生态学基本原理

生态学基本原理

第一节生态学的基本理论

一、生态学的基本概念

（－）生态学的概念

生态学的概念是德国生物学家海克尔1866年提出的，他将生态学定义为研究生物与其环境相互作用的科学。生态学的发展经过了一段漫长的历程。第一代是个体生态学，研究的是个体生物和环境之间相互关系的学科；第二代是群体生态学，研究的是生物群落与环境之间的关系，还包括生物与生物之间的关系；第三代就是生态系统生态学，它认为应当把生物和环境，把有生命的生物群体和无生命的环境作为一个统一的整体来研究。是什么把生物和环境联成一个整体呢？就是物质和能量。

（二）生态系统

1.生态系统的概念生态系统就是在一定的时间和空间内由生物群体与其生存环境共同组成的动态平衡系统，或者说，是生命系统与无机环境系统在特定空间的组合。按类型则可分为水域的淡水生态系统、海洋生态系统，陆地的沙漠生态系统、草甸生态系统、森林生态系统；按由来又可分为自然生态系统（如极地、原始森林）、半人工生态系统（如农田、薪炭林、养殖湖）、人工生态系统（城市、工厂、矿区）等。

2.生态系统的组成在生态系统中存在着永不停息的物质循环和能量流动。物质循环是由生产者、消费者和分解者所组成的营养级转化，从无机物有机物无机物，最后归还给环境。

无机环境：包括日光、大气（O2、CO2等）、水、土壤及营养物质，是生物生存发展的重要物质基础。

生产者：亦称自养生物，主要是绿色植物，具有光合作用特殊功能，能从环境中吸收CO2、水分和营养物质，在日光作用下合成蛋白质、脂肪、碳水化合物等有机物质，将太阳能转化为化学潜能，贮存在有机体内，供给自身生长、发育需要，也供给其他生物和人类食用或提供能源，亦称初级生产者。

消费者：主要是动物，取食植物或其他动物，是异养生物，对于

生态系统的物质循环和能量转化起着重要作用，也称次级生产者。

分解者：又称还原者，主要是微生物，能分解动植物残体、死体和排泄物，为生产者提供营养物质和能源，在生态系统的能流和物流中起重要作用。

3.生态系统的基本特点生态系统具有一般系统所具有的共同性质但又与其他系统有所不同，其基本特点如下：

（1）在组成成分方面，它是由有生命的和无生命的两种物质组成，不仅包括植物、动物、微生物，还包括无机环境中作用于生物的物理化学成分，这是与其它系统最本质的区别。

（2）通常与特定空间相联系，因而能反映一定地区的自然地理特点一定空间的结构特点（包括水平结构与垂直结构）。

（3）生物具有生长、发育、繁殖与衰亡的特征，相应地生态系统也可分为幼年期、成长期和成熟期等阶段，即有自身发展的演替规律。

（4）生态系统是一个开放系统，需要不断从外界输入物质和能量，通过变换与转化以维持物质和能量的流动。

（5）具有复杂的动态平衡特征系统内不仅存在生物种内、种间的协调，也存在生物与环境的功能协调，以维持其相对平衡，且这种平衡也处于不断变化之中，存在着正反馈与负反馈的不平衡。系统又具有自我调控和人为调控的特点，使不平衡又趋于平衡状态，使整个系统不断向前发展。

二、生态学的基本规律

生态学研究的主要内容是生物与环境之间的关系，生态学的基本原理也体现着生物与环境之间的相互关系与规律，主要表现在以下四个方面：

（一）相互作用的协同进化关系

生物为了生存和繁衍，必须经常从环境中摄取物质和能量，包括空气、水、光、热及营养物，另外也不断释放、排泄废物（气），死后将遗体归还给环境，使环境得到物质的补充。环境影响生物，生物也影响环境，它们之间的相互作用关系，可称为生态学的作用与反作用规律。人类生产活动得益于自然环境，又破坏了自然环境，所以不可避免地受到自然环境的惩罚，这就是说明此规律的例证。

（二）链索式的制约关系

自然界存在着多种生物，任何一种生物的存在都不是孤立的，它

们之间相互依存，相互克制。“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”，它们一环一环地构成链索，通常称为食物链。

（三）物质循环不息的再生关系

植物从土壤和空气中吸取无机物，通过光合作用，合成有机物，一部分供动物食用，另一些残破和衰老的部分归还给土壤。动物取食植物，一部分用于建造机体和维持生命，同时通过呼吸和排泄把一些物质和能量分别输送给大气和土壤，微生物对动植物归还给土壤的有机物进行加工分解，被分解的简单化合物和元素，又归还给自然，如此循环往复，使自然界成为具有一定程度的自生自灭和自给自足性能的自动调节系统。

（四）相生相克交织而成的协调关系

自然界的各种生物相互依存，许多生物由于对某一两个环境条件的相近要求，共生在一起，例如森林中不同层次的植物（上层乔木、中层乔木、下层灌木、地面草丛）以及依靠这些植物为生的动物对于森林中的小气候税环境有相互依存的关系。但动、植物和动物与动物之间也有相克的关系。某一动、植物发展过快，形成优势，就会影响其他动植物。一些动物存在着自己的天敌。各种生物相生相克，维持着自然界的生态平衡。由生物组成的生态系统和生物本身一样，也有幼期、中期、鼎盛期和衰老期，所以生态系统发育到一定阶段后，即发生自然稀疏或周期演替的现象。

三、生态系统中的能量流动和物质循环

（－）生态系统中的能量流动

1.能量流动的基本规律所谓能量流动是指物体做功的能力，是可以测量的。能量有多种形式，按运动形式可分为动能和潜能。生态系统中的动能是生物与其环境之间，以传导和对流的形式互相传递和转化的一种能量，包括热和辐射。潜能主要是储藏在光合产化学键内处于静态的能量，只能通过生物与生物之间进行传递与转化。这种生物与生物、生物与环境之间能量传递和转化过程，就是生态系统的能量流动过程，这一过程服从热力学第一定律和第二定律。

2.能量流动的主要渠道在生态系统中，能量流动的渠道主要是通过“食物链”和“食物网”来实现的。在食物链或食物网中，某种生物距离初级生产者的梯级称为营养级，通常以绿色植物为第一营养级，草食动物为第二营养级，肉食动物为第三、四营养极，人处在营

养级的最顶端，是最高的营养级。营养级越高，能为更高一级生物提供的能量越少。在生态系统中，食物的营养级通常有4～5级。

在能量从一个营养级到另一个营养级流动的过程中，有一部分被固定下来形成有机物的化学潜能，而另一部分则通过多种途径被消耗，直到最后消耗完为止。据美国生态学家林德曼研究，平均每个营养级的转化效率约为10%，这样，营养级从低级到高级，其个体数目、生物量与能量的分布，形成了底宽而顶尖的金字塔，称为生态金字塔。这就是著名的“金字塔定律”，亦称“十分之一定律”。生态金字塔有三种形式：

①数量金字塔表示在一定时间和空间内，各营养级之间的生物数量关系，以生物个体数目来表示。例如，0.67 hm2豆科饲料作物、5头奶牛和一个小孩的营养关系。

②生物量金字塔表示各营养级之间的生物重量关系，以“干重／单位面积／年”表示。例如，1／15 hm2地一年内能生产8925 kg 豆科作物，可生产牛肉1125 kg，小孩食用后体重增加52.5 kg。

③能量金字塔表示各营养级之间能量配置关系，以“kJ／m2·年”表示。

这三种金字塔，数量金字塔由于在同一级上，生物个体大小，因种类不同差别很大，可比性小；能量金字塔与生物量金字塔，可比性强，但能量金字塔最能说明问题，故被广泛采用。

（二）生态系统的物质循环

1.物质循环的基本形式——“环”、“流”、“库”地球表面的物质在风力、水力、热力等自然动力和生物活动动力的作用下，各种化学元素从环境到生物体，再从生物体到环境以至生态系统之间进行流动和转化的运动，称为物质的生物化学循环，或简称为“环”。生物地球化学循环是物质循环的基本形式。

在循环过程中，物质被暂时固定、贮存的场所，称为物质贮存“库”。按照场所的类型和固定、贮存物质的不同，可分为“大气库”、“水圈库”、“土壤库”、“动物库”和“植物库”。物质在前三库中多以无机状态存在，在后二库中多以有机状态存在，在大气和水库中相对流动性大，在土壤、动物和植物库中相对流动性小。

在生态系统中，物质和能量以一定的数量由一个库转移到另一个库中，这个过程叫做“流”，即物质流和能量流。没有植物库和动物库，

能量和物质就散失在空中、水中、土中，不能贮存固定。没有“流”和“库”就不能构成“环”，因此，环、流、库构成彼此关联、不可分割的统一整体。研究环、流、库对于发展农业和保护环境有重要意义。

2.物质循环的基本类型根据物质循环的路径和所通过的贮存库和交换库的种类，可分为水循环、气态循环和沉积循环三种主要循环类型。

（1）水循环大多数生物所需物质多溶于水或随水移动，其贮存库为水体或土壤水分，交换库则是陆生与水生动植物。水在阳光下不断蒸发，形成蒸汽，凝结后重返地面和海洋，称之为水的循环。

