全球生态学

第七章全球生态学Global Ecology Global Ecolog盖亚假说(Gaia hypothesis)盖假说盖亚假说(Gaia hypothesis)(yp)地球不仅是宇宙间有生命的环境,而且它自身也是一个生命有机体,一个能够自我适应一个可以改变自身环境和自我调节的体系,个可以改变自身环境并使之顽强存活下去的系统.全球生态学的概念全球生态学(global ecology): 研究地球有机体的生究地球有机体的生态过程、化学过程和物理过程对生态系统的影响及其响应的科学.其响应的科学也称全球变化生态学.全球生态学的基本原理z自组织原理:全球生命系统是一个自组织系统,能够自组织原全球生命系统是个自组织系统自我适应和自我调节,与环境共同进化z连锁反应原理:地球上某一物种的灭绝或某一敏感成分的变化将引起一系列的连锁反应,一环扣一环z量变引起质变原理:地球上某一成分在某一阈值或数量以内,其作用较小,超过定阈值,其群体或社超过一定阈值会作用凸现z多样性原理z富集原理（一）全球变化的概念全球变化(global change)是指可能改变地球承载生物能力的全球环境变化全球变化现象（二）全球变化现象¾全球变暖¾大气臭氧层损耗¾大气中氧化作用减弱¾生物多样性减少¾土地利用格局与环境质量的改变——全球森林面积急剧减少，沙漠化扩大，全球环境质量下降积急剧减少沙漠化扩大全球环境质量下降（垃圾污染、水质污染、大气污染）¾人口的急剧增长11.全球变暖全球变暖温室效应(Greenhouse Effect)•(Greenhouse Effect)指星球的大气层透过捕捉辐射使不同部份地区的气温相对稳定的效应。

地区的气温相对稳定的效应™ 科学家1960-2010 大气中二氧化碳的浓度几乎增加了25%™ 预测，在2025年-2075年之间，大气层二氧化碳的水平将是工 业革命前的两倍二氧化碳增加的原因o 工厂和汽车所燃烧的煤，石油，汽油 o 热带雨林大火燃烧产生的二氧化碳 o 植物被分解在很长一段时间释放二氧化碳 o 热带土地使用方式的变化而释放的二氧化碳每年大约有1×109t二氧化碳排放源能量信息管理預言世界能量和礦物燃料用法在下十年內將上升。

全球变化生态学:全球变化与陆地生态系统田汉勤1万师强2马克平2(1美国奥本大学林业与野生生物学院,生态系统与区域研究实验室,奥本AL36849,美国)(2中国科学院植物研究所植被与环境变化重点实验室,北京100093)工业革命以来,伴随着人类社会的飞速发展,地球系统的物质循环也在不断加速,与此同时,大量的工业污染物和有害废弃物累积于大气、水体、土壤和生物圈中,如氟里昂积存于大气中,有机化合物富集于水生生物体内,化石燃料燃烧释放的污染物和温室气体进入大气、水体、土壤和生物体等。

所有这些变化正逐渐接近并有可能超出地球系统的正常承载阈值。

同时,这些变化会伴随着全球化进程逐渐扩展到更大的空间范围,从而诱发全球变化的正反馈效应(C ox et al.,2000),主要包括全球变暖、干旱化现象、大气C O2浓度升高、空气污染、氮沉降增加、大气气溶胶增加、臭氧空洞、紫外线增加、自然和人为干扰(频率和强度)增强、土地利用/覆盖变化、土壤侵蚀和海平面上升等(IPCC,2001)。

这些史无前例的全球环境变化不仅通过改变生态系统的结构和功能来直接影响到人类的生活质量,而且通过影响生态系统提供的生产资料和生态服务(Lmhoff et al.,2004;Costanza et al.,1997),改变生态系统生产力(Tian et al.,1998;Schimel et al.,2000),碳、氮、磷、硫循环(Melillo et al., 2003),以及生物多样性(Chapin et al.,2000)等多个过程,间接作用于人类社会。

