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环境生态学李中宝主讲长江大学化学与环境工程学院目录第一章绪论第二章生物与环境第三章种群生态学第四章群落生态学第五章生态系统第六章重大生态环境问题第七章可持续发展与清洁生产第一章绪论一．生态学的定义1．生态学（ecology）是研究生物与周围环境和无机环境相互关系及机理的科学。
（E.Haeckel，1866）它包括4个层次的内容：•生物在其历史条件下的适应；•生态系统的结构与功能；•种群的形成与发展规律；•生物群落（生态系统）的形成与发展规律。
实则上包含了个体—→种群—→群落—→生态系统这4个理论主体。
生态学的定义还有很多：●生态学是研究生物（包括动物和植物）怎样生活和它们为什么按照自己的生活方式生活的科学。
（埃尔顿，1927）●生态学是研究有机体的分布和多度的科学。
（Andrenathes,1954）●生态学是研究生态系统的结构与功能的科学。
（E.P.Odum，1956）●生态学是研究生命系统之间相互作用及其机理的科学。
（马世骏，1980）●生态学是综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学。
（E.P.Odum，1997）二、生态学的研究内容●1971，Odum,《生态学基础》：生态学是研究生态系统的结构和功能的科学。
（1）一定地区内生物的种类、数量、生物量、生活史及空间分布。
（2）该地区营养物质和水等非生命物质的质量和分布。
（3）各种环境因素（如湿度、温度、光、土壤等）对生物的影响。
（4）生态系统中的能量流动和物质循环。
（5）环境对生物的调节（如光周期现象）和生物对环境的调节（如固氮作用）三、生态学的形成与发展●理论上：概念上的提出—→论著的出版—→学科的形成。
●时间上：萌芽时期—→近代发展：4大学派的形成—→现代发展：生态系统、人类生存环境的研究。
●实验技术上：描述—→定性—→定量—→模拟。
1、生态学发展简史（1）生态学萌发阶段（时期）●公元16 世纪以前：在我国：公元前1200 年《尔雅》一书，草、木；公元前200 年《管子》―地员篇‖；公元前100 年前后，农历确立了24 节气，同时《禽经》一书（鸟类生态）问世；《本草纲目》。
环境生态学课件一、教学内容本节课的教学内容来自小学科学教材第六册第四章《环境与生态》中的第二节《生态环境的保护》。
本节课的主要内容有：生态环境的概念、生态环境的类型、生态环境的保护方法以及生态环境与我们生活的关系。
二、教学目标1. 让学生了解生态环境的概念和类型，知道生态环境的重要性。
2. 培养学生保护生态环境的意识，提高学生的环保素养。
3. 让学生学会简单的生态环境保护和修复方法，将环保理念运用到日常生活中。
三、教学难点与重点1. 教学难点：生态环境的保护方法及其运用。
2. 教学重点：生态环境的概念、类型和保护方法。
四、教具与学具准备1. 教具：课件、生态环境图片、视频等。
2. 学具：笔记本、彩笔等。
五、教学过程1. 导入：通过展示一张美丽的自然风光图片，引导学生关注生态环境，激发学生的学习兴趣。
2. 新课导入：介绍生态环境的概念和类型，让学生了解生态环境的多样性。
3. 案例分析：分析生态环境破坏的原因和后果，让学生认识到生态环境的重要性。
4. 保护方法讲解：讲解生态环境的保护方法，如植树造林、节约用水、减少污染等。
5. 实践环节：让学生分组讨论，思考如何在日常生活中实践环保理念，并分享各自的成果。
7. 课后作业：布置一道关于生态环境保护的实践作业，如调查周边环境的污染源，并提出解决措施。
六、板书设计1. 生态环境的概念2. 生态环境的类型3. 生态环境的保护方法4. 生态环境与我们生活的关系七、作业设计1. 作业题目：调查周边环境的污染源，并提出解决措施。
2. 作业答案：例如，调查发现周边环境的污染源有工业废水排放、生活污水排放、垃圾堆放等。
解决措施：提倡节约用水，减少污水排放；加强垃圾分类处理，减少垃圾堆放；提倡绿色出行，减少汽车尾气排放等。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课学生对生态环境的保护方法掌握得较好，但在实践环节，部分学生对环保理念的应用还不够熟练。
2. 拓展延伸：下一节课将继续深入讲解生态环境的保护，并结合实际案例，让学生更好地理解和运用环保知识。
第一章绪论一、环境生态学定义:“研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反映效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。
”——即用生态学的理论，阐明人与环境间相互作用的机制和效应以及解决环境问题的生态途径的科学。
