1 緒論 1 引言 1 學(xué)習(xí)意義 1 學(xué)習(xí)目標 2 1.1 環(huán)境生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展 2 1.1.1 環(huán)境生態(tài)學(xué)的概念2 1.1.2 環(huán)境生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生2 1.2 環(huán)境生態(tài)學(xué)的范疇 3 1.2.1 環(huán)境生態(tài)學(xué)的主要研究內(nèi)容3 1.2.2 環(huán)境生態(tài)學(xué)的研究方法5 1.3 環(huán)境生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ) 6 1.3.1 生態(tài)學(xué)6 1.3.2 環(huán)境科學(xué)7 1.4 環(huán)境生態(tài)學(xué)與其他相關(guān)學(xué)科 9 1.4.1 環(huán)境生態(tài)學(xué)與景觀生態(tài)學(xué)9 1.4.2 環(huán)境生態(tài)學(xué)與城市生態(tài)學(xué)9 1.4.3 環(huán)境生態(tài)學(xué)與恢復(fù)生態(tài)學(xué)9 1.4.4 環(huán)境生態(tài)學(xué)與保育生態(tài)學(xué)10 1.4.5 環(huán)境生態(tài)學(xué)與環(huán)境生物學(xué)10 1.4.6 環(huán)境生態(tài)學(xué)與污染生態(tài)學(xué)10 1.4.7 環(huán)境生態(tài)學(xué)與生態(tài)經(jīng)濟學(xué)10 課后復(fù)習(xí) 10 課后練習(xí) 11 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 11 參考文獻 11 2 生物與環(huán)境 12 引言 12 學(xué)習(xí)意義 12 學(xué)習(xí)目標 13 2.1 生態(tài)因子的概念和特征 13 2.1.1 生態(tài)因子的概念13 2.1.2 生態(tài)因子的分類13 2.1.3 生態(tài)因子作用的一般特征13 2.2 生物與環(huán)境關(guān)系的一般原理 14 2.2.1 利比希最小因子定律14 2.2.2 謝爾福德耐受性定律14 2.2.3 生態(tài)幅15 2.2.4 限制因子16 2.2.5 生物內(nèi)穩(wěn)態(tài)及耐受限度的調(diào)整16 2.3 生態(tài)因子的作用與生物的適應(yīng) 17 2.3.1 光因子的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)17 2.3.2 溫度因子的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)21 2.3.3 水因子的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)24 2.3.4 土壤因子的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)29 2.4 個體水平上的生態(tài)學(xué)應(yīng)用案例 33 課后復(fù)習(xí) 33 課后練習(xí) 33 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 34 參考文獻 34 3 種群結(jié)構(gòu)與動態(tài) 35 引言 35 學(xué)習(xí)意義 35 學(xué)習(xí)目標 36 3.1 種群的概念和特征 36 3.2 種群空間格局 36 3.2.1 空間分布類型36 3.2.2 集群和阿利氏規(guī)律38 3.3 種群統(tǒng)計的基本參數(shù) 39 3.3.1 種群密度39 3.3.2 出生率和死亡率39 3.3.3 種群的年齡結(jié)構(gòu)和性比39 3.4 種群生命表 40 3.4.1 簡單生命表的一般構(gòu)成40 3.4.2 動態(tài)生命表41 3.4.3 靜態(tài)生命表41 3.4.4 綜合生命表42 3.5 種群的增長模型 42 3.5.1 種群的內(nèi)稟增長率42 3.5.2 種群的指數(shù)增長模型43 3.5.3 種群的邏輯斯諦增長模型44 3.6 種群的數(shù)量變動 45 3.6.1 季節(jié)波動46 3.6.2 年際波動46 3.6.3 種群的衰落和滅亡46 3.6.4 種群的暴發(fā)46 3.6.5 生物入侵46 3.7 種群的調(diào)節(jié) 47 3.7.1 種群調(diào)節(jié)與調(diào)節(jié)因素47 3.7.2 外源性因子調(diào)節(jié)學(xué)說47 3.7.3 內(nèi)源性因子調(diào)節(jié)學(xué)說48 3.8 種群的生態(tài)對策 49 3.8.1 生活史49 3.8.2 能量分配原則49 3.8.3 繁殖策略49 3.9 擴散和遷移 51 3.9.1 主動和被動擴散51 3.9.2 