环境生态学(第二版)共14章,包括绪论、生物与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、全球生态学、生态系统服务功能、生物多样性与生物安全、干扰生态学和恢复生态学、污染生态系统修复、生态监测与生态风险评价、生态系统管理、可持续发展与生态文明建设等内容。前7章是理论生态学部分,从生物个体、种群、群落、生态系统、景观等层次介绍生态学的基本规律与理论;后7章是应用生态学部分,较详细地论述了生态学基本规律与理论在干扰、退化环境的恢复,生态系统的自然服务功能、价值评估及生态补偿,生态系统管理,生态风险评价以及可持续发展与生态文明建设中的应用。
本书可作为高等院校环境科学、环境工程专业的教材,也可供环境保护等专业的科技人员参考。
环境生态学是生态学和环境科学之间的交叉学科,是生态学的重要应用学科之一。环境生态学是研究在人为干扰下,生态系统内在的变化机理、规律和对人类的反效应,寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学,即运用生态学理论,阐明人与环境间的相互作用及解决环境问题的生态途径。因此,环境生态学不同于以研究生物与其生存环境之间相互关系为主的经典生态学,也不同于只研究污染物在生态系统中的行为规律和危害的污染生态学和研究社会生态系统结构、功能、演化机制以及人的个体和组织与周围自然、社会环境相互作用的社会生态学,它是解决环境污染和生态破坏这两类环境问题的学科。
国内外以环境生态学为名的专著和教科书并不多,作为有明确研究领域和学科任务的分支学科,环境生态学的地位已得到越来越多学者的认可。但自2001年至今,全国公开出版的环境生态学教材或专著的数量与我国环境学科的教学与科研的高速发展是不相匹配的。为此,在华中科技大学出版社的组织下,来自华中农业大学、西北大学等多所大学的教师共同编写了这本《环境生态学》,希望能对学科发展和环境类本科教育尽绵薄之力。在此也对同行的支持和帮助表示真挚的感谢。
全书共14章。第1章介绍环境问题的产生、环境生态学的发展以及环境生态学与相邻学科的关系;第2章在个体水平上介绍生物个体与环境之间的相互作用;第3章在种群层次上介绍种群的动态及相互关系;第4章介绍生物群落的组成、结构以及演替规律;第5章介绍生态系统的组成与结构、物质生产、能量流动、物质循环、信息传递、生态系统平衡及自我调节,以及全球重要的生态系统概况;第6章在景观层次上介绍景观生态学的基本原理、景观生态过程以及研究方法;第7章在全球层次上介绍全球变化对生态系统的组成、结构的影响,以及生态系统对全球变化的响应;第8章介绍生态系统的服务功能、价值评估及生态补偿;第9章介绍生物多样性与生物安全;第10章介绍生态学理论在干扰与退化环境中的应用;第11章介绍污染生态系统修复;第12章介绍生态监测与生态风险评价;第13章结合我国不同生态系统介绍生态管理的内容与途径;第14章介绍生态学理论在可持续发展与生态文明建设中的应用。
本书由胡荣桂、刘康主编。参加本书编写工作的有:华中农业大学胡荣桂、林杉,西北大学刘康、王俊,仲恺农业工程学院雷泽湘,中南林业科技大学李科林,广东工业大学杜青平,青岛理工大学李捷,北京建筑大学马文林,郑州轻工业大学牛晓霞,聊城大学翟胜,河南大学郭瑞超。全书由胡荣桂统稿,胡荣桂、刘康对书中部分内容作了修改。第1版作者付出了大量的劳动,打下了良好的基础,在此表示衷心的感谢!
