說明為了加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，擴(kuò)展知識(shí)視野，便于學(xué)生閱讀，本教案在相關(guān)知識(shí)點(diǎn)后附有大量（占總篇幅一多半）從相關(guān)文獻(xiàn)中采集的的閱讀材料，供同學(xué)們選讀，有些超出大綱范圍，故不在考試內(nèi)容之列。同時(shí)對(duì)所引用資料的作者及出版單位表示衷心感謝，感謝你們?yōu)閭鞒衅占碍h(huán)境教育的貢獻(xiàn)！

緒論課時(shí)安排：2學(xué)時(shí)教學(xué)目的：通過講授，讓學(xué)生較全面了解以下內(nèi)容：1.環(huán)境問題與產(chǎn)生根源2.生態(tài)學(xué)的內(nèi)容、對(duì)象和目的3.生態(tài)學(xué)的分支4.生態(tài)學(xué)的研究方法5.生態(tài)學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史與發(fā)展趨勢(shì)6.環(huán)境生態(tài)學(xué)與普通生態(tài)學(xué)的區(qū)別教學(xué)方法：1.用幻燈及大量實(shí)例引發(fā)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣2.了解本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法重點(diǎn)及難點(diǎn)：全面論述，無第一節(jié)環(huán)境問題產(chǎn)生根源伴隨著歷時(shí)的進(jìn)程，人類進(jìn)入了新的世紀(jì)，新世紀(jì)迎接人類的見面禮是糧食、能源、資源和環(huán)境等問題的形勢(shì)更加嚴(yán)峻；“溫室效應(yīng)”引起的全球氣候變暖可能在下個(gè)世紀(jì)初使海平面升高0.2—1.65米，這足以使居住在沿海的幾億人口受到威脅；南極上空臭氧空洞在逐年加大，北極的臭氧層也在迅速被破壞，這將使對(duì)人類健康和生物構(gòu)成危害的紫外線直射地球表面的強(qiáng)度增加；80年代嚴(yán)重干旱蹂躪著非洲大地，100多萬人被餓死，3500萬人在饑餓中掙扎；1988年，持續(xù)的高溫折磨著美國(guó)，颶風(fēng)席卷了加勒比海地區(qū)，無情的洪水使盂加拉國(guó)損失嚴(yán)重，我國(guó)也頻頻發(fā)生自然災(zāi)害。亞美尼亞大地震造成了數(shù)萬人喪生。雖然自然災(zāi)害自古有之，但科學(xué)家們以研究事實(shí)證明，上述涉及到人類生存的重大問題有許多正是人類自己造成的惡果。自然災(zāi)害暫且不說，對(duì)人類生存將構(gòu)成極大威脅的全球性重大環(huán)境問題，無疑都與大氣和水體的嚴(yán)重污染有關(guān)。所謂環(huán)境問題，是指人類為其自身生存和發(fā)展，在利用和改造自然界的過程中，對(duì)自然環(huán)境破壞和污染所產(chǎn)生的危害人類生存的各種負(fù)反饋效應(yīng)。究其原因，它可分為兩大類，一是不合理地開發(fā)和利用資源而對(duì)自然環(huán)境的破壞以及由此所產(chǎn)生的各種生態(tài)效應(yīng)，即通常所說的生態(tài)破壞問題；二是因工農(nóng)業(yè)發(fā)展和人類生活所造成的污染，即環(huán)境污染問題。在有的地區(qū)，環(huán)境問題可能以某一類為主，但在更多的地區(qū)卻是兩類問題同時(shí)存在。這正是當(dāng)今環(huán)境問題難以盡快解決的原因之一。（一）環(huán)境問題的產(chǎn)生及發(fā)展過程環(huán)境質(zhì)量的惡化是漸變的。毫無疑問，自有人類以來就產(chǎn)生和存在著環(huán)境問題。在靠采集和狩獵為主要謀生手段的時(shí)期，人類的過度采集和狩獵就曾對(duì)許多物種的數(shù)量和生存造成一定破壞。當(dāng)然，那時(shí)的環(huán)境問題還是局部的、暫時(shí)的，大多數(shù)破壞并沒有影響自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力和正常功能。新石器時(shí)期產(chǎn)生了原始農(nóng)、牧業(yè)，使人類擺脫了靠采集、狩獵和遷徙維持生存的局面，人類社會(huì)進(jìn)入了“刀耕火種”的時(shí)代。這無疑是人類改造大自然取得的一個(gè)偉大勝利，對(duì)于人類的發(fā)展起到了重要作用。但也正是從這時(shí)開始，人類大面積地砍伐森林，開墾土地和草原。落后的生產(chǎn)技術(shù)使人類不得不采取刀耕火種——棄耕的耕作方式。隨著人口數(shù)量的增加，由這種耕作方式引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題開始出現(xiàn)，有的至今尚可見到。被稱之為中華民族搖籃的黃河流域，到近代已變得千溝萬壑，到處為荒山禿嶺就是一個(gè)典型的例子。18世紀(jì)后半葉開始，以蒸汽機(jī)廣泛應(yīng)用及由此而推動(dòng)的煉鐵業(yè)、機(jī)器制造業(yè)和采礦業(yè)迅速發(fā)展為標(biāo)志，人類進(jìn)入了蒸汽機(jī)時(shí)代，或稱之為第一次產(chǎn)業(yè)革命。這是人類發(fā)展歷程上的一次重要轉(zhuǎn)折，許多國(guó)家在這個(gè)時(shí)期由農(nóng)業(yè)社會(huì)過渡到了工業(yè)社會(huì)，生產(chǎn)力得到空前的發(fā)展。紡織、化工、鑄造等行業(yè)迅速興起，林立的煙囪成為工業(yè)發(fā)達(dá)和經(jīng)濟(jì)繁榮的象征，煤炭成為工業(yè)和交通的主要能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1870年全世界的煤產(chǎn)量為2.5億噸，到1915年增加為13.4億噸。45年間增長(zhǎng)了五倍多。煤的大量燃燒使大氣遭到了嚴(yán)重污染。蒸汽機(jī)故鄉(xiāng)的倫敦市，在1873年到1892年間，先后多次發(fā)生嚴(yán)重的煤煙污染事件，奪去了上千人的生命。與工業(yè)化過程伴生的“城市化”對(duì)水源的污染也相當(dāng)驚人，“把一切水都變成了臭氣沖天的污水”。礦山的開采把大地挖得滿目瘡痍。工業(yè)社會(huì)環(huán)境污染和生物資源利用所出現(xiàn)的問題，已經(jīng)達(dá)到了與從前根本不同的新水平。這個(gè)時(shí)期環(huán)境問題主要表現(xiàn)是工業(yè)污染。但由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡，從全球角度看，危害還是局部的或區(qū)域性的，加之有些污染和生態(tài)破壞的危害在時(shí)間上具有時(shí)滯效應(yīng)，當(dāng)時(shí)的環(huán)境問題還沒有引起大多數(shù)人的高度注意和重視。19世紀(jì)30年代以后，電機(jī)的產(chǎn)生，電能的利用以及汽車和飛機(jī)的相繼問世，形成了第二次產(chǎn)業(yè)革命，人類進(jìn)入了電氣時(shí)代。尤其是本世紀(jì)兩次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，刺激了工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。電力、石油、化學(xué)工業(yè)、汽車、造船和飛機(jī)制造等工業(yè)開始在世界經(jīng)濟(jì)中占據(jù)主導(dǎo)地位。這些產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，生產(chǎn)過程需要消耗大量的礦物質(zhì)。而產(chǎn)品的消耗和使用又需消耗大量的能源，從而使這次產(chǎn)業(yè)革命對(duì)自然資源的利用和開發(fā)達(dá)到了空前的程度。60年代后，化學(xué)工業(yè)，尤其是有機(jī)化學(xué)工業(yè)又迅速崛起，合成了大量的化學(xué)物質(zhì)以替代某些天然物質(zhì)，使現(xiàn)代社會(huì)與自然環(huán)境間發(fā)生的大規(guī)模的物質(zhì)交換及其所帶來的各種不良的后效應(yīng)，成為這個(gè)時(shí)期主要環(huán)境問題的根源。大規(guī)模的開發(fā)嚴(yán)重破壞了生態(tài)系統(tǒng)乃至生物圈的結(jié)構(gòu)和功能，降低了其緩沖能力和自凈能力。另一方面又是大量的人工合成的各類化合物，包括各種有毒物質(zhì)和廢棄物源源不斷地進(jìn)入環(huán)境。這不僅使原有的工業(yè)污染范圍擴(kuò)展，而且過去潛在的污染危害與新的污染共同釀成了社會(huì)性公害的發(fā)生。從本世紀(jì)30年代比利時(shí)馬斯河谷事件開始，震驚全世界的污染公害相繼發(fā)生。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家里，大氣、水體、土壤以及農(nóng)藥、噪聲和核輻射等污染，在這個(gè)時(shí)期都達(dá)到了十分嚴(yán)重的程度，對(duì)人民的生活和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。人類第一次感覺到自身的生存安全受到了挑戰(zhàn)。本世紀(jì)60年代后，首先是西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的人民群眾發(fā)出了“保護(hù)環(huán)境、防治污染”的強(qiáng)烈呼聲，各界人士紛紛走向街頭，要求本國(guó)政府采取有效措施治理日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，掀起了聲勢(shì)浩大的“環(huán)境運(yùn)動(dòng)”。“環(huán)境運(yùn)動(dòng)”的興起在人類發(fā)展史上具有深刻的意義。正如M．K．托爾巴博士所說：“決定我們這個(gè)星球上的生命能否維持其完整性并得到保護(hù)的是公眾的輿論這種集體力量，即世界大家庭對(duì)環(huán)境問題的共同呼聲。大眾對(duì)環(huán)境問題的關(guān)注已形成一股強(qiáng)大的動(dòng)力，促使‘聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境會(huì)議’的召開和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的成立?！痹谶@股強(qiáng)大動(dòng)力的影響下，聯(lián)合國(guó)制定了保護(hù)人類生存環(huán)境的一系列計(jì)劃，并逐步付諸實(shí)施，各國(guó)政府環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)相繼成立?！暗厍虻奈C(jī)就是人類自身的危機(jī)”，“保護(hù)全球生態(tài)環(huán)境是全人類的共同責(zé)任”，這已成為世界各國(guó)人民的共識(shí)。“在不危害后代人滿足其需要的前提下，尋求滿足我們當(dāng)代人需要和愿望”的“持續(xù)發(fā)展”（sustaineddevelopment）的新觀念已被普遍接受。正是基于這種變化，有人認(rèn)為，1988年是地球環(huán)境和公眾環(huán)境意識(shí)發(fā)生劃時(shí)代變化的一年，它預(yù)告一個(gè)環(huán)境時(shí)代的來臨。（二）環(huán)境問題的啟示環(huán)境問題的歷史回顧和“環(huán)境運(yùn)動(dòng)”的興起，可使我們得到許多啟示，對(duì)于尋求解決當(dāng)今環(huán)境問題的途徑，恢復(fù)和重建生態(tài)平衡，協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系等均有益處。1．環(huán)境是人類生存所依賴的資源庫：自從環(huán)境科學(xué)興起后，對(duì)于環(huán)境的定義眾說紛壇。從其功能和作用的角度看，所謂環(huán)境就是人類或生物生存所需要的條件和各種物質(zhì)資源的總和，即相對(duì)于某一中心體的全部客體及其相互關(guān)系。所以，E．