环境生态学教学文档资料

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1、环环 境境 生生 态态 学学主讲：杨红薇主讲：杨红薇2一、环境新闻解读一、环境新闻解读浙江浙江武义熟溪河成了武义熟溪河成了“大草原大草原”2013.8.232013.8.23熟溪河水生植物溢出橡皮坝冲向下游熟溪河水生植物溢出橡皮坝冲向下游 2013.8.262013.8.26连续高温酷暑以及河道污染，为水葫芦生长创造了条件。图为一位村民划着小船穿行在长满水葫芦的浙江省绍兴市迪荡湖边。中国新闻图片网供图来源：中国环境报作者：时间：2013-08-14淮河水污染淮河水污染6未来未来现象现象发生什么了？发生什么了？原因原因为什么发生？为什么发生？处理处理怎么办？怎么办？走向走向如何预测预防？如何预测

2、预防？思考过程7武义熟溪河富营养事件河面被水葫芦和浮萍覆盖，远远看去，都快成河面被水葫芦和浮萍覆盖，远远看去，都快成“大大草原草原”了。了。本来，水葫芦和浮萍能够净化水质，但当数量达到本来，水葫芦和浮萍能够净化水质，但当数量达到一种程度，反过来又会消耗水中的氧气，如果情况严重，一种程度，反过来又会消耗水中的氧气，如果情况严重，还会危及水中其它生物的生存。还会危及水中其它生物的生存。1 1 河道上有一道拦河堤坝，叫做橡皮坝河道上有一道拦河堤坝，叫做橡皮坝 2 2 连日干旱缺水，上游没有水流下来连日干旱缺水，上游没有水流下来 3 3 连日连日3030C C以上的气温以上的气温 4 4 熟溪河上游有

3、不少养猪场，直接将猪粪排入江中熟溪河上游有不少养猪场，直接将猪粪排入江中1 1 清淤清淤 2 2 打捞打捞 3 3 禁污禁污饮用水安全？饮用水安全？8判断所需的背景知识？910本课程主要介绍环境生态学的理论和研究方法。要求学生掌握生态学的基本原理，熟悉进行生态学研究的基本方法；通过生态学基础理论的学习，能应用生态学原理分析各种环境问题，并具备应用生态学原理解决各种环境问题的知识和能力。介绍个体、种群、群落、生态系统、景观等层次的生态学基本原理，阐述人类所面临的重大生态环境问题，并运用生态学原理阐明人类生产生活活动对生态对环境的影响及解决这些问题的生态对策和方法，如环境污染治理的生态对策、生态监

4、测、生态环境质量评价、生态风险评估、生态规划等。1112成绩计算成绩计算 平时作业和出勤平时作业和出勤 占占20%20%期中考查期中考查 占占10%10%期末考试期末考试 占占70%70%作业构成：作业构成：1.1.找一个与环境或生态问题相关的实例找一个与环境或生态问题相关的实例 2.2.针对某类环境或生态问题，运用生态学知针对某类环境或生态问题，运用生态学知识进行分析，并提出解决途径或措施。识进行分析，并提出解决途径或措施。13第一章 绪 论 什么是生态学？什么是环境生态学？环境生态学的研究内容 环境生态学的发展 环境生态学研究的方法l思考题思考题14 第一节 生态学概述一、生态学概念生态学

5、（ecology）是由德国生物学家（Ernst Heinrich Haeckel）于 1866年首次提出的，并于 1886年创立了生态学这门学科。赫克尔把生态学定义为研究。他指出：“我们可以把生态学理解为关于有机体与周围外部世界的关系的一般学科，外部世界是广义的生存条件。”15 生态学研究的基本对象是两个方面的关系：其一为的关系 其二为的关系。因此：生态学是研究生物之间、生物与环境之间的相互关系的科学。16二、生态学的起源及发展 阶段一：16世纪前生态学的萌芽阶段阶段二：17世纪至19世纪生态学的初创阶段阶段三：20世纪前半叶生态学的巩固阶段阶段四：20世纪后叶以后现代生态学发展阶段17生态学

6、作为一门科学开始成长 1866年，Haeckel提出ecology一词，并首次提出了生态学生物学定义。丹麦植物学家Warming的和波恩大学A.F.W.Schimper的全面总结了19世纪末之前生态学的研究成就，被公认为生态学的经典著作，标志着生态学作为一门生物学的分支学科的。18第一，地植物学或植物群落学的理论、方法和学术派别的产生、完善和发展已经到了第二，有了较大的发展。第三，提出了，并在生态系统研究方面有了很大发展，生态学正在由植物群落研究向生态系统研究方向迈进。第四，基本的生物生态学学科。第五，生态学。第六，生态学的涌现。19现代生态学较传统生态学而言，有如下特征：第一，研究层次上向宏

