《环境生态学》PPT课件.ppt

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1、環境生態學,環境生態學,生態學 族群的生態學 生態學常見專用名詞 主要的生態系統 台灣的生態體系 人與生活環境 生態環境與永續發展,生態學 (Ecology),定義：生態學是研究所有生物(含人類)與其他生物及環境 (Environment)之間交互作用關係的科學。 研究範圍：含一個生物族群(Population)與其他生物群落(Community)間的交互作用，物質與能量在生態系(Ecosystem)中的群落間流動情形，以及生物圈(Biosphere)的全球圖形(Global Pattern)。,族群的生態學,生物時時都得對生活環境種種挑戰，諸如溫度的據變、陽光、水和食物的短缺或者它種生物的獵

2、殺，一個生物體乃至於一個物種能否成功地生存下去，完全決定於他們能不能在這些挑戰下存活與繁衍。 因此，生物和環境之間的作用便決定了某一物種的數量與分佈範圍；而研究這種交互作用的便是生態學 (Ecology)。 生態學的生物組織範圍，小到一個物種的單位族群 (Population)，大到生物圈 (Biosphere)。,族群的特點,族群就是指生活在一個特定區域中的同種生物的集合，如鳥群、麻雀群、黑面琵鷺群、棕櫚樹、松樹、人類族群等。 生態學家以族群的大小、年齡的分佈 (age distribution) 、和改變大小的速率來區分族群的特徵。,族群的生態學,族群的成長率(Growth rate)：族

3、群的成長率(Growth rate)是由出生率(Birth rate)、死亡率(Death rate)及遷入和遷出率(Rate of Immigration and Emigration)所決定。 假如資源受到限制，正在成長中的族群會受環境負荷量 (Carrying Capacity of Environment) 的關係而減緩。,族群的生態學,族群的成長率(Growth rate)：族群的成長率(Growth rate)是由出生率(Birth rate)、死亡率(Death rate)及遷入和遷出率(Rate of Immigration and Emigration)所決定。 假如資源受到

4、限制，正在成長中的族群會受環境負荷量 (Carrying Capacity of Environment) 的關係而減緩。,經過數代的演化，動物的本領日臻精進，但不論是獵殺、閃躲、偽裝或追捕，掠食者和獵物誰也無法長期獨佔優勢。或許，這就是所謂大自然的平衡法則。,弱肉強食,自然世界裡，生命彼此環環相扣。無論是海洋或陸地，生存競爭，自然淘汰，隨時為了大自然的平衡而存在。 對許多海洋生物而言，第一道防線就是盔甲。章魚能以30呎長的巨臂網食甲殼無脊動物，卻躲不過林鱈魚的狼咬。 陸地上從茂密的森林到亞馬遜河盆地的蜿蜒河流裡，掠食者和獵物之間以各種手法變化多端，以及各種生物的喬裝手法，充分表現弱肉強食，生

5、存競爭的一面。,生態學常見專用名詞(Terminology),族群(Population)：生活在一特定區域內，所有同種生物個体所組成的群體。族群生活的地方稱為棲息地(Habitat)。 群落(Community)：同一個棲息處，所有種類的生物族群所組成的群體。如鳥群落或植物群落。在群落中的每個物種(Species)扮演不同的角色，如： 生產者(Producer) 自營性 (Autotrophic )的個體：自我供養者(Self-Feeding)，大部份的植物與綠色微生物屬於自營性 的個體。 (a) 光合性自營生物(Photosynthetic Autotrophic)生產者以太陽能的幫助下合

6、成自己的有機物和能量。 (b)化學合成自營性生物(Chemosynthetic Autotrophic)生產者以簡單的無機物來合成個体所需之有機物和能量。,消費者Consumer所有不能自我供養而需攝食外來個体全部或部份以獲其有機營養的個體，如 (1) 吃植物者(Herbivore) (2) 肉食者(Carnivore) (3) 雜草動物 (Omnivore) (4) 寄生者(Parasite)攝食血液、汁和活宿主的其 他組織。 (5)分解者(Decomposer)所有的異營性細菌和真 菌都是。他們藉著分解個體的殘餘物和產 物以獲得有機營養。 (6)食腐者(Detritivore )如蚯蚓、線

7、蟲、螃蟹 和其他以有機物粒子為食的異營性生物。 捕食者Predator從其他活的生物個體得到食物。,生態系(Ecosystem)：由群落和他們生活周圍的物理化學環境組成。具有兩種成員： Biotic：有生命的生態系如各種生物 Abiotic：無生命的(非生命的，如各種大氣及環境因子) 生物圈(Biosphere)：地球上所有的生物個體，加上他們的地球、物理、化學環境的交互作用，同時維持能量的使用與物資的循環成為一個系統。,營養階層,為了瞭解生態系中能量和養分如何傳遞，我們必須先認識一下所有生態系所共有的食物關係-食物鏈 (Food chains)。 每一物種都在食物鏈中佔有一個特定的位置，叫營

8、養層 (trophic level)。,能量的轉換：食物網 (Energy Transfer: Food web),食物鏈(Food chain)：生物系中一個物種食另一個物種，依次下去所形成的線狀關係。 食物網(Food web)：許多互相連接的食物鏈所組成之網路。其中包含 1. 原始生產者 (Primary Producer) 2. 消費者 (Consumer) 或稱異養生物 (heterotrophs) 3. 分解者 (Decomposer) 4. 食腐者 (Detritivores),生態系內的能量流動,所有生態系的活動是能量推動的，而能量的最終來源就是 太陽,生態系內的生物組成一個或

