环境学导论第3版知识点归纳总结课后答案

第1章环境与环境科学及环境学复习笔记【知识框架】1．人类的环境自然环境自然环境是人类出现之前就存在的，是人类目前赖以生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称（或直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体）。图1-1人类环境的结构图1-2自然环境的构成人工环境人工环境是指由于人类的活动而形成的环境要素，它包括由人工形成的物质、能量和精神产品，以及人类活动中所形成的人与人之间的关系或称上层建筑。图1-3人工环境的组成环境要素与环境质量环境要素①环境要素的定义环境要素，又称环境基质，是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分，分为自然环境要素和人工环境要素，且环境要素并不等同于自然环境因素。②环境要素的特点表1-1环境要素的特点环境质量环境质量是指在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。环境的分类通常的分类原则是环境范围的大小、环境的主体、环境的要素、人类对环境的作用以及环境的功能。聚落环境聚落是人类聚居的地方与活动的中心，分为院落环境、村落环境和城市环境。①院落环境是由一些功能不同的构筑物和与它联系在一起的场院组成的基本环境单元；②村落环境是农业人口聚居的地方；③城市是人类社会发展到一定阶段的产物，是工业、商业、交通汇集的地方。地理环境①定义地理环境位于地球的表层，即岩石圈、水圈、土圈、大气圈和生物圈相互制约、相互渗透、相互转化的交错带上，其厚度约10～30km，它是能量的交锋带。②特点有来自地球内部的内能和主要来自太阳的外部能量，并在此相互作用；化学条件和繁茂的生物条件；和住行。地质环境地质环境是指地理环境中除生物圈以外的其余部分，能为人类提供丰富的矿物资源。宇宙环境环境科学中宇宙环境是指地球大气圈以外的环境，又称星际环境。不过，此处所指宇宙环境，仅限于人类进入空间活动的年代以后，人和飞行器在太阳系内飞行触及到的环境。环境的功能特性输入与输出①系统外部的各种物质和能量。通过外部作用，进入系统内部，这种过程称为输入；②系统内部也对外界发生一定的作用，通过系统内部作用。一些物质和能量排放到系统外部，这种过程称为输出。生态平衡（环境平衡）在一定的时空尺度内，若系统的输入等于输出，就出现平衡，称为环境平衡或生态平衡。熵系统的无序性，称为混乱度，又称熵。熵越大，混乱度越大，越无秩序；反之，则称为负熵，即系统的有序性。耗散结构保持开放系统有序性的能力，称为稳定性；具有稳定性的开放系统，称为耗散结构。反馈调节一个系统各组成成分之间具有相互作用的机制，这种相互作用越复杂，彼此的调节能力就越强，反之则弱，这种调节的相互作用，称为反馈作用，最常见的反馈作用是负反馈作用。环境系统的特性表1-2二、近代的环境科学及环境学一门新兴的综合性边缘科学如果把社会科学、自然科学和技术科学看作是人类早已确立的三大科学领域，则环境科学便是在这三大领域的交接带上（如图1-4），即通过三个圆的切点所作的圆。而其相互交错的扇形，则分别形成社会环境学与环境社会学、工程环境学和环境工程学以及自然环境学与环境自然学等三大类六个方面。图1-4环境科学与三大科学领域的关系环境科学的内容和任务环境科学的研究对象是人类与其生活环境之间的矛盾。环境科学所研究的内容①人类活动（包括决策、生产和生活）和环境质量的关系；②污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程和规律；③环境污染的危害；④环境状况的调查、评价和环境预测；⑤环境污染的控制和防治；⑥自然资源的保护和合理使用；⑦环境监测、分析技术和预报；⑧环境区域规划和环境规划；⑨环境管理。环境科学的任务环境科学的任务就是抓住人类活动与环境质量这一对矛盾的实质，研究其间的对立统一关系，充分认识二者之间的作用和反作用，掌握其发展规律，以便能动地改造环境并积极调节其间物质和能量的交换过程，促使环境质量朝着有利于人类的方向演化。环境科学的分科基础环境学和应用环境学。图1-5环境科学的学科体系课后习题详解其含义。答：与环境科学相关的名词概念有环境、自然环境、人工环境、环境要素、环境质量、聚落、环境容量、地质环境、环境平衡、环境本底值、环境自净等。它们的基本含义如下：体；现象的总体；质、能量和精神产品，以及人类活动中所形成的人与人之间的关系；演化规律的基本物质组分；群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度，是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念；聚落，是指人类聚居的地方与活动的中心；染物质的最大负荷量；衡；和能量分布的正常值；你对“环境”一词有何认识？答：我对“环境”一词的认识如下：因中心事物的不同而不同，随中心事物的变化而变化。与某一中心事物有关的周围事物，就是这个中心事物的环境。人类生存、繁衍所必需的、相适应的环境，或物质条件的综合体，它们可分为自然环境和人工环境两种。①自然环境。自然环境是人类出现之前就存在的，是人类目前赖以生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称，即阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等等自然因素的总和，用一句话概括就是“总体”，有时简称为环境。②人工环境。人工环境是指由于人类的活动而形成的环境要素，它包括由人工形成的物质、能量和精神产品，以及人类活动中所形成的人与人之间的关系或称上层建筑。答：（1）人类环境的组成、结构、功能和特性如下：①人类环境分为自然环境和人工环境。②环境要素组成环境结构单元，环境结构单元又组成环境整体或环境系统。③环境系统是一个复杂的，有时、空、量、序变化的动态系统和开放系统。系统内外存在着物质和能量的变化和交换。④环境的特性是具有整体性，有限性，不可逆性，隐显性，持续反应性，灾害放大性。（2）它们之间的内在关系是：①制约各环境要素间互相联系、互相作用的基本关系。②由于在各子系统和各组成成分之间，存在着相互作用，并构成一定的网络结力，具有不容忽视的特性。③人类的经济和社会发展，如果不违背环境的功能和特性，遵循客观的自然规然受到自然界的惩罚。环境科学研究的对象、任务是什么？答：（1）环境科学研究的对象是人类与其生活环境之间的矛盾。在这一对矛盾中，人是矛盾的主要方面。因此，在环境科学中，人和社会因素占有主导地位，决定环境状况的因素是人而不是物。（2）环境科学的任务就是抓住人类活动与环境质量这一对矛盾的实质，研究其间的对立统一关系，充分认识二者之间的作用和反作用，掌握其发展规律，以便能动地改造环境并积极调节其间物质和能量的交换过程，促使环境质量朝着有利于人类的方向演化。认为合理的分科体系应如何？答：（1）造成当前环境科学的分科体系多种多样的原因如下：①环境科学所涉及的学科范围非常广泛，各个学科领域多边缘互相交叉渗透；②不同地区的环境条件、生产布局和经济结构千差万别，而人与环境间的具体矛盾也各有差异，污染物运动的过程又很复杂，结果使环境科学具有强烈的综合性和鲜明的区域性。（2）合理的分科体系应是在环保工作实践中组织多学科、多专业的协同作战，而在环境工程中控制和消除污染危害时，也采取多途径的综合防治措施，因地制宜，选择最优方案，沿着经济合理和技术先进的途径，走中国自己的环境保护道路，为我国的社会经济发展做出更大的贡献。答：（1）环境容量与环境自净能力的区别①环境容量是指在人类生存和自然环境不致受害的前提下，环境可能容纳污染物质的最大负荷量。②环境自净是指污染物质或污染因素进入环境后，将引起一系列物理的、化学的和生物的变化，而自身逐步被清除出去，从而达到环境自然净化的目的。（2）环境容量与环境自净能力的联系环境容量的大小，与其组成成分和结构、污染物的数量及其物理和化学性质有环境容量越大。一、名词解释环境自净能力（中山大学2014年研）答：环境自净能力是指在物理、化学和生物等自然作用下，环境中的污染物浓度或总量随着时间的变化降低的能力。