环境学导论第二章__生态学基础.pptx
合集下载
环境学导论之生态学基础知识ppt
（a）形态结构（即为群落结构）：生物的种类、种群数量、种的 空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化（发育、季相）。
群落结构包括垂直结构和水平结构、时间结构和季相 结构。 垂直结构
群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是 成层现象，即在垂直方向分成许多层次的现象。
群落的成层性包括地上成层和地下成层。层的分化主要决定于植物 的生活型，生活型不同，植物在空中占居的高度以及在土壤中到达的深 度就不同，水生群落则在水面以下不同深度形成物种的分层排列，这样 就出现了群落中植物按高度（或深度）配置的成层现象。
生产者 （绿色植物）
环境 （土壤、空气、水）
消费者 （动物）
还原（分解）者 （细菌、真菌）
生态系统营养结构模式图
（5）食物链及营养级
（a）食物链和食物网 所谓食物链，就是一种生物以另一种
生物为食，彼此形成一个以食物连接起来 的链锁关系。
例如：浮游植物—浮游动物—小鱼—大鱼 在一个生态系统中，食物关系往往很复
2、生态学的发展 （1）研究对象：
植物
Hale Waihona Puke 动物生物（包括人）
（2）与基础科学和应用科学相结合，发 展了生态学，扩大了生态学的领域。如： 数学生态学、系统生态学、经济生态学 等。
3、生态学与环境学的异同 a.相同：研究范围---生物圈
研究问题--基本相同
b.不同点：
二、生态系统的概念与功能
1、生态系统 （1）生态系统的概念 种群（Population）：一个生物物种在一 定范围内所有个体的总和。
蜂类和蝇类活动，而一到晚上，便只能看到夜蛾类和螟蛾类昆虫了。白 天在森林里可以见到很多种鸟类，但猫头鹰和夜鹰只能在夜里见到。 季相结构
群落结构包括垂直结构和水平结构、时间结构和季相 结构。 垂直结构
群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是 成层现象，即在垂直方向分成许多层次的现象。
群落的成层性包括地上成层和地下成层。层的分化主要决定于植物 的生活型，生活型不同，植物在空中占居的高度以及在土壤中到达的深 度就不同，水生群落则在水面以下不同深度形成物种的分层排列，这样 就出现了群落中植物按高度（或深度）配置的成层现象。
生产者 （绿色植物）
环境 （土壤、空气、水）
消费者 （动物）
还原（分解）者 （细菌、真菌）
生态系统营养结构模式图
（5）食物链及营养级
（a）食物链和食物网 所谓食物链，就是一种生物以另一种
生物为食，彼此形成一个以食物连接起来 的链锁关系。
例如：浮游植物—浮游动物—小鱼—大鱼 在一个生态系统中，食物关系往往很复
2、生态学的发展 （1）研究对象：
植物
Hale Waihona Puke 动物生物（包括人）
（2）与基础科学和应用科学相结合，发 展了生态学，扩大了生态学的领域。如： 数学生态学、系统生态学、经济生态学 等。
3、生态学与环境学的异同 a.相同：研究范围---生物圈
研究问题--基本相同
b.不同点：
二、生态系统的概念与功能
1、生态系统 （1）生态系统的概念 种群（Population）：一个生物物种在一 定范围内所有个体的总和。
蜂类和蝇类活动，而一到晚上，便只能看到夜蛾类和螟蛾类昆虫了。白 天在森林里可以见到很多种鸟类，但猫头鹰和夜鹰只能在夜里见到。 季相结构
环境保护概论课件——第二章 生态学基本知识
2022/4/4
9
3)生物圈是地球上最大的生态系统
2022/4/4
10
3．生态系统的功能 1）能量流动 五大特征：
一切能量来源于太阳能； 太阳光合作用储存能量； 能量通过食物链进行传递： 能量单向流动； 能量流动过程中逐级递减（十分之一定律）。
能量在流动过程中遵循热力学第一定律和热力 学第二定律.
在一定条件下,生态系统中能量流动和物质循环表现为稳定 的状态.
二、特点
动：动态平衡 定：相对稳定（能量、物质、生物种类和数量） 变：外界条件发生变化,可破坏现存的生态平衡.
小：不超过循环规律 大：平衡破坏
2022/4/4
17
三、生态平衡破坏的原因
自然原因(第一环境问题,天灾)自然异常变化
原因
如火山、地震、海啸、台风、水旱、流行病
2022/4/4
7
2)环境中污染物随食物链富集,危害人类. 与人类有关的两条食物链
陆地： 土壤 农作物 畜禽 人
水体中：水体 浮游植物 浮游动物 鱼类 鸟类 人
美国密执安湖中PCB(polychlorinated biphenyl)
海水
鱼类
鸟类
人
ppm： 0.01~0.000001 0.01~10
对于生态系统的多样性、复杂性和稳定性的关系的 研究，规模最大的是目前由美国哥伦比亚大学管理的人 工模拟生态系统复杂性试验装置Biosphere 2 (生物圈二号)， 其命名的内在含义指地球是生物圈一号。
该装置设立的初衷是在一个密封的环境里引入3800 多种生物，模拟构成地球上的多种有代表性的生态系统， 希望藉此实现内部生态的自主循环。但是试验开始后不 久，装置内的大气氧含量就急剧下降，以至于不得不多 次与外界交换空气，一年以后，所引入的物种死亡了1/4， 原定实验目标根本无法实现。
环境保护概论之生态学基础知识(PPT 114页)
25
26
27
28
（二）营养级
食物链中的各个环节叫营养级。生产
者为第一营养级，一级消费者为第二营养
级，依次为第三营养级和第四营养级。
低位营养级是高位营养级的营养和能 量供应者，但低级营养级的能量仅有1/10 左右能量为上一营养级所能利用。为了能 保证生态系统中能量的流通，自然界就形 成了生物数量金字塔、生物量金字塔和生 产力金字塔。在寄生性食物链上，生物数 量往往呈倒金字塔。
如森林与河流之间营养的流通；森林植物得到来自
太阳的能量。
输入
输出
其它 能源
太阳
系统
