環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展第1頁，共67頁。生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展生態(tài)學(xué)的萌芽時期（公元16世紀(jì)以前）以古代思想家、農(nóng)學(xué)家對生物環(huán)境相互關(guān)系的樸素的整體觀為特點。

生態(tài)學(xué)的建立時期（公元17世紀(jì)至19世紀(jì)末）歐洲文藝復(fù)興時期再度興起科學(xué)探索活動，崇尚科學(xué)調(diào)查與科學(xué)實驗。開始形成一些生態(tài)學(xué)的理論。1866年Heackel首次提出Ecology的定義，標(biāo)志著生態(tài)學(xué)的誕生。正式成為一門獨立的科學(xué)。生態(tài)學(xué)的鞏固時期（20世紀(jì)初至20世紀(jì)50年代）生態(tài)學(xué)理論形成、生物種群和群落由定性向定量描述、生態(tài)學(xué)實驗方法發(fā)展的輝煌時期。1949年動物生態(tài)學(xué)進(jìn)入成熟時期。植物生態(tài)學(xué)方面形成四大著名生態(tài)學(xué)派?，F(xiàn)代生態(tài)學(xué)時期（20世紀(jì)60年代至今）研究層次上向宏觀和微觀兩極發(fā)展：生態(tài)學(xué)的研究層次已囊括了分子、基因、個體直到整個生物圈。研究手段的更新：自計電子儀、同位素示蹤、穩(wěn)定性同位素、“3S”（全球定位系統(tǒng)（GPS）、遙感（RS）與地理信息系統(tǒng)（GIS））、生態(tài)建模，系統(tǒng)論引入生態(tài)學(xué)。從描述性科學(xué)向?qū)嶒灴茖W(xué)、從定性向定量化發(fā)展研究范圍的拓展：結(jié)合人類活動對生態(tài)過程的影響,從純自然現(xiàn)象研究擴(kuò)展到自然-經(jīng)濟(jì)-社會復(fù)合系統(tǒng)的研究.與生產(chǎn)和社會需要緊密結(jié)合，成為解決當(dāng)今人類所面臨的許多重大問題的骨干學(xué)科第2頁，共67頁。四大著名生態(tài)學(xué)派北歐學(xué)派：由瑞典烏普薩拉（Uppsala）大學(xué)的R.Sernauder創(chuàng)建。以注重群落分析為特點。法瑞學(xué)派：代表人為J.Braun-Blanquet.把植物群落生態(tài)學(xué)稱為“植物社會學(xué)”，用特征種和區(qū)別種劃分群落類型，建立嚴(yán)密的植被等級分類系統(tǒng)。常被稱為植被區(qū)系學(xué)派。1953年后，與北歐學(xué)派合流，被稱為西歐學(xué)派或大陸學(xué)派。英美學(xué)派：代表人為F.E.Clements和A.G.Transley,以研究植物群落演替和創(chuàng)建頂極群落著名。前蘇聯(lián)學(xué)派：注重建群種和優(yōu)勢種，重視植被生態(tài)、植被地理與植被制圖工作。第3頁，共67頁。生物與其環(huán)境之間的相互作用關(guān)系1971年，Odum用“組織層次”（leveloforganization）或稱為“生物學(xué)譜”（biologicalspectrum）的概念來表示。生態(tài)學(xué)的研究對象生物圈景觀種群群落生態(tài)系統(tǒng)個體系統(tǒng)組織器官分子細(xì)胞生態(tài)科學(xué)生物科學(xué)生命科學(xué)經(jīng)典生態(tài)學(xué)第4頁，共67頁。生物圈（biosphere）—生態(tài)學(xué)研究的最高組織層次第5頁，共67頁。生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科分子（molecular）個體（individual）種群（population）群落（community）生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）景觀（landscape）生物圈（biosphere）經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容近代生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容近代生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容第6頁，共67頁。經(jīng)典的生態(tài)學(xué)按組織層次（levelsoforganization）劃分：個體生態(tài)學(xué)(Individualecology):研究重點是個體對生物和非生物環(huán)境的適應(yīng)（adaptation）。種群生態(tài)學(xué)(Populationecology):多度(abundance)和種群動態(tài)（populationdynamics）。群落生態(tài)學(xué)(Communityecology):決定群落組成和結(jié)構(gòu)的生態(tài)過程（ecologicalprocesses）。生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)(Ecosystemecology):能流（energyflow）、食物網(wǎng)（foodweb）和營養(yǎng)循環(huán)（nutrientcycling）。