生态学-精要速览系列

生态学－精要速览系列A引言A1什么是生态学核心概念生态学定义：生态学是研究有机体与环境相互作用的科学。“环境”是物理环境（温度、可利用水等）和生物环境（对有机体的、来自其他有机体的任何影响）的结合体。个体、种群、群落和生态系统：有4个可辨别尺度的亚部分：1）探讨个体对其环境的反映；2）研究单个物种的种群对于环境的反映，和探讨诸如多度及其波动等的过程；3）群落的组成和结构；4）生态系统（群落与环境的非生物成分的结合）内的各种过程，例如能流、食物网和营养物的循环。生态学研究并不局限于“自然”系统－了解人类对自然影响的人工生态系统（例如农田）的生态学也都是研究的重要领域。生物环境即来自其他有机体的影响，如竞争、捕食、寄生和合作。词汇索引Ecology,Definitionof生态学，定义为Peacock孔雀Developmentrate发育率Heritabletrait可遗传特征“Forthegoodofthespecies”对物种有好处ModelsinEcology生态学模型Habitat生境（栖息地）Multidimensionalnichespace多维生态位空间Tradeoffs权衡Constraints约束Evolution进化的Physical物理的Naturalselection自然选择词汇解析Organism生物体\nBioticandabiotic生物性与非生物性Cyclingofnutrients养分循环Abundanceandevolution物种丰富度与进化Energyflow能量流动Foodwebs食物链Comprise包括Availability有效性与可得性A2生态学的认知观生态学是科学：生态学是一们纯科学学科，目标是了解有机体与其环境的相互关系，要分清楚科学观点与生态学知识的政治和社会影响的事件。生态学只有按照进化论才可理解：有机体的多样性，以及其形态学、生理学和行为的变异的丰富性，全都是亿万年进化的结果。“对物种有利”现象并不存在：自然选择将会有利于那些传给大多数后裔的基因，即使这些基因有可能导致物种种群大小的下降。基因和环境都都重要：有机体自己所处的环境，对于它在开放的各种选择中决定取舍上，具有重要的作用。决定有机体构造的基因，同样具有根本的重要性。理解复杂性要求模型：清楚的认识自然物种特异问题，然后形成可以检验的假设是必需的，并以数学的思想方法构造假说常是很有用的。要有分层次的解释：有些现象已经被“解释了”，更进一步的解释也是很好的。有机体具有很多限制：约束基本上有两类：1）物理的；2）进化的。机会是重要的：随机事件在生态学中起关键的作用。机会的作用也与有机体过去进化综合在一起，但它必然位于可预测的生态模式细节的潜在水平之边缘。生态学家心目中的生态学边界：生态学是一门广泛的科学，覆盖着生物和物理环境，数学、化学和物理学都是理解生态学的基本工具。词汇索引Realizedniche实际生态位Mutualism互利共生Competitionandpredation竞争与捕食Environmentalvariation环境变化Bacterialsymbionts细菌共生体Phenotype表型\nPhenotypeplasticity表型可塑性Foragingbehavior觅食行为Starlings椋鸟的Bats蝙蝠的Population种群Oligotrophic贫营养的Rain降雨词汇解析Ecosystem生态系统Molecular分子的Pitfall错误或陷阱Discipline学科Inthelightof根据Species物种Gene基因Complexity复杂性Scales尺度Diagnose判断Multiple多样的B1适应适合度：是个体生产能存活后代、并能对未来世代有贡献的能力的指标。个体的相对适合度是有变化的，这种变化部分决定于个体的遗传区别，部分决定于环境的影响。自然选择：种中具有最高适合度的个体将会对未来世代作出特别高的贡献。如果适合度的差别含有遗传的成分，则后代的遗传组成会有改变。适应：有机体所具有的有助于生存和生殖的任何可遗传特征都是适应。适应性特征可以是生理的或行为的。适应是自然选择的结果。基因型和表型:基因型是个体的遗传组成。表型是各个有机体，它是基因型与环境的相互作用的产物。由于环境对基因型的影响，表型发生变化的能力叫做表型可塑性。词汇索引\nBloodosmolarity血液渗透性Conditions条件Stickycatchfly麦瓶草Tradewinds信风Tolerance耐受Fitness适合度Survivalofthefittest适者生存词汇解析Domain领域Canopy冠层Breach违反Boundaries界限Exclude排除Offspring子孙后代Subsequent后来的Humansuntan人的晒黑Morph单生或群居方式Acidity酸度Salinity碱度B2应付环境变异条件：引起有机体对其反应的、可变的环境因子是条件，例如温度、酸度和盐度。条件是不可能被减少的---它不能被有机体消耗掉。资源：有机体消耗的任何东西，对该有机体而言，就是资源。例如，光是一切绿色植物的资源。环境变异：大多数有机体都必须应付一定时间尺度范围内不断变化着的外界环境。有些环境因子的变化以秒或分计，有些以更长时间如冰河周期。内调节：生物细胞不可能在剧烈的变动环境中运行，因此，有机体要采取行动以限制其内环境的变化。稳态：有机体在可变动的外部环境中维持一个相对恒定的内部环境，称为稳态。大型有机体比小型的更易从其外部环境中退耦。负反馈：大多数生物稳态机制以大致一样的方式起作用；如果一个因子的内部水平太高（如温度或渗透性）太高，该机制将减少它；如果水平太低，就提高它。\n负反馈反应的方向与信号的相反。耐受性：有机体能够应付其外部环境的变化。种的成员能够生存的环境条件上限和下限是种的耐受限度。