生 物 与 环 境
一、生态系统概述
二、生态系统的能量流动、物质循环和
信息传递
三、生物圈和群落型
四、生态平衡与调控
五、人类与环境
生命世界从微观到宏观的 组织层次
细胞 组织 器官 个体 种群
群落 生态系统 生物圈
生态学（ Ecology）：
研究生物与环境相互依赖、制约和
协调关系的科学。
?概念、组分及特征
?生态系统（ ecosystem）
生物群落与其生存环境之间,以及生物种
群相互之间密切联系、相互作用，通过物质
交换、能量转换和信息传递，成为占据一定
空间、具有一定结构、执行一定功能的动态
平衡整体，称为生态系统。
一、生态系统概述
?生态系统的基本组分
?生物组分 —— 生物群落（ biotic
community）
在一定地理区域内，生活在同一环境
下的各种动物、植物和微生物等的种群，
彼此相互作用，组成具有独特成分、结构
和功能的不同种群集合体。
?群落中物种的多样性和优势种
?群落结构：垂直分布、水平分布、时间
分布
?生态位 （ ecological niche）
生物种群在群落中的生活方式和它们
在时间和空间上所占有的地位。生态位不
同于栖息地，栖息地代表种群的, 住址,
，
而生态位是种群赖以生存的, 职业, ；生
态
位相似的物种，发生竞争。
生态位的多样性是群落结构相对稳定
的基础。
?环境组分
?无机与物理性环境因子：
辐射（光）、温度、湿度与水分、化
学因素（大气成分、水中盐分、酸碱度）、
土壤等。
?生物对环境因子的耐受性和限制因子
每种生物对环境因子的耐受范围，称生
态幅（ ecological amplitude）；
各种生物的生长速度受它所需环境因子
最低量因素的限制，称为最低量定律
（ low of minimum）
?种内与种间关系
?捕食 （ predation）
?竞争 （ competition）
?寄生 （ parasitism）
?共栖 （ commensalism）
?合作 （ protocooperation）与
互利共生 （ mutualism）
?化学互助和 拮抗
?生态系统的基本特征
?生物群落是生态系统的组成核心；
?生态系统具有一定的地区特点和空
间结构；
?生态系统表现明显的时间特征，具
有从简单到复杂，从低级到高级的
发展规律；
?生态系统的代谢活动是通过物流与能
流过程实现的；
?生态系统在结构和功能方面具有复杂
的动态平衡特征；
?生态系统具有不同程度的开放性，不
断地与外界进行物质和能量交换及信
息传递，从而维持系统的有序状态。
?生态系统的食物链和食物网
?食物链和食物网的概念
生态系统中储存于有机物中的化学能，
通过一系列吃与被吃的关系，把生物与生物
紧密地联系起来，这种以食物营养关系彼此
联系起来的生物序列，称为 食物链 （ food
chain）。
生物群落中错综复杂的食物关系，使多
条食物链彼此交联，形成 食物网 （ food
web）。
?食物链中的功能类群
?生产者（ producers）
?消费者（ consumers）
?还原者或称分解者（ decomposer）
?食物链的类型
?捕食食物链
?碎食食物链
?寄生性食物链
?腐生性食物链
?食物链的基本特点
?同一食物链中常包含有食性和其它生活
习性极不相同的多种生物；
?同一生态系统中，可能有多条食物链，
长短不同，营养级数目不等；
?不同生态系统，各类食物链的比重
不同；
?生态系统中，各类食物链总是协同
起作用的。
?食物网不仅维持生态系统的相对平
衡，并推动生物进化，是自然界发
展演化的动力。
二、生态系统的能量流动、物质循
环和信息传递
?生态系统能量流动
?生态系统能量存在的形式
?辐射能,日光能是地球上一切生物的最终
能源。
?化学能,化合物中储存的能量，生命活动的
基本能量形式。
?机械能,动物运动赖于肌肉收缩产生机械能。
?电能,电子转移对生物体的能量转化非常
重要。
?生物能,参与生命活动的任何形式的能量，
均称生物能。
?生态系统的能量流动遵循热力学定律
?能量守恒与转化
‘ ?生态系统是一个开放系统，通过光合
作
用引入负熵；通过呼吸，把正熵值转到
