第二章-生态学基本知识课件

第二章 生态学基础教学目标教学目标:掌握生态学、生态系统、生态平掌握生态学、生态系统、生态平衡等概念；学习生态系统的组成、结构与功衡等概念；学习生态系统的组成、结构与功能；破坏生态平衡的因素掌握生态学在环境能；破坏生态平衡的因素掌握生态学在环境保护中应用。保护中应用。教学重点教学重点：生态系统的组成、结构与功能；：生态系统的组成、结构与功能；生态平衡的概念及破坏生态平衡的因素。生态平衡的概念及破坏生态平衡的因素。7/1/20241第二章生态学基础教学目标:掌握生态学、生态系统、生态平衡地球每一秒钟发生的事2.42.4个新生命出生；个新生命出生；生产出生产出28.628.6吨金属，吨金属，4 4台电视机，台电视机，1.31.3辆汽车；辆汽车；排放排放762762吨吨CO2；减少减少0.60.6公顷森林；公顷森林；中国又增加了中国又增加了7878平方米沙漠。平方米沙漠。自然界的空气、水、土壤与生物界的人、动物、植物、微生自然界的空气、水、土壤与生物界的人、动物、植物、微生物之间存在着相互依赖又相互制约的关系物之间存在着相互依赖又相互制约的关系,自然界与生物界的这自然界与生物界的这种状态称为种状态称为生态生态。7/1/20242地球每一秒钟发生的事2.4个新生命出生；自然界的空气第二章第二章 生态学基本知识生态学基本知识2-1 2-1 概述概述1生态学定义：是研究生物与其生存环境之间相互关系及其作用机理的科学。生物：动物200多万种,植物30多万种,微生物10多万种自然环境环境社会环境7/1/20243第二章生态学基本知识2-1概述8/11/202332种群种群是在特定的时间和一定的空间中生活和繁殖的同种个体所组成的群体。自然种群有空间、数量、遗传三个方面特征。3群落群落是指在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和为之。4生态系统生物群落与其生存环境组成的综合体。7/1/202442种群8/11/202342-22-2、生态系统生态系统 一定义：一定义：生态系统是指一定空间范围内，由生命系统（动物、植物和微生物）和环境系统组成的一个整体，（生物群落与其所处的环境所形成的相互作用的统一体），是生态学的基本功能单位。注意四点：是客观存在的实体；由生物成分和非生物成分组成；各成员间有机地组织在一起，具有统一的整体功能；一个生态系统的划分有人为因素，可大可小。7/1/202452-2、生态系统8/11/20235生物圈是地球上最大的生态系统生物圈是地球上最大的生态系统7/1/20246生物圈是地球上最大的生态系统8/11/20236生物群落生物群落 （生命成分）（生命成分）生产者生产者:绿色植物绿色植物 消费者消费者:草食动物、草食动物、肉食动物肉食动物 初级消费者；次级消费者；三级消费者初级消费者；次级消费者；三级消费者肉食肉食 分解者分解者:有机异养型微生物有机异养型微生物 细菌、真菌、腐食性动物，细菌、真菌、腐食性动物，无机环境无机环境 （非生命成分（非生命成分）能源能源:太阳辐射太阳辐射生存环境生存环境:水、空气、土壤、岩石水、空气、土壤、岩石 代谢物质代谢物质:CO:CO2 2、H H2 2O O、O O2 2、无机和有机营养物质、无机和有机营养物质它们各自的作用是什么？它们各自的作用是什么？为各种生物提供必要的生存环境，为各种生物提供生长发育所必需的营养元素7/1/20247生物群落（生命成分）为各种生物提供必要的生存环境，8/1二组成：生命成分、非生命成分二组成：生命成分、非生命成分7/1/20248二组成：生命成分、非生命成分 图 生态系统示意图 （非生物的物质.生产者 .消费者 .分解者）7/1/20249生产者消费者土壤营养库分解者物质循环能量流动 图 生态系统中的能量流动与物质循环 7/1/202410图生态系统中的能量流动与物质循环8/11/2023三、生态系统的结构和类型（形态和营养结构）三、生态系统的结构和类型（形态和营养结构）食物链、食物网、生物放大、生物浓缩结构结构:形态结构和营养结构形态结构和营养结构形态结构（生物种类，种群数量，种的空间配置和时间变化等）营养结构（是生态系统中能量流动和物质循环的基础）类型类型:按水体状况：水生生态系统、陆生生态系统、按人为干预的程度：自然生态系统，半 自然生态系统、人工生态系统。7/1/202411三、生态系统的结构和类型（形态和营养结构）8/11/20232-32-3、生态系统的功能：、生态系统的功能：能量流动、物质循环和信息交换能量流动、物质循环和信息交换 生态系统的特点：生态系统的特点：主要表现在具有一定的能量流动，物质循环和主要表现在具有一定的能量流动，物质循环和信息联系。信息联系。