省竞赛辅导生态学与动物行为学

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1、生态学生态学主要范围主要范围:一、生物与环境的相互关系:一、生物与环境的相互关系:二、种群生态学:二、种群生态学:三、群落生态学:三、群落生态学:四、生态系统:四、生态系统:五、环境问题:五、环境问题:动物行为学动物行为学一、动物行为的概述:一、动物行为的概述:二、动物行为的分类:二、动物行为的分类:一、一、 生物与环境的相互关系:生物与环境的相互关系:一)、环境与生态因子的概念一)、环境与生态因子的概念二)、生物与生态因子关系的基本规律二)、生物与生态因子关系的基本规律三)、主要生态因子及其生态作用三)、主要生态因子及其生态作用环境:环境:是指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直是指某一特

2、定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物群体生存的一切事物的总和,包括接、间接影响该生物群体生存的一切事物的总和,包括生物和非生物。环境总是针对某一特定的主体或中心而生物和非生物。环境总是针对某一特定的主体或中心而言的,离开了这个主体或中心也就无所谓环境了。言的,离开了这个主体或中心也就无所谓环境了。 像温度等环境中对生物的生长、发育、繁殖、行为和分像温度等环境中对生物的生长、发育、繁殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素就称为布有着直接或间接影响的环境要素就称为生态因子生态因子,除了温,除了温度以外还包括湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物度以外还包括湿度、食物、氧气、二氧

3、化碳和其他相关生物等等等等。生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件,也称生生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件,也称生物的生存条件。物的生存条件。一)、生态因子的概念一)、生态因子的概念例题:例题:以下关于动物对温度的适应的说法正确的是以下关于动物对温度的适应的说法正确的是 ( )。)。A A在低温条件下,变温动物的寿命较长,随着温度的增高,在低温条件下,变温动物的寿命较长,随着温度的增高, 其平均寿命缩短其平均寿命缩短B B温暖地区,变温动物完成发育的时间比在冷的地区长温暖地区,变温动物完成发育的时间比在冷的地区长C C恒温动物在低温下保持恒定的体温,而变温动物随环境温恒温动物在低温下保持

4、恒定的体温,而变温动物随环境温 度的提高而有相应变化度的提高而有相应变化D D温度是动物分布的限制因子,最重要的是地区平均温度温度是动物分布的限制因子,最重要的是地区平均温度ACAC1 1最小因子法则最小因子法则(law of the minimum) 任任何何特特定定因因子子的的存存在在量量低低于于某某种种生生物物的的最最小小需需要要量量,因因而而成成为为决决定定该该物物种种生生存存或或分分布布的的根本因素。根本因素。二)、生物与生态因子关系的基本规律二)、生物与生态因子关系的基本规律2 2耐受性法则耐受性法则(law of tolerance) 各各种种生生态态因因子子对对某某一一种种生生

5、物物都都存存在在生生物物学学的的上上限限和和下下限限,它它们们之之间间的的幅幅度度就就是是该该种种生生物物对对某某一一生生态态因因子的子的耐受范围耐受范围。耐受性定律可用钟性曲线来表示。耐受性定律可用钟性曲线来表示。最适点最适点最适区最适区适宜区适宜区高死高死亡限亡限低死低死亡限亡限环境梯度环境梯度生生长长、生生殖殖0 0环境梯度环境梯度生生长长、生生殖殖广生态幅广生态幅狭生狭生态幅态幅狭生狭生态幅态幅根据生物对环境因子的适应范围的大小根据生物对环境因子的适应范围的大小 对同一生态因子,不同种类的生物耐受范围是不相对同一生态因子,不同种类的生物耐受范围是不相同的。有的可耐受很广的温度范围,称同

