人类生态学

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  人类生态学汉语拼音:Renlei Shengtai Xue;英语:Human Ecology),研究人类集体与其环境的相互作用的科学。主要涉及人口、资源和环境问题。

人口生态

  人口问题包括人口数量和人口质量。人口数量的暴增可能降低人们的生活质量,以至影响到身体质量 。这是社会学、优生学和医学的研究内容。生物学研究的人口问题,主要是人口的数量变动以及影响变动的诸因素。在特定地理范围内,人口的增加只有出生和自外地迁入两条途径;减少人口也只有死亡和向外迁出两条途径。因出生率超过死亡率造成的人口增长,称为自然增长;因迁入率大于迁出率造成的人口增长,称为机械增长。从生态学观点来看,世界人口总数不应超过地球的承载量,即整个地球生态系统所容纳的人口应以不影响它的稳定性为限度。自然资源是环境承载力的主要内容,在所有资源中,粮食、能源和可耕土地最为关键。人类的生活质量取决于每人所能分享的资源数量。由于世界各地的生活水平有一定差距,因而对资源的消耗量大不相同。而且,人们对世界资源蕴藏量的估计也有很大分歧,所以对地球承载力究竟有多大的看法很不一致:有的认为地球能养活的最适人口是50亿到150亿,也有的认为只有10亿,而目前世界人口已超过50亿,因而人口问题是人类所面临的一个严重问题。人口政策,对于历史上的统治者来说,人民是纳税者,是劳役和兵员的储备,特别是有扩张主义倾向的国家,大多鼓励人口增长。全世界有远见的人都认识到人口问题的重要性;很多国家开始转向鼓励节制生育。不过出生率较高的发展中国家,只有中国真正地采取了有力措施。

资源生态

  研究自然界资源与人类需求间的相互关系 。

  自然资源可分为:① 原生性资源( 或称持续自生性资源),如太阳能、空气、风、气候等等。②后生性资源(或称非持续自生性资源),包括非再生性资源,或称非更新性资源,如泥炭、煤、石油、矿物等,和再生性资源,或称更新性资源,如水、土壤、植物、动物、微生物等。

  地球上人类可以利用的资源是有限的,但人口激增和生活标准的提高增加了对资源的需求,而人类的浪费(例如战争)更是惊人,这便形成了巨大的矛盾。研究资源生态的学者面临的中心问题是,如何在控制人口的同时最合理地开发和利用自然资源。为此,资源生态学家不仅要研究人与自然资源两者间的生态关系,还要研究自然资源本身间的生态关系。与资源生态密切相关的一个主题就是自然保护,即对自然环境及自然资源的保护,保证地球上生物资源的永续和矿藏的节约使用。

污染生态

  研究生物与受污染的环境间的相互作用,以及污染物在生态系统中迁移、转化和积累的规律。环境污染与一般中毒有所不同,一般说来,环境污染物的作用范围广,可经大气、水体、土壤、食物等多种途径作用于生物体。大气中污染物主要经呼吸道进入体内,水体及土壤中的污染物则多通过饮水或食物经消化道进入体内。污染物进入体内后随体液分布至各处,但血脑屏障和胎盘屏障可阻碍污染物进入中枢神经系统和胎儿体内。污染物浓度一般不高、但作用时间长,可在组织中蓄积 ,如铅蓄积于骨中,DDT蓄积于脂肪组织中,还可同时有几种污染物作用于生物体。受影响的生物数量大、种类多,但受害的程度不等,因此环境污染常打乱生物群体内部的数量比例;污染物在生物体内可能解毒,也可能增毒。许多生物有浓集环境中污染物的能力,使体内污染物浓度远大于环境中的浓度,这种现象称为生物浓缩或生物富集。随着时间的推移,体内浓集的污染物不断增加,这种现象称为生物积累。在食物链网中,高营养级生物以低营养级生物为食物,将食物中所含污染物一并吸收,结果生物体内污染物的浓度逐级增多,这种现象称为生物放大。如有机氯农药使用的数量大、范围广,且有机氯为脂溶性物质,可经体表吸收,容易在脂肪组织中蓄积,并经食物链逐级放大。有时,污染的直接后果是促进某些生物增殖,打破生物间的平衡,间接地伤及其他生物。如水体受到有机物污染,氮、磷、碳等营养物质大量聚集(称为富营养化),引起藻类和其他浮游生物大量增生并覆盖水面,影响下层生物的呼 吸及光合作用,浮游生物残体分解时也耗氧,造成水体缺氧,再加上某些浮游生物产生毒素,结果鱼类及其他生物成批死亡。在这里,有机污染物毫无毒性,生物伤亡不是污染直接造成的。

  生物在防治污染中得到广泛应用,包括生物监测和生物净化两方面内容:①生物监测。监测大气污染常利用敏感植物,如高等植物叶片、地衣和苔藓等。监测水体污染则广泛利用多种动植物,例如颤蚓,有时生物群落的结构变化可用作较为灵敏的指标。②生物净化。绿色植物可以净化空气、减弱噪声、改善小气候、美化环境,而土壤微生物体系是自然界分解有机物质的主要场所,有极大的净化有机污染的能力,如氧化塘、活性污泥及生物膜等方法。

城市生态

  城市是人类密集居住的地方,上述人口、资源和环境问题在城市中表现得最为突出。因此城市生态已成为人类生态学的重要内容之一。近代城市生态研究集中在城市生态系统,主要是城市结构与物质流、能流及信息流之间的功能关系,从而为确定适于一定人口的生活、科学文化发展或经济活动的最佳城市结构提供根据。

  城市生态系统是高度发达的人工系统,是人类社会-经济 -自然复合生态系统,具体体现在:① 物质循环系统基本上是线状的而不是环状的,即缺少分解环节。②其结构不仅包括自然生产结构,还包括社会结构和经济结构。③能量的高度储存,体现在结构性和信息性上。④最优化动力不是自然选择而是人工选择。⑤系统关系以正反馈超过负反馈为特征,这决定城市生态系统是不稳定的人工生态系统。

  要使城市比较合理地发展,不仅要重视总体规划的整体性,而且要有生态系统观念,把城市安排成为一个由多种成分构成的系统,有机地联络各个组成成分(亚系统),输通相互间的回路,使各环节各得其所、各尽其能,达到生产、加工、供销、再生产等环节彼此互相适应,协调发展。主要包括:①生态工艺设计。根据自然生态最优化原理,设计和改造城市工农业生产和生活系统的工艺流程,疏浚物质、能量流通渠道,开拓未被有效占用的生态位,以提高城市生态系统的经济效益和生态效益。②数学规划。利用各种有约束的最优化方法来规划、调节和改造城市各有关组分间的数量关系。常用的有线性及非线性规划、动态规划、投入 - 产出分析、效益-代价分析、网络流分析及决策分析等。