第三章應用生態(tài)學基礎第一節(jié)自然資源生態(tài)學基礎第二節(jié)污染生態(tài)學基礎第三節(jié)可持續(xù)發(fā)展生態(tài)學基礎第一節(jié)自然資源生態(tài)學基礎一、農業(yè)生態(tài)學的基本原理

（一）生態(tài)學原理

生克與互補原理；循環(huán)與再生原理；平衡與互補原理生克與互補原理生態(tài)系統(tǒng)中各個要素間的相互依賴為生，相互制約為克，構成一個有機整體即為生克；互補是相互補充，使系統(tǒng)的組成部分及數量趨于合理，優(yōu)化，更加完善。循環(huán)與再生原理“四位一體”模式農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)有一個明顯區(qū)別生物組分多數具有人類循化成高產、優(yōu)質的特點，現(xiàn)代農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中優(yōu)勢種的可食部分或可用部分進一步提高。大量農、林、牧、副、漁產品作為商品輸出，導致很多養(yǎng)分物質脫離系統(tǒng)，這與可持續(xù)發(fā)展的觀點相悖。而生態(tài)農業(yè)則強調盡可能減少外部投入，通過選擇歸還率較高的作物，以及增施有機肥、合理輪作、立體種植等方式，建立良性物質循環(huán)體系，尤其注重再生利用，變廢為寶，化害為利。物質循環(huán)再生原理用于生態(tài)農業(yè)從經濟角度

看，節(jié)約了原料、時間、空間；從環(huán)保觀點看，減少了污染物。如：大豆、油菜、芝麻就地榨油后，油餅還田，降低了運輸成本，減少了化肥使用量。再如利用秸稈、人畜糞便經生物發(fā)酵生成沼氣，作為生活燃料，促進秸稈還田，參與生態(tài)農業(yè)的物質循環(huán)再生。平衡與互補原理桑基魚塘是根據人類需要建立新的生態(tài)平衡。因為物質循環(huán)是指在生態(tài)系統(tǒng)或一個相對密閉的環(huán)境中而言。珠江三角洲“桑基魚塘”模式（二）生態(tài)經濟學原理

生態(tài)經濟結構合理性原理；農業(yè)系統(tǒng)的功能原理；農業(yè)系統(tǒng)的綜合效益原理生態(tài)經濟結構合理性原理結構的是否合理取決于人類能否遵循生態(tài)學原理和經濟規(guī)律去合理調整組合生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)的各要素間的相互關系。

生態(tài)經濟規(guī)律+系統(tǒng)工程方法+優(yōu)化組合二、草地生態(tài)學基礎

1、草地環(huán)境的研究2、草地生態(tài)系統(tǒng)能量流動的研究3、草地生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的研究4、草地生態(tài)系統(tǒng)管理研究5、草地生態(tài)工程及優(yōu)化生產體系的建立鹽漬化棄耕地芨芨草地毛烏素沙化草地恢復重建的“三圈”優(yōu)化生態(tài)-生產范式

案例分析：背景優(yōu)化生態(tài)-生產范式

荒漠化防治遵循的生態(tài)學原理及對策

我國沙塵暴主要起源于北方，綠洲與沙漠交錯帶植被退化、草地開墾及草地過度放牧為沙塵天氣的產生提供了豐富的物質來源。因而有效治理北方沙塵源區(qū)的土地荒漠化就成為防止沙塵天氣的關鍵。導致土地荒漠化的因素包括過度放牧、草地開墾等因素。內蒙古自治區(qū)1947、1965年放牧密度分別為0.24、1.03只綿羊單位/公頃。目前全區(qū)平均放牧密度為1.32只牲畜/公頃，如換算成羊單位則更高。毛烏素沙地草地的合理載畜量僅為0.8-1.2只綿羊單位/公頃加上草地嚴重沙化，理論載畜量大幅度降低，超載放牧的程度十分嚴重。背景我國北方絕大部分荒漠化地區(qū)年均降雨少于400mm，天然植被應為典型草原、荒漠化草原、草原化荒漠、荒漠乃至戈壁。因此，植被恢復必須以地帶性植被為主，否則將事倍功半，得不償失。黃土高原以喬木為主的水土流失治理區(qū)，“遠看綠油油，近看黃水流”，表明盡管有樹木覆蓋，但由于地表缺乏草本植物的有效保護，強降雨仍然造成很大的地表徑流，水土流失不能得到有效控制。背景楊樹很高的耗水導致下層草本與灌木難以生長，地表裸露，大風來臨時沙塵飛揚。背景毛烏素沙地當地天然半灌木油蒿群落為主的恢復植被則能有效地抑制沙土的吹揚。背景毛烏素沙化草地嚴重退化的油蒿群落圍封后15年左右恢復為地帶性的本氏針茅群落。對于我國北方年均降水少于400mm的廣大退化草地，植被恢復的基本思路應是“以草為主，輔以灌木，慎用喬木。”

