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1、環(huán)境生態(tài)學(xué)復(fù)習(xí)資料環(huán)境生態(tài)學(xué)教學(xué)內(nèi)容 第一章 緒論 第二章 生物與環(huán)境 第三章 生物圈中的生命系統(tǒng)(種群生態(tài)學(xué)、群落生態(tài)學(xué)) 第四章 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué) 第五章 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù) 第六章 退化生態(tài)系統(tǒng)及其修復(fù)、生態(tài)工程(教材中第六、八章合并,課外內(nèi)容) 第七章 生物毒理與生物富集(教材中第七章部分內(nèi)容) 第八章 生態(tài)管理、生態(tài)影響評(píng)價(jià)、生態(tài)規(guī)劃、生態(tài)監(jiān)測(cè)(教材中第九章、第七章部分) 第九章全球環(huán)境變化與可持續(xù)發(fā)展(教材中第十章、課外內(nèi)容)掌握內(nèi)容第一章緒論 1. 生態(tài)學(xué)概念及研究對(duì)象。生態(tài)學(xué)定義:研究生物與周圍環(huán)境(生物、非環(huán)境環(huán)境)之間相互關(guān)系的科學(xué)。研究對(duì)象:生態(tài)學(xué)是以生物個(gè)體、種群(Popula
2、tion)、群落(Community)、生態(tài)系統(tǒng)(Ecosystem)甚至生物圈(Biosphere)為研究對(duì)象。2.環(huán)境生態(tài)學(xué)的概念 。定義:研究人為干擾下,生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在的變化機(jī)制、規(guī)律和對(duì)人類的反效應(yīng),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)。是生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)的交叉學(xué)科。3.環(huán)境科學(xué)的研究?jī)?nèi)容 。 人類與其生存環(huán)境的基本關(guān)系。 污染物在自然環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、循環(huán)和積累的過程及規(guī)律。 環(huán)境污染的危害。 環(huán)境質(zhì)量的調(diào)查、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。 環(huán)境污染的控制與防治。 自然資源的保護(hù)與合理使用。 環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、分析技術(shù)和預(yù)報(bào)。 環(huán)境規(guī)劃。 環(huán)境管理。第二章生物與環(huán)境1. 物種(種)的概念,其內(nèi)在因
3、素。生物種(種):概念:形態(tài)相似的個(gè)體之集合。內(nèi)在因素:生殖、遺傳、生理、生態(tài)、行為。2.生物協(xié)同進(jìn)化,相關(guān)例子。(1)概念:一個(gè)物種的進(jìn)化必然會(huì)改變作用于其他生物的選擇壓力,引起其他生物也發(fā)生變化,這些變化反過來又會(huì)引起相關(guān)物種的進(jìn)一步變化。 (2)例子:捕食者和獵物之間的相互作用是生物協(xié)同進(jìn)化的最好實(shí)例。3.環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)中“環(huán)境”的概念。環(huán)境科學(xué)的“環(huán)境”:以人為主體,其他的生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)都被視為環(huán)境要素。生態(tài)學(xué)的“環(huán)境”:以生物為主體,生物體以外的所有自然條件稱為環(huán)境。4.環(huán)境因子與生態(tài)因子的區(qū)別點(diǎn)。環(huán)境因子:指人之外的所有環(huán)境要素。(環(huán)境因子環(huán)境要素,如水、大氣、土壤、聲)生
4、態(tài)因子:對(duì)生物生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布起作用的環(huán)境因子。5.生態(tài)因子空間分布特征。1、緯度地帶性 2、垂直地帶性 3、經(jīng)度地帶性6.生境概念、生態(tài)幅的概念。生境:生物生活地段上的生態(tài)環(huán)境。生態(tài)幅:每種生物對(duì)一種生態(tài)因子都有耐受的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),其范圍即生態(tài)幅或生態(tài)價(jià)。 7.光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)的概念、示意圖。光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn):光合作用強(qiáng)度和呼吸作用強(qiáng)度相當(dāng)處的光強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn);當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定水平后,光合產(chǎn)物不再增加或增加得很少,該處的光強(qiáng)度即為光飽和點(diǎn)。 8. Liebig最小因子定律、Shelford耐受性定律?!白钚∫蜃佣伞保褐参锏纳L(zhǎng)取決于那些處于最低量的營(yíng)養(yǎng)元素,這些處
5、于最低量的營(yíng)養(yǎng)元素稱最小因子。“耐受性定律”:每種生物對(duì)一種生態(tài)因子都有耐受的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),其范圍即生態(tài)幅 (ecological amplitude) 或生態(tài)價(jià)(ecological valence) 。任何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量或質(zhì)量上的不足或過多,就會(huì)使該生物衰退或不能生存。A.“限制因子” (limiting factors):在眾多生態(tài)因子中,任何接近或超過某種生物的耐受性極限而阻止其生存、生長(zhǎng)、繁殖或擴(kuò)散的因子,稱限制因子。B.生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整內(nèi)穩(wěn)態(tài):生物系統(tǒng)通過內(nèi)在的調(diào)節(jié)機(jī)制使內(nèi)環(huán)境保持相對(duì)穩(wěn)定。通過形態(tài)、行為和生理適應(yīng)實(shí)現(xiàn)。大多數(shù)內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制依賴于負(fù)反饋過程。C.生態(tài)因