在此极端中通常不出现生长，但在条件更狭窄的范围内能生长，而适合度最大只能出现在更窄的最适范围内。词汇索引Resources资源Ostrich鸵鸟Osmoregulation渗透调节Cctopuseye章鱼Mycorrhizae菌根Chanceevents随机事件Community群落Spiderbeetle澳洲蛛甲虫Bat,foragingbehavior蝙蝠觅食行为Negativefeedback负反馈Passengerpigeon旅鸽Vertebrateeye,blindspot脊椎动物眼，盲眼词汇解析Parasitism寄生关系Useupordeplete耗尽Fluctuate波动External外表的Elevate提升Utilize利用Dimension维度Prey被捕食者Forage铸造B3生态位生态位：有机体在它的环境中所处的位置，包括它发现的各种条件，它所利用的资源和它在那里的时间。\n栖息地：是它所处的物理环境，例如，温带阔叶林。每一栖息地提供许多生态位。多维生态位：多维生态位：有机体的每一个条件和资源，对于有机体能出现的空间提供一个维度。全面确定所有维度，是多维生态位空间。基础生态位：在没有竞争和捕食出现时，有机体的生态位空间叫做基础生态位。实际生态位：当有竞争和捕食时，有机体所占有的生态位空间是实际生态位，实际生态位始终是基础生态位的一个子集。词汇索引Evolution进化的Physical物理的Naturalselection自然选择Solarspectrums太阳光谱Solarradiation太阳辐射Energyflow能量流动Chemicalproperties化学性质Balance平衡Heathbedstraw石南拉拉腾词汇解析Insectivorous以虫为食的Dashline破折线Hoarybat灰白蝙蝠Illustration图解Performance性能Lethal致命的Dilute稀释的Kidney肾Retinal视网膜C1太阳辐射与气候要点太阳辐射：\n太阳能使地球上的气候产生变化。太阳的能量到达地球上时，高能量的光波被地球吸收，并以热辐射的形式再释放出来。被加热的空气上升，与此同时膨胀。此膨胀吸收了空气中的能量，导致空气温度下降，这个过程称为绝热冷却。地球的风型：地球上主要的风系是由环绕赤道的热空气的上升运动而引起的，从南北而来的较冷空气发替代了热空气，形成了信风。科里奥利（Coriolus）效应（由地球的自转引起）使移动的空气在北半球向右偏转，在南半球向左偏转。南北两半球的信风恰好在赤道北部于热带辐合区（ITCZ）相遇。在南北纬40°地区的高层大气中，发生从西而来的“急流风”。地球两极的冰群增加了地球表面的反射系数（或反照率），降低了空气的升温，产生了一些密集的冷空气带。洋流：风搅动着地球上的海洋，信风将海水掀起海浪冲向大陆，造成海平机的不平衡。例如，北美洲的海平面在西洋一侧比太平洋一侧高一两米，这种差异形成了洋流。因此，如在加勒比海堆聚的温暖海水，沿着美洲海岸向北移动，即墨西哥湾流，然后转向欧洲北部，对欧洲具有显著的增温作用。降雨：潮湿的空气遇冷形成降雨。温暖的空气比冷空气携带更多的水，所以冷却使热空气凝结成小水滴。例如，如果空气在海上流过，然后沿山上升，这空气将以绝热温度递减率冷却，即每上升1000米温度下降6～10℃，这还取决于空气中的含水量，并将导致降雨。空气翻越山后，将下降并被压缩变暖，导致在山的背风面形成雨影。灾害：热带海洋的静止状态可导致风暴。在数天内，温暖海水上方空气的极微小运动，可能被突然升起的一些暖空气柱扰乱，引起海水表面的风卷进不断升起的空气柱中。上升的空气饱含了水分，在上升过程中，空气膨胀并冷却。水蒸汽转变为水滴了，释放凝结热，并提供能量进一步推动此过程，这就可能发展成飓风。C2微气候要点气候的局部变化：全球的温度与降雨图掩盖了局部地区的变化。然而，即使在很小的尺度范围内，也有大量的微气候变化。微气候是动植物生活在其中的气候。热：在温带生态系统中，热的主要储存位置是土壤，白天土壤储存热，夜间作为热量的来源。土壤的热传导（热流标准率测量）决定了热转换速率。物体经历的温度变化是热传导的结果，将随着它的热容量而改变。物质的热容量是1cm3物质上升1℃所需要的热量。\n温度剖面：温度剖面是在地面上的空气中形成的。夜间，地面和庄稼表面迅速冷却，以致于表面变成温度剖面中最冷的部位。因此，形成温度倒置，空气的温度随着高度而增加。白天，地表面是温度剖面中最温暖的部位，在这种状态下，空气的温度随高度而下降。相对湿度：相对湿度是指空气的水蒸气含量，用在那个温度下饱和水含量的比率来表示。水蒸气来自陆地、水和植被的蒸发表面的蒸发。相对湿度的微气候变化甚至能够比所涉及到的温度变化现明显。白天，水蒸气的转运通常是向上的。D1水的特性要点水的化学特性：水是所有有机体普遍的内部介质，构成90%以上的生命性质。水分子是由具有105O角的氢-氧-氢组成，其形状导致有氢的一边显正电荷（正电子），而另一边显负电荷（负电子）。这解释了与物理和化学反应有关的水的许多特性。它也解释了为什么水被吸附到带电的离子上。光线穿透水：可见光穿过水体遵循一个称为“比尔定律”（Beer’slaw）的负指数关系。由于水激烈地吸收了红外线的辐射，太阳光谱的红外线部分随水深增加而急剧耗竭。因此，由于悬浮的固体（泥沙）引起的混浊，将急剧地使可见光衰竭。水和温度：水的两个特性使它特别适合于作为许多生物栖息的一种介质。（i）水有高的热容量（ii）4℃时水的密度最大。高热容量意味着它能吸收热能，而只增加很少的温度。其结果使水生生物减少了受温度波动的影响。在较低温度时，水的密度增加，因而也更重，最大的密度发生在4℃。因此，冰浮在水上，水体从上向下冻结。这种现象保护了水生生物，因为冰作为一种绝热体，阻止下层水的温度进一步降低。能量转换和水相：\n在陆地温度中，水很容易从蒸汽转化成液相和固相，同时释放或吸收大量的热。例如，1g水蒸发，大约需要2430J的热量，即汽化潜在热。