1、第九章 生态保护与生态建设,第一节 生态学研究的基本内容,第二节 生态保护,第三节 生物安全,第四节 生态建设与规划,第一节 生态学研究的基本内容,一、生态学的含义及其发展 1、含义生态学是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的主要分支之一。如果把生物看成是一个生命系统，环境看成是一个环境系统，又可以说，生态学就是研究生命系统和环境系统之间相互作用的规律和机理的一门学科（马世骏，1979）。,第一节 生态学研究的基本内容,一、生态学的含义及其发展 2、生态学的发展特点1）从描述到定量研究,第一节 生态学研究的基本内容,一、生态学的含义及其发展 2、生态学的发展2）从研究个体到群落到
2、生态系统,第一节 生态学研究的基本内容,一、生态学的含义及其发展 2、生态学的发展3）协同进化论的发展,第一节 生态学研究的基本内容,一、生态学的含义及其发展 2、生态学的发展4）学科之间相互渗透与基础科学和应用科学相结合，发展了生态学，扩大了生态学的领域。如：数学生态学、系统生态学、经济生态学等。,第一节 生态学研究的基本内容,一、生态学的含义及其发展 2、生态学的发展5）生态学研究的国际协作联合国教科文组织1970年设立了人与生物圈计划人类历史上第一次将自然科学与社会科学结合起来的大型国际计划,第一节 生态学研究的基本内容,一、生态学的含义及其发展 2、生态学的发展6）宏观与微观相结合,二
3、、生态系统的概念与功能,1、生态系统 （1）生态系统的概念种群（Population）：一个生物物种在一定范围内所有个体的总和。 群落（Community）：在一 定的自然区域中许多不同种的生物的总和 。生态系统（Ecosystem）任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体。,（2）生态系统的组成和作用,生态系统的基本组成部分为：生产者、消费者、分解者和转变者、无机营养分。,生态系统组成的结构框图,（3）生态系统的类型,按生态系统的环境性质和形态特征分： （a）陆地生态系统：自然生态系统（森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等）和人工生态系统（农田、城市、工矿区等）； （b）淡水生态系统
4、：包括湖泊、河流、水库等； （c）海洋生态系统：包括海岸、河口、浅海、大洋、海底等。,一个简化了的陆地生态系统,一个简化了的池塘生态系统,（4）生态系统的结构,构成生态系统的各组成部分，各种生物的种类、数量和空间配置，在一定时期内均处于相对稳定的状态，使生态系统能够各自保持一个相对稳定的结构。主要有形态结构和营养结构。 （a）形态结构：生物的种类、种群数量、种群的空间配置（水平分布、垂直分布）、种群的时间变化。 （b）营养结构：生态系统各组成部分之间建立起来的营养关系。是生态系统能量流动和物质循环的基础。,生产者 （绿色植物）,还原（分解）者 （细菌、真菌）,消费者 （动物）,环境 （土壤、空
5、气、水）,生态系统营养结构模式图,（5）食物链及营养级,（a）食物链和食物网 所谓食物链，就是一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的链锁关系。在一个生态系统中，食物关系往往很复杂，各种食物链互相交错，形成食物网。能量的流动、物质的迁移和转化都是通过食物链和食物网进行的。,一个简化了的陆地食物网,水生生物的生态系统及其物质和能量的流动示意图,（b）营养级 营养级：食物链的各个环节。 生产者为第一营养级，依次是第二、第三、第四营养级，一般不超过七级。低位营养级的能量仅有10（水生系统）被上一个营养级利用。 在数量上，第一营养级就必须大大超过第二营养级，逐渐递减，就造成了生物数目金字
6、塔、生物量金字塔、生产力金字塔或能量金字塔。,（b）营养级 注意： 营养级 之间的能量转化效率约为110，只是针对湖泊等水域生态系统的经验性法则；不同生态系统的能量转化效率差别很大； 森林约为5、草地是 25左右，浮游生物占优势的群落可达50。,2、生态系统的功能,（1）能量流动 （2）物质循环 （3）信息传递,（1）生态系统中的能量流动,（a）通过各级食物链，组成了生态系统的能量流动，并且服从热力学定律。 （b）能量流动的实现途径：光合作用和有机成分的输入；呼吸的热消耗和有机物的输出。 （c）生态系统热力学公式： PgPnR 其中：Pg为食物链某营养级的总产量或输入的能量；Pn为净产量；R为
7、呼吸作用消耗的能量。,（d）能量流动的特点 生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有1.2； 能量只朝单一方向流动； 流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以热的形式散失掉； 各级消费者之间能量的利用率也不高，在520之间，平均起来约为10； 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，才能保持动态的平衡。,（2）生态系统中的物质循环,水循环,（2）碳循环,（3）氮循环,（4）磷循环,4、小结,生态系统是一个主要的生态学单位，它包括生物与非生物成分；并且在土壤、水、 营养物质、生产者、消费者和还原者之间具有某种结构上的相互关系，以适应能量和营养 物质在生物和非生
