第二章 生物与环境-环境生态学(盛连喜)
环境生态学盛连喜第二章
三 地球自我调节理论
Gaia假说的形成和发展
1969年英国的科学家拉弗洛克提出的。
1979年《 Gaia ：对地球上生命的新认识》出版。
1988年第二部著作问世。
认为地球是一个生物、海洋、大气和土壤组成的复合系统。
获得很大的的支持，也有反对。
Gaia 假说的主要论点：
Gaia假说认为地球上所有生物对其环境不断地其着主动调节 作用； 地球生态系统保持稳定性； 地球本身是进化系统：Gaia理论认为进化是渐进和间断的结 合，认为自然选择的生物进化是行星自我调节的一个重要部
A
光 合 作 用 率
B
光 合 作 用 率
A
B
a
A 光合作用
CP
sp
光强度
b
CP
CP 光补偿点
光强度
净生产力
B 呼吸作用
sp 光饱和点
生物随光照强度的适应类型
陆生生物— 对不同光照强度的适应产生阳性植物和阴性
植物和耐阴性植物及阴地植物和阳地植物
阳性植物(cheliophytes)、阴性植物(sciophytes)和耐阴性植物(shade
人类是主体，环境是指围绕着人群的空间以及其中可以直接
或间接影响人类生活和发展的各种因素的总体。
环境的类型
环境这个概念既是具体的，又是相对的。讨论环境时，要 包含着特定的主体，离开了主体的环境是没有内容的，同 时也是毫无意义的。主体的不同或不明确，往往是造成对
环境分类及环境因素分类不同的一个重要原因。
能 量 强 度
400
630
1000 波长(nm)
2500
4000
光的性质：波长150－4000nm,分紫外光、可见光和红外光三类，波长在380－760nm之间的光为
生态学：第二章 生物与环境(二)
生物对水因子的适应
• 植物对水因子的适应 根据植物对水分的需求量可分为： （1）水生植物 （2）陆生植物
• 动物对水因子的适应
植物对水因子的适应——水生植物
• 水生植物：生长在水体中植物的统称。 –水体环境的特点 弱光、缺氧、密度大、粘性高、温度变化平缓，能 溶解各种无机盐类。 –水生植物的适应方式 • 有发达的通气组织，如荷花； • 机械组织不发达或退化，以增强植物的弹性和抗 扭曲能力，适应于水体流动； • 水下叶片薄而长，呈带状、线状，以增加光合和 吸收营养物质的面积。
潮湿和干旱土壤根系生长情况
干旱土壤
潮湿土壤
R.Coupland and R.Johnson,1965
生物的水 分获得与 损失途径
Wd+Wf
Wt
We Wa Ws
Ws Wa We
Wr
• 动物：Wia=Wd+Wf+Wa-We-Ws • 植物：Wip=Wr+Wa-Wt-We-Ws
Wd：饮水获得；Wf：食物补充；Wa：空气接触；We：蒸发损失；Ws： 分泌物损失； Wr：根吸收获得；Wt：蒸腾损失
(Hadley,etal,1992)
温度与生物的地理分布
• 日平均温度、有效总积温、极端温度（高温和低温） 常常为限制生物分布的重要因素。就北半球而言，生 物分布的北界受低温限制，南界受高温限制。 –高温：破坏生物体内的代谢过程和光合呼吸平衡。 如白桦、云杉自然条件下不能在华北平原及以南生 长，苹果、梨、桃不能在热带栽培；26℃是菜粉蝶 分布的南限。 –低温：如橡胶、剑麻和油棕分布的北界分别是北纬 24°40’、26°和24°，海拔高度的上限分别是 960m、900m和600m；苹果蚜分布的北界是1月 等温线为3-4°的地区。
生态学-2生物与环境
目录 CONTENT
• 生物与环境关系 • 生态系统 • 生物多样性 • 人类活动对环境的影响 • 可持续发展与环境保护
01
生物与环境关系
生物适应性
生物适应性是指生物在面对环境变化 时，通过生理、行为和生态的调整来 适应环境的能力。这种适应性是生物 长期进化的结果，是生物生存和繁衍 的关键。
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可持续发展与环境保护
可持续发展的定义
01
满足当前人类需求，同时不损害未来世代满足自身 需求的能力的发展模式。
02
强调经济、社会和环境三者之间的协调发展，追求 生态、经济和社会的综合效益。
03
促进持久、公正和共同的发展，要求在发展过程中 实现公平性、持续性和包容性。
环境保护的重要性
维护生态平衡
01
保态系 统、物种和遗传资源免受破坏和丧失。
公众教育
通过教育和宣传活动，提高公众对生 物多样性的认识和保护意识，鼓励人
们参与保护行动。
法律法规保护
制定相关法律法规，限制对生物多样 性的破坏和过度利用，对违法者进行 惩罚。
科研支持
加强科研支持，深入研究生物多样性 及其保护机制，为保护工作提供科学 依据和技术支持。
环境对生物的影响是持续而深远的，如气候变化可能导致某 些物种的灭绝，环境污染可能对人类健康产生严重影响。
生物对环境的适应
生物对环境的适应是生物进化的重要 驱动力，也是生物多样性的重要来源。 在长期进化过程中，生物通过基因突 变和自然选择，逐渐适应了特定的环 境条件，形成了独特的生理和行为特 征。
VS
02 遗传多样性
指种内基因的变化，包括种内 显著差异。
环境生态学第二章 生物与环境
2.Liebig最小因子定律 （liebig’s law of minium) 定律的基本内容 李比希定律补充条件：
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3. Shelford耐性定律 (Shelford’s law of tolerance) （1）基本概念