实现这些功能的保证是食物链（网）和营养级。实现这些功能的保证是食物链（网）和营养级。具有自我调节能力。具有自我调节能力。是一种动态系统。是一种动态系统。7/1/2024122-3、生态系统的功能：能量流动、物质循一、食物链（网）和营养级1、食物链食物链：各种生物以食物为联系建立起来的链索。：各种生物以食物为联系建立起来的链索。分类：（按生物间相互关系划分）分类：（按生物间相互关系划分）捕食性；腐食性；寄生性捕食性；腐食性；寄生性 特点：三种食物链几乎同时存在，相互配合，保障特点：三种食物链几乎同时存在，相互配合，保障 能量流动在生态系统中的畅通；能量流动在生态系统中的畅通；不是固定不变的，往往具有暂时性；不是固定不变的，往往具有暂时性；食物关系十分复杂。食物关系十分复杂。2、食物网食物网：任何一个生态系统的食物链也都是很复杂：任何一个生态系统的食物链也都是很复杂的，并且交织在一起，成为网状，成为食物网。的，并且交织在一起，成为网状，成为食物网。7/1/202413一、食物链（网）和营养级1、食物链：各种生物以食物为联系建立3、营养级、营养级定义：食物链上的各个环节称为营养级。定义：食物链上的各个环节称为营养级。生产者第一营养级生产者第一营养级 一级消费者第二营养级一级消费者第二营养级 ：注意注意:一条食物链中的营养级一般会有第六营养级吗一条食物链中的营养级一般会有第六营养级吗？特点：加长不是无限制的，一般只有特点：加长不是无限制的，一般只有45个营养个营养 级；营养级的生物不会只有一种，同一层级；营养级的生物不会只有一种，同一层 次的均属于同一营养级；因食物关系的复杂次的均属于同一营养级；因食物关系的复杂 性，同一生物也可能隶属于不同营养级性，同一生物也可能隶属于不同营养级。7/1/2024143、营养级8/11/202314说明：1）消费者之间可以构成食物链,其中各环节称作营养级,一般生产者为第一营养级,一级消费者为第二营养级通常45级,各级间能量利用率约为10%.一切生物均经光合作用储存能量;缩短食物链可以提高能量利用率;食物链长,说明生活富裕:亚洲：粮食人欧洲：粮食牲畜人猪多肥多粮食多是颠倒的食物链.7/1/202415说明：8/11/2023152)环境中污染物随食物链富集,危害人类.与人类有关的两条食物链陆地：土壤农作物畜禽人水体中：水体浮游植物浮游动物鱼类鸟类人美国密执安湖中美国密执安湖中PCB(polychlorinated biphenyl)PCB(polychlorinated biphenyl)海水鱼类鸟类人ppm：0.010.0000010.011011000.110美国密执安湖中美国密执安湖中DDTDDT水湖泥虾鱼鸟ppm：0.0000020.0140.0413699(5107)倍数比：70003731461633北极爱斯基摩人137Cs过量:苔藓驯鹿人食用富集无机汞有机汞,致使毒性增加.7/1/2024162)环境中污染物随食物链富集,危害人类.8/11/2 图 温带草原生态系统的食物链示意图 7/1/202417图温带草原生态系统的食物链示意图二、能量流动二、能量流动五大特征：一切能量来源于太阳能；太阳光合作用储存能量；能量通过食物链进行传递：能量单向流动；能量流动过程中逐级递减（十分之一定律）。能量在流动过程中遵循热力学第一定律和热力学第二定律.7/1/202418二、能量流动8/11/202318光合作用反应式 光合作用的实质是把CO2和H2O转变为有机物（物质变化）和把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能（能量变化）。总方程式总方程式6CO2+6H2O（光照、酶、叶绿体）C6H12O6+6O2 C6H12O6表示糖类7/1/202419光合作用反应式8/11/202319生产者消费者土壤营养库分解者物质循环能量流动图生态系统中的能量流动与物质循环7/1/2024208/11/202320地球生态系统中的能量流特点：单向，不可逆的7/1/202421地球生态系统中的能量流特点：单向，不可逆的8/11/202生态系统能量流动特点：生态系统能量流动特点：（1）生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，一般为1左右。（2）生态系统的能量流动是单向流动。（3）流动中能量急剧减少，从一个营养级到另一个营养级都有大量能量以热的形式散失掉。（4）各级消费者之间能量的利用率也不高，为10左右。（5）生态系统中，当其生产的能量与消耗的能量保持一定的相对平衡时，该生态系统结构和功能才能保持动态平衡。7/1/202422生态系统能量流动特点：（1）生产者即绿色植物对太阳能的利用率迁移创新：迁移创新：为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？