第三章 生态学基础

第三章生态学基础生物圈主要由生命物质、生物生成性物质和生物惰性物质三部分组成。 生命物质又称活质，是生物有机体的总和；生物生成性物质是由生命物质所 组成的有机-矿质作用和有机作用的生成物，如煤、石油、泥炭和土壤腐殖质 等；生物惰性物质是指大气低层的气体、沉积岩、粘土矿物和水。由此可见，生物圈是一个复杂的、全球性的开放系统，是一个生命物质 与非生命物质的自我调节系统。它的形成是生物界与水圈、大气圈及岩石圈 长期相互作用的结果。生物圈存在的基本条件是：第一，可以获得来自太阳的充足光能。因一 切生命活动都需要能量，而其基本来源是太阳能，绿色植物吸收太阳能合成 有机物而进入生物循环。第二，要存在可被生物利用的大量液态水。几乎所 有的生物全都含有大量水分，没有水就没有生命。第三，生物圈内要有适宜 生命活动的温度条件，在此温度变化范围内的物质存在气态、液态和固态三 种变化。第四，提供生命物质所需的各种营养元素，包括O2、CO2、N、C、 K、Ca、Fe、S等，它们是生命物质的组成或中介。总之，地球上有生命存在的地方均属生物圈。生物的生命活动促进了能 量流动和物质循环，并引起生物的生命活动发生种种变化。生物要从环境中 取得必需的能量和物质，就得适应于环境；环境因生命活动发生变化，又反 过来推动生物的适应性，这种反应作用促进了整个生物界持续不断的变化。第一节生态学概述一、生态学的概念生态学是研究生物和环境之间相互关系以及生物与生物之间相互关系及 其作用机理的一门科学。生态学诞生至今有100多年历史，出现了许多分支 学科。生态学以一般生物为研究对象，着重于研究自然环境因素与生物的相互关系，单 纯属于自然科学的范畴。而环境科学则以人类为主要对象，把环境与人类生活的 互相影响作为一个整体来研究，从而和社会科学有十分密切的联系。二、生态学的主要研究内容：1、研究生物个体与环境的生态关系；2、研究生物群落与环境的生态关系；3、研究生态系统中生产者、消费者和还原者之间以及环境之间的生态关系，最 终目的是研究和认识环境对生物的作用，以及生物对环境的改造作用，并运用这 些基本原理为人类服务。三、生态学的分支学科按生物类别作为研究对象可分为：生物生态学；人类生态学；动物生态学； 植物生态学；微生物生态学。按环境性质分：湖泊生态学；海洋生态学；岛屿生态学；山地生态学 按生命系统的复杂程度分：个体生态学（生理生态学）；种群生态学；群落生态 学；生态系统生态学。按学科渗透关系分：系统生态学；数学生态学；城市生态学；生态经济学； 地理生态学；化学生态学。按生产性质和任务分：农业生态学；资源生态学；工业生态学。第二节生态系统及其组成一、生态系统的概念生态系统就是在一定的空间内，生物群落与其环境之间通过不断地物质循 环和能量流动而相互作用，相互制约，不断演化，达到动态平衡，形成相对稳 定的统一整体，是具有一定结构和功能的单位。一个生物物种在一定范围内所有个体的总和在生态系统中称为种群；在一 定的自然区域中许多不同种的生物的总和称为群落，在任何情况下，群落都不 是孤立存在的，总是和环境密切相关，相互作用。来自非生物环境的物质和能 量，使群落的生命机能开始动起来，这就使能量和物质在群落内部从一个生物 转移到另一个生物，最终又回到环境中去。群落与环境之间这种互补关系，以 及能量流动和物质循环的机能系统，就是生态系统。生态系统是一个很广的概念，任何生物群体与其环境组成的自然体都可视 为一个生态系统，如一块草地、一片森林都是生态系统。在我们生活的地球上 有无数大大小小的生态系统，大全整个海洋，整块的大陆，小至一片森林，一 块草地、一个小池塘，甚至你家里养着水草的金鱼缸等都可以看成是生态系统， 一个复杂的、大的生态系统中又包含无数小的生态系统，各种形形色色、丰富 多采的生态系统成为生物圈，因此，整个生物圈便是一个最大的生态系统。二、生态系统的组成地球上任何一个生态系统都是由生产者、消费者、分解者和无机环境四部 分组成。