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文档简介

本课程主要内容第一章绪论第二章生物与环境第三章生物圈中生命系统第四章生态系统生态学第五章生态系统服务第六章人类对自然生态系统干扰与生态恢复第七章环境污染与生态环境影响评价第八章受损生态系统修复第九章生态系统管理第十章生态环境保护与可连续发展第1页第一章绪论第2页环境生态学研究内容(一)人为干扰下生态系统结构和功效改变规律(二)生态系统因人类活动而受损生态学指标(三)生态系统保护理论与方法(四)处理环境问题生态学路径第3页(1)生态学(ecology)定义当前通用观点:

生态学是硕士物在其生活过程中与环境关系科学。第4页20世纪著名八大公害事件公害事件名称地点 时间危害情况1.马斯河谷烟雾事件比利时 1930.12几千人发病,60人死亡2.多诺拉烟雾事件美国1948.10 6000人患病,17人死亡3.伦敦烟雾事件英国 1952.125天内4000人死亡4.洛杉矶光化学烟雾美国 40年代引发眼病,喉头炎,头痛5.水俣事件 日本 1953始痴呆,神经失常,死亡6.富山事件 日本 1931始关节痛,骨骼软化萎缩,痛死7.四日事件 日本 1970年哮喘,肺气肿,10多人死亡8.米糠油事件日本 1968患者5千多人,死亡16人第5页第二章生物与环境第6页第一节地球上生物第7页生物种概念

1、有区分于其它物种并能稳定遗传形态特征

2、有一定分布区

3、与其它物种存在生殖隔离是自然界中一个基本进化单位和功效单位第8页生物协同进化

生物与生物之间关系称为交互作用。这两对物种在长久进化过程中,相互形成了一系列形态、生理和生态适应性特征。第9页二、生物多样性包含四个层次:

1、遗传多样性:基因多样性

2、物种多样性:物种水平

3、生态系统多样性:生境多样性、生物群落多样性、生态过程多样性

4、景观多样性:不一样类型景观在空间结构功效机制和时间动态方面多样化和变异性第10页影响生物多样性原因1.物种生物量2.物种属性3.生物地化循环4.系统稳定性5.物种库6.输入环境总能量7.纬度、栖息地异质性和生产力第11页第二节

环境及其类型第12页(1)环境(Environment)概念环境(environment):环境是指某一特定生物体或生物群体以外空间,以及直接、间接影响该生物体或生物群体生存一切事物总和。环境总是针对某一特定主体或中心而言,是一个相正确概念,离开了这个主体或中心也就无所谓环境,所以环境只有相正确意义。第13页2.2.1生态因子概念生态因子(EcologicalFactors)概念环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响环境要素生态因子与环境因子环境因子指生物体外部全部环境要素。生态因子是环境因子中对生物起作用因子。环境因子外延大于生态因子。第14页2.2.2生态因子作用普通特征综合作用主导因子作用直接和间接作用阶段性作用不可代替性和赔偿作用第15页(1)综合作用每一个生态因子是在与其它因子相互影响、相互制约中起作用,任何一个因子改变都会在不一样程度上引发其它因子改变,这就是生态因子综合作用。生态因子间总是相互促进、相互制约,任何单一因子改变必将引发其它因子改变,造成生态因子综合作用。如光强改变温度、湿度等影响植物生长第16页(2)主导因子作用生态环境中各因子地位不一样,普通情况下,其中有一个或几个因子对其它因子改变起主导作用,该因子即为主导因子。主导因子改变常会引发其它因子发生显著改变,或使生物生长发育发生显著改变。主导因子是随时间、空间改变而改变。比如:光合作用时,主导因子是光,温度是次要因子春化作用时,主导因子是温度,湿度和通气条件是次要因子第17页(3)直接作用与间接作用植物生长过程中,光照,温度和雨水能起直接作用,地形虽不主要,但能够影响光照,温度和降雨,故也起间接作用第18页(4)阶段性作用生物生长含有阶段性,生态因子作用也就有了阶段性。第19页(5)不可替换性和可赔偿性生态因子虽非等价,但普通都不可缺乏,一个因子缺乏不能由另一个来完全替换,具不可替换性,尤其是主导因子,假如缺乏,便会影响生物正常发育,甚至造成其生病或死亡;但同时,在一定条件下,某一因子量不足,可由其它因子增加或增强而得到赔偿,即为可赔偿性。比如:锶大量存在时能够降低钙不足对动物造成有害影响。第20页2.2.3生态因子限制性作用第21页(1)限制因子限制生物生存和繁殖关键性因子叫做限制因子生物限制因子取决于生物对某种因子耐受范围:限制因子价值某种生物限制因子即是其生存关键;找到了限制因子就意味着掌握了某种生物与环境复杂关系钥匙第22页(2)利比希(Liebig)最小因子定律植物生长取决于那些处于最低量营养元素,这些处于最低量营养元素称最小因子第23页(3)谢尔福特(Shelford)耐受定律基本描述生物生存与繁殖,要依赖某种综合环境因子存在,只要其中一项因子量(或质)不足或过多,超出了某种生物耐性程度,则该物种不能生存,甚至灭绝。耐受定律补充生物能够对一个因子耐受范围广,而对另一个因子耐受范围窄对全部生态因子耐受都很宽生物,其分布普通很广;在对一个因子处于不适状态时,对另一因子耐受力可能下降;生物耐受性是能够改变对耐受性来说,生态因子之间作用是相互关联。第24页(4)生态幅概念:物种对于环境适应范围大小。物种对两个生态因子适应范围不一致时,生态幅为适应范围窄因子所限制第25页生物与环境之间相互作用1、环境对生物作用:影响生物生长、发育、繁殖和行为;影响生物生育力和死亡率,造成种群数量改变;一些生态因子能够限制生物分布区域。2、生物对环境反作用:生物对环境影响,普通称为反作用。生物对环境反作用表现在改变了生态因子情况。第26页2.3生态因子生态作用及生物适应性

