《生态学和环境科学复习》课件

生态学和环境科学复习探索生物与环境之间复杂关系的学科目录第一部分生态学基础第二部分环境科学概述第三部分生态系统第四部分环境污染与保护第五部分第一部分生态学基础生态学定义研究生物与环境关系研究对象个体、种群、群落、生态系统核心概念生态学的定义概念创始人研究生物与环境相互关系的科学德国生物学家恩斯特·海克尔提出时间生态学的研究对象生态系统生态学1整体功能与结构群落生态学2不同物种共存关系种群生态学3同种生物种群动态个体生态学4生态因子非生物因子生物因子•光照条件•同种生物竞争•温度变化•异种生物捕食关系•水分可用性•共生互利关系•土壤性质•气候要素生态位概念定义1物种在生态系统中的功能地位基础生态位2物种理论上能够占据的位置3实现生态位物种实际占据的功能位置竞争排斥原理种群定义数量和密度分布模式同种生物个体的集合单位面积个体数量均匀、随机、聚集分布年龄结构不同年龄段比例构成种群动态出生率死亡率单位时间新个体产生比例单位时间个体死亡比例12迁出率43迁入率种群个体离开区域比例外部个体加入种群比例种群增长模型指数增长模型逻辑斯蒂增长模型实际种群波动无环境限制条件下增长受环境容纳量限制增长受多因素影响的动态变化群落定义特征1一定空间内不同种群集合物种组成2构成群落的物种类型和数量多样性3物种丰富度和均匀度结构特点4水平分层和垂直分层格局群落演替原生演替次生演替顶极群落裸地上全新群落发展已有群落被破坏后重建演替终点的稳定群落第二部分环境科学概述基础概念环境要素环境问题环境科学的定义和范围自然环境与社会环境主要问题类型与特点环境管理管理方法与法规体系环境科学的定义1综合性结合多学科知识2应用性解决实际环境问题3交叉性自然科学与社会科学交叉4系统性整体系统分析方法研究人类与环境关系的综合性科学环境的概念狭义环境广义环境•大气•自然环境•水体•社会环境•土壤•经济环境•生物群落•文化环境•自然资源•政治环境环境问题的特点累积性滞后性1问题逐渐积累影响延迟显现2复杂性广泛性43成因和影响复杂影响范围广泛主要环境问题大气污染水污染土壤污染123雾霾、温室气体、臭氧耗竭工业废水、生活污水、农业径流重金属、农药残留、有机污染物固体废物污染噪声污染45生活垃圾、工业废物、塑料污染交通噪声、工业噪声、生活噪声环境管理环境法规环境标准法律法规制度体系质量标准和排放限值环境影响评价环境监测开发活动环境影响预测污染物监测与评估第三部分生态系统服务功能系统类型生态系统服务价值系统功能主要生态系统分类基本概念能量流动与物质循环定义和组成部分生态系统的定义生物群落与其环境构成的功能单位生物群落非生物环境功能完整相互作用的生物集合支持生命的物理环境能维持自身运转的单位生态系统的组成非生物环境生产者消费者分解者阳光、水、土壤、空气绿色植物、藻类、光合细菌草食动物、肉食动物细菌、真菌、分解有机物生态系统的功能能量流动1单向流动从生产者到分解者物质循环2水、碳、氮等元素循环利用信息传递3基因、种群信号等传递自我调节4生态平衡维持机制能量流动食物链1线性能量传递序列食物网2复杂交织的食物链网络生态金字塔3能量、数量和生物量递减生态系统能量流动遵循热力学定律，每一营养级能量传递效率约为10%物质循环水循环碳循环氮循环磷循环蒸发、凝结、降水循环流动光合作用和呼吸作用循环固氮、硝化、反硝化过程岩石风化释放和沉积过程生态系统类型生态系统服务供给服务调节服务支持服务文化服务食物、淡水、木材、燃料提供气候调节、水净化、授粉服务土壤形成、养分循环、初级生审美、精神、教育、娱乐价值产生态系统脆弱性定义1生态系统受干扰后难以恢复的程度评估方法2敏感性指标、恢复力分析3影响因素生物多样性、功能冗余、连通性脆弱区域4珊瑚礁、高山、极地、湿地生态系统恢复评估阶段损害程度和恢复潜力评估规划阶段制定合理恢复目标和方案实施阶段采取积极干预措施监测阶段长期跟踪恢复效果第四部分环境污染与保护污染类型防治技术生态保护大气、水、土壤、噪声等多种污染源头控制和末端治理技术生物多样性保护与生态修复大气污染主要污染物来源影响颗粒物燃煤、工业排放呼吸系统疾病二氧化硫煤炭燃烧酸雨、呼吸疾病氮氧化物汽车尾气、燃烧光化学烟雾碳氧化物化石燃料燃烧温室效应、缺氧大气污染防治末端治理1烟气脱硫脱硝除尘过程控制2清洁生产工艺改进源头控制3能源结构调整减排水污染主要污染物来源影响•有机物•工业废水•水体富营养化•病原体•生活污水•生物多样性降低•重金属•农业径流•饮用水安