第三讲环境工程生态学基础精选文档.ppt

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1、第三讲环境工程生态学基础1本讲稿第一页，共二十七页一、生态学基础一、生态学基础1 1、生态学、生态学 生生态态学学是是“研研究究生生物物与与其其生生存存环环境境之之间间相相互互关关系系及及其其作作用用机机理理的的一一门门学学科科”。又又可可以以说说，生生态态学学就就是是研研究究生生命命系系统统与与环环境境系系统统之之间间相相互互作作用用的的规规律律及及其其机机理理的一门学科。的一门学科。生生物物包包括括植植物物、动动物物和和微微生生物物，环环境包括非生物环境和生物环境。境包括非生物环境和生物环境。2本讲稿第二页，共二十七页生态学的发展生态学的发展过程过程生态学的发展，大致可分为以下两个阶段：生

2、态学的发展，大致可分为以下两个阶段：生物学分支学科阶段（生物学分支学科阶段（20世纪世纪60年代以前）年代以前）只只是是生生物物学学的的一一个个分分支支，局局限限于于研研究究生生物物与环境之间的关系与环境之间的关系 综合性学科阶段综合性学科阶段 （2020世纪世纪5050年代以后）年代以后）协调人与自然的关系，寻求可持续发展的协调人与自然的关系，寻求可持续发展的途径途径3本讲稿第三页，共二十七页 生生态态学学依依其其研研究究生生物物对对象象的的组组建建水水平不同，又分有许多分支。平不同，又分有许多分支。个体生态学个体生态学 种群生态学种群生态学 群落生态学群落生态学 近近年年来来，生生态态学学

3、研研究究的的中中心心又又集集中中到对生态系统的研究中。到对生态系统的研究中。4本讲稿第四页，共二十七页2 2、生态系统、生态系统 生态系统的定义生态系统的定义 生态系统是指自然界一定空间内的生物与生态系统是指自然界一定空间内的生物与环境之间相互作用、相互制约、不断演变，达环境之间相互作用、相互制约、不断演变，达到动态平衡、相对稳定的统一整体，是具有一到动态平衡、相对稳定的统一整体，是具有一定结构和功能的单位。简单地说，生态系统是定结构和功能的单位。简单地说，生态系统是生物和环境之间进行物质和能量交换，并在一生物和环境之间进行物质和能量交换，并在一定时间内处于动态平衡的基本单位。定时间内处于动态

4、平衡的基本单位。5本讲稿第五页，共二十七页生态系统的组成生态系统的组成 生产者：主要指绿色植物。生产者：主要指绿色植物。消费者：主要是动物。消费者：主要是动物。分解者分解者 ：指各种具有分解能力的微生物。：指各种具有分解能力的微生物。无无生生命命物物质质：指指生生态态系系统统中中的的各各种种无无生生命的无机物、有机物和各种自然因素。命的无机物、有机物和各种自然因素。6本讲稿第六页，共二十七页生产者生产者生产者生产者次次级级消消费费者者初级初级消费者消费者初级初级消费者消费者三级三级消费者消费者四级消费者四级消费者7本讲稿第七页，共二十七页生态系统的类型生态系统的类型 按人为的影响或干预程度不同

5、按人为的影响或干预程度不同v自然生态系统（原始森林）自然生态系统（原始森林）v半自然生态系统（放牧的草原）半自然生态系统（放牧的草原）v人工生态系统（城市、矿区）人工生态系统（城市、矿区）根据生态类型的不同根据生态类型的不同v水水生生生生态态系系统统（海海洋洋、河河流流、湖湖泊泊和和沼沼泽泽等等水水域域），又又分分为为淡淡水水生生态态系系统统和和海海洋洋生生态态系统。系统。v陆地生生态系统（各类生物群落）陆地生生态系统（各类生物群落）8本讲稿第八页，共二十七页森林生态系统森林生态系统9本讲稿第九页，共二十七页池塘生态系统池塘生态系统10本讲稿第十页，共二十七页生态系统的结构生态系统的结构 对对