耐性定律 生态幅 (ecological amplitude) 或生态价 (ecological valence)
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二、生态因子作用的一般特征
1.综合作用
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2.主导因子作用 主导因子概念 光合作用——光强——主导因子；
温度和CO2——次要因子； 春化作用——温度——主导因子；
湿度和通气——次要因子。 3.直接作用和间接作用
2020/3/10
4.生态因子的阶段性作用
光照长短
春化阶段
2008年6月5日联合国环境规划署确定 世界环境日的主题为“转变传统观念，推 行低碳经济”（Kick the habit！Towards a low carbon economy）。2008年世界环 境日中国主题为“绿色奥运与环境友好型 社会”，标识为地球和奥运五环。
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第一节 环境及环境因子
沙鼠 驼鹿，紫貂 驯鹿，北极狐 北极熊，海貂
典型土壤 砖红壤 砖红壤性
红壤 燥红土 荒漠土
褐土
红壤
棕壤，褐 土
黑钙土
荒漠土
灰化土
冰沼土 未发育
2．垂直地带性 3．经度地带性 (水分差异）
东南沿海 西北内陆
第二节 地球上的生物
一、生命的产生与进化 （一）生物的起源
恩格斯《自然辩证法》 Miller S L 实验 化学进化阶段 生物学进化
生态学课件 第二章 生物与环境
第二章生物与环境第一节环境的概念及其类型一、环境（environment）指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。
二、环境的类型按主体划分人类环境：以人类为主体的环境生物环境：以生物为主体的环境按性质划分自然环境：未经人类破坏的环境；如原始森林等。
半自然环境：被人类破坏后的自然环境；如荒漠等。
社会环境：具有人类行为的环境；如城市等。
按范围划分宇宙环境地球环境区域环境微环境内环境三、环境因子和生态因子环境因子：从环境中分离出来的条件单位,称为环境因子,如气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子等。
生态因子：指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
所有生态因子构成生物的生态环境。
第二节生态因子作用分析一、生态因子的一般特征（一）综合作用（二）主导因子作用（非等价性）主导因子：在诸多的环境因子中，有一个对生物起决定性作用的生态因子。
（三）直接作用和间接作用环境中的地形因子，它的坡度、坡向、坡位、海拔高度等对生物的作用不是直接的，但他们能影响光照、温度、水分等因子的分布，因而对生物产生间接作用，这些地方的光照、温度、水分状况则对生物类型、生长和分布起直接作用。
（四）阶段性作用生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。
（五）不可替代性和补偿作用不可替代性：生态因子虽非等价，但都不可缺少，一个因子的缺失不能由另一个因子来代替。
但某一因子的数量不足，有时可以由其他因子来补偿。
但只能是在一定范围内作部分补偿。
（一）限制因子生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物的生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。
如氧气对陆生动物和水生动物的作用。
限制因子往往是局部性和暂时性的。
一般情况下有两类生态因子最容易起限制作用：(1)有机体十分需要而环境中含量很低的物质和元素；(2)有机体对其耐性限度狭窄，而在环境中又易变化的因子。
《环境生态学》第二章：生物与环境
土壤的碱化过程
土壤的碱化过程是指土壤胶体中吸附有相当 数量的交换性钠。一般交换性钠占交换性阳离子 总量20％以上的土壤称为碱土。碱土含 Na2CO3 较多（也有含NaHCO3或K2CO3较多的），碱土 是强碱性的，其pH一般在8.5以上，碱土上层的 结构被破坏，下层常为坚实的柱状结构，通透性 和耕作性能极差。
2．碱土对植物的影响
（1）土壤的强碱性能毒害植物根系 （2）土壤物理性质恶化，土壤结构受破坏，
质地变劣，透水性差
3．植物对盐碱土的适应
盐碱土植物是植物对盐碱生境适应的最好表现。 盐土植物分为：
旱生盐土植物、湿生盐土植物
根据对过量盐类的适应特点分为：
聚盐性植物、泌盐性植物、透盐性植物
第四节
生态因子作用的一般规律
（2）陆生动物对环境湿度的适应
影响陆生动物水平衡更多的是环境中的 湿度，动物在形态结构上、行为上、生理上 都有不同程度的适应。
如两栖类体表分泌黏液以保持湿润，昆 虫、爬行类、啮齿类等白天躲在洞内夜里出 来活动，荒漠鸟兽具有可重新吸收水分功能 的肾脏。
四、土壤因子的生态作用及生物的 适应
（一）土壤因子的生态作用
蒲公英
杨树
柳树
阳地植物 阴地植物
三七
铁杉
人参
（二）光质的生态作用与生物的适应
光质变化规律
