土地生态学题库.doc

绪论一、土地生态学:土地生态学是一门研究土地生态系统的特性、结构、功能和优化利用的学科。二、土地生态学基本任务：1、应用生态学原理指导土地开发、利用、整治、保护和管理2、揭示土地开发利用与保护管理过程中的生态规律。三、土地生态学基本目的：为土地利用规划、利用工程和土地管理提供理论依据四、土地生态学的研究对象:土地生态系统五、土地生态学的研究内容:可以概括为五个方面：1、土地生态类型(1) 土地生态分类, 即土地生态系统类型的划分。其目的是使复杂多样的土地生态系统类型得以条理化、系统化(2) 土地生态系统的组成与结构(3)土地生态系统的形成与演替。2、土地生态评价主要属于土地生态系统功能的研究, 重点是土地生态系统生产力的研究。一般包括:(1) 土地生态适宜性评价；(2) 土地生产潜力评价。3、土地生态规划设计是在土地生态评价基础上开展的土地生态学重要研究内容。土地生态规划属于“总体规划”的性质，有两种情况： 以土地生态评价结果为依据进行布局，少考虑社会经济因素； 充分考虑土地生态评价结果的同时, 综合考虑经济社会因素而编制土地利用结构与布局规划方案。4、土地生态整治对影响和制约土地生态系统潜在生产力发挥的各种限制性因素的改造。内容广泛，包括：水土流失地的治理；盐碱地的治理；风沙地的治理；沼泽地的治理；受污染土地的治理；中低产田改造；荒山荒地的开发与治理。5、土地生态管理土地生态管理主要是通过审查和监督各级土地生态规划与设计方案，使人类按照规定的土地用途, 合理地利用、改造和保护土地, 不断提高土地肥力和生产力, 保持土地生态平衡, 获取最优的土地利用综合效益。其重点是:(1) 土地利用结构的监督；(2) 土地肥力及其变化趋势的监督；(3) 土地开发活动的监督；(4) 土地污染与环境保护的监督。第一章 生态学基础一、生态系统是生态学的研究对象一、 生态系统: 指生物群落及其无机环境相互作用的一个自然系统。它有一定的结构、一定的边界。但是边界常常又是人们根据一定的条件和需要来划定的。三、 生态系统的组成生物环境:1、 生产者又称初级生产者，指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。这些生物能利用无机物合成有机物，并把环境中的太阳能以生物化学能的形式第一次固定到生物有机体中。2、 消费者 不能利用无机物质制造有机物质，而是直接或间接依赖于生产者所制造的有机物质。它们属于异养生物。3、 分解者，指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生物。主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。非生物环境:能源、气候、基质与介质、物质代谢源四 生态系统结构营养结构:食物链和食物网形态结构:垂直结构水平结构是指生态系统中的生产者和各级消费者有机体、种群或群落的水平分布状况和动态，体现了生态系统的二维水平结构。种群：生态系统中或一定区域内同一 种生物的个体总和。 群落：由生态系统中所有生物种群构成的有机整体。 时间结构五、初级生产 几个重要概念生产： 绿色植物通过光合作用，把太阳能转化为化学能并积累在植物体中，这就叫做生产。初级生产：由于生产是生态系统最初的和最基本的能量储存形式，所以叫做初级生产。初级生产力：单位时间和单位面积积累的能量叫初级生产力。总初级生产：植物吸收的总光能，也就是总光合作用量叫做总初级生产。净初级生产：总初级生产除去植物呼吸消耗的能量后，以有机物的形式储存起来的能量叫做净初级生产。净初级生产= 总初级生产- 呼吸消耗 六、食物链、食物网、营养级和生态金字塔 1、食物链:在一个生态系统中，生物之间形成以食物营养为中心的连锁关系，即食物链。 牧食食物链:以绿色植物为基础，通过食草动物的采食再把能量传递给食肉动物。 eg:牧草 羊、牛 狼 以绿色植物为起点，是活的生物体。 