按生物類群劃分：動物生態(tài)學(xué)植物生態(tài)學(xué)微生物生態(tài)學(xué)人類生態(tài)學(xué)昆蟲生態(tài)學(xué)魚類生態(tài)學(xué)鳥類生態(tài)學(xué)等等按生物棲息環(huán)境劃分：水生生態(tài)學(xué)淡水生態(tài)學(xué)河口生態(tài)學(xué)海洋生態(tài)學(xué)陸地生態(tài)學(xué)濕地生態(tài)學(xué)等等按交叉學(xué)科劃分：數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)地理生態(tài)學(xué)生理生態(tài)學(xué)行為生態(tài)學(xué)進(jìn)化生態(tài)學(xué)等等按應(yīng)用領(lǐng)域劃分：農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)城市生態(tài)學(xué)資源生態(tài)學(xué)環(huán)境生態(tài)學(xué)保護(hù)生態(tài)學(xué)恢復(fù)生態(tài)學(xué)旅游生態(tài)學(xué)污染生態(tài)學(xué)等等第7頁，共67頁。分子水平及分子生態(tài)學(xué)(Molecularecology)Moritz(1994)認(rèn)為分子生態(tài)學(xué)是用線粒體DNA(mitochondriaDNA)(mtDNA)的變化來幫助和指導(dǎo)種群動態(tài)的研究。HoelzelandDover(1991)則認(rèn)為分子生態(tài)學(xué)是用DNA和蛋白質(zhì)的特征來研究物種分化、演化及種群生物學(xué)等生態(tài)學(xué)問題?！斗肿由鷳B(tài)學(xué)》雜志(1992)則認(rèn)為分子生態(tài)學(xué)是分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和種群生物學(xué)之間形成的交叉領(lǐng)域,主要是利用分子生物學(xué)方法研究自然種群或人工種群與其環(huán)境間的相互關(guān)系以及轉(zhuǎn)基因生物(或其產(chǎn)物釋放)所帶來的一系列潛在的生態(tài)學(xué)問題。我國學(xué)者(王小明)認(rèn)為分子生態(tài)學(xué)是利用分子生物學(xué)技術(shù)與方法研究生物對其所處環(huán)境的適應(yīng)以及產(chǎn)生這種適應(yīng)反應(yīng)的分子機(jī)制。第8頁，共67頁。景觀及生物圈水平的生態(tài)學(xué)景觀(Landscape)和景觀生態(tài)學(xué)(Landscapeecology)景觀:由若干生態(tài)系統(tǒng)組成的異質(zhì)區(qū)域(heterogeneousarea),這些生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成景觀中明顯的斑塊(patches),這些斑塊稱景觀要素(landscapeelements)。景觀生態(tài)學(xué):研究景觀結(jié)構(gòu)及其過程(landscapestructureandprocesses)的科學(xué)。生物圈(biosphere)和全球生態(tài)學(xué)(Globalecology)生物圈:地球上全部生物和一切適合于生物棲息的場所。它包括巖圈（lithosphere）的上層、全部水圈（hydrosphere）和大氣圈（atmosphere）的下層。全球生態(tài)學(xué):研究生命系統(tǒng)和行星系統(tǒng)相互關(guān)系的科學(xué)。第9頁，共67頁。生態(tài)學(xué)的方法論科學(xué)思維的邏輯結(jié)構(gòu)觀察→預(yù)測→假設(shè)→檢驗?zāi)Ｐ停耗Ｐ褪菍ΜF(xiàn)實系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的物理或抽象的描述。生態(tài)模型：描述和預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)行為。方法的重要性變量觀測：如何取樣、樣本大小、變量選擇、精確水平實驗設(shè)計：對比組、控制組統(tǒng)計分析：簡單統(tǒng)計分析、多元統(tǒng)計分析生態(tài)學(xué)研究的基本方法野外研究：優(yōu)點：直接觀察，獲得自然狀態(tài)下的資料；缺點：不易重復(fù)。實驗研究：優(yōu)點：條件控制嚴(yán)格，對結(jié)果的分析比較可靠，重復(fù)性強(qiáng)，是分析因果關(guān)系的一種有用的補(bǔ)充手段；缺點：實驗條件往往與野外自然狀態(tài)下的條件有區(qū)別。數(shù)學(xué)模型研究：優(yōu)點：高度抽象，可研究真實情況下不能解決的問題；缺點：與客觀實際距離甚遠(yuǎn)，若應(yīng)用不當(dāng)，易產(chǎn)生錯誤。第10頁，共67頁。生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）生態(tài)系統(tǒng)（ecosystem）：在一定空間中共同棲居著的所有生物（即生物群落）與其環(huán)境之間由于不斷進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動過程而形成的統(tǒng)一整體。1936年英國A.G.Tansley首先提出R.L.Lindeman百分之十定律B.H.CykayeB生物地理群落1965年，在丹麥哥本哈根會議上決定生態(tài)系統(tǒng)和生物地理群落是同義語

