应用生态学-生态学ppt课件

南京信息工程大学 生态学14-1第十四章第十四章应用生态学应用生态学l参考文献参考文献l思考题思考题l1环境污染及其监测环境污染及其监测l2生物资源管理生物资源管理l3生态环境规划与管理生态环境规划与管理4/25/2024第十四章应用生态学参考文献1环境污染及其监测7/311南京信息工程大学 生态学14-21环境污染及其监测环境污染及其监测l环境污染环境污染l环境监测和风险评价环境监测和风险评价4/25/20241环境污染及其监测环境污染7/31/20232南京信息工程大学 生态学14-3环境污染环境污染l环境污染（环境污染（environmentalpollution）是指人类活动使）是指人类活动使环境要素或其状态发生了变化，从而使环境质量恶化，扰环境要素或其状态发生了变化，从而使环境质量恶化，扰乱和破坏了生态系统的稳定性以及人类的正常生活条件的乱和破坏了生态系统的稳定性以及人类的正常生活条件的现象。常见的环境污染有：现象。常见的环境污染有：l空气污染空气污染(airpollution)l酸雨酸雨(acidrain)l水污染水污染(waterpollution)l土壤污染土壤污染4/25/2024环境污染环境污染（environmentalpollut3南京信息工程大学 生态学14-4空气污染空气污染(airpollution)l空气污染是由人类活动直接或间接引起天然与合成有害空气污染是由人类活动直接或间接引起天然与合成有害物质向大气的排放。污染物直接排放到大气中称初级污物质向大气的排放。污染物直接排放到大气中称初级污染物，在太阳电磁辐射的影响下，在空气中由其他污染染物，在太阳电磁辐射的影响下，在空气中由其他污染物制造出来，称次级污染物。主要的空气污染物有：二物制造出来，称次级污染物。主要的空气污染物有：二氧化硫、固体颗粒、二氧化氮、碳氢化合物、一氧化碳、氧化硫、固体颗粒、二氧化氮、碳氢化合物、一氧化碳、臭氧、硫化氢、氟化物、一氧化氮、铅、汞。臭氧、硫化氢、氟化物、一氧化氮、铅、汞。l空气污染物对人及整个自然界有重要的影响。造成环境空气污染物对人及整个自然界有重要的影响。造成环境不舒适，腐蚀雕塑，破坏公共设施；防碍人类和其他生不舒适，腐蚀雕塑，破坏公共设施；防碍人类和其他生物的健康，同时改变气候以及土壤、湖泊和河流的化学物的健康，同时改变气候以及土壤、湖泊和河流的化学性质。性质。4/25/2024空气污染(airpollution)空气污染是由人类活动4南京信息工程大学 生态学14-5酸雨酸雨(acidrain)l酸雨酸雨(acidrain)和酸沉降和酸沉降(aciddeposition):酸雨酸雨（1972，英国化学家，英国化学家R.A.Smith提出）是指雨水中含提出）是指雨水中含有一定数量本性物质有一定数量本性物质(硫酸、硝酸、盐酸等硫酸、硝酸、盐酸等)的自然降的自然降水现象。大气中形成酸的物质以雨、雪、雹和雾等形水现象。大气中形成酸的物质以雨、雪、雹和雾等形式从空气中沉降下来，其式从空气中沉降下来，其pH值一般都小于值一般都小于5.6，这种现，这种现象称酸沉降。象称酸沉降。l酸沉降对动物、植物以及森林有明显的损害；改变了酸沉降对动物、植物以及森林有明显的损害；改变了土壤和湖泊的土壤和湖泊的pH值，同时本酸化会导致有毒金属（汞值，同时本酸化会导致有毒金属（汞和铝等）从土壤和沉积物中释放出来。和铝等）从土壤和沉积物中释放出来。4/25/2024酸雨(acidrain)酸雨(acidrain)和酸5南京信息工程大学 生态学14-6水污染水污染(waterpollution)l水污染是指由于人类活动而排放的污染物进入水体，使水水污染是指由于人类活动而排放的污染物进入水体，使水体及其底泥的物理、化学性质或生物化学性质发生了变化，体及其底泥的物理、化学性质或生物化学性质发生了变化，从而防碍了对水体的利用，这种现象称水污染。从而防碍了对水体的利用，这种现象称水污染。l水体污染物可分为生物体、可溶性化学物质、不溶性化学水体污染物可分为生物体、可溶性化学物质、不溶性化学物质和热四类。物质和热四类。l水污染危害：水污染危害：l有毒物对生物的直接毒害，不溶性固体降低水的质量；有毒物对生物的直接毒害，不溶性固体降低水的质量；l水中有害生物导致水传播疾病的流行；水中有害生物导致水传播疾病的流行；l水中有机质引起水体的富营养化水中有机质引起水体的富营养化，引起水体生物耗氧，引起水体生物耗氧（BOD）和化学耗氧量（）和化学耗氧量（COD）增加；）增加；l水中有毒物质如重多属和多氯联苯等在食物链上的生物放水中有毒物质如重多属和多氯联苯等在食物链上的生物放大作用，使生物体的酶活性受影响；大作用，使生物体的酶活性受影响；l工业余热通过多种途径影响水生生物。工业余热通过多种途径影响水生生物。