第六章  大尺度生态学和微观生态学
 §1  大尺度生态学
 §2  微观生态学

大尺度生态学
  景观生态学
  地理生态学
  全球生态学
   “3S”技术及其在大尺度生态学研究中的应用

景观生态学
 景观和景观生态学
 景观生态学的一般概念和理论
 尺度及其有关的概念
 格局与过程
 空间异质性和斑块性
 种－面积关系和岛屿生物地理学理论
 斑块－廊道－基底模式
 边缘效应
 景观的分形几何学
 Meta-种群理论
 景观连接度、渗透理论和中性模型
 等级理论
 斑块动态理论
景观和景观生态学
 景观(Landscape) : 由若干生态系统组成的异质区域(heterogeneous area), 这些生态系统构成景观中明显的斑块(patches), 这些斑块称景观要素(landscape elements)。
 景观生态学(Landscape ecology)： 研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的综合性学科。其研究对象和内容可概括为3个方面，即景观结构、景观功能和景观动态。

景观生态学的一般概念和理论
尺度及其有关的概念
 尺度(scale):一般指对某一研究对象或现象在空间或时间上的量度，分别称为空间尺度和时间尺度。
 粒度(grain)和幅度(extent)：尺度往往以粒度和幅度来表达。
 空间粒度指景观中最小可辩识单元所代表的特征长度、面积或体积。时间粒度指某一现象或某一干扰事件发生的频率。
 幅度是指研究对象在空间或时间上的持续范围，研究区域的总面积决定该研究的空间幅度；研究项目持续多久则确定其时间幅度。
 尺度和比例尺：大尺度指较大空间范围内的景观特征，往往对应于小比例尺、低分辩率；小尺度指较小空间范围内的景观特征，往往对应于大比例尺、高分辩率。
格局与过程
 格局：往往指空间格局，即斑块和其他组成单元的类型、数目以及空间分布与配置等。
 过程：过程则强调事件或现象发生、发展的程序和动态特征。景观生态学常常涉及到的生态过程包括种群动态、种子或生物体的传播、捕物和捕食者的相互作用、群落演替、干扰扩散、养分循环等。
空间异质性和斑块性
 空间异质性是指生态过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性。
 空间异质性一般可理解为空间斑块性和梯度的总和。
 空间异质性表现对尺度的依懒性。