6、子的空間分布特征(植物):光合作用率在光補(bǔ)償點(diǎn) 附近與光強(qiáng)度成正比,但達(dá)光飽和點(diǎn)后,不隨光強(qiáng)增加。D.光合作用的光譜范圍只是可見光區(qū),其中紅、橙光主要被葉綠素吸收,對(duì)葉綠素的形成有促進(jìn)作用;藍(lán)紫光也能被葉綠素和類胡蘿卜素所吸收,將這部分輻射稱為生理有效輻射。而綠光則很少被吸收利用,稱為生理無效輻射。E.光周期現(xiàn)象(photoperiodism):Garner等人(1920)發(fā)現(xiàn)明暗交替與長(zhǎng)短對(duì)植物的開花結(jié)實(shí)有很大的影響。這種植物對(duì)自然界晝夜長(zhǎng)短規(guī)律性變化的反應(yīng),稱光周期現(xiàn)象。F.植物光周期現(xiàn)象對(duì)繁殖(開花)的影響,區(qū)分為長(zhǎng)日照植物和短日照植物。日照超過一定數(shù)值才開花的植物稱長(zhǎng)日照植物;短日照短
7、于一定數(shù)值才開花的植物稱短日照植物,一般需要較長(zhǎng)的黑暗才能開花。前者如小麥、油菜,后者如蒼耳、水稻。一般短日照植物起源于南方,長(zhǎng)日照植物起源于北方。G.參與生命活動(dòng)的各種酶都有其最低、最適和最高溫度,即三基點(diǎn)溫度。高溫使蛋白質(zhì)凝固,酶系統(tǒng)失活;低溫引起細(xì)胞膜系統(tǒng)滲透性改變、脫水、蛋白質(zhì)沉淀以及其他不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)變化。一般,生長(zhǎng)在低緯度的生物高溫閾值偏高,生長(zhǎng)在高緯度的生物低溫閾值偏低。外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動(dòng)物生長(zhǎng)加速和減弱的交替,如形成年輪。H.有效積溫法則:植物在生長(zhǎng)發(fā)育過程中,需從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育,而且各發(fā)育階段所需要的總熱量是一個(gè)常數(shù),稱總積溫或有效積
8、溫。KN(TC)其中,N為發(fā)育歷期,即生長(zhǎng)發(fā)育所需時(shí)間,T為發(fā)育期間的平均溫度,C是發(fā)育起點(diǎn)溫度,又稱生物學(xué)零度,K是總積溫(常數(shù))。I.有效積溫意義:預(yù)測(cè)生物發(fā)生的世代數(shù);預(yù)測(cè)生物地理分布的北界;預(yù)測(cè)害蟲來年的發(fā)生程歷;制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃,合理安排作物;應(yīng)用積溫預(yù)報(bào)農(nóng)時(shí)。J土壤是由固體、液體和氣體組成的三相系統(tǒng),固體占85以上,根據(jù)土粒的直徑大小,可將土粒分為:粗砂、細(xì)砂、粉砂和粘粒,其組合百分比稱土壤質(zhì)地,根據(jù)土壤質(zhì)地,可將土壤分為:砂土、壤土和粘土。第三章生物圈中的生命系統(tǒng)一、掌握1.種群的概念;種群與種概念的區(qū)別;種群生態(tài)學(xué)的核心研究?jī)?nèi)容。(1)種群:在一定空間和一定時(shí)間的同一物種個(gè)體的
9、集合體。是構(gòu)成物種的基本單位,也是構(gòu)成群落的基本單位(組成成分)。(2)區(qū)別種群和種(物種)的概念 :種是能夠相互配育的自然種群的類群,不同種之間存在生殖隔離現(xiàn)象,是一個(gè)分類階元。一個(gè)物種可以包括許多種群;不同種群之間存在明顯的地理隔離,長(zhǎng)期隔離有可能發(fā)展為不同亞種,甚至產(chǎn)生新的物種。種群生態(tài)學(xué)核心研究?jī)?nèi)容:種群個(gè)體數(shù)量在時(shí)間和空間上的變動(dòng)規(guī)律及其調(diào)節(jié)機(jī)制:種群個(gè)體的數(shù)量或密度,種群的分布,種群數(shù)量變動(dòng)和擴(kuò)散遷移,種群調(diào)節(jié)。 2.年齡錐體圖的類型三種年齡錐體類型:增長(zhǎng)型種群(金字塔型)、穩(wěn)定型種群(子彈頭型)、下降型種群(衰老型)。3.生命表的編制目的目的是研究種群數(shù)量變動(dòng)機(jī)制和制定數(shù)量預(yù)測(cè)模
10、型。最初用于人壽保險(xiǎn),對(duì)研究人口現(xiàn)象和人口的生命過程有重要的意義。4.三種群增長(zhǎng)模型的公式及參數(shù)含義(與密度無關(guān)的2種指數(shù)模型和密度有關(guān)的增長(zhǎng)模型)。種群增長(zhǎng)模型包括:與密度無關(guān)的種群增長(zhǎng)模型(指數(shù)增長(zhǎng)模型):種群離散增長(zhǎng)模型、種群連續(xù)增長(zhǎng)模型。與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型。(1)與密度無關(guān)的種群增長(zhǎng)模型(指數(shù)增長(zhǎng)模型):環(huán)境中空間、食物等資源是無限的,增長(zhǎng)率不受種群密度影響。種群連續(xù)增長(zhǎng)模型(種群的指數(shù)增長(zhǎng)):適用于:世代重疊,繁殖與密度無關(guān),在無限環(huán)境中幾何增長(zhǎng);繁殖速率恒定:dN/dt=(b-d)NdN/dt: 種群的瞬時(shí)數(shù)量變化b、d: 每個(gè)體的瞬時(shí)出生率、死亡率b-d=r: 瞬時(shí)增長(zhǎng)率(
11、內(nèi)稟增長(zhǎng)率:種群固有的內(nèi)在增長(zhǎng)能力) dN/dt=r N dN/N=r dt Nt=N0et以Nt對(duì)時(shí)間t作圖說明種群增長(zhǎng)曲線呈“J”字型。(2)與密度有關(guān)的種群增長(zhǎng)模型(邏輯斯諦增長(zhǎng)): 適應(yīng): 世代重疊,連續(xù)性生長(zhǎng);在有限環(huán)境中的增長(zhǎng);繁殖速率不恒定。 環(huán)境容納量(K):由環(huán)境資源所能維持的種群數(shù)量,當(dāng)Nt=K時(shí),種群為零增長(zhǎng),dN/dt=0?!皳頂D效應(yīng)”:種群增加一個(gè)個(gè)體時(shí),瞬時(shí)對(duì)種群產(chǎn)生一種壓力。即每增加一個(gè)個(gè)體,就利用了1/K的“空間”,N個(gè)體利用了N/K“空間”,而可供種群繼續(xù)增長(zhǎng)的“剩余空間”只有(1N/K)。5.“S”型曲線的5個(gè)時(shí)期。 邏輯斯諦曲線(S型)的5個(gè)時(shí)期:開始期,
12、 種群個(gè)體數(shù)很少,密度增長(zhǎng)緩慢;加速期,隨個(gè)體數(shù)增加,密度增長(zhǎng)逐漸加快;轉(zhuǎn)折期,當(dāng)個(gè)體數(shù)達(dá)到飽和密度的一半(即K/2)時(shí),密度增長(zhǎng)最快;減速期,個(gè)體數(shù)超過K/2以后,密度增長(zhǎng)逐漸變慢;飽和期,種群個(gè)體數(shù)達(dá)到K值而飽和。6.K選擇理論的內(nèi)容(對(duì)策者、 K對(duì)策者的主要特征、種群增長(zhǎng)曲線圖、特征動(dòng)植物、該理論的生態(tài)學(xué)意義)。(1) K選擇理論:根據(jù)生物的進(jìn)化環(huán)境和生態(tài)對(duì)策把生物分為對(duì)策者和K對(duì)策者。(2)對(duì)策者特征:適應(yīng)于不可預(yù)測(cè)的多變環(huán)境(如干旱地區(qū)和寒帶),是新生境的開拓者,但存活要靠機(jī)會(huì),容易出現(xiàn)“突然的暴發(fā)和猛烈的破產(chǎn)”。 對(duì)策者具有能夠?qū)⒎N群增長(zhǎng)最大化的各種生物學(xué)特性,即高生育力、快速發(fā)育