第11頁，共67頁。生態(tài)系統(tǒng)研究的對象、任務(wù)和方法研究對象：自然界的任何一個部分（如森林、草原、凍原、湖泊、河流、海洋、河口灣、農(nóng)田等，甚至還包括城市、工礦在內(nèi)）研究任務(wù)：生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，生態(tài)系統(tǒng)模型研究方法：最重要的分析方法是系統(tǒng)分析，系統(tǒng)分析的目的是建立模型，對系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測、控制和最優(yōu)化設(shè)計第12頁，共67頁。生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)非生物部分生物部分非生物成分生產(chǎn)者物質(zhì)代謝成分消費者分解者第13頁，共67頁。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)結(jié)構(gòu)物種結(jié)構(gòu)：關(guān)鍵種和冗余種空間結(jié)構(gòu)：分層現(xiàn)象時間結(jié)構(gòu)：晝夜節(jié)律、季相、演替、進(jìn)化營養(yǎng)結(jié)構(gòu)食物鏈（foodchain）：各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序。類型：牧食食物鏈、碎食食物鏈、寄生性食物鏈、腐生性食物鏈

食物網(wǎng)（foodweb）：食物鏈彼此交錯連結(jié)形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。例如第14頁，共67頁。草原食物網(wǎng)

落葉林食物網(wǎng)第15頁，共67頁。生態(tài)系統(tǒng)的分類及特征分類按環(huán)境中的水體狀況：水生、陸生按認(rèn)為干預(yù)的程度：自然、半自然、人工特征生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)上的一個主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于生態(tài)學(xué)研究的最高層次。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能。生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)級的數(shù)目通常不會超過5-6個。生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)系統(tǒng)，要經(jīng)歷一個從簡單到復(fù)雜、從不成熟到成熟的過程，其早期發(fā)育階段和晚期發(fā)育階段具有不同的特性。第16頁，共67頁。生態(tài)系統(tǒng)的基本功能生物生產(chǎn)能量流動物質(zhì)循環(huán)信息傳遞自我調(diào)節(jié)第17頁，共67頁。生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)：是指植物所固定的太陽能或所制造的有機(jī)物質(zhì)的過程生態(tài)系統(tǒng)中的次級生產(chǎn)：動物各器官組織的生長和繁殖新的個體生態(tài)系統(tǒng)中的分解：分解是有機(jī)物逐步降解為無機(jī)物的過程，也是光合作用的相反過程第18頁，共67頁。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動熱力學(xué)定律熱力學(xué)第一定律：生態(tài)系統(tǒng)對太陽能的固定熱力學(xué)第二定律：食物鏈中營養(yǎng)級的數(shù)目不會多于5-6個能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動的特點能量在生態(tài)系統(tǒng)中和物理系中不同能量是單向流能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動過程是不斷遞減的過程能量在流動中質(zhì)量逐漸提高能流模型第19頁，共67頁。一個普適生態(tài)系統(tǒng)的能流模型（Odum,1959）光合作用呼吸總生產(chǎn)量入射

日光能草食動物肉食動物頂級肉食動物分解者貯存有機(jī)物質(zhì)凈生產(chǎn)量群落呼吸輸出第20頁，共67頁。物質(zhì)循環(huán)的概念物質(zhì)循環(huán)（cycleofmaterial）：生態(tài)系統(tǒng)從環(huán)境中獲得營養(yǎng)物質(zhì)，通過綠色植物吸收，再經(jīng)其它生物重復(fù)利用，最后歸還于環(huán)境的過程，也稱為生物地球化學(xué)循環(huán)（Biogeo-chemicalcycle）。

第21頁，共67頁。物質(zhì)循環(huán)的類型水循環(huán)（watercycle）：生態(tài)系統(tǒng)中所有物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)和前提。氣體型循環(huán)（gaseouscycle）：貯存庫是大氣和海洋，全球性，完善型，高速度。主要有氧、二氧化碳、氮等。沉積型循環(huán)（sedimentarycycle）：貯存庫是巖石圈和土壤圈，與水有聯(lián)系，速度慢，性能不完善，主要有磷、鈣、鉀、鈉、鎂、鐵、銅等。第22頁，共67頁。水循環(huán)全球的降水量和蒸發(fā)量相等，但存在地區(qū)差異；地表徑流攜帶大量營養(yǎng)物質(zhì)，造成高地貧瘠，低地肥沃；冰雪的溶化可以調(diào)節(jié)氣溫，保持生態(tài)穩(wěn)定。第23頁，共67頁。氣體型循環(huán)碳循環(huán)

