5环境学ppt课件

1、第五章人类与生物圈一、生态学的含义生态学的含义及开展生态学是研讨生物与其生活环境相互关系的科学。是生物学的主要分科之一，初期偏重于植物，后来逐渐涉及动物，而有植物生态学和动物生态学之分。二、生态学的学科特性：多学科性。生态学的多学科性及相互关系三、生态学开展进程中的主要特点从定性探求生物与环境的相互作用到定量研讨。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。与根底科学和运用科学相结合，开展了生态学，扩展了生态学的领域。四、生态学与环境科学的关系生态学和环境科学所研讨的问题相近，虽然研讨的偏重点不同，但生态学的许多根本原理可以运用于环境科学中，来研讨

2、处理人类生活与环境问题。生态学的含义及开展一、生态系统概念的构成及开展1935年英国生态学家坦斯利A.G.Tansley首先提出了生态系统Ecosystem这一科学概念，用来概括生物群落和环境共同组成的自然整体。 1942年，生态学家林德曼发表了“食物链、“金字塔营养基和“非常之一定律的报告，初步奠定了生态系统的实际根底。前苏联生态学家苏卡乔夫1944年，提出了“生物地理群落的科学概念与生态系统概念同义，它是指在一定地表范围内类似的自然景象即大气、岩石、植物、动物、微生物、土壤、水文等条件的总和。生态系统的构造与功能进入50年代，特别是60年代以后，著名生态学家奥德姆、惠特克R.H.Whitt

3、aker和苏卡乔夫等人的研讨任务，使生态系统学说的实际体系进一步完善。 70年代以来，生态系统学说得到了空前开展。 50年代以来，与生态系统实际有关的几个研讨方案 60年代“国际生物学方案IBP，International Biological Program ，以自然生态系统的能量流动和物质循环为主要对象； 70年代的“人与生物圈方案MAB，Man and Biosphere ，强调了人类活动对自然生态系统及生物圈的影响； 80年代的“国际地圈与生物圈方案IGBP，International Geosphere-Biosphere Program ，主要研讨生物圈和地球系统的相互作用。 生态

4、系统的构造与功能二、生态系统的概念、组成及特征 生态系统的概念 在一定地域内，生物成分生物群落和非生物环境物理环境之间经过能量流动、物质循环和信息传送相互作用、相互依存构成的一个生态学功能单位。 生物成分物理环境生物群落非生物成分能量流动物质循环信息传送生态系统的构造与功能生态系统的组成 图、生态系统的组成生态系统的构造与功能生态系统的特征多层次性是开放系统，而非封锁系统控制系统或反响系统动态系统：由简单到复杂、由不成熟到成熟任何一个可以维持其机能正常运转的生态系统必需依赖外界环境提供输入和接受输出。在一定限制内，逐渐修复与调整因外界干扰而遭到的损伤，维持正常的构造与功能，坚持其相对平衡形状生

5、态系统的构造与功能三、生态系统的构造 空间构造：营养构造：食物链、食物网食物链概念：生态系统中以消费者为起点，一些有机体以吃和被吃的关系，即经过食物关系彼此结合而构成的一个能量与物质流通系列。例如食物链类型：捕食食物链碎屑食物链程度构造、垂直构造、层片生态系统的构造与功能食物网图、一个简化的陆地生态系统食物网食物网：各个食物链彼此交错、错综衔接构成复杂的能量与物质流通的网络。食物链网的复杂程度与生态系统的稳定性普通来说，食物链越长，食物网的构造越复杂，抵抗外界干扰的才干越强，稳定性就越大。反之，生态系统容易发生动摇或消灭。生态系统的构造与功能营养级在生态系统中，凡是以一样或类似的方式获取一样性

6、质食物的植物类群或动物类群。例如营养构造在生态系统中，不同营养级的组合就是营养构造。注：在生态系统中，食物链的环节和营养级的数目都是有限的普通为35个环节思索：该实际在消费活动中有何意义？生态系统的构造与功能生物放大作用污染物经过食物链产生逐级富集的景象。大气：0.000003ppm浮游生物0.04ppm1.3万倍小鱼0.5ppm14.3万倍大鱼2.0ppm57.2万倍水鸟25ppm858万倍人30ppm1000万倍举例：以DDT为例。思索：该概念对我们有什么警表示义？生态系统的构造与功能四、生态系统的功能能量流动单向图、能量流动表示图生态系统的构造与功能能量流动中能量损失的主要缘由？能量流动

