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1、第三章 生态学基础,生态学定义 生态系统的基本概念及类型 生态系统的功能 生态平衡 生态学在环境保护中的应用,第一节、生态学,一、生态学定义 二、生态学的发展,.定义：,生态学 ( ) 一词由德国学者于年提出, “生态学是研究生物有机体与其无机环境之间相互关系的科学”。 一词源于希腊文，由词根“”和“”演化而来，“”表示住所，“”表示学问。从原义上讲，生态学是研究生物“住所“的科学。,关于生态学的其它几个定义：,英国生态学家()的定义是“科学的自然历史”； 澳大利亚生态学家()认为，生态学是研究有机体的分布与多度的科学，强调了对种群动态的研究； 美国生态学家(，)的定义是研究生态系统的结构与功
2、能的科学； 我国著名生态学家马世骏认为，生态学是研究生命系统和环境系统相互的科学。,生态学作为一门科学诞生于世纪，最初人们只是从个体和群体两个方面来研究生物与环境的关系。随着科学的发展，生态学家们认识到生物及其环境之间的普遍联系，提出了“生态系统”的概念，表明生物与环境不能分离。,近年以来，由于人类对环境问题的日益重视，生态学得到了飞速的发展，在研究领域上不断拓宽，出现了“人类生态学”、“资源生态学”、“污染生态学”、“农业生态学”等等应用性较强的学科分支。人们还试图用生态学的观点和方法解决各种环境问题，提出了“生态工程”的理论，对社会的发展起着越来越重要的指导作用。,生态学与环境学的关系,它
3、们所研究的问题基本上是相近的。 生态学是以一般生物为对象的。着重于研究自然环境因素与生物的关系，单纯属于自然科学的范畴。 环境科学则以人类为主要对象，把环境与人类生活的相互影响作为一个整体来研究，从而和社会科学有十分密切的关系。 生态学的许多基本原理同样也可以应用于环境科学中，作为基础理论而联系到人类独特的主观能动性和复杂的社会关系，来研究和解决人类生活与环境问题。,二、生态学的发展,.生物学分支学科阶段： 世纪年代以前, 生态学基本上隶属于生物学的一个分支学科。 .综合性学科阶段： 世纪年代以后，突破了生物科学的范畴, 成为当代最为活跃的科学领域之一。 .发展展望 ： 生态学将以生态系统为中
4、心, 以生态工程为手段, 在协调人与自然的复杂关系, 探求全球走可持续发展道路的战略, 做出重要贡献。,生态学发展进程中的三个特点,从定性探索生物与环境的相互作用到定量研究 从个体生态系统到复合生态系统，由单一到综合，由静态到动态地认识自然界的物质循环与能量转化规律。 与基础科学和应用科学相结合，发展了生态学，扩大了生态学的领域。,第二节、生态系统概述,一、概念 二、生态系统的组成 三、生态系统的结构 四、生态系统的类型 五、食物链（网）和营养级,一、生态系统的概念,.生态系统的概念,在自然界中，各种生物和非生物环境因素之间通过物质循环和能量流动发生相互作用，构成一个不可分割的、稳定的自然系统
5、，称为生态系统。,（）种群 指占据某个特定空间的同种生物的集合。 如：一个水库中的所有鲤鱼、一片林中的所有杜鹃。 一个种群的全体数目称为种群的大小； 单位面积上或容积中的个体数目称为种群密度。,、种群和种群动态,种群是群体的概念，它的数量很重要。所以，人们特别关心某种生物种群的数量变化： 如大熊猫还剩多少只？蝗虫有没有达到成灾的密度？田里的老鼠数量有没有增长？鲸鱼的出生率和死亡率是多高？,()种群动态,种群动态是指生物种群的变化趋势。在很多时候，人们必须能够预见到生物种群的变化趋势，才能更有效地控制有害生物、保护有益生物、避免野生生物的灭绝。,()维持种群动态平衡的 重要性,如果数量太少，密度
