1
云南大学生命科学学院
普通生态学
（ 16）
2
第十六章 应用生态学
16.1 应用生态学的概念和范围
16.2 应用生态学理论框架
16.3应用生态学的研究方法
16.4 应用生态学涉及的学科
3
16.1 应用生态学的概念和范围
? 应用生态学的定义
– 理论生态学：研究生命系统、环境系统和社会系
统相互作用的基本规律，建立关系模型、预测系
统的发展变化
– 应用生态学：将理论生态学的基本规律和关系应
用与生态保护、生态管理和生态建设中，使社会
实践符合自然生态规律、使人和自然和谐相处、
协调发展
4
16.1应用生态学的概念和范围 (续 )
? 应用生态学的研究内容
– 产业生态学：农业生态学、森林生态学、草地 (草原 )
生态学、工业生态学与清洁生产、旅游生态学
– 管理生态学：城市生态学、环境生态学、有害动物
管理生态学、恢复生态学与生态工程、资源生态学、
灾害生态学、自然保护生态学、全球变化生态学、
景观生态设计
– 效益生态学：生态经济学、可持续发展生态学、人
类生态学
5
16.2 应用生态学理论框架
? 个体生态学：生态因子相互作用原理、生物生长
定律、最小因子定律和耐受性定律
? 种群生态学：种群密度和种群空间分布理论、种
群增长与动态理论、种群竞争理论、生态位理论
? 群落生态学：群落组成和结构、群落稳定性、多
样性与边缘效应、群落演替理论
6
16.2 应用生态学理论框架 (续 )
? 生态系统生态学,生态系统结构与功能理论、
食物链 (网 )理论、能量流动与物质循环理论、系统
功能最优理论、系统 (环境 )承载力理论、生态平衡
理论、生产力理论、生态经济效益理论
? 景观生态学,景观斑块格局理论、景观异质性理
论、景观配置理论
7
16.3 应用生态学的研究方法
? 科学实验方法
? 调查统计分析方法
? 系统分析方法
? 资料分析方法
8
16.4 应用生态学涉及的学科
16.4.1 农业生态学
16.4.2 森林生态学
16.4.3 草地生态学
16.4.4 环境生态学
16.4.5 景观生态学
16.4.6 全球变化生态学
9
16.4.1 农业生态学
? 农业生态学概述
– 农业生态学的概念
– 农业生态系统的特点
– 农业生态学的任务
? 农业生态学的基本原理
– 生态学原理：生克与互补原理、循环与再生原理、
平衡与补偿原理
– 生态经济学原理：生态经济结构合理性原理、农
业系统的功能原理、农业系统的综合效益原理
10
16.4.1 农业生态学 (续 )
? 农业生态系统的结构
– 农业生态系统的等级结构和层次结构
– 农业生态系统的基本结构
– 农业生态系统的时空结构
– 农业生态系统的营养结构
? 农业生态系统的功能
– 农业生态系统的能量流动
– 农业生态系统的物质循环
– 农业生态系统的信息传递：物理、化学、营养、行为
11
16.4.1 农业生态学 (续 )
? 生态农业
– 生态农业的概念
– 生态农业的类型：
? 立体复合型、物质循环型、生态环境综合治理型、
病虫害防治型
– 生态农业技术
? 农业环境综合整治、农业资源的保护与增殖技术
? 小流域综合治理技术
? 立体种养、庭院资源综合利用技术
? 再生能源利用、农业副产物再利用技术
? 有害生物综合防治技术
12
16.4.2 森林生态学
? 森林生态学的概念
? 森林生态系统
– 森林生态系统的分类
问题：森林生态系统如何分类？
– 森林生态系统的功能
? 生产力和生物量 / 能量转化和物质循环
? 木材和森林产品 / 涵养水源 / 调节气候 / 净化空
气 / 减弱噪声 / 生物多样性保护
13
16.4.2 森林生态学（续）
? 森林生态系统的生态研究
– 树种研究
– 林分研究：生态分析、结构分析
? 森林生态系统的生态应用
– 造林研究：适宜树种、密度配置、树种配置
– 营林研究：抚育间伐、次生林改造、采伐与更新
? 生态园林
– 功能：调节气候、降低噪声、抗灾防火、美化环境
– 生态分析：密度、生态位和种间关系、生物多样性
– 配置：种类选择、种类配置
14
16.4.3 草地生态学
? 草地分类
– 天然草地
? 草原
? 草甸
? 稀树草原
– 半人工草地
– 人工草地
? 人工栽培草本植被
? 草场
? 草坪
15
16.4.3 草地生态学 (续 )
? 草地的功能
– 经济功能
– 生态与社会功能
? 草地生态系统
– 组成和结构
– 系统功能
– 生态平衡
16
? 草地畜牧业
– 牧草：生长模式、化学组成、牧草质量及其变化
– 草地动物：食草动物、肉食动物
– 载畜量：
– 草地畜产品：乳、肉、毛、皮
– 草地畜牧业可持续发展
? 草地退化与荒漠化
– 草地退化
– 荒漠化
– 防治
? 草地灾害及保护
– 灾害：雪灾、火灾、沙尘暴、鼠害