不同尺度上的森林格局-中国森林分布
不同尺度上的森林格局-安徽森林分布
不同尺度上的森林格局-合肥市森林分布
种－面积关系和岛屿生物地理学理论
 景观中斑块面积的大小、形状以及数目对生物多样性和各种生态学过程都会有影响。
 物种丰富度＝f(生境多样性、干扰、斑块面积、演替阶段、基底特征、斑块隔离程度)
 一般来说，斑块数量的增加常伴随着物种的增加。
 岛屿生物地理学理论将生境斑块的面积和隔离程度与物种多样性联系在一起，对斑块动态理论及景观生态学发展起了重要的启发作用。岛屿生物地理学理论的一般数学表达式为：
      dS/dt=I-E, S为物种数，t为时间，I迁居速率（是种源与斑块间距离D的函数），E绝灭速率（是斑块面积A的函数）
斑块－廊道－基底模式
 美国生态家R.Forman和法国生态学家M.Godron (1986) 认为，组成景观的结构单元不外有三种：斑块、廊道和基底。斑块泛指与周围环境在外貌或性质上不同，但又具有一定内部均质性的空间部分，具体包括植物群落、湖泊、草原、农田、居民区等。廊道指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构，如农田间的防风林、河流、道路、峡谷和输电线等。基底指景观中分布最广、连续性最大的背景结构，常见的有森林基底、草原基底、农田基底、城市用地基底等等。斑块、廊道、基底的划分是相对，与观察的尺度相联系，实际划分是十分困难的。
 近年来，斑块、廊道、基底为核心的一系列概念、理论和方法已逐渐形成了现代景观生态学的一个重要方面。 R.Forman（1995）称之为斑块－廊道－基底模式。
边缘效应
 边缘效应指斑块边缘部分由于受外围影响而表现与斑块中心部分不同的生态学特征的现象。斑块中心部分在气象条件、物种组成以及生物地球化学循环方面都可能与其边缘部分不同。许多研究表明，斑块周界部分常常具有较高的物种丰富度和初级生产力。
 有些物种需要较稳定的生物条件，往往集中分布在斑块的中心部分，称内部种；而另一些物种适应多变的环境条件，主要分布在斑块边缘部分，则称为边缘种。
 斑块的结构特征对系统的生产力、养分循环和水土流失等过程都有重要的影响。
 斑块的形状多种多样，其特点可用长宽比、周界－面积比等来描述。如：
      S＝P／2(A)－2 , S斑块形状，P斑块周界，A斑块面积。
景观的分形几何学(fractal geometry)
Meta-种群理论
 Meta-种群（异质种群）(联种群)(metapopulation) :美国生态学家R.Levins(1970)采用了metapopulation一词，并定义为“由经常局部性绝灭，但又重新定居而再生的种群所组成的种群”。换言之，它是由空间上相互隔离，但又有功能联系的二个或二个以上的亚种种组成的种群斑块系统。
 Meta-种群理论的两个基本要点：亚种群频繁地从生境斑块中消失（斑块水平的局部性灭绝）；亚种群之间存在生物繁殖体或个体的交流（斑块间和区域性定居过程），从而使Meta-种群在景观水平上表现复合稳定性。
 Meta-种群动态模型（斑块动态模型）：
          dP/dt=Mp(1-P)-eP
          其中，P-被某一物种个体占据的斑块比例，t-时间，m-与所研究物种的定居能力有关的常数，e-与所研究物种的灭绝速率有关的常数。
Meta-种群理论的意义
 集合种群理论的意义：生境片断化之后，形成隔离的生境斑块，种群个体在不同的斑块之间扩散，个体在亚种群之间的迁移影响持久和稳定。在保护生物学上具十分重要的意义。
景观连接度、渗透理论和中性模型
 景观连接(landscape connectivity):是对景观空间结构单元相互之间连续性的量度，它包括结构连接度和功能连接度。前者指在空间上直接表现出的连续性，可通过卫片、航片、或视学器官观察来确定；后者是以所研究的对象或过程的特征尺度来确定。
 渗透理论(percolation theory):当媒介的密度达到一临界值时，渗透物突然能够从媒介一端达到另一端。在生态学中，有许多临界阈值现象，如植被覆盖度达到多少时流动沙丘得以固定？生境面积占整个景观面积多少时，某一物种才能幸免于生境破碎化作用而长期生存？
 中性模型(neutral model):指不包含任何具体生态学过程或机理，只产生数学或统计学上所期望的时间或空间格局的模型。渗透理论基于简单的随机过程，并有显、而且可预测的阈限特征，因此是非常理想的景观中性模型。

等级理论
 等级理论是20世纪60年代以来逐渐发展形成的、关于复杂系统的结构、功能和动态的系统理论。根据等级理论，复杂系统具有离散性等级层次，一般来说，处于等级系统中高层次的行为或动态常表现现大尺度、低频率、慢速度特征；而低层次行为或过程常表现出小尺度、高频率、快速度的特征。
 许多复杂系统包括景观系统可视为等级结构，可将繁杂的相互作用的组分按照某一标准进行组合，赋之于层次结构。如不同类型植被分布的温度和湿度范围，食物链关系、景观中不同类型的斑块连界。
 研究复杂系统时一般到少需要同时考虑3个相邻的层次，即核心层次、其上一层次和下一层次。
斑块动态理论
 J.Wu和Loucks（1995）：在总结前人研究工作范式，要点包括：生态系统是由斑块镶嵌体组织的等级系统；生态系统的动态是斑块个体行为和相互作用的总体反映；格局－过程－尺度观点，即过程产生格局，格局作用于过程，而二者又依赖于尺度；非平衡观点，即非平衡现象在生态学系统中普遍存在，局部尺度上的非平衡态和随机过程往往是系统稳定性的组成部分；兼容机制和复合稳定性，兼容是指小尺度上、高频率、快速度的非平衡态过程被整合到较大尺度上稳定过程的现象。而这种在较大尺度上表现出来的“准稳定性”往往是斑块复合体的特征，因而称之为“复合稳定性”。
 等级斑块动态范式最突出的特点就是空间斑块性和等级理论的有机结合，以及格局、过程和尺度的辩证统一。
地理生态学
 地理生态学(geographic ecology): 主要是研究大尺度的生物多样性和分布格局，如岛屿生物地理学、物种多样性的纬度格局以及大尺度的区域性或历史过程对生物多样性的影响。
 面积、隔离和物种丰富： 在岛屿和陆地生境斑块中，物种丰富度随面积增加而增加，随隔离程度增大而降低。
 岛屿生物地理学的平衡模型：岛屿物种丰富度在物种的迁入和灭绝之间达到动态平衡。
 物种丰富度的纬度梯度：物种丰富度通常由中、高纬度向赤道增加的趋势。
 历史和区域性因素对物种丰富度的影响：长期历史和区域性过程对生物区和生态系统有显著的影响。   