空间变化 随纬度增加而减少，随海拔升高 而增加；
时间变化 冬季长波光增多，夏季短波光增 多；中午短波光最多，早晚长波 光较多。
生物的适应
植物
不同的光质对植物的光合作用，色素 形成，向光性，形态建成的诱导等的 影响是不同的。例如光合作用的光谱 范围只是可见光区。
低温 将引起细胞膜渗透性改变、脱水、蛋 白质沉淀等不可逆转的化学变化。
《生态学》第2章 生物与环境
31
光可以影响植物的形态
32
2. 光照强度与水生植物
光的穿透性限制着植物在海洋中的分布, 只 有在海洋表层的透光带(euphotic zone)内, 植物 的光合作用量才能大于呼吸量。在透光带的下部， 植物的光合作用量刚好与植物的呼吸消耗相平衡 之处, 就是所谓的补偿点。如果海洋中的浮游藻类 沉降到补偿点以下或者被洋流携带到补偿点以下 而又不能很快回升表层时，这些藻类便会死亡。 在一些特别清澈的海水和湖水中(特别是在热带海 洋), 补偿点可以深达几百米，但这是很少见的。 在浮游植物密度很大的水体或含有大量泥沙颗粒 的水体中，透光带可能只限于水面下1 m处, 而在 一些受到污染的河流中，水面下几cm处就很难有 光线透入了。
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不可代替性和补偿作用
环境中各种生态因子对生物的作用虽然 不尽相同，但都各具有重要性，尤其是作为 主导作用的因子，如果缺少便会影响生物的 正常生长发育，甚至造成其生病或死亡。所 以从总体上说生态因子是不可代替的，但是 局部是能补偿的。如在一定条件下，多个生 态因子的综合作用过程中，由于某一因子在 量上的不足，可以由其他因子来补偿，同样 可以获得相似的生态效应 。以植物进行光合 作用来说，如果光照不足，可以增加二氧化 碳的量来补足。
9
第二节 生态因子作用分析
1 生态因子作用的一般特征 2 生态因子的限制性作用
10
一、生态因子作用的一般特征
1
2
3
4
5
综
主导 直接
阶
不可
合
因子 作用
段
代替
作 用
《环境生态学盛连喜》PPT课件讲义
四、生态学是生态系统管理的科学基础
▪ 人类在实践上已经具有一定的生态管理经验，但是其目标一般只是为了 获得产品，而忽视了这些高度管理生态系统的持续力也是密切依赖包围 在周围的很少受到管理的生态系统的；并且，其管理的目标主要对准获 取最大的产量和经济收益，而不是长期的可持续能力。正由于这种与现 代生态系统管理的目标不一致带来了下面几个问题：①对环境的生物多 样性方面的信息相当贫乏；②对生态系统的功能和动态普遍存在着知识 不足；③对于超出管理界线外面的生态系统的开放性和系统间相互连接 认识不足；从而在管理者的思想上获取经济效益和社会效益上的要求压 倒了受损生态系统带来的未来风险。因此，对于生态系统管理更为重要 的、要指向克服这些问题。
生态系统管理是指再充分认识生态系统整体性于复杂性 的前提下，以持续地获得期望的物质产品、生态及社会 效益为目标，并依据随关键生态过程和重要生态因子长 期监测结果而进行的管理活动。
其它几种定义：
▪ 利用生态学、经济学、社会学和管理学的原理仔细地和专业地管理生 态系统的生产或恢复，或长期维持生态系统的整体性和理想的条件、 利用、产品、价值和服务（Overbay，1992）。
生态系统管理的内涵包括：
生态系统管理要求融合生态学的知识和社会科学技术，并 把人类自身和社会价值整合进生态系统的管理活动中；
生态系统管理的对象主要是受自然和人类干扰的系统； 生态系统管理的效果可用生物多样性和生产力潜力来衡量；
生态系统管理要求科学家与管理者定义生态系统退化的 阈值及退化根源，并在退化前采取措施；
▪ 1990 年以来，关于生态系统管理的专著陆续问世。 这些专著支持大多数 的资源经营活动，而且强调用环境科学知识满足社会经济目标。 自此， 生态学界开始注意生态系统管理，并将生态管理与可持续发展相联系。 美国开始进行森林生态系统管理研究与评估，生态系统管理的基本框架 形成。
PowerPoint 演示文稿
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)。
排入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞。这些汞在海水、底 泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。
当时，最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷跳 海自杀。没有几年，水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年，出现了 与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清，所以用当地地名命名。 1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。
善和操作失误，4号反应堆爆炸起火，致使大量放射性物质泄漏。西 欧各国及世界大部分地区都测到了核电站泄漏出的放射性物质。31 人死亡，237人受到严重放射性伤害。而且在20年内，还将有3万人 可能因此患上癌症。核电站周围的庄稼全被掩埋，少收2000万吨粮 食，距电站7公里内的树木全部死亡，此后半个世纪内，10公里内不 能耕作放牧，100公里内不能生产牛奶……这次核污染飘尘给邻国也 带来严重灾难。这是世界上最严重的一次核污染。
