环境生态学讲义这是课件不错的

1、一、环境生态学定义：“研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反映 效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。”一一即用 生态学的理论，阐明人与环境间相互作用的机制和效应以及解决环境 问题的生态途径的科学。（金岚盛连喜等，1991）二、环境生态学的形成与发展1、产生：20世纪60年代一对传统行为和观念的反思2、理论发展、完善阶段：20世纪70年代一引起世界反响的“严肃 忧虑”3、实际应用阶段：20世纪80年代一人类对环境问题的挑战三、环境生态学的学科体系1、 研究内容1）经典生态学基本理论2）人为干扰下生态系统内在机制变化和规律研究3）生态系统受损程度及危害性的判断研究4

2、）各类生态系统的功能和保护措施5）解决环境问题的生态学对策研究2、发展趋势1）人为干扰的方式和强度2）退化生态系统的特征判定3）人为干扰下的生态演替规律4）受损生态系统恢复和重建技术5）生态系统服务功能评价6）生态系统管理7）生态规划和生态效应预测四、环境生态学与相关学科1、 生态学1）定义2）研究对象：3）分支学科2、环境科学1）研究对象：2）特点：3）分支学科3、其他相关学科：第二章生物与环境（个体生态学）一、物种与个体生物学1、物种：指一类生物个体的集合，其中的个体之间自然条件下能 相互交配产生具有生殖能力的正常个体。3、生态适应：生物为了适应环境，从形态、生理及生化机制上作 出有利于生

3、存的改变。3、个体生态学：是以生物个体及栖息地为研究对象，研究栖息地环 境因子对生物的影响及生物对栖息地的适应和生态适应的形态、生理 及生化机制。即研究生物个体发育、系统发育及其与环境关系的生态 学分支。4、适者生存二、环境及生态因子1、环境(Environment)广义环境，某一主体周围一切事物的总和。在生态学中，环境是指生物的栖息地，生物是环境的主体。2、环境的类型按主体分类：人为主体、生物为主体按性质分类：按范围分类：3、生态因子的概念1)环境因子(environmental factors)：构成环境的各要素。2)生态因子(ecological factors)：环境因子中对生物的生长

4、、 发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的因子。3)生存因子：生态因子中生物生存不可缺少的因子。4)生态环境(ecological environment)：所有生态因子的综合。5)生境(habitat)：具体的生物个体或群体生活区域的生态环境 与生物影响下的次生环境的统称。5、生态因子的类型1)气候因子(climatic factors)：光、温度、湿度、降水等2) 土壤因子(edaphic factors) ： 土壤的深度、母质容重、孔 隙度、pH、盐碱度、肥力等3)地形因子(topographic factors)：地形的起伏、海拔、坡度等地貌特征4)生物因子(biotic fact

5、ors)：竞争、捕食、共生、寄生等5)人为因子(anthropogenic factors)：开发利用资源2)美国生态学家 Daubenmire R F (1974)将生态因子分为三大 类：气候类、土壤类、生物类。这三类分别归结于七个并列的项目： 土壤、水分、温度、光照、大气、火、生物。3)第一性周期因子：是指由地球自转或公转及月相变化形成的光、 温、潮汐的日、月、季节、年的周期性变化。次生性周期因子：取决于第一性周期因子，如太阳辐射和温度 周期性变化导致大气湿度、降水量周期性变化。非周期性因子：指突发性或间断性出现的因素，如暴雨、洪水、 蝗灾、火山、地震等5、生态因子的变化规律和生物分布纬向

6、递变性经向递变性垂直递 变性 非地带性(地形变化)三、生态因子的作用规律1、限制因子 定律2、耐受性定律：生态幅(Ecological amplitude)：每个种对环境因子的适应范围的 大小。耐受性机制：实际耐性比潜在耐性窄维持一定的耐性要消耗一定的代谢能在适应极端环境时，为提高对某一因子的耐性就要牺牲对其他因子的耐性通过内稳态可提高耐性休眠可躲避不利因子间接提高耐性3、生态因子综合作用定律:生态因子的综合作用、生态因子的交互作用、生态因子的作用的主次、 直接作用和间接作用、生态因子的阶段性作用、不可替代性和补偿作 用四、生态因子对生物的影响1、光因子的生态作用1）地球上所有生物得以生存和繁

7、衍的最基本的能量源泉2）太阳能以化学能的形式进入生态系统的唯一通路3）食物链的起点光强（1）光强与形态建成：黄化现象（2）光强与光合作用光补偿点：光合作用吸收的C02与呼吸 作用释放的C02平衡（即气体的交换量为零）时的光照强度。光饱和 点：净光合作用的趋于稳定时的光照强度。（3）光强与植物的生态类型适应类型生境代表阳生植物旷野、路边、森林中的 上层乔木，草原及荒漠 中的旱生、超旱生植物高山植物及多数大田作物等均 属此类型。如蒲公英、蓟、杨、 柳、槐、桦、松、杉和栓皮株等阴生植物潮湿背阴或密林的下 部，生长季节的生境往 往较湿润苔葬类、部分蕨类、铁杉、红豆 杉、亚热带地区山林中的茶树 等，很多

8、药用植物如人参、三七等耐阴植物叶菜类一些豆类植物光质：光谱成分380nm760nm紫外线可见光红外线1%40-50%5060% 光周期:长日照植物：日照长度超过一定数值才开花的植物。如牛芽、紫苑、凤仙花和除虫菊等；大小麦、油菜、菠菜、甜菜、萝卜等。短日照植物：日照时间短于一定数值才开花的植物。通常在早春或深 秋开花。如千牛、苍耳和菊类；水稻、玉米、大豆、棉和麻等。中间性植物：只要其他条件合适，在什么日照条件下都能开花的植物。如，黄瓜、番茄、四季豆和蒲公英等。人为的调节光照时间可控制植物花期；2、温度因子的生态作用(1)温度与生物生长 “三基点”温度：参与生命活动的各种酶都 有其最低、最适和最高