奧德姆認(rèn)為，環(huán)境的能力并非是無限的“供應(yīng)倉庫和生存空間”（supplydepotandlivingspace）。這樣來定義環(huán)境，無論對(duì)環(huán)境生態(tài)問題實(shí)質(zhì)的理論認(rèn)識(shí)還是對(duì)環(huán)境生態(tài)問題的實(shí)際解決都是有益的。從環(huán)境生態(tài)學(xué)的角度看，人類誕生以來作為中心體與自然界客體及其相互關(guān)系之間發(fā)生了各種聯(lián)系，但首先是表現(xiàn)為對(duì)食物的需要，而食物就是環(huán)境的組成成分。采集和狩獵是人類索取資源（食物）的方式，是主、客體之間發(fā)生關(guān)系的具體形式。到了農(nóng)業(yè)社會(huì)，生活相對(duì)穩(wěn)定下來，人類衣食住行所需要的也是環(huán)境的組成成分。即使近代，隨著工業(yè)革命的興起和發(fā)展，人類也沒有擺脫對(duì)環(huán)境的這種依賴關(guān)系。實(shí)際上，近代和現(xiàn)代意義上的工業(yè)，就是以機(jī)器體系作為勞動(dòng)手段采挖自然物質(zhì)資源和對(duì)這些原料及農(nóng)產(chǎn)品等原料進(jìn)行加工的社會(huì)生產(chǎn)部門。人類社會(huì)通過一系列的勞動(dòng)加工，把周圍環(huán)境里的自然資源最終轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)資料或生活資料，以滿足人類社會(huì)生存和發(fā)展的需要。沒有環(huán)境資源這個(gè)物質(zhì)基礎(chǔ)，哪一種工業(yè)的再生產(chǎn)都將無法進(jìn)行。只是由于形式的變化，一些人往往忽視了這一點(diǎn)。例如合成纖維的生產(chǎn)在一定程度上替代了棉織品，但化纖生產(chǎn)所需要的一切原料也是環(huán)境的組成。自然生態(tài)系統(tǒng)的許多產(chǎn)品至今在人類的生活中仍占有很大的比重。人們所喜食的各種山珍海味，醫(yī)藥上所需要的一些原料都是取自生態(tài)系統(tǒng)。森林不僅為人類提供所需要的大量木材，而且通過光合作用吸收了大量的CO2，釋放人類和動(dòng)物所需的氧氣，調(diào)節(jié)氣候，并為動(dòng)物提供適宜的生境和維護(hù)著生物圈的正常功能?，F(xiàn)在，人類感到自身的生存受到威脅，其中的原因之一就是，認(rèn)識(shí)到了有些資源在枯竭，物質(zhì)基礎(chǔ)受到了破壞。其他生物也是如此，植物要生長(zhǎng)，與其客體及相互關(guān)系即植物與環(huán)境的關(guān)系，也是對(duì)資源的需求關(guān)系，它要從土壤中得到水分和養(yǎng)分，從太陽輻射獲得能量。因此，人類應(yīng)該自覺地保護(hù)環(huán)境，保護(hù)環(huán)境也是保護(hù)人類自身。2．環(huán)境問題的產(chǎn)生是人類社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物：人類或生物與其環(huán)境的關(guān)系，實(shí)際上是一種依賴和相互制約的關(guān)系。人類要生存發(fā)展，生物要保證種族延續(xù)，所需要的條件和物質(zhì)都只能從各自的環(huán)境中獲得。人口種群的增長(zhǎng)需要更多的糧食，而糧食的增長(zhǎng)只能是在提高現(xiàn)有耕地單位產(chǎn)量的同時(shí)相應(yīng)地?cái)U(kuò)大可耕面積，這必然要砍伐森林或開墾草原，而這將意味著破壞許多動(dòng)物的生境，消滅件多植物種群，減少生態(tài)多樣性并引起生態(tài)系統(tǒng)一系列生態(tài)關(guān)系的改變。再如，電力工業(yè)或其他工業(yè)的發(fā)展，即使采取一些環(huán)保措施，也不可避免地要加重一些區(qū)域內(nèi)的大氣污染?？梢?，人類現(xiàn)在所面臨的各種環(huán)境問題的產(chǎn)生并非人類的本意，它是伴隨著人口的增長(zhǎng)和生產(chǎn)力的發(fā)展而產(chǎn)失的。人類今后在開發(fā)和利用自然資源或改變一些生態(tài)關(guān)系前，要進(jìn)行充分的科學(xué)論證。當(dāng)前，拋棄“人是自然界的主宰者”的舊觀念，樹立“人也是自然界一成員”的新觀念是很重要的。環(huán)境是資源庫，但其中的資源并非都是“取之不盡，用之不竭”的，適度開發(fā)和永續(xù)利用才是科學(xué)和明智的。3．人類面臨的環(huán)境問題是相互聯(lián)系相互制約的：同生命系統(tǒng)一樣，環(huán)境系統(tǒng)也是一個(gè)相互聯(lián)系、相互制約的統(tǒng)一體，整個(gè)生物圈就是一個(gè)生命巨人。大氣的嚴(yán)重污染引起溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨的形成，而后三者對(duì)生命系統(tǒng)的損傷降低了生物圈的自凈功能，使大氣污染的程度更加嚴(yán)重，形成惡性循環(huán)。因此，全球生態(tài)環(huán)境的惡化，正是局部生態(tài)環(huán)境破壞效應(yīng)的疊加結(jié)果，是量變引起的質(zhì)變。同理，局部生態(tài)環(huán)境的改善將是全球生態(tài)環(huán)境質(zhì)量好轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。因此，保護(hù)生態(tài)環(huán)境是全人類的義務(wù)和責(zé)任。尤其對(duì)全球生態(tài)環(huán)境造成很大影響的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，更應(yīng)主動(dòng)地在這方面多承擔(dān)些義務(wù)。環(huán)境系統(tǒng)的統(tǒng)一和相互制約關(guān)系，還表現(xiàn)在客體對(duì)主體需求的提供并不是無償?shù)摹Ｖ黧w的“索取”應(yīng)該與對(duì)客體的“償還”實(shí)現(xiàn)等價(jià)，否則就是生態(tài)平衡失調(diào)，就隨之產(chǎn)生相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境問題。人類對(duì)地下水的利用應(yīng)該與地下水的補(bǔ)充量相等，不然就會(huì)造成地下水位的下降，甚至形成“漏斗”。植物生長(zhǎng)從土壤中“索取”營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，應(yīng)該以殘?bào)w或其他形式歸還給土壤。否則就會(huì)造成土壤生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)質(zhì)含量下降、結(jié)構(gòu)破壞并導(dǎo)致土壤的貧瘠。人類所面臨的各種環(huán)境問題也是相互聯(lián)系的，它們交織在一起增加了問題解決的難度。從環(huán)境問題的歷史回顧可看到，人類對(duì)環(huán)境的破壞首先是始于對(duì)生物資源的利用和開發(fā)，其結(jié)果是局部生態(tài)環(huán)境惡化，生物圈中生命成分急劇減少?，F(xiàn)代工業(yè)的興起和發(fā)展造成的污染，使各類生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)受損、功能衰退，從而加重了其它環(huán)境問題的危害作用程度。森林的砍伐加重了水土流失和沙漠化；種群適宜空間的縮小，加速了物種滅絕的速度；對(duì)水體的污染危害著魚類的繁殖和生長(zhǎng)；為獲得農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)不得不向土壤中施用大量的化肥和農(nóng)藥，從而導(dǎo)致了土壤的污染。然而，土壤的污染和結(jié)構(gòu)的破壞反過來又在限制著糧食產(chǎn)量的提高。所以，生態(tài)環(huán)境的惡化成為各種環(huán)境問題的焦點(diǎn)，生物圈中生命成分既是環(huán)境污染危害的對(duì)象，同時(shí)它們又是環(huán)境污染危害程度的調(diào)節(jié)者。人類要保護(hù)環(huán)境，恢復(fù)生態(tài)平衡，首先就應(yīng)該保護(hù)生物資源，重視生命成分在維持生物圈正常運(yùn)行中的地位和作用。從增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)自凈能力和穩(wěn)定性為出發(fā)點(diǎn)和著眼點(diǎn)來考慮各種措施和途徑。4．環(huán)境問題發(fā)展和變化的關(guān)鍵是人類：人口問題過去是，今后仍是制約各類環(huán)境問題發(fā)展趨勢(shì)的關(guān)鍵。人類要生存和發(fā)展，就得需要糧食、能源、資源，就得發(fā)展工業(yè)、農(nóng)業(yè)和其它經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。但人類又不完全等同于其他生物，她具有自我控制能力，掌握著發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)，能夠主動(dòng)調(diào)節(jié)與自然界的關(guān)系并使之和諧。因此，對(duì)人類當(dāng)前所面臨的各種環(huán)境問題，采取盲目樂觀的態(tài)度不行，采取悲觀失望的態(tài)度也不對(duì)。當(dāng)前世界各國(guó)都積極采取措施保護(hù)生態(tài)環(huán)境，國(guó)際間的環(huán)境保護(hù)工作也已展開。自然保護(hù)區(qū)的建立，瀕危物種的搶救，大面積的植樹造林，保護(hù)臭氧層的國(guó)際公約以及生態(tài)工程的興起都是鼓舞人心的有效對(duì)策。可以肯定，只要全人類重視現(xiàn)實(shí)，積極采取措施，全球環(huán)境問題的逐漸改善和解決是大有希望的。人類破壞了自身生存的環(huán)境，也同樣有能力恢復(fù)和重建它。閱讀材料（后邊按五號(hào)字排的部分）二、三大全球性環(huán)境問題及危害的剖析全球環(huán)境問題的相互聯(lián)系和相互制約，使人類所面臨的各種環(huán)境問題構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境問題群（groupesofenvironmentalproblems），臭氧層破壞、溫室效應(yīng)和酸雨這三個(gè)環(huán)境問題在整個(gè)環(huán)境問題群中占有極其重要的位置（圖1-1），因而被認(rèn)為是三大全球性環(huán)境問題，剖析這三大環(huán)境問題的形成、發(fā)展和危害，不僅有助于認(rèn)識(shí)人類所面臨的各種環(huán)境問題的嚴(yán)重性，增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境和解決環(huán)境問題的緊迫感和責(zé)任感。同時(shí)有助于對(duì)環(huán)境生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容和學(xué)科任務(wù)的了解。（一）臭氧層的破壞及其危害臭氧（O3）是大氣中的一種痕量氣體組分，其總量只占大氣的幾百萬分之一。有人估計(jì)，如果把從地球表面到60公里高空的所有臭氧集中在地球表面上，那也只是3毫米厚的一層氣體，總重量為30億噸左右。大氣中所有的臭氧都集中在對(duì)流層與同溫層底部這一空間范圍內(nèi)，主要距地面20—25公里的平流層中。在這里10萬個(gè)氣體分子中也只有1個(gè)分子的臭氧，其濃度也沒有超過10ppm（圖1-2）。臭氧在保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境中起著重要的作用。首先，它是太陽紫外輻射的一種過濾器。在波長(zhǎng)200—400nm的紫外線（UV）中，UV-C的波長(zhǎng)范圍是200—280nm，它可以殺死人和生物，但它幾乎全部被臭氧吸收，使之不能輻射到地球表面；UV-B的波長(zhǎng)為280—320nm，它可以殺死生物，引起人體和生物體產(chǎn)生明顯的生理效應(yīng)，臭氧可吸收其大部分。