环境。
?生态系统中的能源和能流（ energy
flow）
?能流和营养水平（ trophic levels）
地球上依赖于绿色植物和各种藻类利用
日光进行光合作用，每年生产约 1 700亿吨有
机物。
各类生物以地球生态系统初级生产者的总
生产量 /年为起点，能量按食物链顺序的流动，
即 能流 。
能流过程中，各类生物所处的地位称为营
养水平。营养水平和食物链的环节是有限的
（通常 4 ~5个）
?能量转化效率和生态金字塔
?能量转化效率：指某一营养级所固定的
能量与上一营养级所携有的能量之比。
?十分之一定律：营养水平每上升一级所
得能量只有原来营养水平的 10%。
?生态金字塔（ ecological pyramid）
生态系统中，当能量传递其营养级由
低向高推进时，每级的个体数目、生物量
或所含能量呈递减式塔型分布，称 生态金
字塔 。
?生态系统中的物质循环
?物质循环的有关概念
?生物地球化学循环
（ biogeochemical cycle）
在生态系统乃至生物圈内，各种化学元素
沿特定途径，从环境到生物体，又从生物体
再回归到环境，这种不断流动和循环过程。
?生物富集作用（ biological enrichment）
生态系统中同一营养级上众多种群或个
体，从环境中积蓄某种元素或难于分解的
化合物，致使生物体内该物质的浓度超过
环境中的浓度的现象。例,DDT的富集现
象。
?水循环
?气体循环（碳、氧、氮的循环）
?碳的循环
?氮的循环
?沉淀循环（钙、钾、纳、镁、磷等盐
类的循环）
?磷的循环
?生态系统中的信息传递
生态系统中信息流（传递、接受和感
应）存在于不同组织水平，是生物长期进
化的结果。
?生态系统中的信息种类
?物理信息：声、光、电、热等
?化学信息：代谢分泌物、植物次生代谢物等
?营养信息：影响生物的迁徙等
?行为信息
?生态系统中信息传递的特征
?具有可传扩性、永续性；
?具有时效性、分享性与转化性。
?生态系统中的信息传递
?动物之间的信息传递是通过神经系统
和内分泌系统进行的；
?动物之间的信息传递决定生物的多种行为。
?取食：视觉、味觉、听觉信号对动物
取食的影响；
?居住：物理信号和食物信号影响栖息地的选择。
?防护行为,拟态（ imicry）、警戒色
（ warning color）,保护色 （ protective color）
?性行为：性外激素（ pheromone）；
?生物的群集作用：食物、环境和信息素的作用。
?信息在生产实践中应用
?光信息的应用：调节控制生物的发生发展；
?化学信息的应用：趋光性和趋化性的利用，
,迷向法, 防治害虫；
?声信息的应用：超声处理种子；声纳捕
鱼；番茄听音乐。
三、生物圈和群落型
?生物圈（ biosphere）
?生物圈地球上的生物和它们所生活的
环境的总称。
生物圈包括水域、岩层表面、土壤和大
气圈的下部。
生物圈是最大的生态系统
?生物群落型（ biome）
?陆生群落型
?热带雨林 （ tropical rain forest）
?亚热带常绿阔叶林 （ subtropical evergreen forest）
?温带落叶阔叶林 （ temperate deciduous forest）
?北方针叶林 或泰加林 （ boreal coniferous
forest or taiga forest）
?温带草原 （ temperate grassland）
?荒漠 （ desert）
?苔原 （ tundra）
?水生群落型
?淡水生物群落：流水和静水
?海洋生物群落,地球表面的 70%，平均
深度 4 000M
四、生态平衡及调控
?生态平衡
?生态平衡（ ecological equilibrium）
的概念：
一个生态系统在长时间内，其结构和功能
相对稳定，物质与能量的输入、输出接近平衡，
在外来干扰下，通过自然调节（或人为调控）
能恢复原初的稳定状态。
?生态平衡是动态的平衡过程,自
然界生态系统的发展过程与各类群落
的演替过程是一致的，因此生态平衡
是长期生态适应的结果。
?生态平衡的失调和重建