其中生产者、消费者、分解者是有生命部分，无机环境是非生命部分， 在生态系统中，生产者、消费者、分解者的作用是不同的。生产者；主要是绿色植物和某些能进行光合作用或化能合成作用的细菌， 它们能利用太阳能或化学能把无机物转化为有机物，把太阳能转化为化学能， 不仅供自身生长发育的需要，而且也养活着生态系统的其他生物。因此，人们 给它取了一个好听的名字一生产者，也称为自养生物。绿色植物通过光合作用把CO2、H2O和无机盐类转化成有机物质，把太阳 能以化学能的形式固定在有机物中，这些有机物是生态系统其他生物维持生命 活动的食物来源。因此，绿色植物是整个生态系统的物质生产者。此外，光能合成细菌和化能合成细菌也能把无机物合成为有机物。如硝化 细菌能将NH3氧化为HNO2和HNO3,并利用氧化过程中释放的能量，把CO2、 h2o合成为有机物。这类细菌虽然合成的有机物质不多，但它们对某些营养物 质的循环却有重要意义。消费者：直接或间接以生产者为食的生物称为消费者，它们不能直接利用 无机物来养活自己，只能靠吃其他生物来生活。这类生物也称异养生物。所有动物都是消费者，根据它们食性的不同可以分为三类：吃“素”的为 食草动物，即吃植物的动物，如蚜虫、蚂蚱、兔子、牛等，它们有的蚕食植物， 有的大口大口地吞食植物，直接靠生产者养活。在生态系统中，绿色生产者所 制造的有机物质首先作为这类动物的食物，所以，草食动物又称为初级消费者 或第一性消费者。吃“荤”的为食肉动物，即以其他动物为食的消费者，如鲨鱼、狼、虎、 鹰等，它们靠吃草食动物或者比它们弱小的肉食动物生活着。既吃“素”，又吃“荤”的为杂食性动物，即以植物和动物为食的动物， 如某些鸟类，昆虫，哺乳动物。杂食性在动物界是相当普遍的，它们的食性复 杂，很难归类，如狐狸，既吃兔子，鼠类，其他小动物，又吃浆果，有时还吃 动物尸体。熊也是这样。生态学还给消费者划分了等级，以生产者为食的生物称之为初级消费者（昆 虫、鼠类、牛、羊、鹿等），以初级消费者为食的生物称为第二级消费者（如 以胡罗卜为食的野兔是初级消费者，而以野兔为食的狐狸则是第二消费者）， 接下去可以有第三消费者，第四消费者，甚至更高级的消费者。某些动物可以 是多级消费者。如当人们吃蔬菜时是初级消费者，当他们吃牛肉时，是第二级 消费者，当他们吃以藻类为食的鱼为食物的鱼时，他们就是第三级消费者。寄生生物构成另一种重要的消费者，它不象其他消费者那样吃掉它的“捕 获物”，而是与它的“捕获物”密切联系在一起，长期地以“捕获物”为食， 通常不会杀死“捕获物”（至少不会立即杀死），但常会伤害它。有的寄生物 （如绦虫-寄生在人或家畜肠子里的一种虫子）生活在它们寄主的体内，这种生 物称为内寄生物，另外还有依附在它们寄主的体外，称为外寄生生物如：虱。死的植物性物质，死的动物性物质以及粪便废弃物构成大量有机物，称为 碎屑，虽然这些物质是死的，但仍然是有机物，能量和养分都很高，能够成为 秃鹫（一种大型猛兽）、蚯蚓、白蚁、甲虫等这样一些大的和小的生物的食物 的来源。以碎屑为食物的生物被划为单独的一类消费者，称为食碎屑生物。分解者：指各种具有分解能力的微生物，也属异养生物。它们的任务和生 产者正好相反，生产者把无机物变成有机物，分解者把复杂的有机物包括动植物 的尸体和排泄物，分解成简单的无机物，还给无机环境，再重新供生产者利用。 故，人们又把它叫做还原者。分解者主要包括细菌和真菌，也包括一些微型动 物，如蚯蚓、鞭毛虫等。无生命物质也称为非生物成分，是生态系统中生物赖以生存的物质和能量 的源泉及活动场所，可分为：原料部分，主要是阳光、O2、CO2、H2O、无机盐 及非生命的有机物；媒质部分，指水、土壤、空气等；基质，指岩石、砂、泥。生产者、消费者、分解者、无生命物质，自然界的生态系统一般都含有这 四个组成部分，其中，非生物部分和生物部分中的生产者和分解者是必不可少 的。生态系统中的物质循环和能量流动都是通过这四部分来实现的。三、生态系统的基本结构1. 形态结构生态系统的生物种类、种群数量、种的空间位置、种的时间变化等构成了 生态系统的形态结构。