6、太低，没有亲缘关系的雌性和雄性难以相遇，无法正常繁殖后代，便容易导致灭绝。大熊猫和东北虎目前就面临这样的困境。反之，如果生物的数量失去控制，就会过度繁殖成灾，将自己的食物耗尽之后也将导致灭绝。,二、生态系统的组成,三、生态系统的结构,.形态结构： 生态系统生物种类、种群数量、种的空间配置和时间变化等, 构成了生态系统的形态结构。 .营养结构： 生态系统各组成部分之间, 通过营养联系构成了生态系统的营养结构。,四、生态系统类型 及特点,根据生态系统的环境性质和形态特征，可分以下类型, 陆地生态系统 自然生态系统 人工生态系统 水域生态系统 淡水生态系统 海洋生态系统,触目心惊热带雨林面临毁灭,从
7、亚马逊热带雨林砍伐的森林源源不断地送往日本,触目心惊热带雨林面临毁灭,巴西暴发了奥罗波凯症，万人发病； 旅游的南斯拉夫人感染了马尔堡病； 亚非迁移的难民引起几十万人流行登革热；避暑的美国人造成了汉塔病的大传播； 巴西的萨比西病； 墨西哥的霍乱； 印度的鼠疫； 年月份英国的“疯牛病”； 年香港的“禽流感()”。,水生生态系统,五、食物链（网）和营养级,.食物链： 在生态系统中，各种生物之间由摄食和捕猎关系所建立的链状关系称为“食物链” ( )。 生物圈中的各种生物基于生产者和各级消费者间的营养关系，构成了生态系统中的食物链就是一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物联接起来的链锁关系。,（）
8、捕食食物链,细菌，真菌,（）碎食食物链,以碎食（植物、落叶等）为起点的食物链，碎食物是由高级植物叶子的碎片，经菌类作用，再掺入微小的藻类而成的。碎食性食物链的构成形式是碎食物一碎食物消费者一小肉食性动物一大肉食性动物。,一种生物靠吸收另一种生物的养分生活，自己却毫无贡献。这种关系不象捕食关系那样明显，但也无所不在，几乎所有动物的身体中都存在寄生虫，人类也难免受到蛔虫、钩虫、血吸虫等小生物的骚扰。,（）寄生食物链,（）腐生食物链,生物死亡之后，食腐动物以它们为生，其残渣由于微生物的作用渐渐腐烂、分解，将有机体还原成无机物，其中的能量得到利用各种物质元素得以继续循环，称为腐生食物链。腐生关系虽然不
9、引人注目，对生态系统中的能量流动和物质循环至关重要。,.食物网： 每一种生物都可以吃多种食物，所以生物之间捕食与被捕食的关系并不是一条单链，而是相互交织成一个网状结构，称为“食物网” （ )。能量的流动、物质的迁移和转化，就是通过食物链和食物网进行的。,.营养级,营养级是指食物链中每个环节的生物。 同一营养级的生物具有相同的营养方式和食性，利用共同资源称为同资源种团。,藻类,草食动物,杂食动物,食肉动物,营养级的作用及特点,生长者为级，食草动物为级，小型食肉动物为为级 大型食肉动物可能占有多个营养级 食物链的营养级一般不超过级 营养级及同资源种团是能流分析的基础,第三节、 生态系统的功能,一、
10、生态系统中的能量流动 二、生态系统中的物质循环 三、生态系统中的信息联系,一、能量流动,生态系统中的能量流动途径： 光合作用和有机成分的输入 呼吸的热消耗和有机物的输入,. 生态系统能量流动的特点,生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低(); 能量只朝单一方向流动; 流动中能量逐渐减少,每经过一个营养等级都有能量以热的形式散失掉.各级产量只占总产量的; 各级消费者之间能量的利用率也不高,在 之间,平均约; 只有当生态系统生产的能量和消耗的能量相平衡时，生态系统的结构和功能，才能保持动态平衡。,二、物质循环,物质循环的特点,物质循环在受人类干扰以前一般是处于一种稳定的平衡状态。 元素和难分解的化合
11、物常发生生物积累、生物浓缩和生物放大现象。,水循环 循环 循环 循环,水循环（ ）,水循环的主要方式：蒸发和输运,碳循环( ),化,泥碳,煤,大气中,碳化作用,石油,水生植物 光合作用,腐烂,燃料,呼吸作用,光合作用,腐烂,扩散,氮循环( ),陆地陆地,其它 动植物,蓝藻,浅层死有机物,溶解死有机物,土壤中无机氮库,丢失于深 层沉积中,动植物 活体,共生或 自由生活 的固氮 微生物,死有机体,陆地,河流带走,生物固氮,大气库,大气库 , ，,工业固氮 （汽车,化肥,电厂）,脱氮,闪电,化学反应,海洋,火 山 作 用,降 水,大气,硫循环（ ）,陆地,海洋,沉积物（）,溶解的,死有机物,活有机物