（金岚盛连喜等，1991）二、环境生态学的形成与发展1、产生：20世纪60年代—对传统行为和观念的反思2、理论发展、完善阶段：20世纪70年代—引起世界反响的“严肃忧虑”3、实际应用阶段：20世纪80年代—人类对环境问题的挑战三、环境生态学的学科体系1、研究内容1)经典生态学基本理论2)人为干扰下生态系统内在机制变化和规律研究3)生态系统受损程度及危害性的判断研究4)各类生态系统的功能和保护措施5)解决环境问题的生态学对策研究2、发展趋势1)人为干扰的方式和强度2)退化生态系统的特征判定3)人为干扰下的生态演替规律4)受损生态系统恢复和重建技术5)生态系统服务功能评价6)生态系统管理7)生态规划和生态效应预测四、环境生态学与相关学科1、生态学1)定义2）研究对象：3）分支学科2、环境科学1）研究对象：2）特点：3）分支学科3、其他相关学科：第二章生物与环境(个体生态学)一、物种与个体生物学１、物种：指一类生物个体的集合，其中的个体之间自然条件下能相互交配产生具有生殖能力的正常个体。
３、生态适应：生物为了适应环境，从形态、生理及生化机制上作出有利于生存的改变。
３、个体生态学:是以生物个体及栖息地为研究对象，研究栖息地环境因子对生物的影响及生物对栖息地的适应和生态适应的形态、生理及生化机制。
即研究生物个体发育、系统发育及其与环境关系的生态学分支。
４、适者生存二、环境及生态因子１、环境（Environment）广义环境，某一主体周围一切事物的总和。
在生态学中，环境是指生物的栖息地，生物是环境的主体。
２、环境的类型按主体分类：人为主体、生物为主体按性质分类：按范围分类：３、生态因子的概念1)环境因子(environmental factors) ：构成环境的各要素。
2)生态因子(ecological factors) ：环境因子中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的因子。
3)生存因子：生态因子中生物生存不可缺少的因子。
4)生态环境（ecological environment）：所有生态因子的综合。
5)生境（habitat）：具体的生物个体或群体生活区域的生态环境与生物影响下的次生环境的统称。
５、生态因子的类型1)气候因子(climatic factors)：光、温度、湿度、降水等2)土壤因子(edaphic factors)：土壤的深度、母质容重、孔隙度、pH、盐碱度、肥力等3)地形因子(topographic factors)：地形的起伏、海拔、坡度等地貌特征4)生物因子(biotic factors)：竞争、捕食、共生、寄生等5)人为因子(anthropogenic factors)：开发利用资源2）美国生态学家 Daubenmire R F（1974）将生态因子分为三大类：气候类、土壤类、生物类。
这三类分别归结于七个并列的项目：土壤、水分、温度、光照、大气、火、生物。
3）第一性周期因子：是指由地球自转或公转及月相变化形成的光、温、潮汐的日、月、季节、年的周期性变化。
次生性周期因子：取决于第一性周期因子，如太阳辐射和温度周期性变化导致大气湿度、降水量周期性变化。
非周期性因子：指突发性或间断性出现的因素，如暴雨、洪水、蝗灾、火山、地震等5、生态因子的变化规律和生物分布纬向递变性经向递变性垂直递变性非地带性（地形变化）三、生态因子的作用规律１、限制因子定律２、耐受性定律：生态幅（Ecological amplitude）：每个种对环境因子的适应范围的大小。
耐受性机制：实际耐性比潜在耐性窄维持一定的耐性要消耗一定的代谢能在适应极端环境时，为提高对某一因子的耐性就要牺牲对其他因子的耐性通过内稳态可提高耐性休眠可躲避不利因子间接提高耐性３、生态因子综合作用定律：生态因子的综合作用、生态因子的交互作用、生态因子的作用的主次、直接作用和间接作用、生态因子的阶段性作用、不可替代性和补偿作用四、生态因子对生物的影响1、光因子的生态作用1)地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉2)太阳能以化学能的形式进入生态系统的唯一通路3)食物链的起点光强（1）光强与形态建成: 黄化现象（2）光强与光合作用光补偿点：光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2平衡（即气体的交换量为零）时的光照强度。
光饱和点：净光合作用的趋于稳定时的光照强度。
（3）光强与植物的生态类型光质：光谱成分------380nm--------760nm------紫外线可见光红外线<1% 40－50% 50－60%光周期：长日照植物：日照长度超过一定数值才开花的植物。
如牛蒡、紫苑、凤仙花和除虫菊等；大小麦、油菜、菠菜、甜菜、萝卜等。
短日照植物：日照时间短于一定数值才开花的植物。
通常在早春或深秋开花。
如千牛、苍耳和菊类；水稻、玉米、大豆、棉和麻等。
中间性植物：只要其他条件合适，在什么日照条件下都能开花的植物。
如，黄瓜、番茄、四季豆和蒲公英等。
人为的调节光照时间可控制植物花期；2、温度因子的生态作用（1）温度与生物生长 “三基点”温度：参与生命活动的各种酶都有其最低、最适和最高温度；不同生物的三基点不同；在一定的温度范围内，生物的生长速率与温度成正比；外温的季节性变化引起植物和变温动物生长加速和减弱的交替，形成年轮和鳞片；外温影响动物的生长规模。
（2）温度与生物发育温度与生物发育最普遍的规律是有效积温。
