1、第六章 全球生态学,一、概念 全球生态学（global ecology）是在人类活动的强度和广度已经发展到对全球环境和生态系统产生深刻影响的背景下形成的，是一门宏观与微观相互交叉、生物学与地学相互渗透的新兴学科。它以研究较大尺度，乃至全球范围的大气圈、地圈、水圈和生物圈组成的复合系统的结构、功能以及变化为目标，重点研究全球变化领域中的基本生态学问题以及它们之间的相互关系，为预测全球生态系统的变化，以及人类采取相应的对策提供理论依据。它既是现代生态学的前沿，又是保护人类生存环境的重要技术支撑之一。,第一节 基本概况,二、全球生态学的发展: 20世纪80年代初逐步形成与发展; 1986年由国际科学
2、联合会(ICSU)发起并组织的国际地圈生物圈研究计划(IGBP)是科学家们在全球范围内开展生态学研究的里程碑; 1989年由Rambler、Margulis&Fester编著的“Global Ecology”一书是最早论述全球生态学的专著之一； 1992年“Global Ecology &Biogeography”在英国创刊，标志着全球生态学领域有了自己的正式刊物；3年后，在英国，综合反映全球生态学研究成果的杂志“Global Change Biology”问世； 从IGBP执行后的第10年开始，全面反映全球变化研究成果的IGBP系列从书14卷陆续出版发行；最近几年，全球变化的生态学研究发展到
3、了白热化的程度； 1999年，另一国际刊物“Global Change Science”在美国问世；IPCC于1990、1995年和2000年分别出版发行“Global Change”反映了不同时期科学家们研究全球变化及其响应的最新结果，是研究全球生态学问题的权威著作。,1.全球变化（global change）: 由于人类活动直接或间接造成的，出现在全球范围内，异乎寻常的人类环境变化就是全球环境变化，简称全球变化。全球变化的主要现象有温室气体浓度的增加；全球氮循环的变化；臭氧层变化；全球气温升高；海平面上升；土地覆盖变化；生态系统及生物多样性的变化等。,三、全球生态学的研究内容： 全球变化领
4、域中的基本生态学问题,2.基本的生态学问题： （1）全球变化与植物生理生态反应； （2）生物入侵与全球变化； （3）生态系统与全球变化的相互作用； （4）生物地球化学循环； （5）生物多样性变化； （6）陆地植被的遥感分析； （7）陆地植被第一性生产力及其地理分布； （8）古气候变化与生态响应； （9）气候变化的适应对策,(1) 大气层和温室效应,大气层的温室气体(NOx、CO2 、 CH4等)如同温室的玻璃，将较多的辐射能截留在地球表层而致温度上升，这种现象称温室效应。,吸收,吸收,辐射,温室 效应,大气 过程,红外辐射,温室气体,NOx、CO2 、 CH4,3. 全球变化的主要现象：,(2
5、) 人类活动和全球氮循环,1909年，Haber用元素合成了氨，在Bosch主导下，到1913年，这一发明以惊人的迅速商业化，从而使得氨的大规模生产成为可能，19世纪50年代后期氮肥施用的迅速推广，到19世纪80年代后期，世界范围内的氮肥使用量增加到近80百万吨（Mt），到90年代后期，已经达到85Mt以上。 90年代中期，世界耕作土地所获得约170Mt 。人类对全球氮循环的改变将：减小相关植物和真菌的多样性，改变植物和共生菌之间的互利共生关系，威胁整个生态系统的健康和稳定；引起水体富营养化，改变环境条件，对生物多样性构成威胁；污染环境，危害人的健康。,(3)土地覆盖和土地利用变化,人类活动主
6、要是农业和城市化使地球上1312的无冰土地发生了变化: 湿地破坏 森林砍伐 河流改道 全球土地利用格局的改变对生物多样性构成严重的威胁.,(4) 人类对大气成份的影响,人类燃料化石燃料增加了大气层的CO2浓度，大气层的CO2浓度的增加可能对全球气候以及从种群到景观水平的生态系统结构和过程产生影响。工业废气和化石燃料的燃烧产生氮氧化物、硫氧化物，可形成酸雨，对生态系统造成危害。,(5) 臭氧层破坏,平流层,中大气层,外大气层,地面,臭氧层,对 流 层,臭氧层遭破坏情况下,臭氧层没有遭破坏情况下,O2UVO+O O3+UV O2+O O+O2O3 O+ O3 2O2,CFCS,O3Cl- Cl O+ O2 ClO + O3 Cl O2+O2 ClO2 + UV Cl- +O2,NOx+O2 O3,