12、,降水,扩散,海浪,大气,上升，分化,死有机物,活有机物,分解,化肥工业,摄取,扩散,火山活动,植物摄取,降水,化石 燃烧,三 信息联系,营养信息,化学信息,物理信息,行为信息,营养信息,狼,狼,兔,兔,植物,植物,狼饿死,狼吃饱,吃了较多兔子,吃了较少兔子,兔吃饱,兔饿死,吃了较少的草,吃了大量的草,污染 ,鱼死亡,污染,鱼死亡 ,鱼死亡 ,污染 ,化学信息,植物发出化学信息素通知蜜蜂取食传粉；,分泌特殊物质,蚂蚁分泌物质通知后面跟随者；,当蚜虫被捕食时，被捕食的蚜虫立即释放报警信息素，通知同类其他个体逃避。,物理信息,老鹰在高空通过视觉发现地面的兔子；,光、声、电、磁信息等,含羞草在强烈的
13、声音刺激下，就会有小叶合拢、叶柄下垂等反应；,多种鱼类能产生的微弱电压，可以放出少量的电能；,候鸟的长途迁徙、信鸽的千里传书。,行为信息,蜜蜂的八字舞；,草原中有一种鸟，当雄鸟发现危险时就会急速起飞，并扇动两翼，给在孵卵的雌鸟发出逃避的信息；,雄燕子绕雌燕子飞行求偶等。,第四节 生态平衡,一、生态平衡的概念 二、保持生态平衡的因素 三、破坏生态平衡的因素 四、生态平衡失调的标志 五、生态平衡的恢复与再建,一、生态平衡,.生态平衡的概念,生态平衡是指在一个生态系统中，生产者、消费者和分解者的数量处于相对稳定，物质和能量的输出与输入量相对恒定的状态。,生物与生物之间、生物和环境之间通过相互作用，保
14、持着一种自我调节的能力，即使外界条件有一定程度的变化，也能通过内部的调整来适应环境，使系统基本保持稳定。 生态平衡在自然系统中表现为生物种类和数量的相对稳定。,生态平衡是暂时的、相对的,生态系统总是在不平衡平衡不平衡的发展过程中，进行物质和能量的交换，推动着自身的变化和发展,.生态平衡的特点,二、保持生态平衡的因素,: 其内部具有自动调节的能力 生态系统的组成成分越多样，能量流动和物质循环的途径越复杂，其调节能力也越强。相反，成分越单纯，结构越简单，其调节能力也越小。 但是调节能力也有一定的限度，超出了这个限度，调节就不再起作用，生态平衡就会遭到破坏。如果现代人类的活动使自然环境剧烈变化，或进
15、入自然生态系统中的有毒物质数量过大，超过自然系统的调节功能或生物与人类可以忍受的程度，那就会破坏生态平衡，使人类和生物受到损害。,（）生物的繁殖能力 生物有强大的繁殖能力，即使暂时数量减少，也能通过提高繁殖率来恢复种群的数量。,（）天敌、食物和环境资源数量和比例稳定,环境中天敌、食物和环境资源都物种的数量和比例，不易出现某一物种任意膨胀的现象。天敌的数量增加、食物的数量减少之后，动物的数量便会受到控制。对植物来说，由于环境中的阳光、水源、土壤养分等都是有限的，其数量也不可能无限地增加。,（）生物对环境的适应 生物对环境具有很强的适应能力。当环境条件改变之后，一些适应性比较强的个体仍然能够生存繁衍下去。,三、破坏生态平衡因素,. 概念,生态平衡破坏是指当外界影响因素过于强烈，超过了生态系统的自我调节能力，使生态系统的稳定性改变，导致生态平衡失调或破坏，也称为生态破坏。,. 破坏生态平衡的因素,自然因素 人为因素,主要是指自然界发生的异常变化或自然界本来就存在的对人类和生物的有害因素。例如，火山、地震、海啸、台风、泥石流、水旱灾等。,自然因素,中新网年月日电综合媒体报道，印度、巴基斯坦和阿富汗部分地区今天发生级地震。,海啸,台风,海棠台风（）,斯坦台风（）,泥石流,龙西乡上山村泥石流灾区现场，共有人因此丧生，人失踪（）。,由仙溪乡通往福溪乡的一座大桥被完全冲毁，几万
