第二章生态系统基础理论
生态学基础理论 PPT课件
按时间
演替类型
按起始条件 按主导因素 按代谢特征
世纪演替 长期演替 快速演替 原生演替 次生演替 内因性演替 外因性演替 自养性演替 异养性演替
原 生 演 替
次 生 演 替
在群落演替过程中，群落的结构 会发生变化，功能也随之发生变 化。 乔木植物阶段 灌木植物阶段 草本植物阶段 苔藓植物阶段 地衣植物阶段
4.为谁生产？（产品分配问题）
第三节 系统论和热力学定律
一、系统论 系统是指由相互作用、相互联系、 相互依赖的若干组成部分结合起来 的具有某种或几种特定功能的有机 整体。宇宙万物，虽然本质上差别 很大，但都以系统形式存在着。
1.系统的结构和功能 1）系统的结构性原理 系统中元素之间相对稳定的一切联 系方式的总和，叫做系统的结构。 结构对元素进行制约，使元素的性 质和功能，不同于它们在孤立存在 时的性质和功能。
第二节 经济学理论
一、资源是稀缺性的
资源的稀缺性是经济学产生的根源。 如果人类能无限量地生产出各种物品， 人类的欲望能够完全得到满足，那么 个人就不必为生计而担忧；企业就不 必为成本和利润而犯愁；政府也不必 税收和支出而斗争；也没有人会关心 不同人或阶层之间的收入分配问题。
在这样的社会中，所有的物品都是 免费的，就象沙漠中的沙、海洋中 的水、大气层中的空气，价格和市 场互不相关，这样，经济学就没有 存在的必要。但是任何社会都不可 能达到物品是无限的这种情况，因 为地球上的资源是有限的，而人的 需求是无限的。因此经济学发展成 为一门重要的科学。
O2，呼吸作用吸收O2释放CO2，以及排泄
废物、分解等）主动地影响环境，改
造环境。
热带雨林，有“地 球的肺”之美誉， 对于调节气候、维 持空气O2和CO2的 平衡、保持水土有 着不可替代的作用。
生态系统理论
生态系统理论生态系统理论2011年08月02日星期二11： 16生态系统理论是社会工作的重要基础理论之一，它是由生态和系统两个理论结合产生的。
一、生态理论生态学(Ecology)，最早是由德国生物学家于1869年定义的：生态学是研究生物体与其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学。
研究对象为：生物与其环境之间的相互关系。
有自己的研究对象和方法。
它们的研究方法经过描述一实验一物质定量三个过程。
生态学的发展大致可分为萌芽期、形成期和发展期三个阶段。
萌芽期(亚里士多德的公元前4世纪到14世纪)：古人在长期的农牧渔猎生产中积累了朴素的生态学知识。
代表人物：公元前4世纪学者亚里士多德、亚里士多德的学生、公元前三世纪的雅典学派首领赛奥夫拉斯图斯、古罗马公元1世纪老普林尼的《》、6 世纪中国农学家贾思勰的《》。
形成期大约从15世纪到20世纪40年代。
15世纪以后，许多科学家通过科学考察积累了不少宏观生态学资料。
19世纪，由于农牧业的发展促使人们开展了环境因子对作物和家畜生理影响的实验研究，促使了生态学进一步发展。
19世纪初叶，现代生态学的轮廓开始出现。
发展期20世纪50年代以来，生态学吸收了数学、物理、化学工程技术科学的研究成果，向精确定量方向前进并形成了自己的理论体系。
由于世界上的生态系统大都受人类活动的影响，社会经济生产系统与生态系统相互交织，实际形成了庞大的复合系统。
有关生态组织：国际联合会(IUBS)制定了〃国际生物计划〃(IBP)，对陆地和水域生物群系进行生态学研究；联合国教科文组织设立了人与生物圈(MAB)国际组织，制定〃人与生物圈〃规划，组织各参加国开展森林、草原。
海洋、湖泊等生态系统与人类活动关系以及农业、城市、污染等有关的科学研究。
为了寻找解决自然资源、人口、粮食和环境等一系列影响社会生产和生活问题的许多国家都设立了生态学和的研究机构。
生态学的发展趋势是：由定性研究趋向定量研究，由静态描述趋向动态分析；逐渐向多层次的综合研究发展；与其他某些学科的交叉研究日益显著。
第二章 景观生态学的理论基础.