– 减灾对策
16.4.3 草地生态学 (续 )
17
16.4.4 环境生态学
? 概念及研究内容
– 概念
– 研究内容
? 人类干扰下生态系统内在变化机理和规律
? 生态系统受损程度判断
? 生态系统的功能及保护措施研究
? 解决生态问题的环境对策
18
16.4.4 环境生态学（续）
? 主要环境问题
– 全球环境变化：气候变暖与海平面上升、臭
氧层损耗、酸雨蔓延
– 人口剧增
– 资源短缺：土地资源、淡水资源、森林资源、
生物多样性
– 环境污染
19
16.4.4 环境生态学（续）
? 环境污染防治
? 生态环境质量评价
? 环境建设的生态设计和环境生态工程
20
环境污染防治
– 水体污染与废水处理的生物对策
– 大气污染及其防治
– 土壤污染及其防治
– 固体废物的处理与资源化
21
生态环境质量评价
– 生态环境质量
– 生态环境质量评价
? 指标体系
? 评价方法和模型
– 生态环境质量预测
22
16.4.5 景观生态学
? 研究内容
– 景观结构：景观组成、多样性及其空
间关系
– 景观功能：景观结构与生态学过程的
相互作用
– 景观动态：景观结构和功能随时间的
变化
23
景观生态学的基本原理
? 基本原理
– 景观结构与功能原理
– 生物多样性原理
– 物种流动原理
– 营养再分配原理
– 能量流动原理
– 景观变化原理
– 景观稳定性原理
24
16.4.6 全球变化生态学
? 全球变化：是关于区域及全球变化趋势、原
因、机制和效应的研究
? 全球变暖：指地球表层大气、土壤、水体及
植被温度年际间缓慢上升
? 温室效应：大气中对长波辐射具有屏蔽作用
的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留
在地球表层而导致温度上升
25
全球变化的主要现象
? 温室气体浓度增加
? 全球气温升高
– 自 19世纪后半叶以来，全球地表年均温升高 0.3-0.6度
– 新的分析表明,二十世纪 (1900年开始 )是过去的 1000年
间最暖的世纪,90年代又是最暖的十年,1998年是最暖的
年份
26
工
业
革
命
以
来
，
地
球
环
境
发
生
的
变
化
27
Carbon accumulation
? CO2 has increased from its pre-industrial level
28
工业时代以来，大气 CO2同人口增长的比较
29
不同地点采样表现的大气
CO
2在不同时间尺度上的变化
30
Mo
nt
re
al
P
ro
to
co
l
限
制
的
气
体
在
过
去
50
年
的
增
长
311860－ 2000年全球温度的异常
20世纪是 14世纪以来最暖的世纪
32
相对于 1961－ 1990年平均
1860－ 2000年
全球温度
的异常
20世纪 90年代
是 这个 世纪中
最暖的十年
33
全球变化的主要现象
? 海平面上升：过去 100年间全球海平面升高了 10-
25cm
? 土地利用和覆盖变化
– 土地覆盖：陆地表面生态系统类型及其生物的
和地理的特征
– 土地利用：指对土地的利用方式
? 生态系统及生物多样性的变化
– IGBP的核心项目 GCTE研究陆地生态系统对气
候变化和大气二氧化碳浓度升高的反应
– 生物多样性问题成为全球变化研究的重要内容
34
刀耕火种导致的热带雨林退化
温带森林－草原地带植被的退化
35
南
美
毁
林
影
响
(1)
干
(4)
暖
(3)
(2)
热带雨林 退化草地
36
908070 130100 110
30
40
120
110
1209080 13070 110100
30
40
末次盛冰期
全新世
适宜期
120110100908070 130
40
30
现 今
山脉
沙漠
戈壁
固定沙丘剖面
沙漠分布比较
37
黄土粒度分析的证据
近代黄土层的粒度较全新世土壤
要粗的多，接近末次冰期的黄土粒度。
显然,这层黄土不是气候变化造成的，
而是历史时期人类活动导致的沙漠扩
张
38
全新世土壤
末次盛冰期的古风成砂
呼伦贝尔草原上
正在翻耕的土地
呼伦贝尔草原的黑土地与
其下的末次冰期风成砂
呼伦贝尔草原的黑土地在
很多地方已不足 30cm厚
野外考察的证据
39
全球变化的生态后果
? 影响生态系统的生产力、呼吸和分解
过程
? 温度和生长季长度是制约高纬度和高
海拔地区植物生产力的主要因素。
40
减缓全球变化的途径
? 减缓气候变化
? 控制温室气体的排放和颗粒物的形成。其核
心是控制化石能的消耗。
? 途径：提高化石能的能效；开发其他形式的
能源。
? 摆正人在自然界中的位置；
? 人类社会必须寻求有效的途径，使其适应并
管理环境。
41
减缓全球变化的机制
? 技术