4/25/2024水污染(waterpollution)水污染是指由于人类活6南京信息工程大学 生态学14-7应用生态学-生态学ppt课件7南京信息工程大学 生态学14-8应用生态学-生态学ppt课件8南京信息工程大学 生态学14-9环境监测和风险评价环境监测和风险评价l生态监测的内容及特点生态监测的内容及特点l生态监测的原理和方法生态监测的原理和方法l风险评价风险评价4/25/2024环境监测和风险评价生态监测的内容及特点7/31/20239南京信息工程大学 生态学14-10生态监测的内容及特点生态监测的内容及特点l环境监测环境监测(environmentalmonitoring):研究和监测环境研究和监测环境质量。其手段有化学、物理学、生物学、生态学、地球物质量。其手段有化学、物理学、生物学、生态学、地球物理、地球化学等，因此其内容有化学监测、物理监测、生理、地球化学等，因此其内容有化学监测、物理监测、生物监测、生态监测、地球物理化学监测等。物监测、生态监测、地球物理化学监测等。l生态监测生态监测(ecologicalmonitoring):利用生命系统各层利用生命系统各层次对自然或人为因素引起环境变化的反应来判定环境质量。次对自然或人为因素引起环境变化的反应来判定环境质量。l生态监测的特点：生态监测的特点：l能综合地反映环境质量状况；能综合地反映环境质量状况；l具有连续监测的功能；具有连续监测的功能；l具有多功能；具有多功能；l监测灵敏度高。监测灵敏度高。4/25/2024生态监测的内容及特点环境监测(environmentalm10南京信息工程大学 生态学14-11生态监测的原理和方法生态监测的原理和方法l生态监测的原理生态监测的原理l生态监测的方法生态监测的方法4/25/2024生态监测的原理和方法生态监测的原理7/31/202311南京信息工程大学 生态学14-12生态监测的原理生态监测的原理l生物与环境之间相互依存、相互影响、协同进化。生物与环境之间相互依存、相互影响、协同进化。l生物与环境相互补偿、协同发展是在自然界长期发展生物与环境相互补偿、协同发展是在自然界长期发展过程中形成的，生物的变化是某一区域内环境变化的过程中形成的，生物的变化是某一区域内环境变化的一个组成部分，因此，生态学上个体、种群、群落和一个组成部分，因此，生态学上个体、种群、群落和生态系统各组织层次的生物变化可以作为环境改变的生态系统各组织层次的生物变化可以作为环境改变的指示和象征。指示和象征。4/25/2024生态监测的原理生物与环境之间相互依存、相互影响、协同进化。712南京信息工程大学 生态学14-13生态监测的方法生态监测的方法l个体和种群水平个体和种群水平指示生物法（指示生物法（indicatororganism）l群落和生态系统水平群落和生态系统水平污水生物系统法（污水生物系统法（saprobiensystem）PFU(聚氨酯泡沫塑料块聚氨酯泡沫塑料块)法法(polyurethanefoamunit)生物指数法（生物指数法（bioticindex）l生物测试（生物测试（bioassay）4/25/2024生态监测的方法个体和种群水平7/31/202313南京信息工程大学 生态学14-14指示生物法指示生物法l指示生物法是指用指示生物来监测环境状况的一种方法。指示生物法是指用指示生物来监测环境状况的一种方法。指示生物指示生物(indicatororganism)是一些对环境中的某些是一些对环境中的某些物质，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。通过其所作的反应可了解快速地产生明显反应的生物。通过其所作的反应可了解环境的现状和变化，起环境的现状和变化，起“预警预警”功能。功能。l指示生物的基本特征：指示生物的基本特征：l对干扰作用反应敏感且健康；对干扰作用反应敏感且健康；l具有代表性；具有代表性；l对干扰作用的反应个体间的差异小、重现性高；对干扰作用的反应个体间的差异小、重现性高；l具有多功能。具有多功能。l常用的指示生物：紫花苜蓿（常用的指示生物：紫花苜蓿（SO2），地衣和苔藓（），地衣和苔藓（SO2、氟化物），菜豆、烟草氟化物），菜豆、烟草（O3）等。）等。4/25/2024指示生物法指示生物法是指用指示生物来监测环境状况的一种方法。14南京信息工程大学 生态学14-15污水生物系统法污水生物系统法l污水生物系统法是由污水生物系统法是由Kolkwiz和和Marsson1909年提出，后经完善的一种用于河流污染、年提出，后经完善的一种用于河流污染、尤其是有机污染的一种监测方法。尤其是有机污染的一种监测方法。l由于河流受污染后，在污染源下游的一段流程由于河流受污染后，在污染源下游的一段流程里会发生自净过程，即随着河水污染程度的逐里会发生自净过程，即随着河水污染程度的逐渐减轻，生物的种类组成也随之发生变化，在渐减轻，生物的种类组成也随之发生变化，在不同的河段将出现不同的物种。不同的河段将出现不同的物种。l根据生物种类组成将河流划分为多污带、根据生物种类组成将河流划分为多污带、-污污染带、染带、-污染带和寡污染带。