能量、物质 迁出的生物
物质和生物
环境
一个开放的生态系统模型
环境 15
6)，生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶 段。随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结 构向复杂结构状态发展，最后达到相对稳定的阶段。
16
4
二、生态学的发展
20世纪50年代以前，生态学局限于研 究生物与环境之间的相互关系，隶属于生 物学的一个分支学科。
20世纪50年代后半期以来，由于工业 发展、人口膨胀，导致粮食短缺、环境污 染、资源紧张等一系列世界性问题的出现， 迫使人们不得不以极大的关注去寻求协调 人与自然的关系，探求全球持续发展的途 径，人们期望生态学能做出自己的贡献， 这种社会需求推动了生态学的发展。 5
各种元素在环境中都存在一个或多个贮藏 库。元素在贮藏库中的量大大超过结合于生物 体中的量，从贮藏库中向外释放的速度往往很 慢。若将某元素与其流通率之比，称为周转时 间。表示其在该库中更新一次所需要量的时间， 如水在大气库中周转一次所需要的时间，大约 为十天；氮在大气库中周围一次的时间约为一 百年等。
26
27
28
（二）营养级
食物链中的各个环节叫营养级。生产
者为第一营养级，一级消费者为第二营养
级，依次为第三营养级和第四营养级。
低位营养级是高位营养级的营养和能 量供应者，但低级营养级的能量仅有1/10 左右能量为上一营养级所能利用。为了能 保证生态系统中能量的流通，自然界就形 成了生物数量金字塔、生物量金字塔和生 产力金字塔。在寄生性食物链上，生物数 量往往呈倒金字塔。
如森林与河流之间营养的流通；森林植物得到来自
太阳的能量。
输入
输出
其它 能源
太阳
系统
能量、物质 迁出的生物
物质和生物
环境
一个开放的生态系统模型
环境 15
6)，生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶 段。随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结 构向复杂结构状态发展，最后达到相对稳定的阶段。
16
4
二、生态学的发展
20世纪50年代以前，生态学局限于研 究生物与环境之间的相互关系，隶属于生 物学的一个分支学科。
20世纪50年代后半期以来，由于工业 发展、人口膨胀，导致粮食短缺、环境污 染、资源紧张等一系列世界性问题的出现， 迫使人们不得不以极大的关注去寻求协调 人与自然的关系，探求全球持续发展的途 径，人们期望生态学能做出自己的贡献， 这种社会需求推动了生态学的发展。 5
各种元素在环境中都存在一个或多个贮藏 库。元素在贮藏库中的量大大超过结合于生物 体中的量，从贮藏库中向外释放的速度往往很 慢。若将某元素与其流通率之比，称为周转时 间。表示其在该库中更新一次所需要量的时间， 如水在大气库中周转一次所需要的时间，大约 为十天；氮在大气库中周围一次的时间约为一 百年等。
环境生态学绪论ppt课件
2023/12/30
26
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。
➢ 法瑞学派：代表人为J. Braun-Blanquet. 把植物群落生态 学称为“植物社会学”，用特征种和区别种划分群落类型， 建立严密的植被等级分类系统。常被称为植被区系学派。 1953年后，与北欧学派合流，被称为西欧学派或大陆学派 。
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（马世骏 ）
➢ 英美学派：代表人为F.E.Clements 和A.G.Transley,以研 究植物群落演替和创建顶极群落著名。
202➢3/12/前30 苏联学派：注重建群种和优势种，重视植被生态、植2被7
现代生态学时期
➢ 研究层次上向宏观和微观两极发展：生态学的研究层次已囊 括了分子、基因、个体直到整个生物圈。
➢ 景观生态学: 研究景观结构及其过程 ( landscape structure and processes) 的科学。
生物圈(biosphere)和全球生态学(Global ecology)
➢ 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（lithosphere）的上层、全部水圈 （hydrosphere）和大气圈（atmosphere）的下层。
环境工程概论第2章环境伦理及生态学基础.pptx
– 环境伦理观 – 可持续发展伦理观
• 第二节环境生态学
– 一、 环境生态学 – 二、生态系统理论 – 三、生态平衡 – 四、恢复生态学
兴趣是最好的老师
– 1、什么是环境伦理学？如何理解中国古人对于环境的 观念？
– 2、可持续发展观的基本含义是什么？与传统发展模式 的基本区别在哪里？
– 3、中国环境管理的三大政策？八项制度？ – 4、什么是环境生态学？生态系统的基本组成部分？生
– 环境影响评价制度 – 该制度的依据是《环境影响评价法》。 – 本法所称环境影响评价，是指对规划和建设项
目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测 和评估，并提出预防或者减轻不良环境影响的 对策和措施，并进行跟踪监测的方法和制度。
第一节 环境伦理 可持续发展
– “三同时”制度 – 是中国特有的环境管理政策，是指建设项目需
态系统的功能？ – 5、物质循环的类型？生态平衡的含义？导致生态失衡
的原因？生态平衡调节的关键？ – 6、生态恢复的概念？生态恢复的途径？生态恢复的标
准？
第一节 环境伦理 不同伦理观
• 一、环境伦理学？
– 伦理学：是哲学的一个分支，研究道德的科学， 是研究人与人之间的关系，以建立合理的人际 道德规范为目标，用道德评价要求或禁止一些 行为的关系、法规、原则、章程等.
