第一讲-绪论

第一章绪论《环境生态学导论》（第二版）盛连喜主编普通高等教育“十一五”国家级规划教材内容第一节环境问题的产生与环境生态学的诞生和发展•一、生态圈•二、人类社会的发展与环境问题的产生及演变•三、环境生态学的诞生及学科发展第二节环境生态学的研究范畴与学科任务•一、环境生态学的研究范畴•二、环境生态学的学科任务第三节环境生态学与相关学科•一、环境生态学与生态学二、环境生态学与环境科学•三、环境生态学与景观生态学四、环境生态学与恢复生态学•五、环境生态学与其它相关学科第一节环境问题的产生与环境生态学的诞生和发展•一、生态圈•二、人类社会的发展与环境问题的产生及演变•三、环境生态学的诞生及学科发展一、生态圈生物圈生命支持系统生态圈生态圈（ecosphere）生态圈包括地球上一切有生命的机体和维持它们生存的各种系统，是生物圈与生命支持系统的统一体，是地球上全部生物和与之发生相互作用的环境的总和。生态圈的范围可以一直延伸到太阳（格林伍德等，1987）。（一）生态圈的结构及运行生态圈中，有生命的部分共同构成生命系统，地球上有生命存在的空间称作生物圈，其范围在地表以上达23km的高空，地表以下可延伸到12km的深海。生物圈一词是奥地利地质学家ESuess于1875年提出的；1926年，苏联地质学家Vernadsky重新阐述，这才引起学者的广泛关注。生物圈（biosphere）生物圈最大的特征之一是生命的多样性，分布在生物圈各子系统中，确保着生态圈整体的有机联系和稳定为生物圈各种功能的实现提供了结构保障（一）生态圈的结构及运行生命支持系统，是指地球上生命系统生存所需要的某些必要的条件，主要包括大气圈、水圈、岩石圈和能量。大气圈大气圈为动植物提供了氧和二氧化碳，是碳、氧循环的主要场所；大气圈将太阳辐射能转化为有机体可以利用的热；水分通过大气圈实现循环，使生物得以利用；大气环流还发挥着调节气候的作用，使之较适宜于生物的生存；大气层使地球温度变化不致过于剧烈，保护地球上的生物免受伤害。大气圈是指围绕在地球周围的气体层，它是人类最直接的生命支持系统。大气圈的主要功能生命支持系统（一）生态圈的结构及运行水圈水圈是指覆盖地球表面的全部的水，包括海洋、湖泊、江河、沼泽、地下水及冰川等，它是一个连续但不很规则的圈层。既有液态水，也包括气态水和固态水。水分在太阳能的作用下，通过蒸发转化为水汽从海洋等环境进入大气圈，在大气中遇冷后，又以降水或降雪等形式使水部分地贮存于地表，部分渗入土壤供植物所需，部分集聚在河流、湖泊和池塘，其余则通过江河返回海洋或再次蒸发，这个过程被称为水循环。水循环（waterrecycling）水循环不仅保证了地球水量的动态平衡，而且还对其他生命支持系统产生影响；水还为众多生物提供栖息的环境。（一）生态圈的结构及运行岩石圈岩石圈是指地球外圈层薄而坚硬的岩石层。它主要由地球的地壳和地幔圈中上地幔的顶部组成，从固体地球表面向下穿过地震波在近33km处所显示的第一个不连续面（莫霍面）一直延伸到软流圈为止。岩石圈中最特殊的是表土层即土壤圈，它是一个特殊的生命子系统，在生态系统的物质循环、初级生产中发挥着重要作用；除氮元素外，植物生命活动所需的其他营养成分主要来自土壤圈，其循环也主要是在土壤圈中进行（磷除外）；岩石圈还为陆生生物提供着栖息的底质。岩石圈的主要功能（一）生态圈的结构及运行能量能量是驱动生态圈运行的动力，地球上的能量几乎全部来自太阳。32％•直接被云层、地面和大气中的颗粒物反射回空间20％•随蒸发过程而进入水循环48％•大部分由光能转化为热能并被地球或大气层所保留太阳生物界对于太阳能的总消耗仅占地球所接受的太阳能总量的0.1％左右。（二）生态圈运行的主要特点和启示1.生态圈的物质是封闭循环的2.生态圈是具有自我调节和控制能力的自持系统3.