各污染带都有各污染带和寡污染带。各污染带都有各自的物理、化学和生物的特征自的物理、化学和生物的特征。l亦可用群落中优势种群来划分污染带。亦可用群落中优势种群来划分污染带。4/25/2024污水生物系统法污水生物系统法是由Kolkwiz和Mars15南京信息工程大学 生态学14-16PFU法法lPFU法是用取氨酯泡沫塑料块采集水域中微生物和测法是用取氨酯泡沫塑料块采集水域中微生物和测定其群集速度来监测和评价环境质量状况的一种方法。定其群集速度来监测和评价环境质量状况的一种方法。1969年由美国弗吉尼亚工程学院和弗吉尼亚州立大学年由美国弗吉尼亚工程学院和弗吉尼亚州立大学环境研究中心的环境研究中心的Cairns等人等人1969年创立的。国内自年创立的。国内自80年代起将这种方法用于污染水体的监测和评价。年代起将这种方法用于污染水体的监测和评价。lPFU法的原理是岛屿生物学原理，即原生动物集群过法的原理是岛屿生物学原理，即原生动物集群过程实际上是集群速度随着种类上升而下降的过程，二程实际上是集群速度随着种类上升而下降的过程，二者的交叉点就是种数的平衡点。达到平衡点的时间取者的交叉点就是种数的平衡点。达到平衡点的时间取决于环境条件。决于环境条件。lPFU法的优点：使监测水平提高到了群落层次，使监法的优点：使监测水平提高到了群落层次，使监测更符合客观事实和真实环境；简便易行。测更符合客观事实和真实环境；简便易行。4/25/2024PFU法PFU法是用取氨酯泡沫塑料块采集水域中微生物和测定其16南京信息工程大学 生态学14-17生物指数法生物指数法l生物指数法是指用数学公式反映生物群落结构变化，生物指数法是指用数学公式反映生物群落结构变化，以评价环境质量。常用的有：以评价环境质量。常用的有：l生物指数（生物指数（BI）2nA+nB,n为底栖大型无脊椎动物为底栖大型无脊椎动物的种类数，的种类数，A为敏感种类数，为敏感种类数，B为耐污染种类数。为耐污染种类数。l污染生物指数颤蚓类的个体数量底栖动物个体数污染生物指数颤蚓类的个体数量底栖动物个体数量量100l硅藻指数（硅藻指数（2AB2C）（）（ABC）100，A为不耐污染的种类数；为不耐污染的种类数；B为对有机污染耐力强的种类数；为对有机污染耐力强的种类数；C为在污染区内独有的种类数。为在污染区内独有的种类数。4/25/2024生物指数法生物指数法是指用数学公式反映生物群落结构变化，以评17南京信息工程大学 生态学14-18生物测试生物测试l生物测试生物测试又称生物测定或生物检试，是利用生物受到又称生物测定或生物检试，是利用生物受到污染物质的毒害所产生的生理机能等变化测试污染状污染物质的毒害所产生的生理机能等变化测试污染状况的方法。况的方法。l毒性试验毒性试验l急性毒性试验急性毒性试验l慢性毒性试验慢性毒性试验l致突变检测致突变检测l微核技术微核技术：细胞分裂过程中染色体进行复制时，如果：细胞分裂过程中染色体进行复制时，如果受到外界诱变因子作用，就会产生一些游离的染色体受到外界诱变因子作用，就会产生一些游离的染色体片断，形成包膜，变成大小不等的小球体，这就是微片断，形成包膜，变成大小不等的小球体，这就是微核。利用细胞减数分裂四分体时期出现的微核来指示核。利用细胞减数分裂四分体时期出现的微核来指示环境污染的方法称微核技术。环境污染的方法称微核技术。4/25/2024生物测试生物测试又称生物测定或生物检试，是利用生物受到污染物18南京信息工程大学 生态学14-19生态风险评估生态风险评估l生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学的知生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学的知识，定量地确定环境危害对人类的负效应的概率及其识，定量地确定环境危害对人类的负效应的概率及其强度的过程。强度的过程。l生态风险评价的步骤生态风险评价的步骤4/25/2024生态风险评估生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学的知识19南京信息工程大学 生态学14-20生态风险评估的步骤生态风险评估的步骤生态风险评估生态风险评估问题的形成问题的形成分析过程分析过程风险源评估风险源评估效应评估效应评估风险特征化风险特征化风险管理风险管理4/25/2024生态风险评估的步骤生态风险评估问题的形成分析过程风险源评估效20南京信息工程大学 生态学14-212生物资源的管理生物资源的管理l生物多样性及其保育生物多样性及其保育l生物资源管理生物资源管理l人口管理人口管理4/25/20242生物资源的管理生物多样性及其保育7/31/202321南京信息工程大学 生态学14-22生物多样性及其保育生物多样性及其保育l生物多样性生物多样性l生物多样性的价值生物多样性的价值l生物多样性的现状生物多样性的现状l生物多样性丧失的原因生物多样性丧失的原因l生物多样性的保育对策生物多样性的保育对策4/25/2024生物多样性及其保育生物多样性7/31/202322南京信息工程大学 生态学14-23生物多样性生物多样性l生物多样性生物多样性(biodiversity):生物多样性是生物及其与生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。