? 管理
? 法律
? 教育
42
可持续发展
? 环境与可持续发展
? 资源与可持续发展
? 环境保护与可持续发展
43
环境与可持续发展
? 可持续发展：既满足当代人的需要，又不对
后代满足其需要的能力构成危害的发展。
– 公平性原则：即代际公平、代内公平
– 持续性原则：调整人类的生活方式和对资源的要
求，在生态系统可以保持相对稳定的范围内确定
自己的消费标准。
– 系统性原则：从全局着眼，从系统的关系进行综
合分析和宏观调控。
44
资源与可持续发展
? 自然资源：在自然界中凡是能提供人类生活和
生产需要的任何形式的物质。
? 可耗竭资源：在地球演化进程中不同时期形成
的、数量有限，如化石燃料；有的不合理利用
而枯竭，适当利用就不断更新，如生物资源。
? 非耗竭资源：供给稳定、数量丰富，不受人类
活动的影响，不会因为利用而枯竭。如太阳、
风。
45
环境保护与可持续发展
? 保护自然资源
? 倡导无污染工业
? 大力开发可再生资源
? 提倡持续农业
? 保护生物多样性
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第十六章 应用生态学
16.1 应用生态学的概念和范围
16.2 应用生态学理论框架
16.3应用生态学的研究方法
16.4 应用生态学涉及的学科
3
16.1 应用生态学的概念和范围
? 应用生态学的定义
– 理论生态学：研究生命系统、环境系统和社会系
统相互作用的基本规律，建立关系模型、预测系
统的发展变化
– 应用生态学：将理论生态学的基本规律和关系应
用与生态保护、生态管理和生态建设中，使社会
实践符合自然生态规律、使人和自然和谐相处、
协调发展
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16.1应用生态学的概念和范围 (续 )
? 应用生态学的研究内容
– 产业生态学：农业生态学、森林生态学、草地 (草原 )
生态学、工业生态学与清洁生产、旅游生态学
– 管理生态学：城市生态学、环境生态学、有害动物
管理生态学、恢复生态学与生态工程、资源生态学、
灾害生态学、自然保护生态学、全球变化生态学、
景观生态设计
– 效益生态学：生态经济学、可持续发展生态学、人
类生态学
5
16.2 应用生态学理论框架
? 个体生态学：生态因子相互作用原理、生物生长
定律、最小因子定律和耐受性定律
? 种群生态学：种群密度和种群空间分布理论、种
群增长与动态理论、种群竞争理论、生态位理论
? 群落生态学：群落组成和结构、群落稳定性、多
样性与边缘效应、群落演替理论
6
16.2 应用生态学理论框架 (续 )
? 生态系统生态学,生态系统结构与功能理论、
食物链 (网 )理论、能量流动与物质循环理论、系统
功能最优理论、系统 (环境 )承载力理论、生态平衡
理论、生产力理论、生态经济效益理论
? 景观生态学,景观斑块格局理论、景观异质性理
论、景观配置理论
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16.3 应用生态学的研究方法
? 科学实验方法
? 调查统计分析方法
? 系统分析方法
? 资料分析方法
8
16.4 应用生态学涉及的学科
16.4.1 农业生态学
16.4.2 森林生态学
16.4.3 草地生态学
16.4.4 环境生态学
16.4.5 景观生态学
16.4.6 全球变化生态学
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16.4.1 农业生态学
? 农业生态学概述
– 农业生态学的概念
– 农业生态系统的特点
– 农业生态学的任务
? 农业生态学的基本原理
– 生态学原理：生克与互补原理、循环与再生原理、
平衡与补偿原理
– 生态经济学原理：生态经济结构合理性原理、农
业系统的功能原理、农业系统的综合效益原理
10
16.4.1 农业生态学 (续 )
? 农业生态系统的结构
– 农业生态系统的等级结构和层次结构
– 农业生态系统的基本结构
– 农业生态系统的时空结构
– 农业生态系统的营养结构
? 农业生态系统的功能
– 农业生态系统的能量流动
– 农业生态系统的物质循环
– 农业生态系统的信息传递：物理、化学、营养、行为
11
16.4.1 农业生态学 (续 )
? 生态农业
– 生态农业的概念
– 生态农业的类型：
? 立体复合型、物质循环型、生态环境综合治理型、
病虫害防治型
– 生态农业技术
? 农业环境综合整治、农业资源的保护与增殖技术
? 小流域综合治理技术
? 立体种养、庭院资源综合利用技术
? 再生能源利用、农业副产物再利用技术
? 有害生物综合防治技术
