环境生态学复习知识点总结.docx

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环境生态学复习知识点总结

第一章绪论

一、环境生态学的定义及形成与发展

1.定义（掌握）2.形成与发展

二、环境生态学的研究内容与学科任务

1.研究内容（掌握）2.学科任务

3.发展趋势4.研究方法

三、环境生态学与相关学科（了解）

1.生态学2.环境科学

3.恢复生态学4.其它相关学科

一、环境生态学的定义及形成与发展

一、环境生态学的定义及形成与发展

环境问题

环境问题

当前世界面临的主要环境问题：

人口问题：

人口的激增，生产规模的扩大，废物排放量增加，污染加剧

资源问题：

资源的短缺（森林、土地、淡水）

环境污染：

温室气体的排放、有害化学品的污染

生态破坏：

土地沙漠化、水土流失、盐碱化、森林生态功能衰退等

总之，环境生态学是随着环境问题的产生、人类对环境问题的关注及寻求调节人类与环境之间协调发展的途径而产生的。

《寂静的春天》（美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊，20世纪60年代）

它是环境生态学的启蒙之著和学科诞生的标志。

《增长的极限》（20世纪70年代），是环境生态学发展初期阶段的主要象征。

《人类环境宣言》《只有一个地球——对一个小行星的关怀和维护》

（1972年，联合国人类环境会议），它们丰富了环境生态学的理论，促进了它的理论体系的完善和发展。

《环境生态学》教科书（1987年，福尔德曼），它的出版对环境生态学的发展起了积极的推动作用。

二、环境生态学的研究内容与学科任务

1.研究内容

a.人为干扰下生态系统的内在变化机理和规律的研究

b.各类生态系统的功能保护和利用研究

c.生态系统退化机理及修复研究

d.解决环境问题的生态学对策

e.全球性环境问题的研究

2.学科任务

3.发展趋势

4.研究方法

2.学科任务

a.人为干扰的方式及强度

b.退化生态系统的特征判定

c.人为干扰下的生态演替规律

d.受损生态系统恢复和重建技术

e.生态系统服务功能评价

f.生态系统管理

g.生态规划和生态效应预测

3.发展趋势

4.研究方法

3.发展趋势

a.生态系统对人为干扰的反应机制与监测

b.退化生态系统的恢复和重建

c.生态规划、生态安全和生态风险预测

d.环境生物技术和生态工程

e.区域生态环境监测

4.研究方法

4.研究方法

a.宏观研究与微观研究结合

b.野外调查、实验室和长期定位试验结合

c.多学科交叉、综合研究

d.系统分析方法和数学模型的应用

e.新技术的应用（卫星遥感、地理信息系统等）

三、环境生态学与相关学科

1、生态学

环境生态学是生态学学科体系的组成部分，是依据生态学理论和方法研究环境问题而产生的新兴分支学科。

因此，在诸多的相关学科中，环境生态学与生态学的联系最为紧密，生态学是环境生态学的理论基础。

三、环境生态学的相关学科

生态学的定义

a.海克尔（Haeckel）（德国动物学家，1866年给出的定义）

生态学一词最早由德国动物学家海克尔提出，他认为生态学是研究生物有机体与其周围环境相互关系的科学，这是对生态学一词最早的一个定义。

（目前教科书中经常使用的定义）

三、环境生态学的相关学科

生态学的定义

b.Odum（著名的美国生态学家，1956年）

生态学是研究生态系统结构和功能的科学。

c.马世骏（我国著名生态学家）

生态学是研究生态系统和环境系统相互关系的科学。

实际上，生态学的不同定义能够反应生态学不同发展阶段的研究重心。

三、环境生态学的相关学科

生态学的研究对象

生物个体（个体生态学）

生物种群（种群生态学）

生物群落（群落生态学）

生态系统（生态系统生态学）

生物圈（生物圈生态学）

20世纪60年代，生态学进入了以生态系统为中心的新阶段，现今，随着生态学的发展和应用范围的日益扩大，生态学出现了许多分支学科。

三、环境生态学的相关学科

生态学的分支学科

a.按照生物类群分类：

动物、植物、微生物等；

b.按照环境或栖息地分类：

陆地、淡水、海洋等；

c.应用生态学：

环境生态学、农业、恢复、污染、城市、人类、全球等。

三、环境生态学的相关学科

生态学的形成和发展

a.生态学的萌芽时期（公元16世纪前）；

b.生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪末）；

c.生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代）；

d.现代生态学时期（20世纪60年代后）。

三、环境生态学的相关学科

生态学的形成和发展

a.生态学的萌芽时期（公元16世纪前）

以古代思想家、农学家对生物环境相互关系的朴素的整体观为特点。

b.生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪末）

欧洲文艺复兴时期开始，欧洲科学探索活动再度兴起，崇尚科学调查与科学实验。

一些生态学的理论开始形成。

生态学达到一呼即出的境地。

1866年Heackel提出Ecology一词，并首次明确生态学的定义。

三、环境生态学的相关学科

生态学的形成和发展

c.生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代）

这一时期是生态学理论形成、生物种群和群落由定性向定量描述、生态学实验方法发展的辉煌时期。

形成几个著名的生态学派（四大学派）:

北欧学派：

由瑞典乌普萨拉（Uppsala）大学的R.Sernauder创建。

以注重群落分析为特点。

前苏联学派：

注重建群种和优势种，重视植被生态、植被地理与植被制图工作。

三、环境生态学的相关学科

生态学的形成和发展

c.生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代）

法瑞学派：

代表人为J.Braun-Blanquet.把植物群落生态学称为“植物社会学”，用特征种和区别种划分群落类型，建立严密的植被等级分类系统。

常被称为植被区系学派。

1953年后，与北欧学派合流，被称为西欧学派或大陆学派。

英美学派：

代表人为F.E.Clements和A.G.Transley,以研究植物群落演替和创建顶极群落著名。

三、环境生态学的相关学科

生态学的形成和发展

d.现代生态学时期（20世纪60年代后）

研究层次上向宏观和微观两极发展：

生态学的研究层次已囊括了分子、基因、个体直到整个生物圈。

研究手段的更新：

自计电子仪、同位素示踪、稳定性同位素、“3S”（全球定位系统（GPS）、遥感（RS）与地理信息系统（GIS））、生态建模，系统论引入生态学。

研究范围的拓展：

结合人类活动对生态过程的影响,从纯自然现象研究扩展到自然-经济-社会复合系统的研究.