如如D鱼体重增加鱼体重增加1kg，所需浮游植物约，所需浮游植物约 1000kg 。7/1/202423迁移创新：为什么肉类食品的价格比小白菜价格高？8/11/20物质循环物质循环(物质流物质流)是生态系统中构成生命体的各是生态系统中构成生命体的各种物质以及一些非生命体构成的必要物质的传种物质以及一些非生命体构成的必要物质的传递和转化的动态过程。递和转化的动态过程。主要有：主要有：C、H、N、O、S、P、Zn、Mn、Cu、Mo、Co、Ca、Mg、K、H2O等等.重点是重点是C、N、O、H2O.主要元素（能量元素）：碳、氢、氧、氮等主要元素（能量元素）：碳、氢、氧、氮等 大量元素：镁、钾、钙、硫等大量元素：镁、钾、钙、硫等 微量元素：锌、铜、钼、碘、溴等微量元素：锌、铜、钼、碘、溴等物质循环：物质在库与库之间的转移，就是物质物质循环：物质在库与库之间的转移，就是物质 流动，这种流动构成的循环称为流动，这种流动构成的循环称为。三、生态系统的物质循环三、生态系统的物质循环7/1/202424物质循环(物质流)是生态系统中构成生命体的各种物质以及一些非1、水循环、水循环动力是太阳辐射动力是太阳辐射主要是在地表水的蒸发和大气降水间进行。主要是在地表水的蒸发和大气降水间进行。人类的那些活动影响到水循环？人类的那些活动影响到水循环？应该采取那些措施呢？应该采取那些措施呢？7/1/2024251、水循环动力是太阳辐射8/11/202325水的循环示意图：水的循环示意图：7/1/202426水的循环示意图：8/11/2023262、碳循环、碳循环绿色植物在绿色植物在C C循环中起重要作用，大气中的循环中起重要作用，大气中的二氧化碳被生物利用的唯一途径是绿色植物二氧化碳被生物利用的唯一途径是绿色植物的光合作用。的光合作用。人类的那些活动影响到人类的那些活动影响到C循环？循环？应该采取那些措施呢？应该采取那些措施呢？7/1/2024272、碳循环绿色植物在C循环中起重要作用，大气中的二氧化碳被生温室气体和温室效应温室：顶棚和四周的玻璃（或塑料薄膜）能够透进太阳光的短温室：顶棚和四周的玻璃（或塑料薄膜）能够透进太阳光的短波辐射，而室内地面反向的长波辐射却很少能穿透玻璃（或塑波辐射，而室内地面反向的长波辐射却很少能穿透玻璃（或塑料薄膜料薄膜)，这样热量就被留在室内，因此温室里的温度比室外，这样热量就被留在室内，因此温室里的温度比室外要高出许多。要高出许多。温室气体温室气体：能够引起温室效应的气体。如：二氧化碳，甲烷，能够引起温室效应的气体。如：二氧化碳，甲烷，四氯化碳等。（四氯化碳等。（CH4 对温室效应的影响是对温室效应的影响是CO2 的的21倍。单个倍。单个CH4分子的红外辐射吸收能力超过分子的红外辐射吸收能力超过CO2）。）。温室效应：大气中的二氧化碳吸收了地面辐温室效应：大气中的二氧化碳吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气中，从射出来的红外光，把能量截留于大气中，从而使大气温度升高的现象称为而使大气温度升高的现象称为。7/1/202428温室气体和温室效应温室：顶棚和四周的玻璃（或塑料薄膜）能够透温室气体增多的原因 矿物燃料的燃烧是主要来源矿物燃料的燃烧是主要来源由于人类大量砍伐森林，毁坏草原，使地球由于人类大量砍伐森林，毁坏草原，使地球表面的植被日趋减少，降低植物对二氧化碳表面的植被日趋减少，降低植物对二氧化碳的吸收作用。的吸收作用。7/1/202430温室气体增多的原因矿物燃料的燃烧是主要温室效应的危害 全球变暖将可能导致两极的冰川融化，使还海全球变暖将可能导致两极的冰川融化，使还海平面升高，淹没许多城市。世界上大约有平面升高，淹没许多城市。世界上大约有1/3的人的人口生活在沿海岸线口生活在沿海岸线60Km以内，世界上以内，世界上35座最大的座最大的城市中，有城市中，有20座地处沿海。海平面升高无疑将是对座地处沿海。海平面升高无疑将是对人类的巨大威胁。人类的巨大威胁。地球表面气温升高，各地降水和干湿状况也会地球表面气温升高，各地降水和干湿状况也会发生变化。现在温带的农业发达地区，由于气温升发生变化。现在温带的农业发达地区，由于气温升高，蒸发加强，气候会变得干旱，农业区会退化成高，蒸发加强，气候会变得干旱，农业区会退化成草原；干旱区会变得更干旱，土地沙漠化，使农业草原；干旱区会变得更干旱，土地沙漠化，使农业减产。减产。