氮循環(huán)

第24頁，共67頁。沉積型循環(huán)磷循環(huán)

硫循環(huán)

第25頁，共67頁。有毒有害物質(zhì)循環(huán)有毒有害物質(zhì)循環(huán)的一般特點有毒物質(zhì)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)中的途徑是多種多樣的多數(shù)有毒物質(zhì)在生物體內(nèi)濃縮，富集放大有毒物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境經(jīng)過遷移和轉(zhuǎn)化使毒性發(fā)生變化

有毒物質(zhì)DDT在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)重金屬汞在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)第26頁，共67頁。有毒物質(zhì)DDT在生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán)第27頁，共67頁。汞在水生物中的富集

汞濃度ppm濃縮系數(shù)食肉娃魚1-210000-20000小魚0.1-0.31000-3000低等動物0.02-0.05200-500植物0.01-0.02100-200海水0.0001

第28頁，共67頁。生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞信息與信息量信息：是物質(zhì)的主要屬性之一，源于通訊科學(xué)，在生態(tài)系統(tǒng)中，環(huán)境為信息源信息量：信息的多少，決定信息的傳遞方向。信息傳遞：從高信息態(tài)傳向低信息態(tài)

信息及其傳遞物理信息：包括光、聲、電、熱、磁等；化學(xué)信息：生物代謝產(chǎn)生的物質(zhì)，如酶、維生素、生長素、抗生素、性引誘劑等；行為信息：主要存在于動物，不同個體相遇時所表現(xiàn)的行為格式，如表示相識，威脅，炫耀，求偶等；營養(yǎng)信息：生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的每一層次數(shù)量的增減都成為其它層次數(shù)量增減的信息。第29頁，共67頁。生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)反饋調(diào)節(jié)正反饋：促使生物沿著食物鏈的正方向增長的反饋。有可能引起種群爆炸，是一種不穩(wěn)定的反饋。負(fù)反饋：生物沿著食物鏈的正方向減少的反饋，是使系統(tǒng)保持穩(wěn)定的反饋。生態(tài)平衡概念：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質(zhì)循環(huán)較長時間的保持動態(tài)平衡，這種狀態(tài)叫生態(tài)平衡。

生態(tài)平衡的基礎(chǔ)——自我調(diào)節(jié)這個自我調(diào)節(jié)能力有一個閾值：小生態(tài)系統(tǒng)或簡單生態(tài)系統(tǒng)：閾值小大生態(tài)系統(tǒng)或復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)：閾值大生態(tài)危機(jī)第30頁，共67頁。生態(tài)平衡第31頁，共67頁。生態(tài)平衡（ecologicalbalance）：是指在一定時間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)中的生物和環(huán)境之間、生物各個種群之間，通過能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞，使它們相互之間達(dá)到高度適應(yīng)、協(xié)調(diào)和統(tǒng)一的狀態(tài)。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時，系統(tǒng)內(nèi)各組成成分之間保持一定的比例關(guān)系，能量、物質(zhì)的輸入與輸出在較長時間內(nèi)趨于相等，結(jié)構(gòu)和功能處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，在受到外來干擾時，能通過自我調(diào)節(jié)恢復(fù)到初始的穩(wěn)定狀態(tài)。在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部，生產(chǎn)者、消費者、分解者和非生物環(huán)境之間，在一定時間內(nèi)保持能量與物質(zhì)輸入、輸出動態(tài)的相對穩(wěn)定狀態(tài)。第32頁，共67頁。生態(tài)平衡是一種動態(tài)的平衡而不是靜態(tài)的平衡，總會因系統(tǒng)中某一部分先發(fā)生改變，引起不平衡，然后依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力使其又進(jìn)入新的平衡狀態(tài)。正是這種從平衡到不平衡到又建立新的平衡的反復(fù)過程，推動了生態(tài)系統(tǒng)整體和各組成部分的發(fā)展與進(jìn)化。生態(tài)平衡是一種相對平衡而不是絕對平衡，因為任何生態(tài)系統(tǒng)都不是孤立的，都會與外界發(fā)生直接或間接的聯(lián)系，會經(jīng)常遭到外界的干擾。生態(tài)系統(tǒng)對外界的干擾和壓力具有一定的彈性，其自我調(diào)節(jié)能力也是有限度的，如果外界干擾或壓力在其所能忍受的范圍之內(nèi)，當(dāng)這種干擾或壓力去除后，它可以通過自我調(diào)節(jié)能力而恢復(fù)；如果外界干擾或壓力超過了它所能承受的極限，其自我調(diào)節(jié)能力也就遭到了破壞，生態(tài)系統(tǒng)就會衰退，甚至崩潰。第33頁，共67頁。

