第二章生态学基础

《第二章生态学基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章生态学基础（99页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、环境保护概论第二章 生态学基础本章内容n绪论n第一节 生态学及其学科史n第二节 生态系统n第三节 生态系统的功能n第四节 生态平衡与失调n第五节 生态学的一般规律n第六节 生态学在环境保护中的应用生态学基础绪论什么是生命 生命的起源 生物的多样性 生物圈生态学基础什么是生命n一般定义：生命是一个具有与环境进 行物质和能量交换（即新陈代谢）、 生长繁殖、遗传变异和对刺激作出反 应的特殊物质系统。n分子生物学定义：生命是由核酸和蛋 白质特别是酶的相互作用产生的，可 以不断的繁殖的物质反馈循环系统。生态学基础绪论生命的起源n一般定义：生命是一个具有与环境进 行物质和能量交换（即新陈代谢）、 生长繁殖

2、、遗传变异和对刺激作出反 应的特殊物质系统。n分子生物学定义：生命是由核酸和蛋 白质特别是酶的相互作用产生的，可 以不断的繁殖的物质反馈循环系统。生态学基础绪论第一节 生态学及其学科史一、生态学萌芽 二、生态学的诞生 三、生态学的定义 四、生态学发展的3个阶段 五、生态学的发展趋势 六、环境生态学 七、现代生态学的三个组成部分 生态学基础一、生态学萌芽n生态学的知识来源于对植物及其生长 环境的观察与研究。n古代西方 n生态学的萌芽是在公元前370285年 古希腊时期，亚里斯多德(Aristotle)的 学生提奥夫拉斯塔(Theophrastus)在 随亚历山大东征时，从欧洲东部往东到 印度的途

3、中就注意到各地植物种类分布 与气候和土壤的关系。这是西方最早的 生态学思想。生态学基础第一节 生态学及其学科史一、生态学萌芽n中国古代的生态学萌芽（1）n据史料记载，周礼地管篇载有“以土会之 法，辨五地之物生”，即是什么土壤种什么作物 。北魏贾思勰的齐民要术载有“凡栽一切树 木，欲记其阴阳，不令转易”，晋朝嵇含的南 方草木状载有“柘宜山石、柞宜山阜、楮宜洞 谷、柳宜下田、竹宜高平之地”，即柘树宜多石 砾山地，栎树宜山地丘陵，杨树宜山涧谷地， 柳树宜低洼湿地，竹类宜高燥平地。这些是我 国有关生态学最早的描述。生态学基础第一节 生态学及其学科史一、生态学萌芽n中国古代的生态学萌芽（2）n到了明代，

4、我国的生产力有了很大发展，文化 科学知识也相应有了更大的进步，李时珍编纂 的本草纲目（公元1578年），描述了不同 药草的不同生境特点。该著作不仅是一本药本 ，而且还是一本植物生态专著的萌芽。生态学基础第一节 生态学及其学科史二、生态学的诞生n生态学（Ecology）一词最早是由德国生 物学家海克尔(E.Haeckel) 于1869年在 他所著有机体普通形态学原理一书中 提出的。他把生态学定义为“自然界的经 济学”。其英文词首和经济学（ Economics）是相同的，均来自于希腊文 ，表示家庭居处或环境的意思，可见，生 态学与经济学、家庭、环境等有着密切的 关系。生态学基础第一节 生态学及其学

5、科史二、生态学的诞生n1895年丹麦哥本哈根大学的瓦尔明的 以植物生态地理为基础的植物分布学和 1898年德国的辛柏尔的以生理学为基 础的植物地理分布两本专著的问世，标 志着生态学这门学科正式诞生。生态学基础第一节 生态学及其学科史二、生态学的诞生n之后，英国的坦斯利(1935)提出了生态系统， 美国的克列门茨(1909)提出了演替和顶极，美 国的林德曼(1942)提出了食物链和金字塔，原 苏联的苏卡切夫(1942)提出了生物地理群落等 概念，进一步推动了生态学的发展，特别是林 德曼(1942)关于美国明尼苏达州泥碳湖的生物 量、生物群落的营养关系，食物链能流过程的 研究，把生态学从定性研究推

