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环境生态学Chapter7.ppt

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环境科学概论 第七章 环境生态

环境科学概论 第七章 环境生态
• 生物多样性对环境保护的意义。 • 中央出台《关于加快推进生态文明建设的意见》 • ------建设生态文明，守住青山绿水。
环境科学概论 第七章 环境生态
浙江省安吉县石灰岩多 水泥和矿山
徐州煤矿开采
目录
• 环境生态学的地位和作用 • 生态系统理论 • 干扰对生态系统的影响 • 恢复生态学理论 • 生态系统管理
7.1 环境生态学的地位和作用
生态学与环境生态学
生态学是环境生态学的理论基础。环境生态学是环 境科学和生态学之间的边缘学科。因此，要想学习环 境生态学，首先得知道一些有关生态学产生、发展和 现状的知识。
• 生态系统的功能
7.2 生Байду номын сангаас系统理论
• 稳定性和多样性是生态系统的重要特征 • 生态系统的稳定性 • 生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态，
表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的 稳定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏， 但只要这种干扰没有超过一定的限度，生态系 统仍能通过自我调节恢复原来的状态。
不同与经典的生态学，解决的是环境污染和生态破坏两类环境问题。
7.1 环境生态学的地位和作用
• 环境生态学的研究内容和任务 • 主要研究内容：
7.2 生态系统理论
• 7.2.1 生态系统的定义 • 指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物
质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个 生态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统。 • （英国植物生态学家A.G.Tansley1935年提出）
• 生物多样性对环境保护的意义。 • 生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础，是地球最显著的
特征之一，是生命景观几十亿年发展、进化的结果，是生态系统 生命支持系统的核心组成部分。 • 我国的生物多样性遭受到的破坏和面临的威胁非常严重，保护生 物多样性就是保护我们的环境。

第七章生态系统 共88页PPT资料

第七章生态系统 共88页PPT资料
6.保护层 几毫米厚的表层土是保护层，使 土壤中的微生物免遭太阳光中紫外辐射 的直接照射致死。
二、微生物在土壤中的种类、数量和分布
(一)土壤中微生物的种类和数量
土壤中有机物含量的多寡是衡量土壤肥 力的指标之一。通常把土壤分为肥土和贫瘠土。
土壤微生物以细菌量最大，约占70％-90％，其次 为放线菌、真菌、藻类、原生动物等。
土壤生物修复工程
4.植物修复技术
植物提取：利用植物吸收积累污染物。 植物降解：利用根系吸收、根际微生物转化。 植物稳定：利用根系与土壤将污染物固定。
第三节 空气微生物生态
一、空气的生态条件
空气中有较强的紫外辐射，具有较干燥， 温度变化大，缺乏营养等特点。
空气不是微生物生长繁殖的场所，空气 中微生物数量较多，但只是暂时停留。
按栖息地可分为： 底栖性细菌 浮游性细菌
有鞭毛，自由生活，有荧光假单脑菌、变形杆菌、纤 维弧菌、螺旋菌及人和动物的肠道细菌。 附着性细菌 附着在动、植物体上，是异养菌。
一、水体中的微生物群落
(二)淡水微生物群落
种类与土壤相似。 分布规律和海洋的相似。
采样器) 过滤法
(一)空气微生物的测定方法 1．固体法
(1)平皿落菌法 将营养琼脂平板放在待测点。 打开皿盖暴露于空气5-10 min。 置于培养箱中培养48 h后取出计菌落数。
奥氏公式如下：
C=1 000÷(A／100×t×l0／5)／N 式中：C——空气细菌数/m3； A——捕集面积，cm2； t——暴露时间，min； N——菌落数，个。 简化后的奥氏公式： C＝1 000×50N
辐射： 造成表面土微生物容易死亡而数量少。 水： 缺少水造成表面土微生物容易死亡而数 量少。 营养：随土层深度增加营养减少，在离表面2m深处