全球变化对人类社会的影响使得政府部门和科研机构都面临着巨大的挑战,大批相关研究组织相继成立(如IPCC,UNFCCC 等),大量研究计划相继启动(如WC RP,IGBP, I HDP,DI VERSI TAS等)。

然而在方法学角度,以生物有机体为主要研究对象、集中于小尺度研究的传统生态学已经不能应对这些大尺度多领域交叉的科学问题。

全球变化生态学古松南开大学1.1课程主要内容概述1、到目前为止，二氧化碳在大气中的浓度约为（）。

A、百分之四B、千分之四C、万分之四D、十万分之四正确答案：C2、对全球生态变化影响较大的圈层主要有（）个。

A、2B、3C、4D、5正确答案：D3、生态学主要研究（）之间的关系。

A、生物和资源B、人类和资源C、生物和环境D、人类和环境正确答案：C4、全球生态变化极易导致生态入侵现象的出现。

（）正确答案：×5、全球变化与每个人的利益都息息相关。

（）正确答案：√1.2全球变化研究的兴起1、从狭义上来讲，全球变化主要是指（）的变化导致全球气候全景的变化。

A、土壤B、生物C、水体D、大气正确答案：D2、最早提出大陆漂移学说的人是（）魏格纳。

A、法国人B、英国人C、美国人D、德国人正确答案：D3、海底扩张学说提出于（）。

A、20世纪60年代B、20世纪50年代C、20世纪40年代D、20世纪30年代正确答案：A4、20世纪70年代提出的地球系统科学开始将地球作为整体性的内容作为研究。

（）正确答案：×5、太阳辐射达到地球后，约有47%会被散射或反射到宇宙中。

（）正确答案：×1.3地球气体成分的变化1下列气体中不属于温室气体的是（）。

A、二氧化碳B、一氧化二氮C、甲烷D、氩气正确答案：D2、国际保护臭氧层日是（）。

A、9月13日B、9月14日C、9月15日D、9月16日正确答案：D3、臭氧层的问题最早提出于（）。

A、1840年B、1912年C、1974年D、1993年正确答案：C4、所谓的臭氧层空洞其实是臭氧层变薄，而非真正的消失。

（）正确答案：√5、大气中二氧化碳的来源主要是化石燃料的燃烧及海洋的释放。

（）正确答案：×1.4温室效应与土地退化1、全球每年约有（）平方公里耕地变为沙漠。

A、5000-7000B、7000-9000C、50000-70000D、70000-90000正确答案：C2、在人类释放的二氧化碳气体中，现阶段只查明了约（）二氧化碳的去向。