9、温度；不同生物的三基点不同；在一定的温度范围内，生物的生长速率与温度成正比；外温的季节性变化引起植物和变温动物生长加速和减弱的交替，形成年轮和鳞片；外温影响动物的生长规模。（2）温度与生物发育温度与生物发育最普遍的规律是有效积温。有效积温法则（法Reaumur,1735）：植物在生长发育过程中，须从 环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且某一特定植物 类别各发育阶段所需的总热量是一常数，称总积温或有效积温。有效积温法则的意义预测生物发生的世代数；预测生物地理分布的北界；预测害虫来年的发生程历；制定农业气候区划，合理安排作物；应用积温预报农时。（3）温度与生物的繁殖、分布温度与生物的繁

10、殖和遗传性：植物春化，动物繁殖的早迟；温度与生物分布：许多物种的分布范围与温度区相关。（4）极端温度对生物的影响低温对生物的影响：当温度低于临界（下限）温度，生物便会因低 温而寒害和冻害。冻害原因：冰结晶使原生质破裂损坏胞内和胞间的微细结构；溶剂水 结冰，电解质浓度改变，引起细胞渗透压变化，导致蛋白质变性；脱水使蛋白质沉淀；代谢失调。高温对生物的影响：当温度超过临界（上 限）温度，对生物产生有害作用，如蛋白质变性、酶失活、破坏 水份平衡、氧供应不足、神经系统麻痹等。（5）温周期现象与物候昼夜变温形成温周期现象；季节变温形成物 候物候：植物适应一年中的气候条件的季节性变化，形成与之相应的生 长发

11、育规律。如：春季萌芽 秋季落叶冬季休眠物候期：植物的器官在不同季节中从形态上显示的各种变化现象。如: 萌芽展叶初花盛花末花果熟叶落休眠物候规律：枣发芽、种 棉花，杏开花、快种麦，野人无历日，鸟啼知四时。3、水因子的生态作用（1）水的生理生态作用生物起源于水环境水是生物体不可缺少的组成成份；水是生物体所有代谢活动的介质；水分保持植物的固有姿态，保持动物体水分平衡；水为生物创造稳定的温度环境；水能调节体温。（2）动物对水的适应形态适应生理适应行为适应：（3）植物对水的适应水生植物：沉水植物黑藻金鱼藻狸藻，浮水植物凤眼莲浮萍睡莲等，挺水植物芦苇香蒲陆生植物：湿生植物 水稻，中生植物 棉花大豆，旱生植

12、物少浆植物多浆植物土壤因子的生态作用（1）土壤的生态学意义为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所；提供生物生活所必须逼矿质元素为水分；提供植物生长所需的水热肥气；维持丰富的土壤生物区系；生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行。土壤的物理性质及其对生物的影响-土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，固体占85%以上， 根据土粒的直径大小，可将土粒分为：粗砂、细砂、粉砂和粘粒，其 组合百分比称土壤质地，根据土壤质地，可将土壤分为：砂土、壤土 和粘土。-土壤质地和土壤温度影响植物生长和土壤动物的。土壤的化学性质及其对生物的影响土壤酸碱度：过碱性和酸性不利于植物生长，酸性还不利于细菌生长。

13、 土壤有机质：植物重要碳源和氮源。土壤无机元素：植物生长的13种重要元素来源（7种大量元素：、氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁；6种微量元素：镒、 锌、铜、钢、硼、氯）5、大气因子的生态作用（1 ）大气对植物的影响二、种群的基本特征1、种群的大小和密度种群大小（Popula t ion Size）: 一个种群全体的数目多少。种群的密度（即s/）：单位空间内某一种群的个体数目。种群密度和生物的大小及该生物所处的营养级有关。粗密度（07/加切sy）是指单位空间内的个体数（或生物量）。生态密度Ecological Density）:是指单位栖息空间（种群实际所占 据的有效面积或空间）内的个体数（或生物量）

14、。相对密度（Relative Densit自：单位时间内遇见的生物个数；或某 时段内，某一物种占据样地的百分比。影响种群密度的因素（1）环境中可利用的物质和能量的多少；（2）种群对物质和能量利用效率的高低；（3）生物种群营养级的高低；（4）种群本身的生物学特性“饱和点”和最适密度：当环境中拥有可利用的物质和能量最丰富、 环境条件最适应时，某种群可以达到该环境下的最大密度，这个密度 称为“饱和点”。维持种群最佳状况的密度，称为最适密度。拥挤效应：2、种群的出生率和死亡率出生率是指种群生产新个体占总个体数的比率。不论新个体是通过 生产、孵化、出芽、分裂等哪一种方式，都视为出生。生理出生率（最大出生

15、率）：在理想条件下所能达到的最大出生率。生态出生率（实际出生率）：在一定时期内，种群在特定条件下实际 繁殖的个体数.内外因素共同作用影响的结果。影响出生率的因素：a.性成熟速度；b.每次产仔数；c.每年生殖 次数；d.生殖年龄的长短。生理死亡率（最小死亡率）：在最适条件下个体因衰老而死亡，其种 群死亡率降到最低。生态死亡率（实际死亡率）：在一定条件下的实际死亡率。许多个体 死于各种生物或非生物影响的因素。出生率和死亡率一般都以种群中每单位时间每1000个个体的出生 或死亡数来表示。3、年龄结构：一个种群各个龄级的个体数目与种群个体总体的比例， 叫做年龄比例（age ratio）。按从小到大龄级