7章干扰生态学.ppt

7章干扰生态学.ppt
第七章
干扰生态学 与
恢复生态学
仲恺农业工程学院 fff
7.1 干扰生态学
预习问题

干扰（disturbance） 干扰的性质及其含义 干扰的生态学意义

退化生态系统（degraded ecosystem）的
特征
干扰生态学
7.1 干扰及其生态学意义 7.1.1 干扰的定义、类型及性质
1. 干扰的定义
从物种的角度—→能引起物种变异和灭绝的事件就可 以认为是较大的干扰行为。
干扰生态学
7.1.2 干扰的生态学意义
从积极的角度看，干扰的生态学意义主要有以下
三点：
1. 有利于促进系统的演化
干扰往往始于系统的局部，其作用特征首先是斑 块化的——→影响生态系统的时空异质性。 斑块的出现可增加环境异质性——→可增加物种 多样性，有利于系统的自然演化。
干扰生态学
2. 干扰是维持生态平衡和稳定的因子
经常处于变化环境中的物种一般要比稳定环境中生存
的物种更可能忍受环境压力。因为不稳定的群落中常 生活着对环境适应能力强、能忍受高死亡率的物种。
不稳定的群落常常具有较强的恢复力。
3. 干扰能调节生态关系
干扰对生物群落中生物间各种生态关系的影响是极其
为，从生态系统的尺度—→是一种正常的生态行为。
（3）干扰是对生态演替过程的再调节
使生态系统的演替过程加速或倒退。 如森林火灾发生过后，森林发育不得不从头开始，可 以说火灾使森林的演替发生了倒退；但又可以说火灾 促进了森林系统的演替，使本该淘汰的树种加速退化， 促进新的树种发育。 而通过合理的生态建设，如植树造林、封山育林、退 耕还林、引水灌溉等，可以使其向反方向逆转。

环境生态学 全套课件

环境生态学 全套课件

1975年美国召开受害生态系统恢复国际 会议，讨论受害生态系统的恢复和重建 等许多重要的环境生态学问题。1980年 卡林等出版《受害生态系统恢复过程》 一书，探讨受害生态系统恢复过程中的 重要生态学理论与应用等问题。1987年 福尔德曼出版了《环境生态学》教科书， 环境生态学的框架基本形成；1989年在 北京召开生态工程国际研讨会，研讨了 受害生态系统的重建问题，对推动环境 生态学的发展起了积极的促进作用。
(二) 生态学的产生和发展 1、 生态学的产生 生态学产生于19世纪60年代，对生态学产生
贡献比较大的人以及他们的著作有：
（1）化学家保尔，他在1670年发表了低气
压对动物效应的试验成果，标志着动物生 态学的开端. (2) 马尔萨斯,他1803出版《人口论》，分析 了生物的繁殖与食物生产之间的关系，特别是分
环境生态学
主要参考书
1.

2.

3.

4.

5.

程胜高，罗泽娇，曾克峰主编. 环境生态学. 北京：化学工业出版社，2019 金岚. 环境生态学.北京：高等教育出版社， 1992 李博主编. 生态学.北京：高等教育出版 社，2019 杨京平主编. 环境生态学. 北京： 化学工 业出版社，2019 卢升高, 吕军主编 .杭州 :浙江大学出版 社 ,2019
（二）环境生态学的发展
1972年英国经济学家芭芭拉沃德出版了 一本《只有一个地球》——对一个小小 行星的关怀和维护，该书是在58个国家 152位专家组成的顾问委员会协助下编写 而成的，它为1972年在斯德哥尔摩联合 国环境会议提供了背景材料。
该书从整个地球的环境出发，从社会经
济和政治的不同角度出发，评述环境污 染对不同国家产生的影响，指出人类所 面临的环境问题，提醒人们认识人类所 居住的地球的局限性和易变性。呼吁各 国人民维护人类赖以生存的地球，该书 对环境生态学的发展起了重要的作用。

生态学(共26张PPT)