第四节 源－汇系统理论
在地球表层系统普遍存在的物质迁移运动中，有 的系统单元是作为物质迁出源，而另一些系统组 成单元则是作为接纳迁移物质的聚集场所，被称 为汇。
流域水文状况，地貌过程中的侵蚀－沉积，土壤 －植物系统的生物地球化学循环，养分元素和污 染物质在土壤圈、水圈和生物圈中的运移、物种 迁移等存在源汇问题。
பைடு நூலகம்
2.3尺度对生态学格局和过程的影响
• 景观格局和生态过程在不同尺度上会表现出不同的 特征。当尺度发生改变时，景观格局和生态过程都 随之变化。
• 尺度对空间异质性的影响：
–假设幅度一定，粒度增大通常会降低空间的差异。假设 粒度一定，幅度增大将会包含更多的空间异质性，体现 多样化的景观类型或研究区域内更多的景观要素。
2.2 异质种群持续生存的必要条件
离散的局部繁殖种群。 所有的亚种群均有绝灭的风险。即使是最大
的亚种群也有绝灭的可能。 亚种群有重建的可能。重建率随斑块间距离
的增大而锐减，也与物种的迁移能力有关。 局域动态的非同步性。（P31）
第三节 渗透理论
• 临界阈现象：某一事件或过程在影响因子或环境 条件到达某一阈值而发生的从一种状态过渡到另 一种截然不同状态的过程。
最根本的作用在于简化复杂系统，以便对其结 构、功能和动态进行理解和预测。
2.尺度效应
2.1尺度定义
–指在所研究的生态系统的面积大小（空间尺度）， 或者指所研究的生态系统动态的时间间隔（即时 间尺度）。
–小尺度表示较小的研究面积，或较短的时间间隔。 大尺度则用于表示较大的研究面积和较长的时间 间隔。
2.（复合）异质种群理论
1.岛屿生物地理学理论
岛屿生物地理学理论的研究对象：岛屿。也被 广泛地应用于所有岛状生境的研究中。
《城市生态学》课程笔记
《城市生态学》课程笔记第一章绪论一、城市生态学的概念1. 定义：城市生态学是研究城市生态系统结构、功能、过程及其与人类活动相互关系的科学。
它关注城市环境中生物与非生物因素之间的相互作用，以及这些相互作用如何影响城市生态系统的健康和可持续性。
2. 研究对象：城市生态系统，这是一个由自然、社会和经济要素组成的复杂系统。
具体包括：- 生物成分：植物（如城市绿地、公园）、动物（如宠物、野生动物）、微生物（如土壤和水体中的微生物）。
- 非生物成分：水（如河流、湖泊、地下水）、土壤（如城市土壤特性和污染）、气候（如城市热岛效应）、建筑物（如住宅、商业建筑）。
3. 研究内容：城市生态学的研究内容广泛，主要包括以下几个方面：- 城市生态系统的组成与结构：研究城市生态系统的构成要素及其空间分布和相互关系。
- 城市生态系统的功能：探讨城市生态系统的能量流动、物质循环和信息传递等生态过程。
- 城市生态因子的作用：分析城市环境中的生态因子如何影响生物和非生物成分。
- 城市生态环境问题：研究城市生态环境问题的成因、影响及其解决方案。
- 城市生态规划与管理：提出基于生态学原理的城市规划和管理策略。
二、城市生态学的发展简史1. 萌芽阶段（19世纪末至20世纪初）：- 背景：工业革命导致城市化进程加快，城市环境问题日益突出。
- 代表性事件：关注城市卫生条件、绿化和公共健康问题。
2. 形成阶段（20世纪20年代至50年代）：- 标志：芝加哥学派的社会生态学研究，特别是帕克和伯吉斯的同心圆模型。
- 成果：城市生态学作为一门独立学科逐渐形成。
3. 发展阶段（20世纪60年代至80年代）：- 特点：研究内容不断丰富，如城市生态系统的能量分析、物质循环和生态平衡。
- 重要著作：如麦克哈格的《设计结合自然》提出了生态规划的理念。
4. 深化阶段（20世纪90年代至今）：- 趋势：与其他学科如环境科学、社会学、经济学等交叉融合。
- 焦点：城市可持续发展和生态修复。
城市生态学教学大纲
《城市生态学》课程教学大纲课程名称：城市生态学英文名称: urban ecology课程性质: 专业选修课学分： 2总学时： 32 理论学时：32适用专业：资源环境与城乡规划管理先修课程：一、教学目的与要求要求学生在了解生态学理论的基础上，采取理论与实践分析相结合的方式，掌握城市生态系统的组成形态与功能、城市人口、生态环境、城市灾害及防范、城市景观生态、城市与区域可持续发展和城市生态学原理的社会应用等方面。
进入21世纪，现代化建设极大地加速城市化进程，城市问题日趋严重，环境与发展成为国际社会更加关注的重大问题，如何保护生态环境，实现可持续发展是全人类面临的紧迫而艰巨的任务，对该课程的学习，有助于培养学生树立社会经济发展与生态环境建设相协调互进的意识，以便学会以城市生态学理论为指导，将其切实体现在城市规划和城市建设中，合理调控人与环境的关系，为居民创造清洁、优美、舒适、安全的生态环境。
二、教学内容与学时分配三、各章节主要知识点与教学要求第一章绪论第一节生态学的概念一、生态学的概念二、生态学的研究对象三、生态学的分支学科四、生态学的发展简史五、生态学的研究方法第二节城市生态学的概念一、城市与城市生态学的定义二、城市生态学的研究内容和分支学科三、城市生态学研究的社会意义第三节城市生态学的发展简史一、城市生态学的形成与发展二、现代城市生态学的产生与发展第四节城市生态学的学科基础与研究方法一、城市生态学的学科基础二、城市生态学的研究的基本原理与思路本章重点：生态学的概念和研究方法，城市生态学的定义、研究内容，城市生态学研究的社会意义，城市生态学的研究的基本原理与思路。
本章教学基本要求：了解城市生态学在学科体系中的地位和作用，了解城市生态学的研究内容、研究意义、发展历程、学科基础，理解并掌握城市生态学的定义、研究内容、分支学科以及研究方法。