光因子生态作用及生物适应温度因子生态作用及生物适应水因子生态作用及生物适应土壤因子生态作用及生物适应第27页2.3.1光因子生态作用及生物适应光是地球生物生存和繁衍最基本能量源泉。光因子包含光强(光照度),光质和光周期第28页(1)光照度生态作用与生物适应性植物—光合作用率在光赔偿点附近与光强度成正比,但达光饱和点后,不随光强增加。光合作用率光合作用率光强度光强度净生产力光合作用呼吸作用ABABACP光赔偿点CPCPabspsp光饱和点B第29页水生植物—水生植物在水中分布与光照强度相关。陆生植物—对不一样光照强度适应产生阳性植物和阴性植物和耐阴性植物。阳生植物对光要求比较迫切,只有在足够光照条件下才能进行正常生长;阴生植物对光需要远较阳性植物低,光赔偿点低,呼吸作用、蒸腾作用都较弱,抗高温和干旱能力较低;耐阴性植物对光照含有较广泛适应能力,对光需要介于前两类植物之间。动物—光照强度影响动物行为,昼行性动物在白天强光下活动,夜行性动物在夜晚或弱光下活动。第30页光对植物形态建成和生殖器官发育影响很大。植物光合器官叶绿素必须在一定光强条件下才能形成,许多其它器官形成也有赖于一定光强。在黑暗条件下,植物就会出现“黄化现象”。在植物完成光周期诱导和花芽开始分化基础上,光照时间越长,强度越大,形成有机物越多,有利于花发育。光强还有利于果实成熟,对果实品质也有良好作用。第31页生物光周期现象光周期现象:明相暗相交替与长短对植物开花坚固有很大影响。这种植物对自然界昼夜长短规律性改变反应,称光周期现象。生物自然选择和进化形成了各自特有对日照长度反应方式第32页植物光周期现象—对繁殖(开花)影响:区分为长日照植物和短日照植物。长日照植物(long-dayplants)和短日照植物(short-dayplants):日照超出一定数值才开花植物称长日照植物;日照短于一定数值才开花植物称短日照植物,普通需要较长黑暗才能开花。前者如小麦、油菜,后者如苍耳、水稻。第33页动物光周期现象—对鸟类等迁徙影响;对繁殖影响:区分为长日照动物和短日照动物。长日照动物(long-dayanimals)和短日照动物(short-dayanimals):在温带和高纬度地域许多鸟兽在春夏之际白昼逐步延长季节繁殖后代,称长日照动物;与些相反,一些动物只有在白昼逐步缩短秋冬之际才开始性腺发育和进行繁殖,称短日照动物。前者如雪貂、野兔、刺猬;后者如绵羊、山羊和鹿等。第34页(2)光质生态作用与生物适应光合作用光谱范围:可见光区,其中红、橙光主要被叶绿素吸收,对叶绿素形成有促进作用:蓝紫光也能为叶绿素和胡萝卜素吸收,这部辐射称为生理有效辐射;绿光极少被吸收利用,称为生理无效辐射。另外,长波光(红光)有促进延长生长作用,短波光(蓝紫光、紫外线)有利于花青素形成,并抑制茎伸长。第35页光质对植物作用:小麦光合作用在波长为400-800nm区较强可见光中红、橙光对光合作用有促进作用,而绿光为无效辐射;紫色薄膜对茄子有增产作用;蓝色薄膜对草莓有增产作用;红光能够促进甜瓜植株发育。海洋植物—光合作用色素对光谱改变含有显著适应性:海水表层植物色素吸收蓝、红光;深水植物光合色素有效地利用绿光。高山植物—对紫外光作用适应,发展了特殊莲座状叶丛。第36页光质对动物作用主要影响动物生殖、迁涉、毛羽更换、生长和发育;对色觉影响差异较大:大多数脊椎动物可见光波范围与人靠近,但昆虫则偏于短波光,而且许多昆虫对紫外光有趋光性,这种趋光现象已被用来诱杀农业害虫。紫外光对动物和微生物都有有害影响对微生物有抑制作用;对人类有致癌作用对昆虫新陈代谢有促进作用第37页2.3.2温度因子生态作用及生物适应温度因子生态作用生物对极端温度适应温度与生物地理分布变温与温周期现象物候节律休眠第38页(1)温度因子生态作用温度与生物生长任一生物生命活动都有最低、最适和最高温度(三基点);三基点起源于酶系统活性;不一样生物三基点是不一样。温度与生物发育温度与生物发育最普遍规律是有效积温;第39页(2)生物对极端温度适应性对低温适应植物形态上适应:如严寒地域植物芽和叶片经过表面油脂,腊粉,密毛以及个体矮小,蛰状或莲状等,有利于保温,抵抗严寒生理上适应:降低细胞中水分并增加糖类、脂肪、色素以降低冰点第40页动物增大致形(贝格曼规律)降低突出部位,以降低散热量增加羽毛和皮下脂肪,并含有隔热性良好皮毛,可不增加或少增加新陈代谢以御寒。第41页对高温适应也表现在形态,生理和行为三个方面1、结构上,植物绒毛、浅色、革质、叶片垂直排列等特点,能够滤过、反射或降低吸收热量;2、生理上,植物增大蒸腾作用;动物放松恒温型3、行为上,动物休眠等第42页(3)温度与生物地理分布温度是决定生物分布主要因子,但不是决定因子普通:温度暖和地域生物种类多,反之较少。第43页(4)变温与温周期现象不一样地带生物,对昼夜变温与温度周期性改变反应不一样变温与生长植物生长更适应温度昼夜改变,及所谓植物温周期现象大多数植物在变温下发芽很好;植物生长普通要求温度因子有规律地昼夜改变变温与干物质积累变温对于植物体内物质转移与积累有良好作用第44页2.3.3水因子生态作用及生物适应水对动植物生长发育影响水对植物生长也有“三基点”,到最低点,植物生长停顿,最高点,植物根系缺氧,烂根;水对动物影响则表现在引发动物滞育或休眠。第45页水对动植物分布影响水分与动植物种类和数量有亲密关系。雨量充沛热带雨林中植物达52种/hm2,我国大兴安岭则只有10种/hm2。第46页(2)生物对水因子适应——a.植物水生植物有发达通气组织;不发达机械组织;水下叶片多为带状、条状或线状,以增加面积,且很薄。第47页生态类型沉水植物浮水植物挺水植物第48页陆生植物形态适应:发达根系;叶面小;单子叶植物中一些具扇状运动细胞,可使叶面卷曲;具发达贮水组织;表面蜡质、细毛、第49页生理适应:水分运输动力原生质渗透浓度高。行为适应:气孔关闭第50页陆生植物有湿生,中生和旱生三种湿生植物是抗旱能力最弱植物,中生植物已经有一套保持水分结构和功效,旱生植物在形态结构上既能增加水分摄入,又能降低水分丢失:如发达根系,发达贮水组织。第51页b.动物

动物也分两大类水生动物水是溶剂,不一样类型水溶解有不一样种类和数量盐类水生动物适应性主要表达在渗透压调整与水分平衡淡水动物对环境是高渗性(排盐),海洋动物是等渗。第52页陆生动物陆生动物适应性表现在三个方面形态结构:如培育动物皮脂腺和毛,能预防水分蒸发;行为适应:如沙漠动物昼伏夜出;生理适应:如骆驼不但有储水胃,其大量脂肪在缺水时也能分解出水第53页2.3.4土壤因子生态作用及生物适应性第54页土壤物理化学性质对生物影响

土壤水分

土壤水分与盐类组成土壤溶液参加土壤中物质转化,促进有机物分解与合成。土壤矿质营养必需溶解在水中才能被植物吸收利用。土壤水分太少引发干旱,太多又造成涝害,都对植物生长不利。土壤水分还影响土壤内无脊椎动物数量和分布。第55页土壤物理化学性质对生物影响土壤空气在不良条件下,能够降至10%以下,可能抑制植物根系呼吸作用。当土壤中CO2含量过高时(如到达10-15%),根系呼吸和吸收机能就会受阻,甚至会窒息死亡。第56页土壤物理化学性质对生物影响土壤温度