（2）气态循环以氧、氮、二氧化碳、其他气体和水蒸气为主，循环范围广，贮存库是大气，交换库主要是有生命的动植物。

（3）沉积循环多数矿物元素参加这种循环，贮存库是土壤岩石，交换库多为水和陆生动植物。

磷循环——磷以地壳作为主要贮存库，磷循环是典型的沉积型循环。在生态系统中，岩石和土壤风化所释放出来的磷素以及施入农田的磷肥，均可为植物吸收利用。被植物有机化的磷素，有两条循环支路，一是进入食物链，进一步转化循环；二是以枯枝落叶及残体形式归还给土壤，进入再循环。脱离生态系统的磷素，也有两条去路：一是植物遗体在陆地表面的磷矿化；二是磷酸盐流入海洋被沉积。

3.污染物质的生物浓缩随着工业和化学型集约农业的发展，大量的化学物质进入环境，并随着物质循环进入生物体中。污染物质被植物吸收后，将沿着食物链各个营养级陆续传递，在传递过程中也逐级累积和被浓缩。

污染物质初级浓度甚低，但经过生物浓缩后，浓度急剧升高。如有机氯农药DDT，在大气中浓度为3×10-6mg／L，落入水中，经浮游生物的浓缩，其浓度便升至4×10-2 mg／L（1.3万倍），小鱼吞食了浮游生物，其浓度又进一步升高，达到0.5 mg／L（16.3万倍），大鱼吞食小鱼又增至2.0 mg／L（66 7万倍），水鸟食大鱼，其体内DDT浓度已达到2 5 mg／L（830万倍）。如果人们摄食了受污染的鱼类，人体内DDT的浓度就更高了。可见，当前物质循环的特点之一就是污染物的生物浓缩。要想保护农业环境，保证人体健康，就要尽量减少有害的污染物进入生态系统。

第二节农业生态系统的概念与基本原理

农业生态系统是一种经过人工驯化的特殊系统，除具有一般生态系统的某些特征外，还应看到，它是由自然生态系统演变而来并在人类活动影响之下形成的，因此，又有某些不同于自然生态系统的特征。

一、农业生态系统的特点

（－）目标不同

农业生态系统是在人类控制下发展起来的，目的是为了获得更多的农畜产品以满足人类的需要，为了长期持续增产，人类必须保护与增殖自然资源，保护与改造环境。而自然生态系统是自发地向着种群稳定、物质循环能量转化与自然资源相适应所谓顶极群落发展，有利于保持系统与生物种群，但对人类并不一定有利。

（二）结构与稳定性不同

农业生态系统的生物物种是人工培育与选择的结果，经济价值较高，但抗逆性差，往往造成生物物种单一，结构简化，系统稳定性弱，容易遭受自然灾害，为了防灾除害，不得不投入更多的劳力、资金、技术、物质和能量。而自然生态系统的生物物种，主要是自然长期选择的结果，生物物种繁多，结构复杂，系统的稳定性与抗逆性强，经济价值有高有低，有的不一定符合人类需要。

（三）调控因素不同

农业生态系统主要依靠人工调控并与自然调控结合，多属外部调控，如通过绿化荒山、改良土壤、兴修水利，进行农田基本建设，在技术上采取选种育种、作物布局、栽培管理、病虫害防治等措施来提高系统生产力，获得高额产量，而自然生态系统主要通过自然力作用于系统内部的反馈作用来进行调控，但人类可以利用它有利于人类的调控以改造自然。

（四）开放性不同

农业生态系统的开放性大于自然生态系统，物质和能量的输出量都大得多，而自然生态系统所产生的有机物质基本上都保存在系统内，许多矿质营养的循环在系统内取得平衡，是自给自足系统。由于农业生态系统大部分物质输出系统之外，要维持输出输入平衡，必须有大量的有机与无机物质与能量的投入，否则，会造成资源枯竭，地力衰退，系统生产力降低，但大量无机物质的投入会带来环境污染与生态恶化，带来一系列公害。

（五）管理体制不同

农业生态系统不但受自然规律控制，也受社会经济规律制约，如社会制度、经济政策、市场需求、资金投放以及科学技术水平等，都是影响系统生产力的重要因素，特别是当前农业发展走向商品化、专业化、社会化、现代化，须谋求经济、生态、社会三大效益的统一和增长，而自然生态系统主要受自然规律控制，按自然规律演替发展。

（六）生产效率不同

农业生态系统由于生物物种有高产优势，加上辅助能源、物质、资金、技术、劳力、管理的投入，其生产效率比自然生产效率要高得多。例如全球绿色植物光能利用率平均为0.13%，而高产稻田为1.2%～1.5%，高产草地为2.2%～3.0%。

此外，农业生态系统与自然生态系统是交错存在相互影响的。由于农业生态系统稳定性差，往往需要自然生态系统起良好促进作用，例如森林生态系统中的鸟兽昆虫，多数对防治农田病虫害会起到良好的作用。

二、农业生态平衡与农业生态失调

（－）农业生态平衡

农业生产是以农业生态系统中的经济产量的输出为目标的，该系统中的各因素综合起来对农产品的生产、高产和稳产起作用。农业经济目标的实现，要求各种生态要素的齐全，即水、热、光、土等的非缺性配合，还要求结构的完整性。农业生产还要求社会经济、技术要素的齐备与正确合理的结合、运用，不仅对各种要素有质量要求，而且还要有数量规定，过多、过少都会在农产品的质量、数量上反映出来。例如，在一个久经耕作不断输出经济产品的农田生态系统中，氮、磷、钾的补充、输入比例的配置都是靠人类可控的生产经营活动、经济技术工作来进行的，如果在农作物需要这三类元素时，而在资金、物质或人为地贻误农时，或者因耕作、施肥、灌溉技术没有达到补充输入的质量、数量的规定要求时，那么，农作物需求与氮、磷、钾供给之间就出现不平衡，而使地力衰退。这就是农田生态平衡失调。

农业生态平衡既包括系统内部生物与环境之间的平衡关系，要素之间的制约关系，还包括系统之间的反馈关系。农业生态平衡不仅涉及农业生物与其生存条件之间的平衡关系，也涉及人类社会经济与农业生态系统的生产力的平衡关系。农业生态平衡关系的变动，虽然可

以通过生态系统的自我调节力来进行恢复，但是，农业生态平衡的恢复和重建，更重要的是通过人类有目标的控制、补偿活动，再经农业生态系统的结构。功能作用来实现的。否则，在超过生态阈限的负向干预引起农业生态平衡失调之后，再要建立新的平衡关系是困难的。

由于工业的发展，大量有害有毒的物质排放出来，进入农业生态系统，严重地影响着生态系统的平衡基础，甚至有可能使生态系统毁灭。农药杀虫剂的大量使用，首先污染了初级生产者，然后沿食物链和营养级逐级向前传递，以至整个有机界都受到农药的污染，并通过食物链逐渐富集。污染还通过各种途径，来破坏生态系统的平衡。例如，它可以改变生态系统的种类组成和数量关系，造成结构的深刻变化；也可以改变能量主要蓄积库的大小和输入（光合作用）对输出（呼吸作用）的比率，使生态系统结构发生破坏。污染还可导致信息传递的破坏，使系统失去平衡。信息传递主要是化学物质的作用，食物引诱，雌性对雄性的引诱，捕食者对被捕食者的识别等等，都是被化学物质所触发的。而污染物质常常可以分解化学信息系统，甚至破坏整个生态系统。

污染对生态系统的破坏，可分为近期效应和远期效应，近期效应是在污染物大剂量的作用下，可使生态系统立即崩溃。远期效应是经过一段时期甚至几代人之后，才显现出来，它常常不为主人们所重视，但危害性是无法估算的，甚至是无法扭转的。

（二）农业生态失调

农业生态失调，是指原有的平衡关系被打破之后，农业生态系统中各部分以及它们之间的联系所呈现的不协调以至对立的状态。农业生态失调的原因在于负向干扰力对农业生态经济系统的作用，使之失去了自我调节的能力。农业生态失调过程，首先发生的是内部结构性与功能性失调，然后是系统中各种数量关系的变动，最后是出现系统生产力下降，生态与经济之间呈现出互为因果的恶性循环。

森林是农业生态系统的主体，森林生态系统的纯生产量最大，生产力也最大，都比农田生态系统要高，而居第一位。所以通常把森林生态系统看作是农业生态环境的最高环境等级。如果人们对资源的需要和利用不合理而改变了环境条件，如林木过伐、乱砍滥伐、烧山轮垦等等，就会把森林生态系统变为迹地生态系统。迹地在没有人为干预的条件下，本来可以通过自我调节、修复能力、向上演替成为次生

森林生态系统。但如果人们再在迹地上开荒种粮，它又可成为新垦地农田生态系统，如因广种薄收，产量很低，经济上不合算，新垦地又可能因弃耕而变为撂荒地（裸地生态系统），逐渐演替为草坡草山生态系统。草坡草山经济效益大低，人们从眼前利益出发，认为采石、开矿砂、烧石灰等经济效益很高，有利可图，于是开山采石，彻底破坏生态环境条件，草山草坡便沦为非农地，这是农业生态环境演替序列中最低的一个环境等级。