第一节 环境伦理 可持续发展
• 4、可持续发展观
– （1）可持续发展的定义 – 《我们共同的未来》给可持续性发展下的定义是：
“既满足当代人的需求，又不危及后代人满足其发展 的需求”。以上论述，包含ห้องสมุดไป่ตู้两个重要的概念，一是 人类要满足发展的需求，二是不能损害自然界支持当 代人和后代人的生存能力。 – （2）可持续发展的目标 – 1992 ·联合国环境与发展大会——确立了走“可持续 发展”的道路，即在经济和社会的发展过程中同时合 理利用资源、防治环境污染，实现经济、社会和环境 的协调发展。
• 第二节环境生态学
– 一、 环境生态学 – 二、生态系统理论 – 三、生态平衡 – 四、恢复生态学
兴趣是最好的老师
– 1、什么是环境伦理学？如何理解中国古人对于环境的 观念？
– 2、可持续发展观的基本含义是什么？与传统发展模式 的基本区别在哪里？
– 3、中国环境管理的三大政策？八项制度？ – 4、什么是环境生态学？生态系统的基本组成部分？生
– 环境影响评价制度 – 该制度的依据是《环境影响评价法》。 – 本法所称环境影响评价，是指对规划和建设项
目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测 和评估，并提出预防或者减轻不良环境影响的 对策和措施，并进行跟踪监测的方法和制度。
第一节 环境伦理 可持续发展
– “三同时”制度 – 是中国特有的环境管理政策，是指建设项目需
态系统的功能？ – 5、物质循环的类型？生态平衡的含义？导致生态失衡
的原因？生态平衡调节的关键？ – 6、生态恢复的概念？生态恢复的途径？生态恢复的标
准？
第一节 环境伦理 不同伦理观
• 一、环境伦理学？
– 伦理学：是哲学的一个分支，研究道德的科学， 是研究人与人之间的关系，以建立合理的人际 道德规范为目标，用道德评价要求或禁止一些 行为的关系、法规、原则、章程等.
第一节 环境伦理 可持续发展
• 4、可持续发展观
– （1）可持续发展的定义 – 《我们共同的未来》给可持续性发展下的定义是：
“既满足当代人的需求，又不危及后代人满足其发展 的需求”。以上论述，包含ห้องสมุดไป่ตู้两个重要的概念，一是 人类要满足发展的需求，二是不能损害自然界支持当 代人和后代人的生存能力。 – （2）可持续发展的目标 – 1992 ·联合国环境与发展大会——确立了走“可持续 发展”的道路，即在经济和社会的发展过程中同时合 理利用资源、防治环境污染，实现经济、社会和环境 的协调发展。
环境学概论第二章生态学基础
v一、生态系统 v1 生态系统的概念
› 种群（Population）：同一物种在一定空间和一定时间 的个体的集合体. 是具有潜在互配能力的个体
› 群落（Community）：在一 定的自然区域中许多不同种 的生物的总和 。
› 生态系统（Ecosystem）任何一个生物群落 与其周围非 生物环境的综合体 ：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
•生物放大（食物链放大）
PPT文档演模板
•生物积累（生长期积
累）
•生物富集（吸收浓缩）
•DDT在某水生食物链中的富集
环境学概论第二章生态学基础
第二节 生态系统的功能
¨ 能量流动：生产者→消费者→分解者 ¨ 物质循环：生物 ← →环境 ¨ 信息传递：包括营养信息、化学信息、
物理信息和行为信息等，构成信息网。
•负反馈主要是指在受到外界影响或干扰后, •生态系统通过一系列的自我调节功能, •来减轻这种干扰或影响的程度,并力图 P•P恢T文档复演模到板 平衡或稳定状态的过程
•负反馈
•狼↑
•狼↓
•吃 •吃 了较 了较
少兔 多兔 子子
•兔↑
•兔↓ •植物↓
•吃 了大 量的 草
•吃 了较 少的 草
•环植境物学概↑论第二章生态学基础
➢ 生态系统中的食物链不是固定不变的，它不 仅在进化历史上有改变，在短时间内也会发 生变化。
PPT文档演模板
环境学概论第二章生态学基础
食物网
v 食物网 (food web)：生态系统中的 食物链很少是单条、孤立出现的， 它往往是交叉链索，形成复杂的网 络结构－食物网。
2第二章 生态学基础PPT课件
二、生态学的诞生
生态学（Ecology）一词最早是由德国生物 学家海克尔(E.Haeckel) 于1869年在他所 著《有机体普通形态学原理》一书中提出的。 他把生态学定义为“自然界的经济学”。其 英文词首和经济学（Economics）是相同的， 均来自于希腊文，表示家庭居处或环境的意 思，可见，生态学与经济学、家庭、环境等 有着密切的关系。
13
生态学基础 第一节 生态学及其学科史
六、环境生态学
环境生态学就是研究在人为干扰下生态系统内在的变 化机理、规律等，寻求受损生态系统恢复、重建和保 护对策的科学。即运用生态学理论，阐明人与环境间 的相互作用及解决环境问题的生态途径。
所以，环境生态学不同于以研究生物与其生存环境之 间相互关系为主的经典生态学；也不同于只研究污染 物在生态系统的行为规律和危害的污染生态学或以研 究社会生态系统结构、功能、演化机制以及人的个体 和组织与周围自然、社会环境和相互作用的社会生态 学。
16
生态学基础 第一节 生态学及其学科史
①发展初期 1900年以前，是发展初期。有关生 态学的研究散见于自然本体论述。
②发展时期 1900～1950年是发展时期，在此 时期内，生态学的定性研究进一步得到完善和 系统化。
③发展盛期 1950年以后，是发展盛期。表现为 生态学方法论，从强调经验的归纳转向系统方 法(Egerton,1977,Kendeigh,1974)。通过生 态系统的研究，特别是表现在进化生态和系统 分析的成绩上(Emlen,1973)。
10
生态学基础 第一节 生态学及其学科史
三、生态学的定义
我国著名生态学家马世骏把生态学 定义为“研究生物与环境之间相互 关系及其作用机理的科学”。
