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2. 资源人类在广泛使用材料制造物品方面与其他动物有所区别。所有这些材料都来自地球。我们的身体在代谢过程中使用材料来促进生长并提供能量。在我们身体之外，我们使用可再生和不可再生资源。我们使用但不改变的更抽象的资源是那些如风景、野生动物、在水坝中游泳等。在每一个生态系统中，对可支持的生物量总量都有自然限制 2.1. 生物和非生物资源 水：以气体、固体和液体形式存在。通常以液体形式最有用，溶解盐含量低（即淡水）。地球上 97% 的水是咸水。3% 的水是淡水，其中 ¾ 被锁在冰川和冰盖中。¼ 是地下水和地表水。地表水通过水文循环不断流动。找到一个简单的水文循环图。
该循环可以被视为一系列储存罐，通过蒸发、水分输送、冷凝、降水和径流的转移过程相互连接。关键的水是陆地上的降水，因为降入海洋的降水没有用。陆地上降雨的分布不均匀。寻找 SA 降雨模式图。
陆地上的一些降雨会蒸发，一些流入海洋，一些进入地下水系统。 2.1.1 生物 2.1.2 非生物
1.1 生态圈和生物圈。
这些术语的使用方式与生态学家和“街上的普通人”之间对“自然”的概念有很大的不同。
生物圈：地球上生命永久存在的区域，包含所有生物。
基本生态变量
非生物因素：气候、环境的物理化学组成等。生物因素- 寄生、捕食、食物供应等。
可以依赖或独立于人口密度。
主要周期性因素：温度和光照量。次要周期性因素：从这些主要因素中得出的周期性变化。（例如，湿度、植物食物供应等）。非周期性因素：干旱、火山等。
基本生态变量
物质、能量、空间、时间和多样性。
1. 物质。
耐受定律 - 存在一个浓度范围，称为耐受区间，在这个区间内，所有涉及该元素的生理过程可以正常进行。例如，土壤中的硝酸盐。
物质守恒定律：在自然界中，物质几乎完美且永久地循环，在有机形式和无机形式之间交替，这是由生物体可以划分的三个类别带来的：1. 初级光合作用生产者，2. 动物消费者，3. 动物分解者。
2. 能量：所有生物系统，与其说是什么，不如说是能量转换器。能量的利用和转换比最完美的机器效率更高。能量对于各个层面的生命过程至关重要：从基本的细胞机制到整个生物圈。
第一定律：能量守恒原理。能量既不能创造也不能消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
第二定律
任何涉及能量转化的过程都不能在没有能量的部分降级的情况下发生，能量从浓缩、有序的形式转变为稀释和不可用（换句话说，转变为低温热量）的形式。
第三定律
能量的单循环流动。只能通过食物链的任何给定营养级通过一次 - 在进行时降级，因此它逐渐分散并以不可利用的形式（熵）损失到周围环境中。所有生态系统运作的能量有一个外部来源：太阳（实际上没有）。
能量利用优化定律：所有占据特定生态位的物种都比其他具有相似需求但对该生态位环境条件适应性较差的物种更有效地利用可用能量。整个生态系统往往会朝着一个结构发展，该结构由最有效地利用可用能量的群落组成。
林德曼定律：在一个群落中，到达给定营养级的能量只有一小部分会传递到更高的营养级。较小的动物通常使用更多能量（表面积与体积比）。
空间
可以栖息在一个生态系统中的生物体的总质量直接取决于可利用的空间。
1. 可用区域决定了种内和种间竞争的强度。种群密度可能是限制因素，因为密度过高或过低。每个物种中个体在可用空间中的分布也起着至关重要的作用（随机、成群或均匀）。食草森林昆虫在其寄主物种的同质分布中比在不连续的造林中更繁盛。单一种植作物为一些害虫提供了繁荣的机会。2. 时间。关注每个生态系统朝着成熟状态演化的过程（以单位表面积的生物量积累最优，因此能量积累最优为特征）。在年度周期中，生态因素具有可耐受值的持续时间决定了能够占据和给定环境的群落类型。获取演替图。多样性
表征整个生物群落。“种群的丰富度”在一个群落中物种数量越多，潜在生态位的饱和度就越高，因此食物网的结构复杂度就越高。冗余。- 如果一个物种受到损害。较旧的系统更加多样化。
管理自然资源利用的生态学原理。
资源的定义。
一种能量和/或物质形式，对于生物体、种群和生态系统的运作至关重要。就人类而言：资源是任何形式的能量或物质，对于满足生理、社会经济和文化需求至关重要，无论是在个人层面上还是在社区层面上。人类/生态系统对自然资源的使用涉及物质的永久转化。这种转化是能量（来自太阳对生物圈或化石燃料在技术文明方面的能量）持续流动和消耗的结果。资源可能由生态圈中存在的各种形式的初级能量之一组成。然而，此外，它可以被定义为任何生物体所需的东西，因此其可用性的增加会导致能量流经生物体的增加，从而导致更高的能量转化率。
