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第三章生态环境

第一节生态学基本知识

一、生态学（Ecology）定义

生态学( ecology ) 一词由德国学者E.H.Haeckel于1866年提出,他认为：“生态学是研究生物有机体与其无机环境之间相互关系的科学”。

ecology一词源于希腊文，由词根"oiko"和"logos"演化而来，"oikos"表示住所，"logos"表示学问。因此，从原意上讲，生态学是研究生物"住所"的科学。不同学者对生态学有不同的定义。

关于生态学的其它几个定义：

英国生态学家Elton(1927)的定义是“科学的自然历史”；

澳大利亚生态学家Andrewartha(1954)认为，生态学是研究有机体的分布与多度的科学，强调了对种群动态的研究；

美国生态学家Odum(1959，1971，1983)的定义是研究生态系统的结构与功能的科学；

我国著名生态学家马世骏认为，生态学是研究生命系统和环境系统相互的科学。

二、生态学的发展

1.生物学分支学科阶段：

20 世纪60 年代以前, 生态学基本上隶属于生物学的一个分支学科。

2.综合性学科阶段：

20 世纪60 年代以后，突破了生物科学的范畴, 成为当代最为活跃的科学领域之一。

3.发展展望：

生态学将以生态系统为中心, 以生态工程为手段, 在协调人与自然的复杂关系, 探求全球走可持续发展道路的战略, 做出重要贡献。

三、生物与环境的关系

（一）生物不能脱离环境而存在

生物的起源、进化和发展都不能脱离环境，每个生物个体发育的全部过程，不断地与环境进行物质和能量交换。

（二）环境影响生物的生理、形态和分布

环境对生物的影响很大，生物在生长、发育的各个阶段对环境有不同的要求，但生物对环境也有适应性。

适应性包括两方面，一是生物不断改变自己，形成一定特性和性状，以适应改变的环境；二是保留有利于生物生存和繁殖的各种特征，充分利用稳定条件下的资源，巩固自身的竞争能力。适应也是一种暂时的现象，它不是永久的，当适宜的环境变化了，适应就会失去其作用，并且还会成为有害的，致死的因素。

雄鹿的角是一种防御和攻击的武器，一般长得大一些有利，但长得太大就成了生活中的负担，变成不利因素，如已绝灭的爱尔兰鹿（Megaloceros），雄性两角的长枝展开宽度约近3米。一些古生物学家认为，爱尔兰鹿发达的角尽管在性选择中曾起过作用，占优势，但也是它绝灭的主要原因。

形态结构的适应

形态结构的适应

（三）生物影响环境

1、生物能改变大气成分

现代人类经济活动不断加速改变大气成分，特别是CO2增多，CH4增多，森林减少等也改变大气成分。

2、生物对水体的影响

生物死亡残体在湖底大量沉积，随有机物积累，湖底变高，逐渐沼泽化，出现沼泽植物，由于过渡积水，处于缺氧环境，有机残余部分分解缓慢，引起泥炭积累。

3、生物参与岩石和土壤的形成

组成地壳的物质有一部分是有机岩，它们是地质历史时期动、植物残骸堆积而成。植物死亡后，经微生物分解，养分进入土壤，在土壤中又被活的植物重新利用。

4、形成新的地貌形态，改变环境面貌。

四、生物与环境的协同进化

环境选择和影响着生物，生物也对环境进行着能动适应，反作用于环境，改变了的环境又对生物产生生态作用。生物与环境相互影响、相互选择、相互适应、共同发展的过程就形成了生物与环境的协同进化。

人类与环境理应协同发展，人为地使环境恶化、资源枯竭及人口爆炸等，必将导致与环境的不相协调，遭到环境的报复。

第二节生态系统

一、生态系统的概念

生态系统是指在一定的时间和空间内，由生物群落及其生存环境共同组成的生态平衡系统。

二、生态系统的组成

1、生产者

是生物成分中能利用太阳能等能源，将简单无机物合成为复杂有机物的自养生物。如陆生的各种植物，水生的高等植物和藻类，还包括一些光能细菌和化能细菌。如硝化细菌能将NH3

氧化为HNO2和HNO3，并利用氧化过程中释放的能量，把CO2、H2O合成为有机物。这类细菌虽然合成的有机物质不多，但它们对某些营养物质的循环却有重要意义。

初级生产者也是自然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的媒介。

2、消费者：

是靠自养生物或其它生物为食而获得生存能量的异养生物，主要是各类动物。

3、分解者：

这类生物也属异养生物，故又有小型消费者之称，包括细菌、真菌、放线菌和原生动物。它们在生态系统中的重要作用是把复杂的有机物分解为简单的无机物，归还到环境中供生产者重新利用。

在生态系统中，分解者是重要的生物群之一，其数量之多十分惊人。据估算，在农田生态系统中的细菌重量，平均每公顷有500公斤以上，至于细菌总个数则是一个天文数字！

生态系统的组成图片

三、生态系统的类型

（一）按环境中水体的状况划分

生态系统可划分为水生生态系统和陆生生态系统两大部分。

（二）按人为干预程度划分

1、自然生态系统

2、半自然生态系统

3、人工生态系统

自然生态系统

半自然生态系统

人工生态系统

森林生态系统

2、主要自然生态系统类型

草地生态系统

荒漠生态系统

淡水生态系统

海洋生态系统

湿地生态系统

四、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。

（一）形态结构

生态系统的生物种类、种群数量、种的空间位置、种的时间变化等构成了生态系统的形态结构。