第二章生态系统基础理论第一节生态系统的组成与结构一、生态系统的组成二、生态系统的结构第二节生态系统的能量流动与物质循环一、能量流动二、物质循环第三节生态因子及其作用一、生态因子概念及其分类二、生态因子作用的一般特征三、生态因子的作用方式四、生态因子的作用规律第四节生态系统平衡及其意义一、生态系统平衡二、生态系统平衡理论的意义本章重点：生态因子作用的一般特征、生态因子的作用方式、生态因子的作用规律、本章难点：生态因子作用的一般特征、生态因子的作用方式、生态因子的作用规律、能量流动本章教学基本要求：了解生态系统的组成与结构、生态系统平衡的意义，理解生态系统的能量流动规律与物质循环过程，掌握物质循环的概念、生态因子作用的一般规律。
生态系统知识：生态系统的基础理论和应用体系
生态系统知识：生态系统的基础理论和应用体系生态系统是由生物和环境因素相互作用形成的，它是地球上所有物种的生存和繁衍的基础，同时也是人类社会的发展的重要基础。
生态系统理论和应用体系是生物学、生态学和环境科学等学科的重要组成部分，它们对于解决人类面临的环境问题和推动可持续发展具有重要的意义。
生态系统理论主要包括生态系统结构和功能、能量流和物质循环等基本概念。
生态系统的结构包括生物物种组成和生态群落等生物组成部分，以及环境因素和生物相互作用的影响等非生物组成部分。
生态系统的功能包括食物链和能量传递、生物生产和分解、气候调节和物质循环等各种生态功能，这些功能共同构成了生态系统的整体运转机制。
能量流指的是太阳能的输入、生物的能量吸收和转化、能量在食物链中的流动和损失等过程。
物质循环包括有机和无机物质在生态系统中的吸收、运输、转化和释放等过程。
生态系统应用体系主要包括生态保护、生态恢复和生态建设等方面。
生态保护是指保护自然生态环境和生物多样性，维护生态平衡和生态安全。
生态恢复是指恢复受破坏的生态系统，促进生态系统重建和功能恢复。
生态建设是指利用生态系统服务于社会经济和人类生活，形成生态经济和生态文明。
生态系统的理论和应用体系对于解决人类面临的环境问题和推动可持续发展起到了重要的作用。
生态系统的研究可以帮助人们了解生态系统的结构和功能，为科学决策提供理论支撑。
例如，通过对生态系统分析，可以确定适当的保护和管理措施，实现生态平衡和生态安全。
同时，生态系统的恢复和建设可以改善环境质量，提高生态系统的服务效能，促进可持续发展和绿色经济的实现。
总之，生态系统理论和应用体系是生物学、生态学和环境科学等学科的重要组成部分，它对于解决环境问题和推动可持续发展起到了重要的作用。
未来，生态系统研究应该更加注重理论研究和应用创新，不断提高生态系统的保护水平和恢复能力，为人类社会的可持续发展作出更大的贡献。
《工业生态学》第二章 工业生态学基本理论-工业共生01
工业共生理论
工业共生是一个完整的系统，是指产业内作 为独立经济组织的企业之间，因同类资源共 享或异类资源互补所形成的共生体。
该共生体促进了内部或外部、直接或间接的 资源配置效率的改进，既带来了企业效益的 增加，又推动了该产业的发展。
工业共生的特征
• 形成共生的群落性 • 系统内部的复杂性 • 资源使用的循环性 • 上下游产业的关联性 • 生产成果的增值性
目前已经形成了蒸汽、热水、石膏、硫酸和生物技术等相互依存、 共同发展的格局。
卡伦堡生态工业园是世界上最具有典型意义的生态工业园。
卡伦堡工业共生图
炼油厂
硫酸厂
养殖场 农场施肥
火电厂
墙体材料厂
建材厂
梯索胡
印刷厂
主要有六个核心部分组成： 1、阿斯瓦尔斯盖电站是丹麦最大的火力发电站，容量为150WKw；
复杂的关系组成 的有机统一体
(4) 具有应激性。生物 体对温度、湿度、光照、 食物以及潜在的繁殖伙 伴等外界变化都有反应。
企业
(4)企业对外部环 境同样有反应。 企业对外部环境， 如：资源的可获 得性、顾客、价 格等外部因素的 变化产生反应。
企业和生物体的相似性
生物体
二集合内部各个体 都不是孤立的,而是通过
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几个重要的概念
种群生态学
是研究某一特定物种或几个密切相关物种的空间分布、统计学特征、 时间动态及其演化的科学。
生态位
生态位是生态学的一个重要理论，是指在生物群落或生态系统中，每 个物种都拥有自己的角色和地位即占据一定的空间，发挥一定的功能。
工业生态学的研究主题
研究的主题是产品开发与演化中与潜在的资源消耗和环境影响有关 的内容。也就是说，是产品带来的后果而不仅仅是产品本身。
生态学的基础理论和应用
生态学的基础理论和应用生态学是一门研究生物和环境之间相互作用的科学，它涉及到很多不同的方面。
生态学的基础理论包括能量流、营养循环、群落生态学以及生态系统生态学等，而这些理论则可以应用于环保、自然资源管理等领域。
能量流是生态学最基本的理论之一，它描述了生态系统中的能量如何从太阳转移到生物体中，并以不同方式流动。
生物可以利用光合作用将太阳能转化为化学能，进而转化为食物链、食物网和生态网中的其他生物的能量，这一过程被称为“生态承载力”。
能量流理论告诉我们能源在生态系统中的重要性，这也是环保和可持续发展的基石。
营养循环理论则描述了植物和动物如何利用营养素来生长和繁殖。
这个理论可以帮助我们了解植物和动物如何形成不同的生态系统，以及如何支配和调节生态系统中物种的数量和分布。
对于land use planning 和资源管理等环保措施也是非常有帮助的。
群落生态学研究不同种类生物体组成的群体如何互相作用。
这种互相作用主要涉及到竞争、互惠、捕食、仿效和共生等关系。
群落生态学理论帮助我们更好地理解自然中存在的复杂关系，有助于制定更好的监际末学和环保措施。
生态系统生态学则研究如何按照能量流和营养循环理论管理和管理不同种类生物体。
