环境生态学复习要点1.环境生态学的定义环境生态学(environmental ecology)就就是研究人为干扰下,生态系统内在的变化机理、规律与对人类的反效应,寻求受损生态系统恢复,重建与保护对策的科学。
2.环境生态学研究的内容(一)人为干扰下生态系统内在变化原理与规律(二)生态系统受损程度的判断(三)各类生态系统的功能与保护措施的研究3.生物多样性的概念及内容(包括那几块内容)➢生物多样性(biodiversity)反映了地球上包括植物、动物、菌类等在内的一切生命都有各不相同的特征及生存环境,它们相互间存在着错综复杂的关系。
➢生物多样性包括:●物种多样性●遗传多样性●生态系统多样性●景观多样性4.环境的概念•环境科学研究的中心事物就是“人”,则环境就是“人类生存的环境”,在此基础上定义: 影响人类生存与发展的各种天然的与经过人工改造的自然因素的总与。
•生态学研究的中心事物就是“生物”,则环境就是“生物生存的环境”,可定义:直接或间接影响生物生存与发展的各种因素的总与。
5.生态因子的概念●生态因子(Ecological Factor) :环境中对生物生长、发育、生殖、行为与分布有直接或间接影响的环境要素。
●生存条件:生态因子中生物生存不能缺少的环境要素。
●生态环境:一定区域所有生态因子的总与。
●生境(Habitat):特定生物体或群体的栖息地的生态环境。
6.生态因子作用的一般特征(五个方面)•综合作用: 生态因子间相互联系、相互影响、相互制约•主导因子作用:生态因子非等价•阶段性作用: 生物发育的不同阶段,需要不同•不可替代性与补偿性作用:生态因子间不可替代,但在一定程度上可以补偿•直接作用与间接作用:–直接因子:直接对生物发生影响的生态因子–间接因子:通过影响直接因子而对生物发生影响生态因子7.生态因子的限制性作用•限制因子–在众多生态因子中,任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子–最小因子定律–植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素,这些处于最低量的营养元素称最小因子。
– 耐受性定律8. 生态幅的基本概念• 生态幅 (ecological amplitude)的概念– 每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即有一个生态上的最低点与最高点。
在最低点与最高点(或称耐受性的上限与下限)之间的范围、– 它反映了生物对环境因素的适应能力。
9. 生物圈的概念• 全球生态系统的总与称为生物圈。
• 生物圈的组成:由大气圈的下层、水圈与岩石圈的上层(风化壳)组成。
• 生物圈的形成:生物与地球环境的相互作用。
10. 生态位理论• 生态位 (niche)– 指物种在生物群落或生态系统中的地位与角色;– 在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其在相关种群之间的功能关系– 基础生态位与实际生态位– 基础生态位:物种能栖息的、理论上最大的空间– 实际生态位:物种实际占有的空间11. 种群的基本特征、高斯假说、种群增长、中度干扰假说生物种群的特征及动态:种群的概念及特征、种群的增长、种群的数量变动及生态对策、种群调节• 内禀增长率 rm:– 环境的好坏对种群增长率就是有直接影响的,所以种群增长率的可比性也有问题,内禀增长率即不受限制的增长率。