破壞生態(tài)平衡的因素有自然因素和人為因素。其中人為因素是造成生態(tài)平衡失調(diào)的主要原因。主要有以下三方面：環(huán)境因素生改變：如人類的生產(chǎn)和生活活動產(chǎn)生大量的廢氣、廢水、垃圾等，不斷排放到環(huán)境中；人類對自然資源不合理利用或掠奪性利用，例如盲目開荒、濫砍森林、水面過圍、草原超載等，都會使環(huán)境質(zhì)量惡化，產(chǎn)生近期或遠(yuǎn)期效應(yīng)，使生態(tài)平衡失調(diào)。生物種類改變：在生態(tài)系統(tǒng)中，盲目增加一個物種，有可能使生態(tài)平衡遭受破壞。在一個生態(tài)系統(tǒng)減少一個物種也有可能使生態(tài)平衡遭到破壞。生物信息系統(tǒng)的破壞：生物與生物之間彼此靠信息聯(lián)系才能保持其集群性和正常的繁衍。人為地向環(huán)境中施放某種物質(zhì)，干擾或破壞了生物間的信息聯(lián)系，有可能使生態(tài)平衡失調(diào)或遭到破壞。第34頁，共67頁。例如美國于1929年開鑿的韋蘭運河，把內(nèi)陸水系與海洋溝通，導(dǎo)致八目鰻進(jìn)入內(nèi)陸水系，使鱒魚年產(chǎn)量由2000萬公斤減至5000公斤，嚴(yán)重破壞了內(nèi)陸水產(chǎn)資源。二十世紀(jì)五十年代中國曾大量捕殺過麻雀，致使一些地區(qū)蟲害嚴(yán)重。究其原因，就在于害蟲天敵麻雀被捕殺，害蟲失去了自然抑制因素所致。例如自然界中有許多昆蟲靠分泌釋放性外激素引誘同種雄性成蟲交尾，如果人們向大氣中排放的污染物能與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則雌蟲的性外激素就失去了引誘雄蟲的生理活性，結(jié)果勢必影響昆蟲交尾和繁殖，最后導(dǎo)致種群數(shù)量下降甚至消失。第35頁，共67頁。生態(tài)環(huán)境問題