这个理论可以用来进行环保和可持续发展管理，包括废物管理、环境管理和气候变化管理等等。
在环保领域中，生态学理论的应用非常广泛，它们可以解决不同问题，例如气候变化、生物多样性丧失、水和土壤污染等。
我们可以通过对生态学理论的理解和应用，来保护自然环境并确保社会的健康和平衡发展。
总之，生态学的基础理论和其应用可以在环保中发挥重要作用，它不仅可以帮助我们实现可持续发展，更可以使我们更好地了解和利用自然资源。
环境科学概论2第二章 生态系统
1、生物多样性及其保护； 2、全球变化生态学效应及其对策； 3、可持续发展。
2021/1/16
2021/1/16
1、生态系统 (ecosystem)的概念
生态系统的定义：
❖生态系统就是在一定的时间和空间内，生物 和非生物的成分之间，通过不断的物质循环 和能量流动而相互作用、相互依存的统一体， 构成一个生态学的功能复合体。
④俄国学派（前苏联学派）：植物（群落）与 地学结合。代表人物：B.H.Cykayeb
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（3）现代生态学阶段 （20世纪60年代至现在）
• 以人类生存环境为中心。
在研究层次上向宏观与微观两极发展； 研究手段更新； 研究范围的拓展，从纯自然现象研究，拓展到
自然—经济—社会复合系统的研究。
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相关概念
•种群（population） 种群是占据某一地区的 某个种的个体总和（Friederich，1930） •生物群落（biotic community） 是指在一定 地段或一定生境里各生物种群相互联系和相 互影响所构成的组合结构单元。
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2、生态系统(ecosystem)的结构
肉食物动物 二级肉食动物（大型肉食动物） 称
（能量传递）
(comsumers) (carnivores) 寄生者
杂食动物
三级肉食动物（顶极肉食动物）
生态系统的生物成分
在生态系统的生物中，按照它们获得能量的方式，可分为生产 者、消费者和分解者。
生产者主要指绿色植物，它们利用茎、叶吸收空气中的二氧 化碳，用根摄取土壤中的水份和矿物质，在阳光照射和一定温度 下，把无机物转化成淀粉、蛋白质、脂肪和维生素等有机物。通 过光合作用把太阳能转变为化学能，不仅供自身生长发育需要， 并为其它生物及人类提供食物和能量。
景观生态学 第二章 基本理论与原理
1.3 等级系统理论
等级系统理论是由H.H.Pattee和H.A.Simon等在20世 纪60-70年代提出的关于复杂系统结构、功能和动 态的系统理论，即自然界是个具有多水平分层等 级结构的有序整体，在这个有序整体中，每个层 次或水平上的系统都是由低一层次或水平的系统 组成，并产生新的整体属性。
1.2 耗散结构与自组织理论
耗散结构理论是比利时物理学家普利高津（1967） 提出的，在1977年荣获了诺贝尔奖。
该理论指出：“一个远离平衡态的复杂系统，各 元素的作用具有非线性的特点，正是这种非线性 的相关机制，导致了大量离子的协同作用，突变 而产生有序结构。”
普利高津把远离平衡的非线性区形成的新的稳定 的有序结构，称为耗散结构。
信息是指不确定性的量度，系统的组织程度和有序程度，物质能 量时空不均匀性的表现；
平衡是指在一定条件下，系统所处的相对稳定的状态；
涨落是对系统稳定平衡状态的偏离，有称干扰和嗓声；
突变是指外部条件连续变化时系统发生在跃迁临界点上的不连续 性；
自组织是系统自发走向有序结构的性质和能力。
系统论的意义在于体现了整体的基本原则。
远离平衡态的区域不再局限于要素间单一的线性组合， 这是因为在系统内各要素之间存在着复杂的联系与作 用，生态系统有可能发生突变，由原来的状态转到一 个新状态。
（3）要素之间存在着非线性联系
非线性是一个数学名词，是指两个量之间没有像正比 例那样的直线关系。
生态系统的各要素之间存在着复杂的非线性关系。
景观异质性的意义表现在3个方面：
（1）景观异质性是景观尺度上景观要素组成和空间 结上的变异性和复杂性。由于景观生态学特别强 调空间异质性在景观结构、功能及其动态变化过 程中的作用，许多人甚至认为景观生态学的实质 就是对景观异质性的产生、变化、维持和调控进 行研究和实践的科学。因此，景观异质性概念与 其相关的异质共生理论、异质性—稳定性理论等 一起成为景观生态学的基本理论。
生态系统知识：生态系统的基础理论研究与应用
生态系统知识：生态系统的基础理论研究与应用生态系统是由生物和非生物环境组成的一个复杂的系统，其中包括了生物、物种之间的相互作用和物质、能量的循环。
生态系统的基础理论研究和应用是生态学研究的重要方向之一。
生态系统的基础理论研究和应用涉及到了生态学、环境科学、资源管理等多个学科，其研究目的是在自然分布地域内建立可持续发展的生态系统。
一、生态系统基础理论的研究生态系统基础理论主要研究生物和非生物环境的相互作用关系以及物质、能量的循环等方面。
相对于单独的生态和环境学，生态系统理论对社会和经济活动的影响更加明显。
生态系统基础理论的重点研究内容，主要包括以下几个方面：1.物种、群体和生态系统的结构和特性生态系统基础理论中，描述物种、群体和生态系统在环境中的结构和特性。
物种数量、密度、分布范围及其环境适应性，集群的流动方式、尺寸和制约条件，生态系统的大小、形态、功能群和生态系统服务等方面的研究，都涉及到了物种、群体和生态系统的结构和特性。
2.物质循环和生态系统功能生态系统基础理论中，主要研究物质循环的各种途径、演化及其效果。