全风险•农药化肥•矿区排水•水生态系统破坏•热污染•油污泄漏水污染防治物理处理筛滤、沉淀、过滤分离工艺化学处理混凝、氧化、还原、吸附处理生物处理活性污泥、生物膜处理工艺生态处理人工湿地、生态浮岛净化土壤污染重金属农药残留石油污染汞、铅、镉、砷等有毒有机氯、有机磷农药积油田开采和运输泄漏元素累塑料污染微塑料在土壤中累积土壤污染防治物理修复化学修复1换土、热处理、电动修复稳定化、氧化还原、淋洗修复2联合修复生物修复43多种技术组合应用植物修复、微生物降解修复固体废物污染固体废物管理减量化源头减少废物产生量资源化废物回收利用创造价值无害化处理处置降低环境风险噪声污染定义不需要或有害的声音主要来源交通、工业、建筑、社会生活健康影响听力损伤、睡眠障碍、心血管疾病控制措施源头控制、传播途径阻断、接受者保护生物多样性生态系统多样性1不同生态系统类型物种多样性2不同物种丰富度遗传多样性3种内基因变异1价值2威胁因素生态平衡稳定、资源利用、科研医药价值栖息地破坏、过度开发、污染、外来物种入侵生物多样性保护就地保护迁地保护法律保护•自然保护区•植物园•濒危物种名录•国家公园•动物园•贸易管制•生态保护区•水族馆•行为规范•野生动植物栖息地•种质资源库•国际公约•基因库气候变化定义1长期气候系统变化主要原因2温室气体排放增加主要影响3升温、海平面上升、极端天气应对策略4减缓排放、适应变化臭氧层破坏机理影响保护措施氟氯烃类破坏臭氧分子紫外线辐射增强、生态系统伤害淘汰氟氯烃、开发替代品酸雨形成机制硫氧化物和氮氧化物转化为酸环境影响水体酸化、森林死亡、建筑腐蚀防治措施减少排放、使用低硫燃料环境监测监测规划样品采集1确定监测目标和方案科学采样保证代表性2评价报告数据分析43数据整理评价成果应用实验分析获取准确数据环境影响评价筛选阶段1确定是否需要评价范围确定2明确评价内容和深度环境现状调查3获取本底环境数据影响预测4预测分析环境影响公众参与5征求公众意见建议报告编制6形成环评报告文件清洁生产定义原则方法效益全过程污染预防生产模式预防为主、全程控制、持续改工艺改进、原料替代、设备更环境效益与经济效益双赢进新第五部分可持续发展核心理念实践模式发展目标123环境保护与经济发展协调可持续消费模式与生产方式全球可持续发展共同愿景可持续发展的定义既满足当代人需求，又不损害后代人满足其需求能力的发展提出时间提出机构著名报告1987年联合国环境与发展委员《我们共同的未来》会可持续发展的三个支柱社会可持续性2公平正义社会保障经济可持续性1稳定持久经济增长环境可持续性保护生态环境容量3可持续发展目标（）SDGs消除贫困优质教育气候行动全球目标各地各种形式贫困公平包容优质教育应对气候变化影响17个目标169个具体目标生态文明定义1人与自然和谐相处的文明形态核心内涵2尊重自然、顺应自然、保护自然3建设途径制度创新、技术创新、生活方式转变4评价指标资源消耗、环境影响、生态效益循环经济再利用2延长产品使用寿命减量化1减少资源能源消耗再循环废物资源化再生利用3循环经济是一种物质闭环流动的经济发展模式，强调资源的高效利用和循环使用，最大限度减少废物排放低碳经济定义以低能耗低污染低排放为基础的经济模式主要特征低碳排放、高能效、可持续发展路径节能减排、能源结构调整、碳汇增加实施工具碳税、碳交易、技术创新绿色消费理性消费1适度适量避免浪费环保消费2选择环保产品节约消费3节能节水降低资源消耗生态足迹环境伦理人类中心主义生物中心主义生态中心主义自然为人类服务所有生命均有内在价值生态系统整体价值实践意义伦理责任12指导环保行为价值准则对自然和后代人的责任环境教育目标内容方法培养环境意识和能力环境知识、技能和态度体验式、参与式、问题导向重要性行为改变和可持续发展基础国际环境公约《生物多样性公约》《气候变化框架公约》《京都议定书》123保护生物多样性国际法律框架稳定温室气体浓度的全球合作减少温室气体排放具体目标《斯德哥尔摩公约》《巴黎协定》45控制持久性有机污染物应对气候变化的新国际协议中国的环境保护法律体系行政体系主要政策•环境保护法•生态环境部•蓝天保卫战•水污染防治法•省市环保部门•水污染防治行动计划•大气污染防治法•监测监察机构•土壤污染防治行动计划•固体废物污染防治法•评价认证机构•碳达峰碳中和目标总结与展望学科发展趋势技术创新促进生态环境研究深化面临挑战气候变化与生物多样性丧失加剧发展机遇绿色低碳转型推动生态文明建设未来方向跨学科融合创新解决复杂环境问题。