环境生态学期末复习资料.doc

1、07 级环境工程环境生态学期末复习资料1环境生态学期末复习资料（说明：宋体是要掌握的，楷体要知道）第一章 绪论1、生态圈的定义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2、生态圈的结构（1）生命系统 生物圈：地球上所有生物存在的空间； 地表以上达 23km 高空,地表以下可延伸到 12km 的深海。（2）生命支持系统 生命系统生存所需的必要条件：大气圈；水圈；岩石圈；能量。3、生态圈运行的主要特点生态圈运行的主要能量来源于太阳能生态圈的物质是封闭循环的生态圈是具有自我调节和控制的自持系统生态圈具有优化演进方向的能力4、环境问题的定义与分类（1）定义：所谓环境问

2、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，对自然环境破坏或污染所产生的危害人类生存的各种不利的反馈效应。 （2）类型：两大类一是不合理地开发和利用资源而对自然环境的破坏以及由此产生的各种生态效应，即通常所说的 生态破坏问题;二是因工农业生产活动和人类生活所排放的废弃物造成的污染，即 环境污染问题。 5、环境生态学的定义：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，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。 6、环境生态学的形成与发展1）环境生态学产生于 20 世纪 60 年代初。美国海洋生物学家蕾切尔卡逊发表了寂静的春天 ，为环境生态学的启蒙之著和学科诞生

3、的标志。 2）20 世纪 70 年代， 增长的极限的发表，是环境生态学发展的初期阶段的主要象征。为环境生态学的理论体系奠定了基础。3）1972 年，联合国人类环境会议在斯德哥尔摩召开，大会通过的人类环境宣言 只有一个地球 对一个小小行星的关怀和维护发表，促进了环境生态学理论体系的完善和发展。 4）1987 年，B.福尔德曼出版了第一本环境生态学的教科书，对环境生态学的发展起了积极的推动作用。5）世界环境与发展委员会(WCED)于 1987 年提交了题为我们共同的未来的研究报告。环境生态学已由学科理论体系的完善和成熟，发展到理论指导下的实际应用的新阶段。 7、环境生态学主要研究范畴：人为干扰下生

4、态系统内在变化机制和规律研究；生态系统受损程度及危害性的判断研究； 各类生态系统的功能和保护措施的研究； 07 级环境工程环境生态学期末复习资料2解决环境问题的生态学对策研究；8、环境生态学学科任务及研究进展1）主要任务研究以人为主体的各种环境系统在人类活动的干扰下，生态系统演变过程、生态环境变化 y 的效应以及相互作用的规律和机制，寻求受损生态环境恢复和重建的各种措施。 2）研究进展人为干扰的方式及强度的识别；退化生态系统的特征判定；人为干扰下的生态演替规律；受损生态系统恢复和重建技术 ；生态系统服务功能评价；生态系统管理；生态规划和生态效应预测9、生态学发展简史，可概括为以下四阶段(1)奠

5、基阶段；(2)建立初期；(3)发展及成熟期；(4)生态科学体系的兴起10、环境科学：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。11、环境科学主要研究内容：人类与其生存环境的基本关系；污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程及规律 ；环境污染的危害 ；环境质量的调查、评价和预测 ；环境污染的控制与防治 ；自然资源的保护与合理使用 ；环境质量的监测、分析技术和预报；环境规划 ；环境管理 第二章生物与环境12、A、物种是适应环境的产物 遗传变异 自然选择B、环境：环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接、间

6、接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。环境由许多环境要素构成，这些环境要素称环境因子。 13、环境：主体周边相关客体的结合1）环境总是针对某一特定主体或中心而言的。2）客体可以是物质的、精神的和运动的。周边包含地域和非地域的概念，根据主体的影响能力，有一定的“辐射半径” 。14、依照主体（中心事物）的差异，区分环境类型：动物的环境；植物的环境；人的环境；城市环境；建筑物的环境；地球的时空环境；小区环境；居住环境；投资环境；教育环境；生产环境；办公环境；创业环境；政治环境；科研环境15、现代生态学中的环境：原生的自然环境；半自然环境；社会环境；既包括自然环境(未经破坏的天然环境)，也包括