水蒸气进入空气中直到冷凝，释放出热量2430J/g。当水结冰时，大约335J/g被释放作为熔合热，而雪融化时也需要相同数量的能量。因此，在水的相变化中这些能量的消耗和释放过程，提供了从地球表面和到地球表面的大量热的转化机制。D2植物与水要点土壤水：对于陆地植物，水的主要来源是土壤，它起了蓄水池的作用。当下或雪融化时，水进入蓄水池，并流进土壤孔隙。土壤的水容量上限称为田间持水量（fieldcapacity）。这是土壤孔隙抗地心引力所储蓄的水量。植物不能吸取土壤中储蓄的全部水，因为它们不能产生足够的吸力从更细的土壤孔隙中吸水。因此可利用水的下限是由植物物种的生理特性所决定的，被称为永久萎蔫点（permanentwiltingpoint）——土壤水（soilwater）含量在这个点上，植物枯死，不能恢复。根对水的吸收：根以两种方式从土壤中捕获水：要么水穿过土壤向根移动，要么根生长穿过土壤向水移动。当根以它的表面从土壤毛细管孔隙吸水时，在根的周围产生了水耗竭区。如果根从土壤中吸水很快，资源耗竭区（RDZ）将以一个低速率从周围土壤中接收水，从而限制了水的可利用性，使植物即使在含水丰富的土壤中也可能枯萎。水生植物和水：在水环境中，水显然是随意可利用的。然而，内部体液的渗透压调节可能消耗能量，特别是在盐水环境中。水环境的盐度和与沿海陆地栖息地的盐度，对植物分布和多度有重要的影响。生长在高盐度中的植物，即盐生植物，它们的液泡中累积了电解质，但在细胞质和细胞器官中保持着低浓渡。水的可利用性与植物生产力：降雨量是森林植物生产量的关键决定因子，而在干旱地区，初级生产量随降雨量的增加大致呈一个线形增长。假设一个地区没有土壤的水限制，并完全地被植物覆盖，水从这个地区的蒸发量就是潜在蒸发蒸腾速率（potentialevapotranspirationrate）。这个指标和降雨量之间的差异决定了环境是潮湿的，还是干旱的。D3动物与水要点2-4鱼类的水平衡：\n在水环境中保持水平衡是有疑问的，它是通过渗透调节机制解决的。淡水鱼必须连续地排泄过量的水，因为鱼与它的环境相比，它是高渗透性的（体液的溶质浓度比水的溶质浓度高），它们产生大量的低浓度的尿。生活在海水中的硬骨鱼有相反的问题，它们相对于环境是低渗透性的。海洋硬骨鱼的肾脏排泄极少的尿，主要的功能是去除两价的离子，如像Ca2+、Mg2+和SO。两栖类的水平衡：两栖类的肾功能很像淡水鱼的肾功能。然而在陆地上，脱水对渗透调节是最重要的问题，蛙保存体液是通过膀胱上皮细胞的重吸收水。陆生动物的水保持：陆生动物面对的主要问题是连续地失水，这是供应到组织表面维持潮湿所必需的水。当空气被吸入时，它沿着呼吸道进入肺，和潮湿的呼吸组织相接触。如果潮湿的空气被呼出，水就会丢失。大多数陆生动物呼吸湿度的维持包括了逆流交换（countercurrentexchange）。从肺呼出的气体，在呼出的通道上有一个像逆流的梯度。呼出的气体和呼吸表面间的相互作用，导致水分有效地返回组织。哺乳动物肾脏的水保持：哺乳动物肾脏的水保存能力表现出关键的陆生适应性。尿离开肾脏之前，水在亨利氏袢中被回收。适应于荒漠的哺乳动物，如根格卢鼠，排泄高浓度的高渗尿，它们有极长的亨利氏袢。相反，河狸大部分时间是在淡水中渡过的，它们的肾单位具有很短的袢，产生低浓度的尿。爬行动物的肾脏结构较简单，产生的尿最多也就是与体液等渗。这意味着，尿的溶质浓度与体液的溶质浓度是相等的。E1温度与代谢要点恒温动物和变温动物：按照有机体的体温调节过程有可能对有机体进行分类。一种可能的划分是恒温动物和变温动物。当环境温度升高时，恒温动物保持着大致恒定的体温，而变温动物的体温随环境温度而改变。这种分类的一个问题是，即使是典型的恒温动物也经历了降低体温的时期。在有机体之间，可供选择的另一种划分描述如下。外温动物和内温动物：像植物、爬行动物和原生生物等有机体都属外温动物，它们很大程度地依赖于外来热来提高自己的体温。内温动物是能够在体内产热以升高体温的有机体。鸟和哺乳动物属于这一类。热中性区（thermoneutralzone）是环境的温度范围，在这个温度范围内，内温动物仅使用一个最小的代谢率以维持恒定的体温。环境温度离热中性区越远，内温动物维持恒定体温消耗的能量越多。热交换：所有的有机体从它们的环境中得到热，也将产生的热散失到它们的环境中。种种生理学和行为学的机理被用于调节体热。尽管有这些机理，外温性动物的体温还是明显地随环境条件而改变。\n温度阈：高湿可能导致酶失活或代谢组分不平衡，例如植物的呼吸作用快于光合作用而导致死亡。然而高温对外温动物最普遍的影响是引起脱水。所有陆生外温动物必须保护水，但在高温下失水率能够成为致死因子。不同物种对低温的耐受性有很大的差异，这与结冰、寒冷和坚硬的过程有关。温度低于-1℃时很多物种被冻死，这是由于细胞内冰晶形成的损伤效应；那些生活在整个冰冻冬天的种，经常是处于一种有抵抗力的休眠时期，这是它们生命周期中的一个阶段。E2对温度的响应要点温度和酶反应速度：酶催化反应的速度随温度而增加。在外温动物中这意味着在较高的温度中代谢活力更快。温度系数（Q10）是温度升高10℃对代谢速度影响到的指数，经常大约为2.0。发育和生长的速度：在非致死温度范围内，温度对外温动物最大的影响很可能是影响了发育和生长的速度。当用发育速度对体温做图时，存在着一个直线相关的温度范围。“生理时间”是将温度和时间相结合的一个测量，应用于外温动物，它反应了这些有机体的生长和发育依赖于环境温度及时间。驯化和气候驯化：温度能够作为一种刺激物起作用，决定有机体是否将开始发育。春化法是通过低温诱导开花。有机体在实验室里暴露到较高（或较低）的温度能够改变有机体的温度反应。有机体对实验环境条件变化产生的适应性反应称为驯化（acclimation）。有机体对自然环境条件变化产生的生理适应性反应称为气候驯化（acclimatization）。