?生态平衡失调：
当外来干扰超过生态系统自我调节能
力，而不能恢复到原初的稳定状态。
?生态平衡失调的原因
?生物种类的改变（新种的引入或优势种
的消失）
?森林和植被的毁灭
?环境的破坏（资源滥用、水土流失、气
候干燥、水源枯竭等）
组 图
?重建生态平衡的对策
?自觉协调人与自然的矛盾，利用与保
护兼顾；
?积极提高生态系统抗干扰能力（建立
人工生态系统）
?注意政府干预和政策的调节
?重大生态学问题
? 全球变化 (global change)的概念
- 是由于人类活动加剧 (主要是燃烧化石燃料和砍伐
森林等 ),造成大气中的温室气体 (CO2,NOx,CH3,
CFCs)增加,由此造成全球性的气候变化,并带来一系
列生态环境变化的过程,包括气温升高、海平面增高
、生物多样性丧失、环境污染加剧、荒漠化扩大等
- 全球变化是迄今为止人类面临的最大生态环境问题
,引起了各国政府的广泛关注
- 全球变化研究是一个多学科的领域,不同的国际机
构单独或联合提出了众多的研究计划
? 全球变化的几个典型事件举例
-,生物圈二号” 实验失败的教训 1991-1995 美国人在亚利桑那进行
的大规模住人控制环境实验。实验的失败恰好预测了人类地球将面临
的问题 --CO2升高，元素循环中断和生物多样性变化等。该事件告诉人
们，地球是目前最完美的生态系统，人们利用高科技不可能创造象地
球这样完美的生态系统
- 长江特大洪灾 1998中国从南到北,从东到西的大部分地区,都发
生了洪水灾害或洪水影响，造成的直接经济损失就超过 2000亿人民币
！造成 2150多万 hm2农作物受灾。问题的原因是由于江河上游乱砍乱
伐森林造成的
- 沙尘暴 2000年北方发生 14次沙尘暴,2001年 16次。 2000年 12月 31日 -
2001年 1月 2日，内蒙古锡林浩特市持续时间 25-75小时，风力达 6-11级
，风速达到每秒 14-26米，降温 8-10度，最大能见度为 100米，最低为 0
米。在这场沙尘暴中共走失 104人，其中 27人冻死，走散丢失牲畜 30万
头，其中确认死亡 15.66万头。沙尘暴主要是由于草原地区的人口增加
和过度放牧引起
? 生物圈二号
? 沙尘暴 (2000,14次； 2001,16次 )
? 各国政府采取的相应对策
-京都议定书 (Kyoto Protocol) 关于减少 CO2等温室
气体排放的国际协议,1994年 3月 21日生效
-联合国气候变化公约 (The United Nations
Framework Convention on Climate Change,UNFCC)
控制全球温暖化的国际公约,1992年 6月生效，
143个国家签约
- 荒漠化防治公约
? 国际 全球变化重要研究计划 (举例 )
- 世界气候研究计划 (WCR)
- 国际地圈生物圈计划 (IGBP)
- 过去的全球变化 (PAGES)
- 全球变化与陆地生态系统 (GCTE)
- 海岸带陆海相互作用 (LOICZ)
- 土地利用与土地覆盖变化计划 (LUCC)
- 全球变化的分析、研究和培训系统 (START)
- 全球变化的人文因素计划 (IHDP)
- 生物多样性计划 (DIVERSITAS)
五、人类与环境
?人类与环境的关系 —— 对立统一
?环境概念
?广义环境：自然环境、工程环境和
社会环境；
?狭义环境：自然环境，
? 问题是怎样产生的
- 人口和技术 能力的增长，造成自然生态系统的破坏在全世界
范围内有增无减，尤其在经济发展中国家更为严重
- 受威胁的自然生态系统包括热带雨林、萨王那群落、亚热带
森林、温带森林、温带草原、水生生态系统、荒漠
- 城市化、资源开发造成新的废弃地如建筑废地、农田撂荒地
、垃圾填埋场、矿山废弃地等
- 列出 世界范围内受威胁的生态系统清单、受害等级、分布面
积，并在此基础上开展这类生态系统的恢复与抚育工作为当
前最为紧迫的任务
?生态系统退化
? 北方退化山地
? 南方退化山地
? 刀耕火种上山坡
? 沙地草地的退化
? 水生生态系统的退化
? 前人致富,后人,..