6、向了定量研究， 取得了生态学的划时代进步。继德国的海克尔 之后，美国的奥德母把生态学重新定义为“研究 生态系统结构和功能的科学”。生态学基础第一节 生态学及其学科史三、生态学的定义n我国著名生态学家马世骏把生态 学定义为“研究生物与环境之间相 互关系及其作用机理的科学”。n因此生态学的基本任务是，研究、认 识生物与环境所形成的结构以及这种 结构所表现出的功能关系的规律。 生态学基础第一节 生态学及其学科史四、生态学发展的3个阶段 发展初期 1900年以前，是发展初期。有关 生态学的研究散见于自然本体论述。 发展时期 19001950年是发展时期，在 此时期内，生态学的定性研究进一步得到完 善和

7、系统化。 发展盛期 1950年以后，是发展盛期。表现 为生态学方法论，从强调经验的归纳转向系 统方法(Egerton,1977,Kendeigh,1974)。 通过生态系统的研究，特别是表现在进化生 态和系统分析的成绩上(Emlen,1973)。生态学基础第一节 生态学及其学科史五、生态学的发展趋势 n生态学的发展趋势是三个方向，即向微观 、宏观和综合三个方向发展：n微观方向，向着个体生态学、器官生态学、细 胞生态学、分子生态学、基因生态学方向发展 ；n宏观方向，向着种群生态学、群落生态学、生 态系统、地球生态学、宇宙生态学方向发展；n综合方向，向着多学科、交叉学科方向发展， 如城市生态学、人

8、口生态学、经济生态学、化 学生态学、污染生态学、环境生态学等。 生态学基础第一节 生态学及其学科史六、环境生态学 n环境生态学就是研究在人为干扰下生态系统内在 的变化机理、规律等，寻求受损生态系统恢复、 重建和保护对策的科学。即运用生态学理论，阐 明人与环境间的相互作用及解决环境问题的生态 途径。n所以，环境生态学不同于以研究生物与其生存环 境之间相互关系为主的经典生态学；也不同于只 研究污染物在生态系统的行为规律和危害的污染 生态学或以研究社会生态系统结构、功能、演化 机制以及人的个体和组织与周围自然、社会环境 和相互作用的社会生态学。生态学基础第一节 生态学及其学科史七、现代生态学的三个组

9、成部分1、个体生态学 2、种群生态学 3、群落生态学（生态系统生态学）在上述三个组成部分中，生态系统的理论 与环境保护关系最为密切，其中有许多应 用于环境保护工作中。生态学基础第一节 生态学及其学科史1、个体生态学主要研究生物个体与环境的相互关系，即 生物对环境的适应过程及环境对生物的塑 造作用和影响。就植物而言，是研究植物 个体的发芽、生长、开花、结果、落叶、 休眠等各个阶段的形态变化、生理变化反 应与环境的关系；就动物而言，是研究动 物个体的适应性、耐受性、食性、迁移、 繁殖、生活史等。生态学基础第一节 生态学及其学科史2、种群生态学种群是组成同一种生物的不同个体在特定 环境空间内的集群。

10、因此，在一定地段上 群落中的一个种的所有个体就是一个种群 。在自然界中，种群是物种存在的基本单 位，是生物群落或生态系统的基本组成部 分。种群生态学主要是研究种群的个体空间分 布及数量动态规律。生态学基础第一节 生态学及其学科史3、群落生态学群落生态学或称生态系统生态学群落是各种生物在特定空间内的集合体，生态系 统是群落与群落的环境综合而成的系统。因此， 生态系统生态学和群落生态学可认为是同一层次 的。生态系统的研究主要是围绕其结构与功能进行 的，目标是通过调控使生态系统达到高效、和谐 与相对平衡。生态学基础第一节 生态学及其学科史第二节 生态系统一、生态系统的定义 二、生态系统的层次 三、生

11、态系统的组成 四、生态系统类型 五、生态系统的结构 六、生态系统的基本特征生态学基础一、生态系统的定义n生态系统(Ecosystem) ，是指在一定的 空间和时间内，生物和非生物（环境） 的总和。即，生物与其生存环境，以及 生物与生物之间相互作用，彼此通过物 质循环、能量流动和信息交换，形成的 一个不可分割的、具有自我调节和自我 组织能力的整体。第二节 生态系统生态学基础在研究生物有机体与环境的相互关系过程中， 坦斯利特别强调有机体与环境不可分割的观点 ，提出了生态系统的概念，他认为“生态系统 的基本概念是物理学上使用的系统整体， 这个系统不仅包括有机复合体，而且也包括形 成环境的整个物理因子