遷移52 3.10 種群動態(tài)理論的生態(tài)學(xué)應(yīng)用 52 3.10.1 生態(tài)位理論52 3.10.2 生活史理論53 3.10.3 小種群動態(tài)53 3.10.4 全球氣候變化的挑戰(zhàn)53 課后復(fù)習(xí) 53 課后練習(xí) 53 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 53 參考文獻 54 4 種內(nèi)關(guān)系和種間關(guān)系 55 引言 55 學(xué)習(xí)意義 56 學(xué)習(xí)目標 56 4.1 種內(nèi)關(guān)系 56 4.1.1 種內(nèi)競爭56 4.1.2 密度效應(yīng)57 4.2 種間關(guān)系 58 4.2.1 種間競爭58 4.2.2 捕食60 4.2.3 寄生60 4.2.4 共生61 4.2.5 他感作用61 4.3 協(xié)同進化 62 4.3.1 競爭物種間的協(xié)同進化62 4.3.2 捕食者與獵物間的協(xié)同進化62 4.3.3 昆蟲與植物的協(xié)同進化62 4.3.4 食草動物與植物的協(xié)同進化62 4.3.5 寄主與寄生物的協(xié)同進化63 4.4 種群相互作用水平上的生態(tài)學(xué)應(yīng)用 63 4.4.1 種群的最大持續(xù)產(chǎn)量63 4.4.2 病蟲害防治64 課后復(fù)習(xí) 66 課后練習(xí) 66 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 66 參考文獻 66 5 群落的性質(zhì)與時空格局 引言 67 學(xué)習(xí)意義 67 學(xué)習(xí)目標 68 5.1 群落的概念和性質(zhì) 68 5.1.1 生物群落的概念68 5.1.2 生物群落的基本特征68 5.1.3 生物群落的性質(zhì)69 5.2 群落的組成與數(shù)量特征 70 5.2.1 群落的種類組成70 5.2.2 種類組成的數(shù)量特征70 5.3 群落的種間關(guān)聯(lián)和相似性 73 5.3.1 種間關(guān)聯(lián)73 5.3.2 群落相似性74 5.4 群落的結(jié)構(gòu) 75 5.4.1 群落的結(jié)構(gòu)要素75 5.4.2 群落的垂直結(jié)構(gòu)76 5.4.3 群落的水平結(jié)構(gòu)76 5.4.4 群落的時間格局77 5.4.5 群落交錯區(qū)和邊緣效應(yīng)77 5.4.6 影響群落結(jié)構(gòu)的因素77 5.5 群落的動態(tài) 80 5.5.1 演替的概念80 5.5.2 演替的類型81 5.5.3 演替的特征82 5.5.4 演替系列83 5.5.5 演替的方向85 5.5.6 演替頂極學(xué)說85 5.5.7 控制演替的主要因素86 課后復(fù)習(xí) 88 課后練習(xí) 88 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 88 參考文獻 88 6 植被的分類與排序 90 引言 90 學(xué)習(xí)意義 90 學(xué)習(xí)目標 91 6.1 植物區(qū)系統(tǒng)計 91 6.2 植被分類系統(tǒng) 92 6.2.1 植物群落分類的單位92 6.2.2 植物群落的命名93 6.2.3 法瑞學(xué)派和英美學(xué)派的群落分類簡介93 6.3 植被的排序 94 6.4 群落與植被水平上的生態(tài)學(xué)應(yīng)用案例 95 課后復(fù)習(xí) 96 課后練習(xí) 96 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 96 參考文獻 96 7 生態(tài)系統(tǒng)基本原理與功能 97 引言 97 學(xué)習(xí)意義 98 學(xué)習(xí)目標 98 7.1 生態(tài)系統(tǒng)的概念和特征 98 7.1.1 生態(tài)系統(tǒng)的概念98 7.1.2 生態(tài)系統(tǒng)的特征98 7.2 生態(tài)系統(tǒng)基本原理 99 7.2.1 生態(tài)系統(tǒng)開放性原理99 7.2.2 生態(tài)系統(tǒng)時空結(jié)構(gòu)性原理100 7.2.3 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性原理100 7.2.4 生態(tài)系統(tǒng)反饋性原理101 7.2.5 生態(tài)系統(tǒng)整體性原理101 7.3 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動 102 7.3.1 能流模式與特征102 7.3.2 生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)104 7.3.3 生態(tài)系統(tǒng)中的次級生產(chǎn)106 7.3.4 生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)分解106 7.3.5 