6、的。有的可耐受很广的温度范围,称广温性动物广温性动物;有;有的只能耐受很窄的温度范围,称的只能耐受很窄的温度范围,称狭温性生物狭温性生物。注意:注意:1).一般来说,如果一种生物对所有生态因子的一般来说,如果一种生物对所有生态因子的耐受范围耐受范围都是广泛的都是广泛的,那么这种生物在自然界的,那么这种生物在自然界的分布也一定很广分布也一定很广。2).一种生物的一种生物的耐受范围越广耐受范围越广,对某一特定点的适应能力对某一特定点的适应能力也就越低也就越低;相反狭生态幅的生物,通常对范围狭窄的环相反狭生态幅的生物,通常对范围狭窄的环境条件具有极强的适应能力境条件具有极强的适应能力,但却丧失了在其

7、它条件下,但却丧失了在其它条件下的生存能力。的生存能力。3).自然界中的动植物很少能够生活在对他们来说是最适自然界中的动植物很少能够生活在对他们来说是最适宜的地方宜的地方,而只能生活在它们占有更大竞争优势的地方而只能生活在它们占有更大竞争优势的地方。例如:很多沙漠植物在潮湿的气候条件下能够生长得更例如:很多沙漠植物在潮湿的气候条件下能够生长得更茂盛,但是它们却只分布在沙漠中,因为只有在那里它茂盛,但是它们却只分布在沙漠中,因为只有在那里它们才占有最大的竞争优势。们才占有最大的竞争优势。生物对生态因子耐受限度的调整生物对生态因子耐受限度的调整1.1.驯化:驯化: 生物借助于驯化过程可以稍稍调整它

8、们对生物借助于驯化过程可以稍稍调整它们对某个生态因子或某些生态因子的耐受范围。如某个生态因子或某些生态因子的耐受范围。如果一种生物长期生活在它的最适生存范围偏一果一种生物长期生活在它的最适生存范围偏一侧的环境条件下,久而久之就会导致该种生物侧的环境条件下,久而久之就会导致该种生物耐受曲线的位置移动。耐受曲线的位置移动。驯化在实验室条件下,驯化在实验室条件下,一般只需较短时间;而在自然环境中这个变化一般只需较短时间;而在自然环境中这个变化通常要较长时间。通常要较长时间。驯化可以理解为生物体内决驯化可以理解为生物体内决定代谢速率地酶系统的适应性改变定代谢速率地酶系统的适应性改变。2.2.休眠:休眠

9、: 休眠是动植物抵御暂时不利环境条件的休眠是动植物抵御暂时不利环境条件的一种非常有效的生理机制,环境条件如果超一种非常有效的生理机制,环境条件如果超出了生物的适宜范围出了生物的适宜范围( (但不能超出致死限度但不能超出致死限度) ),虽然生物也能维持生活,但却常常以休眠,虽然生物也能维持生活,但却常常以休眠的状态适应这种环境。的状态适应这种环境。动植物一旦进入休眠动植物一旦进入休眠期,它们对环境条件的耐受范围就会比正常期,它们对环境条件的耐受范围就会比正常活动是宽得多。活动是宽得多。3 3限制因子定律限制因子定律( (limiting factors) ) 任何一种生态因子,只要接近或超过生物

10、的耐受范任何一种生态因子,只要接近或超过生物的耐受范围,它就阻止其生长、繁殖、分布、生理机能或者生存围,它就阻止其生长、繁殖、分布、生理机能或者生存的因素就是的因素就是限制因子限制因子。例例题题:在在下下列列情情况况下下,测测定定了了不不同同光光照照强强度度光光合合作作用用速速率率的的影影响响(4 4种实验条件):种实验条件):0.10%0.10%COCO2 2、30 (1) 0.10%CO30 (1) 0.10%CO2 2、20 (2) 20 (2) 0.03%CO0.03%CO2 2、30 (3) 0.03%CO30 (3) 0.03%CO2 2、20 (4) 20 (4) 从以上实验可以