16、比例绘图，即年龄金字 塔（age pyramid）,以表示种群的年龄结构分布。从生态学的角度，种群的年龄结构可以分为三种类型：增长型种群、 稳定型种群和衰退型种群。4、性比：一一种群雌性个体与雄性个体的比例。大多数生物的自然种群内聿占个体比率常为l：lo出生时雄性多于雌性，随年龄增长，雌性多于雄性。性比也受环境因素影响，如食物的丰歉；如赤眼蜂，当食物短缺时， 雌性比例下降。性比与种群的配偶关系对出生率由很大影响。在单配种，即一夫一妻 的种群中，雄性个体与雌性个体的比例决定着繁殖力，4、生命表与存活曲线生命表是按种群生长的时间，或按种群的年龄 (发育阶段)的程序编制的，系统记述了种群的死亡或生存

17、率和生殖 率。是最清楚、最直接地展示种群死亡和存活过程的一览表。最初用于人寿保险。对研究人口现象和人口的生命过程有重要的意 义。5、种群内禀增长率(rm)：在理想环境条件下，稳定年龄结构的种群 所能达到的恒定的、最大的增长率，又称为生物潜能或生殖潜能。其与野外实际条件下见到的增长率之间的差值，被看作为环境阻力的 量度。6、环境容纳量(Carrying capacity)：某种群在一生态系统中，即 在一个有限的环境中能稳定达到的最大数量(或最大密度)常用K表 不O三、种群的数量动态调节1、 种群增长的基本理论模型2、种群的实际数量动态：季节波动、年波动、非周期性波动(种 群大爆发或大发生)生态入

18、侵(Ecological invasion)*,由于人类 有遗失或无意识地把某种生物带入适宜于其栖息和繁衍的地区，种群 不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称之。种群平衡：种群较长时间地维持在几乎同一水平上，称之为种群平衡。3、种群调节：当种群数量偏离平衡水平上升或下降时，使种群数量 返回平衡水平的作用。种群调节理论1）气候学派：多以昆虫为研究对象，认为种群参数受天气条件的强烈 影响。2）生物学派：主张捕食、计生、竞争等生物过程对种群调节起决定作 用。3）食物因素：强调食物因素，也可归为生物学派。4）自动调节学说：认为靠种群内部调节，分遗传调节、内分泌调节、 行为调节等。4、生态对策：K选

19、择R选择四、种群的种内关系1、种群内个体的空间分布种群分布类型：均匀分布随机分布集群分布2、群聚与阿利氏原则群聚（clumped）群的产生是个体群聚的结果，群聚能使种群的存活 率提高。生物群聚作用：（1）提高警惕性，有助于及早发现捕食者（2）稀释效应，每个个体被攻击的几率说缩小。（3）集体防御（4）有利于提高捕食效率（5）有利于改变小生境（6）有利于交流学习（7）有利于繁殖最小种群原则：一些群聚生活的生物，其群聚的程度有一个下限要求, 如果长期低于临界下限，该生物种就不能正常生活，甚至不能生存。 阿利氏原则：一个物种种群的聚集程度和密度一样，随种类和条件而 变化，过疏或过密，都可能有限制性影响

20、。种群总是避免过分分散或 过分拥挤，使种群内个体能或得最佳的生活和生存条件。3、种内竞争和自疏:最后产量恒值法则、-2/3自疏法则4、隔离和领域性5、社会等级及分工五、种群的种间关系1、原始合作：两生物种群生活在一起，彼此都有所得，但二者之间 不存在依存关系。2、偏利共生：共生的两种植物，一方得利，而另一方无害。分为长 期性共生和暂时性共生。3、互利共生：两个生物种群生活在一起，相互依赖，相互得益。共 生的结果使得两个种群发展得更好，互利共生常出现在生活需求极不 相同的生物之间。4、竞争：指生活在同一地区的两个物种，由于利用相同的资源，导致 每一个物种的数量下降，即两种群彼此发生有害影响。竞争

21、一般可分为干扰竞争和利用竞争。干扰竞争：一种动物借助于行为排斥另一种动物使其得不到资源。利用竞争：一个物种所利用的资源对第二个物种也非常重要，但两个 物种并不发生直接接触。高斯竞争排斥原理：原理：两个生态位相同的物种不可能经久共存 在一起推论1: 一个稳定的群落中，占据相同生态位的两个物种，其中一个 最终被消灭。推论2： 一个稳定的群落中，没有任何两个种是直接竞争者推论3：群落是一个生态为分化了的系统。种群之间趋于互补，而不 是直接的竞争。5、捕食：一个物种取食和伤害另一物种的生物种间关系。狭义捕食：动物吃动物；广义捕食：肉食、植食、拟寄生、同种相残 捕食作为一个重要生态学现象的理由：a.限制

22、种群的分布，抑制种群的数量.b.捕食同竞争一样,是影响群落结构的主要生态过程.c.捕食是一个主要的选择压力，生物的很多适应可用捕食者和猎物 间的协同进化来说明.6、寄生：一个物种从另一物种的体液、组织或已消化物质获取营养 并造成对宿主危害生物种间关系。更严格地说，寄生物从较大的诉诸 组织中摄取营养物，是一种弱者依附于强者的情况。7、偏害化感作用：植物分泌化学物质对其他生物产生抑制。他感作用：植物对植物他毒作用：植物对动物抗毒作用：植物对微生物8、协同进化：生态系统中生物与生物、生物与环境相互作用、相互 选择，共同进化的过程。一个物种的进化必然会改变作用于其它生物的选择压力，引起其它生 物也发生