7、单向生态系统能量转化效率“百分之十率或“非常之一定律图、能量传送的“非常之一定律生态金字塔数量金字塔生物量金字塔能量消费力金字塔生态系统的构造与功能图、生态金字塔P消费者、C消费者、D分解者、S腐食者生态系统的构造与功能为什么？水域生态系统大多数初级消费者是各种浮游藻类，其体积很小而外表积大，适于浮游。同时由于其寿命短，一部分个体被植食动物所虑食，另一部分个体也很快死亡并被生物分解，因此积累的现存生物量很少，而较高营养级的生物寿命长，故在水生生态系统中出现颠倒的生物量金字塔，这是陆地生态系统所没有的。物质循环生态系统中的物质大量元素：含量占生物体总分量万分之一以上的元素C、H、0、N、P、S、

8、K、Ca、Mg 微量元素：生物体含量很少的一些元素如B、Cl、Co、Cu、I、Fe、Mn、Mo、Se、Si、Zn 物质循环的类型根据范围、途径和周期不同 生态系统内的小循环生态系统间或全球性的生物地球化学大循环生态系统的构造与功能生物地化循环类型根据储存库和物质形状不同储存库和交换库水循环气体型循环堆积型循环代表物质：碳、氮、氧等。代表物质：磷、硫、碘、钾、镁、铁等。生态系统的构造与功能水循环思索：水循环的生态学意义？生态系统的构造与功能气体型循环以氮循环、碳循环为例生态系统的构造与功能碳循环思索：目前人类对碳循环有何影响？生态系统的构造与功能堆积型循环以磷循环为例生态系统的构造与功能信息传送

9、物理信息物理信息 由声、光和颜色等构成。化学信息由生物代谢产物，尤其是分泌的各种激素组成的化学物质。营养信息行为信息生态系统的构造与功能人类对生物圈的影响一、生态系统平衡及维持机制生态系统平衡的概念在一定的时期内，消费者、消费者和分解者之间坚持着一种动态平衡形状，系统内的能量流动和物质循环在较长时期内坚持稳定，这种形状就是生态平衡 。生物种类动物、植物、微生物的组成和数量比例相对稳定； 非生物环境包括空气、阳光、水、土壤等坚持相对稳定。人类对生物圈的影响生态系统平衡的维持机制反响调理负反响：生态系统受内部或外部某要素的干扰引起了一些变化，这些变化反过来抑制了该要素的干扰和所引起的变化，进而导致

10、生态系统逐渐恢复平衡稳定形状。例：狼与兔子之间的数量关系 正反响：生态系统受内部或外部某要素的干扰引起了一些变化，这些变化反过来不是抑制而是加强了该要素的干扰和所引起那些变化，进而导致生态系统远离平衡稳定形状。举例：水体富营养化、黄土高原水土流失生态系统反响调理的限制人类对生物圈的影响图、两个负反响之间的相互关系人类对生物圈的影响二、生态学的根本规律“五规律 马世骏相互制约和相互依赖的规律 物质循环转化的再生规律 物质输入与输出的动态平衡规律 相互顺应与补偿的协同进化规律 环境资源的有效极限规律“物物相关、 “相生相克人类对生物圈的影响三、人类对生物圈的影响森林在减少 草场在退化 猎捕与毒杀

11、人与昆虫的战争 不测的繁衍 日益加速的物种灭绝生物多样性丧失人类对生物圈的影响四、关于生物多样性生物多样性的概念 在一定时间和一定地域一切生物动物、植物、微生物物种及其遗传和生态系统复杂性的总称。遗传多样性(Genetic diversity)广义：指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和存在于生物个体内、单个物种内以及物种之间的遗传变异的总和。狭义：指生物种内基因的变化，包括种内显著不同的种群之间以及同一种群内的遗传变异世界资源研讨所，1992。 人类对生物圈的影响生态系统多样性Ecosystem diversity物种多样性(Species diversity)某一区域内生物动物、植物、微生

12、物种类的丰富度。包括两个方面蒋志刚等，1997：一是指一定区域内的物种丰富程度，可称为区域物种多样性；二是指生态学方面的物种分布的均匀程度，可称为生态多样性或群落物种多样性。 生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境差别和生态过程变化的多样性。McNeely 等，1990人类对生物圈的影响生物多样性的价值生物多样性的价值通常指基因、物种、生态系统对人类的生存所具有的现实和潜在价值。主要表如今：直接价值耗费性利用价值：指直接耗费性的即不经市场买卖的自然产品上的价值。消费性利用价值：经过商业性收获供市场交换产品的价值。 其他表现：野生生物遗传资源对现代农业的奉献 、野生传粉动物对