第36頁，共67頁。生態(tài)安全（ecologicalsafety）生態(tài)安全的概念早在20世紀(jì)70年代就已被提出，但是由于生態(tài)安全內(nèi)涵的豐富和復(fù)雜性，以及人們對生態(tài)安全的研究尚不夠深入，因而一直也未能形成統(tǒng)一并普遍接受的定義。狹義的生態(tài)安全概念是指自然和半自然生態(tài)系統(tǒng)的安全，即生態(tài)系統(tǒng)完整性和健康的整體水平反映。廣義生態(tài)安全概念以國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(IASA，1989)提出的定義為代表：生態(tài)安全是指在人的生活、健康、安樂、基本權(quán)利、生活保障來源、必要資源、社會次序和人類適應(yīng)環(huán)境變化的能力等方面不受威脅的狀態(tài)，包括自然生態(tài)安全、經(jīng)濟(jì)生態(tài)安全和社會生態(tài)安全，組成一個復(fù)合人工生態(tài)安全系統(tǒng)。第37頁，共67頁。廣義生態(tài)安全包括兩層基本含義：一是環(huán)境、生態(tài)保護(hù)上的含義。即防止由于生態(tài)環(huán)境的退化對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的環(huán)境基礎(chǔ)構(gòu)成威脅，主要指環(huán)境質(zhì)量狀況低劣和自然資源的減少和退化削弱了經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境支撐能力；二是外交、軍事上的范疇。即防止由于環(huán)境破壞和自然資源短缺引起經(jīng)濟(jì)的衰退，影響人們的生活條件，特別是環(huán)境難民的大量產(chǎn)生，從而導(dǎo)致國家的動蕩。第38頁，共67頁。確保生態(tài)安全的措施建立一套有效的國際環(huán)境合作機(jī)制及國際環(huán)境危機(jī)自理機(jī)制建立卓有成效的環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)開展生態(tài)安全理論研究，樹立正確的生態(tài)安全觀研究生態(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、制度化第39頁，共67頁。生態(tài)學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用對環(huán)境質(zhì)量的生物監(jiān)測與生物評價對污染環(huán)境的生物凈化制定生態(tài)規(guī)劃方案發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)第40頁，共67頁。生物監(jiān)測生物監(jiān)測：利用生物在污染環(huán)境下所發(fā)生的信息來判斷環(huán)境污染狀況的一種手段。通常反映的是一個生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境狀況，常將生物監(jiān)測作為生態(tài)監(jiān)測中的一種方法——指示生物法。生態(tài)監(jiān)測：(ecologicalmonitoring):利用生命系統(tǒng)各層次對自然或人為因素引起環(huán)境變化的反應(yīng)來判定環(huán)境質(zhì)量。特點：綜合性、真實性、長期性、靈敏性第41頁，共67頁。大氣污染的指示生物?SO2：紫花苜蓿、蕨類、蘋果、白楊、白臘、白樺、麥類、棉花、大豆南瓜、葡萄等?氟化物：地衣和苔蘚、杏、唐菖蒲、梅、雪松、玉米、蘋果、葡萄、云杉等?O3：菜豆、煙草、菠菜、蘿卜、番茄、煙草、洋蔥、女貞、甜瓜、葡萄、馬鈴薯等。?過氧乙酰硝酸酯：早熟禾、向日葵、牽?；?、菜豆、番茄等?氮氧化物：懸鈴木、向日葵、番茄、豌豆、紫花苜蓿、煙草等?乙烯：蘭花、黃瓜、番茄、皂莢、萬壽菊等第42頁，共67頁。水體污染的指示生物?睫毛針桿硅藻、簇生針桿硅藻、簇生竹枝藻只能在DO值高，未受污染的水體中大量繁殖，是清潔水體的指示生物。?小顫藻等浮游藻類是嚴(yán)重污染水體中的優(yōu)勢種。?小口鐘蟲：污水性指示種?匣殼蟲：寡污性指示種?石蠅、石蠶、淺灘甲蟲類對許多污染物敏感。?水蚯蚓、搖蚊幼蟲、蛭類通常在有機(jī)質(zhì)豐富的環(huán)境大量繁殖。第43頁，共67頁。生物凈化大氣污染物的生物凈化：利用植物吸收大氣中的污染物質(zhì)、滯塵、消減噪聲和殺菌等，通過大量栽植具有凈化能力的喬木、灌木和草坪，建立完善的城市防污綠化體系。水體污染物的生物凈化：充分利用水生生物的凈化作用，使水體得到凈化。第44頁，共67頁。生態(tài)規(guī)劃生態(tài)規(guī)劃（ecologicalplanking）是在自然綜合的天然平衡情況下不作重大改變，自然環(huán)境不遭破壞和一個部門的經(jīng)濟(jì)活動不給另一部門造成損失的情況下，應(yīng)用生態(tài)學(xué)原理，計算并合理安排天然資源及地域資源的利用。第45頁，共67頁。生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)（ecologicalagriculture）的概念：指在保護(hù)、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的前提下，遵循生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)規(guī)律，運用系統(tǒng)工程方法和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，集約化經(jīng)營的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。生態(tài)農(nóng)業(yè)的生態(tài)學(xué)要求：第一，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的確定，產(chǎn)品布局的安排等都必須切實做到因地制宜，和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件相匹配第二，對自然資源的利用不能超過資源的可更新能力第三，在能量和物質(zhì)的利用上，要做到有取有補(bǔ)，維護(hù)生態(tài)平衡第四，在利用可更新自然資源的同時，要注意撫育和增殖自然資源，使整個生產(chǎn)的發(fā)展，走向良性循環(huán)。第46頁，共67頁。發(fā)展模式：以農(nóng)田種植產(chǎn)出的糧食及秸桿喂養(yǎng)奶牛、奶牛的糞便污水進(jìn)沼氣池、沼氣池產(chǎn)生的沼氣給居住區(qū)提供熱源、沼渣作為有機(jī)肥料還田、水庫為園區(qū)提供水源的思路，通過相應(yīng)的連接，實現(xiàn)整個園區(qū)廢物“閉路循環(huán)”（如下圖），實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的“雙贏”。第47頁，共67頁。生態(tài)工程1962年美國的H.T.Odum首先使用了生態(tài)工程（EcologicalEngineering），提出了生態(tài)學(xué)應(yīng)用的新領(lǐng)域：生態(tài)工程學(xué)。它是對傳統(tǒng)工程的補(bǔ)充，是自然生態(tài)系統(tǒng)的一個側(cè)面。80年代后，生態(tài)工程在歐洲及美國逐漸發(fā)展起來，并出現(xiàn)了多種認(rèn)識與解釋，并相應(yīng)提出了生態(tài)工程技術(shù)。我國生態(tài)工程的概念提出是由馬世駿先生在1979年首先倡導(dǎo)的。馬世駿先生（1984）給生態(tài)工程下的定義為：“生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法，設(shè)計的促進(jìn)分層多級利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)”。我國對生態(tài)工程的建設(shè)提出了“整體、協(xié)調(diào)、再生、良性循環(huán)”的理論。