人們所關(guān)注的就是臭氧層破壞后，UV-B的動(dòng)態(tài)變化；波長(zhǎng)在320nm以上的UV-A，對(duì)生物和人類的危害很小，臭氧對(duì)它的吸收量也很少。臭氧對(duì)紫外線的總吸收率為70—90％。所以臭氧象把保護(hù)傘一樣，保護(hù)著地球上的所有生物和人類免遭傷害。正是從這種意義上說，一切生命都離不開臭氧，它對(duì)人類和生物如同氧氣、水一樣重要。另外，臭氧對(duì)調(diào)節(jié)地球氣溫也具有重要作用。同CO2一樣，臭氧也是一種溫室氣體。低層大氣中臭氧濃度的增加可吸收地球表面反射回宇宙的紅外輻射而使地球氣溫升高。同溫層臭氧濃度的降低，涉及到兩種相反的效應(yīng)。如果同溫層中臭氧濃度降低，在這里吸收掉的紫外輻射即會(huì)相應(yīng)減少，到達(dá)地球表面的紫外輻射將會(huì)增加，從而使地球變暖。另一方面，如果同溫層中吸收的紫外輻射減少，同溫層自身會(huì)變冷，釋放出來的紅外輻射將會(huì)減少，導(dǎo)致地球變冷。整個(gè)同溫層中臭氧濃度的降低如果是一致的，則上述兩種效應(yīng)大致可以相互抵消。當(dāng)前人們所關(guān)注的臭氧層破壞問題是指同溫層中臭氧濃度的降低和低層大氣中臭氧濃度的增加。大氣中臭氧濃度的變化是個(gè)復(fù)雜的光化學(xué)過程。大氣層中如果沒有其他干擾性化學(xué)物質(zhì)存在，臭氧的形成與破壞速度幾乎大致相同。因此，在大氣嚴(yán)重污染以前，臭氧水平分布狀況變化很小，只是隨太陽輻射的周期性循環(huán)而呈現(xiàn)出一些規(guī)律性差異。近幾十年來，燃燒礦物燃料產(chǎn)生的氣體數(shù)量不斷增加，其中有許多化學(xué)物質(zhì)干擾了臭氧層的動(dòng)態(tài)平衡。它們具有催化劑作用，能加快臭氧的破壞速度。這些物質(zhì)能長(zhǎng)期滯留在對(duì)流層中（表1-1），最后上升到同溫層。耗損臭氧物質(zhì)在紫外線輻射下能同其他化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)而劇烈地破壞臭氧的動(dòng)態(tài)平衡。大量的科學(xué)事實(shí)和觀測(cè)結(jié)果表明，同溫層中臭氧濃度呈減少趨勢(shì)（圖1-3）。人造地球衛(wèi)星的觀測(cè)也證實(shí)，南極上空臭氧空洞范圍也在逐年擴(kuò)大（圖1-4）。

臭氧層是維持整個(gè)地球生物圈平衡的主要因素，它的破壞會(huì)以多種方式深刻地影響著全球的生態(tài)環(huán)境。首先，UV-B輻射量的增加會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不利影響。特雷繆雷對(duì)大豆進(jìn)行的五年田間試驗(yàn)結(jié)果表明，減少25％的臭氧后，可使大豆產(chǎn)量降低20-25％，大豆的質(zhì)量也有所降低（表1-2）。人工照射UV-B對(duì)植物抗性實(shí)驗(yàn)表明，200種植物中有三分之二的種類表現(xiàn)出不同的受害反應(yīng)。紫外線的增加還可使植物光合作用受破壞，生長(zhǎng)率降低等。在目前人類主要谷物種類較少的情況下（表1-3），臭氧破壞所帶來的這些影響對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可能造成一些潛在威脅。

Uy-B輻射的增加對(duì)水生生物也會(huì)產(chǎn)生有害影響。魚類是人類動(dòng)物性蛋白質(zhì)主要來源之一，全世界動(dòng)物性蛋白的18％是由魚類提供的，而在亞洲地區(qū)這個(gè)比例則高達(dá)40％。然而，許多研究證實(shí)，若大氣中臭氧減少10％，將會(huì)使許多水生生物的幼體變畸率增加18％。UV-B還可使浮游植物光合作用減少5％左右。在淡水生態(tài)系統(tǒng)中，UV-B輻射水平的增加可通過對(duì)微生物的殺傷而使系統(tǒng)功能降低，影響著水體的自然凈化效率（VanDyke等，1975）。據(jù)證實(shí)，無論對(duì)生物個(gè)體的觀察結(jié)果，或由生物群落的推測(cè)結(jié)果都證明，受UV-B輻射的生態(tài)系統(tǒng)的組成和生態(tài)過程與對(duì)照生態(tài)系統(tǒng)是不同的。另外，UV-B照射可從多方面危害人類的健康，例如曬斑、眼疾病、免疫系統(tǒng)變化、光變反應(yīng)和皮膚?。òㄆつw癌）。據(jù)估計(jì)，若臭氧總量減少1％（即UV-B增加2％），皮膚癌變率將增加4％，扁平細(xì)胞癌變率增加6％（UNEP，1986）。流行病學(xué)的研究也發(fā)現(xiàn)，臭氧減少1％，白內(nèi)障患者將增加0.2—0.6％（UNEP，1986）。人類為了保護(hù)臭氧層采取了許多積極對(duì)策，包括尋找和研制CFCs（氯氟烴類）的替代物等。但最近的研究表明，CFCs的替代物雖對(duì)臭氧層的破壞比CFCs至少小10倍，但也同樣具有溫室氣體的作用而加速全球變暖。另外，這些替代物對(duì)全球變暖的影響雖比CFCs小3倍，但在吸收輻射能方面卻比同量的CO2強(qiáng)百倍。這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)人類如何解決目前所面臨的重大環(huán)境問題也許是個(gè)很好的啟示，即替代物的選用應(yīng)該慎重。（二）溫室效應(yīng)及其變化趨勢(shì)存在于大氣中的某些痕量物質(zhì)和存在于對(duì)流層中的臭氧具有吸收太陽能在近地表面的長(zhǎng)波輻射從而使大氣增溫的作用，稱之為溫室效應(yīng)（Green-houseeffect）。具有這種作用的氣體稱為溫室氣體（Green-housegases）。實(shí)際上，在人為干擾之前，溫室效應(yīng)和溫室氣體就存在。如大氣中的CO2氣體和水蒸汽等，可讓太陽輻射透過大氣層進(jìn)入地球表面而對(duì)地球表面散發(fā)的長(zhǎng)波輻射有強(qiáng)烈的吸收作用，正是他們對(duì)能量捕獲才使地球上生物的存在成為可能，這屬于“自然”溫室效應(yīng)。而人類對(duì)化石燃料的燃燒，森林砍伐和工業(yè)發(fā)展等破壞了地球上這種“自然”溫室效應(yīng)所形成的熱平衡，引起氣候的變暖被稱之為“人為”溫室效應(yīng)。人們平時(shí)所說的溫室效應(yīng)就是指后者。由于溫室氣體的大量增加，致使許多科學(xué)家認(rèn)為，地球的氣候正處在“過去氣候”與“未來氣候”的分水嶺。前者以自然因素占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，后者以人為因素占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。所謂人為因素，就是指人為活動(dòng)導(dǎo)致大氣溫室氣體濃度和種類的增加。根據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，在未來的氣候變化過程中，CO2的貢獻(xiàn)率很大（圖1-5）。大氣中CO2濃度的增加始于上個(gè)世紀(jì)，但直到工業(yè)革命前仍維持在280ppm上下（圖1-6）。實(shí)測(cè)CO2濃度的工作始于1958年，那時(shí)僅315ppm，到1988年達(dá)到了350ppm（圖1-7），平均每年增長(zhǎng)1.17ppm。預(yù)計(jì)到2000年達(dá)到375ppm。科學(xué)分析結(jié)果表明，CO2濃度若增加1倍，地球的氣溫將增加2-4℃。分析冰核表明，1850年大氣中CH4濃度為0.7ppmv；1977年為1.52ppmv；1985年達(dá)到1.7ppmv。CH4是本世紀(jì)70年代中期后才開始呈現(xiàn)出明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)（圖1-8），并與人口增長(zhǎng)呈正相關(guān)關(guān)系（圖1-9）?，F(xiàn)在每年排入大氣中的CH4約為4.25億噸，其濃度已由工業(yè)革命前的0.7ppmv增長(zhǎng)為1.7ppmv，年均增長(zhǎng)率為1.0％。CH4主要來源是反芻生物、土地開發(fā)和化石燃料的使用（表1-4）。CH4的分子結(jié)構(gòu)能更有效地阻止紅外線的向外輻射和減弱大氣的自凈能力并對(duì)臭氧層造成破壞。大氣中CH4濃度的增長(zhǎng)速度比CO2還快，預(yù)計(jì)到2030年大氣中CH4濃度將達(dá)到2.34ppmv，有可能成為今后溫室效應(yīng)的主因。

CFCs類溫室氣體是人為產(chǎn)生而排放到大氣中的，其中量大危害重的是CFC-11和CFC-12。自這類物質(zhì)1928年合成，50年代開始批量生產(chǎn)后，到70年代中期上升到86萬噸每年，其后穩(wěn)定在這一水平上（表1-5）?，F(xiàn)在每年排入大氣的CFC-11和CFC-12各約為0.4噸。1986年大氣中CFCs氣體的濃度已達(dá)556pptY（萬億分之556），預(yù)計(jì)2030年可達(dá)到2900pptY。CFCs能長(zhǎng)期在對(duì)流層中積累并會(huì)不斷向同溫層中擴(kuò)散，在這里通過光解反應(yīng)而破壞臭氧層。據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，在未來的氣候變暖過程中，CFCs的貢獻(xiàn)很大（參見圖1-5）。由于這類氣體在大氣中的壽命能保持65—150年，即使世界產(chǎn)量今后保持現(xiàn)有的生產(chǎn)水平，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，大氣中的CFCs濃度每年也要增加5％。根據(jù)各種溫室氣體對(duì)地球變暖貢獻(xiàn)率的分析，1980年大氣中除CO2外的其他各種痕量氣體若按“碳效應(yīng)”計(jì)算，相當(dāng)于40ppm的溫室加熱，到2030年將相當(dāng)于140ppm的CO2，加上CO2本身可達(dá)到的450ppm，溫室氣體總效應(yīng)相當(dāng)于590ppm，與1860年的275ppm相比增加1倍多，最可能的估計(jì)是到2030年全球范圍將升溫1.5—4.5℃。全球氣候變暖的結(jié)果弊大于利，而且后果無法挽回。氣候變暖的一個(gè)重要后果是加速海平面的上升（圖1-10）。目前廣泛接受的估測(cè)是到2100年，海平面可能上升0.2-1.65米（WMO、UNEP、ICSU，1985）。海平面若上升1米，可使尼羅河三角洲全部淹沒，使埃及的可耕地減少12—15％，將淹沒孟加拉國(guó)國(guó)土的11.5％，使其8％的國(guó)民生產(chǎn)總值受到威脅（OavidA．Wirth，1989）。就世界范圍看，影響區(qū)域可達(dá)500萬平方公里，占全球土地面積的3％，有人估計(jì)這可使10億人處于危險(xiǎn)之中。氣候變化在歷史上曾導(dǎo)致生物帶和生物群落空間（緯度）分布的重大改變。在公元800—1200年中世紀(jì)的氣候最佳期，至少在北大西洋地區(qū)的平均溫度只比目前高1℃，但這足以使玉米在挪威的種植成為可能，并導(dǎo)致森林緯度極限和高度極限的改變。公元1500—1800年西歐的小冰川期，平均氣溫只比現(xiàn)在低1—2℃，在挪威就有一半農(nóng)場(chǎng)被棄耕，冰島的農(nóng)業(yè)耕種活動(dòng)幾乎全部停止，蘇格蘭的一些農(nóng)場(chǎng)也全部被冰雪覆蓋。溫室效應(yīng)引起的溫升可能要大于上述幅度，據(jù)艾姆爾（Emanuel，1988）等人的結(jié)論，僅氣候變暖（不考慮CO2富集的直接影響）就會(huì)導(dǎo)致森林分布區(qū)的重大改觀。凍原生態(tài)系統(tǒng)則可能從北歐地區(qū)完全消失。植被的改變必將影響動(dòng)物的種群和群落結(jié)構(gòu)。氣候變暖會(huì)使生活在赤道的種群擴(kuò)展到溫帶，溫帶物種則同樣向極地方向擴(kuò)散。在歷史上，有些物種已成功遷移并適應(yīng)了當(dāng)時(shí)的氣候變化，但也確有許多物種因此而滅絕，尤其是一些極地和高山地區(qū)生活的植物種群常成為受害最重的物種。格爾·哈特斯?fàn)枺℅aryHartshor，1988）認(rèn)為就熱帶雨林而言，氣候變暖后，僅降雨形式的變化就可能對(duì)許多昆蟲、鳥類和哺乳類造成災(zāi)難性危害。