13、、早熟、成年個(gè)體小及壽命短且單次生殖多而小的后代,一旦環(huán)境條件好轉(zhuǎn),就能以其高增長(zhǎng)率迅速恢復(fù)種群,使物種能得以生存。(3)K對(duì)策者特征:適應(yīng)于可預(yù)測(cè)的穩(wěn)定的環(huán)境。當(dāng)生存環(huán)境發(fā)生災(zāi)變時(shí)很難迅速恢復(fù),如果再有競(jìng)爭(zhēng)者抑制,就可能趨向滅絕。在穩(wěn)定的環(huán)境(如熱帶雨林)中,由于種群數(shù)量經(jīng)常保持在環(huán)境容納量K水平上,因而競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。K對(duì)策者具有成年個(gè)體大、發(fā)育慢、遲生殖、產(chǎn)仔(卵)少而大但多次生殖、壽命長(zhǎng)、存活率高的生物學(xué)特性,以高競(jìng)爭(zhēng)能力使自己能夠在高密度條件下得以生存。 (4)K對(duì)策者的區(qū)別:在生存競(jìng)爭(zhēng)中,K對(duì)策者以“質(zhì)”取勝,大部分能量用于提高存活;對(duì)策者以“量”取勝,大部分能量用于繁殖。(5)對(duì)策
14、者和K對(duì)策者的種群增長(zhǎng)曲線的差別:在增長(zhǎng)曲線上, 對(duì)策者和K對(duì)策者都有一個(gè)平衡點(diǎn)S,種群數(shù)量的變化都趨向于平衡點(diǎn),對(duì)策者的數(shù)量變化幅度較大。對(duì)于K對(duì)策者,其種群增長(zhǎng)曲線上還有一個(gè)滅絕點(diǎn)X。當(dāng)K對(duì)策者的種群數(shù)量大于滅絕點(diǎn),則種群增長(zhǎng);如果低于滅絕點(diǎn),種群就會(huì)發(fā)生滅絕。 (6)特征生物:大部分昆蟲和一年生植物是對(duì)策者。大部分脊椎動(dòng)物和喬木是K對(duì)策者。在同一分類單元中,如哺乳類、嚙齒類大部分是對(duì)策者,而象、虎、熊貓則是K對(duì)策者。(7)選擇和K選擇理論的意義:在有害動(dòng)物防治方面,大部分有害動(dòng)物屬于對(duì)策者,僅靠一兩次滅殺只能暫時(shí)控制其數(shù)量,一旦滅殺停止,能迅速增殖,種群數(shù)量將很快恢復(fù)到原有水平;在瀕危野
15、生動(dòng)物的保護(hù)方面,大部分珍稀動(dòng)物屬于K對(duì)策者,繁殖能力低,一旦種群數(shù)量下降到一定的下限滅絕點(diǎn)則難以自然地恢復(fù)增長(zhǎng),因此應(yīng)當(dāng)不斷地給予保護(hù)。 7.種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系的類型及概念。種內(nèi)關(guān)系:種群內(nèi)部的個(gè)體與個(gè)體之間的關(guān)系。包括:集群、種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)。種間關(guān)系:生活于同一生境中的不同種群之間的關(guān)系。包括:寄生與共生、種間競(jìng)爭(zhēng)、捕食。8.競(jìng)爭(zhēng)方式類型、種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的意義。種群競(jìng)爭(zhēng)分類: 種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)(發(fā)生在同一物種個(gè)體之間)種間競(jìng)爭(zhēng)(發(fā)生在不同物種的個(gè)體之間)。種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)意義:可以導(dǎo)致物種分化、物種形成。 9.生態(tài)位、棲息地、生境、生態(tài)幅的概念。生態(tài)位:自然生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)種群在時(shí)間、空間上的位置及其與相關(guān)種群之間的功
16、能關(guān)系。棲息地:生物所處的物理環(huán)境。生境:生物生活地段上的生態(tài)環(huán)境。生態(tài)幅:每種生物對(duì)一種生態(tài)因子都有耐受的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),其范圍即生態(tài)幅或生態(tài)價(jià)。 10.兩個(gè)種群的資源利用曲線示意圖,曲線寬窄遠(yuǎn)近所反映的含義。資源利用曲線:能表示不同物種的生態(tài)位分布,為正態(tài)曲線,曲線的重疊度表示生態(tài)位的重疊度,即對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)大小。資源利用曲線意義:各物種的生態(tài)位窄,相互重疊少,表示物種之間的種間競(jìng)爭(zhēng)?。桓魑锓N的生態(tài)位寬,相互重疊多,表示種間競(jìng)爭(zhēng)大。若兩個(gè)物種的資源利用曲線完全分開,表明有些資源未被充分利用,擴(kuò)充利用范圍的物種將在進(jìn)化中獲得好處。進(jìn)化將導(dǎo)致兩物種的生態(tài)位靠近、重疊,種間競(jìng)爭(zhēng)加劇,將導(dǎo)致一個(gè)物種
17、滅亡或通過生態(tài)位的分化而得以彼此都能生存。因此,種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)促使兩物種的生態(tài)位接近,而種間競(jìng)爭(zhēng)又促使兩物種的生態(tài)位分離。若物種的生態(tài)位狹,激烈的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)將促使其擴(kuò)展資源利用范圍。11.高斯假說兩個(gè)物種越相似,它們的生態(tài)位重疊就越多,競(jìng)爭(zhēng)也就越激烈。即在一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境內(nèi),兩個(gè)以上具有相同資源利用方式的但受資源限制的種,不能長(zhǎng)期共存在一起。12.捕食的生態(tài)意義意義:往往在對(duì)獵物種群的數(shù)量和質(zhì)量的調(diào)節(jié)上具有重要的生態(tài)學(xué)意義。多食性的捕食者可以選擇多種不同的食物給自身帶來更多的生存機(jī)會(huì),也具有阻止被食者種群數(shù)量進(jìn)一步下降的重要作用。相反,就被食者而言,當(dāng)它的密度上升較高時(shí),可能會(huì)引來更多的捕食者,從而阻止