7/1/202431温室效应的危害全球变暖将可能导致两极的冰川融化，全球气候变化引起了世界各国政府的高度重视全球气候变化引起了世界各国政府的高度重视19921992年年6 6月，有月，有154154个国家参加的联合国环境与发展大个国家参加的联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢召开，会议通过了气候变化框会在巴西里约热内卢召开，会议通过了气候变化框架公约。架公约。19971997年年1212月在日本京都，月在日本京都，170170多个国家的多个国家的政府首脑聚集在一起就人类密切关注的全球气候变化政府首脑聚集在一起就人类密切关注的全球气候变化的问题达成了一个世界性的协议，希望在气候变化导的问题达成了一个世界性的协议，希望在气候变化导致严重后果发生之前，采取一致的行动，控制，控制致严重后果发生之前，采取一致的行动，控制，控制气候变化的发展趋势。气候变化的发展趋势。在过去在过去100年间：气温上升年间：气温上升0.2-.5；降水增加降水增加1%；海平面上升海平面上升10-25cm7/1/202432全球气候变化引起了世界各国政府的高度重视1992年6月未来海平面变化的预测未来海平面变化的预测预测者预测者预测年份预测年份上升量（上升量（cm）世界气象组织（世界气象组织（WMO）202520140Mercer2030500日本环境厅日本环境厅203026165Bloom2030100欧洲共同体欧洲共同体21世纪世纪20165Barth&Titus20251355联合国环境规划署（联合国环境规划署（UNEP）21世纪末世纪末657/1/202433未来海平面变化的预测预测者预测年份上升量（cm）世界气象组织温室效应的治理为了保护人类赖以生存的地球，人类应共同为了保护人类赖以生存的地球，人类应共同防止温室效应的进一步增强。可以采取以下防止温室效应的进一步增强。可以采取以下措施：措施：节约能源、减少使用煤、石油、天然气等矿节约能源、减少使用煤、石油、天然气等矿物燃料；更多地利用太阳能、风能、地热等；物燃料；更多地利用太阳能、风能、地热等；限制并逐步停止氟氯烃的生产和使用；限制并逐步停止氟氯烃的生产和使用；大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。7/1/202434温室效应的治理为了保护人类赖以生存的地球，人类应共同防止温室3、氮循环、氮循环大气氮进入生物有机体的途径生物固氮工业固氮岩浆固氮大气固氮7/1/2024353、氮循环大气氮进入生物有机体的途径生物固氮工氮的循环示意图：氮的循环示意图：7/1/202436氮的循环示意图：8/11/202336氮的循环：氮的循环：固氮：生物固氮：豆科植物及其他高等植物根瘤菌工业固氮：合成氨岩浆固氮：火山爆发时的岩浆固氮大气固氮：雷雨闪电时通过电离作用合计91.8106万吨利用：进入土壤中NH3NO2-(NO3-)氨基酸蛋白质动物食用动物新陈代谢(排泄)蛋白质分解NH3、尿素和尿酸排出：进入土壤动植物尸体土壤微生物分解为CO2、H2O、NH3一部分经硝化成NO2-(NO3-)被植物吸收一部分反硝化游离N2到大气中总之返回大气中的氮量为：85.0106万吨固氮作用超过反硝化作用固氮作用超过反硝化作用,每年多每年多680680万吨万吨,出现富营养化现象出现富营养化现象.7/1/202437氮的循环：8/11/202337水体富营养化1、定义、定义2、危害、危害3、成因、成因4、如何解决、如何解决7/1/202438水体富营养化1、定义8/11/202338水体富营养化定义 -水体中营养物质过多，特别是水体中营养物质过多，特别是N N、P P过多过多而导致水生植物大量繁殖，影响水体与大气而导致水生植物大量繁殖，影响水体与大气正常的氧气交换，加之死亡藻类的分解消耗正常的氧气交换，加之死亡藻类的分解消耗大量的氧气，造成水体溶解氧迅速下降，水大量的氧气，造成水体溶解氧迅速下降，水质恶化，鱼类及其它生物大量死亡，加速了质恶化，鱼类及其它生物大量死亡，加速了水体衰老的过程，这种现象称为水体富营养水体衰老的过程，这种现象称为水体富营养化。化。7/1/202439水体富营养化定义-水体中营养物质过多，特别是N、P过水体富营养化危害水生生态系统紊乱水生生态系统紊乱水生生物物种减少：鱼类窒息或中毒死亡水生生物物种减少：鱼类窒息或中毒死亡多样性受到破坏多样性受到破坏水质变劣水质变劣加速湖泊的衰亡加速湖泊的衰亡7/1/202440水体富营养化危害8/11/202340水体富营养化成因农田化肥农田化肥牲畜粪便牲畜粪便污水灌溉污水灌溉城镇地表径流（生活垃圾）城镇地表径流（生活垃圾）矿区地表径流矿区地表径流大气沉降大气沉降水体人工养殖水体人工养殖7/1/202441水体富营养化成因农田化肥8/11/202341如何解决这个问题？