23、变化，这些变化反过来引起相关物种的进一步变化。第四章群落生态学一、 群落及群落生态学生物群落(biocoenosis)简称群落(community)：在特定空间或特定 生境下，具有一定的生物种类组成，它们之间及其与环境之间彼此影 响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构， 并具特定功能的生物集合体。也可以说，一个生态系统中具生命的部 分即生物群落。机体论：个体论：二、群落的基本特征：具有一定的种类组成；.具有一定的结构；.具有一定的动态特征；.不同物种之间存在相互影响；.具有一定分布范围；.形成一定群落环境；.具有特定群落边界特征。群落生态学(ConununityEcolog

24、y)-.以生物群落为对象，研究聚集在 一定空间范围内的不同种生物与生物之间、生物个体之间的关系，分 析生物群落组成、特征、结构、机能、分布、演替及群落分类、排序 等问题的生态学分支学科。三、群落的组成优势种(dominant species)：在群落中能有效控制能量流动和物 质循环并对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种。 特征：个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积大、生活能力强。建群种(constructive species)：植物群落中，处于优势层的优 势种，决定着群落的外貌，而且也控制着群落的生态环境和群落中 的其他组成成分。亚优势种(subdominant species

25、)：指个体数量与作用都次于优 势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的物 种。在复层群落中，通称居于较低亚层。伴生种(companion species)：为群落的常见物种，它与优势种相 伴存在，但不起主要作用。偶见种或罕见种(rare species)：是 那些在群落中出现频率很低的种类，往往是由于种群自身数量稀少的 缘故。有些偶见种的出现具有生态指示意义，可能是偶然的机会由人 带入、或伴随着某种条件改变而侵入，也可能是衰退中的残遗种。 群落组成的数量特征：1、种的个体数量指标：丰富度、密度、相对密度、密度比还有：盖 度、频度、高度、重量、体积以及相对盖度、盖度比，以此类推。

26、2、 种的综合数量指标：优势度：重要值、综合优势比；生态位：空间、 营养、多维生态位等。重要值：表示一个种群在群落中的地位重要值=相对密度+相对频度+相对盖度四、群落的结构1、群落的外貌夕加s/0夕70”）：指的是群落的外表形态或相貌，它 是群落与外界环境长期适应的结果。群落的外貌主要取决于物种的形 态习性或长相、生活型或生长型以及周期性等几个方面。决定群落外貌的因素：物种的生活型；组成物种，优势种植物和优势种的多少对群落的外貌起决定性作 用；物种的季相；物种的生活期。2、群落的水平结构：水平结构复杂性的成因亲代扩散分布习性：如，种子较重或无性繁殖的植物往往生长在 母株周围。环境异质性：环境因

27、子水平分布格局所致。种间相互作用：如，植食动物明显依赖于它所取食的植物分布。3、群落的垂直结构（分层现象）4、群落的时间结构（群落在时间上的演替性）5、群落交错区与边缘效应：边缘效应（Edge effect）*.由于群落交错区生境条件的特殊性、异质 性和不稳定性，使得毗邻群落的生物可能聚集在生境重叠的交错区域 中，不但增大了交错区中物种的多样性和种群密度，而且增大了某些 生物种的活动强度和生产力的现象。开拓有用边缘：控制有害边缘：6、岛屿效应：岛屿中的物种数与岛屿的面积有关，且岛屿面积越大 种数越大。这里指广义上的岛屿，包括“林窗”、陆海中的岛一一湖 泊等。S=cAz lgS=lgc+z(lg

28、A) A：岛屿面积S：物种数c、z：常数 MacArthur的平衡说：岛屿上的物种数决定于物种迁入和灭亡的平 衡。迁入率曲线与灭亡率曲线交点上的种数，即为该岛上预测的物种 数。根据平衡说，可说明以下几点：岛屿上的物种数不随时间的变化而变化；这是一种动态平衡，即灭亡种不断地被新迂入的种所代替；大岛比小岛能供养更多种；随岛距大陆的距离由近到远，平衡点的种数逐渐降低。岛屿生态和自然保护在同样面积下，大保护区好还是若干小保护区好这决定于下列情况：若每个小保护区内都是相同的一些种，那么大保护区能支持更多的 种；从传播流行病看，隔离的小保护区有更好的防止传播作用；如果在相当异质的区域中建立保护区，多个小保

29、护区能提供空间异 质性，有利于保护物种多样性；对密度低增长率慢的大型动物，为保护其遗传性较大的保护区是必 需的；在各小保护区之间的走廊或通道，对于保护是很有帮助的，它能减 少被灭亡的危险，细长的保护区有利于迁入。7、中度干扰假说在一次干扰后少数先锋种入侵缺口，如果干扰频 繁，则先锋种不能发展到演替中期，因而多样性较低；如果干扰间隔期很长，使演替过程能发展到顶级期，多样性也不很 高；只有中等干扰程度是多样性维持高水平，他循序更多物种入侵和定 居。五、群落的演替1、演替：随时间的推移，生物群落内一些物种消失，另一些物种侵 入，群落组成及其环境向一定方向产生有顺序的发展变化，即一个群 落被另一群落所

30、取代的过程。2、演替的过程：在演替过程中的不同阶段，各种过渡性群落所出现 的时期，称为系列期。系列期内物种在不断更替。早期出现的物种称先锋物种；中期出现的物种称过渡种或演替种；演替发展到最后出现在顶级群落中的物种称顶级种3、演替的类型根据起始基质的性质不同可划分为原生演替和次生演替。原生演替又叫初级演替是在从来未有过的生物的原生裸地或水体开 始的演替；如在岩石露头、沙丘、湖底、海地的演替。从岩石或裸地 开始的演替叫旱生原生演替；从河湾、湖底开始的演替叫水生原生演替；次生演替是指在原有生物群落被破坏后的地段上进行的演替；4、演替序列5、演替的特征演替的方向性：群落结构由简单到复杂，物种由少到多，

