定性的作用。无论是生命必须的着决定性的作用。无论是生命必须的蛋白质蛋白质还还是是核酸核酸，处处都离

17、不开氮的存在。，处处都离不开氮的存在。氮是构成生命的主要元素。氮是构成生命的主要元素。植物的生长植物的生长更缺少更缺少不了氮的补充。但是由于地表径流的溶解和搬不了氮的补充。但是由于地表径流的溶解和搬运作用，土壤中的氮往往消耗极大而补充很少。运作用，土壤中的氮往往消耗极大而补充很少。人类利用自身的智慧使全球氮循环，尤其是大人类利用自身的智慧使全球氮循环，尤其是大气的氮循环得到了补充气的氮循环得到了补充 。3、氮循环（气体型循环）、氮循环（气体型循环）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4.磷循环（沉积型循环）磷灰石构成了磷的巨大储备库，而含磷灰石岩石的风磷灰石构成了磷的巨大

18、储备库，而含磷灰石岩石的风化，又将大量磷酸盐转交给了陆地上的生态系统。与化，又将大量磷酸盐转交给了陆地上的生态系统。与水循环同时发生的则是水循环同时发生的则是大量磷酸盐被淋洗并被带入海大量磷酸盐被淋洗并被带入海洋洋。在海洋中，它们使近海岸水中的磷含量增加，并。在海洋中，它们使近海岸水中的磷含量增加，并供给浮游生物及其消费者的需要。而后，供给浮游生物及其消费者的需要。而后，进入食物链进入食物链的磷将随该食物链上死亡的生物尸体沉入海洋深处的磷将随该食物链上死亡的生物尸体沉入海洋深处，其中一部分将沉积在不深的泥沙中，而且还将被海洋其中一部分将沉积在不深的泥沙中，而且还将被海洋生态系统重新取回利用。埋

19、藏于深处沉积岩中的磷酸生态系统重新取回利用。埋藏于深处沉积岩中的磷酸盐，其中有很大一部分将凝结成磷酸盐结核，保存在盐，其中有很大一部分将凝结成磷酸盐结核，保存在深水之中。一些磷酸盐还可能与深水之中。一些磷酸盐还可能与SiOSiO2 2 凝结在一起而转凝结在一起而转变成硅藻的结皮沉积层，这些沉积层组成了巨大的磷变成硅藻的结皮沉积层，这些沉积层组成了巨大的磷酸盐矿床。酸盐矿床。 生态系统中磷的特点全部来自于岩石风化循环过程和微生物的关系不密切磷不进行大气循环人对自然磷循环的干扰磷肥和洗涤剂磷肥和洗涤剂养殖厂排水和城市污水养殖厂排水和城市污水信息传递信息传递1.1.物理信息：声、光和颜色等构成。物理

20、信息：声、光和颜色等构成。2.2.化学信息：生物代谢作用产物组成的化化学信息：生物代谢作用产物组成的化 学物质。学物质。3.3.营养信息：食物和养分构成。营养信息：食物和养分构成。4.4.行为信息：不同的行为动作传递不同的行为信息：不同的行为动作传递不同的 信息。信息。 八、生态平衡及调节机制八、生态平衡及调节机制生态平衡：在一定时期内，系统内生产者、消费生态平衡：在一定时期内，系统内生产者、消费者和分解者之间保持着一种动态平衡，系统内的者和分解者之间保持着一种动态平衡，系统内的能量流动和物质平衡在较长时期内保持稳定。能量流动和物质平衡在较长时期内保持稳定。在自然条件下，生态系统之所以能保持着

21、一种动在自然条件下，生态系统之所以能保持着一种动态的平衡，主要是因为态的平衡，主要是因为系统内部具有自动调节能系统内部具有自动调节能力力，即使有外来干扰，生态系统也能通过自我调，即使有外来干扰，生态系统也能通过自我调节能力恢复到原来的稳定状态。节能力恢复到原来的稳定状态。生态平衡的调节主要是通过生态系统的生态平衡的调节主要是通过生态系统的反馈机制反馈机制、抵抗力抵抗力和和恢复力恢复力实现的。实现的。w反馈反馈: :生态系统中某一成分发生变化时，必然会生态系统中某一成分发生变化时，必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，而这些变引起其他成分出现一系列的相应变化，而这些变化最终又反过来影响最初发生