降低的速度和数量因环境结构和状态的不同而不同，是环境基本特征的表现。环境的自净作用或自净能力的大小是估计该环境容量的重要前提。环境质量（中山大学2013年研；温州大学2015年研）答：环境质量是指在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及社会的经济发展的适宜程度，是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。人们通常规定一些具有可比性的内容来作为衡量环境质量的指标。环境容量（中山大学2015、2013年研；南京农业大学2009年研）答：环境容量是指在人类生存和自然环境不致受害的前提下，环境可能容纳污染物质的最大负荷量。环境容量是衡量和表现环境系统、结构、状态相对稳定性的一个概念，它的大小，与其组成成分和结构、污染物的数量及其物理和化学性质有关。二、简答题1．什么是环境要素？阐述环境要素的属性。（中山大学2012年研）答：（1）环境要素，又称环境基质，是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分，分为自然环境要素和人工环境要素。自然环境要素通常指水、大气、生物、阳光、岩石、土壤以及阳光（有的学者认为阳光不被包括其中）等。（2）环境要素的属性①最小限制律。整个环境的质量受到环境诸要素中那个与最优状态差距最大的要素所制约，即环境诸要素中处于最劣状态的那个环境要素控制环境质量的高低，而不是由环境诸要素的平均状态决定，也不能采用处于优良状态的环境要素去代替和弥补。所以，人们在改善整个环境质量时，首先应改造最劣的要素。②等值性。等值性说明环境要素对环境质量的作用。各个环境要素无论在规模上或数量上存在什么差异，只要它们是处于最劣状态，那么对于环境质量的限制作用没有本质的区别，就具有等值性。等值性与最小限制律有着密切联系，前者主要对各个要素的作用进行比较，而后者强调制约环境质量的主导要素。③整体性大于各个体之和。又称环境的整体性大于环境诸要素之和，是指一处环境的性质，不等于组成该环境各个要素性质之和，而是比这种“和”丰富得多，复杂得多。环境诸要素互相联系、互相作用产生的集体效应，是个体效应基础上质的飞跃。育着其他要素。岩石圈的形成为大气的出现提供了条件；岩石圈和大气圈的存在，又为水的产生提供了条件；岩石圈、大气圈和水圈又孕育了生物圈。三、论述题1．环境问题受到越来越多的重视，试以你的家乡存在的环境问题为例，探讨解决这些环境问题可能的途径。答：（1）环境问题有水体污染、空气污染、煤矿企业污染。原因①部分养殖场和皮革厂没有经过污水处理直接将污水排放到附近水体；②日常生活污水的无规则排放；③冬季燃煤造成的大气污染；④一些采煤企业采矿造成的重金属流失到水体和土壤中；⑤煤矸石的污染。对策①加大执法监督力度。②改进污水处理厂的净化技术。③煤矸石的综合利用。④冬季统一供暖或增加清洁煤的适用使用。⑤在可供淡水有限的情况下，应积极采取措施保护宝贵的水资源。一般采取以下几种措施：a．提高水的利用效率，开辟第二水源。b．调节水源流量，增加可靠供水。c．加强水资源管理。通常需要建立水资源管理机构，制定合理利用水资源和防止污染的法规；强化了水资源的统一管理，明确我国要实现水资源的可持续利用、建立节水防污型社会目标。d．增加下水道建设，发展城市污水处理厂。普遍采用二级以上的污水处理技术，污水处理厂是水系保护的重要措施。第2章当代世界环境问题复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、环境问题及其与社会经济发展的关系环境问题广义理解由自然力或人力引起生态平衡破坏，最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题。狭义理解由于人类的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。环境问题分类分类表2-1环境问题的分类环境破坏环境破坏是人类活动直接作用于自然界引起的，例如乱砍滥伐引起的森林植被的破坏，过度放牧引起的草原退化，大面积开垦草原引起的沙漠化，滥采滥捕使珍稀物种灭绝、危及地球物种多样性的特点，植被破坏引起的水土流失等。环境污染环境污染是指有害的物质，主要是工业的“三废”（废气、废水和废渣）对大气、水体、土壤和生物的污染。环境污染包括大气污染、水体污染、土壤污染、生物污染等由物质引起的污染和噪声污染、热污染、放射性污染或电磁辐射污染等由物理性因素引起的污染。根据其起因、机制和特点的不同，又可分为环境污染和环境干扰两类。①环境污染环境污染是人类活动所排出的各种各样物质，作用于环境而产生的不良影响，其特点是污染源停止排出污染物以后，污染并不马上消失，还会存在较长的时间。②环境干扰环境干扰是人类活动排出的能量作用于环境而产生的不良影响，其特点是干扰源停止排出能量以后干扰立即或很快消失。环境干扰包括噪声干扰、热干扰和电磁辐射干扰等。环境问题的发生和发展依据环境问题产生的先后和轻重程度，环境问题的发生与发展，可大致分为三个阶段。环境问题的产生与生态环境早期破坏此阶段包括人类出现以后直至产业革命的漫长时期，所以又称早期环境问题。城市环境问题突出和“公害”加剧又称近代城市环境问题阶段，此阶段从产业革命到1984年发现南极臭氧空洞止。在产业化和城市化的发展过程中，出现了“城市病”这样的环境问题即城市基础设施落后，跟不上城市工业和人口发展的需要。全球性大气环境问题，即当代环境问题阶段这一阶段环境问题的核心，是与人类生存休戚相关的全球变暖、臭氧层破坏和酸沉降三大全球性大气环境问题，引起了各国政府和全人类的高度重视。环境问题的性质与实质环境问题的性质①环境问题具有不可根除和不断发展的属性，它与人类的欲望、经济的发展、科技的进步同时产生，同时发展，呈现孪生关系；②环境问题范围广泛而全面，它存在于生产、生活、政治、工生、农业、科技等全部领域中；③环境问题对人类行为具有反馈作用，使人类的生产方式、生活方式、思维方式等一系列问题引起新变化。环境问题的实质环境问题的实质是一个经济问题和社会问题，是人类自然的、而且是自觉的建设人类文明的问题。当代人类面临的所谓环境污染，以及自然资源的不合理开发利用造成森林的破坏、水土流失的加剧和资源的枯竭，都是人类经济活动的直接或间接的结果；而且，环境污染和破坏的治理与控制，又必须有相当的经济实力。二、当前世界关注的全球环境问题全球环境问题全球环境问题的定义全球环境问题是指对全球产生直接影响的，或具有普遍性、随后又发展为对全球造成危害的环境问题，也就是引起全球范围内生态环境退化的问题。全球环境问题的内容内容包括人口问题、城市化问题、淡水资源短缺问题、植被破坏—物种灭绝（保护生物多样性）臭氧层破坏、酸沉降等全球性大气环境问题，以及世纪之交暴发的食品安全问题。全球环境问题的根源人口问题是产生一切环境问题的根源，并具有相对独立的性质。发达国家的环境状况发达国家目前的环境状况，有两个基本特点：一是环境质量有了明显改善；二是仍有许多环境问题有待解决，并又出现了一些新的环境问题。比较好地解决了国内的环境污染问题①空气比以前新鲜，天空变蓝了；②不少水体变清了。发达国家当前国内的环境问题①工业废物、生活垃圾急剧增加；②噪声问题仍很突出；③氮氧化物污染仍未得到有效控制；④大气中有害物质污染如故；⑤水环境问题还未解决。食品安全问题备受人们关注①二噁英污染事件；②转基因食品安全问题。发展中国家的环境问题生态环境遭受破坏①森林锐减。森林在生物圈中的能量交换、水与水蒸气的循环、氧与二氧化碳的平衡、净化空气以及物品生产和文化娱乐服务等方面起着积极的作用，森林遭受破坏，会给环境带来一系列后果，引起全球性气候变化、地区性生态系统退化和物种基因库破坏等。②土地沙漠化。良田变荒漠，这是当前世界上，特别是发展中国家最严重的环境危机之一，它威胁着世界8.5亿多人口的生存。③土壤侵蚀。土壤在水和风力的作用下受到剥蚀，从而迁移或沉积。这种土壤侵蚀的过程是发展中国家第三个突出的生态环境问题。④积水和盐渍化。在地下排水不良的田地中，实施灌溉，易出现积水和盐渍化现象，地下含水层升高到一定程度后，水通过剩下的十几厘米土壤而蒸发，从而使矿物和盐分浓集在地面附近，土壤物化性能变坏，妨碍作物的生长。环境污染严重①空气污染严重；②水污染严重和环境卫生差；③农药污染严重。