生态学基础

生物评价: 是指用生物学方 法按一定标准对一定范围 内的环境质量进行评定和 预测。
通常采用的方法:
指示生物法 生物指数法 种类多样性指数法等
2. 对污染环境的生物净化
大气污染物的生物净化 水体污染的生物净化
大型人类活动对环境的影响
三峡工程 南水北调
三峡工程
南水北调
生态工程
3) 污染物的富集和迁移
B.能量流动：
1)媒介：同物质循环
2)能量流动特点：
• 生产者(绿色植物)对太阳能的利用率低，只有1·2% • 为单向流动； • 流动中能量逐渐减少，每经过一级均有能量以热量形
势散失；
• 各级能量流动遵循1/10 定律，即各级能量利用率低 • 只有当生态系统生产的能量与消耗的能量相平衡时，
丹麦：Kalunborg 生态工业园区
该园区以发电厂、炼油厂、制药厂和石膏制 板厂4个厂为核心企业，把一家企业的废弃物 或副产品作为另一家企业的投入或原料，通 过企业间的工业共生和代谢生态群落关系， 建立“纸浆—造纸”、“肥料—水泥”和 “炼钢—肥料—水泥”等工业联合体。
Kalunborg 的工业共生仍在不断进化，其成功提示 着人为创造这种副产品交换网络的可能性。
生态系统的结构和功能才保持动态平衡
3) 1/10定律： 能量在各能量级之间流动时， 各级所吸收的能量为前一级传递的总能量的 10%（平均值)
人
10 kcal
二级消费者
100kcal
一级消费者 绿色生产者
能量金字塔
1000kcal 10000kcal
C.信息交流
1) 营养信息 2) 化学信息 3) 物理信息 4) 行为信息
通过观测小白鹭的生态行 为学变化,确立种群和生态 系统受污染的程度。
通过指示生物来监测环境质量 能清晰准确地揭示出污染对人 类健康的潜在威胁,是传统环境 监测的一项突破。
这一研究成果对指导控制污染 的湿地保护政策的制定,为强化 污染控制力度等提供重要依据。 据了解,目前有关部门正在着手 制定具体措施,将这一研究成果 用于沿海和内陆的湿地管理
生态系统
2.生态系统的组成
必要组成部分:
生产者（自养者：绿色植物为主）
生物成分
分解者：细菌
转变者：细菌 非生物成分 阳光
营养分
非必要组成部分：各级消费者
关系图
阳光
生产者
各
级
消
费
营养分
还原者
者
3.生态系统的功能
A.物质循环：
1)媒介：通过食物链（网）完成 2)循环 :
主要循环物质有：
水（H、O）、碳（C）、氮（N）、磷（P）
“ 生态工程是利用生态系统中物种共生与物 质循环再生原理及结构与功能协调原则，结 合结构最优化方法设计的分层多级利用物质 的生产工艺系统。
生态工程的目标就是在促进自然界良性循 环的前提下，充分发挥物质的生产潜力，防 治环境污染，达到经济效益与生态效益同步 发展”
-----马世俊
生态工程案例
农业生态工程 污水处理生态工程 生态工业与生态工
3) 生态系统的变化与发展，是在不平衡
平衡 行的。
不平衡中的物质与能量流动中进
C. 破坏生态平衡的因素
1)自然因素
2)人为因素
❖ 环境因素的改变 ❖ 生物种类发生变化
3)信息系统的破坏
三、 生态环境问题
1）生态安全 2）森林锐减与水土流失 3）土地退化与荒漠化 4）地下水位下降与地面沉降 5）湿地退化 6）生物多样性
环境保护与可持续发展
第二章 生态学基础
2020/5/13
1
CHAP 2 生态学基础
§2-1 生态学基础 一、生态学与生态 1. 生态学（Ecology）：
A. 传统定义：研究生物与其生活环境相互关 系的学科。(侧重于植物、动物)
B.现代生态学：研究生命系统与环境 系统之间相互作用的规律及机理
1)生命系统：自然界具有一定结构和调节 功能的生命单元。
这项欧盟与发展中国家科技合作项目是由江西省科学 院、意大利帕维亚大学、西班牙巴塞罗那大学、巴基 斯坦农业研究中心等单位共同完成的。
其内容包括:
分别从受工业污染的湿地、 农业污染的湿地以及相对 未受污染的湿地上,采用非 侵害方式采集雏鸟羽毛、 鸟卵和捕食物样品进行化 学分析,以确定污染物和污 染程度,
在该园区，以杜邦公司的尼龙线头回收为核心推行 企业零排放改革，不仅减少了污染，而且还带动了 环保产业的发展，在老工业区发展了新的产业空间。 其突出特征是通过重新利用老工业企业的工业废弃 物，以减少污染和增进效益。
而今，旧钢铁铸造车间已变成一个用太阳能处理废 水的生态车间，而旁边是利用循环废水的肥皂厂， 紧临的是急需肥皂厂副产物做原料的另一家工厂， 这样有可能建立起一个完整的生态工业网络。
确保生态安全的措施
第一，必须探索建立一套有效的国际环境合作机 制及国际环境危机自理机制，这是国际生态安全 领域的当务之急。
第二，建立卓有成效的环境保护机构。 第三，开展生态安全的理论研究，树立正确的生