人类社会的发展与环境 问题的产生及演变
2环境学基础-生态理论基础(生态系统原理)
环境学基础—生态理论基础（生态系统原理）参考书目：盛连喜. 环境生态学. 北京：高等教育出版社. 2002.1 生态系统与生态环境掌握以下内容：生态系统的定义;生态系统的组成;生态系统的结构；生态系统的类型；环境与生态系统的差异限制性因素●基于生态系统的考察，将环境分为生物因子和非生物因子。
●限制性因素：对于某种生物的生存来说，其中某些因素是至关重要的，这些因素成为限制性因素。
●耐受范围：以鱼类的生存为例。
生境和小生境●生物的生境是生物栖息的所在，生物所生活的空间。
●生物的小生境是它在环境中的功能性作用。
●栖息地保护计划2 生物层次结构及其特征●细胞：生物的最小功能单位，主要由一个原生质所组成。
●个体：一个具有一定功能的生物系统，一般而言，个体都是由很多细胞所组成。
●种群：由一群在一定时间内生活在一定地区的同种个体组成的生物系统。
●（生物）群落：一个能将一定时间内，生活在一定地区和一定环境条件下的若干种群集合在一起的生态系统。
自然选择●自然选择是决定哪个个体将繁殖并将基因传给下一代的过程。
●观察到的某个物种后代基因和特征随时间的变化，成为进化。
●二者的关系？进化模式●物种形成：从以前已经存在的物种形成新的物种，称为物种形成，这是一种物种被分隔为两个亚群落而独自进化的结果。
●灭绝：整个物种的消失，是生物进化的一个普遍特征。
●共同进化：两种或更多种生物相互影响对方的进化方向。
生物相互作用类型●捕食●竞争：种内竞争；种间竞争●竞争排斥性原理●共生关系：两种不同物种之间的长期的、密切的自然关系。
●寄生●互利共生●难以归类的一些关系人类与其他生物的相互关系？关键物种●在维持一个特定的生态中起关键作用的物种。
生态系统中的食物链和食物网3 生态系统中营养物质的循环●生态系统中各种有机物质经过分解者分解成可被生产者利用的形式归还到环境中重复利用，周而复始地循环的过程称为物质循环。
●生物小循环●生物地球化学大循环课堂讨论●从以下方面讨论人类对营养物质循环的影响●对营养物质循环产生影响的人类活动●影响营养物质循环的具体途径和方式●后果●解决手段4 生态因子及其生态作用●组成环境的具体因素称为生态因子（环境因子）●生态因子的类别：●温度●光和辐射●水●空气●土壤●生态因子的作用方式●拮抗作用●协同作用5 干扰生态学理论●干扰（生态因子角度）：群落外部不连续存在、间断发生的因子突然中断或连续存在因子超正常波动，引起有机体、种群或群落明显变化，使生态系统结构功能损害或改变现象。
环境生态学(第二版盛连喜)重点总结终极版
绪论：1.微生物是如何分类的？答：各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。
种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。
2.何谓原核微生物？它包括哪些微生物？答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA 链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。
原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。
也不进行有丝分裂。
原核微生物包括古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。
3.何谓真核微生物？它包括哪些微生物？答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。
由核膜将细胞核和细胞质分开，使两者由明显的界限。
有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。
进行有丝分裂。
真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。
第一章1病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？答：病毒没有合成蛋白质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄宿在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。
其特点是：病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，然而，在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力，一旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征，重新感染新宿主。
2病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？答：依据是：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、有或无被膜等进行分类的。