31、种间关系 从不平衡到平衡，从不稳定到稳定。演替的速度：先缓慢后迅速再到缓慢演替效应：群落中的物种在自身的发展过程中，经常对生境产生一 些不利于自己生存而有利于其它物种生存的因素从而在演替中创造 了物种替代的条件。6、演替的影响因素植物繁殖体的迂移、散布和动物的活动性是群落演替的先决条件；群落内部环境的变化是演替的动力；种内和种间关系是演替的催化剂；外界环境条件的变化是诱因；人类活动是重要的影响因素。7、演替理论：演替中，生物群落的结构和功能发生一系列的变化，生物群落通过复 杂的演替达到最后成熟阶段的群落，是与周围物理环境取得相对平衡 的稳定群落，称为顶级群落。六、生物多样性1生物多样性的概念生

32、物多样性（Biodiversity）是生物及其生存的 生态综合体的多样性和变异性，即各层次生命体系的复杂性。遗传多样性：指物种内基因的变化，包括种内显著不同的群体间和 同一群体内的遗传变异，亦称基因多样性。物种多样性：指物种水平的生物多样性，是从分类学、系统学和生 物地理学角度研究一定区域内物种的状况。生态系统多样性：指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化 以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。2、生物多样性的价值：遗传及资源库生产及经济价值生态平衡教育价值科学研究美学价值3、落多样性的影响因子：时间因子空间异质性因子气候稳定因 子竞争因子捕食因子生产力因子第五章 生态系统生态学一

33、、“系统”与生态系统1、系统（System）：是由相互作用和相互依赖的若干组成部分，结合 而成的具有一定结构的功能整体。系统的三要素：（1）两个以上的组分；（2）各组分相互联系，具有一定结构；（3）具有独立的，将定的功能。系统的基本性质：（1）系统组分的整体性；（2）系统结构的有序性；（3）系统功能的整合性；(4)系统结构、功能的可控性。2、生态系统(AosysZe勿)；指在一定的时间、空间内，生物与生存 环境、生物与生物之间密切联系、相互作用，通过物质循环、能量流 动、信息传递而构成的具有一定结构的功能整体。生态系统的特点：具有生命成分具有空间结构具有时间变化 具有自动调节功能是开放系统二、

34、生态系统的一般特征1、生态系统的组成四个基本组成部分：(1)生产者(producers)又称初级生产者(primary producers), 指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。初级生产 者也是自然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的媒介。 生产者完成有机物的合成过程,是生物圈生命活动能量的源头(2)消费者(consumers)：是指不能利用无机物质制造有机物质， 而是直接或间接依赖于生产者所制造的有机物质作为食物源的异养 生物。主要指动物(草食动物、肉食动物、腐生动物、杂食动物)和寄生性 动物。消费者完成有机物的转化过程,是生物圈生命活动最活跃的部分降 低分解者的压

35、力促进有机物的合成促进有机物分解促进物质循 环各种调节功能(3)分解者(composers)又名还原者：指利用动植物残体及其它有 机物为食的小型异养生物，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。小 型消费者使构成有机成分的元素和贮备的能量通过分解作用又释放 到无机环境中去。分解者完成有机物的分解过程,是生态系统不可缺少的部分通过动、植物残体有机物质的分解，是营养物质得到在循环，微生 物种群得到恢复和繁衍；尾碎屑食物链的各级生物提供了食物和物 质基础;产生由调控作用的“环境激素”对生态系统中其他生物的 生长产生重大影响；改进了地球表面的惰性物质。(4)无机环境：是生态系统中生物赖以生存的物质和能量的源

36、泉及活 动的场所。按其对生物的作用，可分为：原料部分。主要通过大气 层及到达地表的光、氧、二氧化碳、水、无机盐类以及非生命的有机 物质等。代谢过程的媒介部分。水、温度和风等。基层部分。岩 石和土壤等。2、生态系统的结构：空间结构时间结构营养结构(1)食物链(food chain)和营养级(trophic level)*.食物链指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环 似链条式的关系，即物质和能量从植物开始，然后一级一级地转移到 大型食肉动物。食物链上的每一个环节称为营养阶层或营养级，指处 于食物链某一环节上的所有生物种的总和。(2)食物链的类型牧食食物链(grazing food

37、chain)：又称施食食 物链，以活的动植物为起点的食物链，如草食动物、各级食肉动物。 以绿色植物为起点，是活的生物体。腐食食物链(duEr/ZaJ/bod Ma/z?) .又称碎屑食物链，从死亡的有 机体或腐屑开始。以动、植物残体为起点，数量越来越少。(3)食物链的特征食物链的长度通常不超过6个营养级，最常见的4-5个营养级； 食物链越长，最后营养级位所获得的能量也越少。因为从起点到 终点经过的营养级越多，其能量损耗也就越大；食物链或食物网的复杂程度与生态系统的稳定性直接相关；生态系统中的食物链不是固定不变的，它不仅在进化历史上有改 变，在短时间内也会发生变化。食物网(food侬：生态系统中

38、的食物链很少是单条、孤立出现的， 它往往是交叉链索，形成复杂的网络结构。食物链和食物网的意义食物链是生态系统营养结构的形象体现；生态系统中能量流动和物质循环正是沿着食物链和食物网进行 的；食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和 规律。3、生态系统的功能能量流动：生产者一消费者一分解者物质循环：生物环境信息传递：包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息等，构成信息网自我调节：保持生态系统的稳定生态系统的自我调节（1）生态系统的稳定性：生态系统通过发育和调节达 到一种稳定的状态，表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳 定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，但只要这种干扰没有