2. 营养结构生态系统的各组成部分之间建立起来的营养关系，构成了营养结构。四、生态系统的基本特征1. 包含一定的空间概念，具有水平结构、层次结构、多维结构。2. 具有发育、繁殖、生长和衰亡等生物有机体的特性。可分为初期、成长期 和成熟期，具有时间特征，表现为演替和进化。3. 具有生物代谢机能。其代谢通过生产者、消费者和分解者三个不同营养水 平的生物类群来完成。这三个生物类群既是生态系统的基本组成成分，也是系 统组成物质循环的基本结构。4. 具有生物机体自动调节的功能。第三节生态系统中的物质能量循环一、能量循环地球上所有生态系统的能量都来源于太阳。生态系统中的所有生物，除了少 数几种化学合成细菌外，其生存所需能量都是由太阳供应的。生态系统的能量流动是通过食物链（或食物网）实现的。食物链是初级生产者利用光能所制造的有机物供给各消费者，从而在生物之 间形成的以食物营养为中心的连锁关系。食物链中的每一个环节或食物链中各生 物的位置，称为营养级。营养级一般划分为4级（人类除外），不会多于5级。 因为能量沿着食物链的营养级逐级流动时不断减少，当能量流经45个营养级 后，所剩的能量已不能再维持一个营养级的生命活动了。二、物质循环生物体原生质中97%以上是由氧、氢、碳、氮、磷组成，还有硫、钙、镁、 钾等。生态系统中的主要物质循环有：1、水循环水是地球上分布最广的物质之一。大气圈、水圈、岩石圈和生物圈处处都有 水的踪迹。水也是地球上最古老的物质之一。在地球形成之后不久，就产生了水。 在以后漫长的岁月中，水孕育了生命，自身也成为构成生命不可缺少的物质。现 在的地球，其70%的表面为水所覆盖。在阳光照射下，地面的水开始蒸发，水 分进入大气并逐渐聚集为云层。云层冷却到一定程度即出现降水（包括降雨和降 雪）。水分又回到地面并开始了新的循环。如此周而复始，构成了全球水的大循 环。生态系统的水循环只是全球水循环的一小部分，但是由于它和人类的紧密联 系而显得更为重要。人类的活动深刻地改变了生态系统的水循环。同时它也对人 类的生活造成了极大的影响。生态系统的水循环简言之就是降水与地表蒸发作用 的往复运动。当大气中的水分以降水的形式落到地面后，一部分渗入地下，一部 分成为地表径流，还有一部分为地表植被所截取。在降水不多的地区，植物截取 的水分有时非常可观。例如，在温带地区，被截取的降水可达总降水量的25%。 随后在阳光的作用下，部分地下水渗上地面与地面水一同被蒸发。植被本身的部 分水分也通过叶面被蒸发，如此往复，构成了整个生态系统的水循环。在整个循 环中，植被对水的截取对整个生态环境尤为重要。降水偏多的季节，大量的植被 可以减少地表径流水量，避免或减少洪涝的灾害。而降水减少的季节，植被又可 以保持土壤的湿润。但是由于人类认识上的偏差，地球生态系统中的植物正被大 量地破坏。这种情况在许多发展中国家，尤其是非洲大陆非常显著。因而这些地 方也成为了遭受灾害最频繁的地区.地球上的水循环通过三条主要途径完成，即降水、蒸发和水蒸汽输送。从空 中以雨或雪的形式降落的水量（每年约385000立方千米）中的大部分降落到海 洋，然后又蒸发到大气中。还有一部分以径流或地下水的形式从陆地流向海洋。 另一条途径是大气中的气流带着水蒸气从海洋到陆地。2、氮循环氮在地球大气圈、岩石圈和生物圈都有广泛的分布。在大气中氮的储量最为 丰富。在地壳中的氮也是常见元素之一。生物圈中的氮总量最少，但是它对生命 体却有着决定性的作用。无论是生命必须的蛋白质还是核酸，处处都离不开氮的 存在。氮 氨 尿素氧基酸蛋白质体立型、H 空0.够3含氮量10谢涵47X&-应16%10, 00010。 001101（十亿吨）。L氮 氧 量 僦 疏大气中的氮以分子形式存在，占大气总量的78%。但是氮分子在化学性质 上具惰性，只有大气中偶尔的闪电可以分解少量氮分子成为氮的化合物。这部分 氮化合物随降水进入土壤和海洋。陆地上也有少量植物可以直接吸收氮分子。此 外，还有极少量的氮分子溶解于海洋中。但总的来说，大气中参与氮循环的氮是 很少的。