生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動研究107 7.4 生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) 109 7.4.1 物質(zhì)循環(huán)的一般特點109 7.4.2 水循環(huán)110 7.4.3 氣體型循環(huán)111 7.4.4 沉積型循環(huán)112 7.4.5 有毒物質(zhì)循環(huán)114 7.5 生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞 115 7.5.1 物理信息115 7.5.2 化學(xué)信息115 7.5.3 行為信息115 7.5.4 營養(yǎng)信息116 7.6 生態(tài)系統(tǒng)中的物種流動 116 7.6.1 物種流動的基本概念116 7.6.2 物種流動的特點116 7.7 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù) 116 7.7.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念116 7.7.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的特點117 7.7.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評價118 7.8 生態(tài)系統(tǒng)水平上的生態(tài)學(xué)應(yīng)用案例 120 課后復(fù)習(xí) 120 課后練習(xí) 120 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 120 參考文獻 120 8 地球上的主要生態(tài)系統(tǒng)類型 121 引言 121 學(xué)習(xí)意義 121 學(xué)習(xí)目標 122 8.1 地球生態(tài)帶的分布和特征 122 8.1.1 極地/亞極地帶122 8.1.2 北方帶122 8.1.3 濕潤中緯帶122 8.1.4 干旱中緯帶123 8.1.5 冬季濕潤亞熱帶123 8.1.6 終年濕潤亞熱帶123 8.1.7 熱帶/亞熱帶干旱帶123 8.1.8 夏季濕潤熱帶123 8.1.9 終年濕潤熱帶124 8.2 海洋/海岸生態(tài)系統(tǒng) 124 8.2.1 海洋環(huán)境特征124 8.2.2 河口生態(tài)系統(tǒng)125 8.2.3 紅樹林生態(tài)系統(tǒng)126 8.2.4 灘涂濕地生態(tài)系統(tǒng)128 8.3 淡水和沼澤生態(tài)系統(tǒng) 129 8.3.1 河流生態(tài)系統(tǒng)129 8.3.2 湖泊生態(tài)系統(tǒng)129 8.3.3 沼澤生態(tài)系統(tǒng)130 8.4 陸地生態(tài)系統(tǒng) 131 8.4.1 陸地生態(tài)系統(tǒng)分布規(guī)律131 8.4.2 森林生態(tài)系統(tǒng)132 8.4.3 草地生態(tài)系統(tǒng)134 8.4.4 荒漠生態(tài)系統(tǒng)135 8.4.5 苔原生態(tài)系統(tǒng)136 8.5 人工生態(tài)系統(tǒng) 137 8.5.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)137 8.5.2 城市生態(tài)系統(tǒng)139 8.5.3 道路生態(tài)系統(tǒng)143 課后復(fù)習(xí) 145 課后練習(xí) 145 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 145 參考文獻 145 9 景觀生態(tài)學(xué)原理與應(yīng)用 146 引言 146 學(xué)習(xí)意義 146 學(xué)習(xí)目標 147 9.1 景觀生態(tài)學(xué)的研究對象和內(nèi)容 147 9.1.1 景觀結(jié)構(gòu)147 9.1.2 景觀功能148 9.1.3 景觀動態(tài)149 9.2 景觀要素與結(jié)構(gòu) 150 9.2.1 斑塊150 9.2.2 廊道150 9.2.3 基質(zhì)151 9.2.4 景觀結(jié)構(gòu)分類152 9.3 景觀格局特征 153 9.3.1 景觀格局類型153 9.3.2 景觀對比度154 9.3.3 景觀連通性和連接度154 9.3.4 景觀粒度155 9.3.5 景觀多樣性155 9.3.6 景觀異質(zhì)性156 9.4 景觀生態(tài)學(xué)的基本理論 157 9.5 景觀生態(tài)學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域 157 9.5.1 生態(tài)系統(tǒng)管理157 9.5.2 土地利用規(guī)劃158 9.5.3 景觀生態(tài)規(guī)劃159 9.5.4 自然保護區(qū)規(guī)劃161 9.6 景觀水平上的生態(tài)學(xué)應(yīng)用案例 