生态学(共26张PPT)
逆行演替：发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后，原来稳定性较大，结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定性小的群落，利用环境和改 造环境能力相对减弱，甚至倒退到裸地
先⑤锋起物 始种条最件先划出分的现：、原湿易生于演被替生挤、掉次的生演沼替。泽植物开始生长。如莎草科、禾本科等一些湿生
种类。排水能力更强和垫高能力更强 浮叶根生植物阶段：水深1米左右，睡莲等植物飘浮水面，导致水下的沉水植物得不到光照而被排挤，飘浮植物的茎部的阻碍，更多泥沙沉积下来
水生演替系列
➢ 自由飘浮植物阶段：整个植物体漂浮在水面上的一类浮水植物，
这类植物的根通常不发达。
➢ 沉水植物阶段：5-7米水深，首先出现轮藻属植物，由于它
的生长，湖底有机质积累较快而多，由于湖底嫌气条件轮藻 的残体分解不完全，湖底进一步抬高；水深2-4米左右，有金
鱼藻、狸藻等出现，繁殖强，垫高湖底
➢ 多元顶极论 地下水位降低，大量地被物改变了土壤条件
新兴特有现象的存在，以及对植物环境特殊适应为方向的物种形成 ⑤起始条件划分：原生演替、次生演替。 第七章 群落的动态 万年到亿年：群落的演化 气候顶极是顶极群落的一种类型，但在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点
列的阶段，到达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着 顶极群落的演替过程称之为进展演替
➢ 逆行演替：发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后，原来稳定
性较大，结构较复杂的群落消失，代以结构简单、稳定性小的群落， 利用环境和改造环境能力相对减弱，甚至倒退到裸地
➢ 进展演替和逆行演替的比较
进展演替和逆行演替比较
水更浅，使湖底迅速升高 根据主导因子的不同，除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；

环境生态学精选 课件

环境生态学精选 课件
汞的循环
汞在生物体内易于神经系统的某种酶相结合，引起神经错乱 甚至死亡。有机形式的汞毒性比无机汞高出50~100倍。有机汞也 是脂溶性物质，易于吸收，但难以排泄。
汞有两种方式进入生态系统：自然界的地址活动；人类活动。
汞可以存在于土壤和水中，通过植物吸收和饮水进入生物体 内，在生物活动过程中它可以被排出体外。
环境生态学是一门融自然科学、社会科学和技 术科学于一体的交叉学科。
•环境生态学研究内容
环境与生态系统基本关系 环境中污染物在生态系统内迁移、转化、循环和积累
的过程及规律 环境污染对生态系统的危害 生态系统的环境评价准则 生态资源的保护与合理使用 环境的生态学规划 环境的生态学恢复 环境的生态学管理
2.）高空臭氧的高速耗竭
平流层内由于甲烷、氮氧化物、硫化物、 溴化物的存在，它们作为催化剂加速了 臭氧的分解，以氯为例
1. 污染物在生物体内的吸收、分布和排泄
吸收：经消化道吸收；经呼吸道吸收；皮肤吸收； 分布：分布广泛，但各种污染物分布具有一定选择性。 排泄：肾脏、肝脏和肺是重要的排泄污染物的器官。
2. 污染物在生物体内的转化
生物增毒作用和生物降毒作用 降解作用和结合反应
3. 污染物在食物链中的传递和放大
1.）高空臭氧的形成和消耗： 在没有其它物质干扰是，臭氧的形成由
太阳光辐射形成：
O2+hv->2O O+O2->O3 净反应：3O2->2O3
消耗反应： O3+O->2O2 同时水汽存在对这种消耗反应起到了催化作用： H2O+O->2OH OH+O3->HO2+O2 HO2+O2->OH+2O2 净反应：2O3->3O2

环境生态学PPT教案

环境生态学PPT教案

（一）初级生产力
生产量（production)：单位时间单位面积 内的生产者积累的能量或生产的干物质量。 单位为干重g/(m2 .a)或J/(m2 .a) 。
生物量(biomass)：在某一定时刻调查时单 位面积上积存的有机物质。单位为干重 g/m2或J/m2。
第8页/共77页
地球生物圈主要生态系统的初级生产力
第30页/共77页
生物有机体死体、 残体或排泄物
物质循环的基本类型
（2）生物小循环：
•是指环境中元素经生物体吸收，在生命系 统中被相继利用，然后经分解者分解成无机 态进入环境，再次为生产者吸收、利用的循 环过程。
•特 点 ： 在 一 个 系 统 内 进 行 ， 范 围 小 、 时 间 短、速度快，是开放式的循环。
•见书102页，图6-4.
第2页/共77页
•太阳能497693.3—》总初级生产量464.7---》草食动物62.n效率，它是指n营养阶层 取食、吸收量与n+1营养阶层取食、吸收量之比值。 它相当于同化效率、生长效率和消费效率的乘积。 即是指生物生产的量（积累的有机物或能量）与为 此所消耗的量的比值，一般都用百分比表示。
第24页/共77页
C=A+FU
A=P+R
P=C-FU-R
C——动物摄食的能量 A——被同化的能量 FU——粪、尿能量 P——净次级生产量 R——呼吸能量
次级生产量的测定
1. P=C-FU-R
P为净次级生产总量 C为摄入的能量 Fu为排泄物、分泌物、粪便和末同化食物中的能量 R为呼吸量。 2全球各类生态系统年次级生产量（见书100页）
环境生态学
会计学
1
二、 生态效率
摄取量：表示一个生物所摄取的能量