腐食食物链（detritus food chain）：又称碎屑食物链，从死亡的有机体或腐屑开始。 eg:动植物残体 腐食性动物 肉食性动物 顶级肉食动物 以动、植物残体为起点，数量越来越少。2、食物网:生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它往往成交叉链索，形成复杂的网络结构，这就是食物网。3、营养级:食物链上的每一环节称为营养级。4、生态金字塔:由于营养级的能量在向上传递过程中的大量损失。因此，沿食物链逐级向上，储藏在各营养级中的能量也越来越少，形成底宽、上窄的金字塔形生态系统能量分布模式，这就是“生态金字塔”。三种表达形式：生物量金字塔；生物数量金字塔；能量金字塔。七、次级生产1、次级生产是指储存在消费者中的能量值。2、有两个指标用来度量生态系统各营养级之间次级生产的效率：林德曼效率=N营养级同化量/ N-1营养级同化量。林德曼效率近乎一个常数，大约是10%左右。消费率=输入N营养级的量/N-1营养级的净生产力。消费率其值在2025%之间。八、生态系统的能量流动的三个特征:生态系统的能量可以由一种状态转化为另外一种状态；能量传递过程，大约只有10%的能量传递给下一个营养级；能量的流动是单向的。九、生态系统的物质循环路径气态循环路径和沉积循环路径(由于是图，大家自己看PPT)第二章 土地生态系统和土地生态分类一、土地生态系统:是指在一定地域范围内，土地上无生命体与同一地域范围内的生命体之间，形成一个能量流动和物质循环的有机综合体。二、土地生态系统的复杂性体现在:层次性各子系统关联的复杂性不确定性开放性和动态性自适应性和自组织性。三、土地生态胞体：具有某土地生态系统的典型结构和特征的最小单元。四、单元土地生态系统:由多个相同或近似的土地生态胞体所构成的“聚合胞体”。五、按土地利用现状分类:农用地；未利用地；建设用地六、土地生态系统的功能(举例子，大家自己掰)净化功能：进入土地生态系统的污染物在土壤中发生物理、化学或生化学反应，使污染物失去活性或毒性降低，降低其对环境的污染。植物生产功能：初级生产功能。承载功能：植物生产的场所、动物（包括人）离不开土地生态系统的支撑、建筑物都附着于土地上。养育功能：土地因为有植物生产功能和承载功能，所以使她有养育功能。交换功能：系统与环境、系统内部各成分之间都进行着物质、能量等的交换。七、土地生态分类的原则可持续发展的原则；实用性与科学性相结合的原则；即遵守土地分类的基本原则又考虑其他要求；综合性原则；主导性原则。八、土地生态分类与土地分类的相互关系两种分类是相互联系的：土地分类是土地生态分类的基础；土地生态分类是土地分类发展的必然分支。 共同点:分类的对象、体系、程序和方法相似。不同点:目的不同；人与生物的因素对分类的重要程度不同；分类因子不同；对环境与生物的联系的重视程度不同。九、生物多样性和生态系统功能1、生物多样性 ：指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总和。通常被认为有四个层次：遗传、物种、生态系统和景观多样性。2、群落物种多样性的测度 ShannonWiener指数（H）生态学意义：对于种数一定的群落总体，各种间数量分布均匀时，群落的多样性最高； 物种分布1分布2分布3分布4A51114B5836C5516D5654H0.600.530.48 0.59两个物种数量分布均匀的群落，物种数目多则意味着多样性指数高；物种群落1群落2群落3A963B963C63D3E3F3H 0.300.470.78一个群落的多样性可以分离成不同的组成部分，为生物群落不同等级特征上的多样性测度提供了有效的方法。Simpson指数（D）Pielou（皮耶罗）均匀度指数3生物多样性与生态系统功能“铆钉”假说: 生物多样性与生态系统功能是一种正的相关关系。 