因此生态学的基本任务是，研究、认识 生物与环境所形成的结构以及这种结构 所表现出的功能关系的规律。
生态学（Ecology）一词最早是由德国生物 学家海克尔(E.Haeckel) 于1869年在他所 著《有机体普通形态学原理》一书中提出的。 他把生态学定义为“自然界的经济学”。其 英文词首和经济学（Economics）是相同的， 均来自于希腊文，表示家庭居处或环境的意 思，可见，生态学与经济学、家庭、环境等 有着密切的关系。
13
生态学基础 第一节 生态学及其学科史
六、环境生态学
环境生态学就是研究在人为干扰下生态系统内在的变 化机理、规律等，寻求受损生态系统恢复、重建和保 护对策的科学。即运用生态学理论，阐明人与环境间 的相互作用及解决环境问题的生态途径。
所以，环境生态学不同于以研究生物与其生存环境之 间相互关系为主的经典生态学；也不同于只研究污染 物在生态系统的行为规律和危害的污染生态学或以研 究社会生态系统结构、功能、演化机制以及人的个体 和组织与周围自然、社会环境和相互作用的社会生态 学。
16
生态学基础 第一节 生态学及其学科史
①发展初期 1900年以前，是发展初期。有关生 态学的研究散见于自然本体论述。
②发展时期 1900～1950年是发展时期，在此 时期内，生态学的定性研究进一步得到完善和 系统化。
③发展盛期 1950年以后，是发展盛期。表现为 生态学方法论，从强调经验的归纳转向系统方 法(Egerton,1977,Kendeigh,1974)。通过生 态系统的研究，特别是表现在进化生态和系统 分析的成绩上(Emlen,1973)。
10
生态学基础 第一节 生态学及其学科史
三、生态学的定义
我国著名生态学家马世骏把生态学 定义为“研究生物与环境之间相互 关系及其作用机理的科学”。
因此生态学的基本任务是，研究、认识 生物与环境所形成的结构以及这种结构 所表现出的功能关系的规律。
《生态学基础》PPT课件 (2)
地球上的碳有两类库：
①贮存库：贮存于岩石中的碳。容量大，流通率低，只有8g/（m2·a）。
②交换库（循环库）：碳在生物体和它们生活的环境之间的交换。容量小， 流通率很大，达400g/（m2·a），十分活跃。
地球上99.9%的碳被岩石圈束缚着（以碳酸盐的形式）。碳在海洋中约占 0.1%，在大气中约占0.0026%。
营养分
非生物成分
转变者
生物成分
图3-4 生态系统的组成
生态系统各组成部分之间的关系：
第三节 生态系统的结构 与功能
一、生态系统的结构
二、生态系统的功能
一、生态系统（Ecosystem） 的结构
（一）生态系统的形态结构（了解）
1.物种结构 3.垂直结构
2.平面结构 4.时间结构
（二）生态系统的营养结构（ ）
如：Ⅳ哺碎乳类食或性鸟食类物→链跳-蚤---→--以原碎生食动物为→基过础滤。性病毒
如：树叶碎片及藻类 →虾 →鱼 →食鱼的鸟类
生态系统中生物之间由于食物关系所形成的联系，即以能量和营养的联系而形成的各 种生物之间的链索，称为食物链。食物链上的每一个层次都称为一个营养级，彼此交错的 食物链构成食物网。
2、食物网
食 物 网 的 作 用：
一是维系着生态系统的平衡和自我调节能力； 食物网越复杂生态系统越稳定。 二是推动着有机界的进化。 三是对某些元素或稳定难分解物质有“生物放大作用”（见图）
某些元素或难分解物质随食物链的延长浓 度逐步增加的现象。
106
0.5ppm
0.04ppm
Predator:食肉动物 herbivore:草食动物
（1）定义：研究生物与其生活的环境之间相互关系
及作用机理的科学。
生物：
①贮存库：贮存于岩石中的碳。容量大，流通率低，只有8g/（m2·a）。
②交换库（循环库）：碳在生物体和它们生活的环境之间的交换。容量小， 流通率很大，达400g/（m2·a），十分活跃。
地球上99.9%的碳被岩石圈束缚着（以碳酸盐的形式）。碳在海洋中约占 0.1%，在大气中约占0.0026%。
营养分
非生物成分
转变者
生物成分
图3-4 生态系统的组成
生态系统各组成部分之间的关系：
第三节 生态系统的结构 与功能
一、生态系统的结构
二、生态系统的功能
一、生态系统（Ecosystem） 的结构
（一）生态系统的形态结构（了解）
1.物种结构 3.垂直结构
2.平面结构 4.时间结构
（二）生态系统的营养结构（ ）
如：Ⅳ哺碎乳类食或性鸟食类物→链跳-蚤---→--以原碎生食动物为→基过础滤。性病毒
如：树叶碎片及藻类 →虾 →鱼 →食鱼的鸟类
生态系统中生物之间由于食物关系所形成的联系，即以能量和营养的联系而形成的各 种生物之间的链索，称为食物链。食物链上的每一个层次都称为一个营养级，彼此交错的 食物链构成食物网。
2、食物网
食 物 网 的 作 用：
一是维系着生态系统的平衡和自我调节能力； 食物网越复杂生态系统越稳定。 二是推动着有机界的进化。 三是对某些元素或稳定难分解物质有“生物放大作用”（见图）
某些元素或难分解物质随食物链的延长浓 度逐步增加的现象。
106
0.5ppm
0.04ppm
Predator:食肉动物 herbivore:草食动物
（1）定义：研究生物与其生活的环境之间相互关系
及作用机理的科学。
生物：
环境学概论：第二章 生态学基础
四.生态学一些基本概念
（一）生态学概念
1.生态学定义
生态学这一定义是德国科学家海克尔于1866年首 先提出：生态学是动物对有机和无机环境的全部 关系。目前定义为生态学是研究生物与其生存环 境之间相互关系的科学。也可以说生态学是研究 生命系统与环境系统之间相互作用的规律及其机 理的科学。从定义可知，生态学研究的内容是各 种生物群落在自然界中总是以个体、种群、群落 和生态系统等形式存在。
(4)系统存在的空间总是有限的。开放系统 必然存在系统的外环境，系统与环境相互作 用。开放系统为实现其目标保持其功能的稳 定性，系统必须具备对环境的适应能力和自 我调节能力。如果系统与外界断绝能量流动 、物质循环和信息交换，这种系统称封闭系 统,封闭系统的发展趋势是从有序到无序， 直至灭亡。