环境工程微生物学课件7微生物生态

环境工程微生物学课件7微生物生态
自净容量 是指在水体正常生物循环中能够净化有机 污染物的最大数值。
自净的基本原理
物理净化 化学净化
生物净化
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3. 水体自净过程
① 有机污染物排入水体后被水体稀释，有机和
无机固体沉入河底； ② 有机物被分解为简单有机物和无机物，DO急
速下降，此时鱼类绝迹，厌氧菌大量繁殖，对 有机物进行厌氧分解。 ③ 有机物被完全无机化，生成CO2、H2O、 PO43－、NO3－和SO42－； ④ 细菌死亡，DO上升，水质变清，高等水生动 物重新出现，水体恢复到污染前的状态和功能， 自净过程完成。
13
7.2.3 土壤自净和污染土壤的生态
1. 土壤自净
土壤自净是指土壤对施入其中一定 负荷的有机物或有机污染物具有吸附和 生物降解能力，通过各种物理、生化过 程自动分解污染物，使土壤恢复到原有 水平的净化过程。
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自净原理 ① 植物根系的吸收、转化、降解和合成作用； ② 微生物的降解、转化和生物的固定化作用； ③ 无机、有机胶体及其复合体的吸收、络合 和沉淀作用； ④ 离子交换； ⑤ 土壤和植物的机械阻留作用； ⑥ 气体扩散作用。
16
4. 土壤生物修复
—— 是利用土壤中天然的微生物资源或人为投 加目的菌株，甚至用构建的特异降解功能菌投 加到各污染土壤中，将滞留的污染物快速降解 和转化，使土壤恢复其天然功能。
修复工作的步骤：
① 调查本底资料； ② 制定治理方案，进行适当的可行性试验； ③ 技术实施。
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土壤修复技术的关键因素 ① 微生物种 ② 微生物营养 ③ 溶解氧 ④ 环境因子
环 境
生物代谢产物：CO2、O2、H2O、无机盐
条 媒质：水、大气、土壤
生件 态
基质：砂、岩石泥土

环境生态学

环境生态学

地球是一个整体
1、我们所继承的
地球
1）人类创造了自己 2）革新的开始 3）早期的文明 4）历史的转折点
2、未曾料到的秩 序
1）新的知识 2）能量与测量 3）从商业到工业 4）繁荣的代价 5）继承者的革命 6）国家与市场
科学的一致性
能量与物质 生命的起源 脆弱的平衡
发达国家的问题
发达国家的差异 污染的代价 人类对土地的利用 资源的平衡
环境安全的观点
1）影响人类生存与发展和对国家安全的环境威胁开始在 全球范围内出现，这种严峻形势是促进环境问题成为国家 安全和国际和平问题的一个基本动因；
2）环境问题是国家外交，安全、军事部门不得不考虑和 对待的和平、安全问题，环境问题和环境压力是引起国家 间冲突和政治紧张局势的起因之一；
3）传统的国家安全，国际和平观点发生改变，增加环境 安全观点；
2 O3+ 2 M
总反应 2O3+ hv
3 O2
1.4.1.3臭氧层破坏的机理
飞机排放的NO、土壤反硝化产生的N2O
NO + O3
NO2 + O2
NO2 + O
NO + O

O + O3
O2 + O2
制冷行业排放的制冷剂——氟里昂(CFCs:CFC-
11,CFC-12,CH3Cl)
CFCl3 + hv CFCl2 + hv Cl + O3 Cl O + O

