1、第二章 生態學基本知識2-1 概述一 、生態學 1定義：是研究生物與其生存環境之間相互關系及其作用機理的科學 生物：動物200多萬種,植物30多萬種,10多萬種 自然環境 環境 社會環境 2022/7/141 2 種群 種群是在特定的時間和一定的空間中生活和繁殖的同種個體所組成的群體。 3 群落 群落是指在一定的自然區域內，相互之間具有直接或間接關系的各種生物的總和為之。2022/7/142 二、 生態系統 1定義：在一定時空里,由生命系統（動物、植物和微生物）和環境系統組成的一個整體。 注意四點： 是客觀存在的實體； 由生物成分和非生物成分組成； 各成員間有機地組織在一起，具有統一的整體功能

2、； 一個生態系統的劃分有人為因素，可大可小。2022/7/143 圖 生態系統示意圖 （非生物的物質 .生產者.消費者.分解者）2022/7/144 2組成 2022/7/145 生產者 消費者 土壤營養庫 分解者 物質循環 能量流動 2022/7/146說明： 1）消費者之間可以構成食物鏈,其中各環節稱作營養級,一般生產者為第一營養級,一級消費者為第二營養級通常45級,各級間能量利用率約為10%. 一切生物均經光合作用儲存能量; 縮短食物鏈可以提高能量利用率; 食物鏈長,說明生活富裕: 亞洲：糧食 人 歐洲：糧食 牲畜 人 豬多 肥多 糧食多 是顛倒的食物鏈.2022/7/147 2)環境中

3、污染物隨食物鏈富集,危害人類. 與人類有關的兩條食物鏈 陸地： 土壤 農作物 畜禽 人 水體中：水體 浮游植物 浮游動物 魚類 鳥類 人 美國密執安湖中PCB(polychlorinated biphenyl) 海水 魚類 鳥類 人 ppm： 0.010.000001 0.0110 1100 0.110 美國密執安湖中DDT 水 湖泥 蝦 魚 鳥 ppm：0.000002 0.014 0.041 36 99(5107) 倍數比： 7000 3 73146 1633 北極愛斯基摩人137Cs過量:苔蘚 馴鹿 人食用富集 無機汞 有機汞,致使毒性增加.2022/7/148 圖 溫帶草原生態系統的食

4、物鏈示意圖 2022/7/149 3)生物圈是地球上最大的生態系統2022/7/1410 3生態系統的功能 1）能量流動 五大特征： 一切能量來源于太陽能； 太陽光合作用儲存能量； 能量通過食物鏈進行傳遞： 能量單向流動； 能量流動過程中逐級遞減（十分之一定律）。 能量在流動過程中遵循熱力學第一定律和熱力學第二定律.2022/7/1411 2）物質循環 主要有：C、H、N、O、S、P、Zn、Mn、Cu、Mo、Co、Ca、Mg、K、H2O等. 重點是C、N、O、H2O. 氮的循環： 水的循環： 2022/7/1412氮的循環示意圖：2022/7/1413水的循環示意圖：2022/7/1414氮的

5、循環： 固氮：生物固氮：豆科植物及其他高等植物根瘤菌 工業固氮：合成氨 巖漿固氮：火山爆發時的巖漿固氮 大氣固氮：雷雨閃電時通過電離作用 合計91.8106萬噸 利用：進入土壤中NH3NO2-(NO3-) 氨基酸蛋白質動物 食用 動物新陳代謝(排泄) 蛋白質分解 NH3、尿素和尿酸 排出： 進入土壤 動植物尸體土壤微生物分解為CO2、H2O、NH3 一部分經硝化成NO2-(NO3-) 被植物吸收 一部分反硝化游離N2到大氣中 總之返回大氣中的氮量為： 85.0106 萬噸 固氮作用超過反硝化作用,每年多680萬噸,出現富營養化現象.2022/7/1415 3）信息聯系 物理信息： 化學信息：