三、环境生态学的相关学科

2、环境科学

环境科学是20世纪50年代后，由于环境问题的出现而诞生和发展起来的新兴学科，到70年代初期便发展成一门研究领域广泛、内容丰富的独立学科。

环境科学的研究内容

①人类与其生存环境的基本关系；

②污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程和规律；

③环境污染的危害；

三、环境生态学的相关学科

2、环境科学

环境科学的研究内容

④环境质量的调查、评价和预测；

⑤环境污染的控制与防治；

⑥自然资源的保护与合理利用；

⑦环境质量的监测、分析技术和预报；

⑧环境规划；

⑨环境管理。

三、环境生态学的相关学科

2、环境科学

环境科学的分支学科

经过几十年的发展，环境科学已形成了一个由环境学、基础环境学和应用环境学三部分组成的较为完整的学科体系。

①环境学

②基础环境学

③应用环境学

三、环境生态学的相关学科

3、恢复生态学

它是20世纪90年代中期发展起来的，以研究受损生态恢复为主要内容。

它是研究生态系统退化原因、退化生态系统恢复和重建技术及方法、生态学过程与机制的科学。

三、环境生态学的相关学科

4、其它相关学科

生态经济学

环境经济学

人类生态学

污染生态学

本章思考题

思考题

试述环境生态学的定义、研究内容及学科任务。

试述生态学的定义、研究对象与研究范围以及研究目的。

生态学是怎样产生的，它的发展趋势及特点是什么？

本章专题：

环境问题

1、环境问题的产生及发展

原始社会：

人口稀少，生产力水平低下，很少有意识地改造环境（洪水、风暴、林火等自然灾害）

农业社会：

以种植业和养殖业为中心，人类开始改造环境，并产生相应的环境问题。

（包括病虫害在内的自然灾害，过度垦殖引起的水土流失和环境退化）

1、环境问题的产生及发展

工业社会：

自然资源的大量消耗和破坏，人类利用和改造环境的能力增强，同时改变了环境的组成、结构及物质循环系统，带来了新的环境问题。

（工业三废）

20世纪中叶以后：

环境污染而造成的人群中毒的公害事件明显增多。

（八大公害、世界十大突发性污染事件）

2、八大公害事件     

①、马斯河谷事件

1930年12月1～5日比利时马斯河谷工业区

工业区处于狭窄的盆地中，12月1～5日发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。

一周内有60多人死亡。

心脏病、肺病患者死亡率最高。

原因：

工厂排出的有害气体SO2及烟尘蓄积在空去中，使大气中SO2浓度过高。

2、八大公害事件     

②、多诺拉事件

发生在1948年10月26～31日美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇。

该镇处于河谷，10月最后一个星期大部分地区受反报旋和逆温控制，加上26～30日持续大雾，使大气污染物在近地层积累。

二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素，发病者5911人，占全镇人口43％。

症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，死亡17人。

原因：

工厂排出的有害气体SO2及金属沉粒。

2、八大公害事件     

③、洛杉矶光化学烟雾事件

20世纪40年代初期发生在美国洛杉矶市。

40年代初期美国洛杉矶市全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。

该市临海依山，处于50公里长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。

结果，2天之内就有400多名65岁以上的老人死亡，相当于平时的3倍多。

这就是著名的洛杉矶光化学烟雾事件。

原因：

汽车尾气（CH、NOx等）。

2、八大公害事件     

④、伦敦烟雾事件

1952年12月5～8日英国伦敦市