39、超过 一定限度，生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。系统稳定性包括了两个方面的含义：抵抗力（resistance）*.系统保 持现行状态的能力，即抗干扰的能力；恢复力（resilience 9：系统受扰动后回归该状态的倾向，即受扰 后的恢复能力。（2）生态系统稳定性机制：生态系统具有自我调节的能力，维持自身的稳定性，自然生态系统可 以看成是一个控制论系统，因此，负反馈调节在维持生态系统的稳定 性方面具有重要的作用。三、生态系统的类型1、按环境性质分：2、按人类对其的影响程度分：3、按生物成分分：4、按系统开放程度分：5、按系统形成的原动力分：（1）太阳供能的自然生态系统（2）有自然辅助能的太

40、阳供能生态系统（3）有人类辅助能的太阳供能生态系统（4）燃料功能的城市生态系统四、一般生态系统城市生态系统、园林生态系统、湿地生态系统第六章城市生态学1、城市生态学（urban ecology是研究城市空间范围内，生命系 统和环境系统之间相互关系的学科，是生态学一分支。简：城市生态 学是研究城市居民与城市环境之间相互关系的科学。2城市生态学研 究内容：城市居民变动及其空间分布特征城市物质代谢功能及其与城 市环境质量之间关系（城市物流、能流及经济特征研究）城市自然生态变化与城市环境的互动影响城市生态管理与调控 （城市交通、供水、生活废物处理及其中的物质、能量利用，社会、 自然和谐，系统动态调控方

41、法研究）城市自然生态特征的指标体系及城市合理容量3、城市生态学研究的流派起源于欧美（1）北美学派：城市生态学植根于社会科学。Robert E. Park一芝 加哥学派著名的代表人物之一，在1926年就已开始讲授“城市生态 学”课程，其内容是“城市和社会之间关系的多样性”。（2）西欧学 派：由自然科学家，特别是植物学家所首先创立，保持着自然科学 的性质。近期才开始把非自然科学亦纳入城市生态学研究范畴。目 前，两派相互协调，逐渐趋于统一。4、我国的研究情况：起步较晚，但发展很快理论研究阶段：城市生 态学的目的、任务、研究对象和方法等，1984年12月在上海举 行了 “首届全国城市生态科学研讨会”标

42、志着中国城市生态研 究工作的开始。应用实践阶段：城市生态理论研究在城市规划、 建设和管理实践的应用，主要是对一些大城市进行生态系统工程 方面的研究。5、学科热点、前沿分城市职能类别研究：以政治文化、工业企业、 风景旅游、交通枢纽、商贸金融、港口运输等各类城市进行研究; 单项基础性研究：为构建城市总体模型提供信息支撑，如有关城 市植被、植物区系、动物区系、水文、气候、土壤等以及有关城 市交通、人口居住、环境美化方面的研究； 城市生态环境管理及规划研究6、主要的生态学原理(1)生态平衡及其反馈调节机制生态平衡(ecological equilibrium)指生态系统处于一种相对稳 定状态时，生态系

43、统内生物之间和生物与环境之间相互高度适应， 种群结构和数量比例长久保持相对稳定，生产与消费和分解之间相 互协调，系统能量和物质的输入与输出之间接近平衡。负反馈机制(negative feedback mechanism) (2)多样性一稳定 性学说：当自然生态系统处于平衡状态时，生物种类通常较多，结构 复杂，食物链网错综，对外界的干扰有较强的抵御能力，功能发挥亦 较稳定。生态系统的稳定性九y)包括抵抗力(resistance)、 恢复力两部分。生态平衡失调：生态系统的调节能力是 有一定限度的。当外界干扰压力超出生态阈限logical threshold）时，系统的自我调节能力随之丧失，系统结构

44、遭到破坏， 功能受阻，整个系统受到严重伤害乃至崩溃。屯怒鱼双（ecological crisis）：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 物圈结构和功能的失调。可持续发展（sus tai nab le de vel opine nt.人类应该正确处理人与自 然的关系，在发展生产，提高生活水平的同时，注意保持生态系统结 构和功能的稳定与平衡。从而实现既满足当前人类需要，又不危及后 代子孙生存的。（3）相互依存与相互制约规律：生态系统中的生物问、 不同生态系统间，甚至生态系统中的生物与环境之间，均存在相互依 存和相互制约的关系。（4）物质循环与再生规律：生态系统中，生物 借助能量的不

45、停流动，一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物 质，另一方面又随时分解为原来的简单物质，重新被系统中的生产者 植物所吸收利用，进行着不停顿的物质循环。因此要严格防止有毒物 质进入生态系统，以免有毒物质经过生物放大作用和多次循环后富集 到危及人类的程度。（5）物质输入输出的动态平衡规律：物质输入输 出的平衡规律，又称协调稳定规律，涉及到生态系统中生物与环境两 个方面。一个稳定的生态系统，其物质的输入与输出总是相平衡的。 当输入不足时，会产生生态匮乏，例如一个城市物资供应不足，必然 造成生产生活紧张，效率下降；反之，当城市物资供应足够但输出不 足，又会导致生态滞留，使环境恶化，生产生活同样受阻。

46、（6）环境 资源的有效极限规律：任何生态系统中，作为生物生存的各种环境资 源，在质量、数量、空间和时间等方面，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致的上限。二、城市气候学1、影响城市气候的因素城市除了受当地纬度、大气环流、海陆位置、地形等区域气候因素的 作用外，还受人类(生产与生活)活动中放出热量及水汽的影响，因而 形成有别于近郊区和乡村的局地气候。通常我们称之为城市气候。城市气候所涉及的范围主要包括三个部分：即城市覆盖层、城市边界层和市尾烟气层。2、城市的辐射与日照城市太阳总辐射较乡村少污染物浓度大直接辐射少散射辐射多总辐射少城市日照总时数和日照百分率小于