生物多样性与生态系统稳定性生态系统稳定性的概念一般包括抵抗力、恢复力、持久性和变异性等4个方面的内涵 。根据扰动性质和强度，把生态系统区分为受非正常外力干扰和时间尺度上受环境因子正常波动干扰两类系统。受非正常外力干扰的系统：抵抗力和恢复性是测度其稳定性的主要指标。 时间尺度上受环境因子正常波动干扰的系统：持久性和变异性是衡量系统稳定性的指标第三章 耕地生态系统一、耕地生态系统有几个次级类型？灌溉水田、望天田、水浇地、旱地和菜地。二、耕地生态系统的能量流动:1、耕地生态系统的能量来源：太阳的辐射能；人工辅助能2、光能利用率:作物在生长期内对到达地面的太阳总辐射的利用效率叫做作物的光能利用率。3、人工辅助能(判断题)有机能：有机能是指有机农业时代的主要能量投入形式，包括了劳力、畜力、种籽、有机肥等。 无机能：无机能是指石油农业时代的主要能量投入形式，包括了农机具、燃油、农用电、化肥、农药等。4、耕地生态系统的能量输出主要是农作物的净初级生产力，通常以单位面积的生物量计算。(稻类最高，麦类次之，油菜较少。)三、耕地生态系统的物质循环1、耕地生态系统的物质循环可以概化成输入和输出过程。 养分输入：主要包括施肥、降雨、灌溉(决定于灌溉水中的养分浓度和灌溉水量。)、种子携入(与作物种类、播种量有关)和生物固氮(联合共生固氮共生固氮、自生固氮: 某些细菌和蓝绿藻) 养分输出：包括收获物带出、地表径流、淋失和挥发损失等。2、 养分 途径输入： N、P 施肥； K 施肥、灌溉。输出： N 收获物携出和气态损失 ； P、K 90%以上通过收获物携出系统。四、养分平衡1、水田生态系统的养分平衡:系统养分盈亏程度：指总输入量与总输出量之比值。2、旱地生态系统的养分平衡 与水田生态系统的最大区别在于：养分输入项缺少了灌溉的环节；养分输出项中多了水土流失引起的养分损失项。 3、菜地生态系统的养分平衡五、耕地退化1、退化问题耕地面积锐减土壤肥力下降土壤次生盐积化：不合理灌溉，导致土表积盐；易涝面积有所增加土地沙漠化水稻土次生潜育化：排水不畅，耕层和作物长期受积害；土地污染2、类型:侵蚀化、沙化、石质化、土壤贫瘠化、污染化。第四章 森林生态系统一、主要森林类型 1、全球主要森林成带状分布于两个地带：热带地区；北纬35到北极圈之间。2、决定森林植被类型的因素：降雨、温度、土壤、地形以及历史（如人类的利用模式和冰期等）。二、森林生态系统的初级生产力 1、一定时期的森林生态系统的净初级生产力有四个方面构成：植物组织的增加量，包括树干、树枝、树叶、根、菌根和其他共生植物凋落物异养生物消耗死亡的树木等。 2、影响净初级生产的因素主要有水分、养分、二氧化碳浓度。三、森林生态系统的地球化学循环1、森林生态系统的养分输入通过三条途径：大气输入，包括降雨和降尘，通过水气和云雾中所含的化学物质在冠层的沉积；原生矿物风化；固氮2、森林生态系统的养分输出:分为未扰动和扰动森林生态系统的养分输出未扰动:养分流失量很小；发生明显的养分流失的条件：可移动元素的含量超过生物的需求量时。必须营养元素的淋失程度是衡量生态系统健康与否的一个指标。淋失量决定于两个因素：从土壤流入江河的水量；水中营养元素的浓度。淋失量作用：植被的蒸腾作用降低了水分向溪流的输出量；植被和土壤微生物的营养需求降低了水中的营养元素浓度。特别是快速增长的微生物群体，成为生态系统中重要的营养储存体。扰动森林生态系统的养分流失流入江河的营养元素 ：以溶液或固体颗粒的形式流向江河。森林大火引起的元素损失生物过程引起的氮的气态损失收获和整地损失四、森林生态系统的退化及其恢复1、退化 两种退化形式：栖息环境的退化；生态过程的退化2、恢复必须注意的几个问题：主要因子的作用；适当模拟地带性植被的群落结构；采取长期封山育林的办法恢复相似的顶极群落；应注意互惠共生种的恢复。3、恢复途径 封山育林 天然次生林保护和经营管理 人工林的营造第五章 建设用地生态系统城市生态系统一、城市生态系统的结构城市生态系统的结构是系统组成要素相互连接、相互影响的方式和秩序。