岩石和矿物中的氮被风化后进入土壤，一部分被生物体吸收，一部分被 地表径流带入海洋。海洋接纳了来自土壤和大气的氮，其中的一部分被生物体吸 收。生物体死后，生物体内的氮一部分以挥发性氮化合物的形式进入大气，一部 分又返回土壤，还有一部分以沉积物的形式沉积在大洋深处。氮是构成生命的主要元素。植物的生长更缺少不了氮的补充。但是由于地表 径流的溶解和搬运作用，土壤中的氮往往消耗极大而补充很少。而大多数植物又 不能直接吸收大气中的氮。自然条件下，很多植被丰茂的地区都面临着氮的缺乏。 人类利用自身的智慧使全球氮循环，尤其是大气的氮循环得到了补充。现代化肥 工业成功地固定了大气中的氮，并将其转化为可被初级生产者利用的形式。这个 有90年历史的产业带来了全世界范围内农作物产量的大幅度增长，因而被称之 为“绿色革命”。3、碳循环碳是地球上储量最丰富的元素之一。它广泛地分布于大气、海洋、地壳沉积 岩和生物体中，并随地球的运动循环不止。同时碳又是有机化合物的基本成分， 是构成生命体的基本元素。碳循环还与生命活动紧密相联。亿万年来，在地球的 生物圈和大气圈中，碳通过生命的新陈代谢，往复循环、生生不息。自然界中绝大多数的碳并非储存于生物体内，而是储存于大量的地壳沉积岩 中。一方面沉积岩中的碳因自然和人为的各种化学作用分解后进入大气和海洋； 另一方面生物体死亡以及其他各种含碳物质又不停地以沉积物的形式返回地壳 中，由此构成了全球碳循环的一部分。在碳的生物循环中，大气中的二氧化碳被 植物吸收后，通过光合作用转变成有机物质，然后通过生物呼吸作用和细菌分解作 用又从有机物质转换为二氧化碳而进入大气。碳的生物循环包括了碳在动、植物 及环境之间的迁移。碳的生物循环虽然对地球的环境有着很大的影响，但是从以 百万年计的地质时间上来看，缓慢变化的碳的地球化学大循环才是地球环境最主 要的控制因素。碳的地球化学循环控制了碳在地表或近地表的沉积物和大气、生物圈及海洋 之间的迁移,而且是对大气二氧化碳和海洋二氧化碳的最主要的控制。如图所示， 沉积物含有两种形式的碳：十酪根和碳酸盐。在风化过程中，干酪根与氧反应产 生二氧化碳，而碳酸盐的风化作用却很复杂。含在白云石和方解石矿物中的碳酸 镁和碳酸钙受到地下水的侵蚀，产生出溶解的钙离子、镁离子和重碳酸根离子。 它们由地下水最终带入海洋。在海洋中，浮游生物和珊瑚之类的海生生物摄取钙 离子和重碳酸根离子来构成碳酸钙的骨骼和贝壳。这些生物死了之后，碳酸钙就 沉积在海底而最终被埋藏起来。自然界自发进行的碳循环，在很长的时期内始终 处于一种均衡的状态，使地球的环境基本保持不变。然而人类的行为却在很短的时间内打破了这种平衡。尤其是近二百年来，人 类对煤、石油和天然气等含碳能源的大量开采利用，致使更多的二氧化碳被排入 大气。本世纪以来，大气测量的众多数据表明，大气中二氧化碳浓度正在呈指数 上升。虽然许多科学家认为几乎所有工业产生的二氧化碳会被海洋吸收，但实际 上海洋对二氧化碳的可能吸收率比人们曾经认为的要低得多。因此，煤、石油和 天然气等燃烧释放的大量二氧化碳，很可能将在大气中滞留相当长的时间，这也 许会对世界气候产生深远的影响。斯克里普斯海洋学研究所的Charles David Keeling在夏威夷的莫纳罗亚(MaunaLoa)山顶设置了高精度的气体分析器对二氧 化碳进行了连续测量。经过二十年的观测，结果表明二氧化碳浓度有一个年周期， 这一周期反映了绿色植物的季节变化。在生长季节由于光合作用，大气中的二氧 化碳有减少的趋向；在非生长季节由于植物组织的氧化作用，二氧化碳又返回到 空气中。消除季节变化之后，记录到的资料表明，大气中的二氧化碳大致有一个 呈指数形式的增加。在刚开始测量时，二氧化碳浓度的上升率约为每年0.7ppm， 而到七十年代末期，上升率已达到每年1.4ppm。二氧化碳能吸收地表的红外辐射，是一种典型的温室气体。自从100年前瑞 典化学家阿伦尼乌斯(Svante Arrhenius)提出大气中二氧化碳丰度的变化会影响 地表温度的假说以来，越来越多的科学家致力于大气中二氧化碳与环境关系的研 究。