6、行為信息： 營養信息：達爾文的營養信息鏈： 貓多 田鼠 土蜂 三葉草多2022/7/14162-2 生態平衡 一、生態平衡的概念 在一定條件下,生態系統中能量流動和物質循環表現為穩定的狀態. 二、特點 動：動態平衡 定：相對穩定（能量、物質、生物種類和數量） 變：外界條件發生變化,可破壞現存的生態平衡. 小：不超過循環規律 大：平衡破壞2022/7/1417 三、生態平衡破壞的原因 自然原因(第一環境問題,天災)自然異常變化原因 如火山、地震、海嘯、臺風、水旱、流行病 人為原因(第二環境問題,人禍)由兩方面造成： 對自然資源不合理利用,濫砍亂伐,濫捕動物. 排放污染物,如重金屬、農藥、石油等

7、生物種類成分的改變危害 環境因素的改變 信息系統的破壞2022/7/1418四、改善生態平衡的主要對策 1森林方面的對策 2草原方面的對策 3水域方面的對策 4農田方面的對策2022/7/14192-3 生態學在環境保護中的應用一、環境質量的生物監測與評價二、環境污染的生物凈化與治理三、病蟲害的生態防治2022/7/1420小青魚監測水污染這種小魚之所以能擔當起水質監督員的“重任”，是因為它敏感的體質能夠比較精細地反映出水質的細微變化。生物監測的神奇由此可見一斑。如今，生物監測在水、大氣、土壤的環境質量監測上都可有所作為。我國在上世紀70年代初就開展利用植物監測大氣污染的研究工作，測定木本植物

8、葉片中的硫、氯、氟化物和鉛、鎘等含量以了解大氣污染狀況，篩選指示植物，建立植物受害“癥狀學”，在利用多種植物含污量和生長量綜合評價大氣環境質量等方面，都取得進展。地衣、苔蘚對大氣中不同濃度的二氧化硫、氟化氫等反應很敏感。根據地衣、苔蘚植物的多度（對物種個體數目多少的一種估測指標，多用于群落野外調查）、蓋度（植物基部的覆蓋面積）以及種類數量的變化，繪制污染分級圖，能清楚地顯示出大氣污染的程度和范圍，還可以在一定程度上反映污染歷史。在土壤污染監測方面，大到螻蛄，小到土壤線蟲，都可對土壤環境狀況作出相應的反應。苔蘚監測土壤污染2022/7/1421由于深海動物的食物多是來自于海洋表面各種有機殘骸，而

9、實際到達海底的各種有機物的量因時而異。研究人員指出，深海動物的食物供應受到多種形式氣候變化的影響，如風涌水(wind-driven upwelling)，表層海水和深層海水混合等。這些原因導致從表層海水沉降至海底的有機質的量每年都有差異。如一種重要的深海魚鱈魚(grenadier)，在1989年至2004年間，其數量翻了一番。研究人員推測，這種變化可能與氣候變化和商業化捕撈都有關系。Ni?o事件。再如一種常見的物種海參(sea cucumber)，研究人員發現，該物種在其中一個研究站點自1998年起就在該區域銷聲匿跡，而該地區在1997-98年發生了厄爾尼諾現象 PNAS Report2022

10、/7/1422（一）指示植物及其受害癥狀對大氣污染反應靈敏，用以指示和反映大氣污染狀況的植物，稱為大氣污染的指示植物。 空氣污染物一般通過葉面上的氣孔或孔隙進入植物體內，侵襲細胞組織，并發生一系列生化反應，從而使植物組織遭受破壞，呈現受害癥狀。這些癥狀雖然隨污染物的種類、濃度以及受害植物的品種、曝露時間不同而有差異，但具有某些共同特點，如葉綠素被破壞、細胞組織脫水，進而發生葉面失去光澤，出現不同顏色（黃色、褐色或灰白色）的斑點，葉片脫落，甚至全株枯死等異常現象。2022/7/14232022/7/14242022/7/14252022/7/14262022/7/14272022/7/14282

11、022/7/14292-4 生物多樣性減少與保護 一、生物多樣性（biodiversity）概念及其含義 概念：就是地球上所有的動物、植物和微生物及其所構成的 綜合體。 生態系統多樣性 含義 物種多樣性 遺傳基因的多樣性 二、生物多樣性是人類生存的基礎 直接利用價值 間接利用價值 潛在利用價值 2022/7/1430生物多樣性公約指出，生物多樣性“是指所有來源的形形色色的生物體，這些來源包括陸地、海洋和其他水生生態系統及其所構成的生態綜合體；它包括物種內部、物種之間和生態系統的多樣性。”在漫長的生物進化過程中會產生一些新的物種，同時，隨著生態環境條件的變化，也會使一些物種消失。所以說，生物多樣