18、其數(shù)量繼續(xù)上升。13.生物群落的概念定義:一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中具生命的部分,是種群的集合體14.群落中種類成員的分類根據(jù)在群落中個(gè)體數(shù)量的多少和所起的作用大小劃分:優(yōu)勢(shì)種和建群種亞優(yōu)勢(shì)種伴生種偶見種或罕見種15.葉面積指數(shù)葉面積指數(shù)(leaf area index):LAI總?cè)~面積(單面計(jì)算)/單位土地面積。LAI越高該群落的光能利用效率也越高。 16.群落交錯(cuò)區(qū)概念及其生態(tài)學(xué)意義群落交錯(cuò)區(qū)(生態(tài)交錯(cuò)區(qū)、生態(tài)過渡帶):是兩個(gè)或多個(gè)群落之間的過渡區(qū)域。交叉區(qū)含有兩個(gè)重疊群落中的一些物種以及交叉區(qū)本身特有的物種,存在種群數(shù)目及一些種群的密度增大的趨勢(shì),即邊緣效應(yīng)。17.中度干擾假說中度干擾假說:干擾頻繁
19、,物種更換太快,穩(wěn)定度不夠,多樣性降低;干擾次數(shù)不夠(干擾間隔時(shí)間太長(zhǎng)),物種演化到最后,優(yōu)勢(shì)種會(huì)占絕對(duì)的統(tǒng)治地位。只有中等程度的干擾才能使多樣性維持在最高水平。18.島嶼理論及其生態(tài)學(xué)意義(1)島嶼效應(yīng):島嶼的面積越大物種數(shù)越多:ScAz(S種數(shù),A面積,z、c常數(shù))。也就是大島能比小島供養(yǎng)更多的種。(2)島嶼理論的意義:島嶼生態(tài)理論對(duì)自然保護(hù)區(qū)的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。問:在相同的面積下,建立一個(gè)大保護(hù)區(qū)還是若干個(gè)小保護(hù)區(qū)好?答:大面積保護(hù)區(qū)能供養(yǎng)的物種也多,小面積則能供養(yǎng)的物種少。建立保護(hù)區(qū)就會(huì)出現(xiàn)邊緣效應(yīng)(交叉效應(yīng)),建立若干個(gè)小保護(hù)區(qū)就會(huì)出現(xiàn)更多的邊緣效應(yīng)。況且對(duì)于某些種類來說,小保護(hù)區(qū)可
20、能比大保護(hù)區(qū)更好。因此,要取決于下列情況:若每一小保護(hù)區(qū)的物種均相同,則應(yīng)建立大保護(hù)區(qū)。小保護(hù)區(qū)可以防治傳播疾病。在異質(zhì)的空間里建立保護(hù)區(qū),小保護(hù)區(qū)可以提高空間的異質(zhì)性,有利于生物的多樣性。對(duì)于大型動(dòng)物,需大保護(hù)區(qū)。19.單元頂極論、多元頂極論的含義及相同點(diǎn)和不同點(diǎn)(1)單元頂極論(氣候頂級(jí)論):開始演替的生境和先鋒群落可能不同,但在演替過程中群落間逐漸趨向一致,達(dá)到和當(dāng)?shù)貧夂驐l件保持協(xié)調(diào)和平衡的群落,即演替終點(diǎn)。只有排水良好、地形平緩、人為影響較小的地帶性生境上才能出現(xiàn)氣候頂極。(2)多元頂極論:認(rèn)為如果一個(gè)群落在某種生境中基本穩(wěn)定,能自行繁殖并結(jié)束它的演替過程,就可看作頂極群落。在一個(gè)氣候
21、區(qū)域內(nèi),除了氣候頂極之外,還可有土壤演替頂極、地形頂極、火燒頂極、動(dòng)物頂極;同時(shí)還存在一些復(fù)合型的頂極等。一個(gè)植物群落只要在某一種或幾種環(huán)境因子的作用下在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài),都可認(rèn)為是頂極群落。(3)單元頂極和多元頂極論的相同和不同點(diǎn)相同點(diǎn):承認(rèn)頂極群落是經(jīng)過單向變化而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的群落,是和生境相適應(yīng)的。 不同點(diǎn):?jiǎn)卧敇O論認(rèn)為,氣候是演替的決定因素;多元頂極論認(rèn)為,除氣候以外的其他因素,也可以決定頂極的形成。單元頂極論認(rèn)為,在一個(gè)氣候區(qū)域內(nèi),所有群落都趨向形成氣候頂極;而多元頂極論不認(rèn)為所有群落最后都會(huì)趨于一個(gè)頂極。 A.種群的空間格局類型:均勻型,隨機(jī)型,成群型。B.生態(tài)對(duì)策(生活史
22、對(duì)策):生物的生長(zhǎng)和繁殖的策略,是生物對(duì)它所處環(huán)境條件下的不同的適應(yīng)方式。C.繁殖對(duì)策:生物的繁殖問題一直是進(jìn)化生態(tài)學(xué)的核心問題之一。Lack D(1954)提出動(dòng)物總是面對(duì)兩種對(duì)立的進(jìn)化選擇:一種是高生育力但無親代撫育,一種是低生育力但有親代撫育。被稱為L(zhǎng)ack D法則。MacArthur R (1962)提出了K選擇的自然選擇理論,從而推動(dòng)了生活史策略研究從定性描述走向定量分析的新階段。D.瑪他種群在物種保護(hù)中的指導(dǎo)作用:瑪他種群理論用來指導(dǎo)瀕危動(dòng)物的保護(hù)。在野外,要保持多少局部種群,每個(gè)局部種群要多大,種群之間的距離多遠(yuǎn),才能保持一定的遷移率,這些問題成了保護(hù)生物學(xué)家要解決的主要問題。
23、E.種的綜合數(shù)量指標(biāo)蓋度:蓋度是植物地上部分垂直投影面積占樣地面積的百分比,即投影蓋度。F. Raunkiaer的生活型劃分系統(tǒng)。陸生植物劃分位5類生活型:高位芽植物(休眠芽離地面25cm以上)地上芽植物(休眠芽離地面25cm以下,土面以上)地面芽植物(位于近地面土層內(nèi),冬季地上部分部分枯死,為多年生草本植物)隱芽植物(塊莖類的植物,如土豆)一年生植物(以種子越冬)。G. 頂極格局假說:在任何一個(gè)區(qū)域內(nèi),隨著環(huán)境梯度的變化,氣候頂極、土壤頂極、地形頂極及火燒頂極等,是連續(xù)變化的,構(gòu)成一個(gè)頂極群落連續(xù)變化的格局。在這個(gè)格局中,分布最廣泛且通常位于格局中心的頂極群落,叫做優(yōu)勢(shì)頂極,它是最能反映該地
24、區(qū)氣候特征的頂極群落,相當(dāng)于單元頂極論的氣候頂極。第四章 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)1.生態(tài)系統(tǒng)的概念、組成要素概念: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。組成要素:非生物環(huán)境生產(chǎn)者消費(fèi)者 分解者2.食物網(wǎng)和營(yíng)養(yǎng)級(jí)的含義,食物鏈的類型,食物網(wǎng)的“上行”、“下行”控制理論(1)食物鏈:指生態(tài)系統(tǒng)中不同生物之間在營(yíng)養(yǎng)關(guān)系中形成的一環(huán)套一環(huán)似鏈條式的關(guān)系。分捕食食物鏈(以綠色植物為起點(diǎn))和碎屑食物鏈(從死亡的有機(jī)體或腐屑開始)兩大類型。(2)食物網(wǎng):食物鏈交叉,形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)即食物網(wǎng)。(3)營(yíng)養(yǎng)級(jí):處食物鏈上的每一個(gè)環(huán)節(jié)稱為營(yíng)養(yǎng)階層或營(yíng)養(yǎng)級(jí),指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有