毛烏素沙地位于暖溫帶半干旱區(qū)，面積約4萬km2年降水由東部的300-400mm降低至西部的200-250mm年均溫為5-10℃

背景：毛烏素沙地固定沙地:7.2%半固定沙地:21.4%流動沙地:44.5%背景：毛烏素沙地使用草方格、粘土等覆蓋沙丘

飛播背景：毛烏素沙地圍封過牧草地合理輪牧

建立人工飼料基地

背景：毛烏素沙地復合農林業(yè)農田防護林體系

地膜覆蓋

鹽堿化草地治理

背景：毛烏素沙地節(jié)水灌溉引洪灌溉收集地表徑流

背景：毛烏素沙地經過近40多年的治理，毛烏素沙地的荒漠化形勢仍很嚴峻。成功的關鍵是如何以最小面積的土地高質量的養(yǎng)育最大量的人口，從而使人類在最小面積的土地上即可維持高質量的生活，使大量的土地得以解放出來，在自然或少量輔以人為干預的情況下使大量荒漠化土地得以恢復。

問題與思路毛烏素沙地荒漠化土地綜合治理的“三圈”模式實際模式

通過第一、二圈生產力的大幅度提高，降低人類活動對第三圈的影響，使其在適當人為促進下盡快恢復理論模式

生物多樣性水分平衡沙丘半固定景觀決定原則毛烏素沙地荒漠化土地綜合治理的“三圈”模式1.生態(tài)保護為主，工程治理為輔荒漠化土地的治理必須以有效保護現(xiàn)有未退化土地為前提。鄂爾多斯高原從“風吹草低見牛羊”的大草原變成風沙漫天的沙化土地。經過近40年的治理，鄂爾多斯高原依然風沙肆虐，保護與治理的關系可見一斑。

荒漠化防治應遵循的生態(tài)學原理及應采取的對策

2.充分考慮植被分布的地帶性和恢復植被的漸近配置植被恢復時一定要充分重視植被分布的自然規(guī)律，如果單從生態(tài)效益來考慮一定注意恢復原生植被，同時應注意植被恢復的階段性。總的原則在此區(qū)域內的植被恢復應堅持“以草為主，輔以灌木，慎用喬木”的原則，正確認識植被恢復的地帶性與隱域性規(guī)律。3.在不同的荒漠化區(qū)域采取不同的恢復植被密度過大的植被密度，導致地下水過快消耗，在植被重建初期還能較好生長，幾十年以后由于水分缺乏植被開始衰退，甚至大面積枯死。正確處理荒漠化防治與合理的植被密度是成敗的關鍵，而不是植被密度越大越好。荒漠化防治應遵循的生態(tài)學原理及應采取的對策

4.注意多物種合理配置，增強恢復植被的穩(wěn)定性由于種種原因卻盲目追求造林，追求快速生長，致使植被品種單一，一是不能在不同時期形成有效的防護，二是生物多樣性低下，生態(tài)系統(tǒng)極不穩(wěn)定。生態(tài)建設中的“北方楊家將，南方馬尾松”現(xiàn)象，應該是造成生態(tài)環(huán)境建設成效偏低的重要原因之一，必須引起足夠重視，充分理解單打一與多樣性的辯證關系。5.合理配置速生種與鄉(xiāng)土種，增強恢復植被的可持續(xù)性目前我國荒漠化防治中的短期效應很明顯，忽視長遠發(fā)展，從而易在各種環(huán)境建設工程中采用見效快、生長迅速的物種，但后果之一就是物種單一，或過分強調造林的作用，而忽視植被分布的地帶性規(guī)律。要很好協(xié)調長與短的關系，充分結合鄉(xiāng)土物種與速生物種的優(yōu)點，兼顧眼前及長期效益。荒漠化防治應遵循的生態(tài)學原理及應采取的對策

6.扶持技術與產業(yè)創(chuàng)新，培育荒漠化防治產業(yè)體系充分利用現(xiàn)有高新技術，結合地方資源特色，加速培育荒漠化防治產業(yè)體系。利用滴灌、噴灌等節(jié)水灌溉措施、注重保水材料開發(fā)，重視干旱區(qū)資源的科學開發(fā)利用，如旅游資源、植被資源、土地資源、水資源和氣候資源(太陽能和風能)等。7.研究、示范、教育建立具有國際水平的荒漠化長期研究基地及試驗示范推廣基地，建立相應的研究激勵政策。

土地荒漠化是一個非常復雜的過程，涉及到多個學科，需要加強各學科間的協(xié)作，共同開展研究，建立國際水平的研究基地，給后來者留下可以長期使用的顯示度較高的試驗基地與設施。荒漠化地區(qū)往往遠離高新技術。因此，在執(zhí)行國家行動方案時，必須進行強有力的示范與技術推廣工作。使荒漠化防治的研究工作更多地與實際示范緊密結合，更多的研究成果直接報務于生產需求，國家應制定相應的激勵政策，鼓勵研究人員致力于對荒漠化研究的長期投入。荒漠化防治應遵循的生態(tài)學原理及應采取的對策

