生态学基础课件

环境保护与可持续发展第二章生态学基础7/30/20211\nCHAP2生态学基础§2-1生态学基础一、生态学与生态1.生态学（Ecology）：A.传统定义：研究生物与其生活环境相互关系的学科。(侧重于植物、动物)\n1)生命系统：自然界具有一定结构和调节功能的生命单元。2)环境系统：是自然界的光、热、空气、水分以及各种有机物和无机元素相互作用所共同构成的空间B.现代生态学：研究生命系统与环境系统之间相互作用的规律及机理\n2.生态学与环境学的异同a.相同：研究范围---生物圈研究问题--基本相同b.不同点：\n1.生态系统(Ecosystem)：是指生命系统和环境系统在特定空间的组合。二、生态系统的概念与功能种群群落生态系统\n2.生态系统的组成生产者（自养者：绿色植物为主）分解者：细菌转变者：细菌非生物成分阳光营养分非必要组成部分：各级消费者生物成分必要组成部分:\n关系图营养分阳光生产者还原者各级消费者\n3.生态系统的功能A.物质循环：1)媒介：通过食物链（网）完成2)循环:主要循环物质有：水（H、O）、碳（C）、氮（N）、磷（P）3)污染物的富集和迁移\nB.能量流动：1)媒介：同物质循环2)能量流动特点：生产者(绿色植物)对太阳能的利用率低，只有1·2%为单向流动；流动中能量逐渐减少，每经过一级均有能量以热量形势散失；各级能量流动遵循1/10定律，即各级能量利用率低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保持动态平衡\n人10kcal二级消费者100kcal一级消费者1000kcal绿色生产者10000kcal能量金字塔3)1/10定律：能量在各能量级之间流动时，各级所吸收的能量为前一级传递的总能量的10%（平均值)\nC.信息交流营养信息化学信息物理信息行为信息\n4.生态平衡A.定义：指系统内各要素之间相互关系，相互制约，在一定的条件下，保持自然的、暂时的、相对的平衡关系。\nB.特点：1)为一暂时的、相对的动态平衡：由生态系统内部的自动调节能力所致。2)生态系统结构越复杂，组成越多，物质与能量的途径越多，调节能力越强，平衡易保持。反之，调节能力越弱，平衡就不易保持。3)生态系统的变化与发展，是在不平衡平衡不平衡中的物质与能量流动中进行的。\nC.破坏生态平衡的因素1)自然因素2)人为因素环境因素的改变生物种类发生变化3)信息系统的破坏\n三、生态环境问题1）生态安全2）森林锐减与水土流失3）土地退化与荒漠化4）地下水位下降与地面沉降5）湿地退化6）生物多样性\n生态安全概念：是指一个国家生存和发展所需的生态环境处于不受或少受破坏与威胁的状态。生态破坏将使人们丧失大量适于生存的空间，并由此产生大量生态灾民而冲击周边的社会稳定。\n生态安全的意义反映了人类对由环境问题引起的安全问题以及安全问题所涉及的环境问题的深切关注，分别拓展了环境观和安全观的内涵。生态安全是免于因环境恶化而造成的对人类生存的威胁，生态安全是免于因环境争端或冲突而形成的对人类群际关系上的威胁。\n生态安全的意义生态安全对于社会稳定与国际稳定具有重要意义，对于整个人类及其后代的生存与发展具有深远意义。生态安全观的形成对国家的防务活动、外交事务以及环境保护具有广泛、深远的影响，生态安全问题的解决大大加强了国际间广泛的合作。\n确保生态安全的措施第一，必须探索建立一套有效的国际环境合作机制及国际环境危机自理机制，这是国际生态安全领域的当务之急。第二，建立卓有成效的环境保护机构。第三，开展生态安全的理论研究，树立正确的生态安全观。第四，研究生态安全的具体政策问题，制定正确的生态安全政策和规划，将生态安全工作法定化、制度化。\n生态学在环境保护中的应用1.对环境质量的生物监测与生物评价生物监测:是指利用生物对环境中污染物质的反应，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。