它包括数以百万计的动物、植物、微生物和它们总和。它包括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与生存环境形成的复杂生态系统。所拥有的基因以及它们与生存环境形成的复杂生态系统。l包括四个层次包括四个层次:遗传多样性（基因多样性）遗传多样性（基因多样性）物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性景观多样性景观多样性4/25/2024生物多样性生物多样性(biodiversity):生物多样23南京信息工程大学 生态学14-24遗传多样性遗传多样性l指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异。一种群内的遗传变异。l其测度包括三个方面，即染色体多态性、蛋白质多态其测度包括三个方面，即染色体多态性、蛋白质多态性和性和DNA多态性。多态性。4/25/2024遗传多样性指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种24南京信息工程大学 生态学14-25物种多样性物种多样性l指物种水平的多样性，即一个地区内物种的多样化，指物种水平的多样性，即一个地区内物种的多样化，主要是从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区主要是从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区域内物种的状况进行研究。域内物种的状况进行研究。4/25/2024物种多样性指物种水平的多样性，即一个地区内物种的多样化，主要25南京信息工程大学 生态学14-26生态系统多样性生态系统多样性l指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。l生态多样性指数可分为生态多样性指数可分为:多性指数多性指数多多样性指数性指数多多样性指数性指数4/25/2024生态系统多样性指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及26南京信息工程大学 生态学14-27景观多样性景观多样性l指不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间指不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化或变异性。结构、功能机制和时间动态方面的多样化或变异性。4/25/2024景观多样性指不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构27南京信息工程大学 生态学14-28生物多样性的价值生物多样性的价值l直接价值：为人类提供了基本食物、纤维、药物和燃料直接价值：为人类提供了基本食物、纤维、药物和燃料和建材等和建材等l间接价值：表现在生态系统的服务，具体表现在以下几间接价值：表现在生态系统的服务，具体表现在以下几个方面。个方面。能量固定；能量固定；调节气候；调节气候；调节水文；调节水文；保护土壤；保护土壤；贮存必须的营养元素，促进元素循环；贮存必须的营养元素，促进元素循环；维持进化过程；维持进化过程；对污染物质吸收和分解作用；对污染物质吸收和分解作用；娱乐美学、社会文化、教育、精神及历史方面具有重娱乐美学、社会文化、教育、精神及历史方面具有重要价值。要价值。4/25/2024生物多样性的价值直接价值：为人类提供了基本食物、纤维、药物和28南京信息工程大学 生态学14-29生物多样性的现状生物多样性的现状l生物多样性的丰富程度：世界上的物种估计有生物多样性的丰富程度：世界上的物种估计有500万到万到3000万种，已定名的为万种，已定名的为140170万种。中国是世界上物万种。中国是世界上物种最丰富的国这之一，中国的物种数约占世界物种总数种最丰富的国这之一，中国的物种数约占世界物种总数的的10。中国的特有种十分丰富，以维管植物、哺乳类。中国的特有种十分丰富，以维管植物、哺乳类和鸟类计算，仅次于印度尼西亚，居亚洲第二。和鸟类计算，仅次于印度尼西亚，居亚洲第二。l生物多样性的受威胁现状：生物多样性的受威胁现状：Schopf认为生物物种的寿命认为生物物种的寿命是是20万年，地球上有万年，地球上有4000种哺乳动物，如果以种哺乳动物，如果以4000个哺个哺乳动物种作为平衡点，那么每乳动物种作为平衡点，那么每50年就有一个物种灭绝。