生物和非生物之间相互作用产生的物质循环、物质和能量量的测量和评价、生态系统管理和保护的方法等，都属于生态系统功能的研究范畴。
3.环境变化和生态系统响应生态系统基础理论研究中，重点探讨环境变化与生态系统响应的机理和过程。
包括生态环境的自然变化、人类活动的影响等因素对生态系统的响应，如生物数量、生态系统的健康和持续性等方面。
二、生态系统基础理论的应用生态系统基础理论在生态复原、自然资源管理、环境保护等方面卓有成效。
生态系统基础理论的应用已成为生态学和环境科学领域中的一个重要分支。
1.生态复原生态系统基础理论在生态复原中作用显著，主要以重建受损生态系统为主。
具体而言，是将研究得到的生态系统基础理论应用于实践，如重建濒危物种的栖息地，保护生物多样性等。
2.自然资源管理生态系统基础理论的应用在自然资源管理方面也是非常显著的。
环境学原理教学大纲
环境学原理教学大纲课程名称：环境学原理课程编码：英文名称：Environmental conspectus学时：32 学分：2适用专业：环境科学课程类别：必修课程性质：学科基础课先修课程：教材：钱易、唐孝炎主编.环境保护与可持续发展（第1版），高等教育出版社, 2000年.面向21世纪课程教材.一、课程性质与任务本课程以地球科学、生态学、工程学等学科的基本原理为依据，以可持续发展的思想为指导，系统讲述了人类活动与自然环境间的关系；有关环境问题的成因及危害；污染物在环境中的迁移转化规律，紧扣社会、经济、自然复合巨系统的内在规律；探讨了解决环境问题的根本途径。
为进一步学习环境化学、环境生物学、环境工程、环境监测等环境前沿科学等方面的知识奠定基础。
本课程系统地介绍了环境学专业的基础知识，使环境专业一年级学生对本专业的主体内容及知识涵盖有初步和较为全面的认识；课程安排注重理论和实际的结合，既阐明了基础知识，又介绍了热点前沿。
采用多媒体教学，有助于学生对知识的理解和大信息量的获得；开阔知识面，培养学生对环境学基本的专业素养及专业兴趣。
二、课程教学的基本要求本课程以可持续发展为主线，其基本内容主要从以下几个问题展开介绍与讨论：人类、环境与生态系统问题；当代资源和环境问题；可持续发展战略的理论与实施；环境管理学；环境伦理观；环境污染、生态破坏的危害及环境保护的主要途径；旨在预防污染的清洁生产。
通过本课程的学习，学生应较全面系统的掌握环境学科领域的基本知识和基础理论；认识人类与环境之间的相互关系；了解和接触当前环境学领域的研究热点和研究方法；能够从科学知识储备的基础上确立正确的环境观和环境意识，能从问题的表现分析其实质。
三、课程内容及教学要求第一篇地球环境与生态系统第一章地球环境的基特征第二章生态系统第三章人口与资源教学基本内容：从地球环境的圈层构造、人类与地球各圈层的关系这两个角度分析地球环境的基本特征；生态系统的基础理论知识与生态平衡破坏问题；世界人口和中国人口的发展状况，人口增长对资源的压力；人口问题和我国人口政策。
第二章 景观生态学的理论基础
2.2 异质种群持续生存的必要条件
离散的局部繁殖种群。 离散的局部繁殖种群。 所有的亚种群均有绝灭的风险。 所有的亚种群均有绝灭的风险 。 即使是最大 的亚种群也有绝灭的可能。 的亚种群也有绝灭的可能。 亚种群有重建的可能。 亚种群有重建的可能 。 重建率随斑块间距离 的增大而锐减，也与物种的迁移能力有关。 的增大而锐减，也与物种的迁移能力有关。 局域动态的非同步性。（P31） 局域动态的非同步性。 31）
尺度表达： 2.2 尺度表达：粒度和幅度
–空间粒度指景观中最小可辨识单元所代表的特征 空间粒度指景观中最小可辨识单元所代表的特征 空间粒度 长度、面积或体积。例如斑块大小、样方大小、 长度、面积或体积。例如斑块大小、样方大小、遥感 影像的像元或分辨率大小等。 –时间粒度是某一现象或事件发生的频率或时间间 时间粒度是某一现象或事件发生的频率或时间间 时间粒度 例如取样时间间隔。 隔，例如取样时间间隔。 –幅度是指研究对象在空间或时间上的持续范围。 幅度是指研究对象在空间或时间上的持续范围。 幅度是指研究对象在空间或时间上的持续范围
第四节 源－汇系统理论
在地球表层系统普遍存在的物质迁移运动中， 在地球表层系统普遍存在的物质迁移运动中，有 的系统单元是作为物质迁出源， 的系统单元是作为物质迁出源，而另一些系统组 成单元则是作为接纳迁移物质的聚集场所，被称 成单元则是作为接纳迁移物质的聚集场所， 为汇。 为汇。 流域水文状况，地貌过程中的侵蚀－沉积， 流域水文状况，地貌过程中的侵蚀－沉积，土壤 植物系统的生物地球化学循环， －植物系统的生物地球化学循环，养分元素和污 染物质在土壤圈、水圈和生物圈中的运移、 染物质在土壤圈、水圈和生物圈中的运移、物种 迁移等存在源汇问题。 迁移等存在源汇问题。
• 以Z=0.3为例，如果原始生态系统只有10%的面积保存 Z=0.3为例，如果原始生态系统只有10%的面积保存 为例 10% 下来，那么该生态系统有50%的物种丢失，如果1% 50%的物种丢失 1%的面 下来，那么该生态系统有50%的物种丢失，如果1%的面 积保存下来,则该生态系统中有75%的物种丢失。 75%的物种丢失 积保存下来,则该生态系统中有75%的物种丢失。
《城市生态与环境保护》教学大纲
《城市生态与环境保护》教学大纲英文名称：Urban Environment and Urban Ecology课程编码：090420035总学时：32 实验学时：学分：2先修课程：建筑规划概论适用专业及年级：城乡规划本科学生大纲主撰人：大纲审核人：一、课程性质、目的和任务本课程是城乡规划专业的一门专业选修课。
