环境生态学全套课件

氧气等
有的学者将生态因子分为五类
– 气候因子(climatic factors)、土壤因子(edaphic factors) 、 地形因子(topographic factors) 、生物因子、人为因子 (anthropogenic factors)
Begon等将非生物因子分为条件和资源两类
– 条件：温度、湿度、 pH等 – 资源：营养物质、水、辐射能等
生态学是研究决定有机体的分布与多度的相互作用的科学加拿大克雷伯斯（Krebs,1972,1978,1985）
生态学是研究生态系统的结构与功能的科学—美国-奥德姆 （Odum, E., 1959,1971）（生态学基础—Fundamentals of Ecology,1971）
生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学（马世
驯化的应用：植物的引种栽培
内稳态
内稳态(homeostasis): 生物系统通过内在的调节机制使内 环境保持相对稳定。
内稳态通过形态、行为和生理适应实现。 大多数内稳态机制依赖于负反馈过程。依靠三个基本组
成成份：接受器；控制中心；效应器。
负反馈过程（维持哺乳动物血液渗透性）
口渴反应
接受器
生态因子作用的特点
综合性: 如气候的作用 非等价性（主导因子作用）:塜雉孵卵的温度控制；渔
业高密度养殖增氧 直接性和间接性：食物，降水 限定性（因子作用的阶段性）：中华绒螯蟹的孵化 生态因子的不可替代性和互补性：水体内的钙和锶
生物对非生物因子的耐受限度
“最小因子定律”(Liebig’s law of minimum) – 植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素，这些处于最低量的 营养元素称最小因子（Justus von Liebig,1840,德国） 。 – 两个补充条件（Odum,1983）：1）严格的稳定状态；2）因子补偿 作用(factor compensation) ：生物在一定程度和范围内，能够减少 温度、光、水等生态因子的限制作用。
生态学（Ecology）定义
科学的自然史-英国生态学家-埃尔顿(Charles Elton, 1927) 生态学是研究生物的形态、生理和行为上的适应性的科学—
前苏联-克什卡洛夫（Кашкаров ，1945） 生态学是研究有机体的分布和多度的科学—澳大利亚-安德
列沃斯（Andrewartha, 1954）
“耐受性定律”(Shelford’s law of tolerance)( V.E.Shelford,1913，美国) – 每种生物对一种生态因子都有一个耐受范围，即一个生态学上的最 低点和一个生态学上的最高点，在最高点和最低点之间的范围就称 为生态幅 (ecological amplitude) 或生态价(ecological valence)。
以人为中心来探讨其生活环境的科学 研究人类与环境相互关系的科学 研究人为干扰下，生态系统内在的变化
原理、规律及寻求受损生态系统恢复、 重建和保护对策的科学
环境生态学主要研究领域
人为干扰下生态系统内在变化原理与规 律
生态系统受损程度的判断 各类生态系统的功能与保护措施的研究
第二章 生物与环境
血液 太浓
控制中心
饮水
（下丘脑） 血液
（下丘脑）
失水
太稀
失水反应
效应器 （肾脏）
血液渗透性下降
血液渗透性上升
(仿A. Mackenzie et. Al.,1999)
适应
适应(adapatation) ：生物对环境压力的调整过程。分基因型适 应和表型适应两类，后者又包括可逆适应和不可逆适应。如 桦尺蠖在污染地区的色型变化。
生态学的萌芽时期
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。
生态学的建立时期
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。
the scientific study of the distribution and abundance of organisms (Andrewartha, 1961)
the study of the structure and function of nature (Odum, 1963)
the scientific study of the interactions that determine the distribution and abundance of organisms (Krebs, 1994)
生态学（Ecology）定义
➢生态学（Ecology）是研究生物与其环境之间相 互关系的科学。 “Ecology” 来自希腊文 “Oikos”(住所,栖息地)和“Logos”(学问，研究)， 亦即生态学在创建之初就表达为研究生物有机 体与其栖息场所之间相互关系的科学。 上述生态学的定义是德国生物学家赫克尔 （Haeckel,1866）首次提出的。这是生态学至今 最为全面的定义。但是首先使用“Ecology”一 词学者是亨利.索瑞（Henry Thoreau,1858)。
学、生理生态学、经济生态学、生态经济学、环 境生态学； 应用生态学：农业、渔业、污染生态学等。
景观及生物圈水平的生态学
景观(Landscape)和景观生态学(Landscape ecology)
➢ 景观: 由若干生态系统组成的异质区域， 这些 生态系统构成景观中明显的斑块， 这些斑块称 景观要素。
➢ 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.