采用法律或行政法规等强制手段控制采用法律或行政法规等强制手段控制N、P污染排放量污染排放量改进施肥技术，控制施肥量改进施肥技术，控制施肥量加强土壤和农作物管理，防止水土流失加强土壤和农作物管理，防止水土流失控制污灌水用量，减少含控制污灌水用量，减少含N燃料使用，管理燃料使用，管理和控制淡水养殖业和控制淡水养殖业粪便等有机废弃物中的粪便等有机废弃物中的N、P可考虑制造沼可考虑制造沼气后做有机肥气后做有机肥及时检测预报及时检测预报7/1/202442如何解决这个问题？采用法律或行政法规等强制手段控制N、P污染赤赤 潮潮 由于城市工业废水和生活污水大量排入海水由于城市工业废水和生活污水大量排入海水中，使营养物质在水体中富集，造成水域富营养中，使营养物质在水体中富集，造成水域富营养化。此时，化。此时，水域中氮、磷等营养盐类；铁、锰等水域中氮、磷等营养盐类；铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加，使海微量元素以及有机化合物的含量大大增加，使海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集，而引起水体变色，这种现象叫做或高度聚集，而引起水体变色，这种现象叫做“赤潮赤潮”。赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色，赤潮发生的原因、种类和数量的不同，水体色，赤潮发生的原因、种类和数量的不同，水体会呈现不同的颜色，有红颜色或砖红颜色、绿色、会呈现不同的颜色，有红颜色或砖红颜色、绿色、黄色、棕色等。值得指出的是，某些赤潮生物黄色、棕色等。值得指出的是，某些赤潮生物（如膝沟藻、裸甲藻、梨甲藻等）引起赤潮有时（如膝沟藻、裸甲藻、梨甲藻等）引起赤潮有时并不引起海水呈现任何特别的颜色。并不引起海水呈现任何特别的颜色。7/1/202443赤潮由于城市工业废水和生活污水大量排入海水中，7/1/2024448/11/2023447/1/2024458/11/2023457/1/2024468/11/202346淡水中富营养化后，“水华”频繁出现，面积逐年扩散，持续时间逐年延长。太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有“水华”，就连流动的河流，如长江最大支流汉江下游汉口江段中也出现“水华”。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。此外，自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞，漂浮在水面上的“水华”影响景观，并有难闻的臭味。所以每次发生水华现象都会给人类和自然界带来巨大的损失或灾害。7/1/202447淡水中富营养化后，“水华”频繁出现，面积逐年扩散，持续时间逐赤潮的危害赤潮的危害 赤潮已成为一种世界性的公害。赤潮的发生，破坏了海洋的赤潮已成为一种世界性的公害。赤潮的发生，破坏了海洋的正常生态结构，因此也破坏了海洋中的正常生产过程，从而威正常生态结构，因此也破坏了海洋中的正常生产过程，从而威胁海洋生物的生存；胁海洋生物的生存；其次，有些赤潮生物会分泌出粘液，粘在鱼、虾、贝等生其次，有些赤潮生物会分泌出粘液，粘在鱼、虾、贝等生物的鳃上，妨碍呼吸，导致窒息死亡；物的鳃上，妨碍呼吸，导致窒息死亡；再次是大量赤潮生物死亡后，在尸骸的分解过程中要大量再次是大量赤潮生物死亡后，在尸骸的分解过程中要大量消耗海水中的溶解氧，造成缺氧环境，引起虾、贝类的大量死消耗海水中的溶解氧，造成缺氧环境，引起虾、贝类的大量死亡；亡；有些赤潮生物分泌赤潮毒素，当鱼、贝类处于有毒赤潮区有些赤潮生物分泌赤潮毒素，当鱼、贝类处于有毒赤潮区域内，摄食这些有毒生物，虽不能被毒死，但生物毒素可在体域内，摄食这些有毒生物，虽不能被毒死，但生物毒素可在体内积累，其含量大大超过食用时人体可接受的水平。这些鱼虾、内积累，其含量大大超过食用时人体可接受的水平。这些鱼虾、贝类如果不慎被人食用，就引起人体中毒，严重时可导致死亡。贝类如果不慎被人食用，就引起人体中毒，严重时可导致死亡。7/1/202448赤潮的危害赤潮已成为一种世界性的公害。赤潮的发生，赤潮的预防赤潮的预防 海水富营养化是形成赤潮的物质基础。海水富营养化是形成赤潮的物质基础。携带大量无机物的工业废水及生活污水排放携带大量无机物的工业废水及生活污水排放入海是引起海域富营养化的主要原因。入海是引起海域富营养化的主要原因。所以，必须采取有效措施，严格控制工所以，必须采取有效措施，严格控制工业废水和生活污水向海洋超标排放，在工业业废水和生活污水向海洋超标排放，在工业集中和人口密集区域以及排放污水量大的工集中和人口密集区域以及排放污水量大的工矿企业，建立污水处理装置，严格按污水排矿企业，建立污水处理装置，严格按污水排放标准向海洋排放。