22、变化的那一种成分，化最终又反过来影响最初发生变化的那一种成分，这个过程就是反馈。这个过程就是反馈。 生态系统中存在着生态系统中存在着正反馈正反馈和和负反馈负反馈。负反馈是比较常见的一种反馈。它的负反馈是比较常见的一种反馈。它的作用是能够作用是能够使生态系统达到和保持平衡或稳态，反馈的结果使生态系统达到和保持平衡或稳态，反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。变化。因此，生态系统的平衡靠负反馈机制维持因此，生态系统的平衡靠负反馈机制维持。生态系生态系统稳态统稳态生态系统负反馈环作用示意图生态系统负反馈环作用示意图输输 入入 向偏离向偏离

23、 向偏离向偏离 向调整向调整 向调整向调整输输 出出兔的食兔的食物增加物增加兔数量减少兔数量减少兔因饥兔因饥饿死亡饿死亡兔吃少兔吃少量植物量植物植物增加植物增加兔数量增加兔数量增加兔吃大兔吃大量植物量植物植物减少植物减少兔与植物种群之间的负反馈环兔与植物种群之间的负反馈环兔数量减少兔数量减少兔吃少兔吃少量植物量植物兔因饥兔因饥饿死亡饿死亡兔的食兔的食物增加物增加植物减少植物减少植物增加植物增加兔数量增加兔数量增加兔吃大兔吃大量植物量植物狼数量下降狼数量下降狼数量增加狼数量增加狼因饥狼因饥饿死亡饿死亡狼的食狼的食物增多物增多狼吃少狼吃少量的兔量的兔狼吃较狼吃较多的兔多的兔狼、兔、植物种群之狼、兔

24、、植物种群之间的双重负反馈环间的双重负反馈环正反馈是比较少见的，它的作用是生态系统中正反馈是比较少见的，它的作用是生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，反某一成分的变化所引起的其他一系列变化，反过来过来加速加速最初发生变化的成分所发生的变化。最初发生变化的成分所发生的变化。因此，正反馈常使生态系统远离平衡状态。因此，正反馈常使生态系统远离平衡状态。在自然生态系统中正反馈的实例不多。例如，在自然生态系统中正反馈的实例不多。例如，如果一个湖泊受到了污染，鱼类的数量因为死如果一个湖泊受到了污染，鱼类的数量因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步污染水亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步污染水

25、体，从而又使更多的鱼类死亡。体，从而又使更多的鱼类死亡。 由此可见，正反馈往往具有极大的破坏作用，由此可见，正反馈往往具有极大的破坏作用，但它常常是爆发性的，所经历的时间也很短。但它常常是爆发性的，所经历的时间也很短。 鱼死亡鱼死亡污染污染 鱼死亡鱼死亡 污染污染 鱼死亡鱼死亡 污染污染 生态系统中的正反馈w抵抗力抵抗力：表示生态系统抵抗干扰活动及表示生态系统抵抗干扰活动及维持系统结构和功能保持原状的一种能维持系统结构和功能保持原状的一种能力。力。抵抗力与系统发育阶段的状况有关，抵抗力与系统发育阶段的状况有关，系统的发育越成熟、结构越复杂、抵抗系统的发育越成熟、结构越复杂、抵抗外来干扰的能力越

26、强。外来干扰的能力越强。环境自净能力是环境自净能力是系统抵抗力的表现形式之一。系统抵抗力的表现形式之一。w恢复力恢复力：表示生态系统在遭受到外来干表示生态系统在遭受到外来干扰活动以后，系统恢复到原状的能力。扰活动以后，系统恢复到原状的能力。生态系统恢复能力是由生命成分的基本生态系统恢复能力是由生命成分的基本属性决定的。因此，生物的生活世代越属性决定的。因此，生物的生活世代越短，结构越简单，生态系统的恢复力越短，结构越简单，生态系统的恢复力越强的。强的。两者关系：两者关系：两者难以兼得两者难以兼得, , 恢复力强则抵恢复力强则抵抗力弱抗力弱, , 反之亦然。反之亦然。举例举例森林生态系统比杂草生

27、态系统抵抗扰动（如温度的森林生态系统比杂草生态系统抵抗扰动（如温度的剧烈波动、干旱、虫害）的能力高。剧烈波动、干旱、虫害）的能力高。森林生态系统抵抗力森林生态系统抵抗力大于大于杂草生态系统杂草生态系统杂草生态系统遭受破坏后恢复速度要比森林生态系杂草生态系统遭受破坏后恢复速度要比森林生态系统快得多。统快得多。森里生态系统恢复力森里生态系统恢复力小于小于杂草生态系统杂草生态系统九、生态破坏及原因九、生态破坏及原因现实中生态系统常受到外界的干扰现实中生态系统常受到外界的干扰, , 但干扰造成但干扰造成的损坏一般都可通过自我调节作用使系统得到修的损坏一般都可通过自我调节作用使系统得到修复复, , 维持