城市生态学在简洁了解生态学理论的基础上，采取理论与实践分析相结合的方式，从城市生态系统的组成形态与功能、城市人口、生态环境、城市灾害及防范、城市景观生态、城市与区域可持续发展和城市生态学原理的社会应用等方面，全面论述城市生态学的基本理论、研究方法和重要意义。
二、教学内容及要求第一章绪论授课学时：2基本要求：1-1城市生态学的概念1-2城市生态学的研究内容和分支学科、形成与发展1-3城市生态学的基本原理与思路重点：城市生态学的研究方法难点：系统理论第二章生态系统基础理论授课学时：6基本要求：2-1生态系统的组成与结构、能量流动与物质循环。
2-2生态因子2-3生态平衡理论重点：生态系统的能量流动与物质循环难点：生态系统和食物链的能量流动分析第三章城市生态系统授课学时：2基本要求：3-1城市、城市系统、城市生态系统3-2城市生态系统的组成结构3-3城市生态系统的基本功能和主要特点3-4城市生态环境问题重点：城市生态系统的基本功能和特点难点：城市生态环境问题第四章：城市人口授课学时：2基本要求：4-1城市化与城市人口4-2城市人口的基本特征4-3城市人口的分类4-4城市人口的流动4-5城市人口与城市环境相互关系分析重点：城市人口概念；城市人口的基本特征迁居的基本原因难点：城市人口的基本特征第五章城市环境授课学时：10基本要求：5-1城市地质5-2城市大气环境5-3城市气候环境5-4城市水环境5-5城市躁声环境5-6城市土壤环境5-7城市植被5-8城市动物5-9城市环境与居民健康及经济损益分析重点：城市主要污染源、城市环境各要素的特点难点：城市环境污染的预防与控制第六章城市灾害及防治授课学时：2基本要求：6-1城市灾害的分类6-2地震灾害6-3其他地质灾害6-4其他城市灾害重点：城市灾害的类型及其预防办法第七章城市景观生态授课学时：4基本要求：7-1城市景观的概念7-2城市景观要素的基本类型7-3景观多样性与城市景观异质性7-4城市景观的演变7-5城市景观规划重点：景观生态学的定义难点：城市景观的规划方法第八章城市环境质量评价与可持续发展授课学时：2基本要求：8-1城市环境质量评价8-2城市环境规划8-3城市可持续发展重点：城市环境质量评价难点：城市环境规划第九章城市与社区的发展授课学时：4基本要求：9-1 城市与区域的人流、物流与能流9-2城市与城郊农村的协调发展重点：城市内部各区域的发展关系三、学时分配课程总学时为32，其中理论学时32。
第二章 景观生态学基础理论
第二章（II）景观生态学理论基础一、整体论和系统论客观现实是由一系列的处于不同等级系列的整体所组成，每个整体都是一个系统，即处于一个相对稳定状态中的相互关系集合中。
与整体论相反的是还原论。
还原论：所谓还原，是一种把复杂的系统（或者现象、过程）层层分解为其组成部分的过程。
还原论认为，复杂系统可以通过它各个组成部分的行为及其相互作用来加以解释。
例如，为了考察生命，我们首先考察神经系统、消化系统、免疫系统等各个部分的功能和作用，在考察这些系统的时候我们又要了解组成它们的各个器官，要了解器官又必须考察组织，直到最后是对细胞、蛋白质、遗传物质、分子、原子等的考察。
现代科学的高度发达表明，还原论是比较合理的研究方法，寻找并研究物质的最基本构件的做法当然是有价值的。
与还原论相反的是整体论，比如考察一台复杂的机器，还原论者可能会立即拿起螺丝刀和扳手将机器拆散成几千、几万个零部件，并分别进行考察，这显然耗时费力，效果还不一定很理想。
整体论者不这么干，他们采取比较简单一些的办法，不拆散机器，而是试图启动运行这台机器，输入一些指令性的操作，观察机器的反应，从而建立起输入──输出之间的联系，这样就能了解整台机器的功能。
整体论基本上是功能主义者，他们试图了解的主要是系统的整体功能，但对系统如何实现这些功能并不过分操心。
这样做可以将问题简化。
景观生态学强调研究对象的整体特征和系统属性，从整体和系统的角度揭示景观以及景观要素之间相互联系、相互作用的共同本质和内在规律性，从而避免单纯的使用还原论的研究方法将景观分解为不同的组成部分，然后通过研究其组成部分的性质和特点去推断整体的属性。
整体论的景观生态学把构成景观整体的所有元素都作为研究的变量和目标，通过合理的设计，将各组成分有机结合，使得“整体大于部分之和”，最终是景观系统结构和功能达到整体最优。
事实上整体论总是只能进行一些初步的研究，一旦深入下去就必须使用还原论的方法。
因此，对待自然界，我们总是首先了解其大致的、整体的规律，这是整体论的方法，接着一定要再对它层层进行还原分解，以此考察和研究它的深层次本质规律。
城市生态学
城市生态学第一章绪论1.城市生态学以生态学的概念、理论、方法研究城市的结构、功能和动态调控的一门学科，及时一门重要的生态学分支学科，又是城市科学的一个重要分支学科。
城市生态学将城市视为一个生态系统，研究其形态结构外，更侧重于各组分之间的关系，及组分之间的能量流动、物质代谢、信息流通，人为活动形成的格局及其过程。
2.田园城市理论城市灾难的原因问题是城市无限制发展、土地私有和土地投机倒买。
田园城市实质上是城和乡的结合体，城市与乡村相结合。
田园城市是为健康、生活以及产业而设计的城市，它的规模能足以提供丰富的社会生活，但不应超过这一程度；四周要有永久性农业地带围绕，城市的土地归公众所有，由一委员会受托掌管。
3.同心圆增长理论认为城市的自然发展将形成5－6个同心圆形式，它是竞争优势及侵入演替的自然生态的结果。
4.扇形理论认为城市从CBD区沿主要交通干道向外发展形成星形城市，总的仍是圆形，从中心向外形成各种扇形辐射区，各扇形向外扩展时仍保持了居住区特点，其中有较多住宅出租的扇形区是城市发展的最重要因素，因为它影响和吸引整个城市沿着该方向发展。