降雨量年度內(nèi)的時(shí)變會(huì)干擾許多植物生殖時(shí)期及各種生理反應(yīng)，進(jìn)而影響動(dòng)物與之相適應(yīng)的多年協(xié)同進(jìn)化的一致性，導(dǎo)致動(dòng)物生殖系統(tǒng)紊亂，加速熱帶森林動(dòng)物的滅絕。氣候變暖也同樣會(huì)影響世界糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性與分布。根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)和糧食品種，氣溫升高2℃，即使降水量不變，全世界的糧食產(chǎn)量也可能下降3—17％，并能使害蟲的危害增加10—13％。由于人口增長(zhǎng)對(duì)糧食生產(chǎn)的壓力越來越大，氣候變暖使全世界的農(nóng)業(yè)減產(chǎn)可能成為未來許多問題的起因，甚至是世界局勢(shì)動(dòng)蕩的重要因素。氣候變暖還會(huì)造成疾病的增加。卡爾克斯曾統(tǒng)計(jì)過紐約市氣溫與死亡率的相互關(guān)系，他發(fā)現(xiàn)，即使其他環(huán)境因素?zé)o變化，氣溫升高2—4℃，該市的人口死亡率也明顯地呈上升趨勢(shì)。（三）酸雨和環(huán)境酸化范圍擴(kuò)大酸雨（Acidrain）是指雨水中含有一定數(shù)量酸性物質(zhì)（硫酸、硝酸、鹽酸等）的自然降水現(xiàn)象，包括雨、雪、雹、霧等，其pH值一般都小于5.6?！八嵊辍边@個(gè)名詞自1872年由英國(guó)化學(xué)家R．A．史密斯（R．A．Smith）提出后，直到本世紀(jì)50年代，發(fā)達(dá)國(guó)家才設(shè)置監(jiān)測(cè)網(wǎng)，開始研究工作，從而使酸雨做為一個(gè)重大環(huán)境問題被認(rèn)識(shí)。目前在美國(guó)、日本、瑞典、丹麥、加拿大和我國(guó)的部分地區(qū)都出現(xiàn)了酸雨和環(huán)境酸化問題，并呈現(xiàn)發(fā)展趨勢(shì)。酸雨是大氣污染的結(jié)果，是SO2和氮氧化物在大氣或水滴中轉(zhuǎn)化為硫酸和硝酸等所致，這兩種酸占酸雨中總酸量的90％以上。據(jù)報(bào)導(dǎo)，國(guó)外酸雨中硫酸與硝酸之比為2∶1，而我國(guó)對(duì)酸雨水化學(xué)的分析表明，硝酸的含量還不及硫酸含量的1％，說明我國(guó)當(dāng)前的酸雨屬硫酸型。酸雨形成的機(jī)理是很復(fù)雜的，影響其形成的因素也很多，除與大氣污染程度有關(guān)，還與大氣和降水、土壤地帶性差異以及大氣的緩沖能力等因素有關(guān)?？諝庵邪钡淖饔靡膊蝗莺鲆?，它是空氣中唯一重要的氣態(tài)堿、易溶于水，對(duì)空氣和雨水中酸起著中和作用。空氣中氣態(tài)氨含量高，酸雨就不易形成（表1-6）。因此，形成酸雨除因有一定數(shù)量的酸性物質(zhì)外，堿性物質(zhì)的相對(duì)減少也是酸雨形成的重要原因，瑞典酸雨比我國(guó)嚴(yán)重的原因也與之有關(guān)（表1-7）。目前，酸雨和環(huán)境酸化還只出現(xiàn)在局部地區(qū)，在我國(guó)也僅見于西南地區(qū)。除大氣中氣態(tài)氨的含量對(duì)酸雨的形成有重要影響外，大氣中的顆粒物也起著重要作用。我國(guó)北方的土壤一般都偏堿，pH值在7—8間，南方的土壤則偏酸，pH值在5一6間，而空氣中的顆粒物一半左右來自土壤，堿性土壤中氨的揮發(fā)量大于酸性土壤，這就使北方地區(qū)大氣顆粒物緩沖能力和氣態(tài)氨水平高。這是西南地區(qū)酸雨多而北方地區(qū)不易形成酸雨的主要原因。由于形成酸雨的物質(zhì)及二次污染物在大氣中平均滯留時(shí)間短，酸雨問題還不能象溫室效應(yīng)那樣構(gòu)成全球性危害。但酸雨和環(huán)境酸化的破壞常常是不可逆的，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的損害常是毀滅性的，故成為全世界極其關(guān)注的尖銳問題。

酸雨的危害是導(dǎo)致環(huán)境的酸化。當(dāng)酸性雨水降到地面而得不到中和時(shí)，就會(huì)使土壤、湖泊、河流酸化。若水體的pH值降到5以下時(shí)，魚類的生長(zhǎng)就要受到嚴(yán)重的影響，流域土壤中和水體底質(zhì)中的有毒金屬即會(huì)溶解在水中，毒害魚類。同時(shí)，水質(zhì)的酸化還會(huì)引起水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的變化，耐酸的藻類和真菌將增多，而有根植物、細(xì)菌、無脊椎動(dòng)物、兩棲動(dòng)物則減少，并使分解速度降低，水質(zhì)惡化。有關(guān)學(xué)者對(duì)北美洲的安大略地區(qū)的研究表明，湖泊因受水質(zhì)酸化的影響，綠藻（Chlorophyta）的種類已由26種減少為5種，藍(lán)藻（Cyanophyta）由22種減少到10種。在挪威南部，5000個(gè)湖泊中已有1750個(gè)無魚，900個(gè)受到嚴(yán)重影響。瑞典8500個(gè)大中型湖泊中，1800個(gè)已酸化，900個(gè)已表現(xiàn)出生態(tài)平衡失調(diào)。在這些地區(qū)和北美還發(fā)現(xiàn)，在酸化的水體中，魚卵不能正常發(fā)育，藻類葉綠素合成量降低，底生藻類減少，水生生物群落結(jié)構(gòu)趨于單一化。陸地生態(tài)系統(tǒng)中，土壤酸化的危害也是十分嚴(yán)重的。在瑞典南部，由于酸雨的影響，30多年來使該地區(qū)的土壤肥力減弱了一半，土壤已經(jīng)貧瘠化。另外，土壤酸化還影響了土壤微生物的活性，降低生態(tài)系統(tǒng)正常功能。酸雨及土壤酸化對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響也很明顯。根據(jù)斯堪地那維亞半島南部的調(diào)查，1950—1960年雨水中的pH值從6.0降到4.0以下，森林的生長(zhǎng)量減少了2—7％。我國(guó)重慶郊區(qū)馬尾松林的成片死亡也與酸雨有關(guān)。酸雨對(duì)建筑物和名勝古跡的損害是人們所熟悉的，由于受酸雨的影響，重慶市公共汽車外殼已不得不改用鋁板。目前，世界上許多名勝古跡都程度不同地受到了酸雨的損害，這方面的事例和報(bào)導(dǎo)已屢見不鮮。總之，在短時(shí)間內(nèi)酸雨和環(huán)境酸化還不會(huì)像“溫室效應(yīng)”和臭氧層破壞那樣構(gòu)成全球性危害，但無論對(duì)生態(tài)系統(tǒng)破壞程度還是所造成的經(jīng)濟(jì)損失卻是十分驚人的。在美國(guó)，每年因酸雨造成的各種經(jīng)濟(jì)損失近百億美元，因酸雨和大氣污染引起全世界范圍的森林損失每年也有數(shù)十億美元。酸雨和環(huán)境酸化已是現(xiàn)在不容忽視的重大環(huán)境問題。世界經(jīng)濟(jì)與發(fā)展委員會(huì)在“我們的共同未來”的報(bào)告中，列出了當(dāng)今世界面臨的16個(gè)嚴(yán)重環(huán)境問題。實(shí)際上，這些問題都是人口、糧食、能源、資源和環(huán)境五大問題的具體化和發(fā)展。包括上面所談的三大全球性問題，并不是一種新發(fā)現(xiàn)，而是人們對(duì)當(dāng)今環(huán)境問題的一種新意識(shí)的反映，即環(huán)境問題已成為全球性的問題。人類對(duì)各種生態(tài)系統(tǒng)的干擾已經(jīng)影響到了生物圈的正常功能。局部的環(huán)境污染和生態(tài)破壞是有害的，而人類生存環(huán)境的徹底損壞則是更令人擔(dān)憂的。人類必須認(rèn)真研究和盡早尋求對(duì)策來解決這些潛在的，但卻是重大的環(huán)境問題。環(huán)境科學(xué)包括環(huán)境生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展都是人類為此所作的努力。第二節(jié)環(huán)境生態(tài)學(xué)的研究?jī)?nèi)容和任務(wù)1． 生態(tài)學(xué)的定義何謂生態(tài)學(xué)?thetotalrelationsoftheanimaltobothitsorganicanditsinorganicenvironment(Haeckel,1869)thescientificstudyofthedistributionandabundanceoforganisms(Andrewartha,1961)thestudyofthestructureandfunctionofnature(Odum,1963)thescientificstudyoftheinteractionsthatdeterminethedistributionandabundanceoforganisms(Krebs,1994)研究生物與環(huán)境間相互關(guān)系的科學(xué)分胞細(xì)組器個(gè)族群生生子器胞織官體群落態(tài)物圈生態(tài)學(xué)（Ecology）是研究生物與其環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)?！癊cology”來自希臘文“Oikos”(住所,棲息地)和“Logos”(學(xué)問，研究)，亦即生態(tài)學(xué)在創(chuàng)建之初就表達(dá)為研究生物有機(jī)體與其棲息場(chǎng)所之間相互關(guān)系的科學(xué)。上述生態(tài)學(xué)的定義是德國(guó)生物學(xué)家赫克爾（Haeckel,1866）首次提出的。這是生態(tài)學(xué)至今最為全面的定義。但是首先使用“Ecology”一詞學(xué)者是亨利?索瑞（HenryThoreau,1858)。隨著生態(tài)學(xué)的發(fā)展，一些生態(tài)學(xué)家認(rèn)為上述定義過于廣泛而提出了自己的看法。主要有：(1)科學(xué)的自然史-英國(guó)生態(tài)學(xué)家-埃爾頓(CharlesElton,1927)。(2)生態(tài)學(xué)是研究生物的形態(tài)、生理和行為上的適應(yīng)性的科學(xué)—前蘇聯(lián)-克什卡洛夫（Кашкаров，1945）。(3)生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體的分布和多度的科學(xué)—澳大利亞-安德列沃斯（Andrewartha,1954）。(4)生態(tài)學(xué)是研究決定有機(jī)體的分布與多度的相互作用的科學(xué)-加拿大克雷伯斯（Krebs,1972,1978,1985）.(5)生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)—美國(guó)-奧德姆（Odum,E.,1959,1971）。（生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)—FundamentalsofEcology,1971）(6)生態(tài)學(xué)是研究生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)相互關(guān)系的科學(xué)—中國(guó)-馬世駿。但是，當(dāng)前人類面臨三大難題，對(duì)生態(tài)學(xué)提出了更高的要求：（1）環(huán)境污染：如工業(yè)三廢“廢氣、廢水、廢渣”，農(nóng)藥和放射形物質(zhì)污染，從登上月球后拍攝的照片看，地球上已無處不被污染。二氧化碳排放，溫室效應(yīng)使氣溫升高，海平面升高。人類環(huán)境的前途如何？真是令人不堪設(shè)想。（2）人口爆炸：馬爾薩斯的“人口論”是現(xiàn)實(shí)的。（3）資源短缺：土地資源，農(nóng)用耕地日減。如中國(guó)人口增加——1400萬/a,耕地減少500萬畝。水資源尤其是淡水資源日趨緊張，污染和浪費(fèi)嚴(yán)重。能源、森林等資源不足，生物資源：種量日減。這樣就存在生物多樣性問題。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）1995：“生物多樣性是生物和所組成的系統(tǒng)的總體的多樣性和變異性?！钡厍蛏系奈锓N估計(jì)500~3000萬種。已定名的有140~170萬種。已定種中：鳥獸、爬行類、兩棲類和魚類80%；高等植物85%；昆蟲5~50%（300~3000萬種）。