12、性是在不斷變化的。 近百年來，由于人口的急劇增加和人類對資源的不合理開發，加之環境污染等原因，地球上的各種生物及其生態系統受到了極大的沖擊，生物多樣性也受到了很大的損害。有關學者估計，世界上每年至少有5萬種生物物種滅絕，平均每天滅絕的物種達140個，估計到21世紀初，全世界野生生物的損失可達其總數的15%30%.在中國，由于人口增長和經濟發展的壓力，對生物資源的不合理利用和破壞，生物多樣性所遭受的損失也非常嚴重，大約已有200個物種已經滅絕；估計約有5000種植物在近年內已處于瀕危狀態，這些約占中國高等植物總數的20%；大約還有398種脊椎動物也處在瀕危狀態，約占中國脊椎動物總數的7.7%左右

13、。因此，保護和拯救生物多樣性以及這些生物賴以生存的生活條件，同樣是擺在我們面前的重要任務。生物多樣性減少2022/7/143150年后將有超過30的物種滅絕潘基文援引科學證據指出，由于人類活動的強烈干擾，生物物種的消失速度比自然滅絕速度快了1000倍。但直至今日，仍有許多人意識不到生物多樣性對于人類的生存以及控制氣候變化、水資源供應和糧食安全的重要意義。他強調，保護環境是既能造福人類又能帶來收益的有效投資。“我們不應將保護環境看作是一種成本，它是一種投資，而且和各國政府為鞏固本國經濟增長和創造人類福祉所做的其他投資緊密相關，維持和恢復自然基礎設施每年能夠帶來數萬億美元的收益。” 潘基文呼吁各國

14、盡快行動以遏制生物多樣性減少的趨勢2022/7/1432西雙版納的熱帶雨林何以頻頻被毀？現狀 熱帶雨林越來越少影響 雨林減少引起氣候變化原因 執法機關陷入兩難境地對策 盡快建立生態補償機制西雙版納2022/7/1433美國國家地理評出2006年十大動物故事2048年人類將無海鮮可吃巴布亞新幾內亞一海洋保護區內的美麗景象一項研究稱，除非人類從現在開始更好的管理和保護海洋，不然，到2048年人們將失去絕大部分海洋魚類和貝類。研究顯示，海洋生物多樣性的丟失正在加速，29%的人類食用的海洋生物已經瀕臨崩潰，照此下去，到2048年，海產品將急劇減少，甚至絕跡。2022/7/1434國王登基60周年，泰國

15、漁民承諾停止捕撈巨型鯰魚在湄公河里曾生活著很多這種巨型鯰魚，但在上個世紀由于大量的捕撈致使其數量急劇下降90%到95%，如今大約只剩百來頭巨型鯰魚。2003年，巨型鯰魚已被世界自然保護聯盟列為瀕危珍稀物種。2022/7/1435非洲乍得野生動物保護區上百大象被屠殺一個由生物學家帶領的考察小組在非洲一處野生動物保護區邊界發現了令人觸目驚心的象群屠殺點。經過勘查，探險隊發現狩獵者從5月就開始在那里屠殺大象，有些還是在幾天前被殺的。甚至當探險隊試圖降落在屠殺點時，狩獵者還向他們的飛機開槍試圖趕走他們。2022/7/1436國際野生動物保護協會發布最新瀕危動物名錄國際野生動物保護協會發布最珍貴的稀有動

16、物報告，列出了12種瀕危動物，其中包括哺乳動物、兩棲動物、爬行動物和鳥類。報告稱，“滅絕是悲劇，在能夠預防的情況下滅絕，是更大的悲劇”。 這種島嶼灰狐是美國最小的狐貍，只能在加利福尼亞的海峽群島上找到，如今只剩下不到一千只。2022/7/1437白頭葉猴：祖籍越南下龍灣的吉婆島。這個物種的數量在過去40年里已經減少了98%。為滿足中藥的需求，獵人們殺死葉猴；棲息地的破壞也造成了葉猴的死亡。幸存的59只葉猴分裂成幾個獨立的群體，近親繁殖非常嚴重。小頭鼠海豚。小頭鼠海豚是最小的鯨目動物，也是最瀕危的動物之一。在墨西哥的加利福尼亞北部灣，這種身長1.5米的小頭鼠海豚經常被困在漁網中溺死。2022/7