7、人类作用于自然界后所发生变化了的环境，以及社会环境。 16、环境的类型1） 、按环境的主体分 、以人为主体：其他的生命物质和非生命物质为环境要素，称为人类环境 以生物为主体：生物体以外的所有自然条件为环境，生态学书刊上所采用的分类方法2） 、按环境的性质 自然环境；半自然环境；社会环境 3） 、按环境的范围大小 宇宙环境： 是指大气层以外的宇宙空间。由广阔的宇宙空间和存在其中的各种天07 级环境工程环境生态学期末复习资料3体及弥漫物质组成。地球环境： 是指大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈。区域环境： 是指占有某一特定地域空间的自然环境，它是由地球表面的不同地区，五个自然圈层相互配

8、合而形成的。不同地区，由于其组合不同产生了很大差异，从而形成各不相同的区域环境特点，分布着不同的生物群落。微环境： 是指区域环境中，由于某一个(或几个) 圈层的细微变化而导致的环境差异所形成的小环境，如生物群落的镶嵌性就是微环境作用的结果。内环境： 是指生物体内组织或细胞间的环境。17、植物与环境因子的关系第一层：植物生长所必需的环境因子(例如，温、光、水等) 第二层：不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子(例如，风暴、火山爆发、洪涝等)第三层：存在与发生受植被影响，反过来又直接或间接影响植被的环境因子(例如，放牧、火烧地等)18、光的性质波长 1504000nm,分紫外光、可见光和红

9、外光三类，波长在 380760nm之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是 380700nm 之间。绿色植物的光合作用是太阳能以化学能的形式进人生态系统的唯一通路，也是食物链的起点。本身又是一个十分复杂的环境因子，太阳辐射强度、光质及光的周期性变化对生物的生长发育和地理分布都产生着深刻的影响，而生物本身对这些变化的光因子也有着极其多样的反应。 19、光照强度与植物的光合作用1）光饱和点：光合作用随光强的增加而增加，当光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加得很少，该处的光07 级环境工程环境生态学期末复习资料4强度即为光饱和点。2）光补偿点 ：光合作用强度和呼吸作用强度相平衡之处为

10、光补偿点。是植物开始生长和进行净生产所需要的最小光照强度。3）植物的光合作用率在光补偿点之前与光强度成正比，但达光饱和点后,不随光强增加。4）水生植物在水中的分布与光照强度有关。光在水体中的穿透性限制着植物在水体中的分布植物只有在透光带内，它的光合作用量才大于呼吸量，才能正常生长。20、光质对生物的影响及生物对光质的适应1）光合作用的光谱范围只是可见光区(380 - 760 nm )2）生理有效辐射：红、橙光主要被叶绿素吸收，对叶绿素的形成有促进作用;蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素所吸收，将这部分辐射称为生理有效辐射。红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。蓝紫光与青光对植物的生长及幼芽的

11、形成有很大的作用。生活在高山上的植物的茎叶富含花青素，这是因为短波光较多的缘故，也是避免紫外线伤害的一种保护性适应。生长在高山的植物茎干粗短、叶面缩小、毛绒发达也是短波光较多所致。 3）生理无效辐射：绿光则很少被吸收利用，称为生理无效辐射。 4）海洋植物的光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性:海水表层植物色素吸收蓝、红光（蓝光、红光随水深增加很快被水分吸收、散射掉） ；深水植物光合色素有效地利用绿光（深水中只有绿光占较大优势） 。5)可见光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长及发育等都有影响。6)不同动物发展不同的色觉。21、光周期现象：由于分布在地球各地的动植物长期生活在具有一定昼夜