1、生态环境问题①森林生态功能仍然较弱；②草原退化与减少的状况难以根本改变；③水土流失、土壤沙化、耕地被占；④水旱灾害日益严重；⑤水资源短缺。2．环境污染严重①大气污染仍十分严重；②水污染状况远未根本解决；③城市嗓声污染严重；④工业固体废物增加。四、解决环境问题的根本途径控制人口解决环境问题必须依靠控制人口，加强教育，提高人口素质，增强环境意识，强化环境管理，依靠强大的经济实力和科技的进步。控制人口对于解决当代环境问题，有着特殊重要的作用。增强经济实力解决环境问题必须要有相当的经济实力，即需要付出巨大的财力、物力；并且需要经过长期的努力。发展科技备的性能和效率，寻找洁净能源，从根本上清除污染源或降低污染源的危害强度。课后习题详解系？答：（1）环境问题①从广义理解，就是由自然力或人力引起生态平衡破坏，最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题，都是环境问题；反过来影响人类生存和发展的一切问题。环境问题的产生与发展过程随着人类的出现，生产力的发展和人类文明的提高，环境问题也相伴产生，并由小范围、低程度危害，发展到大范围、对人类生存造成不容忽视的危害，即由轻度污染、轻度破坏、轻度危害向重污染、重破坏、重危害方向发展。分为以下阶段：①环境问题的产生与生态环境早期破坏；②城市环境问题突出和“公害”加剧；③全球性大气环境问题。环境问题与社会经济发展的关系环境问题是随着经济和社会的发展而产生和发展的，环境问题反过来又会抑止经济的发展。老的环境问题解决了，又会出现新的环境问题。人类与环境这一对矛盾，是不断运动、不断变化、永无止境的。环境问题有什么分类方法？分几类？答：按照引起环境问题的根源分类，可将环境问题分为两类。涝、干旱、滑坡等自然灾害问题。对于这类环境问题，目前人类的抵御能力还很薄弱；染和生态环境破坏两类。答：（1）环境问题的性质①环境问题具有不可根除和不断发展的属性，它与人类的欲望、经济的发展、科技的进步同时产生，同时发展，呈现孪生关系；②环境问题范围广泛而全面，它存在于生产、生活、政治、工生、农业、科技等全部领域中；③环境问题对人类行为具有反馈作用，使人类的生产方式、生活方式、思维方式等一系列问题引起新变化。（2）环境问题的实质环境问题的实质是一个经济问题和社会问题，是人类自然的、而且是自觉的建设人类文明的问题。当代人类面临的所谓环境污染，以及自然资源的不合理开发利用造成森林的破坏、水土流失的加剧和资源的枯竭，都是人类经济活动的直接或间接的结果；而且，环境污染和破坏的治理与控制，又必须有相当的经济实力。何谓全球环境问题？当前世界关注的全球环境问题有哪些？答：（1）全球环境问题，是指对全球产生直接影响的，或具有普遍性、随后又发展为对全球造成危害的环境问题，也就是引起全球范围内生态环境退化的问题。（2）当前世界关注的全球环境问题有人口问题、城市化问题、淡水资源短缺问题、植被破坏—物种灭绝（即保护生物多样性）问题、海洋污染问题、危险废弃物越境转移问题和全球变暖、臭氧层破坏、酸沉降等全球性大气环境问题，以及世纪之交暴发的食品安全问题。答：（1）发达国家的环境问题有两个基本特点：①环境质量有了明显改善。国、英国、德国和法国。不少水体变清了；许多发达国家水体的水质都获得显著改善。②仍有许多环境问题有待解决，并又出现了一些新的环境问题。a．工业废物、生活垃圾急剧增加；b．噪声问题仍很突出；c．氮氧化物污染仍未得到有效控制；d．大气中有害物质污染如故；e．水环境问题还未解决；f．食品安全问题备受人们关注。（2）发展中国家的环境问题与发达国家不同，它们主要是生态环境的破坏、环境卫生和大城市的污染问题，或者说，它们在发展社会经济的进程中，正向着发达国家“先污染后治理”的老路。发展中国家的环境问题有以下两个基本特点：①生态环境遭受破坏。如森林锐减、土地沙漠化、土壤侵蚀、积水和盐渍化等。②环境污染严重。如空气污染严重、水污染严重和环境卫生差、农药污染严重等。发展中国家环境污染治理速度缓慢，主要是管理不善，资金短缺和缺乏有效的治理技术。答：当前我国环境问题的特点是：生态环境问题①森林生态功能仍然较弱；②草原退化与减少的状况难以根本改变；③水土流失、土壤沙化、耕地被占；④水旱灾害日益严重；⑤水资源短缺；环境污染严重①大气污染仍十分严重；②水污染状况远未根本解决；③城市嗓声污染严重；④工业固体废物增加。答：解决环境问题的根本途径有：控制人口。人口激增、经济发展和科技进步，是产生和激化环境问题的根源，解决环境问题必须依靠控制人口，加强教育，提高人口素质，增强环境意环境问题，有着特殊重要的作用。财力、物力；并且需要经过长期的努力。科技进步来解决这些环境问题。例如由燃煤带来的环境污染，需要科技进步，改善和提高燃煤设备的性能和效率，寻找洁净能源，从根本上清除污染源或降低污染源的危害强度。一、名词解释环境问题（中山大学2014年研；四川大学2013年研）答：从广义理解，环境问题是指由自然力或人力引起生态平衡破坏，最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题。从狭义上理解，环境问题是指由于人类的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。一般情况下，人们多从狭义上理解环境问题，可分为环境污染和生态破坏两大类。环境污染答：环境污染是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统结构和功能发生变化，对人类或其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。环境污染可以是人类活动的结果，也可以是自然活动的结果，或是上述两类活动共同作用的结果。二、简答题1．谈谈环境问题产生的本质原因及解决途径。（温州大学2015年研）答：（1）环境问题产生的本质原因由于生产工具不断进步，生产力逐渐提高，人类社会出现了劳动大分工。人类利用和改造环境的力量与作用越来越大了，与此同时也产生了相应的环境问题。大量砍伐森林、破坏草原，引起严重的水土流失；兴修水利事业，往往又引起土壤盐渍化和沼泽化等。（2）解决途径①控制人口。解决环境问题必须依靠控制人口，加强教育，提高人口素质，增强环境意识，强化环境管理，依靠强大的经济实力和科技的进步。控制人口对于解决当代环境问题，有着特殊重要的作用。②增强经济实力。解决环境问题必须要有相当的经济实力，即需要付出巨大的财力、物力；并且需要经过长期的努力。③发展科技。科技进步与发展，虽然会产生各种各样的环境问题，但是也需要科技进步来解决这些环境问题。例如由燃煤带来的环境污染，需要科技进步，改善和提高燃煤设备的性能和效率，寻找洁净能源，从根本上清除污染源或降低污染源的危害强度。三、论述题1．目前全球十大环境问题是什么？并叙述其具体定义和主要污染物。答：目前十大环境问题定义及主要污染物如下：全球气候变暖气候变暖是指在一段时间中，地球的大气和海洋温度上升的现象，主要是指人为因素造成的温度上升。主要污染物有二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）、氯氟碳化合物（ClFC）、四氯化碳（CCl4）、一氧化碳（CO）等温室气体。臭氧层的耗损与破坏臭氧层是一个很脆弱的大气层，如果进入一些破坏臭氧的气体，它们就会和臭氧发生化学作用，臭氧层就会遭到破坏。主要污染物有氯氟烷烃化学物质（如制冷剂、发泡剂、清洗剂等）。生物多样性减少生物多样性包括遗传、种群和生态系统多样性。原因包括自然和人为因素。酸雨蔓延酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。主要污染物有酸性物质如含硫量高的煤燃烧形成的硫酸雨、硝酸雨；还有机动车排放的尾气等。森林锐减森林锐减是指人类的过度采伐森林或自然灾害所造成的森林大量减少的现象。原因包括自然和人为因素的影响。土地荒漠化土地荒漠化是指原由植物覆盖的土地变成不毛之地的自然灾害现象。原因包括自然和人为因素。大气污染大气污染是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。主要污染物有工业和人类生活产生的气体和颗粒污染物等。