案例介绍：我国环境监测的标准分析方法以鹭鸟为指示生物监测湿地环境污染\n微生物细菌总数：《水和废水监测分析方法》500—502页总大肠菌群：《水和废水监测分析方法》502—505页水生生物浮游植物：《环境监测技术规范》6页浮游动物：《环境监测技术规范})8页着生生物：《水和废水环境监测分析方法》469-471页底栖动物：《水和废水环境监测分析方法》471-475页\n该项目是用群栖的鹭科水鸟——小白鹭作为指示生物,来评估中国和巴基斯坦境内湿地污染水平及其影响这项欧盟与发展中国家科技合作项目是由江西省科学院、意大利帕维亚大学、西班牙巴塞罗那大学、巴基斯坦农业研究中心等单位共同完成的。\n其内容包括:分别从受工业污染的湿地、农业污染的湿地以及相对未受污染的湿地上,采用非侵害方式采集雏鸟羽毛、鸟卵和捕食物样品进行化学分析,以确定污染物和污染程度,通过观测小白鹭的生态行为学变化,确立种群和生态系统受污染的程度。\n通过指示生物来监测环境质量能清晰准确地揭示出污染对人类健康的潜在威胁,是传统环境监测的一项突破。这一研究成果对指导控制污染的湿地保护政策的制定,为强化污染控制力度等提供重要依据。据了解,目前有关部门正在着手制定具体措施,将这一研究成果用于沿海和内陆的湿地管理\n生物评价:是指用生物学方法按一定标准对一定范围内的环境质量进行评定和预测。通常采用的方法:指示生物法生物指数法种类多样性指数法等\n2.对污染环境的生物净化大气污染物的生物净化水体污染的生物净化\n大型人类活动对环境的影响三峡工程南水北调\n三峡工程\n\n南水北调\n\n生态工程“生态工程是利用生态系统中物种共生与物质循环再生原理及结构与功能协调原则，结合结构最优化方法设计的分层多级利用物质的生产工艺系统。生态工程的目标就是在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥物质的生产潜力，防治环境污染，达到经济效益与生态效益同步发展”-----马世俊\n生态工程案例农业生态工程污水处理生态工程生态工业与生态工业园区\n\n生态工业与生态工业园区生态工业：指仿照自然界生态过程物质循环的方式来规划工业生产系统的一种工业模式在生态工业系统中各生产过程不是孤立的，而是通过物质流、能量流和信息流互相关联，一个生产过程的废物可以作为另一过程的原料加以利用。生态工业追求的是系统内各生产过程从原料、中间产物、废物到产品的物质循环，达到资源、能源、投资的最优利用。\n生态工业园区介绍我国：贵港国家生态工业（制糖）示范园区蔗糖厂制糖厂酒精厂热电联产系统造纸厂环境综合处理原料废糖蜜蔗渣蔗髓电力电力电力电力电力废气废水\n丹麦：Kalunborg生态工业园区英国：生态工业园区美国：Chattanooga工业生态园Choctaw生态工业园区生态工业园区介绍\n丹麦：Kalunborg生态工业园区该园区以发电厂、炼油厂、制药厂和石膏制板厂4个厂为核心企业，把一家企业的废弃物或副产品作为另一家企业的投入或原料，通过企业间的工业共生和代谢生态群落关系，建立“纸浆—造纸”、“肥料—水泥”和“炼钢—肥料—水泥”等工业联合体。\n\nKalunborg的工业共生仍在不断进化，其成功提示着人为创造这种副产品交换网络的可能性。\n英国：生态工业园LondonderryEco-IndustrialPark,UKKnowsleyPark,UKCreweBusinessPark，UKTraffordPark,UK\n美国：改造型的Chattanooga生态工业园区。田纳西州小城Chattanooga曾经是一个以污染严重闻名全美的制造业中心。\n在该园区，以杜邦公司的尼龙线头回收为核心推行企业零排放改革，不仅减少了污染，而且还带动了环保产业的发展，在老工业区发展了新的产业空间。其突出特征是通过重新利用老工业企业的工业废弃物，以减少污染和增进效益。而今，旧钢铁铸造车间已变成一个用太阳能处理废水的生态车间，而旁边是利用循环废水的肥皂厂，紧临的是急需肥皂厂副产物做原料的另一家工厂，这样有可能建立起一个完整的生态工业网络。这种革新方式对老工业区改造很有借鉴意义，并且更能适应老工业企业密集的城市\n美国：全新型的Choctaw生态工业园区基于俄克拉何马州大量的废轮胎资源，采用高温分解技术可将这些废轮胎资源化而得到炭黑、塑化剂和废热等产品，进一步可衍生出不同的产品链。这些产品链与辅助的废水处理系统一起构成一张工业生态网。其特点是基于园区所在地丰富的特定资源，采用废物资源化技术构建出核心工业生态链，进而扩展成工业生态网。\nChoctaw生态工业园区