年就有一个物种灭绝。二十世纪内，每年灭绝二十世纪内，每年灭绝0.27种哺乳动物，每种哺乳动物，每4年有一个物年有一个物种。灭绝速率为自然灭绝的近种。灭绝速率为自然灭绝的近13倍。倍。4/25/2024生物多样性的现状生物多样性的丰富程度：世界上的物种估计有5029南京信息工程大学 生态学14-30生物多样性丧失的原因生物多样性丧失的原因l引起生物多样性丧失的主要原因有：引起生物多样性丧失的主要原因有：l栖息地丧失和片断化；栖息地丧失和片断化；l掠夺式的过度利用；掠夺式的过度利用；l环境污染；环境污染；l工业化的农业和林业；工业化的农业和林业；l外来种的引入；外来种的引入；l全球气候变化。全球气候变化。4/25/2024生物多样性丧失的原因引起生物多样性丧失的主要原因有：7/3130南京信息工程大学 生态学14-31生物多样性的保育对策生物多样性的保育对策l保护公约和立法保护公约和立法l建立自然保护区和国家公园建立自然保护区和国家公园l迁地保护迁地保护l种子库和基因资源库种子库和基因资源库l退化生态系统的恢复退化生态系统的恢复l生物多样性的监测生物多样性的监测4/25/2024生物多样性的保育对策保护公约和立法7/31/202331南京信息工程大学 生态学14-32保护公约保护公约l国际生物多样性保护公约：国际生物多样性保护公约：1992年年6月在巴西首都里约热内月在巴西首都里约热内卢召开了地球最高级会议，联合国环境与发展大会，通过了卢召开了地球最高级会议，联合国环境与发展大会，通过了国际生物多样性公约，确立了生物多样性保护的重要地位，国际生物多样性公约，确立了生物多样性保护的重要地位，152个国家在公约上签字。个国家在公约上签字。5月月22日世界生物多样性日。日世界生物多样性日。l保育对策应该包括全球、国家、地区和地方的一系列不同层保育对策应该包括全球、国家、地区和地方的一系列不同层次。次。l国际级对策保护全球受威胁生态系统，由国际级对策保护全球受威胁生态系统，由IUCN(InternationalUnionforConservationofNature)牵头。牵头。成功的措施是濒危野生动植物物种国际贸易公约（成功的措施是濒危野生动植物物种国际贸易公约（CITES）以及南极协议（以及南极协议（AntarcticTreaty,1992）。）。l国家级对策由政府组织安排和通过立法执行，如保护区的建国家级对策由政府组织安排和通过立法执行，如保护区的建立。立。4/25/2024保护公约国际生物多样性保护公约：1992年6月在巴西首都里约32南京信息工程大学 生态学14-33生物资源管理生物资源管理l有益生物种群的产量有益生物种群的产量l有害生物的防治与管理有害生物的防治与管理4/25/2024生物资源管理有益生物种群的产量7/31/202333南京信息工程大学 生态学14-34有益生物种群的产量有益生物种群的产量l最大持续产量原理：最大持续产量原理：dN/dt=rN(K-N)K当当NK2时，时，dN/dt最大，最大，d(K/2)/dt=rK/4lGraham(1935)认为：认为：在渔业生产中，在渔业生产中，dN/dt可以看成可以看成是可供捕捞而不影响资源种群大小的是可供捕捞而不影响资源种群大小的“剩余生产剩余生产”。要。要使种群维持最大的产量（使种群维持最大的产量（MSY），就应该使资源种群保，就应该使资源种群保持在持在NK2的水平。此时的水平。此时,MSYrK/4。l最大持续生产量在生产实践具有重要的意义最大持续生产量在生产实践具有重要的意义4/25/2024有益生物种群的产量最大持续产量原理：7/31/202334南京信息工程大学 生态学14-35最大持续产量原理最大持续产量原理K2K2BAbaNKNdNdtMSYMSYdNdtNMSY4/25/2024最大持续产量原理K2K2BAbaNKNdNdtMSYM35南京信息工程大学 生态学14-36最大持续生产量的生产实践意义最大持续生产量的生产实践意义l假如一个未受人类利用的资源种群数量是稳定的，那么在按假如一个未受人类利用的资源种群数量是稳定的，那么在按最大持续产量的策略进行捕猎前，首先要将种群的数量降低，最大持续产量的策略进行捕猎前，首先要将种群的数量降低，降低以后才能使种群增长率提高，才能有持续产量；降低以后才能使种群增长率提高，才能有持续产量；l种群数量降低到每一水平，都有一个相应的持续产量，这个种群数量降低到每一水平，都有一个相应的持续产量，这个持续产量等于该数量水平（持续产量等于该数量水平（N）下的增加量）下的增加量dN/dt;l每一个持续产量都有相应的两个种群数量能提供这个持续产每一个持续产量都有相应的两个种群数量能提供这个持续产量；量；l只有在一个种群数量水平下，才能有最大持续产量，理论上只有在一个种群数量水平下，才能有最大持续产量，理论上讲，这个数量是讲，这个数量是N=K/2水平；水平；l按逻辑斯谛增长数学模型的原理，最大持续产量按逻辑斯谛增长数学模型的原理，最大持续产量MYS=rK/4,而能提供最大持续产量的种群数量而能提供最大持续产量的种群数量NMYSK2。