农业生态经济系统结构性失调的表现有：第一，原有的稳定结构逐渐解体；第二，复杂结构逐渐变为简单结构；第三，有利于农业经济再生产的结构逐渐被不利于农业经济再生产的结构所代替，例如，农林牧结构被单一粮食结构所取代。结构失调必然引起功能性失调，其表现有：第一，农业生物对农业环境的耐受幅度缩小，适应力降低，生物潜力与环境阻力之间的平衡关系趋于破裂；第二，农业生态系统对于负向干扰的抗压性降低，系统脆弱性增加；第三，农业生物的转化功能、生产功能下降，系统生产力降低。

第三节生态农业的原理及其在我国农业生产中的应用

一、生态农业的兴起

两个世纪之前，农业生产是处于自然农业状态的。其特点是农业生产的投入是低水平的自然物质投入，低水平的农业产出。土地和其他自然资源开发利用有限，不存在对农业生态的破坏。

本世纪三四十年代起，由于科学的发展，农业机械的出现，尤其是化肥、农药、饲料添加剂的使用，提高了农业劳动生产率，农畜产品产出量大大增加，这种以利用石油为特征的集约化农业在60年代达到高潮。进入70年代后，由于石油农业本身的缺陷，引起了一系列的生态危机。

针对石油农业的问题，西方近20年来提出了多种区别于石油农业的农业模式，如肥力农业、自然农业、有机农业、生物农业、再生农业等，以替代石油农业。然而影响较大的是生态农业。

美国是研究生态农业最早的国家之一，早在1975年就成立了国际生物农业研究所，专门研究生态农业和生物农业的问题，在理论和实践、实验方面均取得不少成果。在美国已有2万多个生态农场遍布全国各地。西欧和北美约有1%左右的农民从事生态农业的实践，他们采用的主要技术措施有：

1.应用现代农业机械，采用作物新品种、良好的管理方法、水土保持技术以及先进的有机废物和作物秸秆管理技术。

2.完全不用或极少使用化肥、化学农药、生长调节剂和饲料添加剂等化学物质。

3.采用豆科绿肥和覆盖作物为基础的轮作，通常豆科作物占总面积的30%～50%。农田杂草主要通过轮作、中耕除草控制，极少使用除草剂。

4.氮素营养主要通过豆科固氮、牲畜粪便和作物秸秆供给，只对特别需要氮素的作物有限度地用一点化肥。

5.病虫害主要通过轮作和保护天敌控制，很少使用农药。

发展中国家近年来也开展了生态农业的理论研究和实践，特别是东南亚的生态农业发展很快，如菲律宾建立了许多中型、小型的生态农场。著名的有马雅生态农场，该农场位于菲律宾首都马尼拉附近，它是以生态学理论为依据建立起来的新型农业生产模式，被普遍认为是充分利用能源、发展农业、保护环境、维持生态平衡的典范。它是一个包括农场，牧场、渔场、食品加工和罐头制造的综合性生态农场。该农场主要种植水稻和蔬菜，还有一片森林，三者构成转化太阳能的“生产者”。养猪2.5万头，牛700头，鸭1万多只，这些则是系统的主要消费者。土地总面积为14.15 hm2，其分配是农田12 hm2，灌木林1. 2 hm2，鱼塘0.25 hm2，牲畜房和沼气房0. 25 hm2，农用建筑物0.15 hm2，道路0.3 hm2。

基本流程为：把稻草、树叶、蔬菜加工成饲料用于养牛、猪、鸭等，其动物粪便和肉类加工厂的高浓度废水送入沼气池。经微生物作用产生沼气，作为农场生活和生产用能源，沼气渣沉淀后的上清液进入氧化塘，进行曝气处理。在氧化塘中种植水生生物，并养鸭，水生生物可作鱼和猪的饲料，鱼塘内繁殖藻类作鱼饵，塘泥和沼气渣作肥料。由于有机质还田减少了化肥用量，从而降低农业成本，减少污染，改善了生态环境。

二、生态学原理在生态农业中的应用

所有已知的生态学原理都可以直接或间接地用于生态农业，但最基本的原则有三条：

1.系统各种成分相互协调与补充的整体原则生态农业是个整体，它包括种植业、畜牧业、水产业、林果业和加工业等，它们相互

配合，相互协调，按一定的次序组成一个整体，即形成了一个复杂的生产体系，而每一个行业都是这个体系的重要组成部分。

2.物质循环不息的再生原则物质的正常代谢是维持农业系统稳定的基础，农业生产中的经济效益和生态效益的大小，物质和能量的转化效率的高低是决定因素，只有充分熟悉并掌握种植、养殖、施肥等环节的时空因素，科学地安排农业生产结构和多层利用，使物质循环和能量流动正常进行，才能实现生物资源的再生和生态环境的良性循环。

3.物质输入与输出的动态平衡原则农业生态系统要保持稳定和良性循环，必须有合理的物质和能量的输入和输出，及时补充生态系统所失去的物质和能量，才能维持整个系统的活力，但输入与输出的物质和能量多少为宜，则要根据实际情况精确地计算，并不断地根据实际情况调整变化，使其保持动态平衡。

三、我国的生态农业及其特点

我国的生态农业建设发展很快，建成了多种类型的成功的生态工程和模式，试点范围不断扩大，仅县级试点就有100多个，乡镇村级就更多，已有北京市大兴县留民营村、浙江省萧山市山一村、江苏省泰县河横村、安徽省颖上县小张庄村和浙江省奉化市藤头村等被联合国环境规划署授予“全球500佳”称号。

概括地说，我国的生态农业是在环境与经济协调发展思想的指导下，总结吸收了各种农业方式的成功经验，按照生态学和经济学的原理，应用系统工程的方法，建立和发展起来的农业方式。

其基本内涵是：因地制宜利用现代科学技术并与传统农业精华相结合，充分发挥区域资源优势，依据经济发展水平及整体、协调、循环、再生的原则，运用系统工程方法，全面规划，合理组织农业生产，实现高产、优质、高效和持续发展，达到生态与经济两个系统的良性循环和经济、生态、社会三大效益的统一。

其主要特点是：

①以发展大农业为出发点，按照整体、协调的原则，全面规划、调整和优化大农业结构，使农林牧副渔各业和农村一、二、三产业综合发展，并使各业之间互相支持、相得益彰，提高综合生产能力。

②防治环境污染，重视农业生态环境的综合整治，一方面防治城市、工业和乡镇企业对农业环境的污染，另一方面要合理使用农药、

化肥、农膜，推广农作物病虫害的综合防治技术，发展绿色食品，开展生态工程建设，保护和改善农业生态环境，最终目的是建设适应农业高产、优质、高效的生态环境。

③注重吸收我国传统农业的精华并与现代农业科学技术相结合，推广具有中国特色的生态农业工程技术。

④合理利用农业资源，大力开展农村能源建设和废弃物综合利用，实现农业生态系统物质、能量的良性循环和多层次利用，减少对外部投入的依赖。

生态学基本原理

第三章生态系统基本理论 ［教学目标］了解生态学的概念，掌握生态系统的结构和功能，理解生态平衡的重要性。 ［教学重点］生态系统 ［教学难点］生态平衡与生态破坏 ［教学时数］4 本章重点 1.生态学概念 2.生态系统的组分 3.生态系统分类 4.食物网 5.生态危机 第一节生态系统的基本概念 一、生态学概念 1.生态学的概念 生态学(ecology) 一词源于希腊文“oikos”，表示住所和栖息地,原意是研究生物栖息环境的学科。 1866年，德国的动物学家黑格尔（haeckel）首次为生态学下了定义：生态学是研究有机体与其周围环境——包括非生物环境和生物环境相互关系(interaction)的科学。后来，一些著名生态学家也对生态学进行了定义。1966年，smith认认为生态学是研究有机体与生活之地相互关系的科学，所以又可把生态学称为环境生物学(evironmental biology)。著名美国生态学家E·odum(1956)提出的定义是：生态学是研究生态系统的结构和功能的科学。我国著名生态学家马世骏先生认为，生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学。 生态学的不同定义代表了生态学的不同发展阶段，强调了不同的基础生态学分支和领域。生态学原是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的重要分科之一。初期主要研究植物，后来逐渐涉及动物和人类。随着现代科学技术的发展并向生态学的不断渗透，赋予它新的内容和动力，使其成为多学科、较活跃的科学领域之一。目前，生态学家普遍认为，生态学是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学。