土壤温度对植物种子萌发和根系生长、呼吸及吸收能力有直接影响,还经过限制养分转化来影响根系生长活动。普通来说,低土温会降低根系代谢和呼吸强度,抑制根系生长,减弱其吸收作用;土温过高则促使根系过早成熟,根部木质化加大,从而降低根系吸收面积。第57页土壤理化性质及其对生物影响化学性质土壤酸碱度:土壤酸碱度与土壤微生物活动、有机质合成与分解、营养元素转化与释放、微量元素有效性、土壤保持养分能力及生物生长等有亲密关系。过碱性和酸性不利于植物生长,酸性还不利于细菌生长。依据植物对土壤酸碱度适应范围和要求,可把植物分成酸性土植物(pH<6.5)、中性土植物(pH6.5-7.5)和碱性土植物(pH>7.5)。土壤酸碱度对土栖动物也有类似影响。第58页d.植物对盐类适应性植物适应性类型对酸性反应:酸性土植物,中性土植物,碱性土植物对钙盐反应:钙质土植物,嫌钙植物对含盐量适应:盐土植物,碱土植物对风沙基质适应:沙生植物第59页种群及其基本特征第60页生命系统组织层次分子基因细胞组织与器官个体种群群落第61页种群定义种群(population):在同一时期内占有一定空间同种生物个体集合。第62页种群不是个体简单叠加,是经过种内关系组成一个有机统一体或系统。种群是一个自我调整系统,经过系统自动调整,使其能在生态系统内维持本身稳定性。作为系统还含有群体信息传递、行为适应与数量反馈控制功效。种群不但是自然界物种存在、物种进化、物种关系基本单位,也是生物群落、生态系统基本组成成份,同时,还是生物资源保护、利用和有害生物综合管理详细对象。一个物种,因为地理隔离,有时不只有一个种群。第63页种群主要特征数量特征种群参数改变是种群动态主要表达。空间特征组成种群个体在其生活空间中位置状态或布局,称为种群内分布型遗传特征种群含有一定遗传组成,是一个基因库。第64页种群动态种群动态是种群生态学关键问题,是种群数量在时间和空间上变动规律:第65页种群分布格局均匀分布:原因:种群内个体间竞争。随机分布:原因:资源分布均匀,种群内个体间没有彼此吸引或排斥。聚集分布:原因:资源分布不均匀;种子植物以母株为扩散中心;动物社会行为使其结群。第66页种群密度预计方法:绝对密度预计:单位面积或空间上个体数量。相对密度预计:表示个体数量多少相对指标。种群统计第67页种群结构——年纪结构种群各年纪组个体数或百分比分布呈金字塔形,所以,称这么年纪分布称为年纪金字塔或年纪锥体(agepyramid)。年纪锥体有三种类型:下降(declining)、稳定(stable)和增加(increasing)型。第68页年纪锥体三种基本类型a下降型种群:幼年组个体数少,老年组个体数多,种群死亡率大于出生率,种群种群数量趋向降低。b稳定型种群:种群出生率大约与死亡率相当,种群稳。c增加型种群:幼年组个体数多,老年组个体数少,种群死亡率小于出生率,种群快速增加。第69页种群结构——性别结构性比:

同一年纪组雌雄数量之比,即年纪锥体两侧数量百分比。第70页肯尼亚、美国和澳大利亚人口年纪结构第71页第72页生命表同生群生命表:依据大约同一时间出生一组个体(同生群)从出生到死亡统计编制生命表称同生群生命表。静态生命表:依据某一特定时间对种群作一年纪结构调查数据而编制生命表称静态生命表。综合生命表:包含了出生率生命表称综合生命表。第73页生命表意义经过生命表研究能够了解种群动态。第74页Ⅰ型存活曲线:幼体和中年个体存活率相对高,老年个体死亡率高。Ⅱ型存活曲线:各年纪段死亡率恒定,曲线呈对角线型。Ⅲ型存活曲线:一段极高幼体死亡率时期之后,存活率相对高。年纪存活数对数存活曲线第75页种群改变率种群改变率:△N/△t=rNtdN/dt=rNtNt=N0ertr=ln(Nt/N0)/t瞬时增加率(r):任一短时间内,出生率与死亡率之差便是瞬时增加率。r=lnR0/T应用第76页关键因子分析K-因子分析分析各年纪级k值对总k值影响,就可知道哪一个关键因子对总k值影响最大,这一技术称k-因子分析第77页种群增加模型非密度制约种群增加模型密度制约种群增加模型第78页非密度制约种群增加模型在资源充分(无限环境(unlimitedenvironment))情况下,种群增加不受密度制约,种群以几何和指数增加。增加率不变离散增加模型增加率不变连续增加模型第79页增加率不变离散增加模型在世代不重合种群,种群增加能够用几何增加模型描述。模型前提条件:增加率不变;无限环境;世代不相重合;种群没有迁入和迁出;没有年纪结构数学模型:

Nt=N0λt行为:几何级数式增加或指数增加,种群增加曲线为“J”型,又称“J”型增加。第80页种群几何增加模型Nt=N0λt时间t处种群个体数初始时种群个体数量几何增加率(周限增加率)间隔或世代长度Nt+1=Ntλ时间t+1处种群个体数N1=N0

λ1;N2=N0λ2N3=N0

λ3第81页λ>1种群上升,λ=1种群稳定,0<λ<1种群下降,λ=0雌体无繁殖,种群在一代中灭亡。(3)意义第82页增加率不变连续增加模型模型前提条件:增加率不改变;无限环境;世代重合;种群没有迁入和迁出;含有年纪结构数学模型:

dN/dt=rN(微分式)

Nt=N0ert(积分式)行为:几何级数式增加或指数增加,种群增加曲线为“J”型,又称“J”型增加。第83页dN/dt=rNNt=N0ert种群改变率瞬时增加率(每员增加率)

种群个体数量瞬时增加率(每员增加率)时间t处种群个体数间隔或世代长度初始时种群个体数量种群指数增加模型第84页(3)意义:r>0种群上升;

r=0种群稳定;

r<0种群下降。第85页密度制约种群增加模型增加率随种群大小而改变离散增加模型增加率随种群大小而改变连续增加模型第86页连续增加模型模型前提条件:增加率改变:有限环境,有一个环境条件所允许最大种群值,即环境容纳量K;世代重合;密度与增加率关系是随种群密度增加,种群增加率所受影响逐步地、按百分比地增加。r'=r(1-N/K)。第87页连续增加模型种群逻辑斯谛增加(连续增加模型):伴随资源消耗,种群增加率变慢,并趋向停顿,所以,自然种群常呈逻辑斯谛增加。表达在增加曲线上为“S”型。种群停顿增优点种群大小通常称“环境容纳量”或K,即环境能维持特定种群个体数量。种群增加能够用逻辑斯谛模型描述。第88页逻辑斯谛增加模型dN/dt=Nr(1-N/K)

种群个体数量瞬时增加率(每员增加率)种群改变率环境容纳量当比率增加时,种群增加变慢第89页逻辑斯谛增加方程积分式间隔或世代长度时间t处种群个体数瞬时增加率(每员增加率)环境容纳量Nt=K/(1+ea-rt)曲线对原点相对位置,值取决于N0第90页模型行为:该曲线在N=K/2处有一个拐点,在拐点上,dN/dt最大,在拐点前,dN/dt随种群增加而上升,在拐点后,dN/dt随种群增加而下降,所以,曲线可划分为:①开始期(潜伏期)(N→0),②加速期(N→K/2),③转折期(N=K/2),④减速期(N→K),⑤饱和期(N=K)逻辑斯缔方程意义第91页逻辑斯谛增加曲线五个时期A开始期B加速期C转折期D减速期E饱和期KDEBACtNtK/2第92页指数增加与逻辑斯谛增加之间关系第93页第94页逻辑斯缔方程意义它是两个相互作用种群增加模型基础;它是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大连续产量主要模型;模型中两个参数K和r已成为生物进化对策理论中主要概念。第95页r选择(机会主义者):有利于增大内禀增加率选择在不利环境中,提升繁殖能力来维持种群数量。如昆虫K选择(保守主义者):有利于竞争能力增加选择在有利环境中,提升竞争能力以取得最大K值选择。如脊椎动物。r-K策略连续统:适应环境改变双重选择在不利环境中含有r选择特征,反之,又有K选择特征;r选择与K选择第96页自然种群数量变动不规则波动周期性波动季节波动种群暴发生态入侵种群衰落和灭亡第97页种群衰落和灭亡种群数量出现永久性下降和消亡。种群衰落甚至灭亡主要有两个原因:人类过分捕猎;人类对其栖息地破坏(过分开垦、采伐等)。种群生存必要条件栖息地保护;生存繁殖所需最低密度。第98页生态入侵生态入侵:因为人类有意识或无意识地将某种生物带入适宜于其栖息和繁衍地域,种群不停扩大,分布区逐步稳定地扩展,这个过程称生态入侵。生态入侵后果:排挤当地物种,改变原有生物地理分布和自然生态系统结构与功效,对环境产生了很大影响。入侵种经常形成广泛生物污染,危及土著群落生物多样性并影响农业生产。常见生态入侵物种第99页第三节