162 課后復(fù)習(xí) 162 課后練習(xí) 162 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 162 參考文獻 162 10 生態(tài)系統(tǒng)健康與管理 163 引言 163 學(xué)習(xí)意義 163 學(xué)習(xí)目標 164 10.1 生態(tài)系統(tǒng)健康 164 10.1.1 生態(tài)系統(tǒng)健康的定義和內(nèi)涵164 10.1.2 生態(tài)系統(tǒng)健康的標準164 10.1.3 生態(tài)系統(tǒng)健康管理的原則165 10.1.4 生態(tài)系統(tǒng)健康、生態(tài)系統(tǒng)管理與生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展166 10.2 生態(tài)系統(tǒng)管理理論與方法 166 10.2.1 生態(tài)系統(tǒng)管理的概念166 10.2.2 生態(tài)系統(tǒng)管理的基本原則167 10.2.3 生態(tài)系統(tǒng)管理不同尺度的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)169 10.2.4 生態(tài)系統(tǒng)變化的度量169 10.2.5 生態(tài)系統(tǒng)評價方法170 10.3 宏觀尺度生態(tài)系統(tǒng)管理途徑 171 10.3.1 生態(tài)保護規(guī)劃171 10.3.2 生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃172 10.3.3 生態(tài)紅線制度172 10.3.4 生態(tài)補償制度173 10.3.5 生態(tài)影響評價173 10.3.6 生態(tài)功能區(qū)劃174 10.3.7 生態(tài)風(fēng)險評價174 課后復(fù)習(xí) 175 課后練習(xí) 175 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 175 參考文獻 175 11 生物多樣性與保育 176 引言 176 學(xué)習(xí)意義 176 學(xué)習(xí)目標 177 11.1 生物多樣性概述 177 11.1.1 生物多樣性的概念177 11.1.2 生物多樣性的價值和用途178 11.2 生物多樣性保護原理 179 11.2.1 保護生物學(xué)的產(chǎn)生179 11.2.2 種群和物種的保護180 11.2.3 群落和生態(tài)系統(tǒng)的保護:自然保護區(qū)的設(shè)計與管理180 11.2.4 景觀尺度上的保護與管理183 11.2.5 生物進化與生物地理學(xué)尺度上的保護184 11.3 生物多樣性監(jiān)測與評價 184 11.3.1 生物多樣性監(jiān)測184 11.3.2 生物多樣性評價185 11.4 生物多樣性保護與管理 186 11.4.1 生物多樣性保護措施186 11.4.2 生物多樣性管理187 課后復(fù)習(xí) 187 課后練習(xí) 188 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 188 參考文獻 188 12 退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù) 189 引言 189 學(xué)習(xí)意義 189 學(xué)習(xí)目標 190 12.1 干擾與退化生態(tài)系統(tǒng) 190 12.1.1 退化生態(tài)系統(tǒng)及其成因190 12.1.2 退化生態(tài)系統(tǒng)的類型和特征192 12.2 恢復(fù)生態(tài)學(xué)基本理論 194 12.2.1 生態(tài)恢復(fù)與恢復(fù)生態(tài)學(xué)194 12.2.2 恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究對象和主要內(nèi)容195 12.2.3 恢復(fù)生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)195 12.3 退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的原理與方法 197 12.3.1 生態(tài)恢復(fù)的目標、原則和機理197 12.3.2 生態(tài)恢復(fù)的技術(shù)方法和程序200 12.3.3 生態(tài)恢復(fù)的時間與評價標準201 12.4 典型退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù) 203 12.4.1 森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)203 12.4.2 草地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)204 12.4.3 