2.生态学基本原理---生态学三定律 美国环境学家小米勒(G．T．Miller，Jr．)提出的生态学三定律是： 生态学第一定律：我们的任何行动都不是孤立的，对自然界的任何侵犯都具有无数效应，其中许多效应是不可逆的。该定律为哈定（g·hardin）所提出，可称为多效应原理。 生态学第二定律：每一种事物无不与其他事物相互联系和相互交融。此定律可称为相互联系定律。 生态学第三定律：我们生产的任何物质均不应该对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。此定律或可称之为勿干扰原理。 3.生态学的研究对象 生物学科的两大发展方向：微观——分子生物学；宏观——生态学。 生态学是研究生物与环境、生物和生物之间相互关系的一门生物学基础分支学科。生态学的研究是活的生物在自然界中与环境的相互作用和生物之间的相互作用。 20世纪50年代以后，欧洲工业化大生产迅速发展，带来了一系列严重后果：环境污染（三废）、自然资源的破坏、能源危机、人口膨胀带来的粮食不足等问题。——全球性的事态激化，称为“全球性生态灾难”——才重视生态学。 目前，生物多样性保护，可持续发展和全球气候变化已成为全球关注的三大生态学问题。1992年6月，世界环境与发展大会在巴西里约热内卢召开，178个国家，包括118位国家首脑参加，讨论人类生存环境与社会发展有关的一系列重大生态学战略性问题，生态学的作用已不言而喻。这次大会推动了全球生态学的进一步发展。 二、生态系统 1.生态系统的概念 种群（Population）：一个生物物种在一定的范围内所有个体的总和称为生物种群。 生物群落（Community）：在一定自然区域的环境条件下，许多不同种的生物相互依存，构成了有着密切关系的群体，称为生物群落。 随着环境条件的千差万别，地球上出现了各种各样的生物群落（森林、草原、荒漠等等）。而特定的生物群落又维持了相应的环境条件。一旦生物群落发生变化，也会影响到环境条件的变化。因此，人们把生物群落与其周围非生物环境的综合体，称为生态系统（Ecosystem），也即生命系统和环境系统在特定空间的组合。 生态系统（Ecosystem）：指一定范围内，各生物成分和非生物成分之间，通过能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的一个统一整体。或是一定空间内由生物成分和非生物成分组成的一个生态学功能单位。

城市生态学课件资料③——第二章

第二章城市生态学的理论基础 第一节城市生态学的学科基础 一、生态学（ecology） （一）生态学的发展与研究对象 1.德国赫克尔（Emst Heinrich Haeckel）于1869年提出，并于1886年创立了生态学这门学科。 Ecology来自希腊语“oikos”(居住地、隐蔽处、家庭)与“logos”科学研究。 2.生态学研究的基本对象是两个方面的关系，其一为生物与生物之间的相互关系，其二为生物与环境之间的相互。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学科。 （二）生态学研究尺度 1.基因 DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。 ①基因多样性 是生物多样性的重要组成部分，是地球上所有生物携带的遗传信息的总和。 ②转基因 通俗的说就是一种生物体内的基因转移到另一种生物或同种生物的不同品种中的过程。一般来说转基因是通过有性生殖过程来实现的。 2.个体生态学 ①物种的生活史 ②个体对环境的适应性——生活型 ③环境对个体的制约——生态型 3.种群生态学 同类生物所组成的群体。 ①种群的基本特征——年龄结构、性比、大小等。

②种群的格局——空间分布等。 ③格局形成的过程——种内竞争、生殖特征等。 4.群落生态学 不同类别生物所组成的集合。 ①群落的结构——水平结构、垂直结构、种类结构。 ②群落的动态——演替过程、物种更替等。 5.生态系统、景观、全球生态学 在一定空间范围内，各生物成分和非生物成分，通过能量流动和物质循环而相互作用和相互依存所形成的一个功能单位。 ①结构——食物链。 ②功能——能流、物流、信息流、价值流。 ③调控——机制、反馈。 二、城市学 1.城市学(urbanology)一词最早见于日本矶村英一的《城市学》（1975）。 2.城市学以城市为研究对象，从不同角度、不同层次观察、剖析、认识、改造城市的各种学科的总称. 3.最早的城市学是依附于建筑学之中的。工业革命后，社会学、城市地理学、城市管理学、城市经济学、城市规划学等被相继纳入城市学的范畴之中。 三、人类生态学（anthropo-ecology） 1.人类生态学(anthropo-ecology)是研究人与周围环境之间的相互关系及其规律的学科。 2.美国芝家哥学派的代表人物（帕克）首先提出这个科学术语。 3.当今人类面临的五大危机的挑战，其核心问题是“人口爆炸”，因此人类生态学也就自然成为生态学中最引人瞩目的分支之一。

农业生态学-名词解释

名词解释 2、边际效应：群落交错区是一个交叉地带,也是种群竞争的紧张地带.这一地区内生物种 类数目和一些种群密度比相邻群落大,这一现象称为边际效应. 3、人工调控：是指农业生态系统在自然调控的基础上，受人工的调节与控制，人工调节 遵循农业生态系统的自然属性，利用一定的农业技术和生产资料加强系统输入，改变农业生态 环境，改变农业生态系统的组成成分和结构，以达到提高农业生产、加强系统输出的目的。 4、生态对策：生物在进化过程中，对某一些特定的生态压力所采取的生活史或行为模式， 称生态对策。 5、生态农业：按照生态学原理和经济学原理运用现代科学技术成果和现代管理手段以及 传统农业的有效经验建立起来的能获得较高的经济效益、生态效益和社会效益的现代化农业。 7、成本外摊：指农业生态系统在进行农业生产过程中消耗了自然资源成本和利用的生态 环境成本，但没有在系统的核算成本中得到反映的现象。 9、农业生态学；农业生态学是应用生态学原理，系统分析的方法，把农业生产作为一个 整体，即农业生态系统，研究其结构、机能、生产力及其调控和管理的学科 10、群落：指在特定空间或特定环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及结构包括形态结构与营养结构并具特定的功能的生物集合体 11、生活型；生活型是指不同种的生物，由于长期生活在相同的自然生态条件和人为培育 条件下，发生趋同适应，并经自然和人工选择而形成具有类似形态、生理和生态特性的物种类群。 13、生态因子的概念：指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响 的环境要素。 14、生态对策的概念：生物在进化过程中，对某一些特定的生态压力所采取的生活史或行 为模式，称生态对策。 15、生态效率：在食物链环节上能量的各种转化效率为生态效率。 16、有机农业：在生产中完全或基本不用人工合成的肥料、农药、生长调节剂和畜禽饲料 添加剂而采用有机肥满足作物营养需求的种植业或采用有机饲料满足畜禽营养需求的养殖业。 17、农业生态系统的概念：指在人类的积极参与下，利用农业生物与非生物环境之间以及农业生物种群之间的相互关系，通过合理的生态结构和高效生态机能，进行能量转化和物质循环，并按人类社会需要进行物质生产的综合体。 18、捕食：一种生物已另一种生物为食的种间关系。 19、初级生产：自养生物利用无机环境中的能量进行同化作用在生态系统中首次把环境中的能量转化为有机体化学能并储存起来的过程。 20、垂直结构：群落中生物按高度或深度的垂直配置。

城市生态学试题及答案

《城市生态学》复习题 一、名词解释：每个3分，共15分。 1. 城市化：农村人口转化为城镇人口、农业人口转化为非农业人口、农村地区转化为城市地域，以及随之引起的相关人员的生产生活方式、价值观念发生转变的过程。 2. 城市生态系统：间范围内的居民与自然环境系统和人为建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体。 3. 城市人口容量：特定的时期内，在城市这一特定空间区域能相对持续容纳的具有一定生态环境质量和社会环境质量水平及具有一定活动强度的城市人口数量。 6. 景观生态规划与设计：生态学原理为指导，以谋求区域生态系统的整体优化功能为目标，以各种模拟、规划方法为手段，在景观生态分析、综合及评价的基础上，建立区域景观优化利用的空间结构和功能的生态地域规划方法，并提出相应的方案、对策及建议。 7. 城市生态评价：在老城市改造与新城市建设中，根据气象、地理、水文和生态等条件，对工业区、居民区、公用设施、绿化地带做出的环境影响评价。 8. 城市生态建设：按照生态学原理和方法，应用工程性的和非工程性的措施建立合理的城市生态系统结构，提高城市生态系统的功能，促进系统的物质循环和能量合理流动，协调人与自然的关系，使人类在城市空间的利用方式、程度等方面与生态系统的发展过程相适应。 9. 生态城市：从城市生态系统着手，实现上台系统良好运行的城市。 11. 网络治理：以经济和生态环境协调发展为目标，通过有效的协调与及时的信息沟通，推动政府、非营利组织、私营部门和公众多元主体共同参与的城市管理模式。 12. 整体性公理： 13. 生态足迹：1：维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的以及能够吸纳人类所排放的废物、具有生态生产力的地域面积。是对一定区域内人类活动的自然生态影响的一种测度。 2：指生产区域或资源消费单元所消费的资源和接纳其产生的废弃物所占用的生物生产性空间。 二、填空题：每空1分，共15分。