生态圈具有优化演进方向的能力二、人类社会的发展与环境问题的产生及演变原始文明农业文明现代工业文明人类属于“自然界的人”，适应环境，对环境影响有限成为有能力“与自然对抗的人”，生态破坏问题出现环境污染与生态破坏由区域性扩展为全球性人类社会发展的几个阶段工业文明时代农业文明时代原始文明时代索取索取加工消费弃置弃置索取弃置消费加工分配消费人类社会自然环境人类社会的基本生存方式人类对污染的治理理念和治理方法的发展过程污染物直接排放•污染物不经任何处理直接排入环境中末端治理•投入高，达不到预期效果，甚至造成二次污染清洁生产•将污染预防落实于产品生产过程及服务中，变末端治理为主动消减产业生态•按生态学理论进行工艺设计，实现资源的多级和循环利用，实行生产责任的延伸，主张绿色消费，是可持续发展之路20世纪50年代前20世纪80年代前20世纪80年代后20世纪90年代后环境问题产生的几种观点经济的超速增长人口的快速增长科学技术发展的结果宗教鼓励人口增长和人对自然的贪欲所谓环境问题，是指人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然界的过程中，对自然生态的破坏或对环境的污染所产生的危害人类生存的各种反馈效应。它是人类社会的“伴生”产物。三、环境生态学的诞生及学科发展（一）学科定义研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统修复、重建和保育对策的科学，即运用生态学的理论，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科学（金岚，盛连喜，等，1991）。环境生态学是依据生态学理论，按照生态学的学术视野研究和解决环境问题的新兴学科。具有明显的跨学科的特征。这个新的学科是以受到人类各种干扰的生态系统为研究对象，以探索其所发生变化的过程、机制和规律为重点，以学科特有视野和方法为手段，以受损生态系统的功能修复为己任的环境生态学。（二）环境生态学的发展20世纪60年代初《寂静的春天》20世纪70年代，联合国人类环境会议《人类环境宣言》、《增长的极限》20世纪80年代，《我们共同的未来》及第一本《环境生态学》金岚，盛连喜等（1991）编著我国第一本《环境生态学》教材，为我国环境生态学学科的确立和高等学校环境生态学的教学作出了贡献。第二节环境生态学的研究范畴与学科任务•一、环境生态学的研究范畴•二、环境生态学的学科任务一、环境生态学的研究范畴（一）人为干扰下生态系统内在变化机制和规律研究（二）生态系统受损程度及危害性的判断研究（三）各类生态系统功能及其保护的措施和技术研究（四）解决环境问题的生态学对策研究二、环境生态学的学科任务（一）人为干扰方式及强度的识别（二）退化生态系统的特征判定（三）探索人为干扰下的生态演替规律（四）受损生态系统修复和重建技术研究（五）生态系统服务功能评价（六）生态系统管理（七）生态规划（八）生态预测第三节环境生态学与相关学科•一、环境生态学与生态学•二、环境生态学与环境科学•三、环境生态学与景观生态学•四、环境生态学与恢复生态学•五、环境生态学与其它相关学科一、环境生态学与生态学环境生态学是生态学学科体系的组成部分，是依据生态学理论和方法研究环境问题而产生的新兴分支学科。在诸多的相关学科中，环境生态学与生态学的联系最为紧密，从学科间的逻辑关系讲，生态学是环境生态学的理论基础，环境生态学是生态学的分支学科。（一）生态学的定义生态学是研究有机体与其周围环境——非生物环境和生物环境间相互关系的科学。（Haeckel，1866）生态学是研究生态系统结构和功能的科学。E.Odum，1956）生态学是研究生命系统和环境系统间相互作用规律及其机制的科学。（马世骏，1980）●生态学的基本定义是研究生物与其生活环境之间相互关系的科学。学者们对此有许多不同的新定义，这体现了生态学研究重点不断发展的鲜明特征。（二）生态学的研究对象生物学与生态学研究对象的组织层次其他进化论生态学发育生物学遗传学形态学生理学细胞学生物化学分子生物学其他微生物学鸟类学兽类学昆虫学寄生虫学分类课程生命科学基础学科●向宏观和微观两个方向发展，是现代生态学的显著特点，也是生态学科生命力的体现。