第一章城市生态学说课材料.ppt

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1城市生态学Urban Ecology 参考资料:杨小波等主编.城市生态学.2005,科学出版社李博主编.生态学.2000,高等教育出版社张金屯主编.应用生态学.2003,科学出版社杨志峰等主编.城市生态可持续发展规划.2004,科学出版社李建龙主编.城市生态绿化工程技术.2004,化学工业出版社周鸿主编.人类生态学.2003,高等教育出版社唐恢一主编.城市学.2004,哈尔滨工业大学出版社李赶顺.循环经济与和谐生态城市.2006,中国环境科学出版社 What is Urban Ecology? 城市生态学是20世纪20年代由美国芝加哥学派兴起的一门以人类活动为中心，以人类栖息地为对象，研究城市人类生产和生活活动与周围环境关系的一门系统科学 城市生态学是以生态学理论为基础，应用生态学和工程学的方法，研究以人为核心的城市生态系统的结构、功能、动态，以及系统组成成分间和系统与周围生态系统间相互作用的规律，并利用这些规律优化系统结构，调节系统关系，提高物质转化和能量利用效率以及改善环境质量，实现结构合理、功能高效和关系协调的一门综合性学科. 城市生态学的形成因此，世界各国都开始重视城市的生态建设问题。

从1992年的联合国环发大会后，人居环境问题成为实现可持续发展的重要因素近代城市的发展正在摆脱过去传统的以建筑和视觉为中心的发展模式，而探索一条人与自然协调发展的道路生态城市建设应运而生新的城市对生态学提出了新的要求，而生态学也正是在这样的条件下取得了新的发展，以至于形成了一门新的分支学科城市生态学第一章 生态学基础1.1 生态学的发展古希腊哲学家亚里斯多德自然历史：描述了生物之间的竞争以及生物对环境的反应马尔萨斯研究生物繁衍与土地及粮食资源关系，1803发表了人口论达尔文1859年出版了物种起源1866年Ernst Haeckel（德国生物学家赫克尔）创始了生态学 生态学：是研究有机体及其环境相互作用的科学环境”是物理环境（温度、可利用水等）和生物环境（对有机体的、来自其他有机体的任何影响）的结合体生态学(ecology) 最早由德国动物学家E.Haeckel于1866年提出，但概念狭窄，局限于动物E.P.Odum（1971）曾提出：“生态学是研究自然界结构和功能的科学，人类也是自然界的一部分我国学者马世骏（1980）：“生态学是一门多学科的自然科学，研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及其机理。

1. 生态学的概念2.生态学的研究对象基 因细 胞器 官有机体种 群群 落生物成分+非生物成分=生态系统物质能量基因系统细胞系统器官系统有机体系统种群系统生态系统分子生态学（分子生态学（Molecular EcologyMolecular Ecology）进化生态学（进化生态学（Evolutionary EcologyEvolutionary Ecology）个体生态学（个体生态学（AutecologyAutecology、Physiological EcologyPhysiological Ecology）种群生态学（种群生态学（Population EcologyPopulation Ecology）群落生态学（群落生态学（Community EcologyCommunity Ecology，SynecologySynecology）生态系统生态学（生态系统生态学（Ecosystem EcologyEcosystem Ecology）景观生态学（景观生态学（Landscape EcologyLandscape Ecology）全球生态学（全球生态学（Global EcologyGlobal Ecology）按现代生物学组织层次划分：Levels of organization of biological systemsLevels of organization of biological systems按研究对象的分类学类群划分植物生态学（Plant Ecology）动物生态学（Animal Ecology）微生物生态学（Microbial ecology）昆虫生态学（Insectecology）人类生态学（Human Ecology）等。

按研究对象的生境类别划分淡水生态学（淡水生态学（Fresh-water EcologyFresh-water Ecology）海洋生态学（海洋生态学（Marine EcologyMarine Ecology）河口生态学（河口生态学（Estuary EcologyEstuary Ecology）湿地生态学（湿地生态学（Wetland EcologyWetland Ecology）热带生态学（热带生态学（Tropical EcologyTropical Ecology）陆地生态学（陆地生态学（Terrestrial EcologyTerrestrial Ecology）陆地生态学又可分为：陆地生态学又可分为： 森林生态学（Forest Ecology） 草地生态学（Grassland Ecology） 荒漠生态学（Desert Ecology） 冻原生态学（Tundra ecology） 按交叉学科划分数学生态学（mathematical ecology）化学生态学（chemical ecology）物理生态学（physical ecology）地理生态学（geographic ecology）生理生态学（physiological ecology）进化生态学（evolutionary ecology）行为生态学（behavioral ecology）遗传生态学（genetic ecology）经济生态学（economic ecology）等。