城市生态学复习资料

一、名词解释 1、生态位——指物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。 2、城市生态位——指城市满足人类生存发展所提供的各种条件的完备程度。 3、城市辐射逆温——城市在晴朗平静的夜晚，地面因辐射而失去热量，近地气层冷却强烈， 较高气层冷却较慢，形成从地面开始向上气温递增，称为城市辐射逆温 4、城市生态系统——城市居民以自然环境系统和人工建造的社会环境系统相互作用而形成的 统一体,属人工生态系统. 5、城市“热岛效应”——指城市气温高于郊区气温的现象 6、环境——指围绕着某一事物(通常称其为主体)并对该事物会产生某些影响的所有外界事物(通 常称其为客体) 7、环境承载力——某一环境状态和结构在不发生对人类生存发展危害的前提下，所能承受的人类社会作用在规模、强度和速度上的限值。 8、拮抗作用——指各个因子在一起联合作用时，一种因子能抑制或影响另一种因子起作用 9、酸雨——指PH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水 10、城市灾害——指发生在城市范围内的自然灾害和人为的各种灾害 11、生态城市——指社会、经济、自然协调发展，物质、能量、信息高效利用，技术、文化与景观充分融合，人与自然的潜力得到充分发挥，居民身心健康，生态持续和谐的集约型人类聚居地。 12、大气污染——大气中污染物质的浓度达到有害的程度，以至破坏生态系统和人类正常生存 和发展的条件，对人和物造成危害的现象 13、城市植被——指城市范围内全部植被，包括一切自然生长的和人工栽培的各种植被类型 14、地震前兆——地震前自然界发生的与地震有关的异常现象 15、可持续发展——在不危及后代人需要的前提下，寻求满足我们当代人需要的发展途径。 16、PM2.5——大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物 17、伦敦型烟雾——指燃煤所产生的烟尘、二氧化碳与自然雾混合在一起积聚而形成的烟雾， 最早发生在伦敦而得名。 18、洛杉矶型烟雾——指排入大气的氮氧化物和碳氢化物受太阳紫外线作用所产生的一种具有 刺激性的浅蓝色烟雾

生态学概论

第一讲概论2 第一堂课前言、生态学概念与发展2 前言2 1生态学的概念3 2生态学思想的简单回顾3 2.1“田园主义”和“浪漫主义”生态学思想4 2.2“帝国主义生态学”思想5 3二十世纪生态学上的重要事件5 3.1 成立生态学会5 3.2创立群落演替的气候学派5 3.3把经济思想（如生产者、消费者）运用到对大自然的研究中6 3.3生态系统概念的提出7 3.4生态学时代的到来（1960年代）7 第二节课生态学与可持续发展7 1生态学对可持续发展的重要贡献7 1.1生态学对“可持续发展”概念的孕育和产生起了至关重要的历史作用7 1.2生态学为可持续发展提供了理论基础8 ，并将其提高到整体性和系统性的高度8 ，生态学的思想与方法为可持续发展的实施奠定了基础8 2可持续发展概念的提出，对生态科学的发展产生了重要影响9 2.1生态学在社会中重新定位9 2.2生态学与其他学科的融汇与分化9 2.3从局部的孤立的研究到整体的网络化研究10 2.5研究方法和研究手段的改善和提高10 3我国生态学在实施可持续发展战略中的任务（研究热点）11 3.1可持续发展的生态学机理和评价方法研究11 3.2加强生态安全理论、生态预报方法和生态安全预警监控系统的研究11 3.3强化区域生态评价、生态规划、生态管理和生态工程研究，积极参与国家的重大生态环境 建设11 3.4加强生态系统服务功能的科学研究12 3.5生物多样性保护及其可持续利用的生态学机理与方法12 3.6全球环境变化和人类活动关系的生态学研究13 3.7生态学理论和交叉学科的研究13 3.8环境污染过程中的重要生态学问题13 3.9受损（退化）生态系统的恢复与重建的研究13 3.10全球变化引发的生态学问题研究13 结语：努力前程14

城市生态学试题及答案完整版

城市生态学试题及答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

《城市生态学》复习题 一、名词解释：每个3分，共15分。 1. 城市化：农村人口转化为城镇人口、农业人口转化为非农业人口、农村地区转化为城市地域，以及随之引起的相关人员的生产生活方式、价值观念发生转变的过程。 2. 城市生态系统：间范围内的居民与自然环境系统和人为建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体。 3. 城市人口容量：特定的时期内，在城市这一特定空间区域能相对持续容纳的具有一定生态环境质量和社会环境质量水平及具有一定活动强度的城市人口数量。 6. 景观生态规划与设计：生态学原理为指导，以谋求区域生态系统的整体优化功能为目标，以各种模拟、规划方法为手段，在景观生态分析、综合及评价的基础上，建立区域景观优化利用的空间结构和功能的生态地域规划方法，并提出相应的方案、对策及建议。 7. 城市生态评价：在老城市改造与新城市建设中，根据气象、地理、水文和生态等条件，对工业区、居民区、公用设施、绿化地带做出的环境影响评价。 8. 城市生态建设：按照生态学原理和方法，应用工程性的和非工程性的措施建立合理的城市生态系统结构，提高城市生态系统的功能，促进系统的物质循环和能量合理流动，协调人与自然的关系，使人类在城市空间的利用方式、程度等方面与生态系统的发展过程相适应。 9. 生态城市：从城市生态系统着手，实现上台系统良好运行的城市。 11. 网络治理：以经济和生态环境协调发展为目标，通过有效的协调与及时的信息沟通，推动政府、非营利组织、私营部门和公众多元主体共同参与的城市管理模式。 12. 整体性公理： 13. 生态足迹：1：维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的以及能够吸纳人类所排放的废物、具有生态生产力的地域面积。是对一定区域内人类活动的自然生态影响的一种测度。2：指生产区域或资源消费单元所消费的资源和接纳其产生的废弃物所占用的生物生产性空间。 二、填空题：每空1分，共15分。 1. 解决城市生态问题。 2.城市是一个复杂的社会形态，其主要功能是生产、工作、休息和生 活。 3.人类既是城市生态系统的生产者，也是城市生态系统的消费者，还是城市生态系统的管理者。 4.根据人口过渡理论，正处于加速城市化和工业化的发展中国家人口增长为高出生率- 死亡率- 高增长率类型。

生态学概论复习题

生态学：是研究生物有机体与其周围环境（包括生物环境与非生物环境）之间相互关系的科学。 研究对象：相互关系，个体、种群、群落等不同等级的生命体系。物种：是由内在因素（生殖、遗传、生理、行为和分布）联系起来的个体的集合，是自然界一个基本进化单位和功能单位。 生态因子：是指环境中对生物的生长、发育、繁殖、行为及分布起直接或间接作用的环境因子。 生态因子分类：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子。 土壤：岩石风化后，在生物参与下形成的生命与非生命的复合体。生态因子综合作用定律：1、综合作用（交互作用）2、主导因子作用3、直接或间接作用4、阶段性作用5、不可替代和补偿作用。 主导因子：在诸多环境因子中，总有1~2个对生物起决定性作用，这就称为主导因子。 最小因子法则：每一种植物都需要一定种类一定数量的营养物质，如果其中一种营养物质数量甚微则植物的生长受到不良影响，若这种营养物质完全缺失则植物不能生长。缺点：只考虑了对植物的影响，只考虑了植物与营养物质的关系，有局限性。补充：只适用于稳态条件下，还要考虑生态因子的补偿作用。 限制因子：生物在一定环境中生存，必须得到生存和发展的多种生态因子，当某种生态因子不足或过量都会影响生物的生存和发

展，该因子即为限制因子。 耐性定律：生物对环境的适应存在的耐受范围的法则。 光饱和点：光照强度达到一定水平后光合产物也就不再增加或增加的很少，该处的光照强度就是光饱和点。 光补偿点：光补偿点的光照强度是植物开始生长和进行光和生产所需要的最小光照强度。 按光强可把植物分为阳性植物、阴性植物、耐阴植物。按日照长度，可分为长日照植物、短日照植物、中间性植物。 有效积温法则：植物在生长发育过程中需从环境摄取一定热量，才能完成某一阶段的发育，而且植物各个发育阶段所需的总热量是个常数。K=N?(T-C) 。K为有效积温N为发育历期，T为平均温度，C为发育起点。 温度的生态学意义：1、生物是存在一定温度范围内的2、地球上的生物在进化中有应对温度变化的特性。 水的生态学意义：1、生命起源于水环境2、是任何生物都不可缺少的重要组成部分3、生物的新陈代谢是以水为介质进行的4、水是生命代谢中的重要原料5、水对植物的具体生态作用：（01、水分能保持植物的固有姿态02、为生物创造了一个相对稳定的温度环境03、土壤含水量三基点04、水对陆生生物热量调节和热能代谢的生态作用）6、各种生物之所以能够生存至今依赖水在3.98℃时密度最大7、水的间接生态作用。 有效积温法则的应用：1、预测生物发生的世代数2、预测生物