28、其稳定与平衡。不过生态系统的调节能维持其稳定与平衡。不过生态系统的调节能力是有一定限度的。当外界干扰压力很大力是有一定限度的。当外界干扰压力很大, , 使系使系统的变化超出其自我调节能力限度即统的变化超出其自我调节能力限度即生态阈限生态阈限时时, , 系统的自我调节能力随之丧失。此时系统的自我调节能力随之丧失。此时, , 系统结构系统结构遭到破坏遭到破坏, , 功能受阻功能受阻, , 整个系统受到严重伤害乃整个系统受到严重伤害乃至崩溃至崩溃, , 此即生态破坏（生态平衡失调）。此即生态破坏（生态平衡失调）。严重的生态平衡失调严重的生态平衡失调, , 从而威胁到人类的生存时从而威胁到人类的生存时

29、, , 称为称为生态危机生态危机( (ecological crisis)ecological crisis)由于人类由于人类盲目的生产和生活活动而导致的局部甚至整个生盲目的生产和生活活动而导致的局部甚至整个生物圈结构和功能的失调。物圈结构和功能的失调。生态破坏的原因生态破坏的原因v影响生态平衡的因素既有自然的，也有影响生态平衡的因素既有自然的，也有人为的。人为的。v人为因素引起的生态平衡的破坏，主要人为因素引起的生态平衡的破坏，主要有三种情况：有三种情况：物种改变引起平衡的破坏；兔子的故事物种改变引起平衡的破坏；兔子的故事环境因素改变，引起平衡破坏；环境因素改变，引起平衡破坏；信息系统的破坏

30、。信息系统的破坏。澳大利亚原来并没有免子，澳大利亚原来并没有免子，18591859年一个名叫托马斯年一个名叫托马斯奥奥斯斯京的大财主从英国带回京的大财主从英国带回2424只兔子，放养在自己的庄园里只兔子，放养在自己的庄园里供打猎用。引进后，由于没有天敌予以适当限制，致使供打猎用。引进后，由于没有天敌予以适当限制，致使兔子大量繁殖，在短短的时间内，繁殖的数量相当惊兔子大量繁殖，在短短的时间内，繁殖的数量相当惊人，遍布数千万亩田野，在草原上每年以人，遍布数千万亩田野，在草原上每年以113113千米的速度千米的速度向外蔓延。该地区原来长满的青草和灌木，全被吃光，向外蔓延。该地区原来长满的青草和灌木，

31、全被吃光，再不能放牧牛羊，田野一片光秃，土壤无植物保护而被再不能放牧牛羊，田野一片光秃，土壤无植物保护而被雨水侵蚀，给农作物等造成的损失，每年多达雨水侵蚀，给农作物等造成的损失，每年多达1 1亿美元，亿美元，生态系统受到严重破坏。澳大利亚政府曾鼓励大量捕生态系统受到严重破坏。澳大利亚政府曾鼓励大量捕杀，但不见效果，最后不得不引进一种兔子的传染病，杀，但不见效果，最后不得不引进一种兔子的传染病，使兔群大量死亡，总算一度将兔子的生态危机控制住了。使兔群大量死亡，总算一度将兔子的生态危机控制住了。然而好景不长，由于一些兔子产生了抗体，在然而好景不长，由于一些兔子产生了抗体，在“浩劫浩劫”中中幸存下来

32、，又开始了更大规模的繁殖。据幸存下来，又开始了更大规模的繁殖。据19931993年年2 2月报月报载，目前澳大利亚兔子已多达载，目前澳大利亚兔子已多达4 4亿多只。亿多只。十、生态学一般规律十、生态学一般规律 生态平衡的破坏往往出自人类的贪婪与无生态平衡的破坏往往出自人类的贪婪与无知：人类过分地向自然索取，或在对生态知：人类过分地向自然索取，或在对生态系统的复杂机理知之甚少的情况下贸然采系统的复杂机理知之甚少的情况下贸然采取行动。近年来生态学家提出了许多正确取行动。近年来生态学家提出了许多正确的见解，并把它提高到规律和定律的高度。的见解，并把它提高到规律和定律的高度。相互依存与相互制约规律相互