根据转性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）。
环境生态学(第二版盛连喜)重点总结终极版
绪论：1.微生物是如何分类的？答：各种微生物按其客观存在的生物属性（如个体形态及大小、染色反应、菌落特征、细胞结构、生理生化反应、与氧的关系、血清学反应等）及它们的亲缘关系，由次序地分门别类排列成一个系统，从大到小，按界、门、纲、目、科、属、种等分类。
种是分类的最小单位，“株”不是分类单位。
2.何谓原核微生物？它包括哪些微生物？答：原核微生物的核很原始，发育不全，只有DNA 链高度折叠形成的一个核区，没有核膜，核质裸露，与细胞质没有明显界限，叫拟核或似核。
原核微生物没有细胞器，只有由细胞质膜内陷形成的不规则的泡沫体系，如间体核光合作用层片及其他内折。
也不进行有丝分裂。
原核微生物包括古菌（即古细菌）、真细菌、放线菌、蓝细菌、粘细菌、立克次氏体、支原体、衣原体和螺旋体。
3.何谓真核微生物？它包括哪些微生物？答：真核微生物由发育完好的细胞核，核内由核仁核染色质。
由核膜将细胞核和细胞质分开，使两者由明显的界限。
有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。
进行有丝分裂。
真核微生物包括除蓝藻以外的藻类、酵母菌、霉菌、原生动物、微型后生动物等。
第一章1病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？答：病毒没有合成蛋白质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄宿在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。
其特点是：病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，然而，在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力，一旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征，重新感染新宿主。
2病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？答：依据是：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、有或无被膜等进行分类的。
根据转性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）。
环境生态学导论考研整理
环境⽣态学导论考研整理⽣态学基础⼤纲：1.了解⽣态学定义及其发展，⽣态系统的组成、结构和类型；了解⽣态学的⼀般规律。
2.掌握⾷物链（⽹）和营养级的概念，⽣态系统中的能量流动、物质循环和信息联系。
3.了解⽣态平衡的概念及其影响因素，⽣态平衡失调的标志。
4.掌握⽣态恢复的概念，了解退化⽣态系统的恢复与重建技术体系。
5.了解⽣态安全的概念、⽣态安全的现状及应对策略。
书⽬：《环境⽣态学导论（第⼆版）》，盛连喜主编第⼀章绪论1、⽣态圈：包括地球上⼀切有⽣命的机体和维持他们⽣存的各种系统，即⽣态圈是⽣物圈与⽣命⽀持系统的统⼀体，是地球上全部⽣物和与之发⽣相互作⽤的环境的总和。
⽣态圈包括⽣物圈和⽣命⽀持系统两⼤部分。
⽣态圈中，有⽣命的部分共同构成⽣命系统，地球上有⽣命存在的空间称作⽣物圈。
⽣态圈中的⽣命⽀持系统是指地球上⽣命系统⽣存所需要的某些必要的条件，主要包括⼤⽓圈、⽔圈、岩⽯圈和能量。
2、环境⽣态学是研究⼈为⼲扰下，⽣态系统内在的变化机制、规律和对⼈类的反效应，寻求受损⽣态系统修复、重建和保育对策的科学，即运⽤⽣态学的理论，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。
3、关于环境⽣态学发展的⼏本书《寂静的春天》：以杀⾍剂⼤量使⽤造成的危害为基本元素，对⼈类与环境关系传统⾏为和观念的理性反思。
《增长的极限》：环境⽣态学发展初期的主要象征，阐明了环境的重要性以及资源与⼈⼝之间的基本联系。
《⼈类环境宣⾔》：⼈类在决定世界各地的⾏动时，必须更加审慎地考虑他们对环境造成的巨⼤的⽆法挽回的损失。
《我们共同的未来》：“可持续发展”理论的提出，环境⽣态学由理论体系的完善成熟发展到理论指导下的实际应⽤。
4、⽣态学的定义是研究⽣物与其⽣活环境之间相互关系的科学。
发展：经历了奠基、建⽴初期、发展及成熟期、⽣态学科兴起四个阶段。
5、环境科学：从⼴义上说是研究⼈类周围⼤⽓、⼟地、⽔、能源、矿物资源、⽣物和辐射等各种环境因素及其与⼈类的关系，以及⼈类活动对这些环境要素影响的科学。
2024年度环境生态学第二章生物与环境PPT课件
• 公众参与与意识提升：加强公众对生物与环境关系的认识和理解，提高环保意 识，是实现生物多样性保护和生态环境改善的重要途径。
2024/3/24
26
THANKS
感谢观看
2024/3/24
27
食草动物
以植物为食的动物，通过摄食植物获 取能量和营养，是生态系统中的初级 消费者。
食肉动物
以其他动物为食的动物，通过捕食获 取能量和营养，是生态系统中的高级 消费者。
2024/3/24
9
分解者：微生物的分解作用
微生物的分解作用