在本书出版之际,我们向书中所引用的文献资料的作者表示衷心的感谢。
由于编者水平和编写经验有限,书中难免存在不足之处,恳请有关专家、老师、学生与科学工作者提出宝贵意见,以便再版修订,使臻完善。
第1章绪论(1)
1.1环境问题的产生(1)
1.1.1环境与环境问题(1)
1.1.2环境问题的产生(1)
1.1.3全球性环境问题及危害(2)
1.2环境生态学的产生及发展趋势(4)
1.2.1环境生态学的定义(4)
1.2.2环境生态学的产生(5)
1.2.3环境生态学的研究内容及其发展趋势(6)
1.3环境生态学的相关学科(9)
1.3.1生态学(9)
1.3.2环境科学(10)
1.3.3其他相关学科(11)
思考与练习题(12)
第2章生物与环境(13)
2.1生命的起源与地球环境的演变(13)
2.1.1生命的起源与早期地球环境的演变(13)
2.1.2地球上的生物(18)
2.1.3地球的自我调节理论Gaia理论(20)
2.2环境的概念及其类型(24)
2.2.1环境的概念(24)
2.2.2环境的类型(24)
2.3环境因子与生态因子(27)
2.3.1环境因子(27)
2.3.2生态因子(27)
2.3.3生态因子的类型(28)
2.4生物与环境关系的基本规律(29)
2.4.1生态因子作用的一般特征(29)
2.4.2生物对生态因子的耐受限度(30)
2.4.3生命系统的稳态特性(31)
2.4.4生物对环境的适应(35)
2.5生态因子的作用及生物的适应(38)
2.5.1光的生态作用与生物的适应(38)
2.3.2温度的生态作用与生物的适应(40)
2.3.3水的生态作用与生物的适应(41)
2.3.4土壤因子的生态作用与生物的适应(42)
2.3.5风对生物的影响(44)
思考与练习题(47)
第3章种群生态学(48)
3.1种群的概念和基本特征(48)
3.1.1种群的概念(48)
3.1.2种群的基本特征(48)
3.2种群的动态(49)
3.2.1种群的密度和分布(49)
3.2.2种群的统计特征(51)
3.2.3种群的增长(53)
3.2.4自然种群的数量变动(58)
3.3种群的调节(60)
3.3.1种群调节因素(60)
3.3.2种群调节理论(61)
3.4种群的生态对策(62)
3.4.1能量分配原则(62)
3.4.2繁殖策略(62)
3.5种群关系(63)
3.5.1种内关系(63)
3.5.2种间关系(65)
思考与练习题(68)
第4章群落生态学(70)
4.1生物群落的概念和基本特征(70)
4.1.1生物群落的概念及其研究内容(70)
4.1.2群落的基本特征(71)
4.2群落的组成(72)
4.2.1群落组成的性质分析(72)
4.2.2群落组成的数量特征(74)
4.2.3种间关联(76)
4.3群落的结构(77)
4.3.1群落的结构要素(77)
4.3.2群落的垂直结构(81)
4.3.3群落的水平格局(83)
4.3.4群落的时间格局(84)
4.3.5群落的交错区和边缘效应(84)
4.3.6影响群落组成和结构的因素(86)
4.4群落的演替(88)
4.4.1群落演替的概念(88)
4.4.2群落的形成及发育(88)
4.4.3群落演替的类型(90)
4.4.4群落演替的理论(93)
4.4.5有机体论和个体论的两种演替观(95)
思考与练习题(96)
第5章生态系统生态学(97)
5.1生态系统的概念及基本特征(97)
5.1.1生态系统的概念(97)
5.1.2生态系统概念的发展(97)
5.1.3生态系统的基本特征(98)
5.2生态系统的组成与结构(100)
5.2.1生态系统的组分(100)
5.2.2生态系统的结构(101)
5.3生态系统的物质生产(105)
5.3.1初级生产(105)
5.3.2次级生产(110)
5.4生态系统的能量流动(112)
5.4.1生态系统能量传递的热力学定律(112)
5.4.2能量在生态系统中的流动(113)
5.4.3能量在生态系统中流动的特点(114)
5.4.4生态系统中的物质分解与能量循环(115)
5.5生态系统的物质循环(117)
5.5.1物质循环的概念及特点(117)
5.5.2水循环(119)
5.5.3碳循环(121)
5.5.4氮循环(123)
5.5.5磷循环(125)
5.5.6硫循环(125)
5.5.7有毒有害物质的循环(127)
5.6生态系统的信息传递(129)
5.6.1信息与信息量(129)
5.6.2信息及其传递(130)