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16.4.2 森林生态学
? 森林生态学的概念
? 森林生态系统
– 森林生态系统的分类
问题：森林生态系统如何分类？
– 森林生态系统的功能
? 生产力和生物量 / 能量转化和物质循环
? 木材和森林产品 / 涵养水源 / 调节气候 / 净化空
气 / 减弱噪声 / 生物多样性保护
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16.4.2 森林生态学（续）
? 森林生态系统的生态研究
– 树种研究
– 林分研究：生态分析、结构分析
? 森林生态系统的生态应用
– 造林研究：适宜树种、密度配置、树种配置
– 营林研究：抚育间伐、次生林改造、采伐与更新
? 生态园林
– 功能：调节气候、降低噪声、抗灾防火、美化环境
– 生态分析：密度、生态位和种间关系、生物多样性
– 配置：种类选择、种类配置
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16.4.3 草地生态学
? 草地分类
– 天然草地
? 草原
? 草甸
? 稀树草原
– 半人工草地
– 人工草地
? 人工栽培草本植被
? 草场
? 草坪
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16.4.3 草地生态学 (续 )
? 草地的功能
– 经济功能
– 生态与社会功能
? 草地生态系统
– 组成和结构
– 系统功能
– 生态平衡
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? 草地畜牧业
– 牧草：生长模式、化学组成、牧草质量及其变化
– 草地动物：食草动物、肉食动物
– 载畜量：
– 草地畜产品：乳、肉、毛、皮
– 草地畜牧业可持续发展
? 草地退化与荒漠化
– 草地退化
– 荒漠化
– 防治
? 草地灾害及保护
– 灾害：雪灾、火灾、沙尘暴、鼠害
– 减灾对策
16.4.3 草地生态学 (续 )
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16.4.4 环境生态学
? 概念及研究内容
– 概念
– 研究内容
? 人类干扰下生态系统内在变化机理和规律
? 生态系统受损程度判断
? 生态系统的功能及保护措施研究
? 解决生态问题的环境对策
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16.4.4 环境生态学（续）
? 主要环境问题
– 全球环境变化：气候变暖与海平面上升、臭
氧层损耗、酸雨蔓延
– 人口剧增
– 资源短缺：土地资源、淡水资源、森林资源、
生物多样性
– 环境污染
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16.4.4 环境生态学（续）
? 环境污染防治
? 生态环境质量评价
? 环境建设的生态设计和环境生态工程
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环境污染防治
– 水体污染与废水处理的生物对策
– 大气污染及其防治
– 土壤污染及其防治
– 固体废物的处理与资源化
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生态环境质量评价
– 生态环境质量
– 生态环境质量评价
? 指标体系
? 评价方法和模型
– 生态环境质量预测
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16.4.5 景观生态学
? 研究内容
– 景观结构：景观组成、多样性及其空
间关系
– 景观功能：景观结构与生态学过程的
相互作用
– 景观动态：景观结构和功能随时间的
变化
23
景观生态学的基本原理
? 基本原理
– 景观结构与功能原理
– 生物多样性原理
– 物种流动原理
– 营养再分配原理
– 能量流动原理
– 景观变化原理
– 景观稳定性原理
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16.4.6 全球变化生态学
? 全球变化：是关于区域及全球变化趋势、原
因、机制和效应的研究
? 全球变暖：指地球表层大气、土壤、水体及
植被温度年际间缓慢上升
? 温室效应：大气中对长波辐射具有屏蔽作用
的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留
在地球表层而导致温度上升
25
全球变化的主要现象