按应用领域划分：农业生态学（Agroecology）城市生态学（Urban Ecology）污染生态学（Pollution Ecology）渔业生态学（Fishery Ecology）放射生态学（Radio Ecology）资源生态学（Resource Ecology）1.2 生态系统(ecosystem ) 生态系统(ecosystem ) 现代生态学的研究核心 由生物要素和非生物要素组成的系统，是在一定的区域内，由全部生物和物理环境相互作用的统一体1.2 生态系统(ecosystem ) 地球上最大的生态系统生物圈(biosphere) 生物圈是指地球上存在生命的圈层，其范围在地表以上可达23km的高空，在地表以下可延伸至12km的深度，包括大气层的下层(对流层)、水圈和岩石圈的上层 生物圈中，生物之间、生物与环境之间进行着能量转移、物质循环和信息传递，构成了一个相互制约、相互依存的复杂生态系统1.2 生态系统(ecosystem ) 生态系统的结构：太阳辐射能无生命成分无机物质有机物质生产者（植物）生命成分消费者（动物）分解者（微生物）生态系统1.2 生态系统(ecosystem ) 生态系统的功能：物质生产、物质循环、能量流动和信息传递。

生态系统发展(ecosystem development) 常常被称为生态演替(ecological succession), 它是指一个群落被另一个群落,或者说一个生态系统被另一个生态系统代替的过程 1.2 生态系统(ecosystem ) 种群(population) 一定空间中同种个体的集合，也就是说它是在一定空间中、特定的时间内一起生活和繁殖的同种个体的总称 种群统计(demography)参数：种群总体数量、种群生死过程和迁徙过程，以及年龄分布与性比 种群动态(population dynamic)：包括种群的数量动态、空间动态、种群调节以及种群对环境变化的生态对策等群落(community)：在一定的自然区域内，各种生物的总和包括这个区域内的各种植物、动物和微生物，它们之间是相互影响、相互制约的1.2 生态系统(ecosystem ) 生态位(niche)：指物种在群落中在时间、空间和营养关系方面所占的地位 食物链(food chain)：指能以能量和营养物质形成的各种生物之间的联系 食物网(food web)：指一个生物群落中许多食物链彼此相互交错连接而成的复杂营养关系。

食物链(Food chain)和食物网（Food web）食物链(Food chain) ：生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食的关系在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排列的链状顺序，称为食物链 FOOD WEBFOOD WEBA few of the A few of the organisms organisms in a in a temperate temperate tall-grass tall-grass prairie and prairie and the food the food web that web that connects connects themthemAverage net primary productivity in grams of organic material per Average net primary productivity in grams of organic material per square meter per year of some terrestrial and aquatic ecosystems.square meter per year of some terrestrial and aquatic ecosystems.NET PRIMARY PRODUCTIVITYNET PRIMARY PRODUCTIVITY图. 熱力学的两个定律。

第一定律：A = B + C第二定律：C 1 ,A1 ,自治力较大自治力较大, ,系统较稳定系统较稳定. .生态系统功能正常作用范围抵抗力的量度：当一次干扰的强度和作用时间一定时，此区域的面积越大(轨迹偏离正常范围越晚和幅度越小)，生态系统的抵抗力越强生态系统总稳定性(抵抗力与恢复力)关系示意图时间功能轨迹曲线干扰生态系统功能正常作用范围干扰功能轨迹曲线恢复力的量度：当一次干扰的强度和作用时间一定时，此区域的面积越大(轨迹回复到正常范围越早)，生态系统的恢复力越强时间生态系统总稳定性(抵抗力与恢复力)关系示意图1.2 生态系统(ecosystem ) (4)稳态机制(homeostasis)：是指内部组织(internal organization)和结构的一种调节功能，即调节能量流动和物质循环的能力，调节生态系统中各种成分之间的营养关系的能力 1.2 生态系统(ecosystem )生态平衡失调与生态危机 现实中生态系统常受到外界的干扰, 但干扰造成的损坏一般都可通过负反馈机制的自我调节作用使系统得到修复, 维持其稳定与平衡不过生态系统的调节能力是有一定限度的当外界干扰压力很大, 使系统的变化超出其自我调节能力限度即生态阈限(ecological threshold)时, 系统的自我调节能力随之丧失。

此时, 系统结构遭到破坏, 功能受阻, 整个系统受到严重伤害乃至崩溃, 此即生态平衡失调1.2 生态系统(ecosystem ) 严重的生态平衡失调, 从而威胁到人类的生存时, 称为生态危机(ecological crisis)由于人类盲目的生产和生活活动而导致的局部甚至整个生物圈结构和功能的失调 生态平衡失调起初往往不易被人们觉察, 如果一旦出现生态危机就很难在短期内恢复平衡因此, 人类应该正确处理人与自然的关系, 在发展生产, 提高生活水平的同时, 注意保持生态系统结构和功能的稳定与平衡, 实现人类社会的可持续发展(sustainable development)1.3 生态学一般规律及实际意义(1)相互依存与相互制约规律 反映生物间及生物与环境间的协调关系, 主要是普遍的依存。