13、作物的奉献 、利用生物多样性防治病虫害 、在医疗卫生方面的价值 。 人类对生物圈的影响间接价值生态功能生态系统的消费力才干，为一切物种包括人类提供生命维持系统；指不能直接转化为经济效益的价值，它涉及到生态系统的功能，但其作用很显著，可从以下方面了解：维持生态系统平衡具有重要意义；促进土壤发育，维护水土资源；调理气候；净化环境，吸收分解污染物质；提供良好生活和文娱环境，有利人类身心安康。人类对生物圈的影响潜在价值或选择价值指那些潜在的未被人们认识的价值，为后代人在利用生物多样性方面提供了选择的时机，为人类顺应自然变化提供了选择的时机。存在价值指生物多样性的伦理学和哲学价值。例如：兴隆国家的一些人

14、，对他们从未计划观赏和利用的某一物种和环境附加了价值。他们希望子孙后代可从这些物种的存在而得到一些利益。或能够只是满足于知道海洋中的曾拥有鲸，中国有大熊猫。 人类对生物圈的影响中国的生物多样性中国在国际上的位置中国是全球12个生物“宏大多样性国家之一。墨西哥、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、巴西、扎伊尔、马达加斯加、中国、印度、马来西亚、印度尼西亚、澳大利亚中国生物多样性的特点物种丰富中国有高等植物3万余种，其中在全世界裸子植物15科850种中，中国就有10科，约250种，是世界上裸子植物最多的国家。有脊椎动物6347种，占世界近14。人类对生物圈的影响中国生物多样性的特点特有属、种繁多 高等植物中

15、特有种最多，约17300种，占中国高等植物总种数的57以上。6347种脊椎动物中，特有种667种，占10.5。 区系来源古老 由于中生代末中国大部分地域已上升为陆地，第四纪冰期又未蒙受大陆冰川的影响，许多地域都不同程度保管了白垩纪、第三纪的古老残遗部分。如松杉类世界现存7个科中，中国有6个科。动物中大熊猫、白鳍豚、扬子鳄等都是古老孑遗物种。 人类对生物圈的影响中国生物多样性的特点栽培植物、家养动物及其野生亲缘的种质资源非常丰富 中国是水稻和大豆的原产地，种类分别达5万个和2万个；有药用植物11000多种，牧草4215种，原产中国的重要欣赏花卉超越30属2238种；是世界上家养动物种类和类群最丰

16、富的国家，共有1938个种类和类群。 生态系统丰富多彩 中国具有地球陆生生态系统，如森林、灌丛、草原和稀树草原、草甸、荒漠、高山冻原等各种类型，由于不同的气候和土壤条件，又分各种亚类型599种。海洋和淡水生态系统类型也很齐全，目前尚无统计数据。 人类对生物圈的影响生物多样性维护中国生物多样性损失触目惊心中国生物多样性维护就地维护就地维护就是经过建立自然维护区、规划禁猎区、禁伐采区、生态公益林区对野生动植物及其栖息地进展维护，这是公认的效率较高的物种维护措施。到2021年底，中国大陆共建立自然维护区2541个，面积14700万公顷，陆地维护区的面积约占陆地国土面积的14.7%。有28处自然维护区

17、参与结合国教科文组织“人与生物圈维护区网络 。中国环境情况公报 人类对生物圈的影响中国生物多样性维护迁地维护动物园、植物园、野生动植物救护繁育基地等是开展野生动植物维护的重要依托载体。据不完全统计，我国已建植物园110个维护各种高等植物2.3万种，属于中国区系的种类有1.61.8万种；已建有各类城市动物园、野生动物园220多家，养殖动物1000多种，总数超越10万只。2007离体维护生态学在环境维护中的运用一、全面调查人类活动对环境的影响 “南水北调东线工程对上海地域的能够影响二、充分利用生态系统的调理才干生态系统的调理才干 生态系统自净才干的运用以土地处置系统为例什么叫土地处置系统 普通土壤

18、及其中微生物和植物根系对污染物的综合净化才干、可以利用来处置城市污水和一些工业废水；同时，普通污水或废水中的水分和肥分也可以利用来促进农作物、牧草或林木的生长并使其添加产量。凡能到达上述目的的工程设备，即称为土地处置系统。 生态学在环境维护中的运用生态系统自净才干的运用以土地处置系统为例土地处置系统的净化机制植物根系的吸收、转化、降解与合成等作用土地中真菌、细菌等微生物的复原降解、转化及生物固定等作用 土壤中有机和无机胶体的物理化学吸附、络合和沉淀等作用 土壤的离子交换作用 土壤的机械截留过滤作用 土壤的气体分散或蒸发作用 生态学在环境维护中的运用生态系统自净才干的运用以土地处置系统为例、土地处置系统的净化效果见以下图生态学在环境维护中的运用三、处理近代城市中的环境问题编制生态规划进展城市生态系统研讨四、综合利用资源和能源生态工艺例如生态农场视频菲律宾的马雅农场 (Maya Farms)例如北京留民营生态农场珠江三角洲地域桑基鱼塘桑基或果园，渔塘和农舍三结合的新型乡村生态系统 生态学在环