水污染水污染是指水体因某种物质的介入而导致其化学、物理、生物或放射性方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象。主要污染物有物理、化学和生物污染物。海洋污染海洋污染通常是指人类改变了海洋原来的状态，使海洋生态系统遭到破坏的现象。主要污染物是来自陆地、大气和河流中的污染物。危险性废物越境转移危险性废物是指除放射性废物以外，具有化学活性或毒性、爆炸性、腐蚀性和其他对人类生存环境存在有害特性的废物。原因是发达国家危险固体废弃物迁移到发展中国家。第3章生态学基础3.1复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、生态学的含义及其发展生态学的含义生态学一词来源于希腊文oikos，表示家庭、居处或环境的意思，可见生态学和经济学、家庭、环境等，从词源和词义上说是有密切关系的。生态学原是一门研究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。生态学的发展初期偏重于植物，后来逐渐涉及动物，而有植物生态学和动物生态学之分。由于人类环境问题和环境科学的发展，生态学更扩展到人类生活和社会形态等方面，把人类这一个生物种也列入生态系统中，来研究并阐明整个生物圈内生态系统的相互关系问题。生态学与其他学科的关系图3-1生态学的多学科性及其相互关系生态学的发展进程的特点①从定性探索生物与环境的相互作用到定量研究；②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；③与基础科学和应用科学相结合，发展了生态学，扩大了生态学的领域。二、生态系统的概念和功能生态系统定义一个生物物种在一定范围内所有个体的总和在生态学中称为种群；在一定的自然区域中许多不同种的生物的总和则称为群落；任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体就是生态系统。整个生物圈便是一个最大的生态系统。生态系统的组成表3-1图3-2生态系统的组成和主要作用生态系统的分类根据生态系统的环境性质和形态特征分类。表3-2生态系统的分类食物链食物链就是一种生物以另一种生物为食，彼此形成的一个以食物连接起来的链锁关系。食物网在一个生态系统中，食物关系往往很复杂，各种食物链互相交错，形成食物网，能量的流动、物质的迁移和转化，就是通过食物链和食物网进行的。生物富集作用物质流在食物链中有一个突出特性，即生物富集作用。某些自然界不能降解的重金属元素或其他有毒物质，在环境中的起始浓度并不高，但经过食物链逐渐富集进入人体后，可能提高到数百倍甚至数百万倍，对机体构成危害。生态系统中的能量流动照射到地球上的太阳能量在单位时间和面积内到达地球外层大气圈的太阳能量称为太阳能通量，其值约为8.4J／（cm2·min）。①投射到地球上的太阳辐射的波长与反射到空间去的能量的波长，二者的光谱发生了位移。图3-3具有各种波长的太阳电磁辐射图3-4太阳辐射通过大气层到达和离开地球的情况②太阳辐射中的紫外线大部分没有到达地表，这部分光谱有足够的能量能使化学键断裂，因此各种生命系统都必须防护免于过分受其照射。③达到地球表面的太阳能量中有小部分由地面立即反射回空间，还有一小部分转变为热量后再辐射回空中。④地球表面各处的太阳能辐射量是不同的。生态系统中的能量流动途径生态系统的能量流动是通过如下两个途径实现的，即①光合作用和有机成分的输入；②呼吸的热消耗和有机物的输出。净产量在总产量中，生物需耗用一部分能量进行呼吸，剩下的则称为净产量。用生态系统热力学公式可表示如下Pｇ＝Pｎ＋R式中，Pg为食物链某营养级的总产量或相当于输入的能量，Pn为该营养级的净产量或相当于能量储存，R是呼吸作用所消耗的能量或相当于能量用来做功。生态系统的能量流动的特点①生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有1.2％；②能量只朝单一方向流动；③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；④各级消费者之间能量的利用率也不高，为4.5％～17％，平均约为10％；⑤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。生态系统中的物质循环图3-5生物圈中水、氧气和二氧化碳的循环水循环水分从水面和陆地表层蒸发或通过植物叶面的蒸腾作用进入大气中，大气中的水遇冷则凝结成雨雪等，又落回地表，陆地的水一部分流经河川重返海洋，一部分渗入土壤或松散的岩层中，除被植物部分吸收外其余均成为地下水，最后也经缓慢移动流回海洋。碳循环图3-6碳循环图氮循环图3-7氮循环图磷循环图3-8磷循环图生态系统的基本概念、结构和功能①生态系统是一个主要的生态学单位，它包括生物和非生物成分；②生态系统的功能与通过生态系统各结构成分的物质循环和能量流动相关，这种功能的单位是种群；③流经一个自然生态系统的总能量，取决于植物或生产者所固定的能量；④生态系统有趋于成熟的倾向，在这过程中，生态系统由简单的状态变为较复杂的状态，这种定向性的变化称为演替；⑤在任何一个生态系统中，环境和能量都是有限的；⑥环境的改变和波动（如环境的开发和种间竞争），表现为对种群的选择压力，有机体必须调整以适应这种选择压力；⑦生态系统有其历史的状况，现在与过去有关，而未来与现在也有关。三、森林生态系统由乔木或灌木树种为主体组成的绿色植物群体，就是森林。热带雨林的结构功能特性①热带雨林是成熟的顶极生态系统，雨林中物种繁多，约占地球物种的40％，是最大的物种基因库。②热带雨林又是森林生态系统中太阳能利用率最高，也就是生物生产力最高的生态系统。③热带雨林的水分蒸发量也极大，每年每亩大约蒸腾500t水。一般的年蒸腾量为年降水量的1／4～1／3，在南方甚至可达1／2。这对调节气候起着极重要的作用。保护热带雨林就是保护物种基因库和保护人类食物的来源，并有利于维持地球气候的正常变化。森林生态系统在生物圈中的作用森林是地球之肺氧与二氧化碳的循环变化是地球生物圈存在的基础。森林是造氧能力最强的绿地，1hm2（公顷）阔叶林每天吸收1t二氧化碳，放出0.73t氧气。森林是物种基因库森林拥有众多的生物物种，它们不但在维持生态平衡方面是不可缺少的，而且其中许多还是活的“化石”，对于了解生物的进化和生态系统的演替，都具有极大的科学价值。森林是自然界物质和能量交换的重要枢纽森林除了是二氧化碳的第二大储库外，水、氮等无机物质通过森林的交换量也是巨大的。森林是人类食物和木材来源的重要基地森林不仅有机物的生产量大，而且除可食用的动植物外，更有许多药用植物。森林又是野生动物的主要栖息地，为人类提供相当数量的食肉和毛皮。森林在环境保护中的作用由于森林生态系统占有的生态空间最大，结构最复杂，内在调节机制最完整有效（即其稳定性最大），它对环境的保护作用最显著。主要有以下几方面①涵养水源和保持水土。林地中土壤疏松，其上的枯枝落叶具有保水能力，能使降落在林地上的水分储存起来不散失，所以森林有“看不见水的水库”之称。②防风固沙。森林能降低风速，其作用显著；同时，发达交错的林根密布于土壤中，还具有保水固沙的作用。③美化环境和保护野生动物。林木是美化环境的重要因素，是风景区、旅游区和疗养地必不可少的景观，也是美化城市和整个大自然所必需的。森林更是许多野生生物的栖息地，离开森林的保护，它们就无法生存。④吸收有毒气体、阻滞粉尘飞扬、驱菌杀菌、净化空气和水源以及减弱噪声等。四、生态平衡生态平衡的含义任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断地进行着，但在一定时期内，生产者、消费者和还原者之间都保持着一种动态的平衡，这种平衡状态就叫生态平衡。破坏生态平衡的因素自然原因主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对人类和生物的有害因素，如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、地震、台风、流行病等自然灾害。人为因素主要指人类对自然资源的不合理利用、工农业发展带来的环境污染等问题。人为因素引起的生态平衡的破坏，主要有三种情况，即①物种改变引起平衡的破坏；②环境因素改变引起平衡破坏；③信息系统的破坏。