5～8日英国几乎全境为浓雾覆盖，四天中死亡人数较常年同期约多4000人，45岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死亡的，约为平时2倍。

事件发生的一周中因支气管炎死亡是事件前一周同类人数的9.3倍。

原因：

SO2和烟尘。

2、八大公害事件     

⑤、四日市哮喘病

1961年日本四日市

1955年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染城市空气。

重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾。

1961年哮喘病发作，1967年一些患者不堪忍受而自杀。

1972年市共确认哮喘病患者达817人，死亡10多人。

原因：

SO2和有毒金属粉尘。

2、八大公害事件     

⑥、米糠油事件

1968年3月日本北九洲市、爱知县一带

生产米糠油用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超过1400人，至七八月份患病者超过5000人，其中16人死亡，实际受害者约13000人。

原因：

生产米糠油中混入多氯联苯。

2、八大公害事件     

⑦、水俣病事件

1953～1956年日本熊本县水俣市

含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。

1972年日本环境厅公布：

水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。

原因：

含汞废水污染鱼，尽进而危害人体。

2、八大公害事件     

 ⑧、痛痛病事件

1955～1972年日本富山县神通川流域

锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。

原因：

含镉废水污染饮用水和河水，进而污染稻米。

3、世界十大污染事件

印度博帕尔农药泄漏事件（1984年12月）

3、世界十大污染事件

前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事故（1986年4月）

3、世界十大污染事件

前苏联切尔诺贝利核电站泄漏事故（1986年4月）

3、世界十大污染事件

瑞士莱因河污染事故（1986年，硫、磷、汞），

意大利塞维索化学污染事故（1976年,剧毒化学品二恶英）

英国威尔士饮用水污染事件（1985年，酚）

美国三里岛核电站泄漏事故（1979年，放射性物质）

法国阿摩柯卡的斯油轮泄油（1978年，原油）

墨西哥油库爆炸事件（1984年，原油）

美国内河（莫农格希拉河）出现的特大原油泄漏事故（1988年，原油）

美国埃克森瓦尔迪兹油轮原油泄漏事故（1989年，原油）

4、当代十大环境问题

（1）全球气候变暖

（2）臭氧层破坏

（3）生物多样性减少

（4）酸雨蔓延

（5）森林锐减

（6）土地荒漠化

（7）大气污染

（8）水体污染

（9）海洋污染

（10）固体污染

200年以来冰川面积减少约25％

（1）全球气候变暖

全球气温上升是不争事实

近百年平均地面温度上升0.6～0.7℃

过去100年海平面平均上升10～20cm

4、当代十大环境问题

（2）臭氧层破坏

4、当代十大环境问题

②、臭氧层破坏的主要危害

a、大量紫外光辐射将达到地面而危害人体健康，使白内障发病率增高及对人体免疫系统功能产生抑制作用。

b、对动植物产生影响，危及生态平衡。

c、导致地球气候出现异常，由此带来灾害。

4、当代十大环境问题

（3）生物多样性减少

近代物种丧失速度比自然灭绝速度加快了1000倍，比形成速度加快100万倍。

物种灭绝速度由1天灭绝1种加快到1小时灭绝1种。

4、当代十大环境问题

园中的前145块石碑已经倒下，代表有145种动物已经灭绝。

第146块是白鳍豚的石碑，半倒半立，说明白鳍豚处于濒危状态。

它后面有30块刻着将可能灭绝的物种名称，倒数第3块是人类，最后两块是鼠和昆虫。

4、当代十大环境问题

（4）酸雨蔓延

4、当代十大环境问题

（5）森林锐减

全国七大江河水系（20XX年中国环境状况公告）:

40%的断面符合Ⅲ类以上水质；32%Ⅳ、Ⅴ类水；28%劣Ⅴ类水。

全国近一半城镇饮用水源地水质不符合标准

“有河皆枯，有水皆污”

20XX年的雾霾天气

20XX年的雾霾天气

2.1环境与生态因子

生态学研究的核心是生物与环境，认识环境与生态因子以及它们的作用规律、生态因子的作用与生物的适应性，是了解生态学基本原理的基础。

2.1环境与生态因子

一、环境的概念及其类型

1、环境的概念

环境（environment）：

环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。

（环境总是针对某一主题或中心而言的，是一个相对的概念。

）

①、在生态学中，环境是指生物的栖息地，以及直接或间接影响生物生存和发展的各种因素的总体。

2.1环境与生态因子

一、环境的概念及其类型

②、在环境科学中，人类是主体，环境是指围绕人群的空间以及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种因素的整体。

③、在某些保护法中，常把环境中要保护的对象界定为环境。

环境又是一个广泛的概念，主体的改变又导致环境的改变。

环境可以大到宇宙，小到基本粒子。

2、环境的类型

①按环境的主体划分

人类环境：

以人类为主体的环境（环境科学中）

生物环境：

以生物为主体的环境（生态学中）

2、环境的类型

②按环境的性质划分

自然环境：

未经人类破坏的环境；如原始森林等。

半自然环境：

被人类破坏后的自然环境；如荒漠等。

社会环境：

具有人类行为的环境；如城市等。

2、环境的类型

③按环境的范围大小划分

宇宙环境（Spaceenvironment）：

大气层以外的空间，又叫星际环境;