微生物能够将动植物残体和排泄物等有机物质分解为简单的无机物质，如二氧 化碳、水和无机盐等，并释放能量供自身生长繁殖使用。
环境保护与可持续发展
了解生物与环境的关系对于制定有效的环境保护政策和实现可持续 发展至关重要。
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未来发展趋势及挑战
• 全球变化对生物与环境关系的影响：全球气候变化、生物多样性丧失和环境污 染等全球变化对生物与环境关系产生深远影响，需要加强研究以应对这些挑战 。
• 跨学科合作与创新：未来需要跨学科合作，整合生态学、环境科学、地球科学 、社会科学等多学科的理论和方法，以推动生物与环境关系研究的创新和发展 。
2024/3/24
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05
人类活动对生物与环境的影响
2024/3/24
20
环境污染对生态系统的影响
大气污染
排放的大量有害气体和颗粒物， 导致空气质量下降，影响植物光
合作用和动物呼吸系统。
环境生态学盛连喜第一章
20世纪80年代初，全球气候变暖、臭氧层空洞、酸雨等三大 全球性环境问题已初露端倪，进入20世纪90年代，地球荒漠化、 海洋污染、物种灭绝等环境问题更是突破了国界，成为影响全 人类生存的重大问题。 20世纪全球主要环境问题有： ①全球气候变暖；②臭氧层破坏；③酸雨与空气污染；④土壤 遭到破坏，荒漠化程度加剧；⑤海洋污染和过度开发；⑥生物 多样性锐减；⑦森林面积减少；⑧有害废物的越境转移；⑦淡 水受到威胁；⑩混乱的城市化。
4)伦敦烟雾事件，1952年英国伦敦，由于烟尘和二氧化硫在 浓雾中积聚不散，先后死亡1万多人。
5)四日市事件，1961年日本四日市，由于废气严重污染大气，许多 居民患上哮喘病，多人死亡。
6)水俣病事件，1953～1956年日本熊本县水俣市，人们食用被汞污 染的鱼、贝等水生生物，造成大量居民中枢神经中毒，60多人死亡。
人把自然当奴隶 19世纪，科学技术突飞猛进，征服、改造自然的能力迅 猛发展，对自然进行掠夺式开发，对全球环境产生了严重 的破坏；蒸汽机的出现、机械化 城市化、产业化进程加快； 环境问题日趋严重，重大公害事件屡屡发生，形成了环境 问题高潮； 人类逐渐认识环境问题，采取相应环境对策。
知识经济时代（后工业时代）
环境问题的发生、发展
自从有了人类就开始利用和改造自然。随着人口增加，砍伐森 林、捕杀动物、开垦土地，环境问题开始出现。 远古时代（环境问题的萌芽阶段） 自然为主，人类为奴隶；洪水猛兽 人类被动的适应和利用环境，主要依赖自然而生活； 对环境的影响较小，未对自然产生太大伤害。 自然界的自发调节作用抵消了许多不利的环境影响。
生态学第二章生物与环境物资环境详解演示文稿
关于耐盐基因的讨论。
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第二十四页，共25页。
7、盐碱土植物对环境的适应
形态
• 植物矮小、干硬、叶不发达、蒸腾面小、气孔下陷、表皮有 厚外皮、灰白绒毛
结构
• 细胞间隙小、栅栏组织发达、贮水细胞
生理
• 聚盐性植物：从土壤里吸收盐，并把这些盐积聚在体内而不 受伤害
• 泌盐性植物：植物而是通过茎、叶表面上密布的分泌腺，把 吸收的过多盐分排出体外
第二十页，共25页。
2.6.3 土壤的理化性质及其对生物的影响
1、土壤的生态学意义
（1）土壤是陆地生态系统的基础 （2）土壤是具有决定性意义的生命支持系统
（3）土壤是许多生物的栖息场所
（4）土壤是生物进化的过渡环境 （5）土壤是植物生长的基质和营养库 （6）土壤是污染物转化的重要场地
第二十一页，共25页。
大气压随海拔的变化
• 海平面 1 atm = 101.32 kPa • 海拔升高100m，大气压降低1.11 kPa • 海拔5400m处约为0.5 atm（大气压，1atm=101325帕 ）
大气与生物的关系 • 植物光合作用：消耗大气中的CO2 ，释放出O2 • 生物的呼吸作用：消耗大气中的 O2 ，释放出CO2
生理适应
• 储水的胃；储藏丰富的脂肪，在消耗过程中产生大量的 水分；血液中具有特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。
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2.6.2 大气组成及其生态作用
1、大气的组成和作用 大气的组成
• N2、O2、CO2 、CH4 、O3 、NxOy 、H2O 、各种惰气 • N2 78.9%、 O2 20.95%、 CO2 0.032%
环境生态学
二、课程的目的与要求
开设本课程，旨在使学生对环境、环境问题、环境因子 的生态作用、生态系统、环境污染、生态工程等有一个 概貌性的了解，培养学生良好的认知习惯，并培养他们 运用生态学的基本观点来解决环境问题的能力。
本课程的教学要求：在上好理论课的同时，须重视与实 际联系进行教学。
要求学生做到：
1. 了解近代环境科的发展、环境问题的产生发展、我国存在 的环境问题。
2. 掌握生态学基本知识、环境因子、生态系统、生态工程等知 识，以及恢复生态学、受损生态系 统的修复等应用技术。
3. 学会用生态学观念来分析、解决环境问题。
四、本课程与其他课程联系与分工