12、变化格局的环境中，借助于自然选择和进化而形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，这就是在生物中普遍存在的光周期现象。 （会） 22、生态因子：是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。23、环境因子作用的一般特征1）环境因子的综合作用自然界任何环境因子都不是独立的。任何一个单因子的变化必然在不同程度上引起其它因子的变化。2）主导因子作用各环境因子的作用不是等价的，在一定条件下，其中必然有一个或两个是起着主导作用的。对生物起决定性作用的环境因子，称为主导因子。3）直接作用和间接作用环境因子既有直接作用，也有间接作用。环境中的地形因子，其起伏、坡向、坡度、海拔

13、高度及经纬度等对生物的作用不是直接的，而是通过影响光照、温度、雨水等对生物生长、分布以及类型起间接作用。4）环境因子的阶段性作用由于生物生长发育不同阶段对环境因子的需求不同，故环境因子对生物的作用也具阶段性 。 5）环境因子的不可代替性和补偿作用环境中各种环境因子的存在都有其必要性，尤其是作为主导作用的因子，如果缺少便07 级环境工程环境生态学期末复习资料5会影响生物的正常生长发育，甚至生病或死亡。所以说生态因子是不能代替的。但环境因子可局部补偿。在一定条件下，某一因子在量上的不足，可以由其他因子来补偿，同样可以获得相似的生态效应。三、环境因子的限制性作用 24、环境因子的限制因子1）生物的生

14、存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，但是其中必有一种和少数几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子，这些关键性的因子就是限制因子。 2）如果一种生物对某一环境因子的耐受范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不太可能成为限制因子;相反，如果一种生物对某一环境因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于变化，那么这种因子很可能就是一种限制因子。 25、Shelford耐受性定律1）Shelford的耐受性定律：生物对每一种环境因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间就是生物对这种环境因子的耐受范围， （称生态幅） 。任何一个环境因子在数量或质量上的不足或过多，接近或达到某种生物的耐受性限度时，

15、就会使该生物衰退或不能生存。2）生物种的耐受性限度图解（据Smith,1980）第三章 生物圈中的生命系统26、生命系统的层次宏观生态学：以个体和群体为中心与环境关系微生态学：以单细胞为中心与环境关系 分子生态学：以生物活性分子特别是核酸分子为中心与分子环境关系27、种群：种群(population)是指在一定空间中同种个体的组合。28、种群参数的一些基本概念绝对密度：单位空间内个体的数量。相对密度: 利用表示数量多少的相对指标表示密度。生态密度：生物实际占有空间内的个体数量。生理出生率：种群在理想条件下所能达到的最大出生数量，又称最大出生率。生态出生率：一定时期内，种群在特定条件下实际繁殖的

16、个体数量，它受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响，又称实际出生率。生理死亡率：最适条件下，所有个体都因衰老而死，这种死亡率称生理死亡率，又称最小死亡率生态死亡率：一定条件下，种群实际的死亡率，又称实际死亡率。 29、种群结构和性比07 级环境工程环境生态学期末复习资料61） 种群的年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。2）生物种群年龄结构的三种基本类型A：增长型种群:呈典型金字塔型，幼年组个体数多，老年组个体数少，种群的死亡率小于出生率，是迅速增长的种群B：稳定型种群: 几乎呈钟形，种群出生率大约与死亡率相当

17、，种群稳定。C：下降型种群: 呈壶形，幼年组个体数少，老年组个体数多，种群的死亡率大于出生率，种群种群数量趋向减少。30、存活曲线1）以年龄（x）为横坐标，以存活数的对数(lgnx )为纵坐标而画成的曲线。一般有三种类型:型：曲线凸型， 幼体和中年个体的存活率相对高，老年个体的死亡率高,如人类、大型哺乳动物、阴性阔叶树种、农作物等。型：曲线呈对角线型，各年龄段的死亡率恒定，如鸟类、水螅、一些阳性树种等。型: 曲线凹型，幼体的死亡率高，成熟个体的死亡率低且稳定。如青蛙、鱼类、草本植物等。31、生命表的分类与种群增长率：A、生命表的分类：动态生命表； 简单生命表；静态生命表；综合生命表；1）动态生