E3温度与物种分布要点物种分布与温度：地球上主要生物群系的分布反应了主要的温度带。然而当考虑物种分布的时候，很难归结于温度的作用。在某些情况下，一个物种的分布界限能够归结于阻止物种生存的致死温度。然而，种的分布限与等温线间相一致，是一种更广泛分布的相关类型。等温线是在地图上把具有相同平均温度的地方连结起来的线。总的说来，一个有机体的分布界限不是由致死温度所决定，而是由造成竞争强弱条件所决定。\n对温度的进化反应：温度对个体的影响被进化的变异减弱。阿伦法则（Allen’srule）陈述了来自冷气候中的内温动物与来自温暖气候的内温动物相比，趋向于具有更短的末端（耳朵和四肢）；因此降低了它们的表面积对体积的比率。这个规律有很广的适用性。贝格曼定律（Bergmann’srule）讲述了寒冷地区的哺乳动物比温暖地区的哺乳动物个体趋向于更大，也减低了它们的表面积与体积的比率。这个规律没有广泛的种间的适用性，是由于在测定体重中牵涉到其它的重要因子，但是在种内经常是真实的。F1太阳辐射与植物要点辐射能和光合作用：绿色植物能够利用的惟一能源是辐射能。当叶子截获辐射能时，它能被吸引、反射或者透射。吸收的部分能量到达叶绿体，引发了光合作用，在这个过程中，辐射能被用于转化水和二氧化碳成为糖。太阳辐射包含了不同波长的光谱。然而，仅有一个有限的光谱带对光合作用的有效的。这就是光合活性辐射（PAR）带，对绿色植物是位于380mm到700mm之间。辐射能转换效率：计算光合作用效率是有可能的。作为生物化学过程，光合作用是高效率的；进入反应部位的可用辐射能的35%转化为潜在能量。在植物水平上的真实效率在0.5%和3%之间变化，取决于植物和环境。C3和C4植物：植物光合能力中的主要差别是在C3和C4植物之间。C4植物能捕获CO2，伴随着水的利用效率比C3植物更大，而这优点需要消耗能量。在C4植物中，光合作用率随光强度而增加，而C3植物随光强度增加光合作用渐渐减小。辐射强度的变化：植物很难获得它们完全的光合作用潜能，是由于水短缺和辐射强度的改变。光强度的系统变化是太阳辐射的日节律和年节律。光强度中极少部分的系统变化是因叶子彼此的相对位置引起。植物对辐射的战略和战术响应：植物种间对辐射强度反应的主要战略差异显示为“阳地种”和“阴地种”，它们分别具有适应于高的和低的光辐射范围。同样，植物能够在不同光条件下生长不同的叶子，作为对光环境的部分战术反应。这一点最清楚地在单株植物叶冠内的阳叶和阴叶的结构上看到。光合作用的控制：气孔是为光合作用而吸引CO2的通路。然而，如果气孔张开，允许CO2\n进入叶内，水通过蒸发将离开叶子。在大多数陆地生态系统中，至少在一段时间内，当水的供应短缺时，光合作用控制的某些形式必定启用。植物对这种的困境具有大量的对策回应。光合作用的测量：光合作用速率是总速率的测量，即植物捕获的辐射能，并把它固定到碳的化合物中。光合作用净同化是同化量和呼吸的丢失量之差。因此，净同化在黑暗中是负值，并随PRA增加而增长。在光合作用的同化量等于呼吸消耗量时的PRA强度，称为补偿点（compensationpoint）。G1资源与循环要点营养物资源：群落以形形色色的方式获得和损失营养物。机械风化、化学腐蚀，特别是碳酸化作用，都是重要的过程。矿物质在水中的简单溶解也使营养物从岩石和土壤中获得成为可能。在水流中水可能携带着营养物，给下流地区提供一个重要的资源。大气也提供营养物，特别是二氧化碳和氮。大气中其他营养物可能以湿降落（雨，雪和雾）和干降落（干燥期间的颗粒沉淀物）的方式回到群落。陆地群落营养物预算：有机体吸收的特定营养物微粒可连续地循环，直到营养物最终损失，这里通过许多过程中的任一个过程把营养物从系统中除去。营养物释放可直接到达空气或通过细菌作用（如甲烷）。对于许多元素来说，最重要的丢失途径是在水流中。营养物损失的其他途径包括火灾、庄稼的收获和森林砍伐。水生群落营养物预算：水生系统从小流中得到它们所需的大量营养物。在具有流出口的溪流、河流和湖泊中，水流出是个重要因素。通常，无机营养物置换阶段与营养物固定在循环生物量中的时期是交替进行的。浮游生物在湖泊中的营养物循环中起关键作用。海洋含有温暖的表层水，生活着大多数的植物，还有冷的深层水（占总水容量的90%）。表层水的营养物来源于两方面：（i）深层水的上涌流（组成营养物预算的95%以上），（ii）河流的输入。地球化学：\n地球上的化学元素库存在于各种圈导（compartments）中：在岩石（岩圈）和土壤水、溪流、湖泊或海洋（可组合构成水圈）中。在上述情况下，化学元素以无机形式存在。同时，生命有机体和已死亡及腐烂的有机物质是在含有有机元素的圈层里。研究在这些区域内发生的化学过程和圈层间元素的流动（通过生物过程产生了功能性的改变和影响），称为生物地球化学。全球生物地化循环：陆地植物利用空气中CO2作为光合作用的碳源，而水生植物使用溶解的碳酸化合物（水圈的碳）。呼吸作用把固定在光合产物中的碳，再释放到气圈和水圈的碳圈层中。在全球氮循环中，气相是占优势的，其中，氮的固定和微生物的脱氮作用特别重要。磷主要储存在土壤水、河流、湖泊、岩石和海洋沉淀物中，而硫储存在大气和岩石的组分中。G2植物与消费者要点群落中物质的命运：生命物质的主要基本组成分是碳。当通过光合作用固定CO2，利用太阳能把CO2和水合成糖时，使碳进入群落的营养结构中，这样碳成了净初级生产（NPP）。这就是在光合作用中每单位时间植物积累的总能量。当储存碳的高能量分子最终用于提供工作能量时，碳就以CO2的形式释放到大气中。生产者：自养生物——大多数陆地生态系统的主要生产者，利用太阳能或无机物质氧化作用的能量，使无机分子成为有机分子。在陆地系统中植物是主要的生产者，而浮游植物在开放海洋中最重要。在深水域中，光合产物只在上层部分（透光区）产生，因为光能透入这部分。在更深水域中，光不能透入，故这无光区没有光合作用发生。消费者：植物被初级消费者所食，如草食哺乳动物和昆虫。海洋里，浮游动物以浮游植物为食。