25、生物種的總和。同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)物種可能是一個(gè)生物物種,也可能是若干個(gè)物種。生產(chǎn)者屬于第一營(yíng)養(yǎng)級(jí),草食動(dòng)物是第二營(yíng)養(yǎng)級(jí),以草食動(dòng)物為食的動(dòng)物是第三營(yíng)養(yǎng)級(jí),還有第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)、第五營(yíng)養(yǎng)級(jí)等。雜食動(dòng)物占有好幾個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。(4)生態(tài)金字塔/錐體圖:能量錐體是金字塔形的,而生物量錐體有時(shí)是倒置的。(5)食物網(wǎng)的控制機(jī)理: “自上而下”是指較低營(yíng)養(yǎng)階層的種群結(jié)構(gòu)依賴于較高營(yíng)養(yǎng)階層物種的影響,稱為下行效應(yīng)?!白韵露稀笔侵篙^低營(yíng)養(yǎng)階層的種群結(jié)構(gòu)決定較高營(yíng)養(yǎng)階層的種群結(jié)構(gòu),稱為上行效應(yīng)。3. 畫出海洋生物量椎體圖,并解釋其原因4. 生態(tài)系統(tǒng)的5個(gè)基本功能(1)生態(tài)系統(tǒng)的生物質(zhì)生產(chǎn)(無機(jī) 有機(jī)).(2)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)(
26、生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者).(3)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)(生物 環(huán)境).(4)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞.(5)生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)。5. 初級(jí)生產(chǎn)、總初級(jí)生產(chǎn)量 、凈初級(jí)生產(chǎn)量、次級(jí)生產(chǎn)、凈次級(jí)生產(chǎn)量、生物量的概念初級(jí)生產(chǎn)(第一性生產(chǎn)):自養(yǎng)生物的生產(chǎn)過程。初級(jí)生產(chǎn)量/力(第一性生產(chǎn)量/力):植物所固定的太陽能或所制造的有機(jī)物質(zhì)稱為初級(jí)生產(chǎn)量或第一性生產(chǎn)量(PP)。也叫總初級(jí)生產(chǎn)量(GPP)。凈初級(jí)生產(chǎn)量/力:在初級(jí)生產(chǎn)過程中,植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉,剩下的可用于植物的生長(zhǎng)和生殖,這部分生產(chǎn)量稱為凈初級(jí)生產(chǎn)量。(GPPNPP呼吸消耗量)。生產(chǎn)量和生物量的不同:生產(chǎn)量指單位時(shí)間單位面積上的有
27、機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)量;生物量是指在某一定時(shí)刻調(diào)查時(shí)單位面積上積存的有機(jī)物質(zhì),單位是干重(g/m2)或(J/m2)。次級(jí)生產(chǎn)(第二性生產(chǎn)):異養(yǎng)生物的再生產(chǎn)過程。次級(jí)生產(chǎn)量(第二性生產(chǎn)量):在被動(dòng)物同化的能量中,除用于動(dòng)物的呼吸代謝和生命維持外,剩下用于動(dòng)物生長(zhǎng)和繁殖的能量就是次級(jí)生產(chǎn)量。 6.總初級(jí)生產(chǎn)量、凈初級(jí)生產(chǎn)量、生物量隨群落演替的時(shí)間變化規(guī)律隨群落演替的時(shí)間變化:群落演替早期由于植物生物量很低,初級(jí)生產(chǎn)量不高;隨時(shí)間推移,生物量漸漸增加,生產(chǎn)量也提高;一般森林在葉面積指數(shù)達(dá)到4時(shí),凈初級(jí)生產(chǎn)量最高。但當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育成熟或演替達(dá)到頂極時(shí),生物量經(jīng)過最大略下降至較穩(wěn)定,由于系統(tǒng)保持在動(dòng)態(tài)平衡中,凈
28、生產(chǎn)量反而最小。7.普適的次級(jí)生產(chǎn)過程一般模式8. 怎樣估算次級(jí)生產(chǎn)量次級(jí)生產(chǎn)量動(dòng)物從外界攝食的能量糞、尿能量呼吸能量 次級(jí)生產(chǎn)量的測(cè)定方法: 按同化量和呼吸量估計(jì)生產(chǎn)量:PAR;按攝食量扣除糞尿量估計(jì)A,即ACFU(C動(dòng)物從外界攝食的能量,A被同化的能量,F(xiàn)U糞、尿能量,R呼吸量,P凈次級(jí)生產(chǎn)量)。測(cè)定通常是在個(gè)體水平上進(jìn)行,因此,要與種群數(shù)量、性比、年齡結(jié)構(gòu)等特征結(jié)合起來,才能估計(jì)出動(dòng)物種群的凈生產(chǎn)量。按生殖后代的生產(chǎn)量和個(gè)體增重計(jì)算: PPg十Pr,式中:Pr生殖后代的生產(chǎn)量,g;Pg個(gè)體增重,g。9.生態(tài)效率的概念、林德曼效率(Le) 生態(tài)效率概念:能量在營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間或營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)部傳遞的比
29、率(%)。林德曼效率(Le):Le大約是1020,即“十分之一”法則。即每通過一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),其有效能量大約為前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的1/10。10.分解過程的概念、分解過程的速率取決于哪些因素?分解過程:有機(jī)質(zhì)分解時(shí),無機(jī)元素從有機(jī)物質(zhì)中釋放出來的過程,也稱礦化作用。它與光合作用時(shí)無機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物質(zhì)正好相反。分解過程的制約因素 :(1)分解者:包括細(xì)菌和真菌及動(dòng)物。(2)被分解物:有機(jī)物中各化學(xué)成分的分解速率順序?yàn)椋簡(jiǎn)翁?、半纖維素、纖維素、木質(zhì)素和酚。(3)環(huán)境條件:溫度高,濕度大的地帶,土壤中有機(jī)物的分解速率很高,而低溫和干燥地帶,分解速率低,而容易積累有機(jī)質(zhì)。11.能量在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)為什么是遞