岛屿生物地理学的平衡模型
中国干旱地区小哺乳动物物种数随纬度的变化
 全球生态学
 全球生态学
 大气层和温室效应
 厄尔利诺现象
 人类活动和全球氮循环
 土地覆盖和土地利用变化
 人类对大气成份的影响
 臭氧层变化
全球生态学
 全球生态学（global ecology）是研究全球尺度上的过程和现象，包括大尺度的气候系统、人类活动引起的全球变化。
 全球变化（global change）: 由于人类活动直接或间接造成的，出现在全球范围内，异乎寻常的人类环境变化就是全球环境变化，简称全球变化。全球变化的主要现象有温室气体浓度的增加；全球氮循环的变化；臭氧层变化；全球气温升高；海平面上升；土地覆盖变化；生态系统及生物多样性的变化。

大气层和温室效应
大气层的温室气体(NOx、CO2 、 CH4等)如同温室的玻璃，将较多的辐射能截留在地球表层而致温度上升，这种现象称温室效应。
厄尔利诺现象
厄尔利诺现象后果
人类活动和全球氮循环
 1909年，Haber用元素合成了氨，在Bosch主导下，到1913年，这一发明以惊人的迅速商业化，从而使得氨的大规模生产成为可能，19世纪50年代后期氮肥施用的迅速推广，到19世纪80年代后期，世界范围内的氮肥使用量增加到近80百万吨（Mt），到90年代后期，已经达到85Mt以上。 90年代中期，世界耕作土地所获得约170Mt 。
 人类对全球氮循环的改变将： 减小相关植物和真菌的多样性，改变植物和共生菌之间的互利共生关系，威胁整个生态系统的健康和稳定；引起水体富营养化，改变环境条件，对生物多样性构成威胁；污染环境，危害人的健康。
土地覆盖和土地利用变化
 人类活动主要是农业和城市化使地球上1／3－1／2的无冰土地发生了变化
 湿地破坏
 森林砍伐
 河流改道
 全球土地利用格局的改变对生物多样性构成严重的威胁。
人类对大气成份的影响
 人类燃料化石燃料增加了大气层的CO2浓度，大气层的CO2浓度的增加可能对全球气候以及从种群到景观水平的生态系统结构和过程产生影响。
 工业废气和化石燃料的燃烧产生氮氧化物、硫氧化物，可形成酸雨，对生态系统造成危害。
臭氧层破坏
 “3S”技术在大尺度生态学研究中的应用
 全球定位系统(global positioning system,GPS)
 遥感(remote sensing,RS)
 地理信息系统(geographic information system,GIS)
全球定位系统(global positioning system,GPS)
遥感及其功能
 遥感(remote sensing)指不直接触目标而收集信息，主要是和处理目标发射和反射的电磁波。遥感器可以从双目望远镜、照相机到安装在卫星上的传感器。
 遥感卫星通常佩有光电传感器，可以描述多个波段的电磁波，传感器将电磁辐射转变成电信号，接着由计算机转变为数字信号，用这些数字可以构建图像。
 卫星遥感已经产生了地球表面每平方米的细致图像，这些图像给生态学家，尤其是景观和地理生态学家们提供了极其有价值的信息。
 生态学家通过使用“绿色”作为指标，用遥感监测植被生物量。

地理信息系统
 地理信息系统（Geographical Information System,简称GIS）是一个用于对地理数据进行采集、管理、查询、计算、分析与可视表现的计算机技术系统。一般所指的GIS是大型应用软件系统。
 地理信息系统的基本功能：
 地图数字化和数据可视化
 数据查询
 空间分析
 基本图形运算
 缓冲区分析
 空间叠加
 网络分析
 栅格数据的空间分析
微观生态学
 分子生态学及其研究内容
 分子生态学的研究方法
第十三章  参考文献
 邱扬，张金屯，郑凤英。景观生态学的核心 :生态学系统的时空异质性。生态学杂志，2000，19（2）：42－49。
第六章  思考题
 名词解释：
 景观
 Meta-种群
 景观生态学
 全球生态学
 El Nino现象
 温室效应√