12、复合体”。“我们 不能把生物从其特定的形成物理系统的环境中 分隔开来这种系统是地球表面上自然界的 基本单位，它们有各种大小和种类”。 n生态系统理论由英国生物学家坦斯利（1935）首 先提出，经过美国动物学家林德曼(1942) 的继承 和发展，进一步奠定了生态系统的基础 。生态学基础第二节 生态系统生态系统 = 生物群落 + 生物群落的环境 生态系统= 生命系统 + 环境系统生态系统具体一般系统的特性生态学基础第二节 生态系统生态系统研究的主要内容 （5个方面）n自然生态系统的保护和利用n生态系统调控机制的研究n生态系统退化的机制、恢复及其修复研究n全球生态问题的研究n生态系统可持续发展的研究

13、生态学基础第二节 生态系统二、生态系统的层次（层级）n生物个体n生物种群n生物群落n生态系统生态学基础第二节 生态系统二、生态系统的层次（层级）n生物个体一定环境条件下的生物个体 。生态学基础第二节 生态系统二、生态系统的层次（层级）n生物种群一个生物物种在一定的范围内所 有个体的总和称为生物种群 生态学基础第二节 生态系统二、生态系统的层次（层级）n生物群落在一定自然区域的环境条件下，许多不 同种的生物相互依存，构成了有着密切关系 的群体，称为生物群落 。随着环境条件的千差万别，地球上出现 了各种各样的生物群落（森林、草原、荒漠 等等）。而特定的生物群落又维持了相应的 环境条件。一旦生物群落

14、发生变化，也会影 响到环境条件的变化。 生态学基础第二节 生态系统二、生态系统的层次（层级）n生态系统生命系统和环境系统在特定空间的组 合称为生态系统。 在生态系统中，各种生物彼此间以及 生物与非生物的环境因素之间互相作用， 关系密切，而且不断进行着物质的交换、 能量的传递和信息的交流。目前，人类所 生活的生物圈内有无数大小不等的生态系 统。 生态学基础第二节 生态系统三、生态系统的组成 非生命物质（环境因素） 生产者 消费者 分解者（或“还原者”）生态学基础第二节 生态系统一个简化了的陆地生态系统生态学基础第二节 生态系统非生命物质（环境因素）n非生命物质：指生态系统中的各种无生命的无机物

15、、有机物和各种自然因素（如土壤、空气、水等） 。 n非生命物质包括：n气候因子，如太阳光辐射、温度以及其它物理因素；n无机物质，如碳、氮、水、氧、二氧化碳及矿物盐类 等；n有机物质，如蛋白质、碳氢化合物、脂类及腐殖质等 。生态学基础第二节 生态系统生产者（自养生物）n生产者：主要是绿色植物，凡能进行光 合作用制造有机物的植物种类，包括单 细胞藻类，均属于生产者。还有一些能 利用化学能把无机物转化为有机物的化 能自养型微生物，也应列入生产者之列 。n它们在生态系统中的作用是进行初级生 产，即光合作用。太阳光能只有通过生 产者，才能源源不断地输入生态系统， 成为消费者和还原者唯一的光源。生态学基础

16、第二节 生态系统消费者（异养生物）n消费者：主要是动物，它们以其它生 物或有机质为食料，自己不能生产食 物，只能利用植物所制造的有机物质 ，直接或间接从植物食物得到能量， 属于异养生物。 n消费者可分为一级消费者（如草食性 动物）；二级消费者（如肉食动物） ；等等。生态学基础第二节 生态系统分解者（还原者）n分解者（或称“还原者”）：指各种具有分解能力的 微生物，也包括一些微型动物，如鞭毛虫，土壤线 虫等。n还原者属于异养生物，主要是细菌和真菌，也包括 某些原生动物及腐食性动物（如食枯木的甲虫、白 蚁、蚯蚓和某些软体动物等）。它们把复杂的动植 物有机残体分解为简单的化合物，最终分解为无机 物质，归还到环境中，被生产者再利用。所以，还 原者的功能是分解，又称分解者。它们在物质循环 和能量流动中，具有重要的意义。大约90%的陆地 初级生产量，都需经过还原者的分解归还大地，所 有动物的残遗体和排泄物，都需经过还原者的工作 进行分解。生态学基础第二节 生态系统四、生态系统类型生