30、減的原因及其遞減量遞減的原因:各營(yíng)養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者不可能百分之百地利用前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物量;各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化作用也不是百分之百的,總有一部分不被同化;生物在維持生命過程中進(jìn)行新陳代謝總是要消耗一部分能量。在生態(tài)系統(tǒng)能流過程中,能量從一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)到另一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的轉(zhuǎn)化效率約5%30%。從植物到植食動(dòng)物的轉(zhuǎn)化效率約10%,從植食動(dòng)物到肉食動(dòng)物的轉(zhuǎn)化效率約15%。 12.畫出普適的生態(tài)系統(tǒng)能流模型圖(119)13.生物地球化學(xué)循環(huán)的概念生態(tài)系統(tǒng)從大氣、水體和土壤等環(huán)境中獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),通過綠色植物吸收,進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng),被其他生物重復(fù)利用,最后再歸入環(huán)境中,稱為生物地球化學(xué)循環(huán)(biogeochemical cycle
31、)。14.生物地球化學(xué)循環(huán)在生態(tài)系統(tǒng)和生物圈層次上進(jìn)行研究的不同?在局部的生態(tài)系統(tǒng)中,可選擇一個(gè)特定的物種,研究它在某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中的作用,在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中,重點(diǎn)是研究元素在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中輸入和輸出以及在生態(tài)系統(tǒng)中主要生物和非生物成分之間的交換過程。如在生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者等各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間以及與環(huán)境的交換。生物圈水平上的生物地球化學(xué)循環(huán),主要研究水、碳、氧、磷、氮等物質(zhì)或元素的全球循環(huán)過程。這類物質(zhì)或元素對(duì)于生命的重要性,以及人類在生物圈水平上對(duì)生物地球化學(xué)循環(huán)的影響,使這些研究更為必要。這些物質(zhì)受到干擾后,將會(huì)對(duì)人類本身產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。15.從全球變化的角度,列出5類以上生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)16
32、.以草和兔子為例,畫出反饋示意圖17.水平和垂直的植被帶分布類型18.湖泊的生產(chǎn)者類型?濕地的概念生產(chǎn)者:沉水植物、浮水植物、挺水植物。濕地:指沼澤地、濕原、泥炭地、河流、湖泊、水庫、稻田以及退潮時(shí)水位不超過6m的沿岸帶水區(qū)。19.什么是紅樹林生態(tài)系統(tǒng)?紅樹林的生境特點(diǎn)紅樹林生態(tài)系統(tǒng):是熱帶、亞熱帶河口海灣潮間帶,以紅樹林為主的區(qū)域中動(dòng)植物和微生物組成的一個(gè)整體。熱帶海區(qū)6070的岸灘有紅樹林成片或星散分布。??裳睾涌诤场⑷侵薜貐^(qū)或沿河口延伸至內(nèi)陸數(shù)公里。紅樹林大部分分布于潮間帶。 生境特征 1、母巖:花崗巖或玄武巖的風(fēng)化產(chǎn)物比較細(xì)粘,河口淤泥沉積,適于紅樹林生長(zhǎng)。如果是砂巖或石灰?guī)r,易形
33、成沙灘,基本無紅樹林生長(zhǎng)。2、土質(zhì):在沖積平原和三角洲地帶,土壤由粉粒和粘粒組成,含有大量有機(jī)質(zhì),適合于紅樹林生長(zhǎng)。土壤含鹽量0.22.5,pH 48。 3、溫度:海水年均溫度2427,氣溫2030。海口市海水年均溫度25左右,廈門港年均水溫為21.7,氣溫20.9。后者紅樹林種類僅5種,前者紅樹植物種類25種。 4、海水和潮汐:紅樹植物具有耐鹽特性,在一定鹽度海水下才成為優(yōu)勢(shì)種。另一個(gè)重要條件是潮汐,沒有潮間帶的每日有間隔的漲潮退潮的變化,紅樹植物是生長(zhǎng)不好的。第五章生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)1.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念:生態(tài)系統(tǒng)提供的商品和服務(wù)。2.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要內(nèi)容,并能結(jié)合實(shí)際列舉 有機(jī)質(zhì)的生產(chǎn)與
34、生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品:有機(jī)質(zhì)及其產(chǎn)品、能源; 生物多樣性的產(chǎn)生與維護(hù):是一種超結(jié)構(gòu)、基因庫、提供緩沖和保險(xiǎn); 調(diào)節(jié)氣候:固碳作用、改變下墊面、調(diào)節(jié)小氣候; 減緩災(zāi)害:有效提高水循環(huán),涵養(yǎng)水源; 維持土壤功能:植物保護(hù)土壤;土壤的生態(tài)服務(wù)功能 傳粉播種:大多數(shù)顯花植物需要?jiǎng)游飩鞣?;有些植物還需動(dòng)物傳播和散布種子; 控制有害生物:有害生物往往受到天敵的控制; 凈化環(huán)境:通過新陳代謝、生物地球化學(xué)循環(huán); 感官、心理和精神益處:滿足人們從感官到心理到高層的精神追求; 精神文化的源泉:美學(xué)、文化多樣性生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)項(xiàng)目一覽表(Costanza)3.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有哪些價(jià)值類型(一)使用價(jià)值:1、直接使用價(jià)值: 顯著
35、實(shí)物型直接價(jià)值,包括消耗性使用價(jià)值和生產(chǎn)性使用價(jià)值非顯著實(shí)物型使用價(jià)值。2、間接使用價(jià)值。(二) 非使用價(jià)值:1、選擇價(jià)值2、遺產(chǎn)價(jià)值3、存在價(jià)值。4.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有哪些主要的評(píng)估方法(一)市場(chǎng)定價(jià)與替代花費(fèi)法1、市場(chǎng)價(jià)格法: 市場(chǎng)價(jià)值法費(fèi)用支出法。2、替代花費(fèi)法。3、生產(chǎn)成本法:機(jī)會(huì)成本法恢復(fù)和保護(hù)費(fèi)用法影子工程法。 (二)環(huán)境偏好顯示法1、旅行費(fèi)用法(它求出的值實(shí)際上是消費(fèi)者剩余,消費(fèi)者剩余低于某景點(diǎn)的游憩價(jià)值,計(jì)算風(fēng)景資源游憩的全部?jī)r(jià)值應(yīng)包括消費(fèi)者支出和消費(fèi)者剩余兩部分。這實(shí)質(zhì)上是消費(fèi)者的自愿支付總值)2、享樂價(jià)格法3、規(guī)避行為和防護(hù)費(fèi)用法。(三)條件價(jià)值評(píng)估(它是迄今用于評(píng)估生物多樣性