8.采取群防群治的治理思路，做好自上而下與自下而上防治的協(xié)調配合我國的荒漠化防治工作基本上是自上而下的方式。其優(yōu)點是可以集中全社會的力量在重點區(qū)域加強防治，缺點則主要是荒漠化防治工程可能與地方社會經濟發(fā)展相脫節(jié)。建議我國逐步建立自下而上的協(xié)調機制，也即鼓勵農牧民小規(guī)模的荒漠化防治，逐漸發(fā)展為一定數量農牧民參加的農牧民組織，到一定規(guī)模后也可得到國家的資助和指導。實踐證明自上而下的高效組織與自下而上的自覺行為相結合應該是荒漠化防治的有效方式。荒漠化防治應遵循的生態(tài)學原理及應采取的對策

案例結束三、森林生態(tài)學基礎1、森林生態(tài)系統(tǒng)的組成部分2、生物組分與環(huán)境之間的定量關系3、森林生態(tài)系統(tǒng)能量流動的研究4、森林生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的研究5、森林生態(tài)系統(tǒng)管理研究

低產田的退耕還林模式下林-糧-經種植模式林帶南瓜林帶南瓜（1+8+1）m配置森林生態(tài)系統(tǒng)能量流動森林生態(tài)系統(tǒng)的能流分析1962年，英國學者研究了一個人工松林(樹種是蘇格蘭松)從栽培后的第17～35年這18a間的能流情況(圖9—6)。這個森林所固定的能量有相當大的部分是沿著碎屑食物鏈流動的，表現(xiàn)為枯枝落葉和倒木被分解者所分解(占凈初級生產量的38％)；還有一部分是砍伐后以木材的形式移出了松林(占凈初級生產量的24％)；而沿著捕食食物鏈流動的能量微乎其微。可見，動物在森林生態(tài)系統(tǒng)能流過程中所起的作用是很小的。砍伐的木材占凈生產量的70％，另占30％凈生產量的樹根實際上沒有被利用，而是又還給了森林。四、濕地生態(tài)學基礎1、濕地生態(tài)系統(tǒng)的組分要素研究2、濕地生態(tài)系統(tǒng)組分要素的相互作用研究3、濕地生態(tài)系統(tǒng)能量流動的研究4、濕地生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的研究5、濕地生態(tài)系統(tǒng)管理研究五、海洋生態(tài)學基礎1、海洋生態(tài)系統(tǒng)的生物成分研究2、生物組分與環(huán)境的相互作用研究3、海洋生態(tài)系統(tǒng)能量流動的研究4、海洋生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)的研究5、海洋生態(tài)系統(tǒng)管理研究一、概念污染生態(tài)學：研究生物與受污染的環(huán)境之間相互作用的機理和規(guī)律的學科，它是環(huán)境生態(tài)學的一個分支。第二節(jié)污染生態(tài)學基礎二、污染生態(tài)學的主要內容

1、污染物在生物體內的積累、富集、放大、協(xié)同和拮抗等作用，以及污染物在生態(tài)系統(tǒng)中遷移、轉化、積累及其規(guī)律；2、污染物對生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的影響；3、環(huán)境污染物的生物凈化4、受污染環(huán)境質量的生物監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測和生物學評價。三、污染效應的發(fā)生機制1、物理機制2、化學機制3、生物學機制4、綜合機制四、生態(tài)系統(tǒng)的污染效應

1、農田重金屬；農藥2、草地3、森林4、淡水/濕地汞循環(huán)(mercurycycle)火山活動化石燃燒

降水揮發(fā)揮發(fā)沉積物農田風化和淋溶作用農藥噴灑徑流(CH3)2HgHg2＋CH3Hg魚水生植物水鳥工廠汞的廢物捕魚由河水帶走(中性pH)(酸性pH)第三節(jié)可持續(xù)發(fā)展生態(tài)學基礎可持續(xù)發(fā)展生態(tài)學的基本規(guī)律可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的評價可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)劃可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的建設一、可持續(xù)發(fā)展生態(tài)學的基本規(guī)律相互依存與相互制約物質循環(huán)與再生物質輸入與輸出動態(tài)平衡協(xié)同進化最大閾值規(guī)律生態(tài)承載力生態(tài)系統(tǒng)對所承載對象的支持能力。二、可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的評價三、可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)劃生態(tài)規(guī)劃指運用生態(tài)學原理，綜合地、長遠地評價、規(guī)劃和協(xié)調人與自然資源開發(fā)、利用和轉化的關系，提高生態(tài)經濟效率，促進社會經濟可持續(xù)發(fā)展的一種區(qū)域發(fā)展規(guī)劃方法。（以人為本，以資源環(huán)境承載力為前提）三、可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)劃生態(tài)要素的調查與評價環(huán)境容量和生態(tài)適宜度分析評價指標體系的建立