种内与种间关系第100页一、

种内关系(一)集群集群现象普遍存在于自然种群当中。同一个生物不一样个体,或多或少都会在一定时期内生活在一起,从而确保种群生存和正常繁殖,所以集群是一个主要适应性特征。第101页集群生态学意义主要有以下几个方面:①集群有利于提升捕食效率;②集群能够共同防御敌害;③集群有利于改变小生境;④集群有利于一些动物种类提升学习效率;③集群能够促进繁殖。第102页二、种间关系种间关系是指不一样物种种群之间相互作用所形成关系。简单地分为三大类。①中性作用;②正相互作用,正相互作用按其作用程度分为偏利共生、原始协作和互利共生三类;③负相互作用,包含竞争、捕食、寄生和偏害等。第103页有利、有害或无利无害中间态,可用+、-、○表示。

相互作用型物种1物种2相关作用普通特征中性作用○○两个物种彼此不受影响竞争:直接干扰型--每一个群直接抑制另一个竞争:资源利用型--资源缺乏时间接抑制偏害作用-○种群1受抑制,种群2无影响寄生作用+-种群1寄生者,通常较宿主2个体小捕食作用+-种群1捕食者,通常较猎物2个体大偏利作用+○种群1偏利者,而宿主2无影响原始合作++相互作用对两种都有利,但不是必定互利共生

++相互作用对两种都必定有利第104页(一)种间竞争1.种间竞争:指两物种或更多物种共同利用一样有限资源时产生相互竞争作用。竞争结果常是不对称。2.高斯(GauseG.F.1934)假说:当两个物种利用同一资源和空间时产生种间竞争现象,两个物种越相同,它们生态位重合就越多,竞争也就越激烈。双小核草履虫和大草履虫试验;第105页3.竞争排斥原理在一个稳定环境内,两个以上受资源限制、但含有相同资源利用方式种,不能长久共存在一起,也即完全竞争者不能共存。第106页4竞争类型及其普通特征(1)利用性竞争:仅经过损耗有限资源,而个体不直接相互作用竞争;(2)干扰性竞争:经过竞争个体间直接相互作用。第107页5.Lotha-Volterra模型物种1:dN1/dt=r1N1(1-N1/K1)物种2:dN2/dt=r2N2(1-N2/K2)物种1:dN1/dt=r1N1[(K1-N1-N2)

/K1]物种2:dN2/dt=r2N2[(K2-N2-N1)

/K2](、为物种1和2竞争系数)第108页6、生态位理论(1)生态位(niche):物种在生物群落或生态系统中地位和角色。主要指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上位子及其与相关种群之间功效关系。第109页基础生态位(fundamentalniche):生物群落中,某一物种所栖息理论上最大空间,称为基础生态位。实际生态位(realizedniche):生物群落中物种实际占有生态位空间称实际生态位。第110页⑴

生态位宽度:指被一个有机体单位所利用各种各样不一样资源总和。资源少,生态位宽度增加而泛化;资源丰富,生态位宽度减小,促进生态位特化

。⑵

生态位重合:生态位重合是指不一样物种生态位之间重合现象或共有生态位空间,关系到两个物种生态要求能够相同到多大程度而仍能共存。第111页ABAAABBB生态位分离,无竞争生态位相切,无竞争生态位相交,产生竞争生态位相叠,可能竞争激烈生态位分化(2)生态位理论第112页(二)捕食作用1、概念:捕食(Predation):某种生物消耗另一个其它生物活体全部或部分身体,直接取得营养以维持自己生命现象。前者为捕食者(predator),后者为猎物(prey)。第113页a.可限制种群分布和抑制种群数量;b.可影响群落结构主要生态过程,使生态系统中物质循环和能量流动多样化,提升能量利用率;c.促进捕食者和猎物适应性;d.可使种群复壮,更含有生存竞争力。捕食生态学意义第114页1寄生(parastism):一个生物从另一个体液、组织或已消化物质获取营养并造成对宿主危害,更严格说,寄生物从较大宿主组织中摄取营养物,是一个弱者依附于强者情况。(四)寄生第115页二、正相互作用1.偏利共生:仅一方有利称为偏利共生。2.互利共生:对双方都有利称为互利共生。3.原始协作:原始协作能够认为是共生另一个类型,其主要特征为两种群相互作用,双方赢利,但协作是涣散。分离后,双方仍能独立生存。

第116页遗传瓶颈和建立者效应遗传瓶颈

(BottleneckEffect)种群数量急剧下降造成基因频率改变和总遗传变异下降建立者效应

(FounderEffect)建立者种群建立者效应第117页118

瓶颈效应●

100%在原种群中●基因频率为80%在越冬种群中●

基因频率为50%在第二年种群中●基因频率就改变为50%●在第三年种群中基因频率就改变为100%●在越冬种群基因频率为100%遗传瓶颈第118页:=5:1

:=5:2建立者效应第119页生物群落组成

与结构第120页生物群落(thecommunity)特定空间或特定生境下,含有一定生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用,含有一定外貌与结构,包含形态结构与营养结构,并含有特定功效生物集合体。也可简述为:一个生态系统中含有生命部分即为生物群落。1生物群落概念第121页一定外貌与结构是对环境原因综合反应所形成与环境彼此影响,相互作用有相同生活方式,有对环境大致相同要求。共生现象包含动物、植物、微生物共生第122页(2)群落基本特征含有一定外貌含有一定种类组成含有一定群落结构:包含形态结构,生态结构,和营养结构形成群落环境:群落对环境必定有改造作用不一样物种之间相互影响:相互适应,相互竞争一定动态特征一定分布范围边界特征:显著边界少见,大多情况下存在过渡带第123页2群落种类组成种类组成性质分析种类组成数量特征种间关联第124页种类组成性质分析对于群落研究要包括全部生物成份几乎是不可能,普通只包括某一类生物种群集合,即当研究对象是植物时,称为植物群落,是动物时称为动物群落。第125页以植物为例,依据各个种在群落中作用能够划分为以下群落型:优势种和建群种对群落结构和环境形成有显著控制作用植物为优势种;群落不一样层次中都有优势种,其中优势层中优势种叫建群种亚优势种个体数量与作用次于优势种,但仍能起一定控制作用植物种;伴生种能与优势种共存,但不起主要作用;偶见种或稀见种本身数量稀少或处于衰退中,因而出现频率很低植物种第126页第127页种类组成数量特征种个体数量指标种综合数量指标种间关联第128页(1)种个体数量指标丰富度(abundance),又译为多度:表示一个种在群落中个体数目。密度:单位面积上植物株数盖度:植物地上部分垂直投影面积占样地面积百分比。频度:某个物种在调查范围内出现频率第129页(2)种综合数量指标优势度:表示一个种在群落中地位与作用主要值:表示某个种在群落中地位与作用主要值=相对密度+相对频度+相对优势度(相对盖度)综合优势比:综合两种以上原因数量指标第130页131