地球上生命存在了35億年，曾出現(xiàn)過巨多物種，現(xiàn)在可能僅存在千分之幾，有幾次滅絕期。二億年前二疊紀(jì)末，海洋生物種數(shù)減少了90%；6500年前，恐龍滅絕；人類出現(xiàn)后，物種滅絕加速，目前人類影響已達(dá)自然滅絕速率的1000倍以上。物種滅絕和多樣性減少的后果：（1）使用價(jià)值：食物、纖維、木材、藥物和其他工業(yè)材料。欣賞對(duì)象——美術(shù)。（2）間接價(jià)值：環(huán)境調(diào)節(jié)功能，如森林——氧氣；水土保持、鞏固堤岸。鳥類——害蟲；虎狼——兔鼠——草原（3）潛在價(jià)值——為人類后代提供選擇機(jī)會(huì)，遺傳信息——基因庫（4）存在價(jià)值——生態(tài)平衡，自然選擇的結(jié)果有其特定的作用。2.研究對(duì)象傳統(tǒng)的生態(tài)學(xué)要在有機(jī)體（Organism）、種群（Population）、群落（Community）和生態(tài)系統(tǒng)（Ecosystem）水平上探索生命系統(tǒng)的奧秘。因此，生態(tài)學(xué)是以生物個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)甚至是生物圈（Biosphere）作為它的研究對(duì)象。（1）種群：種群是在一定空間中同種個(gè)體的集合。種群具有空間、數(shù)量和遺傳三個(gè)基本特征。種群是物種存在的基本單位。（2）群落：群落是在一定區(qū)域或一定生境里各個(gè)生物種群相互松散結(jié)合的一種結(jié)構(gòu)單位。即群落是指同一生境中彼此影響著的多種生物種群的集合體。（3）生態(tài)系統(tǒng)：生物群落與其環(huán)境之間由于不斷地進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程而形成的統(tǒng)一整體。（4）生物圈：是指地球表面有生命的部分，包括三個(gè)組成部分，即大氣、水域和陸地。因此，生態(tài)學(xué)按其研究的生命體的水平可分為:a）個(gè)體生態(tài)學(xué)[autecology]:主要研究生物的個(gè)體發(fā)育與環(huán)境的相互關(guān)系b）種群生物學(xué)[populationecology]:主要研究同種個(gè)體組成的種群與環(huán)境的相互關(guān)系。c）群落生態(tài)學(xué)[communityecology]:主要研究群落的結(jié)構(gòu)與功能、形成和發(fā)展方面與環(huán)境間的相互關(guān)系。d）生態(tài)系統(tǒng)學(xué)[ecosystemecology]:主要研究由群落與其周圍理化環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，系統(tǒng)的平衡與調(diào)控機(jī)制。3、目的任務(wù)：生態(tài)學(xué)的目的是指導(dǎo)人與生物圈（既自然、資源與環(huán)境）的協(xié)調(diào)與發(fā)展。三、生態(tài)學(xué)的分支1．按生命層次：分子（基因）、細(xì)胞、器官、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀、生物圈和全球生態(tài)學(xué)。2．生物分類：動(dòng)物、植物、微生物、昆蟲、魚類等；3．按棲所：淡水、海洋、河口、陸地、森林、草地、荒漠等；4．邊緣科學(xué)：數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、進(jìn)化生態(tài)學(xué)、生理生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)；5．應(yīng)用生態(tài)學(xué)：農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、污染生態(tài)學(xué)等。五、生態(tài)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)：（1）人類的加入。自蛋白質(zhì)作為生命形式開始，就存在生命活動(dòng)與環(huán)境的生態(tài)學(xué)關(guān)系。在今天人類社會(huì)發(fā)展至宇宙時(shí)代，對(duì)生態(tài)學(xué)的探索也將隨人類的蹤跡達(dá)至太空。凡生命之所至，就有生態(tài)學(xué)問題、現(xiàn)象和規(guī)律?？梢哉f生態(tài)學(xué)也是研究生物生存的科學(xué)。生物的演化史就是一卷浩瀚的生物對(duì)環(huán)境適應(yīng)的生存發(fā)展史。人類曾一度自詡為主宰地球的力量，甚至提出“人定勝天”的口號(hào)，但是生態(tài)學(xué)已經(jīng)提醒我們，人也是一種“高級(jí)動(dòng)物”，人類并不能逃脫作為其生存環(huán)境的地球的種種變化對(duì)其前途的影響，人類只不過是地球生物圈大家庭的一個(gè)成員，而且只能與這個(gè)星球同命運(yùn)，共存亡。人類社會(huì)發(fā)展如果不按生態(tài)學(xué)規(guī)律從事，只能帶來人類與地球的共同厄運(yùn)?？梢哉f，還很少有像生態(tài)學(xué)這樣一門學(xué)科，與人類的生存在時(shí)間尺度上，在自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等方面，有如此緊密的聯(lián)系。生態(tài)學(xué)如此地重要，不僅因?yàn)槿祟悶榱松姘l(fā)展，要合理利用動(dòng)植物資源而需要研究動(dòng)植物生態(tài)學(xué)，而且人類自身有責(zé)任維護(hù)人類賴以生存的星球，需要以生態(tài)學(xué)原則來調(diào)整人類與自然、資源與環(huán)境的關(guān)系。因此，現(xiàn)代生態(tài)學(xué)發(fā)展至今，已不僅是生物科學(xué)中揭示生物與環(huán)境相互關(guān)系的一門分支科學(xué)，而且已經(jīng)成為指導(dǎo)人類行為準(zhǔn)則的一門科學(xué)。生物科學(xué)的任何其他分支學(xué)科的性質(zhì)，都沒有像生態(tài)學(xué)這樣具有如此廣泛的社會(huì)性，與人類的意識(shí)形態(tài)、觀念和道德規(guī)范有如此密切的關(guān)系。（2）研究對(duì)象廣泛。由中觀水平向宏觀和微觀兩個(gè)方向、兩個(gè)深度發(fā)展。如果把個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)都視為中觀范疇的話，那么，現(xiàn)代生態(tài)學(xué)發(fā)展的一個(gè)方向是向區(qū)域性、全球性乃至宇宙性方面發(fā)展。至于中觀范疇本身也是向宏觀方向發(fā)展。這是由于人類已有一定的能力和緊迫的需要來面對(duì)和處理更加宏觀、更加復(fù)雜的系統(tǒng)，諸如國(guó)土整治和規(guī)劃、環(huán)境污染治理、溫室效應(yīng)、臭氧空洞、人口爆炸、資源匱乏等。就水域生態(tài)學(xué)而言，實(shí)質(zhì)上與陸地、大氣圈是相聯(lián)系的。生態(tài)學(xué)發(fā)展的另一個(gè)方向是向微觀方面發(fā)展，這是生態(tài)學(xué)與分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、生理學(xué)、微形態(tài)解剖學(xué)的結(jié)合，這類研究將依靠更加精密儀器，如高倍電鏡、中子探針、紫外熒光、核磁共振等手段，可以精細(xì)地觀測(cè)器官內(nèi)部、細(xì)胞內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變化。無論是宏觀、微觀方向，直觀圖像信息以反映大系統(tǒng)、微系統(tǒng)的功能的手段，不僅是一個(gè)工具問題，而且將結(jié)合生理生態(tài)、宇宙生態(tài)、分子生態(tài)學(xué)，形成一些新的前沿研究領(lǐng)域。（3）生態(tài)學(xué)在發(fā)展中不斷充實(shí)生態(tài)學(xué)的內(nèi)容，從個(gè)體、種群、群落的研究進(jìn)入整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和生產(chǎn)力的研究。當(dāng)前的趨勢(shì)是：(1)從靜態(tài)的結(jié)構(gòu)研究到動(dòng)態(tài)的功能研究；(2)從描述現(xiàn)狀的定性研究到預(yù)報(bào)未來的定量研究；(3)野外調(diào)查和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合；(4)宏觀研究和微觀研究相結(jié)合；(5)生物學(xué)與地理、化學(xué)、物理和數(shù)學(xué)互相滲透；(6)運(yùn)用自動(dòng)化測(cè)試、計(jì)算機(jī)和遙感技術(shù)等現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)手段；(7)開展國(guó)際協(xié)作?，F(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究在方法論上也面臨挑戰(zhàn)，以往的基于因果關(guān)系的線形方程式、傳統(tǒng)的熱力學(xué)定律等的研究水平，已不能適應(yīng)現(xiàn)代生態(tài)學(xué)，尤其是自然-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)的需求，勢(shì)必要探討新的指標(biāo)體系和新的定量表達(dá)方式，建立新的模型，因而將促進(jìn)數(shù)、時(shí)、空、序在生態(tài)學(xué)中的深入研究。對(duì)于復(fù)雜的真實(shí)的生命系統(tǒng)對(duì)外部信息的靈活反應(yīng)能力及功能的自我調(diào)節(jié)的定量表達(dá)，基于因果關(guān)系和黑箱理論的生態(tài)學(xué)工作方式，顯然也不能滿足要求，正期待在系統(tǒng)論、控制論和協(xié)同論的數(shù)學(xué)理論發(fā)展基礎(chǔ)上的重要突破，近代化學(xué)物理學(xué)的突破或可深化生態(tài)過程的分析。總之，不管生態(tài)學(xué)向何處發(fā)展，傳統(tǒng)的生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容仍將是生態(tài)學(xué)的基本任務(wù)，是生態(tài)學(xué)向宏觀和微觀發(fā)展的基礎(chǔ)和核心。這四個(gè)水平上的研究，與解決人類生存有關(guān)的提高地球承載能力（即生物生產(chǎn)力和環(huán)境質(zhì)量）問題直接相關(guān)，尚有大量理論與實(shí)際問題需要解決。6.環(huán)境生態(tài)學(xué)與普通生態(tài)學(xué)的區(qū)別以人為中心來探討其生活環(huán)境的科學(xué)研究人類與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)研究人為干擾下，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的變化原理、規(guī)律及尋求受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、重建和保護(hù)對(duì)策的科學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)研究課題1.人為干擾下生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在變化原理與規(guī)律2.生態(tài)系統(tǒng)受損程度的判斷3.各類生態(tài)系統(tǒng)的功能與保護(hù)措施的研究

第二章生物與環(huán)境課時(shí)安排：4學(xué)時(shí)教學(xué)目的：通過講授，讓學(xué)生較全面掌握以下內(nèi)容：1.

生物種類及特征2.

環(huán)境及環(huán)境3.

主要環(huán)境因子的生態(tài)作用4.