(一)链结构1食物链结构在城市生态系统生物的营养结构中，有两种不同的食物类型: 一种是自然食物链，另一种是完全人工食物链2资源链结构:资源利用链结构由一条主链和一条副链构成。(二)生命与环境相互作用结构(三)空间组合结构1圈层式结构2镶嵌式结构二、城市生态系统的特征1、人是城市生态系统的主体2、城市生态系统是高度人工化的生态系统3、城市生态系统的不完整性4、城市生态系统是高度开放性系统5、城市生态系统的脆弱性6、城市生态系统是多层次的复杂系统三、城市生态系统基本功能(重点)城市生态系统的功能在于满足城市居民生产、生活的需求，体现在生产功能、能量流动功能、物质循环功能、人口流动功能和信息传递功能等。1、生产功能(一)生物生产:包括生物初级生产和生物次级生产。(二)非生物生产:包括物质生产和非物质生产2、能量流动功能3、物质循环功能:维持城市生存和运行、生产功能，维持城市生态系统的生产、消费、分解还原过程。(一)城市生态系统物质循环中物质流类型:自然力推动的物质流；人工推动的物质流；人口流；其他物质流(二)城市生态系统物质循环的特点:系统内外物流量大；城市生态系统的物质流缺乏生态循环；物质流受到强烈人为因素的影响；物质循环过程中产生大量废物一、 城市生态系统的问题1、自然生态环境遭到破坏2、土地的变化3、气候和大气的变化4、淡水短缺和水污染5、人口密集6、绿地缺乏第六章 土地生态评价一、概述1、土地生态评价:指对土地生态系统的结构、功能、价值和健康及其生态环境质量所进行的评价。2、土地生态评价内容:结构、功能和土地生态价值的评价；诊断土地生态系统的健康程度和土地利用的生态风险；综合评价自然和社会经济系统；对土地生态系统的退化、破坏程度或潜在危险进行评价。 3、重点关注的几个问题自然土地生态系统生产潜力与土地生态系统的现实生产力的对比；土地自然结构、功能与土地利用结构的适应性；人类社会对生态条件的影响及其发展趋势。 二、土地生态登记1、土地生态登记:指根据土地生态系统研究的目的在选定的区域对土地生态因 子进行调查登记的过程。2、土地生态登记的内容:土地生态系统类型及其调查区域社会经济状况的调查登记区域特殊保护项目的调查登记区域生态环境历史变迁及主要土地生态问题调查登记。三、土地生态环境评价 危险性评价敏感性评价生态环境质量评价四、土地生态风险评价1、意义：为环境保护服务为合理利用和规划土地服务为某些专门建设项目服务2、风险评价的类型回顾性生态风险评价多重压力的土地生态系统风险评价监视性土地生态风险评价3、土地生态风险评价的步骤 问题的形成分析过程风险特征风险管理问题的形成结点的选择要满足以下几点条件：受到社会关注；具有生物学重要性；具有实际测定的可行性分析过程风险源评价：对风险源的特征进行分析、评价效应评价：确定土地利用活动评价结点间的关系风险特征总结危害物导致的土地生态危机。风险管理4、土地生态风险评价的方法建模；模型的证实；不正确性的定量分析第七章 土地生态规划一、土地生态规划的程序和内容 1、确定规划范围和规划目标范围由政府决策部门确定；目标:为保护生物多样性而进行的规划； 为土地资源的合理开发而进行的规划； 为当前不合理的土地利用而进行的土地利用结构调整和土地生态重建区划。2、土地生态调查内容：包括土地自然因素调查，社会经济条件调查等。3、土地生态评价4、土地生态分区土地生态分区的原则:土地利用方式基本一致；土地生态条件基本一致；土地开发利用方向基本一致；土地生态分区与整体功能基本一致。5、土地生态规划方案的评价及实施二、土地生态规划的指标体系土地生态规划的指标体系由三类指标构成：土地生态系统结构指标(生态结构指标，经济结构指标，技术结构指标)、生态环境指标(土地功能指标，环境质量指标)和社会经济指标(经济效益指标，社会效益指标)第八章 土地生态设计一、概述1、土地生态设计:是建立在土地生态规划基础上，依据生态条件和人类社会发展的需要，应用生物工艺、物理工艺及化学工艺的原理和方法，对土地利用模式、土地利用环境和土地利用工程项目进行参数设计的过程。