环境生态学总结

第一讲绪论1、环境生态学的研究内容和任务：1）人为干扰下生态系统内在变化机理和规律；2）生态系统受损程度的判断；3)解决环境问题的生态对策；4）维护生物圈的正常功能。第二讲环境与生物系统1、地球的结构：地球的肌肤——土地；地球的血液——河流；地球之肾——湿地；地球之肺——森林；地球的人造系统——城市。2、生态系统类型及分布：1）陆地生态系统（包括森林生态系统、草地生态系统、荒漠生态系统、苔原生态系统）；2）湿地生态系统（陆地和水域的过渡类型）；水域生态系统（包括海洋生态系统和淡水生态系统）3、陆地生态系统的分布规律：纬度地带性、经度地带性、垂直地带性。4、森林生态系统的分布规律：1）生物种类多；2）系统稳定性高；3）物质循环的封闭程度高；4）生产效率高。森林生态系统的功能：1）具有综合的环境效应；2）调节气候；3）涵养水源，保持水土；4）作为生物遗传资料库。5、湿地生态系统是指地表过湿或常年积水，生长着湿地植物的地区。湿地是开放水域与陆地之间过渡性的生态系统，它兼有水域和陆地生态系统的特点，具有独特的结构和功能。湿地生态系统的功能：1）天然的基因库；2）潜在资源；3）净化功能；4）气候和水文调节功能。第三讲生态系统与环境安全1、生态系统的定义：凡任一地段内所有生物和其所在的物理环境可导致能量流动，形成一定的营养结构、生物多样性和物质循环，便称为一个生态系统。2、生态系统的功能：生态系统具有有机体的一系列生物学特性，总是处于不断发展、进化和演变之中，具有生物生产、物质循环、能量流动和信息传递等系统功能。（能量流动：十分之一定律）3、生态平衡：生态系统的结构和功能长期处于稳定状态，在遇到外来干扰时能通过自我调节恢复到原来的稳定状态。（自然生态系统与人工生态系统对照：脆弱的人工生态系统）4、生态平衡的特征：（1）1.生态系统中物质和能量的输入、输出相对平衡；（2）在生态系统整体上，生产者、消费者和分解者构成完整的营养结构；（3）生物种类和数量相对稳定；（4）与周围其它生态系统相协调。5、生态平衡的调节：（反馈机制）根据系统的输出信息返回对系统进行控制，分为正反馈和负反馈。（1）抵抗力：生态系统抵抗外界干扰并维持系统结构和功能原状的能力；（2）恢复力：生态系统抵抗外界干扰并维持系统结构和功能原状得能力。6、环境安全：（1）防止由于生态环境退化对经济基础构成威胁，主要指环境状况低劣，自然资源减少和退化削弱了经济可持续发展的支撑能力。（2）防止由于环境破坏和自然资源短缺引发人民群众的不满，特别是环境难民的产生，从而导致国家的动荡。第四讲生态因子对生物的作用1、环境因子：1）气候因子，包括光、温度、大气、水分等；2）土壤因子，包括包括有机质、结构、质地、理化性质、微生物等；3)地形因子，包括海洋、陆地、山川、湖沼、平原、高原、海拔、经度、纬度等；4）生物因子，包括动物、植物和微生物；5）人为因子，主要指人对自然资源的利用所造成的不利影响。2、生态因子：1）光因子；2）温度因子；3）水分因子；4）大气因子；5）土壤因子；6）生物因子；7）地形因子。3、生态因子作用于生物的规律：（1）耐性定律：生物对其生存环境的适应有一个生态学最小量和最大量的界限，生物只有处于这两个限度范围之间生物才能生存，这个最小到最大的限度称为生物\n的耐受性范围。生物对环境的适应存在耐性限度的法则称为耐受性定律。（2）最小因子定律：植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素。其基本内容是：低于某种生物需要的最少量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。1、光补偿点：植物的光合强度和呼吸强度达到相等时的光照度值。在光补偿点以上，植物的光合作用超过呼吸作用，可以积累有机物质。光饱和点：在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值后，光合强度不再继续提高时的光照度值。2、温度因子作用于生物的规律：（1）耐性定律；（2）阿伦定律：生活在寒冷地区的恒温动物，其体表的突出部分趋于缩短，而生活在热带地区的恒温动物，其体表的突出部分相对较长；（3）贝格曼定律：在同种动物中，生活在较冷气候中的种群其体型比生活在较暖气候中的种群大。