11、得知,对实验从以上实验可以得知,对实验2 2、实、实验验4 4和和P P点起到限制作用的因素分别是点起到限制作用的因素分别是A A光强度、光强度、0.03%0.03%COCO2 2、温度温度B B0.10%CO0.10%CO2 2、光强度、温度光强度、温度C C温度、光强度、温度、光强度、COCO2 2浓度浓度D D温度、温度、0.03%0.03%COCO2 2、光强度光强度光强度光强度光光合合速速率率1 12 23 3和和4 4P PD D注意:注意: 如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很如果一种生物对某一生态因子的耐受范围很广广(窄窄),而且这种因子又非常稳定而且这种因子又非常稳定(不稳

12、定不稳定),那那么这种因子就不太可能么这种因子就不太可能(很容易很容易)成为限制因子。成为限制因子。例如:氧气对陆生动物来说,数量多,含量稳定,例如:氧气对陆生动物来说,数量多,含量稳定,因此一般不会成为限制因子;但是氧气在水体中因此一般不会成为限制因子;但是氧气在水体中的含量是有限的,而且经常发生波动,因此常常的含量是有限的,而且经常发生波动,因此常常成为水生生物的限制因子。成为水生生物的限制因子。4贝格曼定律贝格曼定律 (Bergmans rule) 恒恒温温动动物物(内内温温动动物物)在在寒寒冷冷的的气气候候条条件件下下,体体型型趋趋向向于于大大,在在温温暖暖的的气气候候条条件件下下,体

13、体型型趋趋向向于于小小。因因为为个个体体大大的的动动物物,其其相相对对表表面面积积小小,单单位位体体重重散散热热量量相相对对较较少少,这样有利于保持体温。这样有利于保持体温。5阿伦定律(阿伦定律(Allens rule) 恒恒温温动动物物身身体体的的突突出出部部分分如如四四肢肢、尾尾巴巴和和外外耳耳等等在在低低温温环环境境中中有有变变小小变变短短的的趋趋势势,在在温温暖暖地地区区有有变变长长的的趋趋势势。这这也也是是在在寒寒冷冷地地区区减减少少散散热热和和在在温温暖暖地地区区增增加加散散热热的的一一种种形态适应。形态适应。6乔丹定律乔丹定律 (Jordans rule) 栖栖息息于于冷冷水水水

14、水域域中中的的鱼鱼类类,比比栖栖息息于于温温暖暖水水域域中中的的同同种种鱼鱼的的脊脊椎椎骨骨数数目目多多。解解释释:低低温温使使鱼鱼类类的的生生长长和和发发育育速速度度变变慢慢,因因而而延延长长了了其其性性成成熟熟时时间间,从从而而产产生生更更大大的的个个体体,其脊椎骨的数目也增多。其脊椎骨的数目也增多。7葛洛格定律(葛洛格定律(Glogers rule) 一般来说,在干燥而寒冷的地区,动物的体色较一般来说,在干燥而寒冷的地区,动物的体色较淡;而在潮湿而温暖的地区,其体色较深。解释:温淡;而在潮湿而温暖的地区,其体色较深。解释:温热地区动物毛色较深的原因,可能与色素产生和酶活热地区动物毛色较深

15、的原因,可能与色素产生和酶活动有关,较高的湿度和温度能增强酶的活性,提高代动有关,较高的湿度和温度能增强酶的活性,提高代谢速率,使皮肤中产生较多的黑色素,体色则较深。谢速率,使皮肤中产生较多的黑色素,体色则较深。8阿利氏定律阿利氏定律 动物有一个最适宜的种群密度,种群过密或过疏动物有一个最适宜的种群密度,种群过密或过疏都可能对自身产生不利影响。随着种群密度过大,将都可能对自身产生不利影响。随着种群密度过大,将对整个种群带来不利影响,如它将抑制种群的增长率,对整个种群带来不利影响,如它将抑制种群的增长率,增大死亡率等。增大死亡率等。三)、主要生态因子及其生态作用三)、主要生态因子及其生态作用1