18、命表：根据对同年出生的所有个体进行存活数动态监察资料编制而成。又称为同生群生命表。个体经历了同样的环境条件2）静态生命表：根据某一特定时间对种群年龄结构调查资料而编制的生命表。个体经历了不同的环境条件，假定这些环境条件没有变化32、种群增长模型A、与密度无关的种群增长模型1）种群离散增长模型最简单的单种种群增长的数学模型。方程： Nt1 = Nt 或 Nt = N0 t 是种群离散增长模型中有用的量： 1 种群上升； =1 种群稳定；00种群上升；r=0 种群稳定；r3)如四氯化碳与乙醇对肝脏的联合毒性拮抗作用：两种化学物同时或在数分钟内先后输入机体，其中一种化学物可干扰另一种化学物原有的生物

19、学作用，使其减弱，或两种化学物相互干扰，使混合物的生物学作用或毒性作用的强度低于两化学物输入机体时强度的总和。(1+23)70、污染物在生物体内的吸收：生物体接触的环境污染物通过各种途径透入机体的生物膜（质膜、内质网膜、线粒体膜和核膜等）进入血液与体液的过程。 （1）经消化道吸收：水和食物中的污染物主要通过消化道吸收，其中主要吸收部位在胃和小肠，而肠道粘膜因有微绒毛（增加吸收面积）从而是吸收污染物的最主要部位之一。 （2）经呼吸道吸收：环境污染物经呼吸道的吸收以肺为主。 气体、挥发性液体、气溶胶形态的环境污染物可经呼吸道进入人体。 容易进入血液循环而分布全身 （3）经皮肤吸收：皮肤是一道相当良

20、好的屏障，但也有不少有毒的环境污染物可通过皮肤被吸收，引起中毒。主要通过两条途径：一是表皮；二是毛囊、汗腺和皮脂腺。 71、生物转化：指外源化合物进入生物机体后，在体内酶催化下发生一系列代谢变化的过程。（1）生物活化作用 ：经生物代谢转化，原无毒或毒性小的化合物，被转化成有毒或毒性大的产物，这种转化叫做生物活化( 增毒) 作用。 （2）生物解毒作用 ：有毒的化合物，经生物代谢转化，变成无毒或低毒的产物，这种转化叫做生物解毒( 灭活) 作用。 72、生物转化过程主要包括四种反应和两个阶段（1）四种反应：氧化、还原、水解和结合合应。 （2）两个阶段：第一阶段反应(I 相反应或降解反应) ，主要包括

21、氧化、还原、水解；第二阶段反应(II 相反应或结合反应 ) ，以结合反应为主。 第一阶段的反应中，污染物常会出现一个极性基团，一方面易溶于水，另一方面为下一阶段的结合反应创造条件。结合反应是指进入机体的毒物在代谢过程中与某些内源性化合物或基团发生的生物合成反应。结合反应一方面使毒物分子上某上功能团失活，丧失毒性，另一方面多数毒性经结合反应，其极性(水溶性)增强，脂溶性降低，加速其排泄过程。73、生物富集：指生物或处于同一营养级的许多生物种群，从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物，导致生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象。又称为生物浓缩。生物富集量常用富集系数（浓缩系数，BCF ）

22、表示：BCF= 某种物质在生物机体内的浓度/此物质在环境中的浓度。74、毒物的剂量与毒性（1）毒性 毒性是一种污染物质对生物体造成损害的能力。 毒性高的物质用相对较小数量即可造成损害，毒性低的物质则需较多的数量才呈现毒性 中毒是各种毒性的综合体现。可分为急性中毒、慢性中毒、亚急性或亚慢性中毒。 （2）剂量：指给予生物体或生物体接触的数量、毒物被吸收进入生物体的数量、毒物在07 级环境工程环境生态学期末复习资料18关键器官或体液的浓度。 常以单位体重的数量表示(mg/kg) 。 表示毒物毒性的常用指标参数： 致死剂量（LD ） 绝对致死剂量（LD100）：指能引起一群动物全部死亡的最低剂量。半数