相互依存与相互制约规律相互依存与相互制约，反映了生物间的协调关系，是构成生物群落的基础。普遍的依存与制约，亦称“物物相关”规律生态系统中不仅同种生物相互依存、相互制约，异种生物（系统内各部分）存在相互依存与制约的关系；不同群落或系统之间，也同样存在依存与制约关系，亦可以说彼此影响。通过“食物”而相互联系与制约的协调关系，亦称“相生相克”规律具体形式就是食物链与食物网，即每一种生物在食物链或食物网中，都占据一定的位置，并具有特定的作用。各生物种之间相互依赖、彼此制约、协同进化。物质循环转化与再生规律生态系统中，植物、动物、微生物和非生物成分，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新的物质，另一方面又随时分解为原来的简单物质，即所谓“再生”，重新被植物所吸收，进行着不停顿的物质循环。物质输入输出的动态平衡规律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，以补偿环境的损失（这里的物质输入与输出，包含着量和质两个指标）。对于一个稳定的生态系统，无论对生物，对环境，还是对整个生态系统，物质的输入与输出总是相平衡的。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，生物给环境以影响，反过来环境也会影响生物。生物与环境反复地相互适应和补偿，生物从无到有，从只有植物或动物到动物、植物并存，从低级向高级发展，而环境则从光秃秃的岩土，向具有相当厚度的、适于高等植物和各种动物生存的环境演变。环境资源的有效极限规律个大致的上限。也因此，每一个生态系统对任何的外来干扰都有一定的忍耐极限，当外来干扰超过此极限时，生态系统就会被损伤、破坏，以致瓦解。以上讨论的5条生态学规律，也是生态平衡的基础。图3-9生态平衡与五大环境问题的关系示意图课后习题详解何谓食物链？何谓食物链的营养级？研究食物链对环境保护有何意义？答：（1）食物链，是指一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的链锁关系。费者、分解者和转变者以及无机营养分是生态系统的四个基本组成部分。因此在生态系统中光能自养的绿色植物称为生产者，是第一营养级；以植物为食的草食动物是第二营养级，称为第一消费者，肉食动物中以草食动物为食的，称为第二消费者；从第二消费者为食的肉食动物称为第三消费者，依此类推。研究食物链对环境保护的意义研究食物链的组成及其量的调节，是非常重要的，可使自然资源获得稳定和保社会经济产生严重影响。有何意义？答：（1）生态系统，是指任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体。按照现代生态学的观点，生态系统就是生命系统和环境系统在特定空间的组合。生态系统的组成包括必要的和非必要的两部分。产者合成有机物质之用。后者包括生产者、分解者和转变者。生产者又称自养用的营养分。②非必要的部分，主要是各级消费者，它是靠生产者的有机物为生的，故又称他营养者或异养者。生态系统的功能特性包括能量流动与物质循环。①能量流动。植物通过光合作用吸收太阳能转变成化学能，而将其固定在植物体内；动物吃植物后，能量也随之流入动物体内。就这样，通过生态系统的各级食物链，组成了生态系统的能量流动。②物质循环。又称生物地质化学循环，主要是化学元素在生物圈中的物质循环过程，包含有生物的、地质的和化学的系统循环过程。况和物质的循环过程，从而了解环境污染的过程，为减少环境污染提供依据。导生产活动有何意义？答：（1）通过生态系统的各级食物链，组成了生态系统的能量流动。这种能量流动也完全服从热力学定律。①生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有1.2%。②能量只朝单一方向流动。③流动中能量逐一减少，每经过一个营养级都有能量以热的形式散失，且各营养层次自身呼吸所耗用的能量都在其总产量的一半以上，即56％～83％。因此，各级的净产量只有总产量的16％～44％。④各级消费者之间能量的利用率不高，为4.5％～17％，平均约为10％。即食物链中后一营养级的能量总小于前一营养级的能量，或者说能量的生态效率不可能达到100％，因此营养层次变大或食物链的营养层次增加时，净产量就急剧下降。⑤只有当生态系统产生与消耗能量平衡时才能保持生态平衡。（2）研究生态系统的能量流动与物质循环的意义为了满足生活所需的能量，人类必须消耗足够的食物，因此，就有必要了解各种生态系统的食物链中能量的流动情况，为最经济而合理地选择食物来源提供科学依据。同时，生态系统的物质循环与环境污染过程密切相关，需合理使用资源进行生产活动，减少污染物的排放。例子。答：（1）生态平衡任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断地进行着，但在一定时期内，生产者、消费者和还原者之间都保持着一种动态的平衡，这种平衡状态就叫生态平衡。破坏生态平衡的因素①自然原因。主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对人类和生物的有害因素。如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、地震、台风、流行病等自然灾害，都会使生态平衡遭到破坏。②人为因素。主要指人类对自然资源的不合理利用、工农业发展带来的环境污染等问题。包括物种改变引起平衡的破坏，环境因素改变引起平衡的破坏，以及信息系统的破坏。举例：物种改变引起生态平衡的破坏几十年前我国引入水葫芦，开始认为可去除水中营养污染物，具有改善水质的功能，但到了90年代末，水葫芦的疯狂繁殖，给水环境带来了灾难性的破坏，严重破坏了生态平衡。生态学具有哪些一般规律？这些规律对于指导生产活动和环境保护有何意义？答：（1）生态学具有的一般规律①相互依存与相互制约规律。包括普遍的依存与制约、通过“食物”制约的协调关系。面又随时分解为原来的简单物质，即所谓“再生”，重新被植物所吸收，进行着不停顿的物质循环。③物质输入输出的动态平衡规律。又称协调稳定规律，当一个自然生态系统不受人类活动干扰时，生物与环境之间的输入与输出，是相互对立的关系，生物体进行输入时，环境必然进行输出，反之亦然。④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。即生物给环境以影响，反过来环境也会影响生物。⑤环境资源的有效极限规律。任何生态系统中作为生物赖以生存的各种环境资源，在质量、数量、空间和时间等方面，都有其一定的限度，不能无限制地供给，因而其生物生产力通常都有一个大致的上限。（2）意义这5条生态学规律是生态平衡的基础，生态平衡及生态系统的结构与功能，又与人类当前面临的人口、食物、能源、自然资源、环境保护五大社会问题紧密相关。因此，遵循这些规律对做好环境保护（包括自然保护）工作，发展农、牧、林、副、渔各业均有指导意义。一块地一年的作物产量可供M并供农民食用，问此时养活的人口数是第一种情况下养活人口数的多少倍？答：此时养活的人口数是第一种情况下养活人口数的0.55倍。计算过程如下：生态系统能量流动的特点之一是各级消费者之间能量的利用率不高，为4.5％～17％，平均约为10％。即能量沿食物链传递时，后一营养级大约能获得前一营养级的10％能量（10％定律）。假设一块地一年的作物产量产生的能量为10a，则M个农民生活一年需要的能量为a。如果将作物的一半（5a）饲养牲畜，牲畜可获得0.5a的能量。供给农民的能量为5a＋0.5a＝5.5a，根据10％定律可知，5.5a的能量可供0.55M个农民食用一年。一、名词解释生态平衡（四川大学2013年研；中山大学2014、2013年研）生态系统保持相对的平衡稳定状态是因其内部具有自动调节（或自我恢复）能为结构破坏和功能衰退。食物链（温州大学2015年研；中山大学2013年研）答：食物链是指生物群落中各种动植物和微生物彼此之间由于摄食的关系（包括捕食和寄生）所形成的一种联系。物质和能量通过食物链的方式而流动和转变，食物链可分为捕食性食物链、寄生性食物链和碎食性食物链。