2、土地生态设计的特点;设计对象的复杂性设计原理的多样性设计目标的综合性设计后果的可预测性设计模式的地域性设计过程的动态性设计技术的全面性二、土地生态设计的技术方法 基本方法 ：生态功能分类研究方法和分室研究法1、生态系统生态功能分类:（1）生产型（2）消费型（3）保护型（4）调合型2、分室研究法第九章 土地生态工程一、概述1、土地生态工程:是研究和调整土地生态系统,使土地生态系统实现可持续利用的综合配套集成工程技术。（如水土保持生态工程、污染物的土地处理系统生态工程、工矿区土地复垦生态工程）。2、特点以土地生态调控、促进土地生态问题解决为核心；纵向与横向相结合:从系统内部入手研究土地生态问题；横向上注意系统之间的整体关联及其整体性。借用与创新相结合；高效性与低成本相统一。二、土地生态工程的内容与技术方法 基本内容：明确土地生态问题和解决的目标、优化集成和组装配套解决土地生态问题的技术及方案，实施实验和示范推广等。1、农用地的生态问题主要是：水土流失、沙漠化、资源环境的退化、污染等问题农用地生态工程的主要内容： 农用地综合治理生态工程 农田林网建设及优化种植生态工程林草建设与适度利用生态工程等。2、建设用地的生态问题主要是：土地生态功能和效益的损失和环境问题（污染等）建筑用地工程的主要内容：城镇建设用地生态工程村庄建设用地生态工程独立工矿用地生态工程交通建设用地生态工程。3、未利用土地生态问题：如何充分、合理开发利用未利用土地未利用土地生态工程的主要内容：宜农未利用地生态工程和宜林牧未利用土地生态工程等4、土地生态治理与保护专项工程水土流失治理工程；土地复垦工程；土地污染治理生态工程；耕保护生态工程5、土地生态工程的技术方法举例：引自长汀2004年的生态治理(山脊强度流失地) 造林树种第十章 土地生态管理一、1、土地生态管理: 按照土地利用的生态规律，以保持土地生态系统结构和功能的可持续性为目标，对人们的土地利用行为进行调整、控制及引导的综合活动。2、土地生态管理的目标:土地生态环境的改善，生活质量的提高；实现经济、环境与资源的协调发展；社会经济的发展应与生态发展相协调3、土地生态管理的内容土地质量管理土地利用过程管理土地覆盖变化管理土地景观与生物多样性管理土地文化与历史遗迹管理土地保护区管理（分为两种）（1）用途保护：如 基本农田（2）质量保护：生态脆弱区等二、土地生态管理的基本手段1法律与行政手段2经济手段3土地生态规划手段4技术手段5宣传教育的手段第十一章 土地生态健康与恢复一、土地生态健康1、土地生态健康:土地生态健康是土地生态系统的综合特征，土地作为一个有机整体，是有一定的活力、稳定性和自我恢复能力，能够保证土地永续利用目标的实现，这种状态就是土地生态健康。2、土地生态健康的内涵（1）是人地共荣的表现（2）是自然生态与人道原理的结合（3）是土地永续利用的基本前提（4）维持土地生态健康是土地保护的目标3、土地生态健康的标志（1）土地生态系统是动态发展的：随着社会经济的进步，人们在土地利用过程中科技、资金投入的不断进步和加强，劳动者素质的提高，必然使土地生态系统向着良性方向发展。土地生态系统的结构和功能都在不断发生变化，一个系统充满活力。（2）开发、利用、整治、保护相结合：使土地生态系统不至于退化。（3）系统具有弹性，保持着内稳定性：弹性能力越大，系统越健康。4、土地生态健康的评价方法: 指示物种法和指标体系法5、土地生态健康的指标体系: 指标设置遵守的六原则：整体性原则；空间尺度原则；简明性和可操作性原则；规范化原则；代表性原则；灵敏性原则6、土地生态健康评价指标的构健: 包含了物理、化学和生物学三个方面的指标。二、土地生态恢复: 通过人的能动作用，恢复非健康状况土地生态系统合理的结构、高效的功能和协调的关系。计算题自己看