O3 + O
CFCl2 + Cl CFCl + Cl
Cl O + O2 Cl + O2 2 O2

环境生态学全套课件

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。

环境工程微生物学第07章PPT课件

环境工程微生物学第07章PPT课件
第17页/共68页
三、土壤自净和污染土壤微生物生态 1．土壤自净 土壤对进入其中的一定负荷的有机物或有机污染物具有吸附和生物降解能力， 通过各种物理、生化过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水平的净化过程， 称土壤自净。
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土壤自净是有一定限度的，即自净容量。如果超过这个容量，就会造成土壤污 染。土壤自净能力的大小取决于土壤中微生物的种类、数量和活性；取决于土 壤结构、通气状况等理化性质。土壤有团粒结构，并栖息着极为丰富、种类繁 多的微生物群落，这使土壤具有强烈的吸附、过滤和生物降解作用。
和物质循环所组成的一个自然体。
生态系统=生物+环境条件
生态系统是生态学的功能单位之一（个体、种群、群落和生态系统）。
第2页/共68页
能源：太阳辐射
2.
组
成：生态 环境
系
统
有
四
个
基生本物组 成代：谢产物：CO2、O2、H2O、无机盐 媒质：水、大气、土壤
生产者（植物） 基质：砂、岩石泥土
消 费 者 （ 一 级 、 二 级其…他… ）环境条件：温度、pH
第30页/共68页
三、空气微生物的卫生标准及生物洁净技术
空气是人类与动植物赖以生存的极重要因素，也是 传播疾病的媒介。为了防止疾病传播，提高人类的 健康水平，要控制空气中微生物的数量。 目前，空气还没有统一的卫生标准，一般以室内 1m3空气中细菌总数为500~1000个以上作为空气 污染的指标。空气污染的指示菌以咽喉正常菌丛中 的绿色链球菌为最合适，绿色链球菌在上呼吸道和 空气中比溶血性链球菌易发现，且有规律性。
第24页/共68页
（2）微生物营养 C:N:P
因污染物的过量积累，可能使营养物质品种单 一，营养元素比例失衡严重，要通过可行性试 验确定适应的营养元素比例。 可参照一般土壤微生物的碳氮比25:1，污水好 氧生物处理的BOD:N:P=100:5:1等作基本参数， 在试验过程中加以调整。
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Chapter 7
Conserving Biological Resources
Hale Waihona Puke Chapter 7Conserving Biological Resources
7.1 Value of Wild Species 7.2 Biodiversity
7.1 Value of Wild Species
7.1.1 Biological Wealth
3. Overhunting
Big-game hunting
4. Secondary extinctions
Loss of food species
Two basic causes for this extinction vortex
?One is that small populations may have breeding problems. ?The second cause is that small populations are much more easily wiped out by random environmental fluctuations
The smallest population size needed to stay above the extinction vortex is often called the minimum viable population (MVP)
7.2.4 Reasons for Decline of Biodiversi Physical Alteration of Habitats The Population Factor Exotic Species Overuse
yet been systematically explored .
7.1.2 Two Kinds of Value
?instrumental value: its existence or use benefits some other entity ?intrinsic value: it has value for its own sake
Ecological extinction:
a species has become so rare that it has essentially no role or impact on its ecosystem
Table 7.3 Four ways that humans cause population decline and species extinction
7.2.5 Convention on Biological Diversity (1992 in Rio de Janeiro)
?Adopt specific national biodiversity action plans and strategies ?Establish a system of protected areas and ecosystems within the country ?Establish policies that provide incentives to promote sustainable use of biological resources
the number of species that occur in an area
7.2.2 The species-area curve:
The number of species is counted in a gradually enlarged area of sampling, the result is a curve. The number of species rises rapidly at first, but it slows as the area of sampling increases because the same species are encountered again and again.
Change physical environment: Examples
1.Habitat disruption
Drain swamp, toxic pollution
Change biological environment:
2.Introduce new species
New predator
About 1.75 million species of
plants, animals, and microbes have been examined, named, and classified, but scientists estimate that
between 4 million and 112 million additional species have not
value ?Intrinsic value
7.2 Biodiversity
7.2.1 Concept
Biodiversity: the variety and variability among
living organisms and the ecological complexes in which they occur Species diversity:
The value of natural species
?Sources for agriculture, forestry, aquaculture, and animal husbandry
?Sources for medicines, pharmaceuticals ?Recreational, aesthetic, and scientific
Figure 7.1 Preserving 50% of total habitat area often leaves about 90% of the original species remaining alive
7.2.3 Extinction Species extinction:
a species has died out in a local area