本课程是多学科构成的综合性边缘学科。以生态 学、环境科学、资源生态学为理论基础，以人类生 态学、环境保护与可持续发展、环境监测与评价等 学科为参考。
目录
第一章：绪论 第二章：生物与环境 第三章：生物圈中的生命系统 第四章：生态系统生态学 第五章：生态系统服务
第六章：人类对自然生态系统的干扰与生态恢复 第七章：生物入侵 第八章：受损生态系统的修复 第九章：生态系统管理
教材：《环境生态学导论》 盛连喜主编，高等教育出版社出版， 2008年
参考教材： [1]周纪纶等编，《植物种群生态学》
高等教育出版社
[2]《生态学：概念与应用》， 科学出版社
一、课程的性质及目的
环境生态学是一门综合性学科，是环境科 学的组成部分，又是应用生态学的一个分 支，是与环境科学渗透而形成的新兴的边 缘学科。
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三、地球自我调节理论——Gaia 假说
Gaia 假说的主要观点和贡献是：
① Gaia 假说强调，生命是全球尺度的现象。地球生态系统没有孤 立的生命。生活的生物有机体必须调节其生存的星球。否则，物 理和化学进化的力量将会使得它们变得不适于生物的生存。 ② Gaia 假说认为，不能将物种的进化与它们的环境分离开来，这 两个过程紧紧地耦合成一个不可分割的过程，调节成功与否依赖 于生物的进化和物质环境进化的不断耦合。这在一定意义上发展 了达尔文进化论的观点。
遗传 多样性
基因水平
分子 细胞 个体
物种 多样性
物种水平
不同层次
生态系统 多样性
景观 多样性
多样化和变异性
景观空间结构 功能机制 时间动态
生态系统水平
生物区系特点 生境的多样性 物种的濒危状况 生物群落的多样性 灭绝速率变动及机制 生态过程的多样性 保护物种和持续利用
二、生物多样性
（三） 影响生物多样性的因素
5.纬度、栖息地异质性和生产力
从区域范围考虑，物种数量随自然条件的适宜性、栖息地异质性、 与散布中心的隔离程度和初级生产力的变化而变化
6.生物地化循环
生物多样性水平与土壤营养物之间存在密切关系
7.系统稳定性
在一定程度上，生物多样性越高、越复杂，生态系统就会越稳定
不同的观点认为，稳定性应该有一个阈值，超过该数值后，多样 性非但不能增加系统的稳定性，甚至可能产生破坏性作用。
三、地球自我调节理论——Gaia 假说
（一）Gaia 假说的形成和发展
Lovelock J E在1969 年关于生命起源的国际会议上，第一次提出 了Gaia 假说。 1979 年，第一部著作《Gaia：对地球上生命的新认识》 1988年，第二部著作
哈佛大学Kasting 和Heinrich 也认为虽然在一些情况下生
物圈可能比其他一些因素的影响更大，但现在还不能充分 说明生物圈控制着整个系统。
（二）Gaia 假说的主要论点
1.地球上所有生物都起着调控作用金星 Nhomakorabea地球
火星
地球和火星、金星上大气主要成分、浓度等因素的对比 金星 没有生命的地球 火星 现在的地球 CO2 96.5% 98.0% 95.0% 0.03% N2 3.5% 1.9% 2.7% 78.084% O2 0.0% 0.1% 20.946% 痕量 Ar 70ml/L 0.1% 1.6% 0.946% CH4 0.0% 0.0% 0.0% 1.7ml/L - 53 13 表面温度/℃ 459 240～340 60 0.0064 1.0 气压/105Pa 90
产生深刻的影响，而生物本身对光因子的变化也有着极其 多样的响应。
（一）光强的生态作用与生物的适应
1.光强对生物生长发育和形态建成的作用
光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加关 系密切； 光还能促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发育速度，使 植物各器官和组织保持发育上的正常比例。
三、环境因子的分类
Allee Nicholson Smith （1949） （1933） （1935） Мончадский （1953） 稳定因素 变动因素 （有周期性变动） 变动因素 （非周期性变动）
综合性
气候因素 光 温度 相对湿度 水
其他因素 气候以外的自然因素 水域环境 土壤环境 生物因素 食物 种内 种间
（三） 影响生物多样性的因素
1.物种生物量
Tilman(1994)：在一个阈值内，物种数越多，生物量越高
2.物种属性
物种的属性如行为等能对它栖息的生态系统产生积累性影响
3.物种库
种质库建设对于物种多样性的保护具有特别重要的意义
4.输入环境的总能量
能量－多样性假说 潜在蒸发蒸腾量（PET）是表示输入环境总能量的一个重要指数， 可用来衡量区域尺度的生物多样性
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
第二章 生物与环境
《环境生态学导论》（第二版） 盛连喜 主编
内 容
第一节 地球上的生物
• 一、生命的起源与进化 • 二、生物多样性 • 三、地球自我调节理论——Gaia hypothesis
第二节 环境的概念及其类型
• 一、环境的概念 • 二、环境的类型 • 三、环境因子的分类
非 生 物 因 素
非 反 应 因 素
非 密 度 制 约 因 素
生物因素 反应因素
密度制约 因素
基本上是变动因素
第三节