有效积温法则（法Reaumur,1735）：植物在生长发育过程中，须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且某一特定植物类别各发育阶段所需的总热量是一常数，称总积温或有效积温。
有效积温法则的意义预测生物发生的世代数；预测生物地理分布的北界；预测害虫来年的发生程历；制定农业气候区划，合理安排作物；应用积温预报农时。
（3）温度与生物的繁殖、分布温度与生物的繁殖和遗传性：植物春化，动物繁殖的早迟；温度与生物分布：许多物种的分布范围与温度区相关。
（4）极端温度对生物的影响低温对生物的影响：当温度低于临界(下限) 温度，生物便会因低温而寒害和冻害。
冻害原因：冰结晶使原生质破裂损坏胞内和胞间的微细结构；溶剂水结冰，电解质浓度改变，引起细胞渗透压变化，导致蛋白质变性；脱水使蛋白质沉淀；代谢失调。
高温对生物的影响：当温度超过临界（上限）温度，对生物产生有害作用，如蛋白质变性、酶失活、破坏水份平衡、氧供应不足、神经系统麻痹等。
（5）温周期现象与物候昼夜变温形成温周期现象；季节变温形成物候物候：植物适应一年中的气候条件的季节性变化，形成与之相应的生长发育规律。
如：春季萌芽秋季落叶冬季休眠物候期：植物的器官在不同季节中从形态上显示的各种变化现象。
如：萌芽展叶初花盛花末花果熟叶落休眠物候规律：枣发芽、种棉花，杏开花、快种麦，野人无历日，鸟啼知四时。
3、水因子的生态作用（1）水的生理生态作用生物起源于水环境水是生物体不可缺少的组成成份；水是生物体所有代谢活动的介质；水分保持植物的固有姿态，保持动物体水分平衡；水为生物创造稳定的温度环境；水能调节体温。
（2）动物对水的适应形态适应生理适应行为适应：（3）植物对水的适应水生植物：沉水植物黑藻金鱼藻狸藻，浮水植物凤眼莲浮萍睡莲等，挺水植物芦苇香蒲陆生植物：湿生植物水稻，中生植物棉花大豆，旱生植物少浆植物多浆植物4、土壤因子的生态作用（1）土壤的生态学意义为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所；提供生物生活所必须遥矿质元素为水分；提供植物生长所需的水热肥气；维持丰富的土壤生物区系；生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行。
（2）土壤的物理性质及其对生物的影响–土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，固体占85％以上，根据土粒的直径大小，可将土粒分为：粗砂、细砂、粉砂和粘粒，其组合百分比称土壤质地，根据土壤质地,可将土壤分为：砂土、壤土和粘土。
–土壤质地和土壤温度影响植物生长和土壤动物的。
（3）土壤的化学性质及其对生物的影响土壤酸碱度：过碱性和酸性不利于植物生长，酸性还不利于细菌生长。
土壤有机质：植物重要碳源和氮源。
土壤无机元素：植物生长的13种重要元素来源（7种大量元素：、氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁；6种微量元素：锰、锌、铜、钼、硼、氯）５、大气因子的生态作用（１）大气对植物的影响CO2时光合作用的主要原料Ｏ2时生物生命活动所必需的SO2、HF、CH2=CH2、NH3、O3、Cl、HCl、Hg等过量对植物造成危害（2）大气污染物对植物的影响（3）大气运动——风对生物的影响输送作用；影响动物的行为活动（捕食、迁移、分布）；风媒；破坏作用（风折、风倒、风拔）五、生物对环境的适应趋异适应与生态型同中生物适应不同的环境产生了不同的适应称趋异适应。
趋异适应产生的同种生物的不同基因类群叫生态型。
2、趋同适应于生活型不同生物是影响同环境产生了相同的适应称趋同适应趋同适应产生的相同生态习性的不同生物类群称生活型3、生态位空间生态位营养生态位多维生态位第三章种群生态学一、生物种群及种群生态学1、生物种群（Biotic Population）：占据特定空间的同种生物个体的集合群。
自然种群三特征：空间、数量、遗传特征。
2、种群生态学(Synecology)：是以生物种群及其环境为研究对象，主要研究由个体之间相互作用所表现出来的集合群特征和行为，以及这些集合群的结构形成、发展和运动变化规律的生态学分支学科。
目的：调控种群二、种群的基本特征1、种群的大小和密度种群大小（Population Size）:一个种群全体的数目多少。
种群的密度（Density）:单位空间内某一种群的个体数目。
种群密度和生物的大小及该生物所处的营养级有关。
粗密度(Crude Density)是指单位空间内的个体数（或生物量）。
生态密度(Ecological Density):是指单位栖息空间（种群实际所占据的有效面积或空间）内的个体数（或生物量）。
相对密度（Relative Density)：单位时间内遇见的生物个数；或某时段内，某一物种占据样地的百分比。
影响种群密度的因素（1）环境中可利用的物质和能量的多少；（2）种群对物质和能量利用效率的高低；（3）生物种群营养级的高低；（4）种群本身的生物学特性“饱和点”和最适密度：当环境中拥有可利用的物质和能量最丰富、环境条件最适应时，某种群可以达到该环境下的最大密度，这个密度称为“饱和点”。
维持种群最佳状况的密度，称为最适密度。
