環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展第二章生態(tài)學基礎(chǔ)7/12/20251CHAP

2生態(tài)學基礎(chǔ)§2-1生態(tài)學基礎(chǔ)一、生態(tài)學與生態(tài)1.生態(tài)學（Ecology）：

A. 傳統(tǒng)定義：研究生物與其生活環(huán)境相互關(guān)系的學科。(側(cè)重于植物、動物)1)生命系統(tǒng)：自然界具有一定結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)功能的生命單元。2)環(huán)境系統(tǒng)：是自然界的光、熱、空氣、水分以及各種有機物和無機元素相互作用所共同構(gòu)成的空間B.現(xiàn)代生態(tài)學：研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用的規(guī)律及機理2.生態(tài)學與環(huán)境學的異同

a.相同：研究范圍---生物圈研究問題--基本相同

b.不同點：1.生態(tài)系統(tǒng)(Ecosystem)：

是指生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的組合。

二、生態(tài)系統(tǒng)的概念與功能

種群群落生態(tài)系統(tǒng)2.生態(tài)系統(tǒng)的組成生產(chǎn)者（自養(yǎng)者：綠色植物為主）分解者：細菌轉(zhuǎn)變者：細菌非生物成分陽光

營養(yǎng)分非必要組成部分：各級消費者生物成分必要組成部分:關(guān)系圖營養(yǎng)分陽光生產(chǎn)者還原者各級消費者3.生態(tài)系統(tǒng)的功能A.物質(zhì)循環(huán)：1)媒介：通過食物鏈（網(wǎng)）完成2)循環(huán):主要循環(huán)物質(zhì)有：水（H、O）、碳（C）、氮（N）、磷（P）3) 污染物的富集和遷移B.能量流動：

1)媒介：同物質(zhì)循環(huán)

2)能量流動特點：生產(chǎn)者(綠色植物)對太陽能的利用率低，只有1·2%為單向流動；流動中能量逐漸減少，每經(jīng)過一級均有能量以熱量形勢散失；各級能量流動遵循1/10定律，即各級能量利用率低只有當生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)的能量與消耗的能量相平衡時，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能才保持動態(tài)平衡

人10kcal

二級消費者100kcal

一級消費者1000kcal

綠色生產(chǎn)者10000kcal能量金字塔

3)1/10定律：能量在各能量級之間流動時，各級所吸收的能量為前一級傳遞的總能量的10%（平均值)C.信息交流營養(yǎng)信息化學信息物理信息行為信息

4.生態(tài)平衡A.定義：指系統(tǒng)內(nèi)各要素之間相互關(guān)系，相互制約，在一定的條件下，保持自然的、暫時的、相對的平衡關(guān)系。B.特點：1)為一暫時的、相對的動態(tài)平衡：由生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的自動調(diào)節(jié)能力所致。

2)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復雜，組成越多，物質(zhì)與能量的途徑越多，調(diào)節(jié)能力越強，平衡易保持。反之，調(diào)節(jié)能力越弱，平衡就不易保持。

3)生態(tài)系統(tǒng)的變化與發(fā)展，是在不平衡平衡不平衡中的物質(zhì)與能量流動中進行的。C.破壞生態(tài)平衡的因素1)自然因素2)人為因素環(huán)境因素的改變生物種類發(fā)生變化3)信息系統(tǒng)的破壞三、生態(tài)環(huán)境問題1）生態(tài)安全2）森林銳減與水土流失3）土地退化與荒漠化4）地下水位下降與地面沉降5）濕地退化6）生物多樣性生態(tài)安全概念：是指一個國家生存和發(fā)展所需的生態(tài)環(huán)境處于不受或少受破壞與威脅的狀態(tài)。

生態(tài)破壞將使人們喪失大量適于生存的空間，并由此產(chǎn)生大量生態(tài)災(zāi)民而沖擊周邊的社會穩(wěn)定。生態(tài)安全的意義反映了人類對由環(huán)境問題引起的安全問題以及安全問題所涉及的環(huán)境問題的深切關(guān)注，分別拓展了環(huán)境觀和安全觀的內(nèi)涵。生態(tài)安全是免于因環(huán)境惡化而造成的對人類生存的威脅，生態(tài)安全是免于因環(huán)境爭端或沖突而形成的對人類群際關(guān)系上的威脅。

生態(tài)安全的意義生態(tài)安全對于社會穩(wěn)定與國際穩(wěn)定具有重要意義，對于整個人類及其后代的生存與發(fā)展具有深遠意義。生態(tài)安全觀的形成對國家的防務(wù)活動、外交事務(wù)以及環(huán)境保護具有廣泛、深遠的影響，生態(tài)安全問題的解決大大加強了國際間廣泛的合作。確保生態(tài)安全的措施第一，必須探索建立一套有效的國際環(huán)境合作機制及國際環(huán)境危機自理機制，這是國際生態(tài)安全領(lǐng)域的當務(wù)之急。第二，建立卓有成效的環(huán)境保護機構(gòu)。第三，開展生態(tài)安全的理論研究，樹立正確的生態(tài)安全觀。第四，研究生態(tài)安全的具體政策問題，制定正確的生態(tài)安全政策和規(guī)劃，將生態(tài)安全工作法定化、制度化。生態(tài)學在環(huán)境保護中的應(yīng)用