33、依存与相互制约规律 反映生物间及生物与环境间的协调关系反映生物间及生物与环境间的协调关系, , 主要主要是普遍的依存与制约关系是普遍的依存与制约关系, , 亦称亦称“物物相关物物相关” 和和“相生相克相生相克”规律。规律。 生态系统中的生态系统中的( (同种或异种同种或异种) )生物间生物间, , 不同生不同生态系统间态系统间, , 均存在相互依存和相互制约的关系均存在相互依存和相互制约的关系, , 亦可以说彼此影响。这种影响有些是直接的亦可以说彼此影响。这种影响有些是直接的, , 有些是间接的有些是间接的, , 有些是立即表现出来的有些是立即表现出来的, , 有些有些需滞后一段时间才显现出来

34、。需滞后一段时间才显现出来。食物链和食物网食物链和食物网是生态系统中相互依存与相互制约规律最形象是生态系统中相互依存与相互制约规律最形象的表现形式。的表现形式。一言以蔽之一言以蔽之, , 生物之间和生态系生物之间和生态系统间的相互依存与制约关系统间的相互依存与制约关系, , 是普遍存在的。是普遍存在的。物质循环与再生规律物质循环与再生规律 生态系统中生态系统中, , 生物借助能量的不停流动生物借助能量的不停流动, , 一方面不断地从自然界摄取物质并合成一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质新的物质, , 另一方面又随时分解为原来另一方面又随时分解为原来的简单物质的简单物质, , 即所谓即所

35、谓“再生再生”, ”, 重新被重新被系统中的生产者植物所吸收利用系统中的生产者植物所吸收利用, , 进行进行着不停顿的物质循环。着不停顿的物质循环。因此要严格防止因此要严格防止有毒物质进入生态系统有毒物质进入生态系统, , 以免有毒物质以免有毒物质经过生物放大作用和多次循环后富集到经过生物放大作用和多次循环后富集到危及人类的程度。危及人类的程度。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 物质输入输出的平衡规律物质输入输出的平衡规律, , 又称又称规律规律, , 涉及到生态系统中生物与环境两涉及到生态系统中生物与环境两个方面。生态系统中生物与环境之间的输个方面。生态系统中生物与环境之

36、间的输入与输出入与输出, , 是相互对立的关系是相互对立的关系, , 当生物体当生物体进行输入时进行输入时, , 环境必然进行输出环境必然进行输出, , 反之亦反之亦然。生物体一方面从周围环境摄取物质然。生物体一方面从周围环境摄取物质, , 另一方面又向环境排放物质另一方面又向环境排放物质, , 以补偿环境以补偿环境的损失。的损失。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，存在着作用与反作用的过程。生物与环境之间，存在着作用与反作用的过程。或者说，生物给环境以影响，反过来环境也会影或者说，生物给环境以影响，反过来环境也会影响生物。响生物。w植物从环境吸收水和营养

37、元素，同时，生物体则以其排植物从环境吸收水和营养元素，同时，生物体则以其排泄物和尸体把相当数量的水和营养素归还给环境，最后泄物和尸体把相当数量的水和营养素归还给环境，最后获得协同进化的结果。获得协同进化的结果。最初生长在岩石表面的地衣，由于没有多少土壤可供着最初生长在岩石表面的地衣，由于没有多少土壤可供着“根根”，当然所得的水和营养元素就十分少，但是，地，当然所得的水和营养元素就十分少，但是，地衣生长过程中的分泌物和尸体的分解，不但把等量的水衣生长过程中的分泌物和尸体的分解，不但把等量的水和营养元素归还给环境，而且还生成不同性质的物质，和营养元素归还给环境，而且还生成不同性质的物质，能促进岩石

38、风化而变成土壤。这样环境保存水分的能力能促进岩石风化而变成土壤。这样环境保存水分的能力增强了，可提供的营养元素也增多了，从而为高一级的增强了，可提供的营养元素也增多了，从而为高一级的植物苔藓创造了生长的条件植物苔藓创造了生长的条件。如此下去，以后便逐步出如此下去，以后便逐步出现草本植物、灌木和乔木。生物与环境就是如此反复地现草本植物、灌木和乔木。生物与环境就是如此反复地相互适应和补偿。相互适应和补偿。环境资源的有效极限规律环境资源的有效极限规律 任何生态系统中任何生态系统中, , 作为生物生存的各种环作为生物生存的各种环境资源境资源, , 在质量、数量、空间和时间等方在质量、数量、空间和时间等