第七章  应用生态学
§1  环境污染及其监测
 环境污染
 环境监测和风险评价

 环境污染
 环境污染（environmental pollution）是指人类活动使环境要素或其状态发生了变化，从而使环境质量恶化，扰乱和破坏了生态系统的稳定性以及人类的正常生活条件的现象。常见的环境污染有：
 空气污染(air pollution)
 酸雨(acid rain)
 水污染(water pollution)
 土壤污染
空气污染(air pollution)
 空气污染是由人类活动直接或间接引起天然与合成有害物质向大气的排放。污染物直接排放到大气中称初级污染物，在太阳电磁辐射的影响下，在空气中由其他污染物制造出来，称次级污染物。主要的空气污染物有：二氧化硫、固体颗粒、二氧化氮、碳氢化合物、一氧化碳、臭氧、硫化氢、氟化物、一氧化氮、铅、汞。
 空气污染物对人及整个自然界有重要的影响。造成环境不舒适，腐蚀雕塑，破坏公共设施；防碍人类和其他生物的健康，同时改变气候以及土壤、湖泊和河流的化学性质。
酸雨(acid rain)
 酸雨( acid rain )和酸沉降(acid deposition):  酸雨（1972，英国化学家R. A. Smith提出）是指雨水中含有一定数量本性物质(硫酸、硝酸、盐酸等)的自然降水现象。大气中形成酸的物质以雨、雪、雹和雾等形式从空气中沉降下来，其pH值一般都小于5.6，这种现象称酸沉降。
 酸沉降对动物、植物以及森林有明显的损害；改变了土壤和湖泊的pH值，同时本酸化会导致有毒金属（汞和铝等）从土壤和沉积物中释放出来。
水污染(water pollution)
 水污染是指由于人类活动而排放的污染物进入水体，使水体及其底泥的物理、化学性质或生物化学性质发生了变化，从而防碍了对水体的利用，这种现象称水污染。
 水体污染物可分为生物体、可溶性化学物质、不溶性化学物质和热四类。
 水污染危害：
 有毒物对生物的直接毒害，不溶性固体降低水的质量；
 水中有害生物导致水传播疾病的流行；
 水中有机质引起水体的富营养化 ，引起水体生物耗氧（BOD）和化学耗氧量（COD）增加；
 水中有毒物质如重多属和多氯联苯等在食物链上的生物放大作用，使生物体的酶活性受影响；
 工业余热通过多种途径影响水生生物。
富营养化（eutrophication）
 富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。水体出现富营养化情况下，浮游藻类大量繁殖，形成水华，因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面出现各种颜色，这种现象在海洋中叫赤潮。
 多数学者认为氮和磷等营养物质浓度的升高是藻类大量繁殖的原因，由于磷通常是水生生物生长的限制性营养物，因此是引起水体富营养化的主要物质。
土壤污染

 环境监测和风险评价
 生态监测的内容及特点
 生态监测的原理和方法
 风险评价
生态监测的内容及特点
 环境监测(environmental monitoring): 研究和监测环境质量。其手段有化学、物理学、生物学、生态学、地球物理、地球化学等，因此其内容有化学监测、物理监测、生物监测、生态监测、地球物理化学监测等。
 生态监测(ecological monitoring):  利用生命系统各层次对自然或人为因素引起环境变化的反应来判定环境质量。
 生态监测的特点：
 能综合地反映环境质量状况；
 具有连续监测的功能；
 具有多功能；
 监测灵敏度高。

生态监测的原理和方法
 生态监测的原理
 生态监测的方法
生态监测的原理
 生物与环境之间相互依存、相互影响、协同进化。
 生物与环境相互补偿、协同发展是在自然界长期发展过程中形成的，生物的变化是某一区域内环境变化的一个组成部分，因此，生态学上个体、种群、群落和生态系统各组织层次的生物变化可以作为环境改变的指示和象征。