7、观与微观 第二，研究 第三，研究有很现代生态学发展的总体特征总体特征是：吸收其他学科的理论、方法及先进科学技术成就，从而生态学的，同时生态学向其他学科领域扩散或渗透，促进了生态学时代的产生，以至大量涌现。20国际生物学计划国际生物学计划(IBP)(IBP)IBP IBP（International Biological ProgramInternational Biological Program）执行期间为六十年代初）执行期间为六十年代初期到七十年代中期，是生态系统研究一个十分重要的发展阶段。期到七十年代中期，是生态系统研究一个十分重要的发展阶段。IBPIBP由由国际科学联合会国际科学联合会

8、(ICSU)(ICSU)组织，组织，。这一时期，许多国。这一时期，许多国家也都组织了以生态系统为研究对象的大型综合研究计划，如比利时家也都组织了以生态系统为研究对象的大型综合研究计划，如比利时的的VirellesVirelles计划计划(Belgian Virelles Project)(Belgian Virelles Project)、英国的、英国的MeathopMeathop森林计森林计划划(The English Meathop Wood Project)(The English Meathop Wood Project)、前西德的、前西德的SollingSolling计划计划(The

9、(The West-Germany Solling Project)West-Germany Solling Project)、美国的生物群落研究、美国的生物群落研究(Biome(Biome Studies)Studies)计划及瑞典的针叶林计划计划及瑞典的针叶林计划(Swedish Coniferous Project)(Swedish Coniferous Project)等。等。这些计划针对世界上一些这些计划针对世界上一些。21 按其研究对象的不同等级单元分类按照生物栖息的不同场所分类按照生态学在自然科学及社会科学领域中的运用分类按照生物学分类分支为研究对象分类按照学科渗透方向分类 三、

10、生态学的分类22l生物圈生物圈生态科学生态科学l生态系统生态系统l景观景观l群落群落l种群种群l个体个体l系统系统l组织组织l器官器官l分子分子l细胞细胞生物科学生物科学生命科学生命科学231个体生态学（autecology）个体生态学以生物的个体为研究对象，研究它与自然环境之间的相互关系，探讨环境因子对生物个体的影响以及生物个体对环境所产生的反应。2种群生态学（poPulation ecology）种群是指一定时间、一定区域内同种个体的组合。在自然界中一般一个种总是以种群的形式存在，与环境之间的关系也必须从种群的特征及 其增长的规律来探讨和分析。种群生态学研究的主要内容是种群密度、出生率、死

11、亡率、存在率和种群的增长规律及其调节等。243群落生态学（comxnunit ecology）群落生态学以生物群落为研究对象。所谓群落是 指多种植物、动物、微生物种群聚集在一个特定的区域内，相互联系、相互依存而组成的一个 统一的整体。群落生态学研究的主要内容是群落与环境间的相互关系，揭示群落中各个种 群的关系，群落的自我调节和演替等。4生态系统生态学（ecosystem ecology）生态系统生态学以生态系统为研究对象。生态系统是指生物群落与生活环境间由于相互作用而形成的一种稳定的自然系统。生物群落从环境中取得能量和营养，形成自身的物质，这些物质由一个有机体按照食物链转移到另一个有机体，最后

12、又返回到环境中去，通过微生物的分解，又转化成可以重新被植物利用的营养物质，这种能量流动和物质循环的各个环节都是生态系统生态学的研究内容。5.生物圈生态学2526生物圈 生态学研究的最高组织层次271、陆地生态学2、水域生态学森林生态学草原生态学沙漠生态学农田生态学城市生态学海洋生态学淡水生态学28生态学的许多原理和原则在人类生产活动的许多方面得到了应用，并与其他一些应用学科及社会科学相互渗透，产生了许多应用生态学科。农业生态学森林生态学渔业生态学自然资源保护生态学污染生态学环境生态学放射生态学人类生态学社会生态学人口生态学城市生态学经济生态学生态工程学29普通生态学动物生态学植物生态学微生物生