16、1光光 光质的变化:光质的变化: 光质随空间发生变化的一般规律是光质随空间发生变化的一般规律是短波光随短波光随纬度增加而减少,随海拔升高而增加纬度增加而减少,随海拔升高而增加。在时间变。在时间变化上,化上,冬季长波光增多,夏季短波光增多;一天冬季长波光增多,夏季短波光增多;一天内中午短波光较多,早晚长波光较多内中午短波光较多,早晚长波光较多。深水中的红藻深水中的红藻(紫菜紫菜)能够较有效的利用绿光。能够较有效的利用绿光。紫外光的作用抑制了植物茎的伸长,所以很多高紫外光的作用抑制了植物茎的伸长,所以很多高山植物都具有特殊的莲座状叶丛。山植物都具有特殊的莲座状叶丛。(1 1)光对植物的影响)光对植

17、物的影响光光合合作作用用强强度度光合作用光合作用呼吸作用呼吸作用光强度光强度CP 光合作用和呼吸作用两条线的光合作用和呼吸作用两条线的交叉点交叉点就是就是光补偿点光补偿点。在此处的光照强度是植物开始生长和进行净生产所需要在此处的光照强度是植物开始生长和进行净生产所需要的最小光照强度。阳生植物和阴生植物有差异。的最小光照强度。阳生植物和阴生植物有差异。 光对植物光合作用的影响光对植物光合作用的影响光照强度光照强度有有机机物物积积累累量量光补偿点光补偿点光饱和点光饱和点a ab b光照强度光照强度有有机机物物积积累累量量阳生植物阳生植物阴生植物阴生植物阳生植物和阴生植物的补偿点和饱和点阳生植物和阴

18、生植物的补偿点和饱和点 一般来说,植物个体对光能的利用率远不如群体一般来说,植物个体对光能的利用率远不如群体高,夏季当阳光最强时,单株植物很难充分利用这些高,夏季当阳光最强时,单株植物很难充分利用这些光能,但在植物群体中对反射、散射和透射光的利用光能,但在植物群体中对反射、散射和透射光的利用要充分的多。要充分的多。 对植物群体的总光能利用率产生影响的主对植物群体的总光能利用率产生影响的主要因素是要因素是光合面积、光合时间和光合能力光合面积、光合时间和光合能力。光合面积光合面积主要指叶面积,通常用主要指叶面积,通常用叶面积指数叶面积指数来表示,即来表示,即植物叶面积总和与植株所覆盖的土植物叶面积

19、总和与植株所覆盖的土地面积的比值地面积的比值。光合时间光合时间是指植物全年进行是指植物全年进行光合作用的时间,光合时间越长,植物体内就光合作用的时间,光合时间越长,植物体内就能积累更多的有机物质并增加产量。延长光合能积累更多的有机物质并增加产量。延长光合时间主要是靠延长叶片的寿命和适当延长植物时间主要是靠延长叶片的寿命和适当延长植物的生长期。的生长期。光合能力光合能力是指大气中二氧化碳含是指大气中二氧化碳含量正常和其它生态因子处于最适状态时的植物量正常和其它生态因子处于最适状态时的植物最大净光合作用速率。最大净光合作用速率。光对植物其它生理的影响光对植物其它生理的影响 a a与代谢的关系:与代

20、谢的关系: 对光照强度的要求不同植物分(阳对光照强度的要求不同植物分(阳生植物、阴生植物、耐阴植物)。阳生生植物、阴生植物、耐阴植物)。阳生植物的光饱和点比阴生植物要高,当然植物的光饱和点比阴生植物要高,当然通常光补偿点也会高一些通常光补偿点也会高一些b b与生殖的关系(光周期现象):与生殖的关系(光周期现象): 根据植物对日照长度的反应可分为根据植物对日照长度的反应可分为长日照植物、短日照植物、中日照植物长日照植物、短日照植物、中日照植物和中间型植物。(具体情况请看植物的和中间型植物。(具体情况请看植物的生殖生理)生殖生理) (2 2)光对动物的影响)光对动物的影响 影影响响动动物物的的体体