放标准向海洋排放。7/1/202449赤潮的预防海水富营养化是形成赤潮的物质基础。携带大7/1/2024508/11/202350大气圈中天然的硫包括H2S、SO2 和硫酸盐4、硫循环7/1/202451大气圈中天然的硫包括4、硫循环8/11/2023517/1/2024528/11/202352酸酸 雨雨 -指大气中的酸通过降水（如雨、雾、指大气中的酸通过降水（如雨、雾、雪）迁移到地表，或在含酸气团气流的作用雪）迁移到地表，或在含酸气团气流的作用下直接迁移到地表形成下直接迁移到地表形成pH pH 小于小于5.6 5.6 的降水。的降水。引起酸沉降的主要物质是人为和天然排放的引起酸沉降的主要物质是人为和天然排放的SOSOX X（SOSO2 2和和SOSO3 3）和）和NONOX X（NONO和和NONO2 2），其天然，其天然源一般是全球分布的，而人为排放的源一般是全球分布的，而人为排放的SOSOX X和和NONOX X（则具有地区性分布的特点。（则具有地区性分布的特点。7/1/202453酸雨-指大气中的酸通过降水（如雨、雾、雪）7/1/2024548/11/202354酸雨的危害酸雨的危害（1）对生态系统的破坏）对生态系统的破坏（2）导致土壤酸化）导致土壤酸化（3）腐蚀建筑物及名胜古迹腐蚀建筑物及名胜古迹（4）危害人体健康）危害人体健康7/1/202455酸雨的危害（1）对生态系统的破坏8/11/202355峨眉山冷杉受酸雨的影响峨眉山冷杉受酸雨的影响7/1/202456峨眉山冷杉受酸雨的影响8/11/202356受酸雨破坏的树林受酸雨破坏的树林7/1/202457受酸雨破坏的树林8/11/202357酸雨的防治酸雨的防治提高能源利用率，减少污染气体排放提高能源利用率，减少污染气体排放改变能源结构，加速发展无污染能源改变能源结构，加速发展无污染能源增强防酸意识增强防酸意识7/1/202458酸雨的防治提高能源利用率，减少污染气体排放8/11/20235、磷循环生态系统中磷的特点全部来自于岩石风化循环过程中和微生物的关系磷不进行大气循环7/1/2024595、磷循环生态系统中磷的特点全部来自于岩石风化循环过程中和微7/1/2024608/11/202360人对自然磷循环的干扰磷肥和洗涤剂养殖厂排水和城市污水7/1/202461人对自然磷循环的干扰磷肥和洗涤剂养殖厂排水和城四四、信息联系、信息联系1、营养信息：通过、营养信息：通过营养交换的形式营养交换的形式传递信息传递信息2、化学信息：通过、化学信息：通过某些特殊化学物质某些特殊化学物质传递信息传递信息3、物理信息：通过、物理信息：通过某些物理现象某些物理现象传递信息传递信息4、行为信息：通过、行为信息：通过某些行为某些行为传递信息传递信息：达尔文的营养信息链：猫多田鼠土蜂三叶草多7/1/2024628/11/2023621）营养信息：通过营养交换的形式,把信息从一个种群传递到另一个种群,或从一个个体传递到另一个个体,食物链(网)即是一个营养信息系统。（2）化学信息：生物分解出某些特殊的化学物质，这些分泌物在生物的个体或种群之间起着各种信息的传递作用。（3）物理信息：鸟鸣、兽吼、颜色、光等构成了生态系统的物理信息。（4）行为信息：有些动物可以通过自己的各种行为方式向同伴发出识别、威吓、求偶和挑战等信息。7/1/2024631）营养信息：通过营养交换的形式,把信息从一个种群传递到另一营养信息营养信息-北极狐和北极兔北极狐和北极兔 据科学家们观察，生活在北极地区的北极狐据科学家们观察，生活在北极地区的北极狐是以北极兔为食的。北极狐一胎可以怀单胎，是以北极兔为食的。北极狐一胎可以怀单胎，也可以怀双胎。而这是取决于北极兔的多少。也可以怀双胎。而这是取决于北极兔的多少。北极兔的数量多，怀双胎；数量少则怀单胎。北极兔的数量多，怀双胎；数量少则怀单胎。这对于维持生态系统的平衡是至关重要的。这对于维持生态系统的平衡是至关重要的。难道是北极兔告诉北极狐自己的数量吗？显难道是北极兔告诉北极狐自己的数量吗？显然不可能，这只能是生态系统中某些类似物然不可能，这只能是生态系统中某些类似物理、化学等信息在起作用。理、化学等信息在起作用。7/1/202464营养信息-北极狐和北极兔据科学家们观察，生活在北极地区的北2-4 2-4 生态平衡生态平衡一、生态平衡的概念1、在一定条件下,表现为生态系统中通过生物链和其它自然因素来维系能量流动和物质循环的一种平衡稳定的状态。2、特点动：动态平衡定：相对稳定（能量、物质、生物种类和数量）变：外界条件发生变化,可破坏现存的生态平衡.小：不超过循环规律大：平衡破坏7/1/2024652-4生态平衡8/11/202365（一）环境具有自净能力 污染物进入环境后，经过自然条件下的物理、化学和微生物的作用，使污染物质在空间扩散、稀释、降解，其浓度下降，使受污染的环境恢复。