4/25/2024最大持续生产量的生产实践意义假如一个未受人类利用的资源种群数36南京信息工程大学 生态学14-37有害生物的防治与管理有害生物的防治与管理l有害生物有害生物(pest)：与人类竞争食物或遮蔽所、传播病：与人类竞争食物或遮蔽所、传播病原体、以人类为食或用不同的方法威胁人类健康、舒原体、以人类为食或用不同的方法威胁人类健康、舒适或安宁的生物。适或安宁的生物。l防治的原理：防治有害生物的过程往往成为一个猎取防治的原理：防治有害生物的过程往往成为一个猎取“持续产量持续产量”的过程，因此，如果每年去除一个的过程，因此，如果每年去除一个“最最大待续产量大待续产量”，那么既不能将危害动物种群消来掉，那么既不能将危害动物种群消来掉，也不能把它的数量压到也不能把它的数量压到K2的水平以下，所以，只有的水平以下，所以，只有当每年的去除数量大于当每年的去除数量大于“最大持续产量最大持续产量”，才能使种，才能使种群趋向灭亡。群趋向灭亡。l防治目标：降低有害生物到某一水平，在这个水平上防治目标：降低有害生物到某一水平，在这个水平上进一步降低是无利可图的。进一步降低是无利可图的。l防治类型：化学防治、生物防治、基因防治、物理防防治类型：化学防治、生物防治、基因防治、物理防治、综合防治。治、综合防治。4/25/2024有害生物的防治与管理有害生物(pest)：与人类竞争食物或遮37南京信息工程大学 生态学14-38有害生物防治的利益和代价模型有害生物防治的利益和代价模型成成本本或或价价值值有害生物密度有害生物密度防治成本防治成本作物价值作物价值防治利益防治利益4/25/2024有害生物防治的利益和代价模型成有害生物密度防治成本作物价值防38南京信息工程大学 生态学14-39人口管理人口管理l人口增长模型人口增长模型l人口控制对策和人口问题人口控制对策和人口问题4/25/2024人口管理人口增长模型7/31/202339南京信息工程大学 生态学14-40人口增长模型人口增长模型l马尔萨斯的人口理论马尔萨斯的人口理论lHale-Malthus增长典线增长典线l人口预测人口预测4/25/2024人口增长模型马尔萨斯的人口理论7/31/202340南京信息工程大学 生态学14-41马尔萨斯的人口理论马尔萨斯的人口理论l1824年，马尔萨斯认为，假如植物或动物不受年，马尔萨斯认为，假如植物或动物不受营养不良、饥荒或疾病等自然力（环境阻力）营养不良、饥荒或疾病等自然力（环境阻力）的限制，它们则能充分地利用其生物潜能，而的限制，它们则能充分地利用其生物潜能，而以不可想象的速度进行繁殖增长。以不可想象的速度进行繁殖增长。l而这一点上人类与植物或动物将无任何区别。而这一点上人类与植物或动物将无任何区别。人口将按几何级数方式增长，而生活资料的生人口将按几何级数方式增长，而生活资料的生产将按算术方式增长。产将按算术方式增长。l因此，倘若人类不能自动限制其繁殖力的话，因此，倘若人类不能自动限制其繁殖力的话，则将由外界以饥饿和战争来实现这种限制。则将由外界以饥饿和战争来实现这种限制。l生物学家同意该理论的前半部分。生物学家同意该理论的前半部分。4/25/2024马尔萨斯的人口理论1824年，马尔萨斯认为，假如植物或动物不41南京信息工程大学 生态学14-42Hale-Malthus增长曲线增长曲线lHale1677年就指出人口增加有呈几何增长的年就指出人口增加有呈几何增长的趋势趋势lVerhurst1838年假设环境因素数量为一定时，年假设环境因素数量为一定时，种群在无限空间中世代连续的增长可成立一个种群在无限空间中世代连续的增长可成立一个方程式，方程式，dN/dt=rN（Malthusianeqation）,那么，那么，Nt=N0ert,增长典线呈增长典线呈“J”型，称型，称Hale-Malthus增长典线。增长典线。4/25/2024Hale-Malthus增长曲线Hale1677年就指出人42南京信息工程大学 生态学14-43人口预测人口预测l人口加倍所需的时间人口加倍所需的时间Nt=N0ertNtN0=ert，NtN02ert2t=ln2/r,l我国我国19491978年的人口增长率为年的人口增长率为19.5%,t 35年，即我国解放后人口加倍的时间为年，即我国解放后人口加倍的时间为35年。年。l世界人口加倍的时间是世界人口加倍的时间是34.7年，年，2010年世界人年世界人口将达到口将达到80亿。亿。4/25/2024人口预测人口加倍所需的时间7/31/202343南京信息工程大学 生态学14-44人口控制对策和人口问题人口控制对策和人口问题l人口的控制对策：计划生育。由人口的控制对策：计划生育。由Nt=N0ert可知，实可知，实行晚婚晚育，减少育龄妇女的生育次数。