环境生态学的目的任务
环境生态学的目的是指导人与生物 圈（既自然、度地带性：从赤道到两极，整个地球表面具有过渡状的 分带性规律。 – 太阳辐射量差异 太阳辐射－－热量带 －－水分差异 －－植被分带－－土壤分带 – 自然地理带：赤道、热带、亚热带、暖温带、温带、 寒温带、亚寒带、寒带 – 植被地带性分布
垂直地带性：因太阳辐射和水热状况随着地形高度的不同 而不同，生物和气候自山麓至山顶呈垂直地带分异的规律 性变化(干燥空气,-1℃ /100m;湿润空气,-0.6℃ /100m)。
经度地带性：地球内在因素如大地构造形成地貌和海洋分 异引起经度地带性分异。如北美大陆和欧亚大陆。
植被的空间格局(据M.C.Molles,Jr,1999)
生物与生态因子
生态因子作用的特点 生物对非生物因子的耐受限度 生物对各生态因子耐受性之间的相互关系 生物对生态因子耐受限度的调整 生态位
➢ 景观生态学: 研究景观结构及其过程 的科学。 生物圈和全球生态学 ➢ 生物圈: 地球上全部生物和一切适合于生物栖息
的场所。 它包括岩圈的上层、全部水圈和大气 圈的下层。 ➢ 全球生态学: 研究生命系统和行星系统相互关 系的科学。
生态学的发展史
生态学的萌芽时期（公元16世纪以前） 生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪） 生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代） 现代生态学时期（20世纪60年代至今）
环境生态学
绪论
环境生态学的研究内容和任务
什么是生态学（Ecology）？ 生态学的研究对象及分支学科 什么是环境生态学？ 生态学的发展简史 环境生态学前沿
何谓生态学?
the total relations of the animal to both its organic and its inorganic environment (Haeckel, 1869)
环境与生态因子 生物与环境关系的基本原理 生物与主要生态因子的相互关系
环境与生态因子
环境概念 生态因子的类型 自然环境的基本特征
环境和环境因子
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、间接影响该生物体或生物群体 生存的一切事物的总和，由许多环境要素构成， 这些环境要素称环境因子。
耐受性下限 不能耐受区 生理受抑制
最适区
耐受性上限 生理受抑制 不能耐受区
种 群 种群消失 数 量
数量很低
数量最高
数量很低 种群消失
低
环境梯度
高
生物对各生态因子耐受性之间的相互关系
对生物产生影响的各种生态因子之间存在明显的相互影 响：如温湿的关系；湿度和溶氧的关系；温度和盐的协 同作用
生物因子和非生物因子之间也是相互影响的：物种之间 的竞争产生的生态位分离
分细组器个种群生生 子胞织官体群落态物
系圈 统
生态学的分支
按生命层次：分子（基因）、细胞、器官、个体、 种群、群落、生态系统、景观、生物圈和全球生 态学。
生物分类：动物、植物、微生物、昆虫、鱼类等； 按栖所：淡水、海洋、河口、陆地、森林、草地、
荒漠等； 边缘科学：数学生态学、化学生态学、进化生态
生态因子(ecological factors) ：环境中对生物的 生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间 接影响的环境要素。生态因子是环境中对生物 起作用的因子，而环境因子则是指生物体外部 的全部要素。
生态因子的分类
生态因子通常分为非生物因子和生物因子两大类
– 生物因子（ biOtic factors） ：有机体（同种和异种） – 非生物因子（ abiotic factors） ：温度、光、湿度、pH、
生态学的巩固时期
➢ 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。