关于能量的原则。
a. 给定生态系统中生物量的产生受太阳辐射支配。b. 能量在食物网中从一种形式转化为另一种形式，但既不创造也不消灭。在初级生产者和动物消费者中，一部分可用能量储存在生物量中，其余部分用于代谢过程。植物：只有很小一部分入射的太阳辐射通过光合作用转化为生化能。大部分生化能用于呼吸作用，而其余部分作为生物量。在动物中，能量流动比在植物中经历更多的“划分”。除了用于基础代谢、生长和繁殖所需的能量外，还需要一定量的能量用于运动、体内平衡、维持恒定体温所需的消耗。一些食物永远不会被同化（粪便）。进一步将能量消耗到其他排泄物和辐射热的形式中，这些能量与所有水平或有机活动发生的代谢过程相关。动物生物量中能量转换的效率很低，仅占消耗能量的一小部分。所有生物体都通过采用能量策略来优化能量的使用。一类将很大一部分能量摄入用于繁殖，例如田鼠大约将一半的能量用于妊娠。
体型较大、寿命长的生物体将大部分可用能量储存在成体生物量的生长和繁殖中，只有一小部分能量用于后代，例如蓝鲸：97% 的能量最终成为成体生物量，而 3% 的能量最终成为幼体的生物量。
a. b c d 太阳辐射 à 紫花苜蓿 à 小牛 à 孩童。
0,24 % * a 8% * b 0.7% *c
因此，食物链的长度有限。
在陆地环境中，最长的链条通常是
植物 - 食草动物 - 食肉动物 - 顶级食肉动物。
最常见的是
草 - 牛 - 人类。
在水生环境中，我们可以有
浮游植物 --- 浮游动物 --- 微食性鱼 --- 掠食性鱼 - 超级掠食性鱼。
或者
浮游植物 - 浮游动物 - 凤尾鱼 - 马鲛鱼 - 金枪鱼 - 人类。
食物链的整体能量效率越短越好。
浮游植物 - 浮游动物 - 蓝鲸。
注意人类可以通过成为素食者来实现更高效的能量利用。
关于物质的原则
a. 从人类需求的角度来看，无论是矿物还是生物，没有一种自然资源可以无限量存在。资源的可用性受到各种非生物和/或生物因素的限制。例如矿物元素或生物分子的空间分布（例如水）、从岩石圈或大气层转移的困难以及许多其他因素，可能会以某种方式结合在一起，使地球表面上丰富的许多化学元素和矿物分子成为初级和次级生产的限制因素，因为它们无法获得。总生物量和生产力之间不存在比例关系。像热带雨林或鲸鱼等动物物种这样的环境，与更适度的生态系统或物种相比，没有表现出明显更高的初级或次级生产力。例如，对这一点的无知导致某些鲸鱼物种几乎灭绝。
b. 矿物元素的稀缺及其通过自然或人为污染的过量，都可以作为限制其他自然资源摄取的因素。c. “最适度定律”——营养物质可用性的增加不会导致生产力无限增加。获取“边际收益递减规律”图表，两种类型：A. 刺激型。B. 不受刺激型，容易受到边际收益递减规律的影响。
关于空间的原则
a. 任何生物体或个人可用的空间是有限的，因为无法使用所有空间进行分布，因为并非所有空间都适合。b. 为确保每个人都能获得食物而可用的面积，比人口密度下降得更快，因为该面积可能被分配给运动、筑巢等。对人类尤其适用：道路、住房等。
支配多样性的原则。
a. 生态因子越稳定，生态系统的多样性就越大。人类在自然生态系统中的活动，因为它不可预测并且总是非循环的，不可避免地会降低物种多样性。b. 对物种多样性的影响：演替。生态系统的多样性随时间的推移而增加。c. 生态系统的生物量/生产力比率与其多样性成正比。
H = K*B/P。
其中 H 为多样性，B 为生物量，P 为生产力，K 为常数。P = 单位时间的能量流动。能量在长食物链中流动的速度较慢，因此与多样性有关。
d. B/P 比率随多样性和/或时间的线性函数增长，直到达到渐近极限值。谷物田的 B/P 比率很低，而原始热带雨林的 B/P 比率最大。e. 多样性最高的生态系统是最稳定的。食物网中将有更多链接，并且有更多具有冗余功能的生物。f. 注意草原和稳定性（检查论文）以及冗余查找。多样化的生态系统利用较少多样化的生态系统。森林-稀树草原示例：森林动物主要在附近的开阔地（稀树草原）觅食，从而阻止稀树草原演化到更具多样性的阶段。
关于种群的原则。
在没有限制因素的情况下，种群增长的规律：观察到种群随时间的增长速度保持不变，但增长速度随时间的推移呈指数增长。
在有限制因素的情况下，种群增长的规律：当种群规模为环境承载能力的一半时，达到最大增长速度。
种群的稳定性。
在仅受其生态因子的小幅波动影响的稳定环境中，种群本身是稳定的。高度多样性意味着极低水平的浪费，因为形成群落的物种占据了种类繁多的生态位。成熟且高度多样化的生态系统中，能量利用的高效率，没有空间浪费资源，因此没有剩余资源可以导致物种种群的大幅波动。只有在具有非常简单的食物链的生态系统中，才会出现物种（例如旅鼠和蝗虫灾害）。突然的种群爆发。