物种多样性物种多样性含义种数目或丰富度:指一个群落或生境中物种数目标多寡种均匀度:指一个群落或生境中全部物种个体数目标分配情况第131页132

物种多样性(续)物种多样性:由物种数目和相对多度决定。物种丰富度(speciesrichness):指一群落或生境中物种数目标多寡。物种均匀度(speciesevenness):指一群落或生境中全部物种个体数目标分配情况,反应各物种个体数目标分配均匀程度。第132页物种多样测度—丰富度指数Gleason指数Margalef指数D=(S-1)/lnAD=(S-1)/lnN单位面积群落中物种数目观察到个体总数群落中总物种数目第133页香农-威纳指数(Shannon-Wienerindex)H′=-∑Pilog2Pi属于种i个体在全部个体中百分比多样性指数第134页135

物种多样性指数Shannon-Weiner指数H=-Σpilnpi上二式中Pi种个体数占群落中总个体数百分比,pi=Ni/N。Pielou均匀度指数:E=H/Hmax

Hmax为最大物种多样性指数,Hmax=LnS

第135页物种多样测度--物种均匀性指数均匀度不均匀性E=H′/H′maxR=(H′max-H′)/(H′max-H′min)实际种类多样性最大均匀条件下种类多样性(logeS)H′max=-s(1/sloge

1/s)=loges群落中最大物种数H′min=-S/Sloge

S/S)=0

=1

-H′/H′max第136页群落结构结构要素外貌与季相垂直结构水平结构群落交织区与边缘效应第137页生长型类型A乔木:高度在3米以上。B灌木:高度小于3米。包含乔木树种幼苗,莲座植物(龙舌兰),肉质茎植物(仙人掌等)。C、藤本植物:木质和草质藤本。D、附生植物:主要是蕨类植物、兰科、天南星科E、草本植物:蕨类植物、禾草、阔叶草本植物。F、藻菌植物:地衣、苔藓、真菌、藻类等。第138页群落外貌与季相外貌(physiognomy)群落主要是依据外貌进行区分;如森林群落,草原群落,荒漠群落等;群落外貌是由群落优势生活型和层片结构所决定;如针叶林是指针叶林为主森林。群落外貌普通随时间发生周期性改变。第139页季相(又称为群落时间格局)群落外貌伴随季节性改变称为群落季相;植物季相主要表达在枝叶和花果周期性改变;动物季相主要表达在迁涉、休眠(冬眠、夏眠)、食物储备等。第140页群落垂直结构概念:群落在空间上分层现象植物分层现象植物成层结构是自然选择结果,能够显著提升植物利用环境资源能力;植物成层结构复杂程度与光利用率相关温带夏绿阔叶林地上成层现象显著寒温带针叶林成层结构简单热带森林成层结构最为复杂水中植物成层结构比较复杂第141页动物分层现象陆地动物分层主要与食物相关,并受微气候条件影响水生动物分层与阳光、温度、食物和含氧量相关,并随季节改变。第142页群落水平结构概念群落在水平空间配置情况,又叫水平格局或二维结构。镶嵌性群落层片在二维空间中不均匀配置,形成外形上斑块相间。第143页镶嵌性形成原因亲代扩散分布习性:如以风力传输种子,轻者广泛,重者在母株周围群聚;环境异质性:土壤性质,结构和水分条件等影响;种间相互关系作用:如动物显著依赖于食物分布。第144页群落交织区与边缘效应群落交织区定义相邻生态系统之间过渡带,其特征是由相邻生态系统之间相互作用空间、时间及强度所决定群落交织区边缘效应群落交织区种数目和密度增大趋势称为边缘效应第145页边缘效应原理实践意义:利用群落交织区边缘效应增加边缘长度和交织区面积,提升野生动物产量。人类活动而形成交织区有有利,有是不利。第146页群落演替群落是一个动态开放生命系统。因为气候变迁、洪水、火烧、山崩、地壳运动、动物活动和植物繁殖体迁移散布,以及因群落本身活动改变了内部环境等自然原因,或者因为人类活动结果,使群落结构受到干扰或破坏,一些生物种群消失了,就会有其它一些生物种群来占据它们空间,再过一段时间,就会有另一些生物种群兴起,到达一个相对稳定阶段。第147页

伴随时间推移,一个群落被另一个群落代替过程,就叫做演替。第148页经典演替模式一年生杂草多年生杂草灌木早期演替树木晚期演替树木发生在弃耕地上群落演替:第149页

一个湖泊经历一系列演替后,能够演变为一个森林群落,大致要经历以下几个阶段:裸底阶段沉水植物阶段浮叶根生阶段挺水植物和沼泽植物阶段森林群落阶段第150页影响群落演替原因环境不停改变植物繁殖体迁移、散布和动物活动性种内、种间关系改变群落种类组成中新分类单位发生人类活动第151页群落内部环境改变:由群落本身生命活动造成,与外界环境条件改变没有直接关系;有些情况下,是群落内物种生命活动结果,为自己创造了不良居住环境,使原来群落解体,为其它植物生存提供了有利条件,从而引发演替外界环境条件改变:群落之外环境条件如气候、地貌、土壤和火等成为引发演替主要条件第152页人为影响逆行演替:在不利自然原因和人为原因(如污染和过牧)干扰下,生物群落演替也能够向反方向进行,使群落逐步退化,使群落结构简单化和群落生产力下降。偏途演替:人为原因影响下,群落演替按照不一样于自然发展道路进行,这种演替称为偏途演替。第153页人为原因逆行演替:在不利自然原因和人为原因(如污染和过牧)干扰下,生物群落演替也能够向反方向进行,使群落逐步退化,使群落结构简单化和群落生产力下降。偏途演替:人为原因影响下,群落演替按照不一样于自然发展道路进行,这种演替称为偏途演替。第154页干扰干扰概念:正常过程打搅或妨碍。干扰影响干扰使连续群落中出现缺口,缺口引发抽彩式竞争。干扰影响利弊弊:破坏了顶级群落稳定性,使群落结构发生改变;利:使群落结构产生了非平衡特征,即适应环境能力加强。中度干扰能维持生物多样性(中度干扰假说)第155页生态系统生态学第156页基本概念生物群落和环境相互作用(物质和能量交换)统一体。在一定空间中共同栖居着全部生物与其环境之间因为不停进行物质循环和能量流动过程而形成统一整体。生态系统是一个功效单位,而不是生物学中分类单位。且作为系统,必须满足三个条件:由许多成份组成;各成份间是彼此联络,相互作用;含有独立、特定功效。第157页生态系统组成和结构生态系统组成成份:生态系统生物环境非生物环境生产者(producers)消费者(consumers)分解者(decomposers)太阳辐射能无机物质有机物质第158页生产者:自养型植物,包含全部进行光合作用绿色植物和化能合成细菌。绿色植物利用日光作为能源,经过光合作用将吸收水、CO2和无机盐类合成初级产品——碳水化合物,可深入合成脂肪和蛋白质。这些有机物成为地球上包含人类在内一切生物食物起源。第159页消费者:生活在生态系统中各类动物和一些腐生或寄生菌类,异养型生物,只能依赖生产者生产有机物为营养来取得能量。分解者:异养生物,如细菌、真菌、放线菌以及土壤原生动物和一些土壤中小型无脊椎动物。将复杂有机物还原为无机物,把养分释放出来,偿还给环境中。第160页生态系统结构特征结构是生态系统内各要素相互联络、相互作用方式,是生态系统基础属性。生态系统结构特征有三方面:空间结构、时间结构和营养结构。第161页生态系统物种结构1、关键种:对群落结构相关键影响种称为关键种,他们若从群落中消失,会使群落结构发生严重改变甚至会造成其它物种灭绝和群落猛烈改变。第162页食物链和食物网食物链(foodchain):各种生物按其食物关系排列链状次序。食物网(foodweb):食物链彼此交织连结,形成一个网状结构。第163页一个食物链例子“螳螂捕蝉,黄雀在后”螳螂捕蝉,黄雀在后!哈!哈!植物汁液蝉(初级消费者)螳螂(二级消费者)黄雀(三级消费者)鹰(四级消费者)(顶极食肉动物)第164页营养级与生态金字塔营养级(trophiclevels):处于食物链某一步骤上全部生物种总和;食物链长度通常不超出6个营养级,最常见4—5个营养级,因为能量沿食物链流动时不停流失;食物链越长,最终营养级位所取得能量也越少。因为从起点到终点经过营养级越多,其能量损耗也就越大;第165页生态金字塔:生态系统中能量、生物量或生物个体数目均经过营养级逐层降低,将其由低到高绘制成图,就成为一个金字塔形,可分别称为:能量金字塔(pyramidofenergy)生物量金字塔(pyramidofbiomass)数量金字塔(pyramidofnumbers)第166页生态效率——能量参数摄取量(I)一个生物所摄取能量。植物:I代表被光合作用所吸收日光能;动物:I代表动物吃进食物能。第167页同化量(A)消费者吸收所采食食物能动物:消化道内吸收能量植物:光合作用所固定日光能微生物:细胞外产物吸收第168页呼吸量(R)生物经呼吸等新陈代谢活动所消耗全部能量生产量(P)生物经呼吸等消耗后净剩同化能量动物:P=A-R植物:净初级生产量第169页营养级位之内生态效率同化效率(Ae)生长期有效率第170页营养级越高,生长期有效率越低。植物生长期有效率>动物。植物将光合能量大约40%呼吸,60%生长,肉食动物同化能量大约65%用于呼吸,35%用于生长。哺乳动物呼吸消耗能量最多,大约占同化量97-99%,只有1%-3%用于净生产量。第171页营养级位之间生态效率消费效率(或利用效率)是一个度量一个营养级位对前一营养级位相对采食能力或利用能力,普通为25-35%第172页消费效率量度一个营养级对前一营养级相对取食压力。普通在20-35%范围内。每一营养级净生产65%-75%进入碎屑食物链,被损失到系统之外。利用效率高低,说明前一营养级净生产量被后一营养级同化多少。第173页林德曼效率相当于同化效率、生长期有效率和消费效率乘积,或称为营养级间同化能量比值,曾被认为是一个主要生态学定律,即十分之一定律十分之一定律普通限于湖泊生态系统,其它有可高达30%,有则仅有1%第174页生态系统中初级生产基本概念生产效率限制原因测定方法第175页(1)基本概念初级生产量或第一性生产量:植物所固定太阳能或所制造有机物质。总初级生产量=净初级生产量+呼吸消耗能量,