生态系统（中山大学2015、2013年研）答：生态系统是指生物群落及其地理环境相互作用的自然系统。包含四个基本组成成分，即无机环境、生物的生产者（绿色植物）、消费者（草食动物和食肉动物）、分解者（腐生微生物）。以生物为核心的能量流动和物质循环，是生态系统最基本的功能和特性。二、简答题从生态系统的结构和功能阐述生态系统的研究在环境保护上的意义。（学2013、2012年研）答：（1）从结构来说生态系统的研究在环境保护上的意义如下：构成生态系统的各组成部分，各种生物的种类、数量和空间配置在一定时期均处于相对稳定的状态，使生态系统能够各自保持一个相对稳定的结构。对生态系统的结构特征一般从形态和营养关系两个角度进行研究。①形态结构，生态系统的生物种类、种群数量、种的空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化（发育、季相）等构成了生态系统的形态结构。②营养结构，生态系统各组成部分之间建立起来的营养关系，构成了生态系统的营养结构。它是生态系统中能量和物质循环的基础。生态系统中，由食物关系把多种生物链接起来，一种生物以另一种生物为食，另一种生物再以第三种生物为食……彼此形成一个以食物连接起来的连锁关系，称为食物链。按照生物间的相互关系，一般可把食物链分为捕食性食物链、碎食性食物链、寄生性食物链。a．捕食性生物链，是指由一些以其他动物为食物的动物构成的食物链；b．碎食性食物链，是由一些食碎屑生物构成的；c．寄生性食物链，是由一些寄生性生物构成的。（2）从功能来说生态系统的研究在环境保护上的意义如下：生态系统中能量流动、物质循环和信息联系构成了生态系统的基本功能。①生态系统中的能量流动。生态系统中全部生命活动所需要的能量均来自太阳，太阳能在生态系统中的流动是按热力学定律进行的。在生态系统中，能量从植物体内转移至草食动物体内时大约为总能量的1/10。一般来说，能量沿着绿色植物→草食动物→一级肉食动物→二级肉食动物逐级流动，而后者所获得的能量大体等于前者所含能量的1/10。②生态系统中物质循环。在生态系统中不仅随时进行着能量的转换和流动，而且无时无刻不在进行着各个组成间的物质循环。生态系统中的一切生物（动物、植物、微生物）和非生物的环境，都是由运动着的物质构成的，并在地球长期的演化过程中建立起各种循环体系。与人类环境关系比较密切的主要有水、碳、氮三大循环。③生态系统中的信息联系。在生态系统的各组成部分之间及各组分内部，伴随着能量和物质的传递与流动，还同时存在着各种信息的联系，而这些信息把生态系统连成一个统一的整体，起着推动物质循环、能量流动的作用。生态系统能保持动态平衡的原因是什么？力，主要表现为以下两个方面：环境具有自净能力污染物进入环境后，经过自然条件下的物理和化学作用，使污染物质在空间扩散、稀释，其浓度下降，最后受污染的环境恢复原来的状况。自动调节作用①当生态系统的某一部分出现了机能异常时，就可能被其他部分的调节所抵消。生态系统的组成与结构越复杂，自动调节能力就越强。②生态系统的组成成分越多样，能量流动和物质循环的途径越复杂，其调节能力也越强。③但是，一个生态系统的调节能力再强，也是有一定限度的，超出了这个限度，调节就不再起作用，生态平衡就会遭到破坏。如果现代人类的活动使自然环境剧烈变化，或进入自然生态系统中的有害物质数量过大，超过自然系统的调节功能或生物与人类可以忍受的程度，那就会破坏生态平衡，使人类和生物受到损害。三、论述题技术手段。（中山大学2011年研）答：（1）生态系统退化的原因生态系统退化是系统内组分及其相互作用过程发生的不良变化。凡是干扰系统内各组成成分及其生态学过程的因素都可能引起系统退化。从对系统的作用途径上可将干扰因素归纳为两大类。①对系统结构成分的直接或间接影响，包括森林的乱砍乱伐，过度利用、挖取药材，寻求工业原料、滥捕乱猎动物等。②对系统结构成分和环境直接或间接的影响，包括农药的滥用、大气污染、污水排放等。生态系统退化的类型陆生自然生态系统在破坏的干扰下，主要形成以下6种退化类型：①裸地。又称光板地。环境条件极端，分为原生裸地（自然干扰形成）和次生裸地（人为干扰形成）。②森林采伐迹地。人为干扰造成，其退化状态因采伐的强度和频度而异。③弃耕地。人为干扰形成，退化状态因弃耕时间而定。④荒漠化地。自然或人为干扰形成。⑤矿山废弃地。指被采矿活动破坏的、未经治理而无法使用的土地，包括：a．废石堆废弃地；b．开采坑废弃地；c．尾矿废弃地；d．采石矿废弃地。⑥垃圾堆放场。又称垃圾填埋场，是人为干扰形成的堆积来自家庭、城市、工业等的废弃物的地方。举例：受损草地生态系统的修复①恢复目标实现生产力高、生物多样性丰富、系统趋于稳定的目的。②修复方法与技术ab．重建人工草地；c．实施合理的牲畜育肥生产计划。效应？（中山大学2013年研）答：（1）生态系统中的物质循环必需的化学元素虽然为数众多，但生物体全部原生质中约有97％以上是由氧、循环或生物地球化学循环。碳的物质循环①碳是构成生物体的主要元素，以二氧化碳的形式储存于大气中。②植物借光合作用吸收空气中二氧化碳制成糖类等有机物质而释出氧气，供动物需用。③植物和动物又通过呼吸作用吸入氧气而放出二氧化碳重返空气中。无机盐类。二氧化碳。⑥空气中的二氧化碳有很大一部分为海水所吸收，逐渐转变为碳酸盐沉积海底，形成新岩石；或通过水生生物的贝壳和骨骼移到陆地。这些碳酸盐又从空气中吸收二氧化碳成为碳酸氢盐而溶于水中，最后也归入海洋。⑦其他如火山爆发和森林大火等自然现象也会使碳元素变成二氧化碳回到大气中。生态系统中的碳循环被打破引起的效应①直接导致空气中的二氧化碳的浓度升高，从而加剧全球变暖，进而使环境进一步恶化。②植物吸收的二氧化碳含量减少则导致光合作用减弱，从而导致粮食减产，加剧全球粮食危机。③碳循环的不平衡导致碳循环的被迫中断，从而破坏生态系统的稳定，使水质酸化。第4章生态学在环境保护中的应用复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、全面考察人类活动对环境的影响自然规律处于一定时空范围内的生态系统，都有其特定的能流和物流规律。只有顺从并利用这些自然规律来改造自然，人们才能持续地取得丰富而又合乎要求的资源来发展生产并保持洁净、优美和宁静的生活环境。人类活动对环境的影响举例东线调水后，下游水量减少，随之产生各种可能的影响，即①长江口盐水入侵加剧；②长江口邻近海域鱼场位置的改变；③黄浦江水质污染的加重。生态学的中心思想生态学的一个中心思想是整体和全局的概念，即不仅考虑现在，还要考虑将来；不仅考虑本地区，还要考虑有关的其他地区。要在时间和空间上全面考虑，统筹兼顾。二、充分利用生态系统的调节能力生态系统的调节能力生态系统内一部分出现了问题或发生机能异常时，能够通过其余部分的调节而得态系统，其内部的这种调节能力则较差。这种调节能力又称生态系统的自净能力。被污染的生态系统依靠其本身的自净能力，可以恢复原状。生态系统自净能力的应用实例图4-1污水土地系统处理示意图土地处理系统土壤及其中微生物和植物根系对污染物的综合净化能力，可以利用来处理城市污水和一些工业废水；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增加产量。凡能达到上述目的的工程设施，即称为土地处理系统。它由污水或废水的预处理设施、贮水湖、灌溉系统、地下排水系统等组成。土地处理系统的净化机制①植物根系的吸收、转化、降解与合成等作用；②土地中真菌、细菌等微生物还原的降解、转化及生物固定化等作用；③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；④土壤的离子交换作用；⑤土壤的机械截留过滤作用；⑥土壤的气体扩散或蒸发作用。土地处理系统的净化效果表4-1土地处理系统的去除效率估计值 ％三、解决近代城市中的环境问题编制生态规划生态规划又称环境规划，是指在编制国家或地区的发展规划时，不是单纯考虑经济因素，而是把它与地球物理因素、生态因素和社会因素等紧密结合在一起进行考虑，使国家和地区的发展能顺应环境条件，不致使当地的生态平衡遭受重大破坏。进行城市生态系统的研究充分利用生态学原则和系统论的方法，根据各种自然因素和人为的社会因素所构成的社会生态系统复合体来研究城市，也就是把城市作为一个特殊的、人工的生态系统进行研究，才能解决城市的环境问题。