全球变化生态学（续）5.5全球变化对生态系统功能、组成及结构的影响1初级生产是指绿色植物固定并转化（A），生产有机物质的过程。

A、太阳能B、水分C、养分D、二氧化碳2现阶段土地覆盖转变所释放的量占化石燃料利用造成释放量的（A）左右。

A、30%B、50%C、70%D、100%3含豆科植物多的植被比含豆科植物少的植被对二氧化碳浓度增加表现的反应是（C）。

A、反应更大B、反应更小C、不确定D、没有区别4根据现阶段研究成果，生态系统中的生物种类维持在500种左右时最有利于生态系统的稳定。

（×）4净初级生产量是指初级生产者扣除呼吸消耗而真正积累的生产值。

（√）5.6陆地生态系统对全球变化的反馈作用1根据1980年到1989年平均统计数字，化石燃料利用和土地利用改变向大气每年输入（D）吨碳。

A、16亿B、32亿C、55亿D、70亿1受地表植被影响，亚马逊盆地的降水最终通过径流注入海洋的量占降水总量的（D）。

A、72.3%B、48.5%C、33.8%D、26%2植物通过光合作用，每年约滞留（D）吨碳在陆地生态系统中。

A、1220亿B、1200亿C、220亿D、20亿3人为造成的全球变化远比自然变化快得多，但究竟现阶段的变化速率是否属于安全速率仍然尚未确定。

（√）4目前全球变化研究最大局限之一是没有充分考虑生态系统生理过程和结构的相互作用。

（√）6.1水环境的性质1潮汐主要与月亮和太阳的（D）有关。

A、重量B、大小C、亮度D、位置2关于海洋生物，下列说法错误的是（B）。

A、绝大对数海洋生物比陆地生物适应的温度范围更小B、绝大多数水生生物体温的维持依靠代谢所获取能量C、绝大多数水生生物是变温生物D、绝大对数水生生物缺乏体温调节机制3关于水环境和陆地环境比热容的区别，下列说法错误的是（C）。

A、水环境的比热容比陆地环境大B、水环境比陆地环境在温度变化上缓冲性更大C、水环境放热比陆地环境更快D、水环境吸热比陆地环境更慢4湖泊由于边界的限制，水平和垂直流动及混合都相对较弱，有利于气体和营养物质的输运。

课程编号：课程名称（中文）：全球变化与生态系统生态学课程名称（英文）：Global Change and Ecosystem Ecology学分数/学时数：2/2开课单位/开课学期：生科院/第六学期课程类别：公共必修课面向专业：生态学课程负责人：彭少麟教授、李鸣光教授课程内容简介（中文）：本门课程是生命和环境科学领域的基础知识内容。

通过本课程的教学与一定的实践训练，使学生熟悉当前生态系统生态学和全球变化生态学的知识、发展趋势、研究方法与手段，为进行相关领域研究提供基础理论与方法。

本课程主要分为2部分，前半部分为生态系统生态学，主要讲述生态系统的概念、原理、结构、功能、类型和管理；后半部分为全球生态学，主要涉及全球变化的概念、形成原因与预测，全球变化对陆地生态系统的可能影响与预测的主要理论与研究方法，陆地生态系统对全球变化的响应与适应对策等。

主要内容：1. 生态系统生态学1.1 生态系统的概念1.2 生态系统的结构、原理1.3 生态系统的功能1.4 生态系统的类型1.5 生态系统的管理2. 全球变化生态学2.1 全球变化的特征2.2 全球变化的驱动力2.3 全球变化与植被－气候关系2.4 全球变化与陆地生态系统2.5 全球变化与水生生态系统2.6 全球变化的生物圈模型2.7 全球变化的适应对策2.8 全球变化的重要事件课程内容简介（英文）：The content of this course is the basis of theory for live science and environment science. After course teaching and course practical, the students know well the knowledge, developing tendency and research means in ecosystem ecology and global ecology. The course divides into two parts. The first is ecosystem ecology. It includes mainly the concept, elements, structure, function 功能、type and management of ecosystem. The second is global change ecology. It deals mostly with the concept and the driving factors of global change, the effect of global change on main ecosystems with varied types, the models and prognostication of global change, the response, feedback and adaptability of ecosystem on global change. The content is as follow:1. Ecosystem Ecology1.1 the concept of ecosystem1.2 the structure and principle of ecosystem1.3 the function of ecosystem1.4 the types of ecosystem1.5 ecosystem management2. Global Change Ecology2.1 the attribute of global change2.2 the driving factors of global change2.3 the relationships between vegetation, climate and global change 2.4 global change and terrestrial ecosystem2.5 global change and aquatic ecosystem2.6 modeling of global change2.7 the adaptability and countermeasure of global change2.8 the significant circumstance of global change课程名称（中文）：遗传学课程名称（英文）： genetics学分数/学时数：2/3开课单位/开课学期：生命科学学院/第六学期课程类别：必修课面向专业：生物科学及相关专业课程负责人：徐培林、吴玉萍课程内容简介（中文）：遗传学是生命科学主线.没有遗传学，生命的现象就无法解释。