(5)系统不仅是作为状态而存在，而且具有 时间性的过程。因此，绝对静止的系统是不 存在的,一切系统都处于不断变化的过程之 中，对于一个系统来说存在有产生、成长、 发展、衰老和死亡的过程；换言之，系统存 在的时间同样也是有限的。
“环境学概论”课程演示文稿
第二章 生态学基础
生态系统服务功能的主要内容
一、有机质的生产与生态系统产品
生物生产是生态系统服务的最基本功能，生态 系统通过第一级生产与次级生产，合成与生产了 ห้องสมุดไป่ตู้类生存所必需的有机质及其产品。生态系统还 是重要的能源来源。
自然生产的多样性高而集约性低。
二、生物多样性的产生与维护
并定义为“研究有机体和有机及无机环境 之间相互关系的科学”。但系统生态学的 研究，却始于1935年。英国的泰斯利正式 提出生态系统的概念，1940年苏联的苏卡 乔夫提出生物地理群落概念。美国青年动 物学家林德曼提出生态系统中“金字塔营 养级学说”和“十分之一”规律。
环境科学导论第2章课件
（3）生态系统（Ecosystem）:生态系统是任何一个生物群落与周围非生物环境的综合体，是自 然界一定空间内的生物与环境之间相互作用、相互制约、不断演变而达到动态平衡的相对稳定的统 一体。
（4）生物圈（Ecosphere）:生物圈是地球表面全部有机体及与之发生作用的物理环境的总称。
2024年7月30日7时4分
（1）能量形式的转变 （2）能量的转移 （3）能量利用 （4）能量耗散
2024年7月30日7时4分
图2-5 生态系统能流模式图
L=太阳总辐射；PG=总初级生产固定能量；PN=净初级生产固定能量；R=呼吸耗 能量；C=摄入的能量；A=同化固定能量；P=次级生产能量；NU=为利用能量； FU=随粪尿流失能量
生态学是研究生物之间、生物与环境之间相互关系及其作 用机理的科学。生态学定义反映出了该学科最基本的特点，即 生物是具有适应能力的，环境是复杂变化的统一系统。
2024年7月30日7时4分
环境科学导论
第2页
第2章 生态学基础
2.1.2生态学研究对象
生态学研究的对象包括生物分子、个体、种群、群落、生态系统直到生物 圈。生态学涉及的环境从无机环境，生物环境到人与人类社会，以及由人类活 动所导致的环境问题。
1.空间结构 2.时间结构 3.营养结构 ➢ 食物链( Food chain) ➢ 食物网（Food web）
2024年7月30日7时4分
图2-4 陆地生态系统食物网
环境科学导论
第12页
第2章 生态学基础
2.2.5生态系统基本功能
1.物质生产(Material production) ➢ 初级生产( Primary production)
环境科学导论
第14页
（4）生物圈（Ecosphere）:生物圈是地球表面全部有机体及与之发生作用的物理环境的总称。
2024年7月30日7时4分
（1）能量形式的转变 （2）能量的转移 （3）能量利用 （4）能量耗散
2024年7月30日7时4分
图2-5 生态系统能流模式图
L=太阳总辐射；PG=总初级生产固定能量；PN=净初级生产固定能量；R=呼吸耗 能量；C=摄入的能量；A=同化固定能量；P=次级生产能量；NU=为利用能量； FU=随粪尿流失能量
生态学是研究生物之间、生物与环境之间相互关系及其作 用机理的科学。生态学定义反映出了该学科最基本的特点，即 生物是具有适应能力的，环境是复杂变化的统一系统。
2024年7月30日7时4分
环境科学导论
第2页
第2章 生态学基础
2.1.2生态学研究对象
生态学研究的对象包括生物分子、个体、种群、群落、生态系统直到生物 圈。生态学涉及的环境从无机环境，生物环境到人与人类社会，以及由人类活 动所导致的环境问题。
1.空间结构 2.时间结构 3.营养结构 ➢ 食物链( Food chain) ➢ 食物网（Food web）
2024年7月30日7时4分
图2-4 陆地生态系统食物网
环境科学导论
第12页
第2章 生态学基础
2.2.5生态系统基本功能
1.物质生产(Material production) ➢ 初级生产( Primary production)
环境科学导论
第14页
生态学基础生态系统ppt课件
8
二、热力学定律
生态系统的能量转换符合两大定律： 1）热力学第一定律（能量转化和守恒） 能量既不能消失，也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例， 由一种形式转化为另一种形式。 2）热力学第二定律（能量衰变定律或能量逸散定律） 生态系统的能量在转化、流转过程中总存在衰变、逸散的现象， 即总有一部分从浓缩的有效态变为稀释的不能利用的状态。 能量沿食物链方向流动，逐级递减。 每经一个营养级的剩余能 量为原有能量的1/10，其余的都消耗了。
食物链中每一个生物成员称为营养级。 食物链类型 1）捕食食物链：指一种活的生物取食另一种活的生物所构
成的食物链。食物链以生产者为起点。 2）腐生性食物链：以动、植物的遗体或粪便为食物链起点，
也称分解链。 如动植物遗体或粪便→ 真菌、细菌→ 原生动物→ 土壤动
物→ 节肢动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 3）寄生性食物链：生物间以寄生物与寄主的关系而构成食
（3）补加能源的作用。 添加太阳能以外的其他形式的辅助能，可提高作物对光能的
利用，从而增加初级生产力。
24
二、生态系统的次级生产
次级生产量的概念及生产 次级生产量：生态系统中初级生产以外的生物生产，
即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过 同化作用形成异类生物自身物质的生产量，称为次 级生产量，亦称第二性生产量。 I = FU+R+P P = I-FU-R 同化效率 = A / I ； 生长效率 = P / A I- 摄取量； A-同化量； R-呼吸量； P-生产量； FU-粪尿能量。
密不可分的。 能量在生态系统中是被消耗、单向流动，不可逆的。