湖泊生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)205 12.4.4 濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)205 12.4.5 紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)206 課后復(fù)習(xí) 206 課后練習(xí) 207 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 207 參考文獻 207 13 受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù) 208 引言 208 學(xué)習(xí)意義 209 學(xué)習(xí)目標 209 13.1 受損生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)技術(shù) 209 13.1.1 受損生態(tài)系統(tǒng)209 13.1.2 生態(tài)修復(fù)的內(nèi)涵209 13.1.3 生態(tài)修復(fù)技術(shù)210 13.2 受損水域生態(tài)系統(tǒng)修復(fù) 211 13.2.1 河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)211 13.2.2 湖泊生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)212 13.2.3 小流域生態(tài)修復(fù)213 13.2.4 地下水生態(tài)修復(fù)214 13.3 污染土壤生態(tài)系統(tǒng)修復(fù) 215 13.3.1 污染土壤生態(tài)系統(tǒng)物理修復(fù)215 13.3.2 污染土壤生態(tài)系統(tǒng)化學(xué)修復(fù)215 13.3.3 污染土壤生態(tài)系統(tǒng)生物修復(fù)216 13.4 廢棄地生態(tài)修復(fù) 217 13.4.1 礦山廢棄地217 13.4.2 采石場廢棄地219 13.4.3 城市工業(yè)廢棄地220 13.4.4 農(nóng)業(yè)棄耕地221 13.4.5 垃圾處理場廢棄地221 課后復(fù)習(xí) 222 課后練習(xí) 222 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 222 參考文獻 222 14 人工生態(tài)系統(tǒng)重建 224 引言 224 學(xué)習(xí)意義 224 學(xué)習(xí)目標 224 14.1 生態(tài)重建的概念 225 14.2 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)重建 225 14.2.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的退化225 14.2.2 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)重建227 14.3 城市生態(tài)系統(tǒng)重建 229 14.3.1 城市生態(tài)系統(tǒng)的退化229 14.3.2 城市生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)重建230 14.4 道路生態(tài)系統(tǒng)重建 231 14.4.1 道路建設(shè)對道路生態(tài)系統(tǒng)的影響232 14.4.2 道路生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)重建232 課后復(fù)習(xí) 234 課后練習(xí) 234 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 234 參考文獻 234 15 全球生態(tài)系統(tǒng)危機與治理策略 235 引言 235 學(xué)習(xí)意義 236 學(xué)習(xí)目標 236 15.1 全球變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響 236 15.1.1 全球變暖對生態(tài)系統(tǒng)的影響236 15.1.2 臭氧層破壞對生態(tài)系統(tǒng)的影響239 15.1.3 土地退化對生態(tài)系統(tǒng)的影響239 15.2 全球生態(tài)系統(tǒng)面臨新的危機 241 15.2.1 大氣氮沉降對生態(tài)系統(tǒng)的影響241 15.2.2 微塑料對生態(tài)系統(tǒng)的影響241 15.2.3 生物入侵對生態(tài)系統(tǒng)的影響243 15.2.4 生境破壞對生態(tài)系統(tǒng)的影響243 15.3 全球性生態(tài)系統(tǒng)治理策略 244 15.3.1 基于自然的解決方案244 15.3.2 山水林田湖草沙生命共同體246 課后復(fù)習(xí) 248 課后練習(xí) 248 在線習(xí)題及課后練習(xí)答案 248 參考文獻 248