13、态学昆虫生态学鱼类生态学鸟类生态学兽类生态学按照生物学分类分支为研究对象，可将生态学分为30生态学和数学相结合，利用数理分析的方法研究种群生态系统，产生了系统生态学。生态学和物理学相结合，产生了能量生态学。用热力学第二定律解释生态学系统产生了功能动态学。生态学与化学相结合，产生了化学生态学，它对认识种群的信息调节机理，指示种群与环境关系的本质有重大的意义。随着宇航事业的发展，产生了宇宙太空生态学，它是探讨太空生态因子对人类和其他生物产生影响的一门科学。31目前，许多人认为生态学已经不是生物学的分支学科，而是生物学与环境科学的交叉学科32第二节第二节 环境生态学定义、形成和发展环境生态学定义、形

14、成和发展一、环境生态学定义是环境科学与生态学之间的交叉学科，是生态学的重要研究下生态系统内在变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学不同于经典生态学，解决的是和两类环境问题33二、环境生态学的形成产生背景：人类面临越来越严峻的当代环境问题，人类及地球上生物的生存受到越来越严重的威胁1、环境问题 全球环境或区域环境中由于环境质量的改变出现的不利于人类生存和发展的现象，概括称为环境问题。l由的环境问题：第一类环境问题（地震、洪涝、干旱和滑坡等）。l由的环境问题：第二类环境问题（环境污染、生态破坏）。3435 环境问题最初是从人类对生态环境的破坏开始的l 古代经济发

15、达的美索不达米亚、希腊l 中国古代文明的发源地黄河流域 18世纪后半叶开始，工业革命后，工业污染和工业原材料开发引起环境破坏 20世纪60年代开始，西方发达国家公众的环境意识日益强烈，展开了声势浩大的环境运动，要求政府采取有效措施治理日益严重的环境污染。环境污染和生态破环所造成的影响，已从局部向区域乃至全球范围扩展2、环境问题的产生36 1873、1880、1882、1891、1892年英国伦敦曾多发生可怕的有毒烟雾事件。英国的泰晤士河几乎成为臭水沟。大片矿区及邻近土地成为不毛之地。1934年5月美国发生了一次席卷半个国家的特大尘暴，从西部干旱草原地区几个州的开垦土地上卷起大量尘土，以每小时9

16、6160km的速度向东推进最后消失在大西洋上。这次风暴刮走西部草原3亿多吨土壤，是美国历史上一次重大灾难。37二战后：马斯河谷事件：1930年12月15日，比利时马斯河谷工业区工业区处于狭窄盆地中发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累。3天后，有人发病，症状为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。多诺拉事件：1948年10月2631日，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇。该镇处于河谷，10月最后一个星期大部地区受反气旋和逆温控制，加上2630日持续有雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素。发病者 5911 人，占全镇总

17、人口43%。症状是眼痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻；死亡17人。38 洛杉矶光化学烟雾事件：20世纪40年代初期，美国洛杉矶全市50 多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于50千米长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧气为主的光化学烟雾。39 伦敦烟雾事件：1952年12月58日，英国伦敦市。58日，英国几乎全境为浓雾覆盖，4天中死亡人数较常年同期约多4000人：45 岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死亡的，约为平时2倍。事件发生的1周中，因支气管炎死亡的人数是平时的9.3倍。四日市哮喘事件：1961年，日本四日市。

18、1955年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气严重污染城市空气。重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾。1961年，哮喘病发作。1967年，一些患者不堪忍受痛苦而自杀。1972年，全市共确认哮喘病患者达817 人，死亡10多人。米糠油事件：1968年3月，日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油时所用的脱臭热载体多氯联苯，由于生产管理不善，混入米糠油中，人食用后中毒，患病者超过1400人。至78月份，患病者超过5000人，其中16人死亡，实际受害者约13000 人。40 水俣病事件：19531956 年，日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾的鱼中毒，人食毒鱼后受害。1972年，日本环境厅

19、公布：水俣湾和新县阿贺野川下游汞中毒者有 283 人，其中60人死亡。痛骨病事件：19551972年，日本富山县神通川流域锌、铅冶炼工厂等排放的含镉废水污染了神通川水体。两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米含镉，居民食含镉稻米和饮用含镉水而中毒。19631979年3月，共有患者130人，其中死亡 81 人。4119841984年年印度博帕尔事件印度博帕尔事件 1212月月3 3日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱，操作不当，致使地下储罐内剧毒的甲基异厂因管理混乱，操作不当，致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄。氰酸脂因压力升高