? 无奈的城市垃圾
?恢复生态学理论
? 生态因子原理 [地球上的一切植物群落及其组成的植物种
类的存在都时刻离不开它们所需要的外界生态因子，如日光
、温度、水分、矿物质、氧气和二氧化碳等 ]
? 最小因子定律 [在构成对生物必要组成部分的众多生态因
子中,其中某一种的量缺少成为限制因子 ]
? 种间关系原理 [种间关系原理则强调在长期的自然演化过
程中存在的生物物种之间存在的各种关系，主要是正相关关
系 (相生或共生 )和负相关关系 (相克或竞争 )]
? 群落演替理论 [群落演替包括正向演替代 (向顶极群落发
展 )和逆向演替 (向反顶极群落发展,即退化 )。在具体实践
中应考虑在人工辅助下，群落正向演替的能力以期获得最大
的生物生产力或生物多样性 ]
? 问题是怎样产生的
- 人口和技术 能力的增长，破坏了生物地球化学循环的过
程引起
- 工业与生活三废 (废气、废水、废渣 )向自然中排放，
超过了环境的自净能力
- 主要的大气污染物质有 SO2,NOx,TSP（总悬浮颗粒物）,
HF,O3等。其中 SO2诱发酸雨污染,Nox和 O3等诱发光化
学烟雾污染
- 主要的水体污染物质为 N和 P,重金属，有机物质等，其
中 N 和 P诱发水体富营养化 (eutrophication)污染和赤潮
- 主要的土壤污染有重金属 (又称为化学定时炸弹 )、农药
、化肥等
?环境污染
? 主要的对策
- 零排放，尽量在工业生产过程中实现净化处理，
不使污染物质释放到环境中去
- 工业与生活三废治理，化学与物理措施,生物
工程措施,植物修复等
- 人类的环境意识,如电池的回收，垃圾分装
- 环境保护法律，自然保护工作
? 问题的严重程度
- 自从有了人类以来，人口的数量就在增长
- 在生产力落后的时候，人的数量受自然的控制，
战争、灾害、贫困也使得人口数量得以控制；工
业革命后,技术 的进步使人的寿命大大提高
- 人口的增加在经济发展中国家最为明显
- 世界人口的趋势,1830年 10亿,1930年 20亿，
2000年 60亿
中国 1760年 2亿,1860年 3亿,1970年 8亿，
2000年 13亿
?人口爆炸
一、生态系统概述
二、生态系统的能量流动、物质循环和
信息传递
三、生物圈和群落型
四、生态平衡与调控
五、人类与环境
生命世界从微观到宏观的 组织层次
细胞 组织 器官 个体 种群
群落 生态系统 生物圈
生态学（ Ecology）：
研究生物与环境相互依赖、制约和
协调关系的科学。
?概念、组分及特征
?生态系统（ ecosystem）
生物群落与其生存环境之间,以及生物种
群相互之间密切联系、相互作用，通过物质
交换、能量转换和信息传递，成为占据一定
空间、具有一定结构、执行一定功能的动态
平衡整体，称为生态系统。
一、生态系统概述
?生态系统的基本组分
?生物组分 —— 生物群落（ biotic
community）
在一定地理区域内，生活在同一环境
下的各种动物、植物和微生物等的种群，
彼此相互作用，组成具有独特成分、结构
和功能的不同种群集合体。
?群落中物种的多样性和优势种
?群落结构：垂直分布、水平分布、时间
分布
?生态位 （ ecological niche）
生物种群在群落中的生活方式和它们
在时间和空间上所占有的地位。生态位不
同于栖息地，栖息地代表种群的, 住址,
，
而生态位是种群赖以生存的, 职业, ；生
态
位相似的物种，发生竞争。
生态位的多样性是群落结构相对稳定
的基础。
?环境组分
?无机与物理性环境因子：
辐射（光）、温度、湿度与水分、化
学因素（大气成分、水中盐分、酸碱度）、
土壤等。
?生物对环境因子的耐受性和限制因子
每种生物对环境因子的耐受范围，称生
态幅（ ecological amplitude）；
各种生物的生长速度受它所需环境因子
最低量因素的限制，称为最低量定律
（ low of minimum）
?种内与种间关系
?捕食 （ predation）
?竞争 （ competition）
?寄生 （ parasitism）
?共栖 （ commensalism）
?合作 （ protocooperation）与