时至今日，大量的研究表明，大气中二氧化碳浓度的增长，将继续使全球气 候发生变化，从而也给人类社会带来了深远的影响。科学家们提供的种种研究都 说明，二氧化碳正在逐渐地改变着全球气候，无论是对全球气温还是对大气降水， 这种效应正愈益明显。因此，很自然地就会影响到人类社会，其后果可能是复杂 的，甚至是极其严重的。4、氧循环氧的地球化学循环涉及的环节非常复杂，包括了大气圈、生物圈、岩石圈， 甚至整个地球的方方面面，是目前研究较多的领域之一。大气与海水的相互作用， 生物的生理活动，地球内部的物质分异以及岩石圈表层的地质作用，大气圈臭氧 层的变化等等过程都发生着氧的交换。目前氧循环的研究主要通过分析氧同位素 的构成，分馏机理等特征来探求氧的分异、固定、流动和混合的过程。至今科学 家们还没有建立起氧循环系统的完整结构。5、硫循环自然界的硫最初来自于黄铁矿(FeS2)和黄铜矿(CuFeS2)等含硫的矿物。但 这些矿物被风化剥蚀后，硫就进入了土壤。土壤中的硫一部分被地表径流溶解进 入海洋，一部分被氧化以挥发性气体的形式进入大气，还有一部分被植物吸收， 通过食物链的关系分布于生物圈。进入海洋的硫，一部分以沉积的方式，亿万年 之后成为煤或石油中的硫，一部分进入生物体被吸收。生物体中的硫在生物体死 亡腐败过程中，一部分以H2S的方式进入大气，其余的重又回到土壤，使循环 得以继续。而大气中的硫却以降水的形式落到海洋、土壤中，又开始了它们的下 一轮次的循环。地质作用过程人为加工生物一水体工品土壤6、磷循环磷灰石构成了磷的巨大储备库，而含磷灰石岩石的风化，又将大量磷酸盐转 交给了陆地上的生态系统。与水循环同时发生的则是大量磷酸盐被淋洗并被带入 海洋。在海洋中，它们使近海岸水中的磷含量增加，并供给浮游生物及其消费者 的需要。而后，进入食物链的磷将随该食物链上死亡的生物尸体沉入海洋深处， 其中一部分将沉积在不深的泥沙中，而且还将被海洋生态系统重新取回利用。埋 藏于深处沉积岩中的磷酸盐，其中有很大一部分将凝结成磷酸盐结核，保存在深 水之中。一些磷酸盐还可能与SiO2凝结在一起而转变成硅藻的结皮沉积层，这 些沉积层组成了巨大的磷酸盐矿床。通过海鸟和人类的捕捞活动可使一部分磷返 回陆地。但从数量上比起来，每年从岩层中溶解出来的以及从肥料中淋洗出来的 磷酸盐要少多了。其余部分则将被埋存于深处的沉积物内。第四节森林生态系统一、森林生态系统在生物圈中的作用1、森林是地球之肺2、森林是自然界物质能量交换的重要枢纽3、森林是人类食物和木材的重要来源4、森林在环境保护中有重要的作用二、森林在环境保护中有重要的作用1、水土保持2、防风固沙3、美化环境和保护野生生物4、污染防治三、热带雨林对地球和人类的重要功能热带雨林地处热带地区，主要分布在赤道周围的33个国家，形成一条带子， 占地球陆地面积7%，是全世界最关注的环境区域。热带雨林只分布在中美州、 非洲、亚洲的一些国家和地区，我国的云南和海南岛有热带雨林，是珍贵的地球 财富。热带雨林对地球和人类的重要功能有：1它为地球半数以上的生物物种提供了栖息和生存地，因此是地球上生物多 样性最丰富的地区；2它为人类提供了丰富的原料，如：巧克力、坚果、水果、胶类、咖啡、木 料、橡胶、天然杀虫药、纤维和燃料；3它是一座天然药库。从医疗手术中使用的麻醉剂，到避孕药丸，再到治疗 高血压、白血病、帕金森病、恶性淋巴肉芽肿病、多发性硬化症等难症和绝症的 药物，热带植物给人们提供了药效很好的成分，已用于临床。医学界的科学工作 者认为，人类还会在热带植物中发现更多的治疗疑难病症的药物成分；4它可以大量吸收地球大气层中的二氧化碳，因而能够帮助减少地球上的温 室效应，具有维护地球气候平衡的功能；5它能大量吸收降雨，储存淡水资源，防止水土流失，防止洪水的发生；6它为地球上近一亿人口提供着生活资源和生存基础。第五节生物污染与生态破坏一、生物污染当污染环境的某些物质在生物体内累积，其数量超出了生物体内正常含 量，并足以对生物的生活产生影响和危害时，就称生物受到了污染。