生态监测的方法
 个体和种群水平
 指示生物法（indicator organism）
 群落和生态系统水平
 污水生物系统法（saprobien system）
 PFU(聚氨酯泡沫塑料块)法(polyurethane foam unit)
 生物指数法（biotic index）
 生物测试（bioassay）
指示生物法
 指示生物法是指用指示生物来监测环境状况的一种方法。指示生物(indicator organism)是一些对环境中的某些物质，包括污染物的作用或环境条件的改变能较敏感和快速地产生明显反应的生物。通过其所作的反应可了解环境的现状和变化，起“预警”功能。
 指示生物的基本特征：
 对干扰作用反应敏感且健康；
 具有代表性；
 对干扰作用的反应个体间的差异小、重现性高；
 具有多功能。
 常用的指示生物：紫花苜蓿（SO2），地衣和苔藓（SO2、氟化物），菜豆、烟草 （O3）等。
污水生物系统法
 污水生物系统法是由Kolkwiz 和 Marsson  1909年提出，后经完善的一种用于河流污染、尤其是有机污染的一种监测方法。
 由于河流受污染后，在污染源下游的一段流程里会发生自净过程，即随着河水污染程度的逐渐减轻，生物的种类组成也随之发生变化，在不同的河段将出现不同的物种。
 根据生物种类组成将河流划分为多污带、α-污染带、β-污染带和寡污染带。各污染带都有各自的物理、化学和生物的特征 。
 亦可用群落中优势种群来划分污染带。
PFU法
 PFU法是用取氨酯泡沫塑料块采集水域中微生物和测定其群集速度来监测和评价环境质量状况的一种方法。1969年由美国弗吉尼亚工程学院和弗吉尼亚州立大学环境研究中心的Cairns 等人1969年创立的。国内自80年代起将这种方法用于污染水体的监测和评价。
 PFU法的原理是岛屿生物学原理，即原生动物集群过程实际上是集群速度随着种类上升而下降的过程，二者的交叉点就是种数的平衡点。达到平衡点的时间取决于环境条件。
 PFU法的优点：使监测水平提高到了群落层次，使监测更符合客观事实和真实环境；简便易行。
生物指数法
 生物指数法是指用数学公式反映生物群落结构变化，以评价环境质量。常用的有：
 生物指数（BI）＝2nA+nB, n为底栖大型无脊椎动物的种类数， A为敏感种类数，B为耐污染种类数。
 污染生物指数＝颤蚓类的个体数量／底栖动物个体数量＊100
 硅藻指数＝（2A＋B－2C）／（A＋B－C）＊100，A为不耐污染的种类数；B为对有机污染耐力强的种类数；C为在污染区内独有的种类数。
生物测试
 生物测试又称生物测定或生物检试，是利用生物受到污染物质的毒害所产生的生理机能等变化测试污染状况的方法。
 毒性试验
 急性毒性试验
 慢性毒性试验
 致突变检测
 微核技术：细胞分裂过程中染色体进行复制时，如果受到外界诱变因子作用，就会产生一些游离的染色体片断，形成包膜，变成大小不等的小球体，这就是微核。利用细胞减数分裂四分体时期出现的微核来指示环境污染的方法称微核技术。
生态风险评估
 生态风险评估是利用生态学、环境化学及毒理学的知识，定量地确定环境危害对人类的负效应的概率及其强度的过程。
 生态风险评价的步骤
生态风险评估的步骤
§2  生物资源的管理
 生物多样性及其保育
 生物资源管理
 人口管理

生物多样性及其保育

生物多样性
 生物多样性(biodiversity): 生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。它包括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与生存环境形成的复杂生态系统。
 包括四个层次:
 遗传多样性（基因多样性）
 物种多样性
 生态系统多样性
 景观多样性

遗传多样性
 指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异。
 其测度包括三个方面，即染色体多态性、蛋白质多态性和DNA多态性。
物种多样性
 指物种水平的多样性，即一个地区内物种的多样化，主要是从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区域内物种的状况进行研究。

生态系统多样性
 指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。
 生态多样性指数可分为:
 α多性指数
 β多样性指数
 γ多样性指数

景观多样性
 指不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化或变异性。

生物多样性的价值

生物多样性的现状

生物多样性丧失的原因
 引起生物多样性丧失的主要原因有：
 栖息地丧失和片断化；
 掠夺式的过度利用；
 环境污染；
 工业化的农业和林业；
 外来种的引入；
 全球气候变化。

