环境学基础复习资料

一、环境的定义

从环境科学的角度看，“环境”同样是一个决定学科性质特点、研究对象和研究内容的基本概念。它研究的环境(environment）的中心事物是人类，环境也就是以人类为主体的外部世界的总体，即人类生存与繁衍所必需的、相适应的环境或物质条件的综合体。环境可以分为自然环境和人工环境两种。环境是一种资源，具有资源性。

二、环境要素规律

①最差（小）限制定律。该定律是指“整体环境的质量，不能由环境诸要素的平均状态决定，而是受环境诸要素中与最优状态差距最大的要素控制”，这是针对环境质量而言的。

②各环境要素的等值性。无论各个环境要素本身在规模或数量上如何不相同，但只要是一个独立的因素，那么它对于环境质量的限制作用并无质的差异。任何一个环境要素，只要处于最差状态，对环境就有相同的限制作用，即对环境质量的限制具有等值性。

③各环境要素整体效应大于个体效应之和。环境诸要素互相联系、互相作用产生的整体效应，是个体效应基础上质的飞跃。

④各环境要素互相联系。环境诸要素在地球演化史上的出现的顺序虽然有先后之别，但它们是相互联系、相互制约和相互依赖的。从地球演化的角度看，某些要素孕育着其他要素。例如岩石圈的形成为大气的出现提供了条件；岩石圈和大气圈的存在，又为水的产生提供了条件；岩石圈、大气圈和水圈又孕育了生物圈。

三、环境功能和特性

（l）环境的功能

环境的首先功能是为人类生存和繁衍提供必需的资源。

其次是环境的调节功能。

第三是环境的服务功能。

最后是环境的文化功能。

（2）环境特性

a. 环境的整体性和区域性

b. 环境变动性和稳定性

c. 环境的资源和价值性

四、生态系统的功能

2.1.

3.1 生物生产

（l）初级生产过程

（2）次级生产过程

2.1.

3.2 能量流动

生态系统的能量流动是通过以下两个途径实现的。

a. 光合作用和有机成分的输入 就是绿色植物利用光合作用把太阳能转换为有机能贮存在机体内。这个途径在生态系统物质生产过程中得以体现。

b. 呼吸作用和有机物质的输出 生物有机体的呼吸作用消耗能量，以热的形式散发到周围环境。

生态系统中能量流动有以下几个特点。

a．生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，只有1.2%左右。

b. 能量只朝一个方向流动。

c. 能量流动过程中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以热的形式散失掉。

d.各级消费之间能量利用率也不高，平均约10%（见图2.5）。

e. 只有当生态系统生产的能量与消耗的能量平衡时，生态系统的结构和功能才能保持动态平衡。

2.1.

3.3 物质循环

水循环、气体型循环、沉积型循环

大气中的氮进人生物有机体内主要有以下四种途径．

a.生物固氮 豆科植物和其他少数高等植物能通过根瘤菌固定大气中的氮供给植物利用。

b.工业固氮 通过工业手段，将大气中的氮气合成氨或者铵根离子供植物利用．

c.岩浆固氮 火山喷发时，喷射出的岩浆可以固定一部分氮。

d.大气固氮 雷雨天发生的闪电形成电离作用，可使氮气转化成硝酸盐并经雨水带进土壤。

（4）磷循环

2.1.

3.4 信息传递

（1）物理信息

（2）化学信息

（3）营养信息

（4）行为信息

五、初级生产

总初级生产量地表单位面积、单位时间内植物光合作用生产有机物质的数量称作总初级生产量（gross primary production），单位g/（m2·a）或者kJ/（m2·a）。

净初级生产量绿色植物为了维持自己的生存也需要呼吸，呼吸作用和光合作用正好相反，呼吸作用要消耗一部分光合作用过程中产生的有机物质，除去消耗的部分，剩下的有机物质才是积累形成的“生物量”，称为净初级生产量（net primer ， production）。

净初级生产量用下面公式表示NP = GP－R（式中NP ― 净初级生产量；GP ― 总初级生产量；R ― 呼吸量。）

净初级生产量随时间积累形成植物生存量，它的一部分被植食性动物所消耗，一部分枯枝落叶供分解者分解。

初级生产在空间上和时间上的分配都是不均匀的，陆地生态系统中初级生产在热带最旺盛，产生的初级生产量也最高，从热带向两极逐渐减少。在任何纬度，当降雨减少时，初级生产量也要减少。在海洋，因为缺少养分，生产力很低。相同气候带的草原比森林生产力要低些。

生态系统中的初级生产在水平方向上存在差异，在垂直方向上也有

不同，一般是森林中乔木层初级生产力最高，灌木层次之，草本层更低。地下部分也有着相似的变化，水体中阳光直接照射的水面，并不是生产力最高的地方，生产力最高的地方通常是在数米深的水层。它决定于水的清晰度和浮游植物的密度，过强的阳光对浮游植物生长不利，早晨和晚上的光照强度比较适合。

此外，许多环境因素如光照及其强度、温度、降雨及植物群落的垂直结构等都影响着初级生产过程。大气污染（如二氧化硫、臭氧等）对生态系统生物生产的危害作用也非常明显。

六、人口对环境的影响

1人口增长对水资源的影响

（1）人口激增加剧了水土流失和水早灾害

（2）节水意识和节水技术水平低，加快了淡水资源短缺

（3）水资源的不合理利用，造成水质恶化

2人口增长对土地资源的影响

3人口增长对能源的影响

4人口增长对森林、草原的影响

5 人口增长对气候变化的影响

（1)人口快速增长使大气化学组成发生变化的现象日益突出

（2）人口快速增长严重破坏下垫面的自然性质

（3）人口快速增长使局部气候变化日益明显

6 人口增长对环境的污染

分析人口、环境与经济发展的关系式

科曼尔模型公式可表示