态安全观。 第四，研究生态安全的具体政策问题，制定正确
的生态安全政策和规划，将生态安全工作法定化、 制度化。
其特点是基于园区所在地丰富的特定资源， 采用废物资源化技术构建出核心工业生态链， 进而扩展成工业生态网。
Choctaw生态工业园区
英国：生态工业园
Londonderry Eco-Industrial Park, UK Knowsley Park, UK Crewe Business Park ，UK Trafford Park, UK
美国：改造型的Chattanooga生态工业园区。
田纳西州小城Chattanooga曾经是一个以污染严重闻 名全美的制造业中心。
生态安全
概念：是指一个国家生存和发展所需的 生态环境处于不受或少受破坏与威胁的 状态。
生态破坏将使人们丧失大量适于生存的空 间，并由此产生大量生态灾民而冲击周边 的社会稳定。
生态安全的意义
反映了人类对由环境问题引起的安全问题 以及安全问题所涉及的环境问题的深切关 注，分别拓展了环境观和安全观的内涵。
水生生物
浮游植物：《环境监测技术规范》6页 浮游动物：《环境监测技术规范}) 8页 着生生物：《水和废水环境监测分析方法》469-471页 底栖动物：《水和废水环境监测分析方法》471-475页
该项目是用群栖的鹭科水鸟——小白鹭作为指示生物, 来评估中国和巴基斯坦境内湿地污染水平及其影响
这种革新方式对老工业区改造很有借鉴意义，并且 更能适应老工业企业密集的城市
美国：全新型的Choctaw生态工业园区
基于俄克拉何马州大量的废轮胎资源，采用 高温分解技术可将这些废轮胎资源化而得到 炭黑、塑化剂和废热等产品，进一步可衍生 出不同的产品链。
这些产品链与辅助的废水处理系统一起构成 一张工业生态网。
2)环境系统：是自然界的光、热、空气、 水分以及各种有机物和无机元素相互作 用所共同构成的空间
来自百度文库
2.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：
比较的项目 生 态 学
环境学
定 义 研究生命系统与环研究人类活动与
境系统之间相互作 其 环 境 质 量 关 系
用的规律及机理 的科学
生态工业园区介绍
我国：贵港国家生态工业（制糖）示范园区
蔗糖厂 蔗渣
原料
制糖厂
电力
蔗髓
热电联产系统
电力 废糖蜜
电力 造纸厂
电力
电力 酒精厂
废气废水
环境综合处理
生态工业园区介绍
丹麦：Kalunborg生态工业园区 英国：生态工业园区 美国：Chattanooga 工业生态园
Choctaw生态工业园区
业园区
生态工业与生态工业园区
生态工业：
指仿照自然界生态过程物质循环的方式来 规划工业生产系统的一种工业模式
在生态工业系统中各生产过程不是孤立的， 而是通过物质流、能量流和信息流互相关联， 一个生产过程的废物可以作为另一过程的原 料加以利用。
生态工业追求的是系统内各生产过程从原料、 中间产物、废物到产品的物质循环，达到资 源、能源、投资的最优利用。
生态学在环境保护中的应用
1. 对环境质量的生物监测与生物评价 生物监测: 是指利用生物对环境中污染物质
的反应，即利用生物在各种污染环境下所发 出的各种信息，来判断环境污染状况的一种 手段。
案例介绍：
我国环境监测的标准分析方法 以鹭鸟为指示生物监测湿地环境污染
微生物
细菌总数：《水和废水监测分析方法》500—502页 总大肠菌群：《水和废水监测分析方法》502—505页
4.生态平衡
A. 定义：指系统内各要素之间相互关 系，相互制约，在一定的条件下，保持 自然的、暂时的、相对的平衡关系。
B. 特点：
1) 为一暂时的、相对的动态平衡： 由生态
系统内部的自动调节能力所致。
2) 生态系统结构越复杂，组成越多，物质与 能量的途径越多，调节能力越强，平衡易保持。
反之，调节能力越弱，平衡就不易保持。
生态安全是免于因环境恶化而造成的对人类 生存的威胁，
生态安全是免于因环境争端或冲突而形成的 对人类群际关系上的威胁。
生态安全的意义
生态安全对于社会稳定与国际稳定具有重要意义， 对于整个人类及其后代的生存与发展具有深远意 义。
生态安全观的形成对国家的防务活动、外交事务 以及环境保护具有广泛、深远的影响，生态安全 问题的解决大大加强了国际间广泛的合作。
研究对象 以一般生物为对象 以人为主要对象
研究内容 环境因素与生物之 将 环 境 与 人 类 生
间的相互关系
活的相互影响作
为整体来研究
所属范畴 自然科学
交叉性学科，涉及
自然科学、社会科
学等
二、生态系统的概念与功能
1.生态系统(Ecosystem)： 是指生命系统和环境系统在特
定空间的组合。
种群 群落