第48頁，共67頁。生態(tài)工程的基本原理（1）、物質(zhì)循環(huán)再生原理理論基礎(chǔ)：物質(zhì)循環(huán)意義：可避免環(huán)境污染及其對系統(tǒng)穩(wěn)定性和發(fā)展的影響（2）、物種多樣性原理理論基礎(chǔ)：生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性意義：生物多樣性程度可提高系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的生產(chǎn)力（3）、協(xié)調(diào)與平衡原理理論基礎(chǔ)：生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡意義：生物數(shù)量不超過環(huán)境承載力，可避免系統(tǒng)的失衡和破壞（4）、整體性原理理論基礎(chǔ)：社會—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合系統(tǒng)意義：統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定（5）、系統(tǒng)學(xué)與工程學(xué)原理a.理論基礎(chǔ)：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：分布式優(yōu)于集中式和環(huán)式意義：改善和優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以改善功能b.理論基礎(chǔ)：系統(tǒng)整體性原理：整體大于部分意義：保持系統(tǒng)很高的生產(chǎn)力第49頁，共67頁。擬定目標(biāo)社會目標(biāo) 經(jīng)濟(jì)目標(biāo) 生態(tài)目標(biāo)科技、文教、管理和道德水平生產(chǎn)、消費、積累和流通水平結(jié)構(gòu)和功能的和諧穩(wěn)定自然本底 次生本底生物結(jié)構(gòu) 本地利用

人口 建筑格局

動植物 交通網(wǎng)絡(luò)

微生物 物產(chǎn)

物理結(jié)構(gòu) 景觀

氣候、土壤

地理、地質(zhì)

資源結(jié)構(gòu)

水，礦產(chǎn)

能源社會經(jīng)濟(jì) 環(huán)境質(zhì)量經(jīng)濟(jì)水平 污染程度

服務(wù)水平 治理水平

生活水平 環(huán)境負(fù)荷

科技水平 多樣性

文教水平 生態(tài)調(diào)節(jié)

管理水平 自然保護(hù)

運輸網(wǎng)絡(luò)

社會風(fēng)尚來源：已有資料 遙感分析 系統(tǒng)調(diào)查 民意測驗本底調(diào)查分析 綜合直觀 經(jīng)驗?zāi)Ｐ?/p>

假設(shè) 統(tǒng)計模型

抽象 解析模型

約簡 模擬模型分解與合并 圖解模型系統(tǒng)評價 政策實驗影響指標(biāo) 風(fēng)險

流通量

系統(tǒng)負(fù)擔(dān) 滿意度

反饋回路

靈敏度 后悔值工具:數(shù)量化方法、多元分析、數(shù)學(xué)規(guī)劃、多目標(biāo)決策、模糊數(shù)學(xué)、系統(tǒng)軟件等系統(tǒng)分析滿意決策集（生態(tài)工程實施依據(jù)）生態(tài)工程設(shè)計程序框圖（引自馬世駿）第50頁，共67頁。工程類型傳統(tǒng)工程環(huán)境工程生態(tài)工程生物工程基本單元

自然系統(tǒng)、社會系統(tǒng)

自然系統(tǒng) 生態(tài)系統(tǒng)

細(xì)胞基本理論 工程學(xué) 環(huán)境科學(xué) 生態(tài)學(xué)

遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)基本能源 化石能 化石能 太陽能 化石能基本費用 大量 大量 合理 大量設(shè)計特點 人為 人為

人類輔助下的自組織

人為控制結(jié)構(gòu) 任意 污染源 有機(jī)體 遺傳結(jié)構(gòu)與自然關(guān)系 破壞 再污染 協(xié)調(diào)、無污染 干擾生物多樣性 減少 改變 保持或增加 改變生態(tài)工程與環(huán)境工程、生物工程和遺傳工程的比較第51頁，共67頁。