8、物成分之间进行物质循环和能量流动。,生态系统的功能与通过生态系统各结构成分的物质循环和能量流动相关。这种功能的单位是种群。,流经一个自然生态系统的总能量，取决于植物或生产者所固定的能量。当能量在营养级间逐一传递时，有相当大的一部分作为呼吸热而损失掉。这种情况限制了每一营养级所能维持的有机体的数量和质量。,生态系统有趋于成熟的倾向，在这过程中，生态系统由简单的状态变为较复杂的状态，这种定向性的变化称为演替。,在任何一个生态系统中，环境和能量都是有限的，当一个种群达到生态系统所给于的限制时，种群数量趋于稳定；或出于疾病、竞争、饥饿、低繁殖率等等原因，引起种群数量下降。,环境的改变和波动(如环境的开
9、发和种间竞争)，表现为对种群的选择压力，有机体必须调整以适应这种选择压力，不能适应的有机体便会消失，这可能在一定时间内降低生态系统的成熟性。,生态系统有其历史的状况，现在与过去有关，而未来与现在也有关。,三、生态平衡,1、生态平衡的含义 （1）概念 任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断地进行着，但在一定时期内，生产者、消费者和还原者之间都保持着一种动态的平衡，这种平衡状态就叫生态平衡。在自然生态系统中，平衡还表现为生物种类和数量的相对稳定。,三、生态平衡,1、生态平衡的含义 （2）生态平衡的原因 生态平衡内部具有自动调节的能力。 生态系统的组成成分越多样，能量流动和物质循环的途
10、径越复杂，其调节能力也越强。但是，一个生态系统的调节能力有一定限度的，超出了限度，调节就不再起作用，生态平衡就会遭到破坏。,2、破坏生态平衡的因素,（1）自然原因 主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对人类和生物的有害因素。如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、地震、台风、流行病等自然灾害。,2、破坏生态平衡的因素,（2）人为因素 主要指人类对自然资源的不合理利用、工农业发展带来的环境污染等 。 主要有三种：物种变化引起平衡的破坏； 环境因素改变引起平衡破坏；信息系统的破坏，引起平衡破坏。,第二节 生态保护,一、生态保护的含义及类型 1、含义是以生态学原理为指导，遵循生态规律有意识的对生
11、态环境采取一定的对策及措施进行保护活动。生态保护的关键是应用生态学的理论与方法研究并解决人与生态环境互相影响的问题，协调人类与生物圈之间的相互关系。,一、生态保护的含义及类型 2、类型自然生态系统保护、自然资源的保护、生物多样性的保护、自然保护区的建设与管理、农村生态保护、城市生态保护等。,二、自然保护 1、自然保护的对象：包括12各方面。 2、自然保护的目标中国自然保护纲要，提出四个方面。 3、自然保护区:3类别，9类型,三、生物多样性保护 1、概念 是指地球上所有的生物及其形成的综合体，包括陆地、海洋、其他水生生态系统及其所构成的复合生态系统。或者说生物多样性就是地球上所有生物体和生态环境
12、的丰富性、变异性，包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性。,三、生物多样性保护 2、生物多样性面临的威胁 （1）全球：据世界资源研究所报告，1975-2015年间，每10年间世界有1%-11%的物种灭绝；在过去的2亿年中，每百万年约有90万种物种消亡，平均1.1年灭绝1种物种。,三、生物多样性保护 2、生物多样性面临的威胁 （2）中国 生态系统多样性的破坏：森林面积大幅下降；草原破坏严重；水域生态系破坏严重。 物种多样性破坏 遗传多样性,三、生物多样性保护 3、生物多样性的保护途径 （1）就地保护 （2）迁地保护 （3）离体保护遗传种质资源,第三节 生物安全,一、生物安全的概念在一个特定的
13、的时空范围内，由于自然或人类活动引起的外来物种迁入，并由此对当地物种和生态系统造成改变和危害；人为造成环境的剧烈变化而对生物的多样性产生的有害影响；在科学研究、开发、生产和应用中造成对人类健康、生存环境和社会生活有害的影响等。,二、生物入侵与生物安全 （一）生物入侵的概念是指某种原非本地生产的生物或本地原产但已灭绝的生物侵入该地区的过程，而此物种在自然情况下无法跨越天然地理屏障。,二、生物入侵与生物安全 （一）生物入侵的概念两层含义：1、物种必须是外来的，非本土的。2、该外来物种能在当地的自然或人为生态系统中定居、自然繁殖和扩散、最终明显影响当地生态环境，损害当地生物多样性。,二、生物入侵与生
14、物安全 （一）生物入侵的概况及危害入侵生物类型很多，包括脊椎动物、无脊椎动物、高等植物、低等植物、病原微生物及其媒介等。在美国，大约有入侵生物50000种，其中有害生物占15%。,二、生物入侵与生物安全 （一）生物入侵的概况我国有入侵植物380种，入侵动物40种，入侵微生物23种，据预测每年造成的经济损失有1500亿美元。入侵物种中16种危害最大，分别是紫茎泽兰、薇甘菊、空心莲子草、豚草、毒麦、互花米草、飞机草、凤眼莲、假高粱、蔗扁蛾、湿地松粉蚧、强大小蠹、美国白蛾、非洲大蜗牛、福寿螺、牛蛙。,紫茎泽兰,薇甘菊,空心莲子草,豚草,毒麦,飞机草,凤眼莲,假高粱,蔗扁蛾,强大小蠹,非洲大蜗牛,福寿螺,二、生物入侵与生物安全 （二）生物入侵的危害 使本地物种失去生存空间； 直接杀死当地物种； 释放化学物质，抑制当地物种生长； 降低物种多样性，破坏栖息环境； 影响遗传多样性； 不利于水土保持。,第五节 生态建设与规划,生态建设广义：是指一切有利于防止生态破坏、维护生态平衡、促进生态良性循环的建设。狭义：是指生态环境体系建设和生态物种体系建设。,生态规划生态规划是在自然综合体的天然平衡情况下不作重大变化、自然环境不被破坏和一个部门的经济活动不给另一个部门造成损害的情况下，应用生态学原理，计算并合理安排天然资源的利用及组织地域的利用。,