6、生生态态系系统统的的结结构构特特征征，一一般般从从形形态态和和营营养养关关系系两个角度进行研究。两个角度进行研究。v形形态态结结构构：由由生生态态系系统统的的生生物物种种类类、种种群群数数量量、种的空间配置、种的时间变化等构成。种的空间配置、种的时间变化等构成。v营营养养结结构构：生生态态系系统统各各组组成成部部分分间间建建立立起起来来的的营营养养关系。关系。11本讲稿第十一页，共二十七页3 3、生态系统的功能、生态系统的功能 能量流动能量流动 生态系统中全部生命活动所需要的能量均来自太阳。生态系统中全部生命活动所需要的能量均来自太阳。1 1进入大气层的太阳能被绿色植物利用进入生态系统。进入大

7、气层的太阳能被绿色植物利用进入生态系统。12本讲稿第十二页，共二十七页13本讲稿第十三页，共二十七页特点：单向流动，逐级递减特点：单向流动，逐级递减14本讲稿第十四页，共二十七页3 3、生态系统的功能、生态系统的功能 物质循环物质循环 占占原原生生质质9797的的碳碳、氢氢、氧氧、氮氮、磷磷、硫硫等等元元素素的的循循环环构构成成了了生生态态系系统统的的基基本本物物质质循循环环，其其他他生生命命必必需需的的元元素素（如如镁镁、钙钙、钾钾、硫等）也构成了各自的循环体系。硫等）也构成了各自的循环体系。15本讲稿第十五页，共二十七页水循环：水是组成生物体的重要成分，约占体重的6095，体内进行一切生化

8、反应都离不开水。地球上水通过蒸发、降雨、植物的蒸腾、吸收等过程反复循环。16本讲稿第十六页，共二十七页水循环水循环17本讲稿第十七页，共二十七页碳循环：碳元素约占生物体干重的49，碳是有机化合物的“骨架”，没有碳就没有生命。碳在无机环境与生物群落之间是以CO2的形式进行循环的。18本讲稿第十八页，共二十七页碳循环碳循环19本讲稿第十九页，共二十七页氮循环氮循环20本讲稿第二十页，共二十七页3 3、生态系统的功能、生态系统的功能 物质循环的特点：循环流动，反复出现。物质循环的特点：循环流动，反复出现。信息传递信息传递 物物理理信信息息、化化学学信信息息、营营养养信信息息和和行行为信息为信息 21

9、本讲稿第二十一页，共二十七页二、生态平衡二、生态平衡 1 1、生态平衡的概念、生态平衡的概念 在在一一定定时时期期内内，生生产产者者、消消费费者者、分分解解者者之之间间保保持持着着一一种种动动态态平平衡衡，系系统统内内的的能能量量流流动动和和物物质质循循环环在在较较长长时时期期内内保保持持稳稳定定，这这种种平平衡衡状状态态就就叫叫生生态态平平衡衡。即即生生态态平平衡衡应应包包括括结结构构上上的的平平衡衡、功功能能上上的的平平衡衡以以及及输输入入和和输输出出物物质质数数量上的平衡。量上的平衡。22本讲稿第二十二页，共二十七页2 2、破坏生态平衡的因素、破坏生态平衡的因素自然因素自然因素 水水灾灾

10、、旱旱灾灾、地地震震、台台风风、山山崩崩、泥泥石石流流、海啸海啸人人为为因因素素（人人为为因因素素是是破破坏坏生生态态平平衡衡的的主主要要原原因）因）环境因素发生改变引起生态平衡破坏环境因素发生改变引起生态平衡破坏 生物种类发生改变引起生态平衡破坏生物种类发生改变引起生态平衡破坏 信息系统的破坏引起生态平衡破坏信息系统的破坏引起生态平衡破坏 23本讲稿第二十三页，共二十七页24本讲稿第二十四页，共二十七页水水葫葫芦芦 学学名名“凤凤眼眼莲莲”25本讲稿第二十五页，共二十七页三、生态学的一般规律三、生态学的一般规律相互依存与相互制约规律相互依存与相互制约规律物质循环转化与再生规律物质循环转化与再生规律物质输入输出的动态平衡规律物质输入输出的动态平衡规律相互适应与补偿的协同进化规律相互适应与补偿的协同进化规律环境资源的有效极限规律环境资源的有效极限规律26本讲稿第二十六页，共二十七页四、生态学在环境保护中的应用四、生态学在环境保护中的应用 可以全面考察人类活动对环境的影响可以全面考察人类活动对环境的影响 用作环境质量的生物监测与生物评价用作环境质量的生物监测与生物评价 对污染环境的生物净化对污染环境的生物净化 以生态学规律指导经济建设以生态学规律指导经济建设 27本讲稿第二十七页，共二十七页