36、存在價(jià)值、遺產(chǎn)價(jià)值和選擇價(jià)值等非使用類價(jià)值的最理想方法)。5.結(jié)合圖例解釋消費(fèi)者剩余的概念 消費(fèi)者剩余:一種物品的總效用與其總市場(chǎng)價(jià)值之間的差額稱為消費(fèi)者剩余。之所以會(huì)產(chǎn)生剩余,是因?yàn)槲覀儭八玫降拇笥谖覀兯Ц兜摹?,這種額外的好處根源于遞減的邊際效用。 我們之所以能享受消費(fèi)者剩余,基本的原因在于:對(duì)于我們所購(gòu)買的某一物品的每單位,從第一單位到最后一單位,我們支付的是相同的價(jià)格。支付的每一單位的代價(jià)都是它最后一單位的價(jià)值。但是,根據(jù)邊際效用遞減這一基本規(guī)律,前面的各單位都要比最后的一單位具有更高的價(jià)值。因此,我們就這樣從前面的每一單位中享受到了效用剩余。6.結(jié)合我國(guó)實(shí)際,談生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估
37、的現(xiàn)實(shí)意義生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的最終目的是為環(huán)境決策和管理服務(wù)。張新時(shí)等采用了Costanza等人的計(jì)算方法對(duì)中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行了價(jià)值估算。中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)效益的總價(jià)值約為GDP的1.73倍。僅我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)效益就超過了當(dāng)年的GDP,為其1.25倍??梢娢覈?guó)的生態(tài)系統(tǒng)每年都在以生態(tài)產(chǎn)品和生態(tài)功能等形式提供著巨大價(jià)值。 A.邊際:是經(jīng)濟(jì)學(xué)中的關(guān)鍵術(shù)語,常常是指新增的意思。邊際效用是指消費(fèi)新增一單位商品時(shí)所帶來的新增的效用。B.邊際效用遞減規(guī)律:這條規(guī)律指出,隨著個(gè)人消費(fèi)越來越多的某種物品,他從中得到的新增的或邊際的效用量是下降的。C.價(jià)值悖論:200多年以前,亞當(dāng)斯密在國(guó)富論中提出了價(jià)值悖論
38、:沒有什么能比水更有用,然而水很少能交換到任何東西。相反,鉆石幾乎沒有任何使用價(jià)值,但卻經(jīng)??梢越粨Q到大量的其他物品。今天,我們已經(jīng)可以對(duì)此作出解釋:即水在整體上的效用并不決定它的價(jià)格或需求。相反,水的價(jià)格取決于它的邊際效用,取決于最后杯水的有用性,由于有如此之多的水,所以,最后一杯水只能以很低的價(jià)格出售。即使最初的幾滴水相當(dāng)于生命自身的價(jià)值,但最后的些水僅僅用于澆草坪或洗汽車。D.綠色國(guó)民帳戶(綠色GNP):概念:在GDP中扣除由于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)造成自然資源消耗、生態(tài)環(huán)境破壞的直接經(jīng)濟(jì)損失,以及為恢復(fù)生態(tài)平衡、挽回資源損失而必須支付的經(jīng)濟(jì)投資,形成的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)綜合核算體系,被稱為“綠色國(guó)民賬戶”。
39、可持續(xù)收入/綠色GNPGNP(預(yù)防支出+恢復(fù)支出+由于非優(yōu)化利用資源而引起超額計(jì)算的部分)(固定(人工)資產(chǎn)折舊+自然資產(chǎn)折舊)第六章退化生態(tài)系統(tǒng)及其修復(fù)、生態(tài)工程(書上第六、八章、課外知識(shí))1.干擾概念和干擾評(píng)估指標(biāo)體系定義:時(shí)空上相對(duì)離散,改變種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、導(dǎo)致資源可利用性和物理環(huán)境發(fā)生變化的事件。干擾評(píng)估指標(biāo)體系組成:干擾的程度、頻率、類型、大小、時(shí)間和強(qiáng)度范圍。2.受損生態(tài)系統(tǒng)(退化生態(tài)系統(tǒng))的概念定義:指生態(tài)系統(tǒng)在一定強(qiáng)度的干擾下,生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化和障礙,并發(fā)生了生態(tài)系統(tǒng)的逆向演替(發(fā)生與其原有的平衡狀態(tài)或進(jìn)化方向相反的位移)。3. 脆弱生態(tài)系統(tǒng)的概念:指自身
40、穩(wěn)定性差、對(duì)外界干擾抵抗能力低的生態(tài)系統(tǒng)。4.生態(tài)恢復(fù)的概念及生態(tài)恢復(fù)的機(jī)理生態(tài)恢復(fù)/修復(fù)定義:根據(jù)生態(tài)學(xué)原理,采取某些措施,使受到損害的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)/修復(fù)到較接近其受干擾前的狀態(tài)。生態(tài)恢復(fù)/修復(fù)的機(jī)理:在退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建過程中,首先是建立和完善生產(chǎn)者亞系統(tǒng)(主要指植被),這是生態(tài)恢復(fù)的必需條件和基礎(chǔ)。在恢復(fù)和重建生產(chǎn)者亞系統(tǒng)的同時(shí)或稍后,就應(yīng)設(shè)計(jì)和建立消費(fèi)者亞系統(tǒng)、分解者亞系統(tǒng),進(jìn)而要考慮小生境的多樣性。5.生態(tài)恢復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)可持續(xù)性(可自然更新)不可入侵性(像自然群落一樣能抵制入侵)生產(chǎn)力與自然群落一樣高 營(yíng)養(yǎng)保持力:這是衡量生態(tài)系統(tǒng)是否實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)的重要指標(biāo)具有生物間的相