而物质循环是可逆多向的，可返回原来的化学形态， 并可逃循、脱离生态系统。
四、生物地球化学循环的类型 （1）气相型：其贮存库是大气和海洋。气相循环把大
二、热力学定律
生态系统的能量转换符合两大定律： 1）热力学第一定律（能量转化和守恒） 能量既不能消失，也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例， 由一种形式转化为另一种形式。 2）热力学第二定律（能量衰变定律或能量逸散定律） 生态系统的能量在转化、流转过程中总存在衰变、逸散的现象， 即总有一部分从浓缩的有效态变为稀释的不能利用的状态。 能量沿食物链方向流动，逐级递减。 每经一个营养级的剩余能 量为原有能量的1/10，其余的都消耗了。
食物链中每一个生物成员称为营养级。 食物链类型 1）捕食食物链：指一种活的生物取食另一种活的生物所构
成的食物链。食物链以生产者为起点。 2）腐生性食物链：以动、植物的遗体或粪便为食物链起点，
也称分解链。 如动植物遗体或粪便→ 真菌、细菌→ 原生动物→ 土壤动
物→ 节肢动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 3）寄生性食物链：生物间以寄生物与寄主的关系而构成食
（3）补加能源的作用。 添加太阳能以外的其他形式的辅助能，可提高作物对光能的
利用，从而增加初级生产力。
24
二、生态系统的次级生产
次级生产量的概念及生产 次级生产量：生态系统中初级生产以外的生物生产，
即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过 同化作用形成异类生物自身物质的生产量，称为次 级生产量，亦称第二性生产量。 I = FU+R+P P = I-FU-R 同化效率 = A / I ； 生长效率 = P / A I- 摄取量； A-同化量； R-呼吸量； P-生产量； FU-粪尿能量。
密不可分的。 能量在生态系统中是被消耗、单向流动，不可逆的。
而物质循环是可逆多向的，可返回原来的化学形态， 并可逃循、脱离生态系统。
四、生物地球化学循环的类型 （1）气相型：其贮存库是大气和海洋。气相循环把大
环境科学概论_第2章 生态学基础
3.1 人类生态问题 3.2 生态学与人类可持续发展
2.1 生态学的概念与发展
2.1.1 定义 生态学（ecology）是研究生物与生物、 生物与环境之间的相互关系机理及其作用 的科学。
生态学的定义是在1866年由德国动物学家 Haeckel（海克尔）首次提出的：“生态学是研究 生物与其环境关系的科学”。
2.2 生态系统
2.2.1 定义 生态系统就是在一定空间中共同栖居着 的所有生物（即生物群落）与其环境之间 由于不断地进行物质和能量流动而形成的 统一整体。
种群1：同 种生物个体
种群2
生物群落
环境
生态系统 = 生物群落 + 非生物环境
2.2 生态系统
2.2.2 生态系统的组成和结构
1.非生物环境 能源——太阳能、其他能源
一级结构缺损 指生态系统缺损了一个或几个组成成分，使生态平衡失调。
生产者 消费者 分解者 非生物成分
生态系统 二级结构变化 指组成二级结构的各种成分发生变化。如超载放牧， 导致优草少、毒草生。
2.3 生态平衡
2.3.2 生态平衡的破坏
一、生态平衡破坏的标志：结构上的标志和功能上的标志 （二）功能上的表现
二、破坏生态平衡的因素：自然因素和人为因素 （二）人为因素（主要因素）
2.生物种类发生改变
一 头 北 极 熊 正 在 海 浪 中 挣 扎
冰面消融北极熊在海浪中挣扎求生
北极熊正站在日渐消融的冰上 英国《每日邮报》2008年8月30日登出一张照 片，显示一头北极熊正在海浪中挣扎。相关报道说， 它和另外8头北极熊因所住冰面消融而掉进汪洋大 海，窘况“令人心碎”。北极熊眼下要登上距它最 近的冰面，竟需游过大约644公里。它们可能因超 负荷游泳而力竭身亡。全球变暖导致海冰消融，到 2070年，北极海冰可能会完全消失。
2.1 生态学的概念与发展
2.1.1 定义 生态学（ecology）是研究生物与生物、 生物与环境之间的相互关系机理及其作用 的科学。
生态学的定义是在1866年由德国动物学家 Haeckel（海克尔）首次提出的：“生态学是研究 生物与其环境关系的科学”。
2.2 生态系统
2.2.1 定义 生态系统就是在一定空间中共同栖居着 的所有生物（即生物群落）与其环境之间 由于不断地进行物质和能量流动而形成的 统一整体。
种群1：同 种生物个体
种群2
生物群落
环境
生态系统 = 生物群落 + 非生物环境
2.2 生态系统
2.2.2 生态系统的组成和结构
1.非生物环境 能源——太阳能、其他能源
一级结构缺损 指生态系统缺损了一个或几个组成成分，使生态平衡失调。
生产者 消费者 分解者 非生物成分
生态系统 二级结构变化 指组成二级结构的各种成分发生变化。如超载放牧， 导致优草少、毒草生。
2.3 生态平衡
2.3.2 生态平衡的破坏
一、生态平衡破坏的标志：结构上的标志和功能上的标志 （二）功能上的表现
二、破坏生态平衡的因素：自然因素和人为因素 （二）人为因素（主要因素）
2.生物种类发生改变
一 头 北 极 熊 正 在 海 浪 中 挣 扎
冰面消融北极熊在海浪中挣扎求生
北极熊正站在日渐消融的冰上 英国《每日邮报》2008年8月30日登出一张照 片，显示一头北极熊正在海浪中挣扎。相关报道说， 它和另外8头北极熊因所住冰面消融而掉进汪洋大 海，窘况“令人心碎”。北极熊眼下要登上距它最 近的冰面，竟需游过大约644公里。它们可能因超 负荷游泳而力竭身亡。全球变暖导致海冰消融，到 2070年，北极海冰可能会完全消失。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