生物体受污染的途径主要有三个方面：生物吸附、生物吸收和生物富集。（1）生物吸附污染物质通过共价、静电或分子力的作用吸附在生物体表面的现象，称 为生物吸附。如大气中的尘埃、细菌、重金属、农药等能被吸附在植物叶片 上；水体中的颗粒物及一些污染物也能被水草、藻类及鱼贝所吸附。生物吸 附作用与生物体表面积有关，表面积越大，其对污染物的吸附量就较多；此 外，吸附量还与生物表面性质和吸附剂的不同而异，表面具有绒毛的植物， 表面粗糙有毛，其吸附量较大；对于同种农药，使用乳剂比用粉剂的吸附量 大。以物理方式吸附在作物表面的农药可因蒸发、风吹或随雨露流失而脱离 作物表面。但对脂溶性农药或内吸传导性农药，它们可溶入作物表面的蜡质 层或组织内部，而进入植株的汁液中。（2）生物吸收大气、水体和土壤等环境因素中的污染物可经过生物体各种器官的主动 和被动吸收进入生物体。如一些植物通过植物叶面吸收某些污染物后再通过 细胞间隙运转至其他部分，使植物受到污染，有的是通过植物根系，从水体 或土壤中吸收有毒物质引起污染，而动物则主要是通过呼吸道、消化道和皮 肤吸收等途径使污染物进入动物机体，空气中的有毒物质通过呼吸道吸入后 最后也咽到消化道，再被吸收到机体内。一般情况下，毒物主要是通过消化 道进入机体，如甲基汞、镉等即由消化道侵入。动物的皮肤是保护机体的有效屏障，但是有些毒物具有脂溶性，能通过 皮肤吸收进入动物体内。（3）生物浓缩那些较稳定不易分解的物质被生物吸收后常在体内积累，经过食物链， 它们可以逐渐积累浓缩，这种现象称为生物浓缩或生物富集。生物富集的程 度可用富集系数（或浓缩系数）来表示，即某种元素或难分解物质在生物体 内的浓度与生物生长环境中该元素或物质的浓度之比。该系数与环境中元素 或物质的种类和浓度、不同生物的生理生化特性以及环境因素等有关。二、生态破坏生态破坏是指生态系统的平衡遭到破坏，也就是外界的压力和冲击超过 了系统的忍耐力或“阈值”，导致系统的结构和功能的严重失调，从而威胁 到人类的生存和发展。（一）全球生态破坏人类造成的全球生态破坏主要表现在以下几个方面：1 .森林在缩小历史上地球的森林面积多达76亿ha，19世纪减少到55亿ha。到1980 年和1985年，全世界森林面积又分别减少到43.2亿ha和41.47亿ha。全世 界每年损失森林面积达1800-2000万。目前，全世界热带森林面积为30亿ha， 自1976年以来，全世界每年砍伐森林600-800万ha的热带森林。造成森林面积不断减少的原因，主要是对木材、薪柴和农业、放牧用地 以及人口居住用地的需求不断增加所致。2. 土地在丧失随着森林的砍伐，土地沙漠化和土壤侵蚀日趋严重。目前全世界沙漠化面 积已达40多亿ha，100多个国家受其影响。因沙漠化进展，全世界每年损失土 地600多万ha。其中包括草地320万ha，靠雨水浇灌的农田250万ha，人工 浇灌的农田12.5万ha。有史以来已经损失土地大约20亿ha，比目前全球耕种 的土地还多。据联合国粮农组织的估计，全世界30%-80%的灌溉土地不同程度 地受到盐碱化和水涝灾害的危害，由于侵蚀而流失的土壤每年高达240亿t。有 人认为，在自然力的作用下，形成1cm厚的土壤需要100-400年的时间，因而 土壤侵蚀是一场无声无息的生态灾难。3. 草原在退化全球的草原约占陆地总面积的20%左右，各大洲均有分布。草原一般分为 在比较干旱和半干旱地区，土地过平坦，土壤肥沃。但是，由于过度放牧与不 适宜的开垦耕种，往往引起草场退化，发生土壤侵蚀、土壤盐渍化与沼泽化， 并可进一步荒漠化。草场退化与荒漠化的另一严重后果是大大缩小了草原动物 栖居地，使食草兽类的数目大量减少，以至濒临物种灭绝的境地，而捕食这些 食草兽的肉食动物的数目亦大为减少，导致整个生态系统平衡的破坏。4. 生物种消失生物种是大自然的遗传资源，是天然的“基因库”。地球上所有生物，在 营养上彼此依赖，即构成食物链或营养链。