《园林生态学》复习题

《园林生态学》复习题及答案 一、填空 1、生态系统是由两大部分组成的，即有生命类与无生命类，其中有生命类又包括以下三个组成部分，即、、。 2、大气水分种类分为、、三类。 3、由于人类有意或无意将某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，该生物种群不断扩大，分布区稳定地扩展，这种过程称为。 4、温室气体主要指、、、其中对增温起着重要的作用，增温的潜力最大。 5、现代环境问题可分为三大类：、、。 6、光对生物的生态作用主要由、、三方面构成。 7、北方在引种时，可利用处理来促使树木提前休眠，准备御寒，增强越冬能力。通常可促进植物营养生长。 8、种群数量的变化是种群动态的重要标志，取决于种群的与， 和这两组对立的过程。 9、城市绿地的功能是综合的，具有生态环境效应、和效应。 10、相对湿度受到环境温度的调节：温度增加，相对湿度；温度降低，相对湿度。 11、反馈分为和。可使系统保持稳定，使系统偏离加剧。 12、由于人类有意或无意将某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，该生物种群不断扩大，分布区稳定地扩展，这种过程称为。 13、A、B两种植物生长在一起时，A植物生长受到抑制，B植物不受影响的现象叫作；A植物和B植物的生长发育都得到促进，称为。 14、生态学研究对象很广，但生态学家对其中4个组织层次特别感兴趣，即、 、、。 15、城市绿地的生态环境功能是多方面的，其中，城市绿地净化环境的效应表现在能和、。 16、在热带雨林中，有很多柱状的茎和板状根的常绿木本植物分属不同的科，还有热带荒漠环境中的许多肉质植物，它们的亲缘关系都很远，这些现象说明了不同种类植物对相同环境的现象。 17、景观和景观要素的关系是相对的。景观强调的是，景观要素强调的是。 18、两个和多个群落之间（生态地带）的过渡区域，称为。

生态学概论习题集

. 《生态学概论》习题集 第一章绪论 一、名词解释 1、生态学 2、可持续发展 二、问答题 1、什么是全球变化？论述当前人类所面临的主要生态问题。 2、论述生态学与可持续发展的关系。 三、填空题 1、当前生态学发展的主流是研究及生态系统不同层次的组成、属性、结构、功能、生态过程及调控。 2、在全球变化中，目前比较严峻的、最引人关注的是、、、、及等生态问题。 3、生态安全是指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面的状态。 第二章生态系统 一、名词解释 1、系统 2、生态系统 二、问答题 1、举例说明生态系统的组成。 2、论述生态系统中的基本生态学过程及生态系统的功能。 三、填空题 1、系统的整体功能不等于它各组分功能的相加，而是一种，既有各组分 的功能，又有各组分之间交互作用产生的新功能。 . .

. 2、生态系统是生物与生物，生物与环境相互联系、相互作用，通过、 、构成一个功能整体。 3、生态系统包括环境组分和生物组分。生物组分包括、、三大 功能类群生物。 4、按照人类干扰的方式和程度，生态系统可分为、和。 5、生态系统健康不仅是指的健康，而且还包括的健康和健康。 6、生态系统管理的目标是保持和维护生态系统结构、功能的可持续性，保证 生态系统健康，实现人类社会的发展。 第三章生态系统中的生物与环境 一、名词解释 1、生态因子 2、生态作用 3、生态适应 4、生态幅 5、胁迫 6、生态位 7、阳性植物 8、阴性植物 9、耐阴植物10、生活型 11、生态型12、光周期 二、问答题 1、主要生态因子、限制因子、最小因子的区别？ 2、简述光的生态作用及生物的适应性。 3、三基点温度与积温的生态学意义？ 4、森林的主要生态作用？ 5、以沙漠植物为例，论述生物对环境的适应机制。 三、填空题 1、根据生态因子的性质，将生态因子分为、、、及 5类。 . .

城市生态学简答题

简答： 1简述系统的特征 1 整体性或称集合性 2 关联性 3 目的性 4 环境适应性 5 反馈机制 2 系统研究思路一般可分为哪几种？ 1）系统研究思路一般可分为黑箱，白箱和灰箱三种 2）黑箱研究思路是完全忽略系统内部结构，只通过输入和输出的信息来研究系统的转化特性和反应特性 3）白箱研究思路是建立在对系统的组分构成及其相互联系有透彻了解的基础上，通过揭示系统内部的结构和功能来认识包括输入和输出在内的整体特性 4）灰箱研究思路是建立在对系统内部结构与功能只有部分已知，而其余部分未知的基础上来认识分析系统 3 何谓还原者？其基本功能是什么？ 1）还原者属于异养生物，主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和腐食性动物 2）还原者是把杂交的动植物有机残体分解为简单的化合物，最终分解为无机物，归还到环境中，被生产者再次利用，所以还原者的功能是分解，在物质循环和能量流动中具有重要的意义 4 简述生态系统的组成成分 1）生态系统的成分可分为生命的和无生命的两类 2）生命类可分为生产者，消费者，还原者三种 3）无生命类可分为太阳辐射能，无机物质，有机物质三种 5 简述生态系统物质循环的类型 1）生态系统的物质循环根据循环的属性可分成水循环，气态循环，沉积循环三种类型2）水循环：水是自然的驱使者，没有水的循环就没有生物地球化学循环 3）气态循环：主要蓄库是大气和海洋，具有明显的全球性循环性质 4）沉积循环：主要蓄库是岩石圈和土壤圈，具有循环缓慢，非全球性，不显著的特点6 生态系统的物质循环和能量流动有何联系和区别？ 答：1）生命的存在依赖于生态系统的物质循环和能量流动，二者密切不可分割地构成一个统一的生态系统功能单位 2）能量流经生态系统，沿食物链营养级向顶部方向流动，能量都以自由能的最大消耗和熵值的增加，以热的形式而损耗，因此能量流动是单方向的，生态系统必须不断地由外界获得能量 3）物质流动是循环的，各种有机物最终经过还原者分解成可被生产者吸收的形式重返环境，进行再循环 7 简述生态因子作用的一般特征 答：1）综合作用2）主导因子作用3）直接作用和间接作用 4）因子作用的阶级性5）生态因子的不可代替性和补偿作用 8 如何理解生态因子不可代替性和补偿作用？ 答：1）环境中各种因子对生物的作用不尽相同，但都各具有其重要性，尤其是作为主导作用的因子，如果缺少便会影响生物的正常生长和发育，甚至疾病残疾，所以说总体上生态因子是不可代替的，但在局部能补偿 2）在一定条件下的多个生态因子的综合作用过程中，由于某一因子在量上的不足，可以由其他生态因子来补偿，同样获得相似的生态效应 3）但生态因子的补偿作用只能在一定范围内做部分补偿，而不能以一个因子代替另一个因子，且因子间的补偿作用也不是经常存在的

生态学概论复习资料

生态学概论复习资料 一、名词解释 尺度：某种现象或过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。（有空间尺度、时间尺度和组织尺度） 生境：特定生物个体或群体栖息的生态环境，或生物影响下的次生环境。 生态因子：环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境因子，如光照、温度、水分、氧气、食物或其他生物等。 生态幅：生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围，即该生物的生态幅。 生态位（基础与实际）：物种在生物群落或生态系统中的地位和角色，描述了某种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。（基础生态位：物种所能栖息的、理论上的最大空间，即潜在的生态位空间就是基础生态位。实际生态位：一物种实际占有的生态位空间。） 光周期：在陆地上不同地理区域和季节里，昼夜长短的周期性变化。 利比希最小因子定律：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。（该定律成立的条件：一、生物的内环境和外环境处于稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平衡；二、考虑生态因子间的可补偿性。） 耐受性定律：生物的生存与繁殖，要依赖于某种综合生态因子。任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存，甚至灭绝。 阿利氏规律：动物有一个最适宜的种群密度，种群过密或过疏都可能对自身产生不利影响。 阿仑规律：恒温动物身体的突出部分在低温环境中有变小变短的趋势。 贝格曼规律：高纬度地区的恒温动物，其身体比生活在低纬度地区的动物大。 驯化（自然/人工）：生物个体对环境变化所表现出来的形态或生理的可逆变化过程（人工驯化：有机体对实验环境条件变化产生的生理调节反应。气候驯化：有机体对自然环境条件变化产生的生理调节反应。） 密度效应：在一定时间内，当种群的个体数目增加时，就必定会出现邻接个体之间的相互影响，称为密度效应。关于植物的物种内的密度效应，目前有两个基本规律：最后产量恒值法则、-3/2自疏法则。最后产量衡值法则：不管初始播种密度如何，在一定范围内，当条件相同时，植物的最后产量总是差不多一样的。–3/2自疏法则：同种植物因密度引起的个体死亡。自疏导致的密度和个体重量之间的关系在双对数图上曲线的斜率为-3/2。 领域与领域行为：领域：指由个体、家庭或其它社群单位所占据的，并积极保卫不让同种其它成员侵入的空间。领域行为：动物保卫领域的方式很多，如以鸣叫、气味标志或特异的姿势向入侵者宣告其领域范围；或威胁、直接进攻驱赶入侵者等，称为领域行为。

城市生态学知识点整理

1、什么是海绵城市？ 城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存水“释放”并加以利用。 2、二元水循环 水在社会经济系统的运动过程与水在自然界中的运动过程一样，也具有循环性特点。社会水循环通过取用水、排水与自然水循环相联系，这两个方面相互矛盾，相互依存，相互联系，相互影响，构成了矛盾着的统一体—水循环的整体，即二元水循环系统 3、什么是城市的雨岛效应？ 雨岛效应，，城市中高楼大厦密度不断地增加，尤其一到盛夏，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成。这种效应被称之为“雨岛效应”。 4、城市内涝发生的原因 ①城市化导致不透水面积增加 ②城市化的水文效应，改变了局部气候和下垫面条件，出现“雨岛效应”现象。 ③城市排水基础设施建设不足 ④下凹式立交桥等设施增加 ⑤城市排水设施维护管理不善 5、什么是LID？LID实现的措施。 美国的低影响开发(LID)：采用源头削减、过程控制、末端处理的方法进行渗透、过滤、蓄存和滞留，防治内涝灾害。