GP=NP+R

(J/m2·a)或(g/m2·a)第176页各种生态系统净生产力海洋:河口湾和上涌区高,深海低陆地:木本和草本沼泽>热带雨林>常绿阔叶林>温带阔叶林>针叶林>稀树草原,温带草原>寒漠和荒漠沼泽和作物栽培地高第177页生态系统中次级生产次级生产量普通生产过程次级生产量测定次级生产生态效率第178页(1)生产过程普通生产过程动物种群能量收支第179页次级生产量普通生产过程第180页生态系统中能量流动能量传递规律热力学定律食物链层次上能流分析生态系统层次上能流分析第181页(二)能量在生态系统中流动特点1.能量流是改变2.能量流是单向流3.能量在生态系统内流动过程是不停递减过程4.能量在流动中质量逐步提升第182页生态系统中物质循环第183页物质循环普通特点物质循环概念物质循环模式物质循环特点生物地球化学循环类型第184页(1)概念物质循环(nutrientcycle)即生物地球化学循环(Biogeo-chemicalcycle)生态系统内各种化学元素及其化合物在生态系统内部各组成要素之间极其在地球表层生物圈、水圈、大气圈和岩石圈(包含土壤圈)等各圈层质检,沿着特定路径从环境到生物体,再从生物体到环境,不停地进行着重复循环改变过程。生物地球化学循环分为地球化学循环(地质大循环)和生物循环(生物小循环)两种基本形式。第185页(1)物质循环(生物地球化学循环):

生物地球化学循环

生态系统从大气、水体和土壤等环境中取得营养物质,经过绿色植物吸收,进入生态系统,被其它生物重复利用,最终再偿还于环境中过程。这一过程包含生物与非生物二者参加,同时也包含一些地质与地理作用在內,所以称为生物地球化学循环。第186页影响循环速率主要原因循环元素性质元素本身性质以及被生物有机体利用方式生物生长速率影响生物对物质吸收速度和物质在食物链中运动速度;有机物分解速率分解者及分解环境第187页(4)生物地球化学循环类型水循环(watercycle)生态系统中全部物质循环基础和前提,单独列出气体型循环(gaseouscycle)贮存库是大气和海洋全球性,完善型,高速度。主要有氧、二氧化碳、氮等;沉积型循环(sedimentarycycle)贮存库是岩石圈和土壤圈,与水有联络速度慢,性能不完善,主要有磷、钙、钾、钠、镁、铁、铜等第188页水循环全球水循环全球水循环水循环特点全球降水量和蒸发量相等,但存在地域差异;地表径流携带大量营养物质,造成高地贫瘠,低地肥沃;冰雪溶化能够调整气温,保持生态稳定。第189页全球水循环第190页生态系统中水循环第191页生态系统中水循环主要过程包含截取、渗透、蒸发、蒸腾和地表径流植物在水循环中作用:经过根系吸收水分,不过只有1%-3%参加植物体建造并进入食物链,被其它营养级利用,其余97%-99%蒸腾进入大气,参加水分再循环。第192页气体型循环

气体型循环包含氧、碳、氮、氯、溴、氟等,研究最多是碳和氮。

碳循环

氮循环第193页碳循环(carboncycle)碳源(carbonsource)

有机体干重45%以上是碳;地球上碳储存量约为26×1015t。碳库(carbonreservoir)岩石圈:占总量99.9%,主要以碳酸盐形式存在,其次为化石燃料。水圈:包含海洋、河流、水库或湖泊,以CO2为主要存在形态。大气圈:以CO2为主要存在形态,大气中CO2含量约为0.0126%,一部分被植物吸收转换为生物碳,一部分溶解于水体,转变为水体中碳酸盐,最终流入大海,被沉积下来。生物圈:主要以有机碳形式存放,陆地光合作用每年约从大气中吸收1.5×1010t碳,植物死后分解可释放1.7×1010t碳。森林是生物碳主要蓄库,约储存4.82×1012t碳。第194页碳循环(carboncycle)碳循环过程从光合作用开始,合成植物,进入生物链,再分别回归储存库。生物圈-大气圈、水圈-大气圈、水圈-岩石圈、生物圈-岩石圈碳迁移。碳循环特点速度快:最快几分钟或几小时,普通几周或几个月。温室效应大气中CO2能透过太阳短波辐射,吸收地球长波反射,造成大气层低处对流层变暖,而高处平流层变冷。低碳经济与生活方式第195页生态系统中碳循环简图第196页氮循环(NitrogenCycle)氮循环主要过程农田氮循环研究实例人工固氮对全球氮循环和环境影响第197页氮循环氮循环前提:固氮固氮作用高能固氮:闪电、宇宙射线、陨石、火山暴发等活动,将大气中N2转化成氨或硝酸盐,随降雨抵达地表;固氮能力8.9kg/(hm2·a)工业固氮:工业固氮能力在20世纪末已达1×108t;主要是氮肥;生物固氮:是最主要固氮路径,约占地球固氮90%,含有固氮能力生物主要有固氮菌、根瘤菌及一些藻类和细菌等。固氮能力100~200kg/(hm2·a),分共生固氮和营自由固氮。氮循环主要过程第198页生态系统中氮循环简图第199页第200页人工固氮对全球氮循环和环境影响污染水体加速全球气温升高(反硝化作用产生N2O)臭氧层破坏(N2O)降低土壤质量(土壤酸化和肥力下降)污染空气(NO、NO2酸雨问题)