成层现象在森林群落表现最为明显，而以温带阔叶林和针叶林的分 层最为典型，热带森林的成层结构则最为复杂。一般按生长型把森林群 落从顶部到底部划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层（苔藓地衣） 四个基本层次，在各层中又按植株的高度划分亚层，例如热带雨林的乔 木层通常分为三个亚层。草本群落则通常只有草本层和地被层。
水平结构
群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局，其主要表现 特征是镶嵌性。
镶嵌性即植物种类在水平方向不均匀配置，使群落在外形上表现 为斑块相间的现象。具有这种特征的群落叫做镶嵌群落。在镶嵌群 落中，每一个斑块就是一个小群落，小群落具有一定的种类成份和 生活型组成，它们是整个群落的一小部分。例如，在森林中，林下阴 暗的地点有一些植物种类形成小型的组合，而在林下较明亮的地点是 另外一些植物种类形成的组合。这些小型的植物组合就是小群落。
群落（Community）：在一 定的自然区 域中许多不同种的生物的总和 。
生态系统（Ecosystem）任何一个生物群 落 与其周围非生物环境的综合体 。也即 生命系统和环境系统在特定空间的组合。
种群、群落、生态系统之间关系
（2）生态系统的组成和作用
生产者：主要是绿色植物，凡能进行光合作用制造有 机物的植物种类，包括单细胞藻类，均属于生产者。 消费者：主要是动物，又分为一级消费者（如草食性 动物）；二级消费者（如肉食动物）；……等等。 分解者：指各种具有分解能力的微生物，也包括一些 微型动物，如鞭毛虫，土壤线虫等。 无生命物质：指生态系统中的各种无生命的无机物、 有机物和各种自然因素（如土壤、空气、水等）。
（b）营养结构 生态系统的营养结构，是通过营养这一纽带，把
生物和非生物之间紧密结合起来，构成以生产者、消 费者和分解者为中心的物质循环和能量流动。即在太 阳能的作用下，环境的营养物质被生产者吸收，转化 为有机物，供消费者使用，而后消费者被分解者分解 为无机物返回环境，再供生产者使用，完成物质循环。 因此营养结构是生态系统中能量流动和物质循环的基 础。
生产者 （绿色植物）
物）
还原（分解）者 （细菌、真菌）
生态系统营养结构模式图
（5）食物链及营养级
（a）食物链和食物网 所谓食物链，就是一种生物以另一种
生物为食，彼此形成一个以食物连接起来 的链锁关系。 n例如：浮游植物—浮游动物—小鱼—大鱼
在一个生态系统中，食物关系往往很复 杂，各种食物链互相交错，形成食物网。
2、生态学的发展 （1）研究对象：
植物
动物
生物（包括人）
（2）与基础科学和应用科学相结合，发 展了生态学，扩大了生态学的领域。如： 数学生态学、系统生态学、经济生态学 等。
3、生态学与环境学的异同 a.相同：研究范围---生物圈
研究问题--基本相同
b.不同点：
二、生态系统的概念与功能
1、生态系统 （1）生态系统的概念 种群（Population）：一个生物物种在一 定范围内所有个体的总和。
蜂类和蝇类活动，而一到晚上，便只能看到夜蛾类和螟蛾类昆虫了。白 天在森林里可以见到很多种鸟类，但猫头鹰和夜鹰只能在夜里见到。 季相结构
群落的季节变化也很明显。在温带地区，草原和森林的外貌在春、 夏、秋、冬有很大不同，这就是群落的季相。
群落的季节性也决定于植物与传粉动物之间的协同进化。植物的 开花时间是在各种植物争夺传粉动物的自然选择压力下形成的。
➢生态系统的组成和主要作用
生态系统
必要的部分
非必要的部分
非生物成分
生物成分
消费者
阳光
无机营养分
生产者
分解者和转变者
生态系统组成的结构框图
生态系统的基本组成部分为：生产者、消 费者、分解者和转变者、无机营养分。
（3）生态系统的类型
按生态系统的环境性质和形态特征分：
（a）陆地生态系统：自然生态系统 （森林生态系统、草原生态系统、荒漠生 态系统等）和人工生态系统（农田、城市、 工矿区等）；
食物链越复杂，生态系统越稳定
按照生物间的相互关系，一般可把食物链分 为：
（1）捕食性食物链：即由一些以其他动物为 食的动物构成的食物链。
（2）碎食性食物链：是由一些食碎屑生物构 成的。
（3）寄生性食物链：是由一些寄生性生物构 成的。
群落镶嵌性形成的原因，主要是群落内部环境因子的不均匀性， 例如小地形和微地形的变化，土壤温度和盐渍化程度的差异，光照的 强弱以及人与动物的影响。在群落范围内，由于存在不大的低地和高 地因而发生环境的改变形成镶嵌，这是环境因子的不均匀性引起镶嵌 性的例子。
时间结构 群落的时间结构是指群落的组成和外貌随时间而发生有规律的变化。 群落物种组成的昼夜变化是明显的。白天在开阔地有各种蝶类、
第二章 生态学基础
第一节 生态学研究的基本内容
一、生态学的含义及其发展
1、含义 生态学是一门研究生物与其生活环境相
互关系的科学，（侧重植物、动物）是生物学 的主要分支之一。
如果把生物看成是一个生命系统，环境 看成是一个环境系统，又可以说，生态学就是 研究生命系统和环境系统之间相互作用的规律 和机理的一门学科。（现代生态学定义）
（b）淡水生态系统：包括湖泊、河 流、水库等；
（c）海洋生态系统：包括海岸、河 口、浅海、大洋、海底等。
一个简化了的陆地生态系统
一个简化了的池塘生态系统
（4）生态系统的结构
构成生态系统的各组成部分，各种生物的种类、数量和空间配置， 在一定时期内均处于相对稳定的状态，使生态系统能够各自保持一个 相对稳定的结构。主要有形态结构和营养结构。
（a）形态结构（即为群落结构）：生物的种类、种群数量、种的 空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化（发育、季相）。
群落结构包括垂直结构和水平结构、时间结构和季相 结构。 垂直结构
群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是 成层现象，即在垂直方向分成许多层次的现象。