1.對環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測與生物評價生物監(jiān)測:是指利用生物對環(huán)境中污染物質(zhì)的反應(yīng)，即利用生物在各種污染環(huán)境下所發(fā)出的各種信息，來判斷環(huán)境污染狀況的一種手段。案例介紹：我國環(huán)境監(jiān)測的標準分析方法以鷺鳥為指示生物監(jiān)測濕地環(huán)境污染微生物細菌總數(shù)：《水和廢水監(jiān)測分析方法》500—502頁總大腸菌群：《水和廢水監(jiān)測分析方法》502—505頁水生生物浮游植物：《環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》6頁浮游動物：《環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范})8頁著生生物：《水和廢水環(huán)境監(jiān)測分析方法》469-471頁底棲動物：《水和廢水環(huán)境監(jiān)測分析方法》471-475頁該項目是用群棲的鷺科水鳥——小白鷺作為指示生物,來評估中國和巴基斯坦境內(nèi)濕地污染水平及其影響這項歐盟與發(fā)展中國家科技合作項目是由江西省科學院、意大利帕維亞大學、西班牙巴塞羅那大學、巴基斯坦農(nóng)業(yè)研究中心等單位共同完成的。其內(nèi)容包括:分別從受工業(yè)污染的濕地、農(nóng)業(yè)污染的濕地以及相對未受污染的濕地上,采用非侵害方式采集雛鳥羽毛、鳥卵和捕食物樣品進行化學分析,以確定污染物和污染程度,通過觀測小白鷺的生態(tài)行為學變化,確立種群和生態(tài)系統(tǒng)受污染的程度。通過指示生物來監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量能清晰準確地揭示出污染對人類健康的潛在威脅,是傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測的一項突破。這一研究成果對指導控制污染的濕地保護政策的制定,為強化污染控制力度等提供重要依據(jù)。據(jù)了解,目前有關(guān)部門正在著手制定具體措施,將這一研究成果用于沿海和內(nèi)陸的濕地管理生物評價:是指用生物學方法按一定標準對一定范圍內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量進行評定和預測。通常采用的方法:指示生物法生物指數(shù)法種類多樣性指數(shù)法等2.對污染環(huán)境的生物凈化

大氣污染物的生物凈化

水體污染的生物凈化

大型人類活動對環(huán)境的影響

三峽工程南水北調(diào)三峽工程南水北調(diào)

生態(tài)工程“生態(tài)工程是利用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理及結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合結(jié)構(gòu)最優(yōu)化方法設(shè)計的分層多級利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。生態(tài)工程的目標就是在促進自然界良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮物質(zhì)的生產(chǎn)潛力，防治環(huán)境污染，達到經(jīng)濟效益與生態(tài)效益同步發(fā)展”-----馬世俊生態(tài)工程案例

農(nóng)業(yè)生態(tài)工程

污水處理生態(tài)工程

生態(tài)工業(yè)與生態(tài)工業(yè)園區(qū)

生態(tài)工業(yè)與生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)工業(yè)：指仿照自然界生態(tài)過程物質(zhì)循環(huán)的方式來規(guī)劃工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的一種工業(yè)模式在生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)中各生產(chǎn)過程不是孤立的，而是通過物質(zhì)流、能量流和信息流互相關(guān)聯(lián)，一個生產(chǎn)過程的廢物可以作為另一過程的原料加以利用。生態(tài)工業(yè)追求的是系統(tǒng)內(nèi)各生產(chǎn)過程從原料、中間產(chǎn)物、廢物到產(chǎn)品的物質(zhì)循環(huán)，達到資源、能源、投資的最優(yōu)利用。

生態(tài)工業(yè)園區(qū)介紹我國：貴港國家生態(tài)工業(yè)（制糖）示范園區(qū)

蔗糖廠制糖廠酒精廠熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)造紙廠環(huán)境綜合處理原料廢糖蜜蔗渣蔗髓電力電力電力電力電力廢氣廢水丹麥：Kalunborg生態(tài)工業(yè)園區(qū)

英國：生態(tài)工業(yè)園區(qū)

美國：Chattanooga工業(yè)生態(tài)園

Choctaw生態(tài)工業(yè)園區(qū)

生態(tài)工業(yè)園區(qū)介紹丹麥：Kalunborg生態(tài)工業(yè)園區(qū)

該園區(qū)以發(fā)電廠、煉油廠、制藥廠和石膏制板廠4個廠為核心企業(yè)，把一家企業(yè)的廢棄物或副產(chǎn)品作為另一家企業(yè)的投入或原料，通過企業(yè)間的工業(yè)共生和代謝生態(tài)群落關(guān)系，建立“紙漿—造紙”、“肥料—水泥”和“煉鋼—肥料—水泥”等工業(yè)聯(lián)合體。Kalunborg的工業(yè)共生仍在不斷進化，其成功提示著人為創(chuàng)造這種副產(chǎn)品交換網(wǎng)絡(luò)的可能性。

英國：生態(tài)工業(yè)園LondonderryEco-IndustrialPark,UKKnowsleyPark,UKCreweBusinessPark，UKTraffordPark,UK美國：改造型的Chattanooga生態(tài)工業(yè)園區(qū)。田納西州小城Chattanooga曾經(jīng)是一個以污染嚴重聞名全美的制造業(yè)中心。

在該園區(qū)，以杜邦公司的尼龍線頭回收為核心推行企業(yè)零排放改革，不僅減少了污染，而且還帶動了環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在老工業(yè)區(qū)發(fā)展了新的產(chǎn)業(yè)空間。其突出特征是通過重新利用老工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢棄物，以減少污染和增進效益。而今，舊鋼鐵鑄造車間已變成一個用太陽能處理廢水的生態(tài)車間，而旁邊是利用循環(huán)廢水的肥皂廠，緊臨的是急需肥皂廠副產(chǎn)物做原料的另一家工廠，這樣有可能建立起一個完整的生態(tài)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。這種革新方式對老工業(yè)區(qū)改造很有借鑒意義，并且更能