这些初级消费者依次又被次级消费者——肉食动物所食，如哺乳动物和蜘蛛。在海洋中，很多鱼类以浮游动物为食时成为次级消费者。分解者：在生态系统中组成生命有机体的有机物质，最终经分解以可被植物利用的形式回到非生物环境中被重新利用。分解者以无生命的有机物质为食，是这个再循环中的有机体。最重要的分解者是细菌和真菌。\nG3土壤形成、特性和分类要点土壤形成：在陆地生态系统的底部是土壤：一薄层由生物和气候改造的地球外壳。土壤提供了栖息地，具有营养物传递系统、再循环系统和废物处理系统。土壤的研究称为土壤学。土壤中的有机体参与了栖息地的形成，是土壤形成中构成五个相互作用的因素之一；其他四个是气候、地形、母质和时间。土壤母质的开始居住者通常是蓝细菌，它能进行光合作用和固定氮。高等植物形成后，土壤变化过程的多样性产生了活的和死的细胞，和土壤有机物南（SOM）的动态混合物。土壤剖面：土壤表面是死亡或腐烂植物部分的枯枝落叶层，下面由完全不同的物质组成的一层或多层。这些层可叫做“层”。层的形成是由于腐烂植物与矿物质土壤的上层相混合。下面的亚土壤是土壤起始形成的地方，称为母质。这种分层的外貌叫做土壤剖面。土壤科学家认为母质以上的土层有三类：A、B和C层。这三层之下是不变的母质。这些以R层著称。土壤剖面是重要生态系统过程中一个即时指标。主要分类大土壤群：在全球范围上，大土壤群在土壤分类中是最容易制图划分的。土壤剖面的颜色和条带用来区分大土壤群。全球土壤图表示了一个粗略的大土壤群图，与气候和植被图很相似。土壤勘测员是以农田或郡县部分为尺度来绘制土壤图。通常只有大土壤群之一会存在。所使用的单位“土系”，是指从相同类型的母质，通过相同类型的结合过程而发展起来的一类土壤，它们的土层在它们的排列和一般特性上是完全相似的。H1种群和种群结构要点种群：\n种群是一定区域内同种生物个体的集合。种群间的边界可以是任意的。种群可以根据组成种群的生物是单体生物还是构件生物进行分类。在单体生物种群中，每一受精卵发育成一单个个体。在构件生物种群中，受精卵发育成一个结构单位，这一结构单位再形成再多的构件和分支结构。然后这些结构可能分裂，形成许多无性系分株。种群大小：对于单体生物种群如哺乳类，其种群大小就是一定区域内个体的数量，非常简单。对于构件生物，如植物和珊瑚，情况就较复杂。对于这些种群，“断片”（无性系分株）或枝条（构件）的数目比不同个体的数量更有意义代表多度。年龄和时期结构：种群的年龄结构是每一年龄阶段个体数目的比率，通常以年龄金字塔图来表示。既不增长也不下降的种群有稳定的年龄分布。增长型的种群有更多的年轻个体，而在下降型种群中年老的个体占优势。当种群经历离散的发育时期（如昆虫的龄期）时，每一时期个体的数目（“时期结构）可以对种群进行有效的描述。对于生长率无法预测的物种（如植物），根据大小分类可能更有意义。I1竞争的性质要点相互作用的分类：个体或物种间的相互作用可以相互作用的机制和影响为基础来分类。关键的种间相互作用是竞争、捕食、寄生和互利共生，而主要的种内相互作用是竞争、自相残杀和利他主义。竞争：竞争是共同利用有限资源的个体间的相互作用，会降低竞争个体间的适合度。竞争即可在利用共同资源的物种间发生（种间竞争），也可在同种个体间发生（种内竞争）。个体或物种的生态位（它所处的环境，利用的资源和它发生的时间）是决定该个体或物种与其他个体或物种竞争程度的关键。大范围的生态位重叠一般导致激烈竞争。种内竞争：当个体对资源的需要非常相似时，竞争会特别强烈。种内竞争是生态学的一种主要影响力，是扩散和领域现象的原因，并且是种群通过密度制约过程进行调节的主要原因。种间竞争：种间竞争发生在利用同样有限资源的两物种之间。极少种能够逃脱其他种与之竞争共同资源的影响。利用性竞争：\n竞争有两种作用方式。在资源利用性竞争方式下，个体不直接相互作用，而是耗尽资源使资源供应不足。由于可利用资源不足而造成适合度下降。干扰性竞争：在干扰性竞争方式下，个体直接相互作用，在一些动物种类中，最明显的是通过打斗，也通过产生毒物（如植物异株克生）进行竞争。在这种相互作用中“败者”适合度下降，可能由于干扰（如受伤或死亡），也或许由于缺乏可用资源。竞争结果的不对称：竞争通常不均等的影响竞争者，一个体的竞争代价远高于另一个体。竞争杀死失败者是很普通的，或通过掠夺资源或通过干扰。M1生活史要点生活史变异：生物的生活史是指其一生中生长和繁殖的模式。不同种类其生活史类型的变异是巨大的。一些种类能活成百上千年，一些个体身体巨大，而另一些则微小。一些生产许多小的后代，而另一些生产后代数量较少，但个体较大。有关这些变异是如何进化而来的问题，是生态学的一个关键。能量分配和“权衡”：让某一生物在出生后短期内达到大型的成体大小，生产许多大个体后代并长寿是不可能的。分配给生活史一方面的能量不能再用在另一方面，所以在不同生活史特性间进行“权衡”是不可避免的。r-选择和K-选择：r-选择和K-选择理论描述了两种明显的生活史对策，该理论陈述，r-选择种类适应使其种群增长率最大，而K-选择种类适应使其竞争性强。这样，r-选择种类发育快，成体小，后代数量多但体积小，世代时间短。与此相反，K-选择种类发育慢，成体大，后代数量少但体积大，世代时间长。尽管有些种类符合这种理论上的两分法，但也有许多种不符合。由于具有更广预测性的更好的模型出现，该理论已过时了。生殖价：年龄x的个体的生殖价（RVx）是该个体马上要生产的后代数量加上预期的其在以后的生命过程中要生产的后代数量。个体的生殖价在出生后必然会上升，然后随年龄老化而下降。个体间生殖价的差异提供了一个强有力的生活史对策预报器。\n生境分类：除r-和K-选择概念外，还存在多种方案划分生境，试图辨别一种连接生境与生活史的模式。生境可在生长与繁殖间利益平衡的基础上划分为“高繁殖付出”和“低繁殖付出”生境。另一种可供选择的方法，“两面下注”考虑生境对不同生长期死亡率和繁殖力相关变化的影响，利用这种影响来预测最适生活史对策。