生态学基础

第二章生态学基础第一节生态系统的基本概念及类型一、生态系统的概念1．种群一个生物物种在一定范围内同种个体的总和称为种群。2．群落生活在一定区域内的所有种群组成了群落。生物群落是指在一定空间内生活在一起的各种植物群落、动物群落和微生物群落的集合体。3．生态系统生态系统是指在自然界的一定空间内，生物与环境构成统一整体，在这个统一整体中，生物与环境之间相互影响，相互制约，不断演变，并在—定时期内处于相对稳定的动平衡状态。二、生态系统的组成生态系统的组成成分可分为两大类：一类是生物成分，一类是非生物成分。（一）生物成分生物成分可分为生产者、消费者和分解者。（二）非生物成分非生物成分是指各种环境要素，包括温度、光照、大气、水、土壤、气候、各种矿物质和非生物成分的有机质等。三、生态系统的结构（一）形态结构（二）营养结构四、食物链（网）和营养级食物链是各种生物以食物为联系建立起来的链索。按生物间的相互关系，一般食物链可分为下述三种类型。（一）食物链1．捕食性食物链2．腐食性食物链3．寄生性食物链（二）营养级食物链上的各个环节叫营养级。生产者为第一营养级，一级消费者为第二营养级，依次为第三营养级、第四营养级。食物链的加长不是无限制的，营养级一般只有4～5级。第二节生态系统的功能一、生态系统中的能量流动所有生物的各种生命活动，都需要消耗能量。能量在流动过程中也会由一种形式转变成另一种形式，在转变过程中既不会消失，也不会增加。二、生态系统中的物质循环物质在库与库之间的转移，就是物质流动，这种物质流动构成的循环，即称为物质循环。（一）水循环（二）碳循环（三）氮循环（四）硫循环第二节生态系统的功能三、生态系统中的信息联系信息是指系统传输和处理的对象。凡是有次序的符号排列（如文字、数据等）均可视为系统，并均能载荷着一定的信息。在生态系统的各组成部分之间及各组成部分的内部，存在着各种形式的信息联系，以这些信息使生态系统联系成为一个有机的统一整体。生态系统中的信息形式主要有营养信息、化学信息、物理信息和行为信息。第三节生态平衡一、生态平衡的概念如果某生态系统各组成成分在较长时间内保持相对协调，物质和能量的输入输出接近相等，结构与功能长期处于稳定状态，在外来干扰下，能通过自我调节恢复到最初的稳定状态，则这种状态可称为生态平衡。也就是说，生态平衡应包括三个方面，即结构上的平衡，功能上的平衡，输入和输出物质数量上的平衡。二、保持生态平衡的因素生态系统之所以能保持相对地平衡状态，是因为生态系统本身具有自动调节的能力。生态系统的自动调节能力，与下列因素有关，（一）结构的多样性（二）功能的完整性三、破坏生态平衡的因素（一）自然因素（二）人为因素1．使环境因素发生改变2．使生物种类发生改变3．信息系统的破坏四、生态平衡失调的标志（一）结构上的标志生态平衡的失调，首先表现在结构上，包括一级结构缺损和二级结构变化。（二）功能上的标志生态平衡失调表现在功能上的标志，包括能量流动受阻和物质循环中断。第三节生态平衡第四节生态学的一般规律及其应用生态学所揭示的规律可以概括为以下五个方面：一、物物相关——普遍的依存与制约规律二、能流物复——能量流动与物质循环规律三、负载有额——环境资源的有效极限规律四、协调稳定——物质输入输出的动态平衡规律五、协同进化——相互适应与补偿的协同进化规律第五节生态学在环境保护领域的应用一、应用生态学及其研究内容应用生态学指的是将理论生态学研究的所得到的基本规律和关系应用到生态保护、生态管理和生态建设的实践中，使人类社会实践符合自然生态规律，使人与自然和谐相处、协调发展。二、生物监测（一）生物监测生物监测，也称生物学监测，是指利用生物个体、种群或群落对环境污染物质胁迫的反应为指标，即利用生物在各种污染环境下所发出的各种信息，来判断环境污染状况的一种手段。（二）生物监测的特点1．综合性和真实性２．长期性３．灵敏性４．简单易行（三）生物监测的类型按生物监测的目的可分为：监视性监测、研究性监测、特种目的监测。按监测对象，生物监测可以分为三类，即大气污染的生物监测、水污染的生物监测、土壤污染的生物监测、水污染控制工程的生物监测等。按生态水平，也可以将生物分为种群生态监测和群落生态监测等。第五节生态学在环境保护领域的应用三、生物防治（一）大气污染的生物防治1．植物防治2．微生物处理（二）水体污染的生物防治1．好氧生物处理2．厌氧生物处理3．稳定塘四、生态规划（一）生态农业1．家庭生态农业模式（见图2-1）2．农场生态农业模式（见图2-2）3．区域生态农业模式（二）生态工业（三）生态旅游（四）生态城市图2-1家庭生态模式示意图沉淀池肉类加工厂沼气池发电厂生产能源生活能源畜牧场氧化塘养鱼塘有机肥料饲料废渣废液废液废渣废水沼气粪便畜产品农田、森林固体废物加工厂图2-2马雅农场农业生态模式第五节生态修复一、生态修复的概念及原理（一）生态修复的定义生态修复（ecologicalremediation）是在生态学原理指导下，以生物修复为基础，结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施，通过优化组合，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。（二）生态修复的特点1．严格遵循循环再生、和谐共存、整体优化、区域分异等生态学原理。2．影响因素多而复杂3．多学科交叉（三）生态修复的基本原理生态修复的基本原理是通过生物、生态、工程的技术和方法，人为地改变和切断生态系统退化的主导因子或过程，调整、配置优化系统内部及外界的物质、能量和信息等流动过程和时空次序，使生态系统的结构、功能和生态的潜力尽快成功地恢复到一定的或原有的乃至更高的水平。二、生态修复的意义及技术的发展目前，理论和技术上可行的修复技术主要有植物修复、微生物修复、酶学修复、动物修复、化学修复、物理修复和各种联合方式修复等几大类。（一）物理修复及蒸汽浸提技术（二）化学修复及可渗化学活性栅技术（三）物理-化学修复技术（四）生物修复技术（五）植物修复技术第五节生态修复