環(huán)境因子的生態(tài)作用規(guī)律教學(xué)方法：1.概念的準(zhǔn)確闡述2.大量事例剖析3.幻燈片的使用重點(diǎn)及難點(diǎn)：全部概念均需要準(zhǔn)確掌握，難點(diǎn)是生物學(xué)的基本理論，重點(diǎn)是主要環(huán)境因子的生態(tài)作用和規(guī)律第一節(jié)環(huán)境與生物環(huán)境與生物是相互作用、相互影響、相互制約、不可分割的統(tǒng)一體。早在原始社會(huì)，人們?yōu)榱松?，在與大自然斗爭(zhēng)中就具有了一些關(guān)于環(huán)境的感性認(rèn)識(shí)，即自然力量與人周圍的動(dòng)植物的知識(shí)。環(huán)境是人類以及生物有機(jī)體賴以生存的各種外界客觀條件，因此只有對(duì)具體的環(huán)境、生物進(jìn)行研究，才能了解環(huán)境與生物的生態(tài)作用規(guī)律及其機(jī)制。從環(huán)境中分析出來的各種要素或條件單位，稱為環(huán)境因子，如氣候因子、土壤因子、地理因子、生物因子等，這些因子對(duì)生物的形態(tài)、構(gòu)造、生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳變異、生態(tài)及分布等產(chǎn)生一定的影響。為了了解各生態(tài)因子的特性，下面將介紹自然環(huán)境。一、自然環(huán)境自然環(huán)境是空間中可以直接或間接影響人類生活、生產(chǎn)的生物有機(jī)體和無機(jī)的大氣、巖石、水、土壤等各種要素組成的自然綜合體，它是人類發(fā)生、發(fā)展和生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。這些條件在生物和人類還未出現(xiàn)前就在自然界客觀存在著，因此其中有需要的，也有不需要的甚至有害的。我們應(yīng)該通過科學(xué)研究、生產(chǎn)實(shí)踐，有目的、有計(jì)劃地去進(jìn)行改造，消除有害因素，或使其逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楦m合于人類活動(dòng)生存的環(huán)境。但是如果人們不按照自然規(guī)律辦事，人為地破壞，使生態(tài)失去平衡，那么將會(huì)受到大自然的懲罰。因此，人類生存的環(huán)境既不能是單純的自然因素，也不是單純的社會(huì)因素所構(gòu)成，應(yīng)是兩者密切相關(guān)的統(tǒng)一整體，相互制約、相互作用，它體現(xiàn)著人類利用和改造自然的性質(zhì)和水平，影響著人類的生產(chǎn)和生活，關(guān)系著人類的健康和生存。（一）自然環(huán)境基本特征1．緯度地帶性：由于地理緯度的差異，自然環(huán)境具有規(guī)律性的變異特點(diǎn)。因地球接受太陽輻射量的不同而引起熱量的差異，從赤道向兩極，每移動(dòng)一個(gè)緯度氣溫平均降低0.5—0.7℃。根據(jù)熱量不同可分為若干自然地理帶，有赤道、熱帶、亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶、亞寒帶、寒帶。每個(gè)帶的氣候狀況、水文特征、土壤類型以及生物種類都有明顯的不同。2．垂直地帶性：因太陽輻射和水熱狀況隨著地形高度的不同而不同，生物和氣候自山麓至山頂出現(xiàn)垂直地帶分異的規(guī)律性變化。地形每升高100米，氣溫下降0.5—0.6℃，或每升高180米，氣溫下降1℃。降水最初隨高度的增加而增加，但到一定界線后，降水量又開始降低。所以只要有足夠高度的山地，就可以自下而上地劃分出垂直自然帶。各自然帶的植被和土壤呈規(guī)律性分布，自然生態(tài)系統(tǒng)也呈規(guī)律性地垂直交替。3．經(jīng)度地帶性：這主要由地球內(nèi)在因素而造成的，如大地構(gòu)造形成的地貌和海洋分異，引起經(jīng)度地帶性變異。在北美大陸和歐亞大陸，由于海陸分布格局與大氣環(huán)流特點(diǎn)，水分梯度常沿經(jīng)向變化，而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)向分異，由沿海濕潤(rùn)區(qū)的森林，經(jīng)半干旱的草原到干旱區(qū)的荒漠；我國(guó)內(nèi)陸地區(qū)和沿海地區(qū)的水分變異是隨經(jīng)度而變化的，從東南沿海向西北內(nèi)陸有規(guī)律的排列為濕潤(rùn)地區(qū)、半濕潤(rùn)地區(qū)、半干旱和干旱地區(qū)等。（二）自然環(huán)境各要素1．生物圈：由自然界中具有生命的動(dòng)物、植物和微生物三大類共同組成的有機(jī)整體。它們分布在地面以上10千米的高空和下至12千米深的海洋，但有機(jī)體能夠定居的區(qū)域要比這個(gè)范圍狹窄得多，大量的生物存在于適宜的地表100米環(huán)境中（圖2-1）。已知?jiǎng)?、植物約有250萬種，一般估計(jì)為300—400萬種。（1）動(dòng)物已知的動(dòng)物約有150余萬種，無脊椎動(dòng)物占絕大多數(shù)。無脊椎動(dòng)物主要特點(diǎn)是身體中軸無脊椎骨組成的脊柱，神經(jīng)系統(tǒng)在腹面，心臟在背面，故又稱為腹神經(jīng)動(dòng)物。主要的有原生動(dòng)物、海綿動(dòng)物、腔腸動(dòng)物、扁形動(dòng)物、線形動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、軟體動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物、棘皮動(dòng)物等。脊索動(dòng)物現(xiàn)公認(rèn)的分為三個(gè)亞門，尾索動(dòng)物亞門、頭索動(dòng)物亞門、脊椎動(dòng)物亞門。脊椎動(dòng)物是動(dòng)物界中最高等的類群，體內(nèi)具有許多脊椎骨組成的脊柱，頭骨發(fā)達(dá)，中樞神經(jīng)在身體背側(cè)，心臟在腹側(cè)。包括圓口綱、魚綱、兩棲綱、爬行綱、鳥綱和哺乳綱。動(dòng)物一般不能將無機(jī)物合成有機(jī)物，只能以植物、其他動(dòng)物或微生物等為營(yíng)養(yǎng)，屬異養(yǎng)性生物。它們與植物不同，具有復(fù)雜的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理機(jī)能，以進(jìn)行攝食、消化、吸收、循環(huán)、排泄、感覺、運(yùn)動(dòng)和繁殖等一系列生命活動(dòng)。動(dòng)物與人類關(guān)系極為密切，對(duì)大自然的生態(tài)平衡有重要作用。（2）植物已知植物約有百余萬種，包括藻類、菌類、地衣、苔蘚、蕨類和種子植物。其中綠色植物能直接利用太陽能進(jìn)行光合作用（包括具有葉綠素的原生動(dòng)物），將二氧化碳和無機(jī)鹽等無機(jī)物制造成為有機(jī)物，并釋放氧，供異養(yǎng)生物利用，屬自養(yǎng)生物。但植物中的真菌等也不能進(jìn)行光合作用，故也屬異養(yǎng)性生物。植物是自然界能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)的必要環(huán)節(jié)，它們的活動(dòng)及其產(chǎn)物同人類經(jīng)濟(jì)文化生活有極其密切的關(guān)系，植物對(duì)防沙造林、水土保持、城市美化綠化、凈化空氣等改造自然及環(huán)境保護(hù)起重要的作用。（3）微生物約3萬多種，包括細(xì)菌、放線菌、霉菌、酵母菌、螺旋體、立克次體、支原體、病毒等。在自然界分布極廣，上至1萬2千米高空，下至1萬米海底，以及江、河、湖、溪中都有微生物的蹤跡。它是一群繁殖快、代謝類型多、形體微小、構(gòu)造簡(jiǎn)單的單細(xì)胞或多細(xì)胞生物，有的沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，絕大多數(shù)微生物必須用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能看清其形態(tài)結(jié)構(gòu)。凡有細(xì)胞形態(tài)的微生物稱細(xì)胞型微生物，反之稱為非細(xì)胞型微生物，如病毒和類病毒。根據(jù)微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)不同又可將其分為原核微生物和真核微生物。自然界的生物不能單獨(dú)生活在非生物環(huán)境中，而要受到周圍其他生物因子的影響。它們之間的關(guān)系十分復(fù)雜，包括種內(nèi)和種間關(guān)系，有直接和間接影響，有利和不利作用，形式也多種多樣，有共生、競(jìng)爭(zhēng)、天敵、抑制和傳播等。它們相互制約、相互作用，維持了自然界的生態(tài)平衡，特別是植物和微生物在自然界的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)中起著重要的作用，對(duì)環(huán)境保護(hù)極為重要。2．大氣圈：包圍地球的空氣層，是由多種氣體組成的。它是環(huán)境的重要組成之一，其質(zhì)量的好壞關(guān)系到人類和生物的健康及生存。（1）大氣的組成包括恒定的、可變的和不定的三部分組分。恒定的組分氮占78.09％、氧占20.95％、氬占0.93％，三者約占空氣總量的99.97％，還有微量元素氖、氦、氪、氙以及臭氧等。這些氣體的含量幾乎是不變的?？勺兊慕M分有二氧化碳、水蒸汽等。在正常狀態(tài)下，水蒸汽的含量為0—4％，二氧化碳的含量近年來已達(dá)到0.035％。其含量可受地區(qū)、季節(jié)、氣候以及人們生活、生產(chǎn)活動(dòng)、科學(xué)研究等因素的影響而發(fā)生變化。不定組分有塵埃、硫化氫、硫氧化物、氮氧化物等，主要由人為因素造成，如生產(chǎn)工業(yè)化、人口密集、工業(yè)布局不合理以及環(huán)境管理不善等，也可由火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、油井燃燒、地震、海嘯等因素所引起。不定組分的種類和數(shù)量與該地區(qū)的工業(yè)類別、排放的污染物，以及氣象條件等多種因素有關(guān)，如在電廠、焦化廠、冶煉廠所在地區(qū)及其附近大氣中的不定組分就多。當(dāng)大氣中不定組分達(dá)到一定濃度時(shí)，就會(huì)造成公害。大氣中除水氣和雜質(zhì)外，整個(gè)混合氣體稱為潔靜大氣，其組分見表2-1。大氣垂直方向上的分層其物理性質(zhì)有很大差異，可自下而上劃分為對(duì)流層、平流層、中間層、暖層（電離層）、逸散層（外層），見圖2-2。對(duì)流層下界是地面，上界因緯度和季節(jié)不同，厚度約8—10千米，空氣重量約占大氣總量的95％。由于氣溫作用，主要天氣現(xiàn)象如風(fēng)、雨、霜、雪、露、冰雹等都發(fā)生在這層內(nèi)，大氣的污染也主要發(fā)生在這層里，所以對(duì)流層對(duì)人類生產(chǎn)、生活關(guān)系極為密切，對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖和分布有很大影響。（2）大氣的生態(tài)作用主要是氧和二氧化碳及風(fēng)對(duì)生物的作用。氧主要由植物光合作用產(chǎn)生，少部分來源于大氣層的光解作用。高層大氣中的氧分子在紫外線作用下與高度活性的氧原子結(jié)合生成臭氧，保護(hù)了地面生物免遭短波宇宙射線的傷害。二氧化碳則是植物光合作用的主要原料。氧和二氧化碳的平衡是生態(tài)系統(tǒng)能否進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素，而植物在調(diào)節(jié)大氣中氧和二氧化碳的平衡過程中起重要作用。（3）風(fēng)的作用大氣的流動(dòng)產(chǎn)生風(fēng)，風(fēng)對(duì)生物的作用既有利又有害。有些風(fēng)媒植物靠風(fēng)的作用傳播花粉、種子和果實(shí)；很多小型活動(dòng)力差的動(dòng)物靠風(fēng)力被動(dòng)遷移；一些食肉哺乳動(dòng)物對(duì)風(fēng)帶來的氣味很敏感，在捕食時(shí)通常迎風(fēng)而上；風(fēng)對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、行為、數(shù)量、分布以及體內(nèi)水分平衡都有不良影響（圖2-3）。強(qiáng)風(fēng)引起的風(fēng)災(zāi)使植物折斷、倒伏、房屋倒塌、電線等斷裂，造成農(nóng)林生產(chǎn)、交通通訊中斷等嚴(yán)重?fù)p失。