生物多样性的保育对策

保护公约
 国际生物多样性保护公约：1992年6月在巴西首都里约热内卢召开了地球最高级会议，联合国环境与发展大会，通过了国际生物多样性公约，确立了生物多样性保护的重要地位，152个国家在公约上签字。5月22日世界生物多样性日。
 保育对策应该包括全球、国家、地区和地方的一系列不同层次。
 国际级对策保护全球受威胁生态系统，由IUCN  (International Union for Conservation of Nature)牵头。成功的措施是濒危野生动植物物种国际贸易公约（CITES）以及南极协议（Antarctic Treaty,1992）。
 国家级对策由政府组织安排和通过立法执行，如保护区的建立。
生物资源管理
 有益生物种群的产量
 有害生物的防治与管理
有益生物种群的产量
 最大持续产量原理：
    dN/dt = rN(K-N)K 
    当N＝K／2时， dN/dt 最大，
    d(K/2)/dt = rK/4
 Graham(1935)认为： 在渔业生产中，dN/dt可以看成是可供捕捞而不影响资源种群大小的“剩余生产”。要使种群维持最大的产量（MSY） ，就应该使资源种群保持在N ＝K／2的水平。此时,  MSY  ＝ rK/4。
 最大持续生产量在生产实践具有重要的意义
   

最大持续产量原理
最大持续生产量的生产实践意义
 假如一个未受人类利用的资源种群数量是稳定的，那么在按最大持续产量的策略进行捕猎前，首先要将种群的数量降低，降低以后才能使种群增长率提高，才能有持续产量；
 种群数量降低到每一水平，都有一个相应的持续产量，这个持续产量等于该数量水平（N）下的增加量dN/dt;
 每一个持续产量都有相应的两个种群数量能提供这个持续产量；
 只有在一个种群数量水平下，才能有最大持续产量，理论上讲，这个数量是N=K/2水平；
 按逻辑斯谛增长数学模型的原理，最大持续产量MYS=rK/4,而能提供最大持续产量的种群数量N MYS ＝K／2。 

有害生物的防治与管理
 有害生物(pest)：与人类竞争食物或遮蔽所、传播病原体、以人类为食或用不同的方法威胁人类健康、舒适或安宁的生物。
 防治的原理：防治有害生物的过程往往成为一个猎取“持续产量”的过程，因此，如果每年去除一个“最大待续产量”，那么既不能将危害动物种群消来掉，也不能把它的数量压到K／2的水平以下，所以，只有当每年的去除数量大于“最大持续产量”，才能使种群趋向灭亡。
 防治目标：降低有害生物到某一水平，在这个水平上进一步降低是无利可图的。
 防治类型：化学防治、生物防治、基因防治、物理防治、综合防治。
有害生物防治的利益和代价模型
人口管理
 人口增长模型
 人口控制对策和人口问题
人口增长模型
 马尔萨斯的人口理论
 Hale-Malthus增长典线
 人口预测
马尔萨斯的人口理论
 1824年，马尔萨斯认为，假如植物或动物不受营养不良、饥荒或疾病等自然力（环境阻力）的限制，它们则能充分地利用其生物潜能，而以不可想象的速度进行繁殖增长。
 而这一点上人类与植物或动物将无任何区别。人口将按几何级数方式增长，而生活资料的生产将按算术方式增长。
 因此，倘若人类不能自动限制其繁殖力的话，则将由外界以饥饿和战争来实现这种限制。
 生物学家同意该理论的前半部分。
Hale-Malthus增长曲线
 Hale 1677年就指出人口增加有呈几何增长的趋势
 Verhurst  1838年假设环境因素数量为一定时，种群在无限空间中世代连续的增长可成立一个方程式，dN/dt=rN（Malthusian eqation）, 那么，Nt=N0ert  ,增长典线呈“J”型，称Hale-Malthus增长典线。
人口预测
 人口加倍所需的时间
  Nt=N0ert → Nt／N0=ert ，
  Nt／N0＝2 → ert＝2 →t=ln2/r, 
 我国1949－1978年的人口增长率为19.5%, t≌35年，即我国解放后人口加倍的时间为35年。
 世界人口加倍的时间是34.7年，2010年世界人口将达到80亿。
人口控制对策和人口问题
 人口的控制对策：计划生育。由Nt=N0ert 可知，实行晚婚晚育，减少育龄妇女的生育次数。
 人口增长带来的问题
 人口和经济发展。由于粮食生产和人口分布不均匀，人口增长造成耕地、粮食等资源利用压力增加。
 人口的老龄化。人口中，60岁以上的人占10％，65岁以上人口占7％以上即为老龄型人口。
 我国控制人口增长中的两个重要问题：
 控制人口决策
 提高人口素质
§3 生态环境规划与管理
 可持续发展
 环境规划
 生态规划
 生态环境治理
可持续发展
 可持续发展(sustainable development)：既能满足当代的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。
环境规划
 环境规划也称环境保护规划，强调规划区域内大气水体、噪声及固废等环境质量的监测、评价和调控管理。