四、综合利用资源和能源生态工艺生态工艺属于无污染工艺。此种工艺不仅要求在生产过程中输入的物质和能量获得最大限度的利用，即资源和能源的浪费最少，排出的废弃物最少，而且是这些废弃物完全能被自然界的动植物所分解、吸收或利用。生态农场生态农场是根据生态学原理建立起来的新型农业生产模式。它可以因地制宜地利用不同的技术，来提高太阳能的转化率、生物能的利用率和废弃物的再循环率，使农、林、牧、副、渔以及加工业、交通运输业、商业等都获得全面的发展。五、生态学在环境保护其他方面的应用阐明污染物质在环境中的迁移转化规律污染物质进入环境后，不是静止不变的，随着生态系统的物质循环和食物链的复杂生态过程，污染物质不断迁移、转化、积累和富集。环境质量的生物监测和生物评价常用的监测手段环境质量的监测手段，在目前主要是化学监测和仪器监测。其优点是速度快，对单因子监测的准确度高。化学监测与仪器监测的缺点如下：①有些仪器还不能连续进行测定，往往一年只能取几个、几十个样品，用这些数据来代表全年的环境质量状况，有时是不合理的，因为污染物质进入环境的种类和数量在全年中变化很大，这些样品有时很难反映环境污染的真实情况；②化学监测和仪器监测只能测定某一污染物质的污染状况，而实际环境污染往往都是多种污染物质造成的综合污染，不同污染物质在同一环境中相互作用，有可能会出现拮抗和相加或相乘的协同现象。生物监测定义生物监测就是利用生物对环境中污染物质的反映，也就是用生物在污染环境下所发生的信息，来判断环境污染状况的一种手段。生物监测手段①利用植物对大气污染进行监测和评价许多植物对于工业排放的有毒物质十分敏感，当大气受到有毒物质污染时，它们就产生了“症状”而输出某种信息。②利用水生生物监测和评价水体污染污水生物体系法由于各种生物对污染的忍耐力不同，在污染程度不一的水体中，就会出现不同的生物种群而构成不同的生物体系，不同污水中的生物体系和指示生物如表4-2所示。表4-2不同污水中的生物体系和指示生物指示种法利用某种生物在水中数量的多少和生理反应等生物学特性，来判断该水域受到污染的程度。此处用于指示水体污染的生物，称为指示种或指示生物。为环境标准的制定提供依据环境标准为了切实有效地加强环境保护工作，对已经污染的环境进行治理，对尚未污染的环境加强保护，就必须制定国家和地区的环境标准。环境标准主要包括下述三大部分环境容量环境容量指的是环境对污染物的最大允许量（或负荷量），也就是保证人体健康和维护生态系统平衡的环境质量所允许的污染物浓度。环境标准的制定必须以环境容量为主要依据。环境标准的确定为了确定允许的污染物浓度，要求得综合研究污染物浓度与人体健康和生态系统关系的资料，并进行定量的相关分析。它们的关系如下人工生态系统及其在污染防治研究中的应用人工生态系统定义人工生态系统是试验用的一种手段。它是根据自然生态系统的结构和功能设计的，在人工控制条件下的人为生态系统，有时称为模拟生态系统、实验生态系统、微型生态系统或微宇宙等。人工生态系统的特点①把生态系统复杂的结构和功能加以简化；②一般比所模拟的真实生态系统规模较小，时间较短，以突出环境污染因素的作用。人工生态系统的应用①野外观测对比，以便更好地解释和验证自然界真实生态系统中的各种过程；②研究污染对生物群落的影响；③预测预报环境受到某种干扰后的质量变化情况；④研究生态系统对污染物的反应，以及污染物在生态系统中的积累、转移和降解途径，借以了解生物净化机理与提出治理的途径。人工生态系统分类人工生态系统可根据不同的设计和运转方式分为许多不同的类型。①自然群落型和人工群落型；②污染物脉冲式加入的封闭—非平衡型和污染物连续恒定加入的连续平衡型；③流水（河流）型和静水（湖泊、水库）型；④几个食物链生物共存的综合型和几个营养级生物分别试验而最后合成的分级合成型；⑤室内型和室外型；⑥短期型（几小时到几个月）和长期型（几个月到几年）以及小型（燃杯、小缸、水族箱、塑料袋）和大型（hm2面积的人工隔离水库或天然水库）。课后习题详解是整体观点？答：（1）举例：在某个小山村里，蛇能吃老鼠，但是对与人类来说蛇十分致命，因此人类组织消灭蛇的行动，村里的蛇几乎灭绝。人类没想到的是没了蛇，老鼠的数量骤然增加带来了鼠灾，庄家没了，收入都没了。这时候人类就想到了蛇的作用，并且认识到蛇在生态中的重要性。（2）解释：通过例子我们可知道解决问题时要考虑整体，作为生态系统的一部分，蛇被消灭后使这个系统整体的动态平衡发生改变，导致了鼠灾，人类虽然没了蛇的威胁还是要遭殃，所以解决生态问题要首先要运用整体观点。作为整体的大自然是一个互相、互相依赖的共同体。最不复杂的生命形式具有稳定整个生物群落的作用。每一个有生命的“螺丝和齿轮”对大地的健康运作都是重要的。人类的生命维持与发展，依赖于整个生态系统的动态平衡，所以生态学的核心思想是整体观点。系？答：（1）利用生态学原理提高粮食产量①植树造林、保护森林、减少水灾、旱灾；②充分利用太阳能，增加初级净产量；③发挥初级净产量转化为食物的作用；④遵循物流平衡、保护土地肥力；⑤合理捕捞，保护海产资源。利用生态学原理解决能源问题①控制人口、减少能源消耗；②充分利用恒定资源；③开发可再生能源；④减少不可再生能源浪费，利用生态学原则编制生态规划，从根本上解决环境问题。与环境保护的关系①在环境污染的防治中，生态系统的调节能力又称生态系统的自净能力。被污染的生态系统依靠其本身的自净能力，可以恢复原状。我们应该尽量有目的地、广泛地利用这种自净能力来防治环境的污染。②运用生态系统的物质循环原理，建立闭路循环工艺，实现资源和能源的综合利用，以杜绝浪费与无谓的损耗。生态学规律在环境监测中有何应用？如何应用的？答：（1）生物监测，就是利用生物对环境中污染物质的反映，即用生物在污染环境下所发生的信息，来判断环境污染状况的一种手段。由于生物长时间生活在环境中，经受着环境各种物质的影响和侵害，因此它们不仅可以反映出环境中各种物质的综合影响，而且也能反映出环境污染的历史状况。这种反映比化学和仪器监测更能接近实际。（2）应用过程敏感，当大气受到有毒物质污染时，它们就产生了“症状”而输出某种信息。据测二氧化硫；杏、桃、葡萄等可监测氟化氢；番茄可监测臭氧；棉花可监测乙烯。②利用水生生物监测和评价水体污染。同，在污染程度不一的水体中，就会出现不同的生物种群而构成不同的生物体系。因此，根据各个水域中生物体系的组成，可以判断水体的污染程度。该水域受到污染的程度。什么叫模拟生态系统？它在环境保护中有何应用？答：（1）模拟生态系统，是试验用的一种手段。它是根据自然生态系统的结构和功能设计的，在人工控制条件下的人为生态系统，有时称为模拟生态系统、实验生态系统、微型生态系统或微宇宙等。人工生态系统的特点，主要是把生态系统复杂的结构和功能加以简化，如只选择某一食物链，或食物链上的某种或某几种代表性环节，构成试验性的生态系统，以便进行科学研究。（2）应用①野外观测对比，以便更好地解释和验证自然界真实生态系统中的各种过程；②研究污染对生物群落的影响；③预测预报环境受到某种干扰后的质量变化情况；途径，借以了解生物净化机理与提出治理的途径。一、名词解释1．土地处理系统答：土地处理系统是指利用土地及其中微生物和植物根系对污水或废水进行处方式一般为污水灌溉（通过喷洒或自流将污水排放到土地上以促进植物的生长）、渗滤（将污水排放到粗砂、土壤和砂壤土土地上经渗滤处理并补充地下水）和地表漫流。二、简答题1．举例说明如何利用生态学原理解决资源的综合利用？（四川大学2015年研）答：举例如下：利用生态学原理提高粮食产量①植树造林、保护森林、减少水灾、旱灾；②充分利用太阳能，增加初级净产量；③发挥初级净产量转化为食物的作用；④遵循物流平衡、保护土地肥力；⑤合理捕捞，保护海产资源。利用生态学原理解决能源问题①控制人口、减少能源消耗；②充分利用恒定资源；③开发可再生能源；④减少不可再生能源浪费，利用生态学原则编制生态规划，从根本上解决环境问题。生态农场利用不同的技术，来提高太阳能的转化率、生物能的利用率和废弃物的再循环率，使农、林、牧、副、渔以及加工业、交通运输业、商业等都获得全面的发展。三、论述题1．试说明人工生态系统及其在污染防治研究中的应用？答：人工生态系统及其在污染防治研究中的应用有：人工生态系统定义人工生态系统是试验用的一种手段，是指根据自然生态系统的结构和功能设计型生态系统或微宇宙等。