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阜阳师范学院生命科学学院 生态学 第六章 应用生态学 第五节 生态系统管理 自动调控与稳态机制 生态平衡与人工调控 生态系统健康与管理 5.1 自动调控与稳态机制 生态系统的自动调控： 自然生态系统是一个自动调控系统，系统各组分在结构和功能上的配合是在长期进化过程中逐步完善起来的。 调控途径： 程序调控（群落演替）、随动调控、最优调控（顶级群落）、稳态调控 环境污染（environmental pollution）： 是指排放到环境中的废弃物数量超过了环境的自净能力，使环境质量降低，危害人体健康和生物生命活动或破坏生态平衡的现象。 3.1 环境污染及其生态过程 大气污染 土壤污 染水污染 污染生态学（pollution ecology）： 研究生物与被污染的环境之间相互作用规律的科学。 环境生物学（environmental biology）： 研究异常环境与生物之间的相互关系，包括污染及环境因子的过量或不足。 3.1.1 污染生态学与环境生物学 鬼城—切尔诺贝利：1986.4.26 3.1.2 污染物的迁移与转化 污染物的迁移： 污染物在环境中空间位置的移动及其引起的富集、分散和消失的过程。 迁移方式： 机械迁移：水、风、重力； 物理—化学迁移：无机物，溶解沉淀、氧化还原、水解、络合螯合、吸附解吸；有机物，还包括化学分解、光化学分解、生物化学分解； 生物迁移：吸收、代谢、生长、死亡等过程。 污染物的转化： 污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变成另一种物质的过程。 大气：光化学氧化、催化氧化为主； 水体：氧化还原、络合、水解、生物降解； 土壤：存在固液气三相，比较复杂；微生物起到重要作用； 生物：生物的吸收和代谢，富集、残留。 3.1.2 污染物的迁移与转化 3.2 污染生态效应及其评价 污染生态效应： 是指生态系统中由污染物引起的组分、结构和功能的响应。 生态响应： 抗性个体比例增加，遗传结构发生变化，经过不断积累，提高种群对污染的适应水平，并产生进化分化。 响应取决于作用强度和生物自身的特点 环境污染的短期效应： 污染物对生物的毒害作用：生理、生化过程受阻，生长发育停滞、死亡。 环境污染的长期效应： 遗传多样性丧失、物种多样性丧失、生态系统结构简单化。 3.2 污染生态效应及其评价 3.2 污染生态效应及其评价 污染生态效应的评价： 评价方法： 指示生物法 生物指数法 种类多样性指数 综合评价法 评价内容： 污染物的毒害效应 遗传多样性的丧失 物种多样性的丧失 生态系统结构变化 污染生态诊断： 按照特定的程序和有效的方法，对一定区域内生态系统的质量进行说明、评价和预测的过程。 生物监测： 利用不同层次的生命系统对环境中污染物的反应，来判断环境污染状况，从生物学角度监测和评价环境质量。 3.3 污染生态诊断与监测 污染的生物监测： 大气污染生物监测： 主要利用植物监测大气中有害物质的成分和含量； 水体污染生物监测： 一般利用生物群落的变化来推测水质污染的程度； 土壤污染生物监测： 目前较多地进行土壤重金属污染的监测。 3.3 污染生态诊断与监测 紫花苜蓿 唐菖蒲 翠菊 地衣 金钱草 女贞 苔藓 郁金香 鸡冠花 SO2 氟化物 Cl2 3.4 生态系统污染控制 生态系统对环境污染的净化： 大气的净化功能： 物理、化学过程，降低或消除浓度和毒性； 水体的净化功能： 水体的自净，物理、化学、生物过程； 土壤的净化功能： 物理、化学、物理化学、生物过程； 生物的净化功能： 植物、动物、微生物的活动。 废弃物的生物处理： 活性污泥法（曝气法）： 利用含有好氧微生物的活性污泥净化 污水（生活 污水、工业 废水）。 生物膜法： 与活性污泥的原 理类似，微生物在载体上形成生物膜。处理工业废水。 3.4 生态系统污染控制 厌氧消化（发酵）法： 处理高浓度的有机废水（农业和生活废弃物），将有机物转化为甲烷。 3.4 生态系统污染控制 武汉市三金潭污水处理厂卵形污泥厌氧消化池 稳定塘（氧化塘、生物塘）法： 藻菌共生系统，同时进行有机物的好氧分解、厌氧分解和光合作用。 3.4 生态系统污染控制 生物多样性价值 生物多样性研究 全球生物多样性及其保护 中国生物多样性及其保护 第四节 生物多样性保育 4.1 生物多样性的价值 生物多样性的层次： 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。 直接使用价值： 为人类提供食物、纤维、药物、燃料等； 间接使用价值： 调节功能、潜在价值—净化环境、水土保持、旅游休闲、遗传资源等。 相关概念和理论： —种群生存力分析与最小可存活种群； —灭绝率与生境片段化的关系； —岛屿生物地理学理论； —保护区设计中的形状与大小。 主要