行晚婚晚育，减少育龄妇女的生育次数。l人口增长带来的问题人口增长带来的问题l人口和经济发展。由于粮食生产和人口分布不均匀，人口和经济发展。由于粮食生产和人口分布不均匀，人口增长造成耕地、粮食等资源利用压力增加。人口增长造成耕地、粮食等资源利用压力增加。l人口的老龄化。人口中，人口的老龄化。人口中，60岁以上的人占岁以上的人占10，65岁岁以上人口占以上人口占7以上即为老龄型人口。以上即为老龄型人口。l我国控制人口增长中的两个重要问题：我国控制人口增长中的两个重要问题：l控制人口决策控制人口决策l提高人口素质提高人口素质4/25/2024人口控制对策和人口问题人口的控制对策：计划生育。由Nt=N044南京信息工程大学 生态学14-453生态环境规划与管理生态环境规划与管理l可持续发展可持续发展l环境规划环境规划l生态规划生态规划l生态环境治理生态环境治理4/25/20243生态环境规划与管理可持续发展7/31/202345南京信息工程大学 生态学14-46可持续发展可持续发展l可持续发展可持续发展(sustainabledevelopment)：既能满足：既能满足当代的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危当代的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。害的发展。4/25/2024可持续发展可持续发展(sustainabledevelop46南京信息工程大学 生态学14-47环境规划环境规划l环境规划也称环境保护规划，强调规划区域内环境规划也称环境保护规划，强调规划区域内大气水体、噪声及固废等环境质量的监测、评大气水体、噪声及固废等环境质量的监测、评价和调控管理。价和调控管理。4/25/2024环境规划环境规划也称环境保护规划，强调规划区域内大气水体、噪47南京信息工程大学 生态学14-48生态规划生态规划l生态规划的概念生态规划的概念l生态规划的原则生态规划的原则l生态规划的内容生态规划的内容l生态规划的步骤生态规划的步骤4/25/2024生态规划生态规划的概念7/31/202348南京信息工程大学 生态学14-49生态规划的概念生态规划的概念l生态规划：强调运用生态系统整体优化观点，对规划区域生态规划：强调运用生态系统整体优化观点，对规划区域内城乡生态系统的内城乡生态系统的人工生态因子人工生态因子（如土地利用状况、产业（如土地利用状况、产业布局状况、环境污染状况、人口密度和分布以及建筑、桥布局状况、环境污染状况、人口密度和分布以及建筑、桥梁、道路、城市管线基础设施分布等）和梁、道路、城市管线基础设施分布等）和自然生态因子自然生态因子（气候、水系、地形地貌、生物多样性、资源状况等）的（气候、水系、地形地貌、生物多样性、资源状况等）的动态变化过程和相互作用特征动态变化过程和相互作用特征都应给予相当的重视，都应给予相当的重视，研究研究物质循环和能量流动的途径，进而提出资源合理开发利用，物质循环和能量流动的途径，进而提出资源合理开发利用，环境保护和生态建设的规划对策环境保护和生态建设的规划对策。其目的在于区域与城市。其目的在于区域与城市生态系统的良性循环，保持人与自然、人与环境关系的持生态系统的良性循环，保持人与自然、人与环境关系的持续共生，协调发展，追求社会的文明、经济的高效和生态续共生，协调发展，追求社会的文明、经济的高效和生态环境的和谐。环境的和谐。4/25/2024生态规划的概念生态规划：强调运用生态系统整体优化观点，对规划49南京信息工程大学 生态学14-50生态规划的原则生态规划的原则l整体优化原则整体优化原则l趋适开拓原则趋适开拓原则l协调共生原则协调共生原则l区域分异原则区域分异原则l生态平衡原则生态平衡原则l高效和谐原则高效和谐原则l可待续发展原则可待续发展原则4/25/2024生态规划的原则整体优化原则7/31/202350南京信息工程大学 生态学14-51生态规划的内容生态规划的内容l生态要素的调查与评价生态要素的调查与评价l环境容量和生态适宜度分析环境容量和生态适宜度分析l评价指标体系的建立及规划目标的研究评价指标体系的建立及规划目标的研究l生态功能区划与土地利用布局生态功能区划与土地利用布局l环境保护规划环境保护规划l人口适宜容量规划人口适宜容量规划l产业结构与布局调整规划产业结构与布局调整规划l园林绿地系统规划园林绿地系统规划l资源利用与保护规划资源利用与保护规划l生态规划管理对策生态规划管理对策4/25/2024生态规划的内容生态要素的调查与评价7/31/202351南京信息工程大学 生态学14-52生态规划的步骤生态规划的步骤国外生态规划的技术路线国外生态规划的技术路线国外生态规划的技术路线国外生态规划的技术路线l资源管理生态规划资源管理生态规划(F.Steiner,1960s):确定规划目确定规划目标标资源数据清单和分析资源数据清单和分析区域适宜度分析区域适宜度分析方案选择方案选择规划方案实施规划方案实施规划执行规划执行方方案评价案评价。