17、/1438犁頭龜。馬達加斯加西北部的犁頭龜僅剩約400頭，可能在30年內滅絕。2009年政治動亂控制了這個國家，從此以后，進行國際寵物貿易的走私販在那里暢行無阻。亨氏牛羚：圖為肯尼亞察沃國家公園拍到的亨氏牛羚（獵人稱之為大羚羊）。它是非洲最瀕危羚羊之一，只能在肯尼亞和索馬里邊境附近的一個小區域看到它的蹤影。這種動物僅剩約600頭，盜獵和干旱帶來了嚴重的后果。2022/7/14392-4 生物多樣性減少與保護 三、生物多樣性喪失的危害 生態環境退化加劇，物種面臨威脅 外來入侵物種危害嚴重 生物安全管理亟待加強 四、生物多樣性的保護 加強法制建設，積極開展宣傳教育工作； 摸清現狀； 建立野生動植物

18、保護基地； 建立自然保護區就地保護； 離體保護：種質庫、基因庫等。2022/7/1440江蘇大豐麋鹿國家級自然保護區位于江蘇省沿海中部的大豐市境內，由原國家林業部與江蘇省人民政府于1986年聯合創建。1997年經國務院批準，升格為“國家級自然保護區”，總面積78000公頃，其中核心區2668公頃。 大豐市副市長范大玉說，建區20年來，保護區在科研保護工作及生態環境建設工作均取得了卓越的成就。 他介紹說，世界珍稀物種麋鹿由當年引進時的39頭發展成現在的1000多頭，種群數量增長了20多倍，占全球同類物種的32%左右，在世界同類物種保護事業中占據重要地位。現已成為世界上最大的麋鹿自然保護區，擁有世

19、界上最大的麋鹿種群，建立了世界上最大的麋鹿基因庫。麋鹿在大豐的發展速度比世界平均水平高出約19個百分點，目前已成為世界拯救瀕危物種的一個成功的范例。 江蘇大豐成“中國麋鹿之鄉” 拯救瀕危物種范例2022/7/14412022/7/1442環保組織干擾見效日捕鯨目標未完成3月3日，在南極海域，反捕鯨人士在“海洋守護者協會”麾下的船只“史蒂夫歐文”號上向日本捕鯨船“勇新丸”號投擲“酸彈”。當日，反捕鯨人士將20多個裝有丁酸的瓶子扔到日本捕鯨船“日新丸”號上，造成日方人員眼部灼傷。2022/7/1443國家禁令擋不住虎骨酒熱銷(圖)早在1993年，國務院就頒布了禁止虎骨的一切貿易活動的文件。今年9月

20、1日，中華人民共和國瀕危野生動植物進出口條例即將實施，但本報記者日前在廣西平南縣調查時發現，虎骨酒依然在生產、暢銷。2022/7/1444中華鱘是地球上最古老的脊椎動物，是魚類的共同祖先古棘魚的后裔，距今有一億四千萬年的歷史。和恐龍生活在同一時期。中華鱘在分類上占有極其重要地位，是研究魚類演化的重要參照物，在研究生物進化、地質、地貌、海侵、海退等地球變遷等方面均具有重要的科學價值和難以估量的生態、社會、經濟價值。但由于種種原因，這一珍稀動物已瀕于滅絕。保護和拯救這一珍稀瀕危的“活化石”對發展和合理開發利用野生動物資源、維護生態平衡，都有深遠意義。從它身上可以看到生物進化的某些痕跡，所以被稱為水生物中的活化石。中華鱘的保護現狀及其保護意義2022/7/1445 2006年完成營造林面積457萬公頃，其中人工造林完成252萬公頃。林業重點工程完成營造林面積297萬公頃，占全年營造林面積的65%。全民義務植樹18.9億株。截至2006年底，全國共命名國家級生態示范區233個，自然保護區達到2395個，其中國家級自然保護區26