全球生态学名词解释：全球生态学：研究整个地球的生态问题的生态学，又称生物圈生态学；研究全球范围内生物机体与其周围环境相互影响的过程，亦即生物圈与岩石圈、水圈和大气圈之间相互作用过程的学科。

物种：生物分类的基本单位，是能够或可能相互配育的、拥有自然种群的类群，这些类群与其他类群存在着生殖隔离。

遗传多样性：广义的遗传多样性是指地球上所有生物所携带的遗传信息的总和。

狭义的遗传多样性主要是指种内不同群体之间或同一群体内不同个体的遗传变异的总和。

生态系统多样性：生态系统是生物群落与其环境形成的生态复合体，是生命系统中重要的组织层次，是自然界的基本单位。

栖息地：又称为生境，是指生物的个体、种群或群落的生活地域的环境。

栖息地破碎化：由于人为因素或环境变化而导致景观中面积较大的自然栖息地不断被分隔破碎或生态功能降低而形成，表现在形态上的破碎化和生态功能的破碎化。

气候：气候是指对地球或者一个地区长期的、有规律性的天气特征（如温度、降雨量、风、日照和太阳光辐射等）加以概括总结，得到的大气平均状况。

气候系统：是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。

温室效应：又称“花房效应”，是大气保温效的俗称。

大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室。

乡土物种：在一个地区自然发生的物种，在长期进化历史中经自然选择而形成。

外来物种：在一定区域内历史上没有自然分布而被人类活动直接或间接引入的物种。

生物入侵：当外来物种进入一个新的地区并能存活、繁殖，形成野化种群，其种群的进一步扩散已经或即将造成明显的生态和经济后果，这一事件称为生物入侵，造成生物入侵的外来物种称之为外来入侵物种。

其他题型：作为一个独立物种，应具备哪些条件？(1)具有相对稳定的而一致的形态学特征，以便与其他物种相区别。

1.学习《全球变化生态学》这门课程的目的是？A、拓宽知识面B、增强环保意识C、全球变化与每个人息息相关2.全球气候变化目前最明显的特征是全球气候变暖？√3.到目前为止，二氧化碳在大气中的浓度约为（）。

C、万分之四4.5.生态学主要研究（）之间的关系。

C、生物和环境6.对全球生态变化影响较大的圈层主要有（）个。

D、57.全球生态变化极易导致生态入侵现象的出现。

（）×8.“地球系统科学”在什么时间被提出？D、20世纪80年代9.海底扩学说提出于（）。

A、20世纪60年代10.最早提出大陆漂移学说的人是（）魏格纳。

D、德国人11.从狭义上来讲，全球变化主要是指（）的变化导致全球气候全景的变化。

D、大气12.20世纪70年代提出的地球系统科学开始将地球作为整体性的容作为研究。

（）×13.20世纪后几十年全球变化研究发展的趋势之一是走向全球围的国际合作？√14.太阳辐射达到地球后，约有47%会被散射或反射到宇宙中。

（）×15.下列气体中不属于温室气体的是（）。

D、氩气16.国际保护臭氧层日是（）。

D、9月16日17.臭氧层的问题最早提出于（）C、1974年18.所谓的臭氧层空洞其实是臭氧层变薄，而非真正的消失。

（）√19.大气中二氧化碳的来源主要是化石燃料的燃烧及海洋的释放。

（）×20.“国际保护臭氧层日”是哪年决定的？C、1995年21.全球每年约有（）平方公里耕地变为沙漠。

C、50000-7000022.在人类释放的二氧化碳气体中，现阶段只查明了约（）二氧化碳的去向。

（）B、三分之二23.中国人工林固定的二氧化碳占森林总固定量的（）。

D、80%24.土地荒漠化造成的潜在经济损失远大于直接经济损失。

（）√25.区分扬尘和沙尘暴的标准是看能见度是否大于2公里。

（）×26.全球每年有50000平方千米-70000平方千米耕地变为沙漠。

√27.受人类砍伐和火灾的影响，过去一万年中地球森林面积缩小了（）。