第201页有毒有害物质循环循环特点对有机体有毒有害物质进入生态系统,经过食物链富集或被分解过程。有毒有害物质类型:人工合成大分子有机化合物、重金属元素。这些物质能够在生物体内浓缩并同化,引发环境公害。有毒有害物质危害途经:进入环境,常被空气和水稀释到无害程度;进入食物链,在有机体中积累和富集,到达中毒致死。中毒过程复杂化。循环实例第202页放射性核素天然放射性核素在自然界是很普遍,也就是说,天然存在放射性核素是很多。因为地层中放射性物质含量不一样,不一样地域地层辐射γ外照射剂量率可能有较大改变放射性核素可在各种介质中循环,并能被生物富集。不论裂变或不裂变,经过核试验或核作用物都进入大气层。然后,经过降水、尘埃和其它物质以原子状态回到地球上。人和生物既可直接收到环境放射源危害,也可因食物链带来放射性污染而间接收害。放射性物质由食物链进入人体,随血液遍布全身,有放射性物质在体内可存留之久。第203页生态系统中信息及其传递(1)信息与信息量信息:是物质主要属性之一,源于通讯科学,在生态系统中,环境为信息源信源:信息产生者信宿:信息接收者信息量:信息多少。信息量多少决定信息传递方向。第204页(2)信息及其传递生态系统中信息种类物理信息:包含光、声、电、热、磁等;化学信息:生物代谢产生物质,如酶、维生素、生长素、抗生素、性引诱剂等;行为信息:主要存在于动物,不一样个体相遇时所表现行为格式,如表示相识,威胁,炫耀,求偶等。营养信息:生态系统中食物链每一层次数量增减都成为其它层次数量增减信息。第205页生态系统自我调整(一)生态平衡概念生态平衡:指一个生态系统在特定时间内状态,在这种状态下,其结构和功效相对稳定,物质与能量输入输出靠近平衡,在外来干扰下,经过自然调整(或人为调控)能恢复原初稳定状态。生态平衡概念包含两方面含义,①生态平衡是生态系统长久进化所形成一个动态平衡,它是建立在各种成份结构运动特征及其相互关系基础上;②生态平衡反应了生态系统内生物与生物、生物与环境之间相互关系所表现出来稳态特征,一个地域生态平衡是由该生态系统结构和功效统一表达。第206页(二)生态平衡失调和破坏

当外来干扰超越生态系统自我调整能力,而不能恢复到原初状态现象谓之生态失调,或生态平衡破坏。1发生原因(1)生物种类成份改变。在生态系统中引进一个新种或某个主要成份突然消失都可能给整个生态系统造成巨大影响,如据预计,生物圈内每消失一个植物,将引发20-30种依赖于这种植物生存动物随之消失。(2)森林和环境破坏。森林和植被是初级生产负担者,森林、植被破坏,不但降低了固定太阳辐射总能量,也必将引发异养生物大量死亡。(3)环境破坏如不合理资源利用、水土流失、气候干燥、水源枯涸等,都会使生态系统失调,生态平衡遭到破坏。处理生态平衡失调对策第207页第五章生态系统服务

第208页第一节生态系统服务概述

一、生态系统服务定义

生态系统服务,是指生态系统与生态过程所形成及所维持人类赖以生存自然环境与效用。对于人类生存而言,生态系统许多功效是无法在市场上买卖而又含有主要价值各种服务。

生态系统服务普通是指生命支持功效(如净化、循环、再生等),而不包含生态系统功效和生态系统提供产品。

第209页生态系统服务功效EcosystemServices产品提供功效Provisioningservices调整功效Regulatingservices文化功效Culturalservices支持功效Supportingservices食品和纤维木材燃料药品观赏和环境用植物遗传基因库淡水水能等空气质量调整气候调整水资源调整侵蚀控制水质净化废弃物处理人类疾病控制生物控制授粉风暴控制文化多样性精神和宗教价值知识系统教育价值灵感美学价值社会关系感知文化遗产价值休闲旅游初级生产产氧土壤形成氮循环水循环生境提供等第210页第二节生态系统服务功效主要内容

生态系统服务定义表明,它不但为人类提供了食品、医药及其它生产生活原料,还创造与维持了地球生态支持系统,形成了人类生存所必需环境条件。

第211页第二节生态系统服务功效主要内容

生态系统服务功效主要内容包含:1、有机质合成与生产;2、生物多样性产生与维持;3、调整气候;4、营养物质贮存与循环;5、土壤肥力更新与维持;6、环境净化与有害有毒物质降解;7、植物花粉传输与种子扩散;8、有害生物控制以及减轻自然灾害等许多方面。

第212页第三节生态系统服务功效价值

及其评定

一、生态系统服务功效价值特征二、生态系统服务功效价值分类三、生态系统服务功效价值评定方法

第213页一、生态系统服务功效价值特征

1、整体有用性生态资源使用价值不是单个或部分要素对人类社会有用性,而是各组成要素综合成生态系统之后,表现出来有用性。2、空间固定性生态系统是在某个特定地域形成,因而生态资源都含有一定地域性,其使用价值,也含有地域性,或称空间固定性。3、用途多样性比如森林生态系统在提供木材产品同时,它还含有调整气候、保持水土、固定二氧化碳和观赏旅游等各种用途。第214页4、连续有用性生态资源只要利用适度,其各种使用价值能够长久存在和永续使用。5、共享性生态资源使用价值是生产者与非生产者、全部者与非全部者都可共享生态资源使用价值。6、负效益性人类在生态系统中投入越来越多劳动,假如投入不妥,就会使生态系统恶化或污染,这么生态资源使用价值既能够表现对人类有益,又能够表现为有害,前者是正效益,后者为负效益。

第215页1、直接价值

(1)显著实物型直接价值

(2)非显著实物型直接价值

2、间接价值

3、选择价值

4、遗产价值

5、存在价值

(二)生态系统服务功效价值类型及其内涵第216页第四节全球主要生态系统类型服务功效价值

一、全球生态系统服务价值

二、中国生态系统服务价值

第217页一、全球生态系统服务价值

废弃物处理2.3×109美元,养分循环17×109美元等,总价值中大约63%来自海洋,37%来自陆地生态系统,(主要来自森林生态系统和湿地生态系统)全球各种生态系统总价值33×109美元。

第218页八种生态系统比较,说明单位面积价值最高是湿地($14785),其次是湖泊河流($8.494),然后是近海水域($4.052),热带森林($2.007),其它森林($302),海洋($252)草地,而农田最低($9)第219页二、中国生态系统服务价值

中国生态系统效益总价值约为77834.48亿元人民币/年。其中陆地生态系统效益价值为56098.46亿元/年;海洋为21736.02亿元/年。

第220页景观生态学第221页景观和景观生态学景观:指反应地形地貌景色图像。生态学中,景观是一定空间范围内,由不一样生态学系统组成,含有重复性格局异质性地域单元。通常有5个特征。第222页①景观由不一样空间单元镶嵌组成,含有异质性;②景观是含有显著形态特征与功效联络地理实体,其结构与功效含有相关性和地域性;③景观既是生物栖息地,更是人类生存环境;④景观是处于生态系统之上,区域之下中间尺度,含有尺度性;⑤景观含有经济、生态和文化多重价值,表现为综合性。

