一章生态学基础综述

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1、第一章生态学概论基础 第一节 生态学的概念、起源与发展 一、生态学的概念 赫克尔：研究有机体及其环境之间相互关 系的科学。 总之：生态学是研究生物之间、生物与环 境之间相互关系的科学。 二、生态学的起源及分类 （一）生态学的起源 生态学来源于生物学。生物学是研究 生物的结构、功能、发生和发展规律的科 学，包括动物学、植物学、微生物学、古 生物学等。 景观生态学、城市生态学、生态经济学等 。 （二）生态学的分类 一般而言，依据研究的不同等级单元，可分为个体、种群 、群落、生态系统等。 .个体生态学 .种群生态学：种群是指一定时间、一定区域内同种个 体的组合。 .群落生态学：群落是指多种植物、动物

2、、微生物种群 聚集在一个特定的区域内，相互联系、相互依存而组成的 一个统一整体。 .生态系统生态学：生态系统是指生物生物群落与生活 环境间由于相互作用而形成的一种稳定的自然系统。 三、生态学的发展 （一）生态学的萌芽阶段：世纪以前 （二）生态学的初创阶段：一些相关专著 的出版。 （三）生态学的形成阶段：世纪前半 叶 （四）生态学的发展阶段：世纪后半 叶以后的生态学，是Odum生态学基础 以后的生态学。见P 第二节生物生存环境 物理环境与生物环境 一、生物的能量环境 （一）光：光照强度、光质、光照长度 （二）温度： u纬度每增加度，年平均大约降低.。 u海拔每升米，相当于纬度向北推移度，也就是年

3、 平均温度降低. u春、夏、秋、冬（ 、 、 ） u纬度高、海拔高以及离海洋远，昼夜温差也大。 二、生物的物质环境 大气圈、水圈、岩石圈及土壤圈 （一）大气圈 .大气的组成：恒定的、可变的和不定的。 .大气的分层:对流层、平流层、中间层、热层。 （二）水圈 海水占97%， 淡水占2.53%，其中3/4在南、北 极的冰盖和冰川中，人类能够利用的淡水占全部 淡水的20%，其中只有0.5%的淡水能直接取用于 河湖。 （三）岩石圈和土壤圈 1.岩石圈:地球表面30-40KM厚的坚硬地壳. 是大气圈、水圈、土壤圈以及生物圈存在 的牢固基础，也是土壤形成的物质基础。 2.土壤圈 三生物圈 生物圈:是由大气

4、圈、水圈、岩石圈、土壤 圈这几个圈 层的交接的界面所组成的。(有 生命活动） 第三节生态因子及其作用 一、生态因子概念及其分类 生境：是指在一定时间内对生命有机体生 活、生长发育、繁殖以及对有机体存活数 量有影响的空间条件及其他条件的总和。 组成生境的因子称为生态因子。 生态因子的分类：如P13表11 二生态因子作用的分析 （一）生态因子作用的一般特征 .综合作用：彼此联系、相互促进、相互制约。 如温度的高低不仅影响空气的温度和湿度，同时 也会影响土壤的温度和湿度。 .主导作用：对生物起决定作用的生态因子，如 以生物为主导因子，可分为植食动物、肉食动物 、腐食动物、杂食动物等。 .直接作用和间

5、接作用：如地形起伏、海拔高度 工、经纬度等。 （一）生态因子作用的一般特征 .生态因子作用的阶段性 如：大马哈鱼生活在海洋，生殖季节就 洄游到淡水中产卵；鳗鲡在淡水中生活， 洄游到海洋中去生殖。 .生态因子的不可代替性和补偿作用 生态因子对生物的作用各不相同。 植物进行光合作用为例，如光照不足， 可以增加二氧化碳的量来补足。 （二）生态因子作用的方式 .拮抗作用 各个因子在一起联合时，一种因子能抑 制或影响另一种因子起作用。 .协同、增强和叠加作用 .净化作用： 净化作用是指部分生态因子具有以物理 、化学和生物的方式消除水、气、土中的污 染物。 （三）生态因子作用的规律 .限制因子规律 限制因

6、子：在诸多生态因子中使生物的耐受性接 近或达到极限时，生物的生长发育、活动以及分 布等直接受到限制、甚至死亡的因子。 .最小因子定律 “水桶原理” .耐受性定律 生态幅：每种生物对一种环境因子都有一 个生态上的适应范围的大小。 第四节种群 一、种群的基本概念及特征 （一）种群的概念 种群是指在一定时空中同种个体的总和。 （二）种群的基本特征 .空间特征 东北虎km2；水中浮游生物空间很小。 .数量特征 种群密度:单位面积或单位空间内的个体数目。生物量 .遗传特征 共性：组成种群的个体，在形态特征、生理特征上有共性 差异：是进化的起点，每个个体不可能贮存种群所有信息 二、种群数量动态参数 （一）

7、出生率和死亡率 最大出生率（理想条件下的最大数量）、实际出 生率或生态出生率 最低死亡率（最适环境条件下）、实际死亡率(生 态死亡率) （二）迁入和迁出 迁入和迁出是一种扩散行为，扩散有助于防止 近亲繁殖，是地方种群之间进行基因交流有生态 过程。 种子植物借助风、昆虫、水及动物等因子，传 播种子和花粉，进行基因交流、防止近亲繁殖。 （三）年龄结构和性别比 .年龄比：一个种群的所有个体一般具有不同的年龄 ，各个龄级的个体数目与种群个体总体的比例，叫年 龄比例。 增长型种群、稳定型种群、下降型种群 .性别比 性别比是反映种群中雄性个体与雌性个体比例的 参数。 （四）种群内禀增长率 内禀增长率：指当