3．水圈：圍繞地球各種類型的水，通稱為水圈。水是人類生存必不可少的、最重要的物質(zhì)，在地球上分布最廣。地球上的熱量輸送和氣候調(diào)節(jié)要靠水的作用，是自然環(huán)境中最活躍的因素，也是參與地表物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化的重要因素。水圈由海洋、河流、湖泊、地下水、大氣水、冰共同構(gòu)成，其中海洋是水圈的主體，約占全球面積的71％。水量最多的是海洋咸水，占97％以上；淡水占2.53％，其中3/4在南、北極的冰蓋和冰川中；江河、湖泊等地面水約占地球總水量的1/10000；地表土壤和地下巖層中含有多層淡水。人類能夠利用的淡水約占全部淡水的20％，其中只有0.5％的淡水能直接取用于河湖，可見淡水資源是非常有限的。地球上的水并不是處于靜止?fàn)顟B(tài)的。水以大氣環(huán)流、洋流和河流排水等形式在地球上流動(dòng)和再分配，通過蒸發(fā)、降雨、滲透等進(jìn)行水分循環(huán)，不斷往復(fù)，永無止境，使地球水量恒定不變，維持水分平衡（表2-4）。由于水分循環(huán)，不僅調(diào)節(jié)氣候，而且凈化了大氣。水中含有各種化學(xué)物質(zhì)、各種溶鹽的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物等，可提供生物的需要。由于各地區(qū)水質(zhì)的不同（表2-5、2-6、2-7），構(gòu)成了生物環(huán)境的生態(tài)差異。4．巖石圈和土壤圈：巖石圈是指地球表面30—40千米厚的堅(jiān)硬地殼層，是大氣圈、水圈、土壤圈以及生物圈存在的牢固基礎(chǔ)，也是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。土壤圈在地球陸地表面，由巖石圈表面物理風(fēng)化而成的疏松層作母質(zhì)，加上水和有機(jī)物質(zhì)通過化學(xué)變化以及土壤母質(zhì)的生物作用，經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才形成的，它是有機(jī)界和無機(jī)界相互聯(lián)系、相互作用的產(chǎn)物。

巖石圈中富含各種化學(xué)物質(zhì)，成為植物生長(zhǎng)所需要的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，還貯藏著豐富的地下資源，如煤炭、石油，鐵礦、銅礦等各種有色金屬，以及磷、氮、鉀等，為人們提供了大量的生產(chǎn)資料。由于巖石的厚度及其組分的不同，在分化過程中所形成的土壤性質(zhì)也有很大差異，從而為植物的生存創(chuàng)造了各種不同的土壤環(huán)境，成為植被分布的重要因素。土壤在自然環(huán)境中介于生物界與非生物界之間的一個(gè)復(fù)雜的獨(dú)立的開放性物質(zhì)體系，具有獨(dú)特的組分、結(jié)構(gòu)和功能，是環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)，是巖石圈、生物圈、大氣圈和水圈之間的接觸、過渡地帶（圖2-4）。土壤的地域分布具有一定的規(guī)律性。最基本的有緯度地帶性和非緯度地帶性（區(qū)域性）分異，其次是垂直帶性分異規(guī)律。土壤的緯度地帶性在歐亞大陸、非洲及北美東部表現(xiàn)最明顯（圖2-5）。我國(guó)地形復(fù)雜，土類多樣，水平分布基本上隨緯度而變化，沿海地區(qū)是季風(fēng)濕潤(rùn)氣候的森林土壤，屬海洋類型的土壤帶；內(nèi)陸地帶是整個(gè)歐亞大陸干旱中心，為內(nèi)陸干旱漠境土壤，甘肅和新疆的北面和西面為漠境草原棕鈣土帶環(huán)繞，為大陸型土壤帶。山地土壤分布隨垂直地帶性規(guī)律而變化。

由于土壤類型不同，土壤的質(zhì)地、水分、溫度以及化學(xué)性能等對(duì)土壤生物種類及分布有很大影響。生活在土壤中的動(dòng)物對(duì)土壤水、氣、溫的變化有明顯的季節(jié)性和垂直性遷移，如磕頭蟲幼蟲在土壤濕度高時(shí)爬到土壤表層活動(dòng)，干旱時(shí)鉆到約1米深的土層中，所以它們對(duì)農(nóng)作物的危害也隨季節(jié)而不同，夏季危害小，春季雨水多危害大。很多動(dòng)物適宜于含鈣豐富的土壤中生活，過堿過酸或鹽度過高，土壤動(dòng)物就較貧乏。土壤動(dòng)物數(shù)量很多，據(jù)調(diào)查，每平方米的土壤中蠕蟲、線蟲、輪蟲、節(jié)肢動(dòng)物等個(gè)體總數(shù)常在5000—7000萬；森林土壤中每平方米節(jié)肢動(dòng)物的數(shù)量有時(shí)可達(dá)1.25億個(gè)，每立方厘米的土壤腐殖質(zhì)層里，體積為0.2—4毫米的各種動(dòng)物數(shù)量有時(shí)可達(dá)100個(gè)以上。土壤的特性之一是具有肥力，能為植物、微生物、土壤動(dòng)物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)和棲息場(chǎng)所；二是具有同化和代謝外界輸入的物質(zhì)的能力。土壤中生活著各種微生物和土壤動(dòng)物能對(duì)外來的各種物質(zhì)進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化和改造，故土壤又被人們看成是一個(gè)自然的凈化系統(tǒng)。土壤的這兩種特性是相輔相成的。在合理的經(jīng)營(yíng)管理下，其肥力不僅不會(huì)因利用而損耗，反而會(huì)增加。它是人類的基本生產(chǎn)資料和勞動(dòng)對(duì)象，為農(nóng)業(yè)和生產(chǎn)部門提供糧食和必要的原料。當(dāng)土壤被污染超過土壤自凈能力，就會(huì)破壞土壤自然動(dòng)態(tài)平衡，引起土壤系統(tǒng)成分、結(jié)構(gòu)和功能的變化，并導(dǎo)致土壤正常功能的失調(diào)。土壤質(zhì)量下降，影響到作物的生長(zhǎng)發(fā)育，使產(chǎn)量和質(zhì)量下降；土壤污染物向環(huán)境輸出轉(zhuǎn)化，又使大氣、水體等進(jìn)一步污染，最終通過食物鏈影響人類的健康。所以土壤污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響非常嚴(yán)重，應(yīng)該予以重視。（三）人為環(huán)境人類區(qū)別于動(dòng)物之處不是被動(dòng)的去適應(yīng)環(huán)境，而是以自己的智慧、勞動(dòng)去改造環(huán)境。這種由于人類的活動(dòng)干擾引起環(huán)境質(zhì)量的變化所形成的環(huán)境，稱人為環(huán)境，是人類為了不斷提高自己的物質(zhì)和文化生活而創(chuàng)造的環(huán)境。人為環(huán)境可以分為有利的和不利的兩個(gè)方面。廣義的人為環(huán)境包括動(dòng)植物的引種、培育、馴化、農(nóng)作物需要的環(huán)境，以及工人管理經(jīng)營(yíng)的森林、草地、綠化造林，自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的一些控制、防護(hù)等措施，風(fēng)景旅游區(qū)、城市、房屋、娛樂場(chǎng)地等。狹義的人為環(huán)境是指人工控制下的環(huán)境，如薄膜育苗，可提高苗床的土溫和氣溫，防止夜間低溫和霜凍，促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育，爭(zhēng)取豐產(chǎn)豐收；用人工光照以刺激家禽神經(jīng)內(nèi)分泌，加強(qiáng)卵巢活動(dòng)，促使多產(chǎn)卵。由于人類以前對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)的片面性常采取一些顧此失彼的措施，只顧當(dāng)前的、直接的利益而忽視環(huán)境在人為作用下長(zhǎng)期緩慢的不良變化，如我國(guó)絲綢之路曾是植被繁茂的好地方，由于歷代戰(zhàn)火和不適當(dāng)?shù)膲ㄖ硨?dǎo)致了嚴(yán)重的水土流失，而出現(xiàn)了沙漠化。另一方面不合理或不科學(xué)的大量砍伐森林、草原過度放牧造成的破壞，也造成水土流失、土壤鹽漬化、沙漠?dāng)U大化，使自然環(huán)境不斷惡化。（四）污染的環(huán)境在正常情況下，人和環(huán)境之間進(jìn)行的物質(zhì)交換保持著動(dòng)態(tài)平衡，所以人們和生物能夠正常生長(zhǎng)發(fā)育、生活以及從事生產(chǎn)勞動(dòng)。污染環(huán)境是由于人為因素或自然災(zāi)害所致，使環(huán)境中原有的組分或狀態(tài)發(fā)生了變化，影響環(huán)境自凈能力，降低或破壞環(huán)境的機(jī)能，并達(dá)致害程度。污染的環(huán)境具有以下特征；（1）各種有毒有害污染物通過大氣、水體、土壤及食物等環(huán)境介質(zhì)進(jìn)入人體、生物機(jī)體后產(chǎn)生急性或慢性、短期或長(zhǎng)期的毒性影響，且影響面大而范圍廣；（2）污染物一般以濃度低、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，并以多種毒物同時(shí)存在、聯(lián)合作用于人體，危及健康；（3）污染物通過物理、化學(xué)或生物作用而發(fā)生轉(zhuǎn)化，其毒性增加、減少或富集，使污染物的原有性狀和濃度發(fā)生變化，對(duì)人體產(chǎn)生不同程度的危害作用；（4）生態(tài)系統(tǒng)遭到擾亂，穩(wěn)定性降低。在各環(huán)境中，水體環(huán)境比陸地環(huán)境更容易受到污染，因?yàn)樗w直接受污染源影響外，水體周圍土壤中的污物也會(huì)由于雨水沖刷以及融雪等而流入其中。根據(jù)水體中的可溶性有機(jī)物和溶解氧的含量，以及氯離子、氨離子、硫化氫的水平，可將水體污染分為多污性水體、中污性水體和寡污性水體。也有按原生動(dòng)物和其他微生物種群的變化，而將其分為健康水、不完全健康水、污染水及重污染水。污染環(huán)境對(duì)人類的危害是非常嚴(yán)重的，已有記載發(fā)生的多起公害事件，不僅使人們患染各種疾病，而且還造成了死亡（表2-8）?，F(xiàn)在，污染的環(huán)境對(duì)人類、生物所發(fā)生的嚴(yán)重威脅已引起人們關(guān)注，但環(huán)境污染事件仍時(shí)有發(fā)生，如蘇聯(lián)諾切爾貝利核電站的泄漏，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)大量原油污染海水，化工廠發(fā)生事故等。我國(guó)也時(shí)有發(fā)生，如1971年7月13日某市冶煉廠鎳冶煉車間，輸送氯氣的膠皮管破裂，造成氯氣污染大氣引起急性中毒，使工廠周圍284名居民受害，附近工廠也受影響，不能正常生產(chǎn)。污染事件必須引起高度的重視，采取強(qiáng)有力的措施消除污染，并使已受污染的環(huán)境得到及時(shí)的治理和改善。（五）人類、生物生存空間的有限性1．空間的有限性：地球適于人類和生物生存和發(fā)展，但是其空間卻是有限的。人類主要生活的陸地面積僅占地球的29％，而且還有很多是不能利用的。由于土地面積在人類出現(xiàn)以后的近200萬年內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定，很少變化，所以是不可增長(zhǎng)的，其位置也是相對(duì)固定的，因此土地是有限性的。據(jù)聯(lián)合國(guó)年鑒統(tǒng)計(jì)，世界總土地面積為121億公頃，耕地為10.5％、草地為23.4％、多年生作物面積為0.7％、林地為31.2％，其他占34.2％。我國(guó)土地面積為960萬平方千米，耕地占1/4、草地占1/3、林地占1/9，土地資源絕對(duì)數(shù)量或相對(duì)數(shù)量以及人均水平都偏低。隨著我國(guó)人口的不斷增長(zhǎng)，使人均占有可耕地及綠化用地大大減少（表2-9）；生活、生產(chǎn)、科研所產(chǎn)生的污染；土地不合理使用，破壞性的開發(fā)，使水土流失、耕層瘠薄、沙漠化擴(kuò)大等，有利于人類和生物生存的潔凈空間越來越小。2．資源的有限性：自然資源分為非再生性資源和再生性資源。