Grime的“CSR三角形”从植物生活史的观点，利用生境干扰（或稳定）程序及其对植物的严峻性来划分生境。滞育和休眠：许多生物在生活史的某一阶段会推迟发育，如种子滞育和马鹿胚胎的植入推迟。这种对策是为躲避不适宜环境的一种适应反应（如在严冬生产幼鹿或发育）。当摄食或其他活动的利益受到限制时，个体也可进入降低代谢活动的时期，如长时间的冬眠或短时间的蛰眠。P1组成成员和过程要点生态系统的概念：1953年Tansley提出生态系统的概念，最初的定义包括一个定义的空间中所有的动物、植物和物理的相互作用。近代生态学家更倾向于从能（量）流、碳流或营养物流来考虑生态系统。生态系统成分：单位面积中活有机体的身体构成了生物量（biomass）的现存量（standingcrop）：单位地（或水）面积的有机体的质量，通常以能量或干有机物质为单位（例如t/ha）。陆地群落大部分生物量是植被。群落初级生产率是初级生产者植物所生产的单位面积生物量的速率。通过光合作用固定的总能量是总初级生产量（GPP），其中一部分从群落丢失于呼吸作用（R）。GPP与R之差称为净初级生产量（NPP），它代表了新生物量的产生速率，并可供异养生物（细菌、真菌和动物）消费之用。被异样生物生产的生物量叫做次级生产量。生态系统与热力学定律：热力学第一定律说明，能量既不能被创造，也不能被破坏。热力学第二定律说明，每一次“转换都导致系统的自由能的减少”。因为能量转换不可能100%的有效，因此异样生物的能量较少，必然比它们所吃的植物更少。生态相互作用的复杂性意味着，以这些热力学定律为基础去构建用于预测的数学模型是不可能的。\n转换效率：净初级生产力通过营养级流动的比例，决定于能量从一级到下一级的利用、通过途中的转化效率。正是三类转换效率的全部知识，是预测能量流动格局的全部要求，那就是消费效率（CE）、同化效率（AE）和生产效率（PE）。消费效率是指一个营养级的有效总生产力（Pn-1）中，后一营养级成员实际消费（被吃掉）部分（In）所占的百分比。同化效率是指一个营养级的消费者吃入消化道的食物能量（In）中，被同化而穿过消化道壁、并成为参加生长或用于作功的有效能量（An）所占的百分比。生产效率是指被同化的能量中（An），加入到新生物量（Pn）所占的百分比。剩留下来的完全以呼吸热量而损失于群落。P3食物链要点营养物流：自养生物同化无机资源，生成有机分子的组件，这些组件成为异养生物的资源，后者又成为另一个消费者的资源。在这种食物链的每一个连接，我们都够辨别出通向下一个营养级的三条途径：分解、寄生和捕食。消费者可能是泛化种（多食性的），吃广范围的猎物种，或者是特化为吃一个种或一组有密切关系的种（单食性的）。营养级间的相互作用：生态系统的一个特征是：占据其各个营养级的种数及种的性质。一个营养级的成员与邻近营养级的成员之间的相互关系可以用食物链来描述。食物链是连接吃与被吃的链，例如，食肉动物到它的最后的植物食物。任何生态系统都有许多食物链，并可以组成食物网。生态系统在能量－营养物网的模式上有很大的变化。下行或上行：曾经有过辩论，地球是绿色的、长满植被的，这是因为食草动物被其捕食者所调节（下行控制，top-downcontrol），而所有别的营养级都是被资源竞争所调节的（上行控制，buttom-up\ncontrol）。这个简单的模型是吸引人的，但是其价值是值得怀疑的。由于植物有防御，食草物种在它们所吃的植物组织的范围方面是受到很大限制的；因此，即使世界是绿色的，它们也可能受到竞争的限制。不仅如此，植物大体上并不受能量的限制，但却受到空间限制，所以任何被食草动物清出的空间，都为更多的植物开放了机会。Q1群落、结构和稳定性要点群落：群落（community）是在相同时间聚集在同一地段上的许多物种种群（speciespopulations）的集合。它的特性是由个体之间的相互作用如竞争（competition）和寄生（parasitism）决定的。群落也能够从更广阔的角度如物种多样性（speciesdiversity）、食物网（food-webs）、能量流（energyflow）和同资源种团（guilds）中种间的相互作用来观察它的特性。群落结构：一个群落的物种多样性取决于群落含有的不同种的数量即种丰富度（thespeciesrichness）和种多度的均匀性（theevennessofspeciesabundance）。多样性指数（diversityindices）可以通过这两个因子计算出来。表达种丰富度和种均匀度综合的另一种方式是通过种的相对多度对种的顺序作图。多样性能够在局域群落（localcommunity）、地区（region）和最广阔的地理尺度（geographicscale）（如大陆）三个不同的空间尺度上测算它。这样就产生了和多样性。群落边界：群落不会突然中断，而是逐渐的过渡到其他群落，因为各个物种是逐渐受到它们的环境耐受力限制的。这一点可以通过梯度分析来得到证明，梯度分析重点在于物种分布重叠区域。分类和排序的统计方法允许群落的边界在这个连续体上重叠。分类技术分出了生态学上不同的物种或地段，获得了客观等级。排序并不是企图勾画出边界，而是根据它们在分布上的相似性而勾画出物种集团或地段。同资源种团：同资源种团是许多占据相似生态位的物种组合的集团；如以阔叶树为食物的许多昆虫就形成一个同资源种团。一些研究已经表明，在一个群落内的某些同资源种团中的总物种的比例是不变的。这就表明也许有某一共同的“规则”在统治着群落结构。群落的复杂性、多样性和稳定性：稳定性有两个组成成分—\n恢复力（resilience）和抵抗力（resistance）。这两个指标描述了群落在受到干扰后的恢复能力和抵御变化的能力。复杂性被认为是决定群落恢复力和抵抗力的重要因素。然而群落越复杂并不意味着群落越稳定。复杂性增加已经显示会导致不稳定。此外，群落的不同组分（如种丰富度和生物量）也许对干扰有不同反应。