当环境无限制 (空间、食物与其她有机体在理想条件下) ,稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长率• 种群增长模型 最著名的就是逻辑斯谛方程(logistic equation):– 微分式为:)()1(KN K rN K N rN dt dN -=-= – 积分式为:rt a t e k N -+=1 从微分式瞧,在前有的指数曲线方程上增加了一个新项(1-N/K)r-选择与K-选择• 按栖息环境与进化对策的生物分类– r-对策者生物与K-对策者生物• r-选择与K-选择理论– r-选择:种群增长率最大;K-选择:种群竞争能力最大种群关系(:种间与种内)–种内关系:生物种群内部个体之间的关系–种间关系:同一生境中所有不同物种之间的关系种间关系类型类型种1 种2特征1、偏利作用2、原始合作3、互利共生4、中性作用5、竞争:直接干涉型6、竞争:资源利用型7、偏害作用8、寄生作用9、捕食作用+ ○+ ++ +○○—————○+ —+ —种群1偏利者,种群2无影响对两个物种都有利,但非必然对两物种必然有利两物种彼此无影响一物种直接抑制另一种资源缺乏时间接抑制种群1受抑制,种群2无影响种群1寄生,个体小于种群2种群1为捕食者,通常个体大于2高斯假说(竞争排斥原理):•在一个稳定的环境内,两个以上受资源限制的、但具有相同资源利用方式的物种,不能长期共存在一起•要求相同资源的两个物种不能共存于一个空间(生态位相同的两个物种不能共存) •长期共存在同一地区的两个物种,由于剧烈竞争,她们必然会出现栖息地、食物、活动时间或其她特征上的生态位分化12.生物群落的群落基本特征及种类组成生物群落(biocoenosis)–在特定生境下,具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用,具有一定的外貌与结构,包括形态结构与营养结构,并具有特定功能的生物集合体。
–也可简述为:一个生态系统中具有生命的部分即为生物群落。
生物群落的群落基本特征(一)具有一定的种类组成群落均由动物植物与微生物组成,种类成分及数量就是生物多样性的基础(二)具有一定的外貌外形首先决定群落的类型(三)具有一定的群落结构包括形态结构,生态结构,与营养结构(四)形成群落环境群落对环境必然有改造作用(五)不同物种之间的相互影响相互适应,相互竞争(六)一定的动态特征生命本身就是不断运动,演化与进化的(七)一定的分布范围不同群落总就是分布在特定的生境中(八)边界特征明显的边界少见,大多情况下存在过渡带生物群落的种类组成1)最小面积2)种类组成性质分析3)种类组成的数量特征4)物种多样性5)物种多样性的时空变化规律6)物种多样性空间变化学说7)种间关联群落的结构(一)群落的结构单元(二)群落的垂直结构(三)群落的水平结构(四)群落的时间结构(五)群落交错区与边缘效应群落组成与结构的影响因素1 生物因素–竞争对生物群落结构的影响–捕食对生物群落结构的影响2 干扰对生物群落结构的影响3 空间异质性与群落结构4 岛屿与群落结构5一个物种丰富度的简单模型6 平衡说与非平衡说13.干扰对群落结构的影响中度干扰假说–不同程度的干扰,对群落的物种多样性的影响就是不同的–群落在中等程度的干扰水平能维持高多样性•干扰频繁(即强干扰) ,则先锋种不能发展到演替中期,多样性较低•干扰间隔时间长,演替发展到顶极期,则多样性也不很高•中等程度的干扰,才能使群落多样性维持最高水平,它允许更多物种入侵与定居14.生物群落演替理论(演替方向)➢群落就是一个动态系统。
➢一种群落取代另一种群落的过程称为群落演替或生态演替,演替达到的最终相对稳定状态,就就是顶级群落生物群落演替理论:•单元顶级论•多元顶级论•顶级—格局假说生物群落演替方向•进展演替:群落的演替显示着群落就是从先锋群落经过一系列的阶段,到达中生性顶极群落。
这种沿着顺序阶段向着顶极群落的演替过程称之为进展演替•逆行演替:发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后,原来稳定性较大,结构较复杂的群落消失,代以结构简单、稳定性小的群落,利用环境与改造环境能力相对减弱,甚至倒退到裸地15.有毒物质的迁移与转化迁移(transport)就是重要的物理过程,包括分散、混合、稀释与沉降等;转化(transformation)主要就是通过氧化、还原、分解与组合等作用,会发生物理的化学的与生物化学的变化16.生态平衡与人类社会可持续发展策略生态系统中的能量流动、物质循环与信息交流总就是不断地进行着,在一定时间内,生态系统内的生物种类与数量相对稳定,它们之间及它们与环境之间的能量流动、物质循环与信息交流也保持稳定,达到统一协调的状态,这种平衡状态就叫生态平衡。