人工生态系统的特点①把生态系统复杂的结构和功能加以简化；②一般比所模拟的真实生态系统规模较小，时间较短，以突出环境污染因素的作用。人工生态系统的应用①野外观测对比，以便更好地解释和验证自然界真实生态系统中的各种过程；②研究污染对生物群落的影响；③预测预报环境受到某种干扰后的质量变化情况；途径，借以了解生物净化机理与提出治理的途径。人工生态系统分类人工生态系统可根据不同的设计和运转方式分为许多不同的类型。①自然群落型和人工群落型；②污染物脉冲式加入的封闭非平衡型和污染物连续恒定加入的连续平衡型；③流水（河流）型和静水（湖泊、水库）型；④几个食物链生物共存的综合型和几个营养级生物分别试验而最后合成的分级合成型；⑤室内型和室外型；⑥短期型（几小时到几个月）和长期型（几个月到几年）以及小型（燃杯、小缸、水族箱、塑料袋）和大型（hm2面积的人工隔离水库或天然水库）。第5章城市生态系统复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】一、概述系统概念凡拥有l0万以上人口，住房、工商业、行政、文化娱乐等建筑物占50％以上面系统。生态系统特点①城市生态系统是人工生态系统，人工控制对该系统的存在与发展起着决定性的作用；②城市生态系统是以人为主体的生态系统，其中营养结构如图5-1所示。图5-1城市生态系统的营养结构③城市生态系统是不完全的生态系统；④城市生态系统是高度开放的系统；⑤城市生态系统是多层次的复杂系统。城市生态系统的子系统以人为中心可将城市生态系统划分为以下三个层次的子系统生物（人）—自然（环境）系统只考虑人的生物性活动，是人与其生存环境的气候、地形、食物、淡水、生活废弃物等构成的一个子系统。工业一经济系统只考虑人的经济（生产、消费）活动，是由人与能源、原料、工业生产过程、交通运输、商品贸易、工业废弃物等构成的子系统。文化一社会系统只考虑人的社会活动和文化生活，是由人的社会组织、政治活动、文化、教育、康乐、服务等构成的子系统。二、城市生态系统的结构与功能城市生态系统的结构社会学家划分的城市生态系统图5-2城市生态系统结构图（社会学角度）环境学家提出的城市生态系统结构图图5-3城市生态系统结构图（环境学角度）城市中各子系统的特点、环境问题和解决措施表5-1城市生态系统的功能城市生态系统最基本的功能就是系统内部以及系统与外界间能量、物质（包括人）和信息（简称“流”）等的交换。能流图5-4城市生态系统能流的基本过程①定义一，如电力、柴油、液化气等。城市生态系统能流的基本过程如图5-4。马达的机械能、炉子的热能、灯的光能等。中的能量形式。②能量流动的性质遵守热力学第一、第二定律，在流动中不断有损耗，不能构成循环（性）；现在物质流中。物质流城市生态系统的物质流按其动力性质的不同，可分自然推动的物质流和人工推动的物质流。城市生态系统的物质流包括资源流、货物流、人口流、劳力流、智力流。其中城市系统中货物流的流程途径如图5-5所示。图5-5城市系统中货物流的流程途径信息流城市的重要功能之一，就是输入分散的、无序的信息，输出经过加工的、集中的流量反映了城市的发展水平和现代化程度。三、城市生态系统的研究任务与方向城市生态系统的研究任务①研究城市生态系统的主体—城市人口的结构、变化速率及其空间分布等特性，以阐明城市人口与城市环境的相互关系；②研究城市生态系统的物质代谢功能与城市环境质量变化的相互影响，以阐明资源开发使用与环境污染的关系；③研究城市生态系统中各种环境质量的指标体系，以逐步建立和完善城市生态系统模型；④研究城市环境质量与城市居民健康的相互关系；⑤研究城市环境质量对生物体的影响及其变化规律；⑥从区域环境管理的角度研究城市生态系统与其他生态系统（农田、海洋等生态系统）的相互关系；⑦研究社会环境对城市居民及其活动的影响；⑧研究城市环境规划的内容、原则和方法。城市生态系统的研究方向目前国际上的城市生态系统研究，大致沿以下三个方向开展①根据生态系统理论阐明城市生态系统内各因素间的相互关系；②研究城市及其支持圈的相互作用；③根据生物生态学理论研究城市化进程与生物和人的协调演变关系。演变过程的研究①研究城市化进程对生物和人的影响；②研究处于不同自然环境条件影响下（例如不同的气候、水源、资源等条件下），城市化作用对于城市各因素的影响①由于局部热平衡的变化，造成城市气候和城市大气质量的变化；②改变城市内的生物，即一些生物种群消失，而另一些生物种群则被引进城市，使生物群落的组成与结构发生了重大改变。四、城市生态系统的研究方法研究方法的要求在城市生态系统的研究工作中所选用的具体方法应满足以下要求：①该法应能较确切地描述系统整体的发展及其演变的趋势；②该法能够描述系统内部各因素之间正负反馈的复杂关系；③该法能够反映系统发展的空间格局与特征；④该法应具有简便可靠、耗资较少、易于掌握等优点。生态编图法人工编图法映各类生态特征的专业要素图件。计算机辅助制图方法采用计算机技术，建立环境信息数据库，利用研制的软件，打印出反映各类生态要素的生态图件。系统动力学方法定义系统动力学就是处理信息反馈系统动态行为的方法论，用于研究系统由现在的状态转变到期望状态的全过程，是客观战略研究和决策的有力工具。特点系统动力学方法具有动态性、反馈性（强调信息返回）和整体性的特点。这些特点能较真实地反映城市生态系统的多层次、多变量、多反馈、多输出、多目标的系统特征，能在整体上描述城市生态系统的动态变化，进行策略分析，预测未来系统的发展趋势。投入产出方法任何经济活动的投入与产出之间都存在一定的数量关系，即技术经济联系。所以投入产出法可以回答结构调整给整个系统所造成的影响程度，以及如何协调未来的发展。能源一环境系统分析方法定义该方法是采用系统工程法建立的一套能源环境系统分析模型，它包括能流网络图综合平衡分析模型、耗能区域分布传真模型、部门能源消费需求预测模型和能源供应系统规划模型等。功能采用这套方法可以研究一个城市能源消费的历史与现状、能源耗用与环境质量的关系，预测能源的需求量和能源供应的合理结构及其对策。其他方法如相关分析法、趋势面分析法、指标影响分析法等，均可用于工业结构与环境质量关系分析、城市空间结构分析、环境污染空间分布分析、绿地净化效益分析、城市因素对人体健康指标影响分析等方面。五、城市生态系统应用实例—生态城市生态城市的概念生态城市是健康的城市生态系统。健康的城市生态系统不仅意味着为人类提供服务的自然环境和人工环境所组成的生态系统的健康和完整，也包括城市人群的健康和社会健康。城市生态足迹分析定义生态足迹是指在既定社会经济技术条件下，维持人群生存和发展所需要的生物生产面积，是一种度量可持续发展程度的方法。它揭示了不同国家、区域、地区的人类经济活动消费自然资源的方式。生态足迹的计算这种计算方法的前提是承认一个国家或地区现有的消费方式是合理的，且基于以下两个基本事实，即①人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其产生的废弃物的数量；②这些资源和废弃物可转换成相应的生物生产面积。城市生态系统承载力城市生态系统承载力主要由生态支持子系统的支持能力和社会经济子系统的发展能力组成。社会经济子系统的发展能力的作用表现在它既可通过生态建设等方式来提高城市支持系统的能力，也可以通过经济能力建设和科学技术进步等方式促进城市良性发展。城市生态系统压力城市生态系统承载力总是相对于城市生态系统压力存在的，这种压力产生的根源是城市人口的急剧膨胀和经济活动的不断加强。内压力内压力指社会经济子系统对生态支持系统产生的压力，主要表现为资源消耗和环境污染。外压力外压力指城市复合生态系统产生的压力，主要表现为人口规模、经济活动强度和生活质量的要求。生态城市的建设及实例生态城市建设重点从生态城市的具体建设来看，就全球范围而言，发达国家的生态城市建设，主要侧重于强调发展公共交通系统与土地的综合利用。实例①库里蒂巴位于巴西南部，人口160万，城区面积450km2，总面积约l0000km2，目前城市80％的出行依赖公共汽车，其使用的燃油耗量是同等规模城市的25％，垃圾的循环回收在城市中达到95％。②埃尔兰根城市内和城市周边的绿地被绿色通道连接起来，不管是步行还是骑车，从城市中任何一个住处前往绿地只需5～7min。鼓励以环保方式为主的城市内活动，如步行、骑车和公共交通。课后习题详解什么叫城市生态系统？它有何特点？答：（1）城市生态系统，是指拥有l0万以上人口，住