具有较低生产力的群落（如冻原）其恢复力是最低的。相反，较弱的竞争可以使许多的物种共存，从而减少群落的不稳定性。营养复杂性与稳定性：食物链的长度也许能够影响群落的恢复力。具有不同营养连接水平的许多群落模型，显示复杂性导致恢复力和稳定性下降。然而，这样的研究应该被谨慎地解释，因为真正的群落所具有的特性在零群落模型中并没有被发现。稳定性也依赖于环境状况——一个脆弱的（复杂的或多样的）群落也许能够在一个稳定和可预知的环境中持续下去，而在一个多变的和不可预知的环境中，仅仅简单的和生长旺盛的群落才能够生存下去。R1演替要点演替——经典模型：生态演替是指在一个自然群落中，物种的组成连续地、单方向地、有顺序地变化。这一顺序被称为是一个演替序列，最后达到的阶段称为顶级。早期的演替阶段，具有先锋物种、低生物量和低营养水平的特征。随着演替的进行，群落的复杂性增加，通常在演替的中期阶段，复杂性达到最大。一个中期的演替群落具有高生物量、高有机营养水平和高的物种多样性。自发演替：自发演替的动力来自于生物与它们环境之间的相互作用。原生演替（primarysuccession）发生在新近形成的基质上，如冰川沉积物。先锋物种的营养物的增减和腐殖质的积累为新物种移殖做好了准备。次生演替是由于干扰引起的，如洪水、火灾和人类活动。在这两种自然发生的演替中先锋物种的移殖很快，在较强竞争力的物种入侵之前充分利用空间。耐阴物种（shade-tolerantspecies）成为阴影处的主宰者，它们是一些较慢的移殖者。退行性演替：退行性演替是涉及到移殖和死亡有机后来腐烂分解的自发演替的一种类型。当有机物质降解耗尽了一些资源和制造了其他可以利用的资源的时候，不同的物种就交替地出现和消失。这个过程导致了腐殖质的生产，并且对土壤形成过程起着重要作用。异发演替：异发演替是由外界环境因素引起的，像长期的气候变化（如冰河时期）和环境在短时间内的变化（如沉积物的增加）。群落结构随时间的变化从沉积物芯样的花粉分析来看是十分明显的。演替依赖于物种对环境条件（如盐分）的忍耐性。\n演替过程：演替受三个过程的强烈影响：（i）促进：正在发展的群落所产生的非生物环境变化，允许其他物种的入侵。（ii）抑制：一个阶段的物种抵制后来演替的物种的入侵，以至于入侵仅仅在干扰或死亡后才有可能。（iii）耐受：后期演替的物种的入侵，因为它仍能够忍受较低的资源水平和排斥早期演替的物种。能忍受低资源水平的强竞争的物种，将取代好的机会迁移者而统治顶极群。波动和顶极群落：作为一个地理区域，没有一个单一的顶极群落，但是都有一个连续的顶极类型系列沿着环境梯度变化着。顶极群落是不稳定的，但是它处于一个连续涨落之中。当演替在早期阶段被阻止的时候，朝向顶极的单向演替并不总是发生的。总之，生物量和物种多样性随着演替的进行而增加，但常常在演替中期阶段达到最大，而不是在顶极群落时。S1生态系统格局要点植被与气候：地球植被被明显地分为许多区域或形式，这些区域或形式在很大程度上反映了气候条件。这种分布是由于植物对温度和水分适应的结果。事实上，第一张气候图和标准的Koppen气候分类是建立在植被图基础之上的。Koppen绘制的大的植物分区是我们现在所说的生物群系（Biome）。生物群系表达的是世界上主要的群落类型的划分。生物群系由动植物种类明显的结合以及具有大致相同生活型（lifeform）的植被如杂草或落叶树所组成。群落交错区：在局域和地区范围内，当物种个体沿着环境梯度变化的时候，群落也发生了变化。物种、群落和生物群系的边界是不明显的和非突然断开的，而是模糊的和逐渐的。沿着生态交错区（ecotone）生物群系彼此融合。在这个连续体上植被图勾画出的边界指出了一个生物群系大概从哪结束，另一个从哪开始。温度和分布：\n霜冻的危害也许是限制植物分布的最重要的单一因素。在一些情况下，物种分布的限制很可能是与阻止物种生存的致死温度相关的。在物种的分布限制与等温线之间找出密切的对应关系是很普通的事情。朗基耶尔（Raunkiaer）的生活型分类就是建立在植物的分生组织对霜冻适应脆弱性的基础之上的。S4森林要点基本区域：森林类型依赖于降雨和温度（纬度和高度）。北方针叶森林是寒冷气候与高海拔的象征。温带森林出现在低纬度地区，那里有充足的降雨，向赤道为热带雨林所替代。气候与土壤：北方针叶林具有漫长而寒冷的冬季同时冬季降水很少，夏季降雨很多。土壤是灰壤。温带森林的气候也是季节性的，具有很高的降雨量。土壤发育很好并且肥沃。在热带，森林气候是非季节性的并且温暖，降频繁的大雨。土壤是淋溶的、酸性的和养分贫脊的。主要植被：森林具有达到很高的净初级生产力和高生物量的趋势。北方森林以针叶树种为优势种，这些种类适应于降低的蒸腾蒸散量以及在结冰时组织不损坏。温带森林主要由阔叶落叶种类组成，植被复杂的层次结构导致很高的初级生产力。热带雨林的高生物多样性来自于它们漫长的年龄和复杂的物理环境。森林动物：温带和北方森林养活了食草的哺乳动物（如鹿）和像狼一样的捕食种类。森林对鸟类来说是重要的栖息地，而且在温带森林里，小型的哺乳动物居住在稠密的森林下层。森林生态系统也含有范围很广的专食性和泛食性的食草昆虫。热带雨林支持了巨大的动物多样性，尤其是昆虫、两栖类、爬行类、鸟类和小型的哺乳动物。许多物种是居住在树上的，以吃果实和/或种子为生。环境关系：砍伐热带雨林可以导致生物多样性的丧失，土壤发生水土流失。森林生物多样性代表的是全球有价值的资源，因为许多植物种类具有独一无二的对人类有益的化学特性。砍伐森林能引发全球变暖和发生洪水灾害。许多温带和北方森林正在遭受酸雨的危害。S6盐水生物群系要点基本盐水区域：盐水生物群系包括开阔的海洋、大陆架、潮间带和珊瑚礁、盐水沼泽、潮泥滩和红树林。海洋覆盖了70%的地球表面。物理因素即潮汐、环流、温度、压力（深处的）和光强度决定着生物盐水群落的组成。\n开阔海洋：开阔的海洋是面积最广阔的生物群系，但是它却养分贫瘠，因此，它是生产力低的。