5.7生态系统的平衡及自我调节(131)
5.7.1生态平衡的概念(131)
5.7.2生态平衡的调节机制(132)
5.8生物圈主要生态系统(133)
5.8.1森林生态系统(133)
5.8.2草原生态系统(136)
5.8.3河流生态系统(137)
5.8.4湖泊生态系统(138)
5.8.5湿地生态系统(140)
5.8.6海洋生态系统(143)
5.8.7城市生态系统(146)
思考与练习题(149)
第6章景观生态学(151)
6.1景观生态学中的基本概念(151)
6.1.1景观与景观生态学的含义(151)
6.1.2景观生态学的主要概念(153)
6.2景观生态学的基本原理和相关理论(156)
6.2.1景观生态学的基本原理(156)
6.2.2景观生态学的相关理论(158)
6.3景观格局的形成、结构和功能特征(161)
6.3.1景观格局的概念(161)
6.3.2影响景观格局形成的主要因素(162)
6.3.3斑块的结构和功能特征(162)
6.3.4廊道、网络与基底的结构和功能特征(164)
6.3.5景观镶嵌体格局与生态学过程(164)
6.4景观的稳定性和变化(165)
6.4.1景观的稳定性(165)
6.4.2景观变化的驱动因子(165)
6.4.3景观动态变化的模拟分析(166)
6.4.4景观变化的生态环境效应(166)
6.5景观生态学的研究方法(166)
6.5.1遥感和地理信息系统在景观生态学中的应用(166)
6.5.2景观指数(167)
6.5.3空间统计学方法(169)
6.6景观生态学的应用(171)
6.6.1景观生态学应用的指导思想(172)
6.6.2景观生态学的应用(172)
思考与练习题(173)
第7章全球生态学(174)
7.1全球变化(174)
7.1.1全球变化的科学内涵(174)
7.1.2全球变化研究的主要内容(175)
7.1.3全球变化研究的意义(176)
7.2全球变化的影响及人类的响应(176)
7.2.1全球变化对人类的影响(176)
7.2.2人类对全球变化的适应(180)
7.3全球生态学(182)
7.3.1全球生态学的概念与发展(182)
7.3.2全球变化对生态系统的影响(184)
7.3.3全球气候变化对森林生态系统的影响(185)
7.3.4全球气候变化对草原生态系统的影响(188)
7.3.5全球气候变化对海洋生态系统的影响(190)
7.3.6全球气候变化对农业生态系统的影响(193)
思考与练习题(194)
第8章生态系统服务(195)
8.1生态系统服务的概念与研究现状(195)
8.1.1生态系统服务的概念(195)
8.1.2生态系统服务的研究现状(195)
8.2生态系统服务分类(197)
8.3生态系统服务的特征(199)
8.3.1生态系统服务的一般特征(199)
8.3.2生态系统服务的空间结构(200)
8.3.3生态系统服务的空间流动与测度(201)
8.4生态系统服务评估(203)
8.4.1生态系统服务价值评估(203)
8.4.2生态系统服务制图(207)
8.4.3生态系统服务模拟(210)
思考与练习题(213)
第9章生物多样性与生物安全(214)
9.1生物多样性(214)
9.1.1生物多样性概述(214)
9.1.2生物多样性的影响因素(215)
9.1.3生物多样性保护(222)
9.2生物安全(241)
9.2.1生物安全概述(241)
9.2.2转基因生物的安全问题(247)
9.2.3生物入侵的安全问题(253)
9.2.4生物安全管理(255)
思考与练习题(265)
第10章干扰生态学和恢复生态学(266)
10.1干扰及其生态学意义(266)
10.1.1干扰的定义、类型及性质(266)
10.1.2干扰的生态学意义(269)
10.2自然干扰与人为干扰(271)
10.2.1自然干扰(271)
10.2.2人为干扰(271)
10.3人为干扰的主要形式(273)
10.3.1传统劳作方式对生态系统的干扰(273)
10.3.2环境污染(273)
10.3.3不断出现的新干扰形式(274)
10.4干扰生态学的理论(274)
10.4.1干扰层次性原理(274)
10.4.2干扰尺度原理(275)
10.4.3干扰传播原理(275)
10.4.4干扰生态学的应用实例(275)
10.5退化生态系统的定义、成因、类型和特征(277)
10.5.1退化生态系统的定义(277)
10.5.2退化生态系统的成因(277)