5.多核理论许多北美城市的土地利用形式并不围绕一个中心，而围绕离散的几个中心发展，虽然市区有的核心不明显，有的核心是在迁移等原因下形成的，这最可能是由于汽车增长，成为上下班的主要交通工具所致。
6.城市生态学发展趋势城市生态系统的中心问题是人类与城市环境的相互关系，但在城市生态系统中，消费者主要是人类，人类占绝对优势；城市生态系统的还原功能主要由城市所依靠的区域自然生态系统中的还原者来完成。
因此，对于城市中的人类与环境如何协调共存，人类的主要生产和消费活动，即人类的经济活动与城市生态环境如何进行协调处理，以及对城市生态系统如何进行生态调控，使其沿着人类要求的方向发展，是城市生态系统的中心问题。
现代城市生态学最关心三个问题：可持续的生态系统方面、生物多样性保护方面、全球变化方面。
环境保护概论新第二章生态学基础知识
成游离氮，再进入大气，完成氮的循环。
四、生态系统中的信息联系
在生态系统各组成部分之间及各 组成部分内部，存在着各种形式的信 息联系，用这些信息使生态系统联系 成为一个有机的统一整体。生态系统 中的信息联系主要有：
生态系统中的信息形式主要有营 养信息、化学信息、物理信息和行为 信息。
四、生态系统中的信息联系
地球表层，碳主要以碳酸盐的形式存在，碳的
贮量约为2.7*1016亿T,大气中的碳以二氧化碳的
形式存在，其中碳的贮量约为7*1011亿T。绿色
植物在碳循环中起着重要作用。大气中二氧化
碳被生物利用的唯一途径是绿色植物的光合作
用。被绿色植物固定的碳以有机物的形式供消
费者利用。生产者、消费者通过呼吸作用将碳
二、生态系统中的能量流动
生物的各种生命活动者需要能量。能量在流动
过程中也会由一种形式转变为另一种形式，在转变
过程中既不会消失，也不会增加。
在生态系统中，全部的能量最初是来自于太阳。
太阳能被生物所利用，是通过绿色植物的光合作用
来实现的。
绿色植物在合成有机物时，将太阳光能转变为
可贮藏于植物体中的化学能。绿色植物体内所贮藏
（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。
的化学能，通过食物链的形式，依次传给草食动物
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三、生态因子的作用方式 1、拮抗作用（antagonistic function） 拮抗是各个因子在一起联合作用时，一种因子 能抑制或影响另一种因子起作用。
2、净化作用(purification) 净化作用是指部分生态因子具有以物理、化学 和生物的方法消除水、气、土中的污染物浓度的 增加，净化作用可分为物理净化、化学净化和生 物净化三类 。
2200
185 220 1815 1633
44.2
-3.7 -4.4 36.1 -32.5
总生产力（Pg）
呼吸作用（R） 净生产力（Pn）
182
61 121
3.6
-1.2 2.4
水生生态系统的有效能量利用，能提供给净
生产的不过0.52%。荒地能量的估算指出，最 后用于生产力的只有1.2%。 （见图2-4）
1、限制因子规律 使生物的耐受性接近或达到极限时，生物的生 长发育、生殖、活动以及分布等直接受到限制、 甚至死亡的因子称为限制因子。
2、最低量（最小因子）定律
对某些因子的要求不能低于某一数量。
3、耐受性定律 生物对环境因子有一个最低点到最高点之间的 适应范围。
第四节生态系统平衡及其意义
一、生态平衡（ecological equilibrium）
② 交换库或循环库：
生物体与大气圈、水圈和生物圈
之间的物质循环和能量流动。
与贮存库相反，它们之间的交换是 迅速的，但容量小，而且很活跃。
（见图2-2）
二、生态系统的结构
生态系统中生物种类、种群数量、 种的空间配置（水平的和垂直的分 布），时间变化（发育、演替和季节 性变化）是生态系统的结构特征，这 些特征与植物群落的结构特征相一致, 属于生态系统的形态结构。
各种生态系统类型总生产力（Pg）的估算
生态系统类型 沙 漠 海 洋 大陆架 草 地 冷气侯森林 一般的森林 农 业 湿 地 沼 泽 珊瑚礁 热带农业 Pg（千卡/米2*日） 2 4 2-12
12-40
40-100
系统的初级生产力随发育年龄而改变
最大总光合量（% ）
100 80 60 40 20 0 叶面积指数 总初 级生 产 净初 级生 产
第二章 生态系统基础理论
第一节 生态系统基础理论
第二节 生态系统的能量流动与物质循环 第三节 城市生态系统 第四节 生态系统平衡及其意义
1935年，坦斯利（ A．Tansley）提出了
生态系统（ecology system）的概念，经 林 德 曼 （ R ． Lindeman ） 和 奥 德 姆 （ E ． P ． Odum ）等的发展，生态学从 生态系统的组成与结构、能量流动与物 质循环、生态因子及其作用和生态系统 平衡等方面开展研究。
3、协同、增强和叠加作用
协同作用：两种或多种化合物共同作用时的
毒性等于或超过各化合物单独作用时的毒性总
和。
叠加作用：两种或多种化合物共同作用时的 增强作用：一种化合物对某器官系统并无毒
毒性各为化合物单独作用时毒性的总和。
作用，但与另一种化合物共同作用时，使后者
毒性增强。
四、 生态因子的作用规律
城市生态系统，不同阶层的人，或
不同经济收入的人，同样具有不同的
空间分布格局。
生态系统的营养结构：以营养为纽
带和链条，把生物与非生物紧密的结 合起来，构成以生产者、消费者、还 原者为中心的三大功能类群。
第二节 生态系统的能量流动与物质循环
能量（energy）来源于太阳。 生空气和水的环流；
（ 2 ）
次级生产（secondary production）：