9、多個食物鏈，每一食物鏈包括一系列的營生階層。 植物從環境如土壤、水及空氣獲得無機養分，並轉成有機質。 有機養分可輾轉被初級消費者 (草食性動物 )及次級消費者 (肉食動物) 所取用。 植物或動物之屍體或廢物所包含的養分可被分解者 (如細菌、真菌) 分解成無機營養而回環境。,族群間的交互作用,沒有任何生物族群在生態體系中是可以獨立生存，不同物種族群間的交互作用或互相依賴的方式很多： 掠食與寄生 掠食 (Predation)活的生物被其他生物殺死或食用 早食性動物 (herbivores) 雜食性動物 (omnivores) 肉食性動物 (carnivores) 寄生 (Parasite)活的生物

10、從別的生物體取得食物,競爭性排斥 (Competition Exclusion) 當生活/生存必需品/因素 (如食物、水、光線及礦物質)成為限制因子時，兩個或多個生物體對此會互相產生競爭現象。當兩種物種在同一生活區 (niche)之下無法長久共存，而會產生競爭性的互相排斥現象，此乃生態學上的原則 (principle)。 共生 (Symbiosis)兩種無關的生物彼此結合在一起生活，彼此無害或幾乎無害的緊密生活關係。 片利共生 (Commensalism)：一生物體由共生得到利益，另一共生體則沒有利害關係。 互利共生 (Mutualism)：兩個或多數生物體生活在一起，彼此均獲得利益的情況。,

11、生態系中能量與養分的流動,生態系中能量的流動是單向的，但是養分的流動卻是循環性的。 生態系能量的流動： 能量被光合作用捕捉形成化學能 (如ATP)，而轉變成生態系的生物成分，植物的化學能可被轉變其他生物的化學能。 所有的生物均以熱的形式散失能量，因此能量的流動是單向的：可見光化學能熱。,生物地質化學循環 Biogeochemical cycle,營養可在生態系循環，某種元素在生態的循環稱為生物地質化學循環，因為元素可在不同的循環階段以一系列的生化及地質化學循環。 生物地質化學循環的生物部分是指生物體本身，碳、氫、氧、氮、磷和其它許多元素都可在所有生物體內的有機物中發現，任何元素供應不足都會嚴重

12、影響生物的生長發育。,主要的生態系統,地球上每個生物，皆與其鄰近環境其他生物的成員發生交互作用，這種在生態上合為一體的集團稱為群落(Communities)，而群落與其物理環境構成生態系(Ecosystem)。 生態系隨時空而異，沙漠生態系在物理條件和群落結構上，很明顯的有別於針葉林或岩岸系。,陸地生態系 熱帶森林 (濶葉常綠樹)、草原、濶葉樹林 (夏季溫暖潮濕，而冬季寒冷) 針葉林、矮林和灌木林、凍原、和沙漠 海洋生態系 沿海生態系(Intertidal zone) 遠洋生態系(Pelagic zone) 淡水生態系 (包括河、湖、溪流、小池塘),台灣的生態體系,台 灣地 區 具 有 多 種

13、 不 同 的 生 態 體 系 陸 域： 有 熱 帶 海 岸 林 、 常 綠 闊 葉 林 、 針 闊 葉 混 合 林 、 針 葉 林 、 草 原 等 水 域 ：則 有 河 川 、 沼 澤 、 湖 泊 、 河 口 、 沿 海 及 礁 岩 等 由 於 複 雜 的 地 形 和 環 境 ， 孕 育 出極 為 豐 富 的 動 植 物 資 源 。,生態體系的破壞,自 然 資 源 極 為 脆 弱 ， 一 旦 遭 到 毀 損 ， 則 極 難 恢 復 ， 甚 至 形 成 永 久 性 的 傷 害 生 態 系 的 破 壞 ， 常 使 得 整 個 生 物 相 亦 隨 之 改 變 ， 造 成 物 種 之 滅 絕 或 減

14、少 ， 導 致 經 濟 上 及 科 學 上 無 可 彌 補 的 損 失 就 如 西 方 保 育 學 者 常 呼 籲 ， 保 護 棲 息 地 要 比 保 護 個 別 稀 有 種 更 為 重 要 。,沿海生態,台 灣 四 面 環 海 ， 海 岸 線 長 約 1,400 公 里 ， 提 供 了 極 佳 的 地 形 景 觀 。 沿 海 地 區 主 要 包 含 河 口、 潮 汐 區 及 海 灘 地 等 。 沿 海 地 區 所 孕 育 之豐 富 資 源 ， 具 備 了 生 態 平 衡 、 經 濟 、 遊 憩 、 學 術 研 究 等 多 方 面 功 能 ， 但 目 前 對 於 台灣 沿 海 地 區 動 、 植 物 之 物 種 分 布 、 族 群 數 量 、 生 物 特 性 、 物 質 、 能 量 循 環 及 面 臨 之 破 壞 等 均 缺 乏 完 整 的 資 料 ， 亟 待 加 強 研 究 。,生態系的變化,起源於生物性的變化；如病蟲害、傳染病、生物鏈之能量流動受阻、物質循環中斷等現象。 起源於非生物成分的變化；如環境的因子、氣候變遷、沙塵暴、沙漠化、地震與海嘯、土壤問題、土石流、地層下陷、自然災害如火山爆發、火災、洪水等都會引影響生物之棲息性，以及其分佈和活動。生態系遭受強力的環境變異干擾，可改變其面貌。 人為的因素；如人口的問題、環境污染、棲息地被破壞、人為獵殺等。,