生物雖然屬再生性資源，但是在自然界要受到非生物和生物環(huán)境因子的制約，所以在具體時(shí)間和空間范圍內(nèi)，對(duì)人類來說也是有限的。人類和異養(yǎng)性生物主要食物靠自養(yǎng)性植物制造供給。植物進(jìn)行光合作用所需要的陽光雖然可以持續(xù)利用（在局部地區(qū)和特定時(shí)間內(nèi)其數(shù)量和質(zhì)量也可能會(huì)出現(xiàn)衰減），但植物能利用的卻很少，因?yàn)殛柟馔ㄟ^大氣層時(shí)有1/3的光由于云層或其他物體的反射作用而不能抵達(dá)地面，其余的則為地球及大氣所吸收，最后被反射回太空，所以自養(yǎng)生物能利用進(jìn)行光合作用所需的能量只有光能的極小部分，約4萬分之一，制造食物是有限的。生物通過種內(nèi)和種間關(guān)系互相競(jìng)爭(zhēng)、互相制約，使其數(shù)量始終保持一定的動(dòng)態(tài)平衡，個(gè)體數(shù)量限定在最大容量之內(nèi)，不能無限繁殖。如果生物數(shù)量過度擁擠，環(huán)境條件又有限，破壞了生態(tài)平衡就會(huì)發(fā)生疾病，或?qū)е律臏p少，使生物數(shù)量下降，這樣自然調(diào)節(jié)，能保持種族生命的延續(xù)。但當(dāng)人們破壞生物生存環(huán)境，如森林的大量砍伐或燒毀，使森林內(nèi)的生物資源減少；海洋由于過度捕撈，淺海灘涂破壞，海產(chǎn)資源急劇下降。更嚴(yán)重的是導(dǎo)致物種資源的瀕危或滅絕。據(jù)研究，目前世界上有1000多種脊椎動(dòng)物受到威脅，瀕于滅絕，有30000余種野生植物瀕防滅絕的危險(xiǎn)。水是能被人類利用的資源，據(jù)統(tǒng)計(jì)世界淡水儲(chǔ)量為3.5億立方米，只有0.34％與人類生活密切有關(guān)。水可以通過循環(huán)持續(xù)利用（表2-10），但是由于水的區(qū)域分布不勻，季節(jié)性降水差異很大，加上人口劇增，生活生產(chǎn)用水需求量大大增加，以及水的浪費(fèi)和污染，使淡水資源出現(xiàn)危機(jī)?，F(xiàn)在世界有60％的地區(qū)面臨供水不足，40多個(gè)國(guó)家鬧水荒。全世界約有5億人因水源衛(wèi)生條件差而生病，至少有1萬人由于嚴(yán)重缺水和引用水不干凈所引起的傳染病而死亡。據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)全世界用水量每年遞增4％，到2000年將增加至7倍，水資源危機(jī)將繼能源危機(jī)之后來臨。所以認(rèn)為再生性資源是取之不盡，用之不竭的觀點(diǎn)是沒有根據(jù)的，也是錯(cuò)誤的。非再生性資源如各種礦物是經(jīng)過幾百萬年、幾千萬年，甚至幾億年、十幾億年的地質(zhì)變化、作用而形成的綜合體，儲(chǔ)量是有限的。人類要生存除消耗生物資源外，還要消耗大量的礦物資源、能源。人口的不斷增多，導(dǎo)致礦物能源消耗量的大幅度的增長(zhǎng)，使儲(chǔ)量不斷減少，目前已探明的礦物儲(chǔ)量可使用的時(shí)間是有限的，如鐵61年、鋁79年、錳83年。各種燃料在地殼中的儲(chǔ)量估計(jì)值如表2-11所示。

二、生命的基本特征生物與非生物最本質(zhì)的區(qū)別是具有生命。生命是物質(zhì)最高級(jí)、最復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形式。在生物體的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中貫穿了物質(zhì)、能量、信息三者的變化、協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，形成了生物體有組織、有秩序的活動(dòng)。生命的基本特征主要表現(xiàn)在以下幾方面。1．新陳代謝：簡(jiǎn)稱代謝（metabolism）。是生物有機(jī)體維持生長(zhǎng)、繁殖、運(yùn)動(dòng)等生命活動(dòng)過程中化學(xué)變化的總稱。是生物體主動(dòng)地與外界環(huán)境不斷地進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的過程，所以新陳代謝包括物質(zhì)代謝與能量代謝兩方面，由同化作用與異化作用互相協(xié)調(diào)共同完成。同化作用是生物體從外界攝取物質(zhì)，經(jīng)過一系列化學(xué)變化與合成，轉(zhuǎn)換成自身需要的組成物質(zhì)，并貯存能量，也稱為組織代謝；異化作用是生物體將自身的組成物質(zhì)加以分解釋放能量，并將所產(chǎn)生的廢物排出體外，也稱為分解代謝。異化作用所釋放的能量，一部分用于合成新的物質(zhì)；一部分變成熱量維持一定的體溫；還有一部分供其他生命活動(dòng)需要。同化作用大于異化作用，所以生物體能不斷進(jìn)行自我更新，從小長(zhǎng)到大。不同生物體以及同一生物體在不同情況下，其代謝過程也各不相同，主要由細(xì)胞內(nèi)所含的酶系決定。所以，需要具體分析。新陳代謝失調(diào)就會(huì)發(fā)生病變；新陳代謝一旦停止，生命也就終止。所以新陳代謝是最基本的生命過程，為其他一切生命現(xiàn)象的基礎(chǔ)。2．生殖：又稱繁殖（reproduction）。生物體個(gè)體生長(zhǎng)到一定程度，形成與親體相似的成熟個(gè)體時(shí)（性機(jī)能達(dá)到成熟），可以進(jìn)行孶生后代的現(xiàn)象，使個(gè)體數(shù)目增多，種族得以綿延。生殖方式可分為兩大類：有性生殖和無性生殖。有性生殖是兩性細(xì)胞必須通過結(jié)合才能產(chǎn)生新的個(gè)體，它所產(chǎn)生的后代具有雙親的遺傳特性，有更大的生活力和變異性。有性生殖是生物界中最普遍的生殖方式，它在生物演化過程中具有一定的進(jìn)步作用。無性生殖是不經(jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合，由親代直接產(chǎn)生子代。無性生殖還可分為分裂生殖，親體縱裂或橫裂分成二個(gè)新個(gè)體，如細(xì)菌、渦蟲等；孢子生殖，親體產(chǎn)生一種稱為孢子的細(xì)胞，不經(jīng)結(jié)合，直接形成新個(gè)體，如孢子植物和孢子蟲類等；出芽生殖，在親體的一定部位上長(zhǎng)出芽體，逐漸長(zhǎng)大脫離親體而成為獨(dú)立的新個(gè)體，如酵母菌、水螅等。3．遺傳、變異與進(jìn)化：種豆得豆，種瓜得瓜；牛生牛，馬生馬。說明一切生物有機(jī)體都具有產(chǎn)生與自身相似的后代，這種現(xiàn)象稱為遺傳（inheritance，heredity）。然而，世界上沒有兩個(gè)完全相似的生物，后代與親代之間以及后代各個(gè)體之間總有些差異，這種現(xiàn)象稱為變異（variation）。遺傳是相對(duì)的和保守的，而變異是絕對(duì)的和前進(jìn)的。根據(jù)變異有無方向性可分為一定變異與不定變異；根據(jù)變異能否遺傳又可分為遺傳變異與不遺傳變異?，F(xiàn)代遺傳學(xué)認(rèn)為通過遺傳物質(zhì)基因的變化所產(chǎn)生的變異，一般是能遺傳的。由于生物體具有遺傳性才使物種保持相對(duì)的穩(wěn)定性和類型間的區(qū)別；也由于生物體具有變異性才能產(chǎn)生新的性狀導(dǎo)致物種的變化發(fā)展。如果只有遺傳沒有變異，生物界就沒有進(jìn)化的原材料，同樣只有變異沒有遺傳，變異就不能形成穩(wěn)定的新類型，生物也不能進(jìn)化（evolution）。所以遺傳變異是進(jìn)化的因素和動(dòng)力，加上自然選擇的長(zhǎng)期作用使生物不斷進(jìn)化。進(jìn)化的證據(jù)很多，遺傳學(xué)提供了微觀進(jìn)化的證據(jù)；其他學(xué)科可以提供大量的宏觀進(jìn)化的證據(jù)。如古生物學(xué)主要提供目和綱的進(jìn)化資料；胚胎學(xué)可提供種、屬、科和目的進(jìn)化資料；分類學(xué)提供種和屬的進(jìn)化資料；生物化學(xué)可提供門、界的進(jìn)化資料；化學(xué)可涉及到生命出現(xiàn)前無生命階段的化學(xué)進(jìn)化情況。另外，通過比較解剖學(xué)的研究，使我們更深刻地了解生物的系統(tǒng)發(fā)展；比較生理學(xué)的研究又可以確定生物之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近程度。親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，越不容易雜交。4．反應(yīng)及調(diào)節(jié)：無論是單細(xì)胞或多細(xì)胞生物體，當(dāng)其外界環(huán)境發(fā)生變化受到刺激時(shí)，都有迅速作出回答的一種能力，稱之為反應(yīng)（response）。如變形蟲遇到不同物體時(shí)，將其偽足伸出或縮回；含羞草的葉子受到觸動(dòng)立即閉合。生物體對(duì)外界環(huán)境刺激的反應(yīng)是一種適應(yīng)性，可以使生物體與發(fā)生變化的外界環(huán)境保持動(dòng)態(tài)平衡。動(dòng)物越高等，適應(yīng)性越強(qiáng)。人類不僅能適應(yīng)環(huán)境，而且還能改造環(huán)境。生物有機(jī)體內(nèi)各組織、器官、系統(tǒng)進(jìn)行著各種生理活動(dòng)，這種生理活動(dòng)受調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)神經(jīng)系統(tǒng)控制，使它們互相密切協(xié)調(diào)配合，使機(jī)體形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，同時(shí)不斷調(diào)節(jié)機(jī)體的各種生理活動(dòng)，以適應(yīng)機(jī)體內(nèi)外環(huán)境的變化。調(diào)節(jié)作用是通過神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)兩種方式進(jìn)行的。神經(jīng)調(diào)節(jié)迅速而精確，但作用部位較局限，持續(xù)時(shí)間短；體液調(diào)節(jié)緩慢，但作用部位較廣泛，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。從系統(tǒng)發(fā)生看，體液調(diào)節(jié)出現(xiàn)較早，在進(jìn)化過程中神經(jīng)系統(tǒng)逐漸發(fā)展完善，發(fā)揮了調(diào)節(jié)作用。在人和大多數(shù)高等動(dòng)物都具備這兩種調(diào)節(jié)機(jī)制，兩者相輔相成，共同完成機(jī)體機(jī)能調(diào)節(jié)任務(wù)。體液調(diào)節(jié)是由內(nèi)分泌腺產(chǎn)生的某些特異化學(xué)物質(zhì)，通過血液循環(huán)起作用，而大多數(shù)內(nèi)分泌腺又是直接和間接受中樞神經(jīng)系統(tǒng)所控制，所以神經(jīng)調(diào)節(jié)是機(jī)體最主要的調(diào)節(jié)方式，處于主導(dǎo)地位。閱讀材料二、生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)地球上的生命大約在30多億年前在一定條件下形成的，并經(jīng)過不斷進(jìn)化，從低等到高等、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，種類由少到多。前面提到過一切生物都有遺傳變異的特性，那么遺傳是怎樣變異的，變異又是怎樣穩(wěn)定下來形成適應(yīng)新環(huán)境的生物，并逐漸成為物種多樣性的呢？這便是自然選擇的作用。（一）適應(yīng)概述適應(yīng)（adaptation）是生物在環(huán)境中，經(jīng)過生存競(jìng)爭(zhēng)而形成的一種適合環(huán)境條件的特性與性狀的現(xiàn)象，它是自然選擇的結(jié)果。自然選擇（naturalselection）在自然界里廣泛存在著。它包括高度的生育、生存競(jìng)爭(zhēng)、不定變異、最適者生存、受惠種族的保存，以及隔離條件引起種群的分化等。自然選擇的作用主要是引起種內(nèi)群體基因頻率的改變，即定向地改變?nèi)后w的基因率（generate）（指在一個(gè)群體里某一