47、乡村大气污染物多，云雾多，透明度小；热岛效应所引起的对流云经常出现城市内部日照地区差异明显：此为建筑物遮阴所致，主要取决于街道走向，及建筑群高度与街道宽度之比：H/D城市热岛效应城市热岛(urban heat island)城市内部气温比周围郊区高的现 象，城市气候中最典型的特征之一，无论是在中高纬度或低纬度地区, 这一现象均普遍存在。城市热岛效应可以从两个方面来分析：同一时间城市和郊区气温的对比同一城市历史发展过程中气温的前后对比城市热岛强度的变化：日变化：夜晚强，白昼午间弱；年变化：冬秋两季比夏春两季表现更明显，可能归因于冬季城市取暖 耗能较多，释放大量人为热量；周变化：明显受工休日周期影

48、响，周末弱，周内强；4、城市的风及 局部环流 城市热岛环流：在天气晴朗无云，大范围内气压梯度极小的形势下，由于城市热岛 的存在，城市中形成一个低压中心，并出现上升气流。从热岛垂直结 构看来，在一定高度范围内，城市低空都比郊区同高度的空气为暖， 因此随着市区热空气的不断上升，郊区近地面的空气必然从四面八方 流入城市，风向向热岛中心辐合。 此时郊区因近地面层空气流失需 要补充，于是热岛中心上升的空气又在一定高度上流回到郊区，在郊 区下沉，形成一个缓慢的热岛环流(local heat island circulation),又称城市风系。在近地面部分风由郊区向城市辐合, 称为乡村风(country

49、breeze) o应该指出，向城市中心辐合的乡村风，并不是很稳定的，它往往具 有间歇性或脉动性(周期性)，即吹一段时间，要停一段时间。此脉动周 期约为:这种脉动性在夜间特别明显。 城市的平均风速比郊区小。城市与郊区风速的差值还因时、因风速而异：一般是白天差值大，晚上小；夏季大，冬季小。5、城市的湿度、降水及水分平衡城区年均绝对湿度和相对湿度比郊区低城区比郊区雾多，能见度低 城市的降水与水分平衡1)城市水分收入项比郊区大形成城市降水较多的原因有三:第一，城市热岛效应。 第二，城市阻滞效应。第三，城市凝结核效应。2）城市下垫面蒸散量和水分贮存量比郊区小6、城市大气污染与城市气候的关系1）对城市气候

50、的影响城市大气污染与整个城市气候是相互影响相互制约的。城市中的 风、大气稳定度、天气形势、降水、雾、温度和日照等影响和制约着 城市大气污染的浓度及其时空分布；而城市大气污染又反过来影响城 市的气候。其中最突出的影响有以下几方面：减少太阳入射辐射和日照时数增加城市烟雾频率、减小能见度改变城市的热状况2）对城市居民健康的危害呼吸道疾病、致癌、心血管、消化道、神经系统、泌尿系统疾病等3）对各种物品的腐蚀城市纪念性建筑物（30=500）、艺术品等4）酸雨及其危害pH；跨地区、跨国界；我国西南严重，以贵州、重庆、四川盆地 较集中；北方较轻7、城市气候与城市规划和城市建设城市总体规划与日照原则：节约用地，

51、保证建筑物和绿化带有合理日照，在城市总体规 划和小区规划中，必须考虑日照的变化规律，根据日照标准，合理确定道路网的方位，宽度，建筑物的朝向，间距及建筑形体，综合 考虑通风，采光及调温等，做出合理规划设计建筑布局形式对日照的影响街道走向对日照的影响城市居住区的 自然通风的作用和要求：健康通风.：新鲜空气与混浊空气相互交换流通，保证室内空气质量维 持在健康所允许的最低水平时的通风量舒适通风：温度舒适要求上的通风。在夏季，正常人坐着休息时，舒 适的风速为0.23m/s；冬季为0. 15m/s.建筑物设计与自然通风：建 筑物布局形式对通风的影响三、城市土壤与生物群落1、城市的土壤城市化对土壤的影响及城

52、市 土壤特点城市发展与建设导致形成废墟式土壤，较利于植物根系伸展，但养 分布不均；通气良好，但土体甚为干燥；城市道路交通使其两侧土壤性质发生改变；城市化过程常常导致土壤含水量减少和地下水位降低；2、城市环境污染对土壤的影响土壤酸化：酸雨影响的结果 垃圾污染：城郊多有发生污水灌溉：造成土壤潮湿或过潮湿、通气性变差，营养元素虽丰富 但也富集了有害物质。特别是由于镉和铅的富集，已不再适宜于蔬菜、 农作物和其他经济作物生长。此外通过放牧常常还对动物造成毒害 3、城市生物群落生境特点：生存空间狭窄：群落在条带状或斑块状存在自然光照少，人工光照多：夜间照明导致。24h持续光照，一 方面有利于植物生长，另一

53、方面也对植物生长产生间接不利影响: 主要体现在植物更易于受到大气污染和早霜的伤害，这一现象被 称为光污染。小气候：温度高、湿度低、风速小，造成物候期较 郊区提前土壤：盐离子浓、紧实度大、质地较粗生境类型表面蒸发蒸腾强烈生境：公园绿地，绿化良好而宽阔的街道，河 流湖泊周边，夏季气温较低、湿度较高，冬季较周围区偏冷，适 合多种生物生存空旷干燥生境：未绿化的宽阔街道和广场，高温、干旱，不适于 耐旱性差植物生存封闭狭窄生境：狭窄的街区、被高大建筑物环 绕的小空地；夏季气温低，风速小；冬季暖，小气候条件良好， 适合许多生物生存人类活动产生的特殊生境：屋顶（干旱，阳光充足，瓦松生长）建筑物外墙（越老越利于