39、方面面, , 其供给量和供给速度都有一定的限度其供给量和供给速度都有一定的限度, , 因而生态系统的生物生产通常都有一个大因而生态系统的生物生产通常都有一个大致的上限。也因此致的上限。也因此, , 每一生态系统对任何每一生态系统对任何外来干扰都有一定的忍耐极限。所以外来干扰都有一定的忍耐极限。所以, , 采采伐森林、捕鱼狩猎等不应超过资源利用的伐森林、捕鱼狩猎等不应超过资源利用的最大可持续产量最大可持续产量; ; 保育某一物种时保育某一物种时, , 必须必须保有足够它生存和繁殖的空间保有足够它生存和繁殖的空间; ; 城市排污城市排污时时, , 必须使排污量不超过环境的自净能力。必须使排污量不超

40、过环境的自净能力。 以上讨论的五条生态学规律，是生态平以上讨论的五条生态学规律，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、与功能，又与人类当前面临的人口、食物、能源、自然资源、环境保护五大社会问题能源、自然资源、环境保护五大社会问题紧密相关。充分利用上述生态学规律，使紧密相关。充分利用上述生态学规律，使周围环境向和谐、有利于人类发展的方向周围环境向和谐、有利于人类发展的方向发展，才能实现人类自身的发展，才能实现人类自身的可持续发展可持续发展。生态学在环境保护中的应用生态学在环境保护中的应用对环境质量的生物监测与生物评价

41、对环境质量的生物监测与生物评价对污染环境的生物净化对污染环境的生物净化制定区域生态规划制定区域生态规划发展生态农业发展生态农业人类可以再造一个地球吗？人类可以再造一个地球吗？资料：生物圈资料：生物圈2 2号的实验号的实验 美国于美国于2020世纪世纪8080年代末耗资年代末耗资2 2亿美元，在亚利亿美元，在亚利桑那州南部高原奥洛克附近的桑佩斯隆奇，建造桑那州南部高原奥洛克附近的桑佩斯隆奇，建造起一座与外界完全隔绝的巨型钢架玻璃建筑物起一座与外界完全隔绝的巨型钢架玻璃建筑物“生物圈生物圈2 2号号”。在。在“生物圈生物圈2 2号号”中，除设有供中，除设有供人类人类生活的空间和农作物区外，还建立起

42、热带雨林、生活的空间和农作物区外，还建立起热带雨林、草原、沙漠、沼泽和海洋等草原、沙漠、沼泽和海洋等7 7种不同的生态系统。种不同的生态系统。美国将这个生态实验站之所以命名为美国将这个生态实验站之所以命名为“生物圈生物圈2 2号号”，是出于这样的考虑：人类居住的地球是，是出于这样的考虑：人类居住的地球是“生生物圈物圈1 1号号”，“生物圈生物圈2 2号号”则是模仿地球这个庞则是模仿地球这个庞大大的生物圈的缩影。的生物圈的缩影。Bio2实验室全貌 自自19911991年年“生物圈生物圈2 2号号”起动后，有起动后，有8 8名研究人员名研究人员进入其中生活。按原实验设计要求，进入其中生活。按原实验

43、设计要求，“生物圈生物圈2 2号号”除除阳光和能源阳光和能源，以及刚，以及刚开始时的部分食物开始时的部分食物来自圈外来自圈外供给，整个是一个供给，整个是一个“封闭的生命维持系统封闭的生命维持系统”。研究。研究人员必须依靠这个封闭的人员必须依靠这个封闭的“世界世界”实行自给自足：实行自给自足：要栽种自己食用的粮食，饲养牲畜、家禽和鱼类；要栽种自己食用的粮食，饲养牲畜、家禽和鱼类；水和空气要实行自净而达到循环利用；废物（包括水和空气要实行自净而达到循环利用；废物（包括排泄物）也要进入食物链从而转化为有用之物排泄物）也要进入食物链从而转化为有用之物饮食起居的一切均来自饮食起居的一切均来自“生物圈生物圈2 2号号”自身。此外，自身。此外，这这8 8位科学家还得在与世隔绝的环境中位科学家还得在与世隔绝的环境中从事科学实从事科学实验和环保研究，探索生物圈内生态环境的变化过程验和环保研究，探索生物圈内生态环境的变化过程。经过一段时期的实验后发现，要在其中实行完经过一段时期的实验后发现，要在其中实行完全的自给自足是不可能的。全的自给自足是不可能的。“生物圈生物圈2 2号号”