①保护和修复城市天然河湖：划定河湖蓝线，立法禁止围填河湖及天然湿地。对已渠化的河道进行生态修复 ②修建生物滞留池：一般修建于流域上游，通过植物、微生物和土壤的化学、生物及物理特性储蓄水量并清除污染物，从而达到水量和水质调控目的。 ③湿滞带：是一种狭长的渠道，对来自于停车场、人行道、街道以及其它不透水性表面的径流进行过滤和入渗，与传统渠道区别的是其表面铺设有植被。 分为湿滞水池、干滞水池、人造湿地 ④植被覆盖：在不透水性建筑的顶层覆盖一层植被，是由植被层、介质层、过滤层以及排水层等构成一个小型的排水系统。 ⑤透水性地面：表面由透水结构铺装，让初期雨水入渗，下部填筑多孔结构材料制成的垫层，垫层具有吸附降解功能，能够消纳初期雨水的污染。 6、核心思想“一片天对一片地”，实现立体多层次多功能分流分滞。 在基本遵循自然产汇流规律的基础上，城市建成后实现“一片天对一片地”，利用城市空间对降雨“化整为零”进行收集和储存。具体“滞、渗、蓄、净、用、排” 立体多层次多功能分流分滞的竖向剖面结构 1.生态屋顶 2.绿化建筑立面 3.生态景观 4.生态道路 5.生态水池 6.生态广场 7.生态公园 8.强渗透地面 9.天然洼地蓄滞 滞：降低雨水汇集速度，延缓峰现时间!既降低排水强度，又缓解了灾害风险。 “渗”，是利用各种路面、屋面、地面、绿地，从源头收集雨水。 蓄: 降低峰值流量，调节时空分布，为雨水利用创造条件 净:是通过一定过滤措施减少雨水污染，改善城市水环境 用：利用雨水资源化，缓解水资源短缺，提高用水效率。 排: 构建安全的城市排水防涝体系，避免内涝等灾害确保城市运行安全 7、建设目标（最根本目标就是：要尽量减少社会水循环对自然水循环的冲击。） ①缓解洪涝灾害：通过保护、恢复和修复天然河湖水域空间，把城市排水系统从“区域快排、末端集中”转变为“源头分散、慢排缓释” ②增加雨水利用：针对洪涝雨水的利害两重性，构建“格局合理、蓄泄兼筹、引排得当、环境优美、综合利用”的城市水系统。 ③降低径流污染：城市初期雨水中轮胎细末、生活垃圾污染、大气降尘、铅/镉重金属等污染严重。宜在表面铺装透水结构，让初期雨水入渗，下部填筑多孔结构材料制成的垫层，让垫层具有吸附降解功能，消纳初期雨水的污染。 8、三大任务 （1）海绵体建设：

城市生态学试题及答案

城市生态学试题及答案 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

《城市生态学》复习题 一、名词解释：每个3分，共15分。 1. 城市化：农村人口转化为城镇人口、农业人口转化为非农业人口、农村地区转化为城市地域，以及随之引起的相关人员的生产生活方式、价值观念发生转变的过程。 2. 城市生态系统：间范围内的居民与自然环境系统和人为建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体。 3. 城市人口容量：特定的时期内，在城市这一特定空间区域能相对持续容纳的具有一定生态环境质量和社会环境质量水平及具有一定活动强度的城市人口数量。 6. 景观生态规划与设计：生态学原理为指导，以谋求区域生态系统的整体优化功能为目标，以各种模拟、规划方法为手段，在景观生态分析、综合及评价的基础上，建立区域景观优化利用的空间结构和功能的生态地域规划方法，并提出相应的方案、对策及建议。 7. 城市生态评价：在老城市改造与新城市建设中，根据气象、地理、水文和生态等条件，对工业区、居民区、公用设施、绿化地带做出的环境影响评价。 8. 城市生态建设：按照生态学原理和方法，应用工程性的和非工程性的措施建立合理的城市生态系统结构，提高城市生态系统的功能，促进系统的物质循环和能量合理流动，协调人与自然的关系，使人类在城市空间的利用方式、程度等方面与生态系统的发展过程相适应。 9. 生态城市：从城市生态系统着手，实现上台系统良好运行的城市。 11. 网络治理：以经济和生态环境协调发展为目标，通过有效的协调与及时的信息沟通，推动政府、非营利组织、私营部门和公众多元主体共同参与的城市管理模式。 12. 整体性公理： 13. 生态足迹：1：维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的以及能够吸纳人类所排放的废物、具有生态生产力的地域面积。是对一定区域内人类活动的自然生态影响的一种测度。

城市生态学研究的基本原理与思路

城市生态学研究的基本原理与思路 （一）基本原理 1、“生态位” 生态位：物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位。 生态位的宽度据该种的适应性而改变，适应性较大的物种占据较宽广的生态位。 城市生态位（urban niche）：城市给人们生存和活动提提供的生态位。 反映了一个城市的现状对于人类经济活动,生活活动的适宜程度，既城市的性质、功能、地位、作用及其人口、资源、环境的优劣势。 2、多样性与稳定性 生物群落与环境之间保持动态平衡的稳定状态的能力，是同生态系统物种及结构的多样性、复杂性呈正相关的。 生态系统的结构愈多样、复杂，则其抗干扰的能力愈强，因而也愈易于保持其动态平衡的稳定状态。 在结构复杂的生态系统中，当食物链（网）上的某一环节发生异常变化，造成能量、物质流动的障碍时，可以由不同生物种群间的代偿作用给予克服。 人力资源多样性，保证了城市各项事业的发展对人才的需求； 土地的多样性，保证了城市各类活动的展开； 城市功能与交通方式的多样性，使城市具有更大的吸引力与辐射力； 行业和产业结构的多样性，使城市经济稳定，整体经济效益提高等。 3、食物链(网)原理 食物链: 以能量和营养物质形成的各种生物之间的联系。 食物网：生物群落中许多食物链彼此相互交错连接而成的复杂营养关系。 ●用于城市系统时，各企业之间相互提供生产原料，某一企业的产品是另一企业生产 的原料；某些企业生产的“废品”也可能是另一些企业的原料。如此可以对城市食物网“加链”和“减链”。减链：除掉或控制那些影响食物网传递效益，利润低、污染重的链环。加链：增加新的生产环节，将不能直接利用的物质、资源转化为价值高的产品。 食物链（网）原理表明：人类居于食物链的顶端，人类依赖于其他生产者及各营养级的“供养”而维持其生存；人类对其生存环境污染的后果最终会通过食物链的作用（即污染物的富集作用）而归结于人类自身。 4、系统整体功能最优原理 ●整体大于部分之和, 1>1/2+1/2. ●子系统功能和系统整体功能相辅相成； ●子系统都有无限制地满足自身发展的需要，而不顾其他个体的潜势存在。 ●城市各组分之间的关系并非总是协调一致的。 ●理顺系统结构，改善系统运行状态，要以提高整个系统的整体功能和综合效益为 目标，局部功能与效率应当服从于整体。 5、环境承载力原理 环境承载力: 某一环境状态和结构在不发生对人类生存发展有害变化的前提下，所能承受的人类社会作用。 体现在规模、强度和速度上。三者的限制，是环境本身具有的有限性自我调节能力的量度。 环境承载力原理具体内容： （1）环境承载力会随城市外部环境条件的变化而变化。