（三）生态学发展简史•始于16世纪文艺复兴之后•1866年Haeckel给出了生态学的定义；生物群落概念、个体生态学和群体生态学等概念被提出；动物生理生态学和植物生态学诞生。1．奠基阶段•1900年被公认为生物学的独立分支，20世纪20年代生态学研究处于定性描述阶段。•主要侧重在个体、种群或群落的水平上阐述其变化（行为、生理、分布、组成和演替等）与环境的关系。2．建立初期•20世纪30年代，由生态现象的描述转为对生态现象的分析与解释•研究种群动态变化、提出生态系统的概念以及研究生态系统能流等，标志生态学已经进入成熟期。3．发展及成熟期•20世纪60年代后，生态学发展进入高潮期。在研究方法和研究对象，以及和其他学科融合上都有了较大的发展。生态学已经发展成为一个庞大的科学体系。4．生态科学的兴起（四）生态学的分支学科1.按照研究对象的组织层次2.按照生物分类的划分3.按照生物栖息地类型划分4.交叉和渗透形成的新学科个体生态学种群生态学群落生态学行为生态学进化生态学……植物生态学微生物生态学……动物生态学鸟类生态学鱼类生态学……淡水生态学海洋生态学河口生态学陆地生态学森林生态学草地生态学荒漠生态学……数学生态学污染生态学经济生态学渔业生态学农业生态学城市生态学…………二、环境生态学与环境科学环境科学是20世纪50年代后，由于环境问题的凸显而诞生和发展的新兴学科，它经过10多年奠基性工作的准备，到70年代初期便成为一门研究领域广泛、内容丰富的独立学科。环境科学的发展异常迅速，可以说，它的产生既是社会的需要，也是20世纪70年代自然科学、技术科学、社会科学相互渗透并向广度和深度发展的一个重要标志。（一）学科的研究内容环境科学是研究和指导人类在认识、利用和改造自然中，正确协调人与环境相互关系，寻求人类社会可持续发展途径与方法的科学，是由众多分支学科组成的学科体系的总称。从广义上说，它是研究人类周围大气、土地、水、能源、矿物资源、生物和辐射等各种环境因素及其与人类的关系，以及人类活动对这些环境要素影响的科学。从狭义上讲，它是研究由人类活动所引起的环境质量的变化以及保护和改进环境质量的科学。对环境科学的理解：“可持续发展”理论的提出和不断完善，对环境科学产生了深刻影响（一）学科的研究内容研究人类社会经济行为引起的环境污染和生态破坏；环境系统在人类干扰（侧重于环境污染）影响下的变化规律；确定当前环境恶化的程度及其与人类社会经济活动的关系；寻求人类社会经济发展与环境协调持续发展的途径和方法，以争取人类社会与自然界的和谐。环境科学的研究内容可概括为：（二）环境科学的分支学科环境科学环境学基础环境学应用环境学环境社会学环境数学环境物理学环境化学环境生态学环境毒理学环境地质学环境控制学环境工程学环境经济学环境医学环境法学环境工效学环境污染防治工程技术及原理环境污染综合防治技术和环境规划环境系统工程环境水利工程大气污染防治工程水污染防治工程固体废物治理及利用工程核工业环境工程噪声及热污染控制工程三、环境生态学与景观生态学景观生态学主要研究景观单元的类型组成、空间配置及其与生态学过程相互作用的综合性学科。强调空间格局、生态学过程与尺度之间的相互作用是其研究的核心（邬建国，2000）。景观生态学是环境生态学重要的理论基础之一。环境生态学所确定的学科研究内容和学科任务都与景观生态学密切相关。三、环境生态学与景观生态学环境生态学与景观生态学在研究内容上，景观生态学侧重景观格局的类型及其空间配置的生态学过程及其生态效应。而环境生态学则关注这种格局和配置对生态系统产生的效应、生态过程所发生的变化、变化的机制和规律、变化效应对人类社会是否构成危害，以及危害削减的对策。在研究方法上，景观生态学多属宏观层次研究，在手段上更注重3S技术和计算机技术等新的科学技术；而环境生态学多数研究还属于生态系统尺度，所以，以实际调查、监测以及野外与室内模拟相结合的方法为主。四、环境生态学与恢复生态学恢复生态学是研究生态系统退