生态平衡就是动态的与相对的平衡,其主要特征包括:(1)生物的种类与数量保持相对稳定;(2)物质与能量的输入与输出保持相对的稳定;(3)物质与能量的循环与流动保持合理的比例与速度;(4)生态系统具有良好的自我调节能力。
17.生态系统的功能(一)生物生产:初级生产→次级生产(二)能量流动:生产者→消费者→分解者(三)物质循环:生物←→环境(四)信息传递:包括营养信息、化学信息、物理信息与行为信息等,构成信息网。
18.生态系统的能量流动生态系统中总的有机体物质称为生物量。
光合细菌与植物等生产者所制造的有机质被称为生态系统的初级生产力。
地球上总的初级生产力就是一定的,因此,生态系统中的能量分配与利用也就是有限度的。
由于通过食物链后能量的逐级损失,食物链中的能量也由下向上呈现下宽上窄的金字塔型,称为能量金字塔。
19.生态系统的物质循环碳、氮、磷与水等许多与生命活动相关联的物质以多种形式—生物的或非生物的形式,原子的、分子的或生物大分子的形式等在自然界中循环,这些物质的循环叫生物地球化学循环。
20.生态系统服务定义生态系统服务:生态系统与生态过程所形成的及所维持的人类赖以生存的自然环境与效用(对人类有用)。
(课本)生态系统服务:由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质与生态过程所产生的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务。
生态系统服务:就是指人类直接或间接从生态系统得到的利益,主要包括向经济社会系统输入有用物质与能量、接受与转化来自经济社会系统的废弃物,以及直接向人类社会成员提供服务(如人们普遍享用洁净空气、水等舒适性资源)。
服务、功能与产品三者就是密切相关的21.生态系统服务功能的主要内容1、有机质的生产与生态系统产品(食品、能源与药品)2、生物多样性的产生与维持(基因库、生态稳定性)3、调节气候(固定CO2、释放氧气)4、涵养水源、减缓灾害5、保持水土、维持土壤功能6、传粉播种7、控制有害生物(生物防治)8、净化环境(生态修复)9、感官、心理与精神益处(生态旅游)10、精神文化的源泉(诗歌散文、佛教文化)22.生态系统服务功能价值的特征、分类(了解)、评估方法(了解)生态服务功能价值的特征:(一)整体实用性(二)空间固定性(地域性)(三)政府效益性(两面性)(四)用途多样性(五)共享性(六)持续有用性生态服务功能价值的分类系统:McNeely系统、Pearce系统、Peaece与Warford 系统、UNEP系统、OECD系统、中国价值分类体系生态服务功能价值类型及其内涵直接价值:➢非显著实物型直接价值:生物多样性为人类提供的服务➢显著实物型直接价值:以提供人类直接产品形式间接价值:生态功能价值选择价值:生物多样性潜在价值的将来利用价值遗产价值:后代利用价值存在价值:(社会伦理价值)为确保某种资源的存在而自愿支付的费用生态服务功能价值的评估方法市场定价与替代花费法:•市场价格法•替代花费法•生产成本法环境偏好显示法:旅行费用法(TCM)•享乐价格法(HPM)•规避行为与防护费用法•条件价值评估(CVM)绿色国民经济账户•可持续收入与绿色GDP•环境调整的经济账体系(SEEA)与环境发展指标(EDP)23.全球主要生态系统类型服务的功能价值(了解)全球生态系统服务价值中国生态服务的价值中国与全球生态服务的比较➢面积比值基本接近➢陆地所提供的生态系统效益价值低于全球水平中国生态系统服务价值的空间分布规律➢南方比北方提供更大价值的生态系统效益价值➢北方湿地具有极大的生态系统效益价值➢边远地区具有相对较高的生态系统效益价值24.干扰及其定义、特性、划分干扰的定义:群落外部不连续存在,间断发生因子的突然作用或连续存在因子的超“正常”范围波动,这种作用或波动能引起有机体或种群或群落发生全部或部分明显变化,使生态系统的结构与功能发生位移。