生态学基本原理

《生态学基本原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生态学基本原理（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、生态学基本原理,思 考,为什么要学习生态学？,空气污染加剧,林立的烟囱排放出滚滚浓烟,水资源短缺,10月28日，一位长沙市民行走在湘江长沙段一片干涸的河床上。,水污染严重,因水体污染致死的白洋淀鱼群,固体废物排放量大,2030年中国城市垃圾将达4.8亿吨/年。,城市噪声污染严重,自然植被破坏,位于山西省新绛县境内的马首山，因山的形状酷似马头而得名。过去，它是个山清水秀、泉水叮咚的好地方。然而，自1993年这里发现磁铁矿后，一些非法采矿者便成群结队来到这里，疯狂地私挖滥采，使生态环境遭到严重破坏,事故不断发生,给当地村民生活带来巨大灾难。 据不完全统计，仅2004年到2005年，附近村里就有13

2、人在矿上干活死于非命，至于外地的四川、陕西、湖北等民工，保守讲近年也有五十多人，而且隐瞒不报或少报，赔点钱就了事。,野蛮的开采方式,沿山路可以看到，山上的植被被剥离得七零八落，原本可耕种的土地被随意倾倒的矿渣所埋掉。山下选矿厂的石渣、石沙堆积如山，泄洪渠道被堵死，浇地的渠道被破坏，过去的水田已成为旱地，一些石渣冲入良田已无法复垦。,植被惨遭破坏,大山的根脉已被挖断,矿工们住的地方,个体生态原理 种群生态原理 群落生态原理 系统生态原理 景观生态原理 生态设计案例赏析 生态设计创新实践训练,一、个体生态原理,环境对生物的综合作用 环境对生物的制约 生物对环境的适应性 生物对环境的生态效应,1 环

3、境对生物的综合作用,生态因子环境中对生物生长发育产生影响的要素。 （气候、地形、土壤、生物、人为） 生存因子生态因子中生物生存不可缺少的因子。,2 环境对生物的制约,（1）最小因子定律（木桶原理） 生物生长取决于数量最不足的营养物质。,限制因子：某一数量最不足的营养物质，由于不能满足生物生长的需要，不仅限制了生物的生长，而且也将限制其它处于良好状态的生态因子发挥作用，这一生态因子就是限制因子。,任何一个生态因子在数量上或质量上不足或过多，即当接近或达到某种生物的耐受限度时，就会使该生物衰退或不能生存。,（2）耐性定律,每个物种对生态因子适应范围的大小称为生态幅。,耐性定律的补充原理：,任何一种

4、生物对不同生态因子的耐性范围不同。 同种生物在不同的生育阶段对生态因子的耐性范围不同。 由于生态因子间的相互作用，当某一生态因子不是处于最适状态时，生物对其他生态因子的耐性范围将会缩小。,对多个生态因子耐性范围都很宽的生物，其地理分布范围也很广。 同一生物种的不同品种，长期生活在不同的生态环境下，其耐性范围会发生变化，产生生态型的分化。,3 生物对环境的适应性,趋异适应同一种生物的不同个体群，由于分布地区的间隔，长期接受不同环境条件的综合影响，不同个体群之间所产生的相应的生态变异。 趋同适应不同种类的生物生长在相同的环境条件下，往往形成相同（或相似）的适应方式和途径。,（1）生态型趋异适应 同

5、种生物的不同个体群，长期生存在不同的自然生态条件或人为培养条件下，发生趋异适应，并经过自然选择和人工选择，所形成的生态、形态和生理特性不同的基因型类群，称为生态型。,（2）生活型趋同适应 不同生物由于长期生存在相同的自然环境条件或人工培养条件下，发生趋同适应，并经过自然选择和人工选择，而形成的具有相似的形态、生理、生态特性的物种类群，称为生活型。,生态型是一种种以下的分类单位，一个物种可能有几种不同的生态型。一般分布区域越广的生物种，其生态型越多。 生活型着重从外貌上进行区分，是一种种以上的分类单位，一种生活型往往具有多种不同的生物。,城市植被保护和净化环境的生态效益： （1）改善小气候 （2

6、）吸收二氧化碳，释放氧气 （3）净化空气 （4）减弱噪声 （5）涵养水源，保持水土 （6）净化水体 （7）防风固沙,4 生物对环境的生态效应,一棵50年树龄的树，产生氧气的价值约31,200美元；吸收有毒气体、防止大气污染价值约 62,500美元；增加土壤肥力价值约31,200美元；涵养水源价值37,500美元；为鸟类及其他动物提供繁衍场所价值31,250美元；产生蛋白质价值2,500美元，除去花、果实和木材价值，总计创值约196,000美元。,一棵树的生态价值,二、种群生态原理,1 什么是种群？,生物种群是指一定时间内，占据一定空间，具有相似的形态、生理和生态特性，并能相互交配繁殖后代的同一