（二）自动调节作用 当生态系统的某一部分出现了机能异常时，就可能被其它部分的调节所抵消。生态系统的组成与结构越复杂，自动调节能力就越强，组成与结构越简单，自动调节能力就越弱。自动调节能力取决于自动调节能力取决于结构的多样性结构的多样性和和功能的完整性功能的完整性二、保持生态平衡的因素7/1/202466（一）环境具有自净能力二、保持生态平衡的因素8/11/20三、生态平衡破坏的原因自然原因(第一环境问题，天灾)自然异常变化：原因如火山、地震、海啸、台风、水旱、流行病人为原因(第二环境问题，人祸)由两方面造成：对自然资源不合理利用,滥砍乱伐,滥捕动物.排放污染物,如重金属、农药、石油等生物种类成分的改变危害环境因素的改变信息系统的破坏7/1/202467三、生态平衡破坏的原因8/11/202367（一）自然原因（一）自然原因 指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对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。人类和生物的有害因素。（二）人为因素（二）人为因素 指人类对自然资源的不合理利用、工农业发展带来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问题。的环境污染等问题。（使环境因素发生变化；使生物种类发生变（使环境因素发生变化；使生物种类发生变化；信息系统的破坏）化；信息系统的破坏）破坏生态平衡的因素：自然因素破坏生态平衡的因素：自然因素 人为因素人为因素7/1/202468（一）自然原因破坏生态平衡的因素：自然因素8/11/20五大环境问题 自然灾害 生态破坏 资源耗竭 环境污染 人口剧增不和谐的音符7/1/202469五大环境问题自然灾害不和谐的音符8/11/202369 自然灾害自然灾害天文灾害天文灾害地质灾害地质灾害气象水文灾害气象水文灾害生物灾害生物灾害天体撞击、太阳辐射异常天体撞击、太阳辐射异常电磁异暴、宇宙射线电磁异暴、宇宙射线火山、地震、岩崩火山、地震、岩崩水灾、旱灾、风暴、冰雹、雪灾、热浪、寒潮水灾、旱灾、风暴、冰雹、雪灾、热浪、寒潮病虫害、森林火灾、物种灭绝病虫害、森林火灾、物种灭绝7/1/202470自然灾害天文灾害地质灾害气象水文灾害生物灾害天体撞 资源耗竭矿矿产产资资源源危危机机能能源源危危机机水水资资源源短短缺缺土土地地资资源源紧紧缺缺生生物物多多样样性性的的减减少少土土壤壤资资源源的的退退化化7/1/202471资源耗竭矿产资源危机能源危机水资源短缺土地资源紧缺生物 环境污染水水水水环环环环境境境境污污污污染染染染大大大大气气气气环环环环境境境境污污污污染染染染土土土土壤壤壤壤环环环环境境境境污污污污染染染染生生生生物物物物污污污污染染染染物物物物理理理理环环环环境境境境污污污污染染染染7/1/202472环境污染水环境污染大气环境污染土壤环境污染生物污染物理 生态破坏水水土土流流失失沙沙漠漠化化、荒荒漠漠化化土土壤壤次次生生盐盐碱碱化化森森林林锐锐减减草草场场退退化化、土土地地退退化化生生物物多多样样性性的的减减少少湖湖泊泊的的富富营营养养化化7/1/202473生态破坏水土流失沙漠化、荒漠化土壤次生盐碱化森林锐减草7/1/2024748/11/202374 人口剧增人口剧增人口剧增的结果的结果使得使得上面所有的问题上面所有的问题都都被大大地被大大地放大了放大了7/1/202475人口剧增人口剧增8/11/202375四、生态平衡失调的主要标志四、生态平衡失调的主要标志结构上的标志：一级结构缺损和二级结构变化功能上的标志：能量流动受阻和物质循环中断五、改善生态平衡的主要对策五、改善生态平衡的主要对策1森林方面的对策2草原方面的对策3水域方面的对策4农田方面的对策7/1/202476四、生态平衡失调的主要标志8/11/202376我国的生态环境建设总体目标我国的生态环境建设总体目标19991999年年1 1月国务院通过全国生态环境建设规划月国务院通过全国生态环境建设规划 总体目标：总体目标：用大约用大约5050年的时间，动员和组织全国人民，依年的时间，动员和组织全国人民，依靠科学技术，加强对现有天然林及野生动植物资源靠科学技术，加强对现有天然林及野生动植物资源的保护，大力开展植树种草，治理水土流失，防治的保护，大力开展植树种草，治理水土流失，防治沙漠化，建设生态农业，改善生产和生活条件，加沙漠化，建设生态农业，改善生产和生活条件，加强综合治理力度，完成一批对改善全国生态环境有强综合治理力度，完成一批对改善全国生态环境有重要影响的工程，扭转生态环境恶化的势头。