因之，生物种或生物多样性的消失， 将给生态系统及人类带来无法弥补的损失。目前生物种消失已成为全球最严重 的生态环境问题之一。生物种消失的主要原因是由于世界人口猛增，居住和食物的矛盾越来越突 出，城市和部分发达地区变得十分拥挤，迫使人们去开拓那些原始地区，从而 导致动植物的减少。世界上的热带森林地区是目前生态系统改变最剧烈的地区， 占地球面积7%的热带森林从40年代以来，已被毁坏一半。环境专家认为，要维持地球上人类的生存和发展，就必须保护自然界自身 的繁荣，拯救濒危物种，使地球上生物资源得以永续利用。如果不采取有效措 施阻止野生动植物的灭绝，我们失去的不仅是食品、药材、能源和工业原料， 还会引起世界性的贫困。（二）我国生态破坏的基本状况当前我国的生态破坏相当严重，主要表现为植被破坏，并由此导致水土流 失、土地沙化、野生动植物资源减少和自然灾害加剧。1. 植被破坏植被是覆盖地面植物的总称，我国植被破坏的表现在森林面积锐减和草场 退化等方面。我国历史上曾是多林国家之一，但到20世纪40年代后变成了世界上的少 林国家。据林业部门统计，建国后我国林地最高曾达18.7亿亩，森林覆盖率为 13%，目前估计实际覆盖率只有11.5%，还不及世界平均31.3%的一半。全国许 多重要林区，由于长期重采轻造，森林资源锐减趋势十分严重。如四川省解放 初全省森林覆盖率在20%左右，川西地区达40%以上，但到70年代末，川西地 区覆盖率减到14.1%，全省减到12.5%，川中丘陵地带森林覆盖率只有3%。又 如西双版纳地区，解放初期，天然森林覆盖率达60%，目前已降到30%以下， 自1957年以来，天然林每年约减少25万亩。造成这种森林破坏的原因，是由于人们只把森林看作是生产木材的场所， 对森林在生态环境中的重要作用缺乏认识，长期消耗量大于生长量，再加上毁 林种粮、森林火灾，造林成活率低（仅30%），成林率更低，促使森林资源锐 减，森林覆盖率下降。植被覆盖率降低的另一个表现是草场退化。我国草原总面积约53亿亩，可利用 的约46亿亩，占国土面积的40%以上，居世界第四位。但是，自新中国建立以 来对合理利用草原资源，维护草原生态平衡缺乏深刻认识，导致过度放牧、重 用轻养、盲目开垦，草原退化比较严重。森林面积锐减，草场退化，给生态环境带来了严重的后果。2. 水土流失有关部门估算，全国水土流失面积约150万km2,折22.5亿亩，占国土面 积的六分之一。近30年来，虽开展了大量的水土保持工作，但总的情况是：点 上有治理，面上在扩大，水土流失的总面积有增无减，全国总耕地有三分之一 受到水土流失的危害。水土流失的直接危害是淤积江河湖泊，破坏水利设施，降低土壤肥力。由 于水土流失，全国每年表土流失量达50亿t以上，相当全国耕地每年剥去1cm 的肥土层，损失的氮、磷、钾养分，相当于4000多万t的化肥。同时，在水土 流失地区，地面被切割得支离破碎、沟壑纵横，给土地资源和农业生产带来极 大破坏。3. 土地沙化由于植被破坏，我国北方干旱、半干旱地区的沙漠化土地不断扩大。据调 查，我国北方沙漠化土地已达33.4万km2 （不包括自然因素造成的沙漠和砾质 荒漠），约合5亿亩，占我国北方地区面积的10.3%，占全国面积的3.4%。其 中，历史时期形成的有12万km2,现代沙漠化土地5.6万km2,潜在沙漠化土 地15.8万km2，东西长达5500km，涉及13个省、市、自治区的212个县、旗。造成我国北方土地沙漠化的原因中，自然风力作用造成沙丘前移，仅占 5.5%，而绝大部分是认为原因造成的。其中主要的是：过度樵采、草原过度放 牧和草原过度农垦，实为土地不合理利用的结果。如果这种不合理的土地利用 不改变，我北方的沙漠化土地还将以3.5%的年增长率增长。4. 野生动植物减少我国野生动植物种类丰富，野生鸟、兽、两栖、爬行类动物有2100种，约 占世界种类数的10%;高等植物3万种，其中不少属于珍贵、稀有的。但是， 由于森林大量被砍伐，天然植被的破坏，许多野生动植物的栖息和生长环境遭 到破坏，加之滥捕乱猎、滥采滥伐，已使许多野生植物大减，有很多种类以面 临灭种的威胁。