3、地形因子是间接生态因子。能使能量和物质重新进行分配。地形因子对动植物的影响，主要表现在山脉的走向、山体的整齐程度、河流的走向。第五讲生物对环境的适应和影响1、自然选择：自然选择在自然界里广泛存在着，是一个复杂的自然现象，类型主要有：1）稳定性选择；2）单向性选择；3）分裂性选择。2、适应包括趋同适应和趋异适应。1）趋同适应是指不同的生物长期生活在相同的环境中，会产生相同或相似的适应方式和形态特征。例如：生活在水环境的鲸鱼有类似鱼类的纺锤形体型和类似鱼鳍的前肢。2）趋异适应是指同一种生物长期生活在不同的环境中，会产生不同的适应方式和形态特征。例如：蓖麻在我国北方是一年生的高度草本植物，而在南方却呈树状的多年生植物。3、生物对环境的适应性类型：（1）形态构造的适应；（2）行为适应（包括运动、繁殖、迁移和迁徙、防御和抵抗）；（3）营养适应；（4）生理适应（包括生物钟和休眠）。4、种群的定义：种群是在特定时间和一定空间中生活和繁殖的同种个体的总和。5、种群的特征有空间、数量和遗传三个基本特征。1）空间特征：组成种群的每个有机体都需要有一定的空间来进行繁殖。因此，在这个空间中要有供生物有机体所需食物和各种营养物质，并能与环境进行能量和物质的交换。不同种的有机体对空间的要求不相同。2）数量特征：种群数量有两种表示方法。单位面积（体积）内的个体数量称为种群密度；单位面积（体积）内个体的鲜重或干重也称为种群密度。3）遗传特征：一个种群中的生物具有一个共同的基因库，以区别其他物种，但并非每个个体都具有种群中贮存的所有信息。这种特征在进化中表现出生存者更适应变化的环境，即适者存，不适者亡。6、阿里氏定律：集群后的动物有时能增加存活率，降低死亡率，其种群增长情况较密度过低时大，也就是说种群有一个最适的密度，种群密度过高或过低都不利于种群的增长，都可能对种群增长产生抑制作用，这种规律称之为阿利氏规律。7、种群的繁殖策略：（1）K-选择型：在热带雨林的气候条件稳定，自然灾害较为罕见，动物的繁衍有可能接近环境容纳量，故在稳定的环境中，谁能更好地利用环境承载力，达到更高的K,对谁就有利。（2）r-选择型：在环境不稳定的地方和自然灾害经常发生，只有较高的繁殖能力才能补偿灾害所造成的损失。故在不稳定的环境中，谁具有较高的繁殖能力将对谁更有利。8、群落：生物群落是指在一定时间内，居住于一定区域或生境内的各种生物种群的集合。9、生态位理论：生态位是指每个物种在群落中的空间和时间位置及其机能关系。也就是说，生态位就是群落内一个种与其他种相关的位置，它是用于概括说明某物种究竟是怎样生活在生态环境之中的。第六讲人类对环境的干扰\n人类对环境的干扰主要表现在环境污染、过度索取和肆意妄为三个方面。1）环境污染，三大全球性环境问题的生态影响；区域性环境污染的生态影响（包括水体污染、大气污染、土壤污染和物理性污染）；2）过度开发，草场过度放牧；地下水过度超采；野生动物过度猎杀；野生植物资源的过度砍挖；3）肆意妄为，随意改变自然界的本来面貌——移山填海；随意干涉自然界的运行——水利工程的大量兴建；随意引进物种——物种入侵。第七讲生物修复1、生态环境质量评价技术规定：评价指标：（1）生物丰度指数；（2）植被覆盖指数；（3）水网密度指数；（4）土壤退化指数；（5）污染负荷指数。2、生物修复：是指利用【生物】将土壤、水体和大气中的污染物降解或去除，从而修复受污染环境的一个受控或自发进行的过程（生物修复的主体是参与修复的生物类群）。3、生物修复的分类：1）根据利用的生物类群分为为生物修复、植物修复和动物修复；2）根据人工干预的程度分为自然生物修复和人工生物修复（原位修复和易位修复）；根据被污染的环境分为土壤生物修复、水体生物修复（海洋生物修复、湖泊生物修复和地下水生物修复）和大气生物修复。第九讲联合生物修复技术1、人工湿地是通过人工控制改善天然湿地受植物、基质、微生物和气候等多种因素影响而不可控的缺点，充分发挥各种因素的效能，尽可能好地提高湿地对污染的去除效果。2、人工湿地具有“一高四低”的特点：效率高、投资低、运行费低、维护所需技术水平低、能耗低。