8、环境是无限的（空间、食物和其他 有机体等都没有限制性的影响），在该理想条件下， 稳定年龄结构的种群所能达到的恒定的、最大的增长 率。 三、种群增长的基本模式 （一）在无限环境中的指数增长 种群不受任何 食物、空间等条件 的限制，则种群就 能发挥其内禀增长 能力，数量迅速增 长。 （二）在有限环境中的逻辑斯谛增长 由于空间资源与其他生活条件的限制 ，种群不可能一直按几何级数增长。因此 受环境阻力的影响，种群增长呈S型曲线， 最终接近于K。 四种间关系 （一）种间关系的形式 有利、有害或无利无害。如P21表 （二）种间竞争关系 种间竞争关系是指两个或更多物种的种 群对同一对象的争夺，如空间、食物或

9、营 养物质、光线等等。 生态位：一个物种所处的环境以及其本身 生活习性的总称。 （三）种间捕食与寄生作用 捕食：一个物种对另一个物种的取食现象。 从进化论角度来看，对于缺乏自我调节的种群反 而有利。 寄生：指两个有机体或物种之间的一种密切关系 。其中一个从另一个中获得食物，前者是寄生者 ，后者是宿主。 （四）种间合作与互利共生关系 共生：固氮 寄生兰：它们吸收寄主植物树干上的水分、营养 物质，同是制造有机物供给“寄主”. 第五节群落 一、群落的基本概念及特征 （一）群落的基本概念 群落：是指一定时间内居住在一定空间范围内的生物群落 的集合。 （二）群落的特征 1.群落中的优势种 优势种：因其在

10、大小、数量或活动上起着主要的影响和控 制作用成为优势种。 2.群落和物种多样性 丰富度 相对密度 3.群落的种间关联性：正关联 负关联 4.群落的交错区和连缘效应 群落交错区：不同群落的交界区域，或两类环境相接触部 分，即通常所说的结合部位。或称生态环境脆弱带。 两种群落边缘的类型：断裂状边缘、镶嵌状边缘 边缘效应：在群落交错区内单位面积内的生物种类和种群 密度较之相邻群落有所增加，这种现象称为边缘效应。 5.群落的稳定性 群落稳定性是指群落在一段时间过程 中维持物种互相结合 及各物种数量关系的能力，以及在受到扰动的情况下恢复 到原来平衡状态的能力。 多数生态学家认为，群落多样性是群落稳定性的

11、一个重要 尺度。 May提出了与多数人看法相反的观点，认为热带雨林这一 复杂系统比温带森林更易受人类的干扰而不稳定。 大多数人认为，高度多样性是稳定自然系统的特征之一。 二群落与环境 （一）群落与生境 生境：群落具体生长的环境。 地球上的植被带与气候带的分布基本上的吻合的。 （二）群落对环境的指示作用 1.植物群落对环境的指示作用 如热带雨林、稀树草原用作气候主要类型的指示。 用植物群落来指示盐渍化和沼泽化的程度。 2生物群落对环境的指示作用 水体富营养化后藻类大量繁殖，因此可用藻类的现 存量作为富营养化的指标进行评价。 第六节生态系统 一、生态系统的概念 生态系统：是一定空间内生物和非生物成

12、分通过 物质的循环、能量的流动和信息的交换而相互作 用、相互依存所构成的一个生态学功能单位。 生态系统大至生物圈、整个海洋、整个大陆，小 到一片森林、一片草地、一个小池塘。 二、生态系统的组成成分、功能及相互关系 （一）生态系统的组成成分 生态系统由两大部分、四个基本成分组成。 两大部分就是生物和非生物环境。 四个基本成分是指生产者、消费者、还原者 和非生物环境。 （二）生态系统组成成分的功能 1.生产者：2.消费者：3.还原者 4 .非生物环境 ，包括气候因子、无机物质和有机物质 （三）生态系统组成成分的关系 生物与非生物环境对于生态系统是缺一不可。 生物没有环境就无法生存；有环境无生物就谈

13、不 上生态系统。 消费者既是生态系统的重要组成，又是生产者进 行生产活动的内在动力。 马克思：“没有消费，也就没有生产” 生态系统的还原者也极为重要，正是它们的分解 作用，物质循环才得以进行。 三、生态系统的结构 （一）空 间结构 垂直结构和水平结构 （二）物种结构 是指生态系统中各类物种在数量方面的分布特征。 （三）营养结构 指食物网及其相互关系。 1.食物链：如图18 食物链的突出特性就是生物富集作用，如表19 2.食物网：如图110 四、生态系统的基本特征及类型 （一）生态系统的基本特征 1.生态系统的动态功能系统 2.生态系统具有一定的区域特征 3.生态系统是开放的“自持系统： 4.生态系统具有自我调节的功能 （二）生态系统的类型 1.按生态系统的空间环境性质 淡水生态系统、海洋生态系统、陆地生态系统，如 图111。 2.按人类对生态系统的影响程度 自然生态系统、人工生态系统 五生态系统的基本功能 （一）生物生产 （二）能量流动 （三）物质循环 （四）信息传递 六生态平衡 （一）生态平衡的概念 曲格平对生态平衡的解释P41 （二）破坏生态平衡的因素 1.自然因素 2.人为因素 （三）生态平衡失调的标志 1.生态平衡失调的结构标志 2.生态平衡失调的功能标志 （四）生态平衡的调节机制 1.反馈机制 2.抵抗力 3.恢复力