? 温室气体浓度增加
? 全球气温升高
– 自 19世纪后半叶以来，全球地表年均温升高 0.3-0.6度
– 新的分析表明,二十世纪 (1900年开始 )是过去的 1000年
间最暖的世纪,90年代又是最暖的十年,1998年是最暖的
年份
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工
业
革
命
以
来
，
地
球
环
境
发
生
的
变
化
27
Carbon accumulation
? CO2 has increased from its pre-industrial level
28
工业时代以来，大气 CO2同人口增长的比较
29
不同地点采样表现的大气
CO
2在不同时间尺度上的变化
30
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re
al
P
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co
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限
制
的
气
体
在
过
去
50
年
的
增
长
311860－ 2000年全球温度的异常
20世纪是 14世纪以来最暖的世纪
32
相对于 1961－ 1990年平均
1860－ 2000年
全球温度
的异常
20世纪 90年代
是 这个 世纪中
最暖的十年
33
全球变化的主要现象
? 海平面上升：过去 100年间全球海平面升高了 10-
25cm
? 土地利用和覆盖变化
– 土地覆盖：陆地表面生态系统类型及其生物的
和地理的特征
– 土地利用：指对土地的利用方式
? 生态系统及生物多样性的变化
– IGBP的核心项目 GCTE研究陆地生态系统对气
候变化和大气二氧化碳浓度升高的反应
– 生物多样性问题成为全球变化研究的重要内容
34
刀耕火种导致的热带雨林退化
温带森林－草原地带植被的退化
35
南
美
毁
林
影
响
(1)
干
(4)
暖
(3)
(2)
热带雨林 退化草地
36
908070 130100 110
30
40
120
110
1209080 13070 110100
30
40
末次盛冰期
全新世
适宜期
120110100908070 130
40
30
现 今
山脉
沙漠
戈壁
固定沙丘剖面
沙漠分布比较
37
黄土粒度分析的证据
近代黄土层的粒度较全新世土壤
要粗的多，接近末次冰期的黄土粒度。
显然,这层黄土不是气候变化造成的，
而是历史时期人类活动导致的沙漠扩
张
38
全新世土壤
末次盛冰期的古风成砂
呼伦贝尔草原上
正在翻耕的土地
呼伦贝尔草原的黑土地与
其下的末次冰期风成砂
呼伦贝尔草原的黑土地在
很多地方已不足 30cm厚
野外考察的证据
39
全球变化的生态后果
? 影响生态系统的生产力、呼吸和分解
过程
? 温度和生长季长度是制约高纬度和高
海拔地区植物生产力的主要因素。
40
减缓全球变化的途径
? 减缓气候变化
? 控制温室气体的排放和颗粒物的形成。其核
心是控制化石能的消耗。
? 途径：提高化石能的能效；开发其他形式的
能源。
? 摆正人在自然界中的位置；
? 人类社会必须寻求有效的途径，使其适应并
管理环境。
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减缓全球变化的机制
? 技术
? 管理
? 法律
? 教育
42
可持续发展
? 环境与可持续发展
? 资源与可持续发展
? 环境保护与可持续发展
43
环境与可持续发展
? 可持续发展：既满足当代人的需要，又不对
后代满足其需要的能力构成危害的发展。
– 公平性原则：即代际公平、代内公平
– 持续性原则：调整人类的生活方式和对资源的要
求，在生态系统可以保持相对稳定的范围内确定
自己的消费标准。
– 系统性原则：从全局着眼，从系统的关系进行综
合分析和宏观调控。
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资源与可持续发展
? 自然资源：在自然界中凡是能提供人类生活和
生产需要的任何形式的物质。
? 可耗竭资源：在地球演化进程中不同时期形成
的、数量有限，如化石燃料；有的不合理利用
而枯竭，适当利用就不断更新，如生物资源。
? 非耗竭资源：供给稳定、数量丰富，不受人类
活动的影响，不会因为利用而枯竭。如太阳、
风。
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环境保护与可持续发展
? 保护自然资源
? 倡导无污染工业
? 大力开发可再生资源
? 提倡持续农业
? 保护生物多样性