20、而爆炸外泄。4545吨毒气形成一股浓密的吨毒气形成一股浓密的烟雾，以每小时烟雾，以每小时50005000米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近两万人，受害两万人，受害2020多万人，多万人，5 5万人失明，孕妇流产或产下死万人失明，孕妇流产或产下死婴，受害面积婴，受害面积4040平方公里，数千头牲畜被毒死。平方公里，数千头牲畜被毒死。423、当前世界面临的主要环境问题 当前人类所面临的主要问题是人口人口问题、资源问题、生态破坏问题和环境问题、资源问题、生态破坏问题和环境污染问题污染问题。它们之间相互关联、相互影响，成为当今世界环境科学所关注的主要问题。43三、环境生态

21、学的发展环境生态学成为一门独立的科学始于20世纪五六十年代。20世纪60年代初寂静的春天的出版极大地推动了环境生态学的发展，人类与环境等书使人们认识到人类活动是如何影响地球表面的大气圈、水圈、土壤圈和生物圈的自然过程。20世纪70-80年代是环境生态学的迅速发展时期，生态学方面的刊物开始出现。1987年加拿大的Bill Freedman 出版的环境生态学标志着环境生态学的框架已基本形成。44寂静的春天寂静的春天 蕾切尔蕾切尔卡尔逊卡尔逊45第三节 环境生态学的研究内容、方法一、环境生态学的研究内容人为干扰下生态系统的内在变化机理和规律各类生态系统的功能、保护和利用生态系统退化的机理及其修复解决

22、环境问题的生态对策全球性环境问题的研究46人与生物圈计划人与生物圈计划 人与生物圈计划，简称MAB，是联合国教科文组织科学部门于1971年发起的一项政府间跨学科的大型综合性的研究计划。是一项着重对关系进行生态学研究的一项多学科的综合研究计划。为合理利用和保护生物圈的资源，保存遗传基因的多样性，改善人类同环境的关系，提供科学依据和理论基础，以寻找有效地解决人口、资源、环境等问题的途径。人与生物圈计划受到世界各国的重视，已有100多个国家参加，有的国家已成立了人与生物圈国家委员会。中国于1972年参加这一计划并当选为理事国，1978年成立了中华人民共和国人与生物圈国家委员会。我国有10个课题被纳入

23、人与生物圈计划，有26个自然保护区加入了世界生物圈保护区。（它们是卧龙、鼎湖山、长白山、梵净山、武夷山、神农架、锡林郭勒、博格达峰和盐城等。）47人与生物圈计划共有人与生物圈计划共有1414个研究项目个研究项目1、日益增长的人类活动对热带、亚热带森林生态系统的影响；2、不同的土地利用和管理实践对温带和地中海森林景观的生态影响；3、人类活动和土地利用实践对放牧场、稀树干草原和草地（从温带到干旱地区）的影响；4、人类活动对干旱和半干旱地带生态系统动态的影响，特别注意灌溉的效果；5、人类活动对湖泊、沼泽、河流、三角洲、河口、海湾和海岸地带的价值和资源的生态影响；6、人类活动对山地和冻原生态系统的影响

24、；7、岛屿生态系统的生态和合理利用 8、自然区域及其所包含的遗传材料的保护；9、病虫害管理和肥料使用对陆生和水生生态系统的生态评价；10、主要工程建设对人及其环境的影响 11、以能源利用为重点的城市系统的生态问题；12、环境变化和人口数量的适应性、人口学和遗传结构之间的相互作用；13、环境质量的认识；14、环境污染及其对生物圈影响。48二、环境生态学的发展趋势生态系统对人为干扰的反应机制与监测退化生态系统的恢复和重建生态规划、生态安全和生态风险预测环境生物技术和生态工程区域生态环境建设49三、环境生态学的研究方法宏观研究与微观研究结合野外调查、实验室和长期定位试验结合多学科交叉、综合研究系统分析方法和数学模型的应用新技术的应用（遥感、地理信息技术、生态模拟等）50课后要求：课后要求：一、掌握以下名词：一、掌握以下名词：1.1.生态学生态学2.2.环境生态学环境生态学3.3.环境问题环境问题4.4.生态破坏生态破坏5.5.环境污染环境污染 二、思考题二、思考题1.1.试列举试列举1 1个生活中观察到的环境污染或生态破坏案例，个生活中观察到的环境污染或生态破坏案例，说明解决该环境问题需要进行哪些工作？或需要进行那说明解决该环境问题需要进行哪些工作？或需要进行那些研究？掌握哪些基础知识？些研究？掌握哪些基础知识？THANK YOU