10.5.3退化生态系统的类型(278)
10.5.4退化生态系统的特征(279)
10.5.5退化生态系统恢复重建的目标(281)
10.5.6退化生态系统恢复重建的步骤(281)
10.6中国的脆弱生态系统(282)
10.7恢复生态学的概念与基本理论(283)
10.7.1生态恢复的定义(283)
10.7.2恢复生态学的定义(283)
10.7.3生态恢复后的特征(283)
10.7.4恢复生态学的基本内容(284)
10.7.5恢复生态学的基本理论(285)
10.8受损生态系统的恢复(287)
10.8.1生态恢复的目标(287)
10.8.2生态恢复的原则(288)
10.8.3生态恢复评价(288)
10.8.4生态恢复的技术方法(289)
10.8.5生态恢复的一般操作程序(290)
10.8.6受损生态系统的恢复实践(290)
10.9基础设施生态化(298)
10.9.1基础设施生态化的定义(298)
10.9.2基础设施生态化的方式及意义(298)
第11章污染生态系统修复(299)
11.1污染物在环境中迁移、转化过程及其生态效应(299)
11.1.1环境中污染物迁移、转化的主要生态过程(299)
11.1.2污染生态效应(304)
11.1.3污染生态效应评价(310)
11.2污染生态诊断(313)
11.2.1生态系统污染衡量标准(313)
11.2.2污染生态诊断方法(314)
11.3环境污染的治理与修复(319)
11.3.1传统环境污染治理与修复(319)
11.3.2污染的生态修复(321)
11.4生态工程(324)
11.4.1生态工程的概念与发展(325)
11.4.2生态工程的基本原理(328)
11.4.3污染控制生态工程(331)
思考与练习题(339)
第12章生态监测与生态风险评价(340)
12.1生态监测概述(340)
12.1.1生态监测的内涵及意义(340)
12.1.2生态监测的内容与目标任务(341)
12.1.3生态监测的分类(341)
12.1.4生态监测的特点(342)
12.1.5生态监测发展历程与趋势(342)
12.2生态监测指标体系构建与监测分析(344)
12.2.1生态监测指标选取原则(344)
12.2.2生态监测指标体系构建(345)
12.2.3生态监测技术方法(345)
12.2.4生态监测方案制定(346)
12.3生态评价(347)
12.3.1生态评价的内涵与实质(347)
12.3.2生态评价的内容及目标(347)
12.3.3生态评价任务(348)
12.3.4生态评价方法与评价标准(348)
第13章生态系统管理(352)
13.1生态系统管理的概念及内涵(352)
13.1.1生态系统管理的概念(352)
13.1.2生态系统管理的发展(353)
13.1.3生态系统管理的基本原则(353)
13.1.4生态系统管理的目标(354)
13.2生态系统管理的内容及途径(355)
13.2.1生态系统管理的基本要求(355)
13.2.2生态系统管理的数据基础(355)
13.2.3生态系统变化的度量(356)
13.2.4生态系统管理的要素(356)
13.2.5生态系统管理的主要技术与途径(358)
13.3我国几种生态系统的管理(360)
13.3.1农业生态系统的管理(360)
13.3.2森林生态系统的管理(362)
13.3.3城市生态系统的管理(363)
13.3.4旅游业生态系统的管理(366)
思考与练习题(368)
第14章可持续发展与生态文明建设(369)
14.1可持续发展观(369)
14.1.1可持续发展观的提出(369)
14.1.2可持续发展理论与思想(370)
14.1.3可持续发展的度量与指标(372)
14.1.4中国的可持续发展战略(373)
14.1.5可持续发展的实施(375)
14.2社会经济自然复合生态系统原理(377)
11.2.1社会经济自然复合生态系统的组成与结构(377)
14.2.2复合生态系统的演化及动力学机制(378)
11.2.3复合生态系统生态控制论原理(379)
14.3生态规划(380)
14.3.1生态规划的概念与发展(380)
14.3.2生态规划的程序与内容(383)
14.3生态文明建设(386)
14.3.1文明与生态文明(387)
14.3.2生态文明建设(389)
14.3.3生态文明建设的战略任务和根本目的(394)
14.3.4生态文明建设从理念到实践(395)
主要参考文献(398)