41、互作用。 6.河流受損的原因及其修復(fù)技術(shù)(一)河流生態(tài)系統(tǒng)受損原因:水利工程對(duì)河流自然生態(tài)功能和生態(tài)過程的改變:最顯著的是攔河大壩,大壩修建后,河流的許多自然生態(tài)功能和過程都發(fā)生改變:A.大壩對(duì)下游水流量的調(diào)控基本控制了下游河段的生態(tài)功能及其發(fā)揮程度,如下泄流量變化率是影響河岸侵蝕的重要因素,可導(dǎo)致岸邊生境的喪失。B.大壩阻礙或減緩了水生生物遷徙過程,影響河流生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈結(jié)構(gòu)。C.大壩的修建,使激流消失,水的流速相對(duì)恒定,造成溫度相對(duì)穩(wěn)定,影響某些依靠溫度變化來繁殖和成熟的生物物種;D.大壩的修建還導(dǎo)致了泥沙在水庫中沉積,這些吸附有機(jī)物的泥沙顆粒常常為下游生物輸送重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而且泥沙沉
42、積后,水庫下泄的水質(zhì)清,沒有充足泥沙來源,會(huì)導(dǎo)致河床、河岸帶和河心島生活的物種,由于生境的改變而消失。E.分水工程常常會(huì)破壞河流中淺灘和水塘。F.河道斷面生境的單一化和以水泥等作為渠道襯砌的河道整治工程,導(dǎo)致大量底棲生物的消失:一些水利工程為了節(jié)省經(jīng)費(fèi)支出或其他某些原因,往往取直原來的河道,但從生態(tài)學(xué)的角度看,彎曲的河流具有更高的生態(tài)效益,如減少水土流失、擴(kuò)大生境面積、增加生境多樣性等功能。點(diǎn)源和面源對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響:A.對(duì)河岸帶和河流階地上天然植被的開采,變?yōu)榭筛兀航档驼麄€(gè)流域?qū)λ值暮B(yǎng)能力,枯水期延長(zhǎng),使一些水生生物失去棲息和繁衍場(chǎng)所,加重土壤侵蝕,導(dǎo)致水土流失等。B.化肥和農(nóng)藥對(duì)
43、河流水質(zhì)的污染:通過食物鏈影響其他生態(tài)系統(tǒng)和人類。城市化對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的受損。包括:城市化對(duì)水資源需求量的劇增與河流供給能力的矛盾;城市污水排放與河流自凈能力的矛盾;流經(jīng)城市內(nèi)河段水環(huán)境的徹底改變等。城市河流的河床不透水層面積的增加,使城市河流洪峰流量顯著增加,地下水資源量減少。城區(qū)暴雨重現(xiàn)頻率增加,洪峰期短,徑流量增大,暴雨徑流中往往含有較高濃度的泥沙、營(yíng)養(yǎng)物、重金屬、有機(jī)物、氯離子以及細(xì)菌,會(huì)對(duì)水生生物產(chǎn)生不良影響。城市河段岸邊植被部分或完全被去除,其重要環(huán)境效應(yīng)之一就是增加了城區(qū)的氣溫,這對(duì)一些溫度敏感的水生生物的影響也是致命性的。(二)受損河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù):(1)修復(fù)原則:自然河流有
44、許多通道、水庫和淺灘,在修復(fù)時(shí)可考慮重建這些“附件”增加河流的境蜒度和河流的生境多樣性及抗逆性。充分利用河濱或河岸水分和營(yíng)養(yǎng)充分的特點(diǎn),首先在這些環(huán)境進(jìn)行植被恢復(fù),吸引各種動(dòng)物在此棲息,進(jìn)而向周圍傳播和擴(kuò)展。從整個(gè)區(qū)域或大的景觀層次上進(jìn)行規(guī)劃和治理:河流流域是湖泊、小溪、河流、水塘、地下水、濕地、農(nóng)田、森林、草地、道路、城鎮(zhèn)等多種生態(tài)系統(tǒng)共同構(gòu)成的綴塊一廊道一基底鑲嵌體。(2)受損河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的技術(shù):建立沿岸綠化帶,加強(qiáng)植被的生態(tài)功能。人工清淤。控制污染源:污染物總量控制??茖W(xué)調(diào)控河水流量和流速。加強(qiáng)漁業(yè)管理??刂坪涌诤哟驳氖柰冢悍N植蘆葦防止外來物種侵入、采用特殊堤保護(hù)濕地面積以及特殊堤防
45、的景觀設(shè)計(jì)與現(xiàn)有景觀的協(xié)調(diào)等。 7.礦區(qū)廢棄地修復(fù)的方法尾礦的綜合利用污染土壤的修復(fù)植被修復(fù)微生物修復(fù)法8.植物修復(fù)技術(shù)的概念及其類型定義:以植物忍耐和超量積累污染物的理論為基礎(chǔ),利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中的污染物的一種技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)的類型:植物萃取(吸收)技術(shù) 根際過濾技術(shù)植物固定技術(shù)植物刺激技術(shù)(植物微生物修復(fù)技術(shù))植物轉(zhuǎn)化技術(shù)。9.濕地概念、人工處理濕地的分類、人工濕地處理系統(tǒng)的組成、去除污染物的機(jī)制(按去除途徑)濕地定義:指沼澤地、濕原、泥炭地、河流、湖泊、水庫、稻田以及退潮時(shí)水位不超過6m的沿岸帶水區(qū)。人工處理濕地的分類1、按覆水情況分類:表面流人工濕地潛流人工濕地:水
46、平流類型、垂直流類型。2、按照濕地所處理的污水類型分類:城市污水濕地礦業(yè)廢水濕地暴雨和非點(diǎn)源污水濕地垃圾填埋區(qū)滲濾液處理濕地養(yǎng)殖污水處理濕地。人工處理濕地的組成1、基質(zhì)/土壤。 基質(zhì)的特征在人工濕地的設(shè)計(jì)中所起的作用包括:水力傳導(dǎo)性有機(jī)物的含量土壤的質(zhì)地基質(zhì)的深度2、 植物。挺水植物和浮水植物已被優(yōu)先利用在人工濕地(因?yàn)樗鼈兙哂懈叩纳L(zhǎng)率、大的生物量和有能力直接從水體中去除造成富養(yǎng)化的物質(zhì)。它們的根對(duì)污染物的過濾、懸浮物的吸附和微生物種群的生長(zhǎng)提供場(chǎng)所。常用的挺水植物種類包括有香蒲,蘆葦,麓草和苔草。由于在水下光線強(qiáng)度和CO2的濃度都較低,沉水植物生產(chǎn)率較低,較少用來作污水處理)。人工處理濕地
47、去除污染物的機(jī)制(按去除途徑劃分):污染物被植物直接吸收;微生物降解污染物;水流流經(jīng)人工處理濕地時(shí),由于水流速度減慢使水中固體物沉淀下來;當(dāng)水流流經(jīng)植物根部時(shí),大的顆粒被過濾;營(yíng)養(yǎng)元素(如氮和磷)被土壤和基質(zhì)所吸附;在濕地滯留期間,病原體的自然死亡;紫外線和植物分泌的抗體破壞病原體。10.深圳石巖人工濕地處理系統(tǒng)的工藝原理、特點(diǎn)、適用對(duì)象、費(fèi)用、處理效果。工藝原理:垂直六人工濕地污水處理系統(tǒng)。方法特點(diǎn):建造成本和運(yùn)行成本低、出水水質(zhì)較好、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),還有美化環(huán)境的作用。但具有占地面積較大的缺點(diǎn)。適用范圍:適合處理飲用水源或景觀用水區(qū)附近的生活污水,或直接對(duì)受污染水體的水進(jìn)行處理?;ㄅc運(yùn)行費(fèi)用:基建費(fèi)用與地形特征、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、選用的前處理方法、進(jìn)水水質(zhì)情況、出水水質(zhì)要求、外觀要求等因素有關(guān)。根
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