23、致死剂量（LD50）：指能引起一群动物 50%死亡所需的剂量。 最大无作用剂量：一定时间内，按一定方式或途径与生物体接触，未能观察到任何损害作用的最高剂量。最小有作用剂量：能使生物体出现毒性反应的最小剂量。也称中毒阈剂量。效应剂量：某一期限内导致某一特殊反应的毒物剂量或浓度。如繁殖抑制、生长抑制75、环境污染物毒性的评价方法A.一般毒性评价（1）急性毒性评价:一次投给试验动物较大剂量毒物 ,或 24 小时内多次接解,在短期内引起中毒反应的过程。 急性致死毒性试验：评价指标为死亡，常以半数致死剂量表示。（2）蓄积性评价:对一定时间内，机体与小剂量的具有蓄积作用的毒物多次反复接触所表现的中毒现象进

24、行观察评价。用蓄积系数表示，即多次染毒所引起某种效应的总量与一次作用时所得相同效应的剂量之比。亚慢性毒性和慢性毒性评价:分别是在 1/10、大部分生命期间接触低剂量毒物B.特殊毒性评价:采用致突变试验检测化学致突变性（1）细菌回复突变试验:使用鼠沙门氏伤寒杆菌称为 Ames 试验,这种细菌的野生型能自行合成组氨酸或色氨酸和乳糖,其突变体则缺乏这些能力,在相应的营养缺乏培养基中不能生长,若在受试物的作用下,能生长成菌株,则说明受试物使之发生了回变。 （2）染色体畸变分析法（3）微核试验（4）显性致死突变试验（5）姊妹染色单体交换试验76、生态监测的概念和理论依据A.生态监测的概念:利用生命系统各

25、层次对自然或人为干扰引起环境变化的反应来监测与评价环境质量的一套方法和技术体系,是环境质监测体系的重要组成部分.B.生态监测的理论依据生态监测的基础生命与环境的统一性和协同进化生态监测的可能性生物适应的相对性污染生态监测的依据生物的富集能力生态监测结果的可比性生命具有共同特征77、指示生物及其基本特征A.指示生物法：指示生物即对环境中某些物质，包括污染物的作用或环境条件的改变能较敏感和快速地产生明显反应的生物,通过其所作反应可了解环境的现壮和变化.B.基本特征：(1)对干扰作用反应敏感且健康 (2)具有代表性 (3)对干扰作用的反应个体间的差异小、重现性高 (4)要具有多功能 07 级环境工程

26、环境生态学期末复习资料1978、污水生物系统的部分生物学、化学特征第六章 受损生态系统的特征79、受损生态系统的定义 ：生态系统的结构和功能在自然干扰、人为干扰、或两者的共同作用下，发生了位移（改变） ，打破了生态系统原有的平衡状态，使系统的结构和功能发生变化和障碍，并出现了生态系统的逆向演替。80、生态系统的受损类型及其特点1）突发性受损(例：泥石流、火山爆发 ) 时间短、速度快，局部受损严重。 2）跃变式受损(如：酸雨对水生生态系统的损伤 ) 生态系统受到持续干扰，最初不表现明显损伤，破坏性积累到一定程度后突然剧烈变化的一种形式。 3）渐变式受损(例如：使用化肥引起的土壤退化。 ) 在强度