生态规划
 生态规划的概念
 生态规划的原则
 生态规划的内容
 生态规划的步骤

生态规划的概念
 生态规划：强调运用生态系统整体优化观点，对规划区域内城乡生态系统的人工生态因子（如土地利用状况、产业布局状况、环境污染状况、人口密度和分布以及建筑、桥梁、道路、城市管线基础设施分布等）和自然生态因子（气候、水系、地形地貌、生物多样性、资源状况等）的动态变化过程和相互作用特征都应给予相当的重视，研究物质循环和能量流动的途径，进而提出资源合理开发利用，环境保护和生态建设的规划对策。其目的在于区域与城市生态系统的良性循环，保持人与自然、人与环境关系的持续共生，协调发展，追求社会的文明、经济的高效和生态环境的和谐。
生态规划的原则
 整体优化原则
 趋适开拓原则
 协调共生原则
 区域分异原则
 生态平衡原则
 高效和谐原则
 可待续发展原则
生态规划的内容
 生态要素的调查与评价
 环境容量和生态适宜度分析
 评价指标体系的建立及规划目标的研究
 生态功能区划与土地利用布局
 环境保护规划
 人口适宜容量规划
 产业结构与布局调整规划
 园林绿地系统规划
 资源利用与保护规划
 生态规划管理对策
生态规划的步骤－－国外生态规划的技术路线
 资源管理生态规划(F. Steiner,1960’s) :  ①确定规划目标 → ②资源数据清单和分析 →③区域适宜度分析 →④方案选择 →⑤规划方案实施 →⑥规划执行 →⑦方案评价  。
 McHarg生态规划法（I.L. McHarg ,1969）：①确定规划范围和规划目标 → ②广泛搜集规划区域的自然与人文资料（包括地理、地质、气候、土壤、野生动物、自然景观、土地利用、人口、交通、文化、人的价值观调查），并分别描绘在地图上 →③根据规划目标综合分析，提取在第二步所收集的资料 →④对各主要因素及各种资源开发（利用）方式进行适宜度分析，确定适应性等级 →⑤综合适应性图的建立  。

生态规划的步骤－－国内生态规划的技术路线
生态环境治理
 生态恢复(ecological restoration)
 生态工程(ecological engineering,ecoengineering)
生态恢复
 指使受损生态系统恢复合理的结构、高效的功能和协调的关系，恢复不等于复原。
 受损生态系统的恢复可遵循两个模式：
 当生态系统受损不超过负荷并是可逆的情况下，压力和干扰被移去，恢复可在自然过程中发生；
 另一种是生态系统的受损超过负荷，并发生不可逆变化，依靠自然过程已不能使系统恢复，必须依靠人的帮助。
生态工程
 马世骏（1984）认为，生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能协调原则，结合系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统。
 生态工程是考虑生态系统自我设计特点，是有利于人为和自然两者的设计；
 环境工程是利用一系列科学原理去净化或防治环境污染。

第七章  参考文献
第七章  思考题
一、名词解释
1. 生物多样性
2. 生物资源的可持续利用
3. 生态危机
4. 生态赤字
第七章  思考题
二、问答题
1. 试述生态系统可持续发展的意义。
2.全球气候变化可能难世界农业带来哪些有利和不利的影响？
3.目前我国所面临的资源与环境问题主要包括哪些？试作一概括说明。√
4. 试述温室效应对陆地生态系统的影响。
5.何谓生物多样性，可在哪些个层次上加以研究，各有何特点？生物多样性的价值包括哪些方面？√
6.经济建设中有哪些生态学原理，试就其中2 个生态学原理说明其应用及意义。*