第三节 生物与环境因子的相互作用
• 一、光因子的生态作用及生物的适应 • 二、温度因子的生态作用及生物的适应 • 三、水因子的生态作用及生物的适应 • 四、土壤因子的生态作用及生物的适应 • 五、其他环境因子的生态作用及生物的适应 • 六、环境因子作用的一般规律
③ 对于地球物理学而言，如何将Gaia 假说的有关观点付诸于实际
研究，该假说为其提供了用数学观点考察地球的新思路。
第二节
第二节 环境的概念及其类型
• 一、环境的概念 • 二、环境的类型 • 三、环境因子的分类
一、环境的概念
环 境
环境是一个相对的概念，它是指某一特定生物个体或生物群体 以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的 一切要素的总和。
（二） 生物多样性的重点研究领域
国际生物多样性科学研究规划（DIVERSITAS）提出了五 个核心研究计划和五个特殊研究领域。 核心研究计划是：
① 生物多样性对生态系统功能的影响。
② 生物多样性的起源、维持和变化。
③ 系统学研究，生物多样性编目和分类。 ④ 生物多样性的调查。 ⑤ 生物多样性保护、恢复和可持续利用。
其中，生物多样性对生态系统功能的影响是五个研究专题 的核心。
二、生物多样性
（二） 生物多样性的重点研究领域
五个特殊研究领域是：
① 土壤和沉积物中的生物多样性。 ② 海洋生物多样性。
③ 微生物生物多样性。
④ 淡水的生物多样性。 ⑤ 与生物多样性有关的人文因素。
这五个特殊研究领域中的前四个，大多还是当今生态学研 究的薄弱领域。
生物体影响其生存环境，而环境又反过来影响达尔文的生物进化过程， 两者是共同进化的。
4.地球系统是有机整体
整个地球是生物区系和大气、土壤以及海洋所组成的一个综合有机整体。 生物与环境之间相互作用，不可分割。 生物区系的发展、进化会影响到整个地球的物理和化学进化进程，从而 影响到大气、海洋和土壤。
2.种的性状分类
基因型：种的遗传本质，生物性状表现必须具备的内在因素。
表
型：与环境结合后实际表现出的可见性状。
在生物界的漫长历程中，种的分化是生物对环境异质性的适应 结果。
（三） 生物的协同进化
生物的进化由遗传变异和自然选择共同作用，形成了生物与 环境间的协同发展。
1.生物的进化
生命是适应环境的一种特殊的物质运动，并由于遗传变 异和自然选择的作用而向着更高级、更适应环境的方向进化。 生命的存在是一个不断适应环境的过程，同时，生命也在这个 过程中不断地改变着环境，这就是生物与环境间的协同发展。
（三） 生物的协同进化
2.生物的协同进化
生物间的协同进化，主要是由于生物个体的进化过程是 在其环境的选择压力下进行的。因此，一个物种的进化必然 会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变 化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。这种 两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进 化过程即为协同进化（ coevolution ）。在很多情况下，两个 或更多物种的单独进化常常互相影响，形成一个相互作用的 协同适应系统（coadapted system）。
一、生命的起源与进化
（一） 生命的起源
紫外线 水蒸气 复杂的化合物
H2 S
地球
CH4
H2 NH3
生命活性的大分子
(蛋白质和能够自我复制的核酸分子)
N2
光合自养生物 绿色植物等……
为原始生命的产 生提供了条件
46亿年前的大气成分
（二） 生物种的概念
1.生物种的概念
物种是客观存在的，是由内在诸多因素（特征、遗传、生理、 生态、行为）共同决定的个体的集合，是自然界中的一个基 本进化单位和功能单位。
地球是由生物、海洋、大气和土壤组成的一个复合系统，生物圈 不仅改变了地球环境，而且也直接控制着这个复合系统，以维持 地球的活动或使之更有活力。这一假说还认为，这个复合系统是 自我调节的，生物区系不仅产生了具有一定成分、酸碱度、氧化 还原作用的大气以及与其他星球极不相同的温度，而且还保持着 生物自我调节生理特征稳定性的一些条件。
（二）Gaia 假说的主要论点
2.地球生态系统具有稳定性
Gaia 系统不是无生命的、机械的和被动的系统，其内部生物的各个部分 相互有序、相互协调，才保证了整个地球系统的稳定性。 尽管地球受到频繁的干扰和破坏，但能表现出一定的稳定性。
3.地球本身是进化系统
生物保证了整个地球系统的稳定性。
一、光因子的生态作用及生物的适应
光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最主要的能量源泉， 地球上生物生活所必需的全部能量，几乎都直接或间接地 源于太阳光能。 绿色植物的光合系统是太阳能以化学能的形式进入生态系
统的唯一通路，也是食物链的起点。
光本身又是一个十分复杂的环境因子，太阳光辐射强度、 光质及光的周期性变化等都对生物的生长发育和地理分布
目前，Gaia 假说虽然仍处于争论之中，对它的讨论将产生丰硕的 成果。
（一）Gaia 假说的形成和发展
Margulis 的认可和支持； 英国东英吉利大学痕量气体化学家Liss 也同意Gaia 理论 中的某些观点； 加州大学伯克利分校Kirchner J 和Harte J 持不同意见；