第223页景观生态学研究景观单元类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用综合性学科;强调空间格局、生态学过程与尺度之间相互作用是景观生态学研究关键所在。第224页普通概念斑块---廊道---基质模式:是组成并用来描述景观空间格局一个基本模式。第225页斑块:是在景观空间百分比尺上所能见到最小异质性单元,即一个详细生态系统。

第226页廊道廊道是指不一样于两侧基质狭长地带,能够看作是一个线状或带状斑块。第227页廊道作用

1.运输:公路、铁路、运河、输电线等

2.保护:长城、围墙、林带等

3.物种栖息地:走廊地带野生动物丰富、植物种类较多

4.观赏:古代曲径通幽、颐和园长廊、西湖苏堤第228页基质基质是景观中面积最大、连接性最好景观要素,如辽阔草原、沙漠、连片分布森林等,在整体上对景观动态起着控制作用。

基质是景观中范围辽阔、相对同质且连通性最强背景地域,是一个主要景观元素。第229页一基质判定标准1相对面积:通常基质面积超出现存任何其它景观要素类型面积;2连通性:基质连通性较其它现存景观要素高;3控制程度:基质对景观动态控制程度较其它景观要素类型大第230页基本理论岛屿生物地理学理论边缘效应理论渗透理论等级理论第231页岛屿生物地理学理论岛屿:是一个假设,被称作主要自然试验室。假设条件为:

一个相对简化自然环境;有比较明确“边界”;有不受人为干扰“体系”;有内部相对均一“介质”;有外部差异显著“邻域”。第232页岛屿生物地理学理论距离效应:因为不一样种在传输能力方面差异和岛屿隔离程度相互作用所引发现象称为“距离效应”。面积效应:岛屿面积越小,种群则越小,由随机原因引发物种绝灭率将会增加。该现象称为“面积效应”。

第233页等级理论等级理论是20世纪60年代以来逐步发展形成,关于复杂系统结构、功效和动态理论。

等级是一个由若干层次组成有序系统,它由相互联络亚系统组成,亚系统又由各自亚系统组成,以次类推。属于同一亚系统中组分之间相互作用在强度或频率上要大于亚系统之间相互作用。等级理论认为,任何系统皆属于一定等级,并含有一定时间和空间尺度。第234页景观破碎化:主要表现为斑块数量增加而面积降低,斑块形状趋于不规则,景观内部面积缩小作为物质、能量和物种交流廊道被切断,景观斑块彼此被隔离形成岛屿状。第235页景观稳定性从两个方面来了解:1、依据景观改变趋势来分析和判断其稳定性;2、从景观对干扰反应来认识。普通来说,稳定性包含了两方面含义:一是系统保持现有状态能力,即抗干扰能力;二是系统受干扰后回归该状态倾向,即受干扰后恢复能力。第236页景观改变驱动因子一、自然驱动因子:地貌形成、气候影响、生命定居、土壤发育、自然干扰景观改变自然驱动力主要指在景观发育过程中,对景观形成起作用自然原因,包含地壳运动、水力、风力、重力、气候、生物、火等。第237页二、人为驱动因子:人口原因、技术原因、政经体制及决议原因、文化原因(公众意见、思想体系、法律、知识)自人类出现以来,人为驱动力便成为影响景观改变最主要驱动力,在人为驱动力影响下,景观改变主要表现为土地利用/土地覆被改变。第238页干扰与干扰生态学生态学主要进步之一就是,愈加深刻地认识了自然干扰和人为干扰对生态系统动态决定性作用,并认为硕士态系统对干扰尤其是人类干扰反应比研究其静态平衡更能全方面地认识生态系统、伴随对“干扰”越来越广泛和深入研究,对应地产生了一典新生态学理沦,干扰生态学和恢复生态学建立及不停完善就是最直接反应,这些新分支学科产生,加深了对生态系统动态改变机理、发展演化过程了解,为生态系统利学管理和受损生态系统修复提供了科学依据。第239页1.干扰定义:干扰是自然界普遍现象。就其字面含义而言,干扰是平静中止,正常过程打搅或妨碍。2.干扰特征:(1)干扰范围;(2)频率和周期;(3)干扰强度;(4)时间尺度第240页二、人为干扰主要形式1.对森林和对草原植被砍伐,开垦人类这种干扰并对自然环境组成危害,始于大约10000多年前早期农业并连续到现在(如备受人们关注热带雨林砍伐)。这种于扰造成一系列生态环境问题发生,如森林大量被砍代后,不但造成森林植被退化,加剧水土流失,区域环境改变,而且还会因造成许多生物生境破坏,生物多样性丧失等。第241页

2.污染人类向自然环境排放了大量生活垃圾、工业垃圾、农药以及各种对环境有毒害性污染物,这是人类社会不停发展后,对自然生态系统另一个最主要直接干扰方式。工业废水直接排放使许多水域被污染,水质下降甚至丧失饮用水价值;大量化石燃料使用以及向大气排放各种污染物,不但使空气受到污染,而且造成大气酸度增加.许多地域其至酸雨成灾,对生态系统和土壤等带来了灾难性影响第242页

3.采集:一些经济、药用及珍稀野生生物资源自古以来就被人们大肆掠夺式采集,甚至造成一些物种灭绝、所以。采集是人类对自然生态系统长久施加一个直接干扰。第243页

4.采樵这也是不可忽略一个干扰力一式.在这种干扰中,人们主要目标是为了满足对能源需求,对生态系统造成影响则是破坏了物质循环正常进行,如对林下枯落物利用。不单单意味着生态系统能量和养分降低,而且还破坏了地被层及其上壤动物生存环境以采樵为月而对草原枯落物重复掠取,则是造成草原退化主要原因。第244页5,狩猎和捕捞:狩猎是一个特殊干扰方式,人类以经济和食用为目标非计划性狩猎,尤其是对种群数量极少濒危动物捕杀,将会严重破坏动物种群生殖和繁衍,甚至造成物种灭绝;人类对水生生物资源适度捕捞,可保持水产品连续利用。不过,在种群繁殖前大量捕捞,则全使种群生殖年纪提前,个体小型化、种群数量急剧下降等。第245页伴随人类社会发展,人为干扰也在不停出现新形式,如旅游、探险活动等,这些干扰也都对自然生态环境造成厂不一样程度破坏。第246页三、干扰生态学意义1.干扰有利于促进系统演化2.干扰是维持生态系统平衡和稳定因子3.干扰能调整生态关系第247页环境污染监测与评价第248页第一节环境污染物与毒物一、污染物与毒物(一)污染物:通常,污染物是指进入环境后能够直接或者间接危害人类物质。还能够解释为:进入环境后使得环境正常组成发生改变,直接或者间接有害于人类物质。实际上,污染物能够定义为:进入环境后使环境正常组成发生改变,直接或者间接有害于生物生长、发育和繁殖物质。污染物作用对象是包含人在内全部生物。第249页环境污染物是指因为人类活动进入环境,使环境正常组成和性质发生改变,直接或者间接有害于生物和人类物质。第250页(二)毒物:指在一定条件下以较小剂量进入生物体后,能与生物体之间发生化学作用并造成生物体器官组织功效和(或)形态结构损害性改变化学物。毒物与非毒物没有绝正确界限,

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