互利共生 （ mutualism）
?化学互助和 拮抗
?生态系统的基本特征
?生物群落是生态系统的组成核心；
?生态系统具有一定的地区特点和空
间结构；
?生态系统表现明显的时间特征，具
有从简单到复杂，从低级到高级的
发展规律；
?生态系统的代谢活动是通过物流与能
流过程实现的；
?生态系统在结构和功能方面具有复杂
的动态平衡特征；
?生态系统具有不同程度的开放性，不
断地与外界进行物质和能量交换及信
息传递，从而维持系统的有序状态。
?生态系统的食物链和食物网
?食物链和食物网的概念
生态系统中储存于有机物中的化学能，
通过一系列吃与被吃的关系，把生物与生物
紧密地联系起来，这种以食物营养关系彼此
联系起来的生物序列，称为 食物链 （ food
chain）。
生物群落中错综复杂的食物关系，使多
条食物链彼此交联，形成 食物网 （ food
web）。
?食物链中的功能类群
?生产者（ producers）
?消费者（ consumers）
?还原者或称分解者（ decomposer）
?食物链的类型
?捕食食物链
?碎食食物链
?寄生性食物链
?腐生性食物链
?食物链的基本特点
?同一食物链中常包含有食性和其它生活
习性极不相同的多种生物；
?同一生态系统中，可能有多条食物链，
长短不同，营养级数目不等；
?不同生态系统，各类食物链的比重
不同；
?生态系统中，各类食物链总是协同
起作用的。
?食物网不仅维持生态系统的相对平
衡，并推动生物进化，是自然界发
展演化的动力。
二、生态系统的能量流动、物质循
环和信息传递
?生态系统能量流动
?生态系统能量存在的形式
?辐射能,日光能是地球上一切生物的最终
能源。
?化学能,化合物中储存的能量，生命活动的
基本能量形式。
?机械能,动物运动赖于肌肉收缩产生机械能。
?电能,电子转移对生物体的能量转化非常
重要。
?生物能,参与生命活动的任何形式的能量，
均称生物能。
?生态系统的能量流动遵循热力学定律
?能量守恒与转化
‘ ?生态系统是一个开放系统，通过光合
作
用引入负熵；通过呼吸，把正熵值转到
环境。
?生态系统中的能源和能流（ energy
flow）
?能流和营养水平（ trophic levels）
地球上依赖于绿色植物和各种藻类利用
日光进行光合作用，每年生产约 1 700亿吨有
机物。
各类生物以地球生态系统初级生产者的总
生产量 /年为起点，能量按食物链顺序的流动，
即 能流 。
能流过程中，各类生物所处的地位称为营
养水平。营养水平和食物链的环节是有限的
（通常 4 ~5个）
?能量转化效率和生态金字塔
?能量转化效率：指某一营养级所固定的
能量与上一营养级所携有的能量之比。
?十分之一定律：营养水平每上升一级所
得能量只有原来营养水平的 10%。
?生态金字塔（ ecological pyramid）
生态系统中，当能量传递其营养级由
低向高推进时，每级的个体数目、生物量
或所含能量呈递减式塔型分布，称 生态金
字塔 。
?生态系统中的物质循环
?物质循环的有关概念
?生物地球化学循环
（ biogeochemical cycle）
在生态系统乃至生物圈内，各种化学元素
沿特定途径，从环境到生物体，又从生物体
再回归到环境，这种不断流动和循环过程。
?生物富集作用（ biological enrichment）
生态系统中同一营养级上众多种群或个
体，从环境中积蓄某种元素或难于分解的
化合物，致使生物体内该物质的浓度超过
环境中的浓度的现象。例,DDT的富集现
象。
?水循环
?气体循环（碳、氧、氮的循环）
?碳的循环
?氮的循环
?沉淀循环（钙、钾、纳、镁、磷等盐
类的循环）
?磷的循环
?生态系统中的信息传递
生态系统中信息流（传递、接受和感
应）存在于不同组织水平，是生物长期进
化的结果。
?生态系统中的信息种类
?物理信息：声、光、电、热等
?化学信息：代谢分泌物、植物次生代谢物等
?营养信息：影响生物的迁徙等
?行为信息
?生态系统中信息传递的特征
?具有可传扩性、永续性；
?具有时效性、分享性与转化性。
?生态系统中的信息传递
?动物之间的信息传递是通过神经系统