3、生物浮床也称人工浮岛，生物浮岛，是一种新兴的人工湿地污水处理系统，它利用有机或合成材质作为载体漂浮于水面，其上栽植植物，用以形成生物群落来改善水域生态环境。浮床植物通过根部的吸收、吸附作用和物种竞争相克机理，削减水体中的氮磷及有机、有毒物质，净化水质。4、人工湿地与生物浮床比较：生物浮床——可放可收，不受水位限制，不造成河道淤积，只占水面不占地，特别是运行高效，可为我国经济发达地区水质的改善提供可能。第十讲生态恢复1、生态恢复的理解：1）恢复，人为使生态系统尽可能恢复到人类干扰自然以前的状态；2）修复，重建生态系统的结构和功用成份，而不必达到对原状态的彻底复原；3）治疗，人为把污染物从一个污染区清除出去的过程。如焚烧净化土壤中油污染；4）改造，修建或改造原来的受损生态系统，可能改变用途，如矿山复垦；5）再创造，在无可救药的土地上建造一个全新的体系。2、生态修复技术：（1）客土喷播技术；（2）金字塔技术；（3）香根草的应用；（4）以自然之力恢复自然。第十一讲可持续发展+清洁生产1、可持续发展是既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。2、可持续发展的内涵：1）持续发展鼓励经济增长；2）可持续发展的标志是资源的永续利用和良好的生态环境；3）持续发展的目标是探求社会的全面进步。3、清洁生产是将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。包括清洁的原材料、清洁的生产过程和清洁的产品。4、清洁生产与生态环境的关系：将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。包括清洁的原材料、清洁的生产过程和清洁的产品。第十二讲生态工程1、生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能协调原则，结合系统最优化方法设计的多层多级利用物质的生产工艺系统。\n1、生态工程的特点：1）实现可再生资源的持续作用；2）因时因地制宜采取多种技术措施；3）自然调节与人工调节相结合；4）专业化与多种经营相结合；5产品无污染、安全性与高效益。2、生态工程设计的原理：（1）生态位原理；（2）限制因子原理；（3）食物链原理；（4）整体效益原理；（5）生物与环境相互适应、协同进化原理；（6）效益协调统一原理。3、生态工程设计的主要内容：1）节律匹配设计；2）人工食物链设计；3）加工链设计。第十三讲工业生态园1、工业的两重性是指工业一方面可以通过物质转化为人类创造大量的物质财富，但另一方面在物质转化过程中有大量的废物进入环境造成毁灭性的环境污染。2、工业生态园是指将产生废物的工业生产过程相衔接,相关企业形成“企业生态链”，在整个工业园区内部形成完整类似大自然的循环体系,从而最大限度地利用自然资源,尽量减少工业废物的排放。3、工业生态园的定义：一个由制造业企业和服务业企业组成的企业生物群落。它通过在包括能源、水和材料这些基本要素在内的环境与资源方面的合作和管理,来实现生态环境与经济的双重优化和协调发展,最终使该企业群落寻求一种比每个公司优化个体表现就会实现的个体效益之和还要大得多的群体效益。4、两个工业生态园实例：（1）自主实体共生；（2）附和实体共生。第十四讲自然保护区1、自然保护区是指是指对有代表性的自然生态系统、珍稀濒危野生植物物种的天然集中分布区、有特殊意义的自然遗迹等保护对象所在的陆地、陆地水体或者海域，依法划出一定面积予以特殊保护和管理的区域。2、自然保护区类型：1）生态系统类自然保护区；2）野生生物类自然保护区；3）自然遗迹类自然保护区。3、建立自然保护区的意义：（1）储备物种；（2）开辟科研、教育基地；（3）保留自然界的美学价值。4、自然保护区的分区划分：（1）核心区，被缓冲区所包围，区内主要为原生性生态系统，或者是珍稀濒危动植物的集中分布地或繁殖区。禁止任何单位和个人进入。（2）缓冲区，位于核心区的外围，区内由一些可能恢复为原生性的植被地段所组成。只准进入从事科学研究观测活动。（3）实验区，缓冲区外围划为实验区，可以进入从事科学试验、教学实习、参观考察、旅游以及驯化、繁殖珍稀、濒危野生动植物等活动。