群落的成层性包括地上成层和地下成层。层的分化主要决定于植物 的生活型，生活型不同，植物在空中占居的高度以及在土壤中到达的深 度就不同，水生群落则在水面以下不同深度形成物种的分层排列，这样 就出现了群落中植物按高度（或深度）配置的成层现象。
水平结构
群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局，其主要表现 特征是镶嵌性。
镶嵌性即植物种类在水平方向不均匀配置，使群落在外形上表现 为斑块相间的现象。具有这种特征的群落叫做镶嵌群落。在镶嵌群 落中，每一个斑块就是一个小群落，小群落具有一定的种类成份和 生活型组成，它们是整个群落的一小部分。例如，在森林中，林下阴 暗的地点有一些植物种类形成小型的组合，而在林下较明亮的地点是 另外一些植物种类形成的组合。这些小型的植物组合就是小群落。
群落（Community）：在一 定的自然区 域中许多不同种的生物的总和 。
生态系统（Ecosystem）任何一个生物群 落 与其周围非生物环境的综合体 。也即 生命系统和环境系统在特定空间的组合。
种群、群落、生态系统之间关系
（2）生态系统的组成和作用
生产者：主要是绿色植物，凡能进行光合作用制造有 机物的植物种类，包括单细胞藻类，均属于生产者。 消费者：主要是动物，又分为一级消费者（如草食性 动物）；二级消费者（如肉食动物）；……等等。 分解者：指各种具有分解能力的微生物，也包括一些 微型动物，如鞭毛虫，土壤线虫等。 无生命物质：指生态系统中的各种无生命的无机物、 有机物和各种自然因素（如土壤、空气、水等）。
（b）营养结构 生态系统的营养结构，是通过营养这一纽带，把
生物和非生物之间紧密结合起来，构成以生产者、消 费者和分解者为中心的物质循环和能量流动。即在太 阳能的作用下，环境的营养物质被生产者吸收，转化 为有机物，供消费者使用，而后消费者被分解者分解 为无机物返回环境，再供生产者使用，完成物质循环。 因此营养结构是生态系统中能量流动和物质循环的基 础。
生产者 （绿色植物）
物）
还原（分解）者 （细菌、真菌）
生态系统营养结构模式图
（5）食物链及营养级
（a）食物链和食物网 所谓食物链，就是一种生物以另一种
生物为食，彼此形成一个以食物连接起来 的链锁关系。 n例如：浮游植物—浮游动物—小鱼—大鱼
在一个生态系统中，食物关系往往很复 杂，各种食物链互相交错，形成食物网。
2、生态学的发展 （1）研究对象：
植物
动物
生物（包括人）
（2）与基础科学和应用科学相结合，发 展了生态学，扩大了生态学的领域。如： 数学生态学、系统生态学、经济生态学 等。
3、生态学与环境学的异同 a.相同：研究范围---生物圈
研究问题--基本相同
b.不同点：
二、生态系统的概念与功能
1、生态系统 （1）生态系统的概念 种群（Population）：一个生物物种在一 定范围内所有个体的总和。
蜂类和蝇类活动，而一到晚上，便只能看到夜蛾类和螟蛾类昆虫了。白 天在森林里可以见到很多种鸟类，但猫头鹰和夜鹰只能在夜里见到。 季相结构
群落的季节变化也很明显。在温带地区，草原和森林的外貌在春、 夏、秋、冬有很大不同，这就是群落的季相。
群落的季节性也决定于植物与传粉动物之间的协同进化。植物的 开花时间是在各种植物争夺传粉动物的自然选择压力下形成的。
➢生态系统的组成和主要作用
生态系统
必要的部分
非必要的部分
非生物成分
生物成分
消费者
阳光
无机营养分
生产者
分解者和转变者
生态系统组成的结构框图
生态系统的基本组成部分为：生产者、消 费者、分解者和转变者、无机营养分。
（3）生态系统的类型
按生态系统的环境性质和形态特征分：
（a）陆地生态系统：自然生态系统 （森林生态系统、草原生态系统、荒漠生 态系统等）和人工生态系统（农田、城市、 工矿区等）；
食物链越复杂，生态系统越稳定
按照生物间的相互关系，一般可把食物链分 为：
（1）捕食性食物链：即由一些以其他动物为 食的动物构成的食物链。
（2）碎食性食物链：是由一些食碎屑生物构 成的。
（3）寄生性食物链：是由一些寄生性生物构 成的。
群落镶嵌性形成的原因，主要是群落内部环境因子的不均匀性， 例如小地形和微地形的变化，土壤温度和盐渍化程度的差异，光照的 强弱以及人与动物的影响。在群落范围内，由于存在不大的低地和高 地因而发生环境的改变形成镶嵌，这是环境因子的不均匀性引起镶嵌 性的例子。
时间结构 群落的时间结构是指群落的组成和外貌随时间而发生有规律的变化。 群落物种组成的昼夜变化是明显的。白天在开阔地有各种蝶类、
第二章 生态学基础
第一节 生态学研究的基本内容
一、生态学的含义及其发展
1、含义 生态学是一门研究生物与其生活环境相
互关系的科学，（侧重植物、动物）是生物学 的主要分支之一。
如果把生物看成是一个生命系统，环境 看成是一个环境系统，又可以说，生态学就是 研究生命系统和环境系统之间相互作用的规律 和机理的一门学科。（现代生态学定义）
（b）淡水生态系统：包括湖泊、河 流、水库等；
（c）海洋生态系统：包括海岸、河 口、浅海、大洋、海底等。
一个简化了的陆地生态系统
一个简化了的池塘生态系统
（4）生态系统的结构
构成生态系统的各组成部分，各种生物的种类、数量和空间配置， 在一定时期内均处于相对稳定的状态，使生态系统能够各自保持一个 相对稳定的结构。主要有形态结构和营养结构。
（a）形态结构（即为群落结构）：生物的种类、种群数量、种的 空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化（发育、季相）。
群落结构包括垂直结构和水平结构、时间结构和季相 结构。 垂直结构
群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是 成层现象，即在垂直方向分成许多层次的现象。
群落的成层性包括地上成层和地下成层。层的分化主要决定于植物 的生活型，生活型不同，植物在空中占居的高度以及在土壤中到达的深 度就不同，水生群落则在水面以下不同深度形成物种的分层排列，这样 就出现了群落中植物按高度（或深度）配置的成层现象。