《环境学导论》电子教案
备注 （包括：教学手段、时间分配、临时更改等） 教 学 内 容 （讲稿） 第三章 生态学基础 第一节 生态学概述 导言：由于生态学的许多基本原理可以应用于环境科学中，用来研究和解决人类生活与环境问题，因而有必要学习生态学的基本理论。 一、生态学及其发展 1、生态学 ? 是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的主要分支之一。 ? 如果把生物看成是一个生命系统，环境看成是一个环境系统，又可以说，生态学就是研究生命系统和环境系统之间相互作用的规律和机理的一门学科。 2、生态学的发展 （1）研究对象：植物 动物 人类，形成了人类生态学。 （2）与基础科学和应用科学相结合，发展了生态学，扩大了生态学的领域。如：数学生态学、系统生态学、经济生态学等。 二、生态系统的概念、组成与作用 1、生态系统的概念 （1）有关概念 种群（Population）：一个生物物种在一定范围内所有个体的总和。 群落（Community）：在一 定的自然区域中许多不同种的生物的总和 。 生态系统（Ecosystem）任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体 。按现代生态学观点，生态系统就是生命系统和环境系统在特定空间的组合。 ? 地球上最大的生态系统是生物圈，它包括地球上的全部生物及其无机环境（非生物环境）。 ? 在生物圈这个最大的生态系统中，还可以分出很多个生态系统，例如：一片森林、一块草地、一个池塘、一块农田、一座城市等，都可以个自成为一个生态系统。 ? 生态系统（ecosystem）是英国生态学家Tansley于1935年首先提上来的，
? 指在一定的空间内,生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。 ? 它把生物及其非生物环境看成是互相影响、彼此依存的统一整体。 对生态系统这一概念的理解 ? 今天，人们对生态系统这一概念的理解是：生态系统是在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落与其无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个统一整体。 例如：为了生存和繁衍，每一种生物都要从周围的环境中吸取空气、水分、阳光、热量和营养物质；生物生长、繁育和活动过程中又不断向周围的环境释放和排泄各种物质，死亡后的残体也复归环境。 2、生态系统的组成和作用 （1）生态系统的组成 生态系统包括四个主要的组成成分: 即非生物环境、生产者、消费者和分解者。 非生物环境 包括：气候因子 无机物质 有机物质，如蛋白质、碳水化合物、脂类和腐殖质等。 生产者（producers） 主要指绿色植物，也包括蓝绿藻和一些光合细菌，是能利用简单的无机物质制造食物的自养生物。在生态系统中起主导作用。 消费者（consumers） 异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物，包括草食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。 分解者（decomposers） 异养生物，主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等大型腐食性动物。 它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物，吸收某些分解产物，最终能将有机物分解为简单的无机物，而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用,使物质流动在大自然中形成循环。 在这四大角色的作用下，整个生态系统 始终发生着物质和能量的循环与交流。 ? 例如，绿色植物利用微生物活动从土壤中释放出来的氮、磷、钾等营养元素； ? 食草动物以绿色植物为食物； ? 肉食性动物又以食草动物为食物； ? 各种动植物的残体则既是昆虫等小动物的食物，又是微生物的营养来源； ? 微生物活动的结果又释放出植物生长所需要的营养物质； ? 经过长期的自然演化，每个区域的生物和环境之间、生物与生物之
间，都形成了一种相对稳定的结构，具有相应的功能，这就是人们常说的生态系统。 （2）生态系统的作用 由生物成分（生物群落）和非生物成分（自然环境）组成，生物成分由生产者、消费者和分解者组成，其主要作用分别是： 生产者 主要指绿色植物，也包括蓝绿藻和一些光合细菌，是能利用简单的无机物质制造食物的自养生物。在生态系统中起主导作用。 消费者 即异养生物，主要指各种动物，包括草食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。 如草食动物和肉食动物。它们依赖食用植物或动物而生长、繁衍。 它们直接或间接地将生产者产生的有机物利用而生长、繁衍，把自己的粪便和尸体排向大自然； 分解者 异养生物，主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和蚯蚓、白蚁、秃鹫等大型腐食性动物。 ? 它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物； ? 吸收某些分解产物； ? 最终能将有机物分解为简单的无机物，而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用,使物质流动在大自然中形成循环。 非生物成分 指生态系统中的各种无生命的无机物、有机物和各种自然因素（如土壤、空气、水等）。 在生产者、消费者、分解者及非生物成分这四大角色的作用下，整个生态系统始终发生着物质和能量的循环与交流。 （3）生态系统的类型 按生态系统的环境性质和形态特征分： （a）陆地生态系统：自然生态系统（森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等）和人工生态系统（农田、城市、工矿区等）； （b）淡水生态系统：包括湖泊、河流、水库等； （c）海洋生态系统：包括海岸、河口、浅海、大洋、海底等。 ▲森林生态系统 是自然生态系统，分布在湿润或较湿润的地区，其主要特点是动物种类繁多，群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态。 ★森林的作用 森林不仅能够为人内提供大量的木材和多种林副业产品，而且在维持生物圈的稳定、改善生态环境等方面起着重量的作用。例如，森林植物通过光合作用，每天都消耗大量的二氧化碳，释放出大量的氧，这对于维持大气中二氧化碳和氧含量的平衡就有重要意义。又如，在