地球环境（Globalenvironment）：

大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、

岩石圈和生物圈，也叫地理环境；

区域环境（Regionalenvironment）：

某一特定地域空间的自然环境；

微环境（Micro-environment）：

区域环境中的小环境；

内环境（Innerenvironment）：

生物体内组织或细胞间的环境。

一、环境的概念及其类型

3、环境因子的分类

环境因子：

生物有机体以外的环境要素。

三大类：

气候、土壤与生物

七个并列项目：

土壤，水分，温度，光照，大气，火

与生物

三个层次：

植物生长所必需的环境因子（温度，阳光，水等）

不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子（风暴、火山爆发、洪涝等）

存在与发生受植被影响，又可以直接或间接影响植被的环境因子（放牧，火烧）

2.1环境与生态因子

二、生态因子的概念及其类型

1、生态因子的概念

生态因子（EcologicalFactors）概念：

环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。

生态因子与环境因子的关系

环境因子主要强调环境对主体的影响因素，包括生物有机体以外的所有环境要素；

生态因子指环境要素中对生物起作用的部分环境要素，它除了考虑环境因子外，还要考虑生物之间的影响以及生物对环境的影响。

两者既有联系又有区别

二、生态因子的概念及其类型

2、生态因子的类型

（1）按性质分：

气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子5类。

（2）按有无生命特征：

生物因子（biOticfactors）和非生物因子（abioticfactors）两大类。

（3）按生态因子对种群数量变动的作用：

密度制约因子和非密度制约因子。

2.2生态因子作用的特征及规律

一、生态因子作用的一般特征

综合作用

主导因子作用

直接和间接作用

阶段性作用

不可代替性和补偿作用

2.2生态因子作用的特征及规律

一、生态因子作用的一般特征

（1）综合作用

各种生态因子之间并不是孤立存在的，而是彼此联系，互相促进，互相制约的，共同对生物产生影响。

生态因子作用的重要程度在一定条件下可以互相转化。

2.2生态因子作用的特征及规律

一、生态因子作用的一般特征

（2）主导因子作用

对生物起作用的众多生态因子并非等价的，其中有一个或两个是起决定作用的生态因子，称为主导因子。

例如：

光合作用时，光强是主导因子；

草食动物的食物，草是主导因子；

2.2生态因子作用的特征及规律

一、生态因子作用的一般特征

（3）直接作用与间接作用

生态因子对生物的作用可以是直接的，也可以是间接的。

例如：

植物的生长过程中，光照，温度和雨水能起直接作用，地形虽不重要，但能够影响光照，温度和降雨，故也起间接作用。

（4）阶段性作用

生物的生长具有阶段性，生态因子的作用也就有了阶段性。

鱼的洄游

2.2生态因子作用的特征及规律

一、生态因子作用的一般特征

（5）总体上的不可代替性和局部上的补偿作用

作为主导作用的因子，一般是不可替代的，但有时可以用非主导因子的作用进行补偿。

光合作用的光强不够，可以提高二氧化碳的浓度进行补偿。

补偿作用只能在一定范围内实现。

如果完全没有阳光，再多的二氧化碳也没有作用

二、生态因子作用的规律

限制因子规律（Limitingfactors）

利比希（Liebig）最小因子定律

谢尔福特（Shelford）耐性定律

生态幅

生态内稳态及耐性限度的调整

指示生物

二、生态因子作用的规律

（1）限制因子规律（Limitingfactors）

限制生物生存和繁殖的关键性因子叫做限制因子。

生物的限制因子取决于生物对某种因子的耐受范围：

因子较稳定，生物的耐受范围宽，则为非限制因子

如：

空气中的氧气

耐受范围窄，则为限制因子

如：

水体中的溶解氧

限制因子的价值

某种生物的限制因子即是其生存的关键；

找到了限制因子就意味着掌握了某种生物与环境复杂关系的钥匙

二、生态因子作用的规律

（2）利比希（Liebig）最小因子定律

Liebig最小因子定律（Liebig’slawofminimum）

低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素.

植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。

最小因子定律的补充

该定律只适用于稳定状态

某些因子的作用也会受到其它条件的影响（如肥效也受气候的影响）

必须考虑生态因子之间的相互作用

二、生态因子作用的规律

（3）谢尔福特（Shelford）耐受定律

Shelford耐受性定律（Shelford’slawoftolerance）

任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存。

耐受定律的补充

生物能够对一个因子耐受范围广，而对另一个因子耐受范围窄

对所有生态因子耐受都很宽的生物，其分布一般很广；

在对一个因子处于不适状态时，对另一因子耐受力可能下降；

生物有时并不在环境因子的最适范围内生活；

繁殖期通常是一个临界期，环境因子最可能起限制作用。

（3）谢尔福特（Shelford）耐受定律

生物种耐受性图解

二、生态因子作用的规律

（4）生态幅

概念：

在自然界中，由于长期自然选择的结果，每一种生物对某一种生态因子都有一个生态上的适应范围，即有一个生态上的最低点和最高点。

在最低点和最高点（或称耐受性的上限和下限）之间的范围，称为生态幅（ecologicalamplitude）或生态价（ecologicalvalence）

物种对两个生态因子适应范围不一致时，生态幅为适应范围窄的因子所限制。

生物的适应是建立在“生物与环境协同进化”的基本原理之上。

（4）生态幅

广温性生物与窄温性生物的生态幅的比较

A.冷窄温；B.广温；C.暖窄温

二、生态因子作用的规律

（5）生物内稳态及耐性限度的调整

耐受限度的调整

生物对生态因子的耐受范围并不是固定不变的，通过自然驯化或人为驯化可改变生物的耐受范围，使适宜生存范围的上下限发生移动，形成一个新的最适度，去适应环境的变化。

这种调节是通过内稳态机制实现的。

二、生态因子作用的规律

（5）生物内稳态及耐性限度的调整

内稳态及其保持机制

内稳态是生物控制体内环境以保持相对稳定的机制

恒温动物通过控制体内产热过程以调节体温；

变温动物通过减少散热或利用环境热源使身体增温。

非内稳态生物的耐性取决于体内酶系统的作用

体内环境随着体外环境变化

二、生态因子作用的规律

（6）指示生物

指示生物具有对环境状态及特点的指示作用：

指示节气

枣花发，种棉花；杏花开，快种麦

指示天气

燕子低飞预示雨将来临，蜻蜓高飞预示天晴

指示水质

美国威斯康星地区湖泊中的软水指示植物为Gratiola，硬水指示植物为Ranunculusaquatilis。

指示资源

安徽的海州香薷指示铜矿，湖南念同的野韭指示金矿

指示生物只在一定的时空范围内起作用：

安徽的海州香薷只在安徽指示铜矿，在北方则无此作用.

2.3生物对环境的适应

生物体因环境的变化形成新的遗传性状而使自己顺应环境，称为适应。

生物的适应能力是在长期进化过程中形成的，是自然选择的结果。

生物对环境的适应，通常表