重要影响的工程，扭转生态环境恶化的势头。7/1/202477我国的生态环境建设总体目标1999年1月国务院通过全国生态国家环保局从国家环保局从19991999年起实施年起实施3321133211工程工程三河（淮河、海河、辽河）三河（淮河、海河、辽河）水污染水污染 三湖（太湖、巢湖、滇池）三湖（太湖、巢湖、滇池）水污染水污染 两区（二氧化硫和酸雨污染控制区）两区（二氧化硫和酸雨污染控制区）大气污染大气污染 一市（北京）一市（北京）环境保护工程环境保护工程 一海（渤海）一海（渤海）环境保护工程环境保护工程加强以京津风沙源和水源为重点的治理和保护，建设环京津生态圈。继续建设“三北”、沿海、珠江等防护林体系，力争到21世纪中叶，森林覆盖率达26%以上。7/1/202478国家环保局从1999年起实施33211工程三河（淮河、海河、2-5 2-5 生态学在环境保护中的应用生态学在环境保护中的应用一、环境质量的生物监测与评价生物监测与生物评价的特点：综合性、真实性、长期性、灵敏性和简单易行二、环境污染的生物净化与治理大气的，水体的三、制定生态规划方案四、发展生态农业五、病虫害的生态防治7/1/2024792-5生态学在环境保护中的应用一、环境质量的生物监测与评价生态农业：利用生态学原理，依据生态生态农业：利用生态学原理，依据生态系统内物质循环和能量转化的基本规律系统内物质循环和能量转化的基本规律建立的一种农业生产方式。建立的一种农业生产方式。生态农业是中国农业可持续发展的方向。生态农业是中国农业可持续发展的方向。7/1/202480生态农业：利用生态学原理，依据生态系统内物质循环和能量转化的生态农业模式图生态农业模式图7/1/202481生态农业模式图8/11/202381图：马雅农场生态系统示意图图：马雅农场生态系统示意图 7/1/202482图：马雅农场生态系统示意图8/11/202382粮农作物蛋鸡副鸡产粪品肉猪猪粪沼气沼气池渣电发电输肥水出家庭生态农业模式示意图家庭生态农业模式示意图7/1/202483粮生态农业的特点（1）综合性：生态农业是一种大农业生 产，注重农、牧、副、渔全 面发展，农工商综合经营。（2）稳定性：良性循环与抗外界干扰。（3）生态性：低耗、高效和清洁。（4）持续性：自动调节能力和持续发展能力。7/1/202484生态农业的特点（1）综合性：生态农业是一种大农业生我国人均资源相对不足，长期以来农业发展，是建立在资源过度利用和粗放经营上，虽然近年来农业生产取得较大幅度的增长，但已积累了严重的生态环境问题，这将成为我国农业进一步发展的限制因素。因此，在农业现代化建设过程中，必须实施可持续发展战略，坚持“执行保护资源、节约和合理利用资源执行保护资源、节约和合理利用资源”、“开发利用和保护增殖并重开发利用和保护增殖并重”的方针，走资源节约型经济的方针，走资源节约型经济发展的道路，发展的道路，决不能以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的需要，要花大力气为我国今后农业发展开拓一个资源可持续利用、生态环境日趋改善的新空间。实施我国农业可持续发展战略，要从我国国情出发，因地制宜，统筹兼顾，坚持生产持续性、经济持续性、生态持续性的有机结合，从而促进农业资源保护与利用、生态环境保护与建设的和谐统一。7/1/202485我国人均资源相对不足，长期以来农业发展，是建立补充：一、补充：一、对生态系统的模拟远未成功对于生态系统的多样性、复杂性和稳定性的关系的研究，规模最大的是目前由美国哥伦比亚大学管理的人工模拟生态系统复杂性试验装置Biosphere2(生物圈二号)，其命名的内在含义指地球是生物圈一号。该装置设立的初衷是在一个密封的环境里引入3800多种生物，模拟构成地球上的多种有代表性的生态系统，希望藉此实现内部生态的自主循环。但是试验开始后不久，装置内的大气氧含量就急剧下降，以至于不得不多次与外界交换空气，一年以后，所引入的物种死亡了1/4，原定实验目标根本无法实现。7/1/202489补充：一、对生态系统的模拟远未成功对图“生物圈2号”生态循环示意图7/1/202490图“生物圈2号”生态循环示意图8/11/202390Bio2实验室全貌7/1/202491Bio2实验室全貌8/11/2023917/1/2024928/11/202392实验得出的重要结论：实验得出的重要结论：人类当前的科学技术对地球生物圈大尺度生态过程的模拟和控制能力非常有限，用科学技术圈代替生物圈不可能实现。地球生物圈保持稳定所需要的生物多样性的最低要求目前还是未知数。人类对生物多样性的盲目破坏，将有可能从根本上破坏全球生态环境的存在基础，是极其危险的。7/1/202495实验得出的重要结论：人类当前的科学技