54、植物生长）路旁（污染严重，改变种间竞争关系，地衣/苔葬生长受抑）铁道侧（热条件好，喜城市植物可沿此分布很远）4城市植物群 落的区系特征城市植物一通常指仅限于城市地区出现的植物种类，主要包括以下 两类:以建筑群密集地段为最佳生境，在城市以外地带缺失或即使存在，但只选择该地带内有限的特殊生境的种类，这类植物通常被称为喜城市环境种(urbanophi le p 1 anl),如野大麦(.Hordeuni niurinuni),大蒜 芥(Sisynibrium al t issiniuni)等生活的最佳生境局限于城市环境，或者说是受人类活动强烈影响的环 境，即城市或乡镇附近，在城市以外地方亦可存在，这

55、类植物被称为城 市环境中立种(neu Irai，如大车前(Pl ant ago ma jor),黄花柳capreG等城市植物区系的特征：只具有一种或少数几种常见植物、世界广布种和归化植物影响 城市植被的植物区系种类组成的因素：首先取决于城市所处地区的自然条件，如在南方城市中所常见的 热带植物一般不会出现在北方城市中，反之亦然在很大程度上还受其本身目的或功能的影响，如为了满足遮挡阳 光、美化环境之目的，常常选择冠幅大、色彩美的阔叶树；而为了创 造迷人的风景，则常常选择树形优美的常绿针叶树种在不同地区和不同国家，还受其文化传统和社会经济等因素的影响城市土地利用对植物区系的影响：土地利用形式的强度是

56、从城市中心逐渐向外围减弱。与之相应，城 市植物区系中外来成分所占的比例亦从城市中心向城市外围减少， 而非外来成分则沿此方向增多。5城市环境下的植物群落城市植物群落的结构特征群落结构简单：水平变化多为均匀结构；垂直分层多为单层或双 层结构。如草坪、公园绿地、行道树群落均属此类种类组成单纯并相似：城市植物群落往往是为特定目的如绿化观 赏而营造的，而观赏价值，在世界各地人们心目中有其共通之处城市植物群落中植物种的生态学特征对光、温度、大陆性和土壤反应的平均指示值明显向高值区移动, 而对湿度和氮素营养的指示值倾向于向低值区移动中生植物居多，但大多数具有旱生植物特点，绝少有湿生植物具有较高比例的常绿植物

57、耐践踏、竞争力较强、种子易于广泛散布6城市环境下动物区系的变化（Numata, 1978）鸟害虫蚊鼠鱼四、城市生态系统1、城市生态系统：是城市居民与其周围环境相互作用形成的网络，是 人类生产和生活活动集中的较大场所，是人类在改造和适应自然环 境的基础上建立起来的特殊空间地域综合体，是自然实体和社会，、 经济和科学文化实体的有机统一：占有一定空间，有包括人类在内 的生物和非生物组成等要素要素间存在物质一能量代谢、生物地球化学循环以及物质供应（输 入）和废物处理（输出）要素间相互作用构成有内在联系的统一整体 在这个复合生态系统中：各种自然及物理组分是城市赖以生存的基 础，各个部门的经济活动和代谢过

58、程是城市生存发展的活力和命 脉， 每个人的社会行为及文化观念是城市演替与进化的动力泵。2、城市生态系统的组成自然系统：居民赖以生存的基本物质环境，如阳光、空气、雨露、 植被、土壤、动物等自然景观要素 经济系统：生产、分配、流通与 消费的各个环节，包括工业、农业、交通、运输、贸易、金融、建筑、 通讯、科技等社会系统：物质生活与精神生活诸方面，如衣、食、 住、旅、医等和人们的心理状态，以及文化、艺术、宗教、法律等上 层建筑3、城市生态系统的结构 空间结构：土地利用的空间排布形式 社 会结构：包括人口结构、劳动力结构、智力结构 营养结构：为一特 殊的倒三角形4、城市生态系统的特点城市生态系统是以人为

59、主体的生态系统身兼数任：生产者、消费 者、主宰者城市生态系统是容量大、流量大、密度高、运转快、 高度开放的系统城市生态系统是人类自我驯化的系统城市生态系统是多层次的复杂系统城市生态系统的功能城市生态系统的能量流能量流动的性质：1）遵循热力学第一、第二定律，在流动中不断有损耗，不能构成循 环（单向性）；2）能流的特点体现在物质流中：除部分热损耗由辐射传输外，其 余的能量均由物质携带。但是能量在流过每一个能级时，并不服从所 谓的“百分之十律”（1律law）2城市生态系统的物质流可从资源货物流、人口流等方面分析：人口流：城市人口在时间与空间上的变化资源货物流：包括资源流（如水流）和货物流等3城市生态

60、系统的信息流：信息（-Informa tion, message）就是指消息，是对某一事物不确定性 的度量，或者说指对某事物知道和了解的程度。一个事物越复杂，它其 中所包含的信息就越多，要想了解该事物，就需要掌握更多的信息。信 息虽无形，但却有价信息具有三个作用：传递知识、传递情报、节省时间提高效率城市的信息功能（反映城市 的现代化程度）：具有完善的新闻传播网络系统，可在广阔范围内高速、高容、及时 传播信息具有现代化的通信基础设施，能以信息系统连接生产、交换、分 配和消费的各个领域和环节，高效组织社会生产和生活输入分散的无序信息，输出经加工浓缩的有序信息。对于政治、文 化、科学、商业中心城市，