和内分泌系统进行的；
?动物之间的信息传递决定生物的多种行为。
?取食：视觉、味觉、听觉信号对动物
取食的影响；
?居住：物理信号和食物信号影响栖息地的选择。
?防护行为,拟态（ imicry）、警戒色
（ warning color）,保护色 （ protective color）
?性行为：性外激素（ pheromone）；
?生物的群集作用：食物、环境和信息素的作用。
?信息在生产实践中应用
?光信息的应用：调节控制生物的发生发展；
?化学信息的应用：趋光性和趋化性的利用，
,迷向法, 防治害虫；
?声信息的应用：超声处理种子；声纳捕
鱼；番茄听音乐。
三、生物圈和群落型
?生物圈（ biosphere）
?生物圈地球上的生物和它们所生活的
环境的总称。
生物圈包括水域、岩层表面、土壤和大
气圈的下部。
生物圈是最大的生态系统
?生物群落型（ biome）
?陆生群落型
?热带雨林 （ tropical rain forest）
?亚热带常绿阔叶林 （ subtropical evergreen forest）
?温带落叶阔叶林 （ temperate deciduous forest）
?北方针叶林 或泰加林 （ boreal coniferous
forest or taiga forest）
?温带草原 （ temperate grassland）
?荒漠 （ desert）
?苔原 （ tundra）
?水生群落型
?淡水生物群落：流水和静水
?海洋生物群落,地球表面的 70%，平均
深度 4 000M
四、生态平衡及调控
?生态平衡
?生态平衡（ ecological equilibrium）
的概念：
一个生态系统在长时间内，其结构和功能
相对稳定，物质与能量的输入、输出接近平衡，
在外来干扰下，通过自然调节（或人为调控）
能恢复原初的稳定状态。
?生态平衡是动态的平衡过程,自
然界生态系统的发展过程与各类群落
的演替过程是一致的，因此生态平衡
是长期生态适应的结果。
?生态平衡的失调和重建
?生态平衡失调：
当外来干扰超过生态系统自我调节能
力，而不能恢复到原初的稳定状态。
?生态平衡失调的原因
?生物种类的改变（新种的引入或优势种
的消失）
?森林和植被的毁灭
?环境的破坏（资源滥用、水土流失、气
候干燥、水源枯竭等）
组 图
?重建生态平衡的对策
?自觉协调人与自然的矛盾，利用与保
护兼顾；
?积极提高生态系统抗干扰能力（建立
人工生态系统）
?注意政府干预和政策的调节
?重大生态学问题
? 全球变化 (global change)的概念
- 是由于人类活动加剧 (主要是燃烧化石燃料和砍伐
森林等 ),造成大气中的温室气体 (CO2,NOx,CH3,
CFCs)增加,由此造成全球性的气候变化,并带来一系
列生态环境变化的过程,包括气温升高、海平面增高
、生物多样性丧失、环境污染加剧、荒漠化扩大等
- 全球变化是迄今为止人类面临的最大生态环境问题
,引起了各国政府的广泛关注
- 全球变化研究是一个多学科的领域,不同的国际机
构单独或联合提出了众多的研究计划
? 全球变化的几个典型事件举例
-,生物圈二号” 实验失败的教训 1991-1995 美国人在亚利桑那进行
的大规模住人控制环境实验。实验的失败恰好预测了人类地球将面临
的问题 --CO2升高，元素循环中断和生物多样性变化等。该事件告诉人
们，地球是目前最完美的生态系统，人们利用高科技不可能创造象地
球这样完美的生态系统
- 长江特大洪灾 1998中国从南到北,从东到西的大部分地区,都发
生了洪水灾害或洪水影响，造成的直接经济损失就超过 2000亿人民币
！造成 2150多万 hm2农作物受灾。问题的原因是由于江河上游乱砍乱
伐森林造成的
- 沙尘暴 2000年北方发生 14次沙尘暴,2001年 16次。 2000年 12月 31日 -
2001年 1月 2日，内蒙古锡林浩特市持续时间 25-75小时，风力达 6-11级
，风速达到每秒 14-26米，降温 8-10度，最大能见度为 100米，最低为 0
米。在这场沙尘暴中共走失 104人，其中 27人冻死，走散丢失牲畜 30万