lMcHarg生态规划法（生态规划法（I.L.McHarg,1969）：）：确定规确定规划范围和规划目标划范围和规划目标广泛搜集规划区域的自然与人文广泛搜集规划区域的自然与人文资料（包括地理、地质、气候、土壤、野生动物、自然资料（包括地理、地质、气候、土壤、野生动物、自然景观、土地利用、人口、交通、文化、人的价值观调查）景观、土地利用、人口、交通、文化、人的价值观调查），并分别描绘在地图上，并分别描绘在地图上根据规划目标综合分析，提根据规划目标综合分析，提取在第二步所收集的资料取在第二步所收集的资料对各主要因素及各种资源对各主要因素及各种资源开发（利用）方式进行适宜度分析，确定适应性等级开发（利用）方式进行适宜度分析，确定适应性等级综合适应性图的建立综合适应性图的建立。4/25/2024生态规划的步骤国外生态规划的技术路线资源管理生态规划(F52南京信息工程大学 生态学14-53生态规划的步骤生态规划的步骤国内生态规划的技术路线国内生态规划的技术路线国内生态规划的技术路线国内生态规划的技术路线规划、环保业务部门规划设计、筹备阶段政府决策部门气象水文地形地貌土地利用人口分布资源利用环境污染园林绿化生态要素调查、评价、预测规划设计阶段规划目标(社会、经济、生态)规划对策(生态功能区划、环保规划工程措施、绿地系统规划、生态与环境管理措施)评审阶段实施阶段4/25/2024生态规划的步骤国内生态规划的技术路线规划、环保业务部门规53南京信息工程大学 生态学14-54生态环境治理生态环境治理l生态恢复生态恢复(ecologicalrestoration)l生态工程生态工程(ecologicalengineering,ecoengineering)4/25/2024生态环境治理生态恢复(ecologicalrestorat54南京信息工程大学 生态学14-55生态恢复生态恢复l指使受损生态系统恢复合理的结构、高效的功能和协指使受损生态系统恢复合理的结构、高效的功能和协调的关系，恢复不等于复原。调的关系，恢复不等于复原。l受损生态系统的恢复可遵循两个模式：受损生态系统的恢复可遵循两个模式：l当生态系统受损不超过负荷并是可逆的情况下，压力当生态系统受损不超过负荷并是可逆的情况下，压力和干扰被移去，恢复可在自然过程中发生；和干扰被移去，恢复可在自然过程中发生；l另一种是生态系统的受损超过负荷，并发生不可逆变另一种是生态系统的受损超过负荷，并发生不可逆变化，依靠自然过程已不能使系统恢复，必须依靠人的化，依靠自然过程已不能使系统恢复，必须依靠人的帮助。帮助。4/25/2024生态恢复指使受损生态系统恢复合理的结构、高效的功能和协调的关55南京信息工程大学 生态学14-56生态工程生态工程l马世骏（马世骏（1984）认为，生态工程是应用生态系统中物）认为，生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能协调原则，种共生与物质循环再生原理、结构与功能协调原则，结合系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利结合系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统。用物质的生产工艺系统。l生态工程是考虑生态系统自我设计特点，是有利于人生态工程是考虑生态系统自我设计特点，是有利于人为和自然两者的设计；为和自然两者的设计；l环境工程是利用一系列科学原理去净化或防治环境污环境工程是利用一系列科学原理去净化或防治环境污染。染。4/25/2024生态工程马世骏（1984）认为，生态工程是应用生态系统中物种56南京信息工程大学 生态学14-57思考题思考题一、名词解释一、名词解释1.生物多样性生物多样性2.生物资源的可持续利用生物资源的可持续利用3.生态危机生态危机4.生态赤字生态赤字4/25/2024思考题一、名词解释7/31/202357南京信息工程大学 生态学14-58思考题思考题二、问答题二、问答题1.试述生态系统可持续发展的意义。试述生态系统可持续发展的意义。2.全全球球气气候候变变化化可可能能难难世世界界农农业业带带来来哪哪些些有有利利和和不不利利的的影影响？响？3.目目前前我我国国所所面面临临的的资资源源与与环环境境问问题题主主要要包包括括哪哪些些？试试作作一概括说明。一概括说明。4.试述温室效应对陆地生态系统的影响。试述温室效应对陆地生态系统的影响。5.何何谓谓生生物物多多样样性性，可可在在哪哪些些个个层层次次上上加加以以研研究究，各各有有何何特点？生物多样性的价值包括哪些方面？特点？生物多样性的价值包括哪些方面？6.经经济济建建设设中中有有哪哪些些生生态态学学原原理理，试试就就其其中中2个个生生态态学学原原理说明其应用及意义。理说明其应用及意义。*4/25/2024思考题二、问答题7/31/202358