除初级生产之外的其他有机体的生产，即消费者 和还原者利用初级生产量进行同化作用 （assimilation）。 消费者的次级生产仅仅利用初级生产能量的很小 部分。这样便产生了生态效率（ecology efficiency）。 生态效率：在一个营养级内，同化作用的能量和 可利用的能量之间的关系；一个食物链营养级上， 有多少能量供给下一营养级。
生态系统的能量流动和物质循环，都以 初级生产为基础，它又是生态系统能源的 基础。
初级生产就是植物光合作用过程。 6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O
能量转变为112 kcal/mol。（见图2-3）
（ 2 ） 总 初 级 生 产 （ gross primary production ） : 植物光合作用中固定的总太 阳能。 净初级生产(net primary production)，总 初级生产减去植物呼吸所消耗的能量。
3、磷循环 沉积型循环, 主要储存库是地壳中的磷酸盐等沉积物, 磷通过侵蚀和开采从岩石中移出而进入生态系统。磷 不进入大气，逐渐向海洋沉积。陆地上越来越少。
全世界每年大约消耗磷酸盐岩石940万吨，按此速度， 全球的蕴藏量只能维持100年，磷将成为人类和陆生生 物的限制因子。
4、水循环 水分从水面陆地蒸发，从植物蒸腾，以雨雪霜冰雹 等形式降落。一部分渗入土壤一部分流入河海。
of cycling pool）
① 贮存库：
生态系统中，除运转的物质和能量外，有一部
分属于贮存的物质和能量。
包括生产者自身的一部分碳素，经过长期矿化
作用形成为泥炭，如化石，珊瑚礁等；有的则
转化成为化石燃料，例如石油和煤等；有的则
流入大海形成沉积物，它们都暂时或长期地离
开了生态系统的循环而贮存起来。（见图2-2）
总初级生产仅仅能利用总太阳能的 3.6% ， 减去呼吸作用所消耗的能量，仅有 2.4% 的 总太阳能用于净生产力，绝大部分太阳能 不为植物利用而被丢失。
能量输入 总太阳能 植物色素不吸收 5000
能量丢失 2780
百分率 100 -55.8
植物色素吸收
植物表面反射 非活性吸收 光合作用的有效能 能量不稳定状态
（2）生物因子(biotic factor )：各类其他生 物，如动物、植物、微生物。
也有一种观点认为生态因子还应包括第三 方面的因素即人为因素。
二、生态因子作用的一般特征
1、综合作用
环境中各种生态因子不是孤立的，而是彼此 联系、互相促进、互相制约，任何一个单因子 的变化，必将引起其他因子不同程度的变化及 其反作用。
干扰
正常作用范围 生 态 系 统 功 能
第三节 生态因子及其作用
一、生态因子概念及其分类
生境（habitat）：任何一种生物都不可能 脱离特定的生活环境，在一定时间内对生 命有机体生活、生长发育、繁殖以及有机 体存活数量有影响的空间条件及其他条件 的总和。 组成生境的因素称生态因子。
（1）非生物因子（abiotic factor)：即物 理因子，如光、热、水、风、矿物质养分 等；
（三）能量流动分析
Linderman 的“百分之十定 律”：从一
个营养级到另一个营养级的能量转化效率
为10%，则生产效率顺营养级逐级递减，也
就是说能量流动过程中有90%的能量是损
失了，这就是营养级不超过VI级的原因。
（见图2-7，2-8，2-9，2-11，2-12）
二、 物质循环
（一）物质循环的基本概念
（2）消费者（consumers）： 以其他生物或有机物为食的动物，是异养 生物（heterophyte）。 据其食性区分为草食动物（ herbivores) 、 肉食动物（carnivores）两类。 寄生者（ parasite ）是特殊的消费者，另 外还有杂食者（omnivores ），介于草食动 物与肉食动物之间的消费者。
生态系统：在一定时间和空间
内，生物的和非生物的成分之间，
通过不断的物质循环和能量流动 而相互依存的统一整体。
第一节 生态系统的组成与结构
一、生态系统的组成
（一）无生命类
（1）太阳辐射能(solar energy). （2）无机物质(inorganic matter)，如O2、N2、 CO2、H2O，Fe等。 蛋白质、脂类和核酸等。
热力学第二定律：非生命的自然界发生的变
化，都不必借助于外力的帮助而能自动实现，
即自发过程或自动过程。热自发的从高温物体
传到低温物体，直到两者温度相等。
当顶级生态系统达到平衡时，即自由能最小
或等于零，熵值最大。系统能够自发地向顶级 方向发展，到自由能最小和熵值最大时为限度。
（二）生态系统的能量流动规律 (1)初级生产（primary production）：生 态系统通过光合作用进行能量积累的过程。 初级生产力（primary productivity）： 初级生产积累能量的速率。
2、主导因子作用 在众多生态因子中，有一个生态因子对生物 起决定作用，称为主导因子(leading factor )，主 导因子发生变化会引起其他因子也发生变化。
3、直接作用和间接作用
4、因子作用的阶段性
由于生物生长发育不同阶段对环境因
子的需求不同，因此因子对生物的作用 也具有阶段性。
5、生态因子的不可替代性和补偿作用
一个生态系统能够长期保持其结构和功
能的相对稳定性，如组成成分和数量比例 持久地没有明显的变动，物质和能量的输 入和输出接近相等的状态。
兔数量增加
兔数量减少 兔的食 物增加 兔因饥 饿死亡 植物减少 植物增加 兔吃少 量植物 兔吃大 量植物
狼数量增加 狼数量下降
狼因饥 饿死亡
狼的食 物增多
兔数量增加 兔数量减少
（1）热能，它温暖大地，推动水分循环，产 （2）光化学能，为植物光合作用所利用和固