27、均衡的干扰下，缓慢的、不断加重的受损。4）间断式受损：生态系统因周期性的干扰而受到损害的一种形式。 5）复合式受损：生态系统在受损过程中，经历了两种以上的受损形式。 81、受损生态系统的基本特征（1）物种多样性的变化a 关键种消失 共生种和从属种消失； b 适应生境地变化的种类数量增加。 （2）系统结构简单化a 种群特征上：种类组成变化，优势种群结构异常； b 群落层次上，结构矮化，景观破碎。 （3）食物网破裂食物链的缩短或断裂，单链营养关系增多，种间共生、附生关系减弱。 （4）能量流动效率降低a 光能固定作用减弱，能流规模缩小；b 捕食过程和腐化过程弱化，能流损失多。（5）物质循环不畅或受阻

28、07 级环境工程环境生态学期末复习资料20a 物质周转时间变短，周转率降低；b 循环途径不畅或受阻。（6）生产力下降a 光能利用率减弱；b 植物耗能增多，净初级生产力下降；c 次级生产力下降；（7）系统稳定性降低a 组成和结构退化 功能受损 自我维持能力减弱、不稳定 b 结构变化是受损的外在表现，功能衰退是受损的本质。 受损生态系统功能变化是生态系统损伤程度判断的重要标志。82、受损生态系统的修复：A.定义：根据生态学原理，有目的地采取某些措施，是受到损害的生态系统的结构和功能得以恢复和完善，实现生产力高、生物多样性丰富、系统趋于稳定的目的，这个过程被称之为“受损生态系统的修复” B.受损河流

29、生态系统的修复建立沿岸绿化带，加强植被的生态功能 与游憩相结合、与经济效益相结合。人工清淤 枯水季节对泥沙和污染物沉积严重的河流进行人工清淤，清出的污染铺垫在河流两岸，发展沿岸植被。控制污染源 制定河流污染物总量控制目标。科学调控河水流量和流速 加强渔业管理 83、受损湖泊生态系统的修复A 湖泊生态系统的受损及原因：环境污染：如酸雨、工业污染物排放、农药污染等 水利建设：造成江湖阻隔，影响生物通道、水文条件等 过度放养：沉水群落衰退，净化功能下降，藻类大量繁殖 湖泊的富营养化外来种的侵入：如凤眼莲入侵 B、受损湖泊生态系统的修复严禁围湖造田；营造林地；加大人为调节湖泊水位的力度，防止干枯；清淤

30、已有大量淤积的湖泊 84、湖泊富营养化A.富营养化的定义指水体中营养物质特别是 N、 P 过多而导致水生植物(浮游藻类等 )大量繁殖,影响水体与大气正常驻机构的氧气交换,导致水质恶化,鱼类及其它生生物大量死亡,加速水体衰老的过程.一般认为总 P 为 20mg/m3，无机氮为 300mg/m3 时,即可出现富营养化.B.湖泊富营养化危害(1)感官恶化,不利观光；(2) 鱼类窒息或中毒死亡；(3) 影响作物生长(4)水质变劣,净化费用升高；(5)加速湖泊衰亡C.富营养化湖泊的修复：化学方法：如加入化学药剂杀藻、加入铝盐促进磷的沉淀、加入石灰脱氮等，但是易造成二次污染； 物理方法：疏挖底泥、机械除藻

31、、引水冲淤等，但往往治标不治本； 生物生态方法：如放养控藻型生物、构建人工湿地和水生植被。 07 级环境工程环境生态学期末复习资料2185、矿区废弃地的修复方法（1）尾矿的综合利用从废弃物中进一步回收有价元素；作为二次资源制取新形态物质用作井下采空区的填充材料（2）污染土壤的修复（3）植被修复1）立地条件分析植被恢复前，首先调查立地类型，然后土壤的理化性质进行分析。2）植物材料选择调查矿区未受破坏的自然环境中生长植被和受破坏的自然环境中的植被，是植物选择的宝贵线索。选取植物的原则有：生长快、适应性强、抗逆性好；优先选择固氮植物；优选乡土树种和先锋树种；具较高的经济价值和改善矿区环境质量的多功能效益。（4）微生物修复法不仅恢复矿区原有微生物，而且需适当接种其他微生物，以去除污染物。（5）矿区废弃地综合修复综合利用以上修复方法。