头，其中确认死亡 15.66万头。沙尘暴主要是由于草原地区的人口增加
和过度放牧引起
? 生物圈二号
? 沙尘暴 (2000,14次； 2001,16次 )
? 各国政府采取的相应对策
-京都议定书 (Kyoto Protocol) 关于减少 CO2等温室
气体排放的国际协议,1994年 3月 21日生效
-联合国气候变化公约 (The United Nations
Framework Convention on Climate Change,UNFCC)
控制全球温暖化的国际公约,1992年 6月生效，
143个国家签约
- 荒漠化防治公约
? 国际 全球变化重要研究计划 (举例 )
- 世界气候研究计划 (WCR)
- 国际地圈生物圈计划 (IGBP)
- 过去的全球变化 (PAGES)
- 全球变化与陆地生态系统 (GCTE)
- 海岸带陆海相互作用 (LOICZ)
- 土地利用与土地覆盖变化计划 (LUCC)
- 全球变化的分析、研究和培训系统 (START)
- 全球变化的人文因素计划 (IHDP)
- 生物多样性计划 (DIVERSITAS)
五、人类与环境
?人类与环境的关系 —— 对立统一
?环境概念
?广义环境：自然环境、工程环境和
社会环境；
?狭义环境：自然环境，
? 问题是怎样产生的
- 人口和技术 能力的增长，造成自然生态系统的破坏在全世界
范围内有增无减，尤其在经济发展中国家更为严重
- 受威胁的自然生态系统包括热带雨林、萨王那群落、亚热带
森林、温带森林、温带草原、水生生态系统、荒漠
- 城市化、资源开发造成新的废弃地如建筑废地、农田撂荒地
、垃圾填埋场、矿山废弃地等
- 列出 世界范围内受威胁的生态系统清单、受害等级、分布面
积，并在此基础上开展这类生态系统的恢复与抚育工作为当
前最为紧迫的任务
?生态系统退化
? 北方退化山地
? 南方退化山地
? 刀耕火种上山坡
? 沙地草地的退化
? 水生生态系统的退化
? 前人致富,后人,..
? 无奈的城市垃圾
?恢复生态学理论
? 生态因子原理 [地球上的一切植物群落及其组成的植物种
类的存在都时刻离不开它们所需要的外界生态因子，如日光
、温度、水分、矿物质、氧气和二氧化碳等 ]
? 最小因子定律 [在构成对生物必要组成部分的众多生态因
子中,其中某一种的量缺少成为限制因子 ]
? 种间关系原理 [种间关系原理则强调在长期的自然演化过
程中存在的生物物种之间存在的各种关系，主要是正相关关
系 (相生或共生 )和负相关关系 (相克或竞争 )]
? 群落演替理论 [群落演替包括正向演替代 (向顶极群落发
展 )和逆向演替 (向反顶极群落发展,即退化 )。在具体实践
中应考虑在人工辅助下，群落正向演替的能力以期获得最大
的生物生产力或生物多样性 ]
? 问题是怎样产生的
- 人口和技术 能力的增长，破坏了生物地球化学循环的过
程引起
- 工业与生活三废 (废气、废水、废渣 )向自然中排放，
超过了环境的自净能力
- 主要的大气污染物质有 SO2,NOx,TSP（总悬浮颗粒物）,
HF,O3等。其中 SO2诱发酸雨污染,Nox和 O3等诱发光化
学烟雾污染
- 主要的水体污染物质为 N和 P,重金属，有机物质等，其
中 N 和 P诱发水体富营养化 (eutrophication)污染和赤潮
- 主要的土壤污染有重金属 (又称为化学定时炸弹 )、农药
、化肥等
?环境污染
? 主要的对策
- 零排放，尽量在工业生产过程中实现净化处理，
不使污染物质释放到环境中去
- 工业与生活三废治理，化学与物理措施,生物
工程措施,植物修复等
- 人类的环境意识,如电池的回收，垃圾分装
- 环境保护法律，自然保护工作
? 问题的严重程度
- 自从有了人类以来，人口的数量就在增长
- 在生产力落后的时候，人的数量受自然的控制，
战争、灾害、贫困也使得人口数量得以控制；工
业革命后,技术 的进步使人的寿命大大提高
- 人口的增加在经济发展中国家最为明显
- 世界人口的趋势,1830年 10亿,1930年 20亿，
2000年 60亿
中国 1760年 2亿,1860年 3亿,1970年 8亿，
2000年 13亿
?人口爆炸