据初步统计，野鸟、高鼻羚羊、犀牛、豚鹿、白臀叶猴、黄腹 角雉等珍稀动物已基本灭绝；大熊猫、白鹤、长臂猿、老虎、大象、海南坡鹿、 黑金丝猴、白鳍豚、扬子鳄等20中动物已濒于灭绝。野生植物的破坏也相当严 重，我国珍稀濒危植物共389种，包括蕨类植物13种，裸子植物71种，被子 植物305种。划为濒危类别的有121种，稀有类别110种，渐危（受威胁）类 别的有158种。5. 自然灾害增加据全国政协经济建设组和农业组的调查，由于森林过量采伐和植物破坏， 四川省已有46个县年降雨量减了 15%-20%，不仅导致江河水量减少，而且旱 灾日益加剧。在四川盆地，50年代伏旱一般三年一遇，现在变为三年两遇，甚 至连年出现，而且旱期成倍延长。春旱也在加剧，由50年代的三年一遇变为十 春八旱，自古雨量充沛的“天府之国”，出现了缺雨少水的现象。自然生态环境的破坏，打破了原有生态系统平衡，使鼠、虫危害加重。例 如，原始森林的破坏和草原的退化，使鼠类的天敌（猫头鹰、蛇、黄鼠狼等） 因失去适宜的栖息场所而减少，但鼠类却因杂木林和杂草丛生，食料丰富，栖 息场所扩大而迅速繁殖起来，对林业、农业和畜牧业造成重大危害。三、保护生物多样性生物多样性指的是地球上生物圈中所有的动物、植物和微生物，以及它们所 拥有的基因和生存环境。生物多样性包含三方面概念：1基因多样性（也叫遗传多样性）；2物种 多样性；3生态环境多样性。简单地说：生物多样性表现的是地球上千千万万种生物和它们生存的环境。 保护生物多样性的意义：生物多样性具有很高的价值，最为宝贵的是：它是大自然造就的基因资源库。 每一个物种都有一套自己独特的基因，这是物种在漫长的进化过程中既顺应了自 然，又保留下了自己物种特性的基因组合，极为珍贵，而且不可再生。在这方面， 人类的知识几乎为零。对于人类的使用价值来说，许多植物成分是人类治疗疾病所离不开的药物成分。人类在日常生活中使用的各类纤维、油脂、芳香油、 去污剂、胶和建筑材料等，就能来自大自然中多种不同的生物资源。所以说，充 满了生物多样性的地方是一座巨大的、可再生的资源宝库。在地球的陆地生态系统中，生物多样性最为丰富的区域是热带雨林。那里生 活着世界上50%的物种。但由于森林砍伐、滥捕乱猎和环境污染，全世界的物种 在以每天几十种的速度消失。这是地球资源的巨大损失，因为一个物种灭绝之后， 永不再生，而消失的物种还会通过生物链引起其它物种的消失。所以，保护生物 多样性是当今保护地球环境的重大课题之一。第六节、生态平衡一、生态平衡的概念生态平衡指的是生态系统中，通过生物链和其它自然因素来维系的一种平衡 状态，它包括两方面的稳定：1）生物种类的组成和数量比例相对稳定；2）非生物环境条件（如：空气、阳光、水、土壤等）相对稳定。生态平衡是一种动态平衡。比如，一个生物种群中的个体会不断死亡和新生，但从总体上看，整个种群数量没有剧烈变化，因此系统保持相对稳定。生态系统一旦失去平衡，会发生非常严重的连锁性后果。例如，五十年代， 我国曾发起把麻雀作为四害来消灭的运动。然而，在麻雀被大量捕杀之后的几年 里，却出现了严重的虫灾，使农业生产受到巨大的损失。后来科学家们发现：麻 雀在大自然中要吃大量的虫子。麻雀被消灭了，天敌没有了，虫子就大量繁殖起 来。结果出现虫灾暴发，引起农田绝收的惨痛后果。生态平衡是大自然经过了很长时间才建立起来的动态平衡。一旦受到破坏， 有些平衡就无法重建了，带来的恶果可能是靠人的努力而无法弥补的。因此人类 要尊重生态平衡，帮助维护这个平衡，绝不要轻易去干预大自然，引起这个平衡 被打破。二、破坏生态平衡的因素1、自然因素：自然灾害如火山爆发等2、人为因素：人类对自然资源不合理的利用和污染。包括：（1）物种的改变(2) 环境的改变(3) 信息系统的破坏第七节、生态学的一般规律1、相互依存，相互制约2、物质循环转化与再生3、物质的输入与输出的动态平衡4、相互适应与补偿的协同进化5、环境资源的有效极限