“四位一體”生態(tài)工程第52頁，共67頁。我國北方地區(qū)，由于冬天氣溫很低，會導(dǎo)致農(nóng)作物不能生長，家畜生長緩慢，甚至停止，沼氣池不能正常產(chǎn)氣；而農(nóng)民要解決蔬菜的不間斷生產(chǎn)問題。很顯然，大量使用造價昂貴、并用燃料加熱的玻璃溫室是不符合我國國情的?！八奈灰惑w”的生態(tài)工程類型，它較好地解決了習(xí)題中所述問題?！八奈弧敝刚託獬?、豬禽舍、廁所及日光溫室四部分，是庭院經(jīng)濟(jì)與生態(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合的一種生產(chǎn)模式。運行原理為：日光溫室的增溫效應(yīng)可使蔬菜等作物在冬天也能正常生長；同時也使豬禽免受嚴(yán)寒而快速生長；溫室內(nèi)的植物為動物提供氧氣，同時吸收二氧化碳；人、豬、禽的糞尿及蔬菜廢棄物和秸稈等物質(zhì)投入沼氣池產(chǎn)氣，同時溫室的高溫也提高了沼氣在冬天的產(chǎn)氣穩(wěn)定性；沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料，有助于減少蔬菜的病蟲害，提高蔬菜的產(chǎn)量和質(zhì)量?！八奈灰惑w”充分應(yīng)用了物質(zhì)循環(huán)和生物多樣性等原理，提高了單位土地面積的產(chǎn)出，同時減少了環(huán)境污染，大大提高了農(nóng)業(yè)的綜合效益。第53頁，共67頁。六大林業(yè)重點工程天然林資源保護(hù)工程退耕還林工程京津風(fēng)沙源治理工程三北及長江中下游地區(qū)等重點防護(hù)林工程野生動植物保護(hù)及自然保護(hù)區(qū)建設(shè)工程重點地區(qū)速生豐產(chǎn)用材林基地建設(shè)工程六大林業(yè)重點工程涉及全國97%以上的縣、市、區(qū)、旗，規(guī)劃造林任務(wù)超過0.76億公頃，規(guī)劃投資7,000多億元，建設(shè)內(nèi)容包括資源保護(hù)、國土綠化、水土流失治理、防沙治沙、濕地保護(hù)、生物多樣性保護(hù)和商品林基地建設(shè)等各個領(lǐng)域。工程自試點和全面啟動以來，已累計完成造林面積2009.75萬公頃，累計完成投資946.70億元。第54頁，共67頁。一是切實保護(hù)好長江上游、黃河上中游地區(qū)9.18億畝現(xiàn)有森林，減少森林資源消耗量6108萬立方米，調(diào)減商品材產(chǎn)量1239萬立方米；二是東北、內(nèi)蒙古等重點國有林區(qū)的木材產(chǎn)量調(diào)減751.5萬立方米，使4.95億畝森林得到有效管護(hù)。

第55頁，共67頁。到2010年，完成退耕地造林2.2億畝，宜林荒山荒地造林2.6億畝，陡坡耕地基本退耕還林，嚴(yán)重沙化耕地基本得到治理，新增林草植被4.8億畝，工程區(qū)林草覆被率增加4.5個百分點，工程治理地區(qū)的生態(tài)環(huán)境得到較大改善。第56頁，共67頁。三北工程規(guī)劃造林3508.3萬公頃（包括林帶、林網(wǎng)折算面積）,其中人工造林2637.1萬公頃,占總?cè)蝿?wù)的75.1%;飛播造林111.4萬公頃,占3.2%；封山封沙育林759.8萬公頃,占21.7%。第57頁，共67頁。長江中上游防護(hù)林體系建設(shè)工程/珠江流域防護(hù)林體系建設(shè)工程/沿海防護(hù)林體系建設(shè)工程/太行山綠化工程/平原綠化工程——人工造林+封山育林+飛播造林第58頁，共67頁。到建設(shè)期末，使我國自然保護(hù)區(qū)數(shù)量達(dá)到2500個，總面積1.728億公頃，占國土面積的18%。形成一個以自然保護(hù)區(qū)、重要濕地為主體，布局合理、類型齊全、設(shè)施先進(jìn)、管理高效、具有國際重要影響的自然保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。第59頁，共67頁。到2015年，完成南北方速生豐產(chǎn)用材林綠色產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)，能提供國內(nèi)生產(chǎn)用材需求量的40%，加上現(xiàn)有森林資源的采伐利用，國內(nèi)木材供需基本趨于平衡。全部基地建成后，每年可提供木材13