城市生态学名词解释

第一章 1、生态学：是一门多学科的自然科学，研究生命系统与环境系统之间的相互作用规律及 其机理。 生态学新的理念：1）把研究生物有机体与环境的相互关系拓展到研究生命系统与环境的相互关系。2）人类是生命系统中最重要的部分。3）人类具有生物的一切基本属性。 4）解决人类面临的生存与发展问题 2、生态系统：在任何规模的时空单位内由物理—生物—化学学活动所组成的一个系统。 3、“生物圈”：是指地球上存在生命的圈层，其范围在地表以上可达23km高空，在地表 以下可延伸至12km的深度，包括大气圈层的下层（对流层）、水圈和岩石圈的上层 （风化层）。 4、一个生态系统的组成成分包括：有生命的生物成分，即生物群落，以及无生命的非生 物成分，即自然环境 5、生物群落：是指一定空间内全部动物、植物、微生物的同住结合，他们之间构成一定 的相互关系。根据各类生物之间的营养关系可以把他们分为生产者、消费者、分解者。 6、生态系统发展：常常被称为生态演替，它是指一个群落被另一个群落，或者说一个生 态系统被另一个生态系统代替的过程。 7、种群：是一定空间中同种个体的集合，也就是它是在一定空间中、特定的时间内一起 生活和繁殖的同种个体的总称。 8、种群的大小和密度：一个种群全体数目的多少，即种群的大小，如果采用单位面积或 容积的个体数目来表示种群的大小，即为密度。 9、生态平衡：是指一定时间内，生态系统中各部分的结构及相互作用的平衡，物质和能 量流入和流出的平衡，物质产生和消耗的平衡，有机体和环境的协调一致。 10、抵抗力：它是生态系统抵抗外部干扰、维持系统结构原状的能力。 11、恢复力：它是指生态系统遭受外部干扰后，系统恢复原状的能力。 12、自治力：它是指生态系统对发生在内部的各种现象的自我控制能力。 13、稳态机制：是指内部组织和结构的一种调节功能，即调节能量流动和物质循环的能力，调节生态系统中各种成分之间的营养关系的能力。 14、生态系统的能量流动：是指能量通过食物网在系统内的传递和耗散过程。 15、生态系统的物质循环：是指生命活动所需的各种营养物质通过食物链各营养级的传递 和转化。 16、生态系统中的信息流：是指生态系统内各生命组分之间的信息传递。 第二章 1、城市化：人口向城市地区集中和农村地区转变为城市地区（或指农业人口转变为非农业人口）的过程。 第三章 1、城市生态系统：是人为改变了结构、改造了物质循环和部分改变了能量转化的、长期受人类活动影响的、以人为中心的陆生生态系统。 2、城市：是人类社会、经济、自然三个子系统构成的复合生态系统。 3、城市生态学：是以生态学理论为基础，应用生态学的方法研究以人为核心的城市生态系统的结构、功能和动态，以及系统组成成分间和系统与周围生态系统间相互作用的规律，

生态学概论试题答案

生态学概论开卷考试试题 一、简述生态学的分支学科 15分 按研究对象的层次划分 有发展相当成熟的个体生态学和生理生态学、种群生态学 还有群落生态学和生态系统生态学 正在发展并受到高度重视的分子生态学、景观生态学和全球生态学。 按生物分类类群划分 有成熟的动物生态学、植物生态学、昆虫生态学 还有正在快速发展的微生物生态学、人类生态学。 按栖息地类型划分 有淡水生态学、海洋生态学、河口生态学和陆地生态学 此外湿地生态学和热带生态学也受到重视。 与生物学和其他学科相互渗透而形成的边缘学科有 行为生态学、进化生态学、化学生态学、数学生态学、地生态学等 二、简述温度因子的生态作用 15分 温度与生物生长任何一种生物 其生命活动中每一生理生化过程都有酶系统的参与。然而 每一种酶的活性都有它的最低温度、最适温度和最高温度 相应形成生物生长的“三基点”。一旦超过生物的耐受能力 酶的活性就将受到制约。例如 高温将使蛋白质凝固 酶系统失活 低温将引起细胞膜系统渗透性改变、脱水、蛋白质沉淀以及其他不可逆转的化学变化。不同生物的“三基点”是不一样的。一般地说 生长在低纬度地生物高温阈值偏高 而生长在高纬度的生物低温阈值偏低。在一定的温度范围内 生物的生长速率与温度成正比 温度与生物发育生物完成生命周期 不仅要生长而且还要完成个体的发育阶段 并通过繁衍后代种族得以延续。最明显的例子是某些植物一定要经过一个低温“春化”阶段 才能开花结果 它就像信号开关一样 这个关不过 就不能完成生命周期。温度与生物发育的最普遍规律是有效积温 三、比较k-r两种生物对策的特点 15分 R对策生物的个体较小 繁殖能力较强 但寿命较短 对环境有较强的适应能力 一般缺乏保护后代机制 竞争力弱 但具有很强的扩散能力 种群易爆发 比如老鼠。而k 对策生物的个体大 个体通繁殖率低、寿命长具有较完善的保护后代机制 一般扩散能力较弱 但竞争能力较强较大 比如大象 老虎。 四、论述你所知道的生态学原理 20分 1. 生物与环境之间的关系 环境影响动物的形态 生理 和生活习性 动物通过进化改变各方面来更好的适应环境 2. 动物的行为反过来会影响和改变环境。 3. 生物之间的关系 任何生物的生存都不是孤立的 同种个体之间有互助有竞争 植物、动物、微生物之间也存在复杂的相生相克关系。 五、论述我国与西方生态农业的不同内涵 15分 中国生态农业的基本内涵是 按照生态学原理和生态经济规律 因地制宜地设计、组装、调整和管理农业生产和农村经济的系统工程体系。它要求把发展粮食与多种经济作物生产 发展大田种植与林、牧、副、渔业 发展大农业与第二、三产业结合起来 利用传统农业精华和现代科技成果 通过人工设计生态工程、协调大效益的统一。西方国情类型及针对性体现西方发达国家 石油农业的替代者指导思想与价值取向协调人与自然的关系 关注生态环境保护和生态系统的自我维持 强调生态效益经济上有生命力 社会可接受理论依据生态学原理介面层次侧重侧重生态农业模式介面和生态农业技术介面 漠视生态农业区域介面。

生态学概论

生物入侵的危害及治理 随着国际贸易、餐饮业以及旅游业等的迅猛发展，由有害生物入侵而引发的各种灾害问题日益严重，目前，入侵我国的外来有害生物已有400多种，其中大面积发生、危害严重的多达100多种。同时新的入侵疫情还在不断突发，近10年来相继发现了三叶草斑潜蝇、西花蓟马等20余种世界危险性与暴发性物种的入侵，平均每年增加1至2种，这些物种的入侵给农林业生产构成了巨大的威胁。 生物入侵是指由于人为或自然因素被引入新的生态环境，并对新的生态系统、物种及人类健康带来威胁的外来物种。全球因生物入侵造成的经济损失高达数千亿美元，我国每年造成的经济损失至少有1000亿元人民币，除了经济损失外，其危害对生态环境的影响更加不容忽视。据研究表明，在全世界濒危物种名录的植物中，大约有35%至46%是由外来生物入侵引起的。我国已经成为遭受外来入侵生物危害最严重的国家之一。 外来生物入侵途径有四类：有意引进，无意引进，自然入侵，辅助入侵。其中有意引进是主要途径，我国目前一致的外来入侵植物中超过一半的种类是由于人为引种造成的。 有意入侵是指人类出于观赏、药用、食用、饲料、引种等目的引进新物种，该物种在新生态环境内成长，繁殖并迅速扩散成为优势种群，对该境内的其他种群构成生存威胁。例如水葫芦，作为观赏花卉从南美引进我国，以后又发现它可作为猪的饲料，并可净化水域重金属元素污染而广为种植，但因为它繁殖能力强、生长迅速，遍布一些河道和湖泊，结果成为恶性杂草。如大米草曾分别从英国美国作为改善环境植物种类引进我国，最初是为了抵御风浪、保滩互岸。但因其密集生长，抗逆性与繁殖能力强，导致滩涂生态失衡、航道淤塞、海洋生物窒息致死，因而被称为“害人草”。与其相似的还有互花米草。还有90年代云南大理洱海引入13个外来鱼种，定殖后与土著种争食、争产卵场所以及吞食土著种的鱼卵等，破坏了原有生态系统的平衡。福寿螺原产于南美亚马逊流域，上个世纪70年代末，台湾水产养殖业者将之当成美食引进到台湾，后因其肉质太松而失去市场，养殖户纷纷弃养，将其抛进水沟、池塘，现已成为我国危害水稻等作物的恶性水生生物。这些入侵种由于被改变了物种的生存环境和食物链，在缺乏天敌制约的情况下泛滥成灾，全世界大多数的有害生物都是通过这种渠道而被引入世界各国的。 无意引进是指物种伴随着进出口贸易、海轮或入境旅游在无意间被引进的。如航行在世界海域的海轮，其数百万吨的压舱水的释放也成为水生生物无意引进的一种主要渠道。来自美洲的松材线虫随国际贸易中使用的木质包装传入中国，在江苏、安徽、广东和浙江一带对松树造成严重危害。中国蟹随远洋船舶进入俄罗斯伏尔加河，其吃掉鱼虾、扯烂渔网、危及拦河大坝的安全，进而威胁到莫斯科河原有的生态平衡。此外，入境旅客携带的果蔬肉类甚至旅客的行李，都可能成为外来生物无意入侵的渠道。 自然入侵指生物靠自身的扩散传播能力或借助自然力入侵，薇甘菊和美洲斑潜蝇入侵我国便是典型的实例。 辅助入侵主要是由于人类不经意及至恶意行为或自然气候等生存条件变化，造成生物入侵或原有生物疯长，进而威胁生态环境的物种平衡。 外来物种在短时间内渡过适应期，依靠自身的繁殖优势和扩张能力，大量繁殖迅速生长，使自己挤进生态系统并占据重要地位，与当地物种竞争食物，直接杀死或抑制当地物种的生长，严重影响本地物种的生存，打破当地生态系统平衡，最终导致本地物种的濒危和灭绝。 外来入侵物种往往是暴发性的，危害本土生产和生活，造成巨大的经济损失，而且用于控制其危害、扩散蔓延的代价极大，费用相当昂贵。例如疯长的水葫芦，它堵塞河道，影响