7、个生物种的一群个体。,（1）均匀型 （2）随机型 （3）成群型 均匀成群型、随机成群型、群集成群型,2 种群分布方式,城市人口的分布格局,3 种群增长规律,种群增长主要表现有两种形式，即指数增长和种群阻滞增长。其中：种群的指数增长，也称为J型增长。种群的阻滞增长，也称为S型增长或逻辑斯谛增长。,人口增长属于哪一种增长类型？ 地球上人口的环境容纳量究竟有多大？,4 生态对策,r对策：个体小，寿命短，生长迅速，存活率低，但增殖率（ r ）高，具有较大的扩散能力，适应于多种栖息环境，种群数量常出现大起大落的突发性波动。 k对策：个体较大，寿命长，存活率高，适应于稳定的栖息生境，不具较大扩散能力，但具

8、有较强的竞争能力，种群密度较稳定，常保持在k水平。,5 种间相互作用,6 种群调节,（1）种内调节：行为调节、生理调节、遗传调节 （2）种间牵制 （3）环境影响 一般来说，生态系统越复杂，调节机制就越多，越有利于种群的稳定。,种间牵制,三、群落生态原理,什么是群落？ 种群和群落有什么区别与联系？ 群落=生态系统？,一定地段上所有生物种群的集合，就形成一个生物群落。 种群 + 种群 群落,1 群落的基本特征,（1）有一定的种类构成 （2）有一定的外貌和结构 （3）有一定的边界 （4）有一定的分布范围 （5）不同物种之间相互影响 （6）具有形成群落环境的功能 （7）有一定的动态特征,2 群落结构,

9、（1）垂直结构 群落的分层结构愈复杂，对环境利用愈充分，提供的有机物质也愈多，群落分层结构的复杂程度也是生态环境优劣的标志。,（2）水平结构 镶嵌性形成的原因： 亲代的扩散分布习性 环境异质性 种间相互作用,自然界中群落的镶嵌性是绝对的，而均匀性是相对的。,（3）时间结构 表现为季相和时相。,3 群落演替,群落演替是指生态系统内的生物群落随着时间的推移，一些物种消失，另一些物种侵入，出现了生物群落及其环境向着一定方向有顺序的发展变化过程。,量变 质变,原生演替：在从未有过任何生物的裸地上开始的演替。 次生演替：在原有生物群落破坏后的地段上进行的演替。,原生演替常要经过上千年以上时间发展才能达到

10、顶极群落 ，次生演替进程较快，可以在数百年甚至数十年内完成。,3 years after fire,Matured forest,15 years after fire,15 years after fire,With planting,Without planting,Failed planting,草本、灌木、白桦幼树、落叶松/樟子松幼苗群落,重度火烧迹地的不同更新过程,喀斯特森林,石漠化景观,喀斯特石山成土速度慢，土层浅薄，土壤持水力差，水土流失严重。,陡坡耕地，越垦越穷，越穷越垦,4 群落交错区与边缘效应,群落交错区又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间（或生态地带之间）的过

11、渡区域。 群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势称为边缘效应。,四、系统生态原理,1 生物与环境相适原理 2 生物共生互利原理 3 充实生态位原理 4 食物链构成原理,1 生物与环境相适原理,生物在长期进化中形成了对某些生态因子的特定要求，只有满足生物对这些生态因子的特定要求，生物才能正常生长发育。 在实践中，可根据资源条件选择与之相宜的优势生物种，亦可根据既定生物种对资源条件的需求改善现存资源条件。,2 生物共生互利原理,对生活在同一环境中的生物，应尽量利用相互促进的种间关系，避免将具有负相互作用的生物种群安排在同一环境中。,稻田养鸭,3 充实生态位原理,生态位：生物种在生态系统中的功能和地位。 基础（潜在）生态位：一种生物当不受其他生物竞争限制时所能占据的最大生态位。 现实生态位：在有其他生物限制的情况下，即出现生态位重叠情况时，一种生物所占据的生态位。 空闲生态位：环境资源中未被占据的位置。,对于生态系统中某一空着的或功能效益较差的生态位，可通过配套引进新物种，或采取措施充实、强化生态位，提高资源利用率，改善生态系统的结构和功能。,4 食物链构成原理,合理组装系统的食物链营养关系，选择搭配不同的生物种群，使系统的物质和能量得到充分有效利用；若再将各营养级的废弃物通过加工利用，还能变废为宝。,