表面的有光带，即光可以透过的地方，含有浮游植物和浮游动物。在有光带以下，生存的是食肉和食碎屑的动物，它们依靠来自上面群落的物质为生。光的水平和生产力随深度增加而降低。除了生活在热水排出口区域的繁盛的化学自养细菌群落外，海底或深海底的动物区系是稀少的。大陆架：大陆架支持了最具生产力的海洋生态系统，如海藻林和渔业。多样化的珊瑚礁群落出现在温暖和非常浅的水域。珊瑚是群体动物，这些动物产生了结构复杂的钙质骨架，藻类、无脊椎动物和食草和食肉的鱼类生活在它上面。潮间带：潮间岩石海岸被藻类所主宰。随暴露和离海洋的距离而发生藻类带和动物群落。沙滩提供了一个不稳定的、研磨的（abrasive）和养分贫瘠的基质，这种基质被滤食性的穴居动物所居住，而它们自己又是涉禽鸟类的食物。盐沼、淤泥滩和红树林：盐沼出现在防护区域，具有防护海浪的作用，它主要是由耐盐的高等植物组成。淤泥滩和江河入海口处的淤泥是很细的基质，富含有机物质和低的含氧量。它们很高的无脊椎动物密度养活了鱼类和鸟类种群。红树林在热带区域取代了盐水沼泽，并且支持了丰富的动物区系。环境关系：开阔海洋被用来倾倒许多污染物，这些污染物包括油、污水、碳氢化合物和金属。一些污染物在食物链中被放大而污染鱼类资源。潮间区的娱乐和商业活动已经导致生境的破坏和污染。挖泥、污水污染和过度捕鱼已经引起珊瑚礁的退化。S7淡水生物群系要点主要的淡水和湿地区域：淡水生物群系包括湖泊、河流、酸性沼泽、草本沼泽和木本沼泽。这些系统靠从附近排水区沥滤的水和营养物生存。溪流和河流：溪流和河流的物理特征沿水体长度而有变化。它们从靠近源头窄小湍急，变成河口附近的宽广平缓。植物和动物的多样性和生产量在中部地区通常是最高的，因为那儿的水流速度和河床底质允许大型植物的生长。湖泊和池塘：湖泊的水很少流动或者不流动，使得水体垂直分层，包括表层光照充足而温暖的水和下层黑暗而寒冷的水，湖泊可以是营养充足的（富营养型），或者是营养匮乏的（贫营养型）。\n环境关系：开凿运河、商业开发和污染造成了许多河流下游水生生物和河岸植被的减少，湿地被用于农业，变成了农田和牧场。富营养化由生物或非生物的污染而造成，结果导致植物多样性的减少和藻类的大量生长。这个问题在小湖泊、小池塘以及半封闭系统如英国的Norfolk宽阔河段中尤其显著。V1稀有物种、生境损失和灭绝要点稀有种：稀有性的类型取决于该种的三个属性（Rabinowitz,1981）：（i）地理分布区的大小（大或小）；（ii）栖息地特异性（宽或窄）；（iii）地方种群大小（高或低）。对于任何物种，这些特征中有一个或几个的属性低，证明其某些稀有性。窄的栖息地要求、低的种群密度和地方性都是稀有性的各个方面。许多种是由于其生态学而成为稀有的，另一些种则由于人类活动的结果。扩散能力弱或有固着行为的物种，很可能由于人类因素而成为稀有。稀有种的遗传多种性：数量下降得很低的种会遭受到遗传多样性损失和杂交衰退。为了保证遗传多样性得以维持，要求种长期生存，需要有最小存活种群（MVP）。人们接受的避免交衰退的最好估计值是250～500个体的MVP。精确的确定MVP要求有详细和长期的研究，优先保护栖息地的考虑，常常使得对于遗传多样性的关心有所失色。生境损失和片断化：数目众多的生境，如湿地、草地和森林，面积剧烈地减少，或者被改变，或者受破坏，通常是为了农业。生境的退化导致物种的减少或损失。生境片断化减少了生境面积，使留下斑块之间的距离扩大。通常生境质量较差的这种小斑块，遭受边缘效应，支持与连续生境不相同的种。物种损失的原因是生境面积大量损失和岛屿化过程的加剧。新近分割出的斑块含有的种数，开始可能比长期保持的地区还要多一些，但物种将会从斑块中损失，这个过程叫做松弛（relaxation）。灭绝：灭绝是一个自然过程，但灭绝的步伐和方式由于人类活动而加速。过去的灭绝聚集在地质时间中（如二叠纪和更新世出现的重大灭绝）。灭绝的人为原因包括捕猎、生境破坏和人工引种。IUCN分类的面临灭绝大风险的物种叫做“濒危物种”\n（endangered）。小种群更易于由于直接或间接的日常种群波动的结果而成为濒危物种。种群数量变动和遗传因素相互作用导致灭绝。种群灭绝的概率可以通过种群生存力分析（populationviabilityanalysis,PVA）进行预测。W1空气、水和土壤污染物要点空气污染：空气污染是由人类活动引起的天然与合成的有害物质向大气中的排放。污染物可直接进入大气（初级污染物），或在太阳辐射有影响下于大气中产生（次级污染物）。已表明会给环境和健康带来威胁的主要空气污染物包括氧化氮类、二氧化硫、臭氧和固体颗粒。空气污染也能改变气候以及土壤、湖泊和河流的化学性质。酸雨：欧洲和北美的北温带地区的水体已经遭受到酸雨带来的酸化。酸雨是化石燃烧的结果。化石燃料的燃烧会产生氧化硫类物质（SOx）和一氧化氮（NO），它们能分别和大气中的水分结合而形成硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3）。这种现象称为“酸降”更恰当，因为酸也会以雪、雨和雾的形式从空气中沉降下来。酸雨降低土壤和湖泊的pH，同时酸化也能导致树木的死亡，并使得有毒金属（如铝和汞）从土壤和沉积物中释放出来。水体污染物：水污染分为四类：（i）生物试剂，（ii）溶解的化学物质，（iii）不溶的化学物质和（iv）热。水生态系统的富营养化是无机营养物过剩造成的。水中的有机物质被微生物分解，降低了溶氧水平。溶氧水平可以由“生化需氧量”（biochemicaloxygendemand,BOD）来定量。有机水体污染物中非常重要的一类是多氯联苯族化合物PCBS，这是一组稳定的含氯化合物，对脊椎动物有剧毒。土壤污染：在导致土壤污染问题的一系列化学物质中，卤素（主要是溶剂和杀虫剂）构成了最大的一类。这些化学物质是人工制造的。污染土壤的最复杂的一类化合物包括多聚物，如尼龙、塑料和橡胶。生物除污是利用微生物净化污染土壤的一项技术。