21、色色、生生长长发发育育、繁繁殖殖、行行为为、视视觉觉。有有很很多多的的动动物物繁繁殖殖、行行为为都都由日照长度来决定。由日照长度来决定。原因:原因:光周期变化很有规律、很稳定,光周期变化很有规律、很稳定,以以它为信号一般不会它为信号一般不会“上当上当”。而其它因素。而其它因素如温度等稳定性不强。(一年中的同一天如温度等稳定性不强。(一年中的同一天日照长短都是一致的,但是温度、湿度、日照长短都是一致的,但是温度、湿度、食物等因素可能不一致)食物等因素可能不一致)2 2温度温度最适点、最低点、最高点,在生态学上称为温度的三基点最适点、最低点、最高点,在生态学上称为温度的三基点(1 1)植物和温度)

22、植物和温度 P P505505a. a. 植物的春化植物的春化b b昼昼夜夜温温差差与与有有机机物物积积累累:白白天天温温度度高高有有利利于于光光合合作作用,夜间温度低降低呼吸作用。用,夜间温度低降低呼吸作用。c c季季节节变变温温与与物物候候:生生物物长长期期适适应应于于一一年年中中温温度度的的 寒寒暑暑节节律律性性变变化化,形形成成于于此此相相适适应应的的生生物物发发育育节节 律称为物候,实质是生物对季节性变温的适应。律称为物候,实质是生物对季节性变温的适应。d. d. 极极端端温温度度对对植植物物的的影影响响:低低温温对对植植物物的的伤伤害害可可分分 为冷害、霜害和冻害三种。为冷害、霜害

23、和冻害三种。 冷冷害害是是指指喜喜温温生生物物在在零零度度以以上上的的温温度度条条件件下下受受害害或或死死亡亡,例例如如海海南南岛岛的的热热带带植植物物丁丁子子香香在在气气温温降降到到6.16.1时时叶叶片片便便受受害害,降降到到3.43.4时时顶顶梢梢干干枯枯,受受害害严严重重。冷冷害害是是喜喜温温生生物物向向北北方方引引种种和和扩扩展展分分布布区区的主要障碍。的主要障碍。冷害冷害 冻冻害害是是指指冰冰点点以以下下的的低低温温使使生生物物体体内内( (细细胞胞内内或或细细胞胞间间隙隙) )形形成成冰冰晶晶而而造造成成的的损损害害。冰冰晶晶的的形形成成会会使使原原生生质质膜膜发发生生破破裂裂和

24、和使使蛋蛋白白质质失失活活与与变变性性。当当温温度度不不低低于于-3-3或或-4-4时时,植植物物受受害害主主要要是是由由于于细细胞胞膜膜破破裂裂引引起起的的;当当温温度度下下降降到到-8-8或或-10-10时时,植植物物受受害则主要是由于害则主要是由于生理干燥和水化层的破坏生理干燥和水化层的破坏引起的。引起的。冻害冻害e. e. 高温对植物的影响高温对植物的影响 高温可减弱光合作用,增强呼吸作用,使高温可减弱光合作用,增强呼吸作用,使植物的这两个重要过程失调。例如马铃薯在温植物的这两个重要过程失调。例如马铃薯在温度达到度达到4040时,光合作用等于零,而呼吸作用时,光合作用等于零,而呼吸作用

25、在温度达到在温度达到5050以前一直随温度的上升而增强,以前一直随温度的上升而增强,但这种状况只能维持很短的时间。但这种状况只能维持很短的时间。高温还可破高温还可破坏植物的水分平衡坏植物的水分平衡,加速生长发育,加速生长发育,促使蛋白促使蛋白质凝固和导致有害代谢产物在体内的积累质凝固和导致有害代谢产物在体内的积累。注:注:高温和低温(高温和低温(极端温度极端温度)对植物的致死,使植物)对植物的致死,使植物的地理分布也受到温度的限制。的地理分布也受到温度的限制。植物水平分布的南界植物水平分布的南界和北界和北界,垂直分布的海拔高低。,垂直分布的海拔高低。f. f. 植物对极端温度的适应:植物对极端

26、温度的适应:低温适应:低温适应:* * 形态的适应。芽叶具有油脂类物质,芽具鳞片,植表形态的适应。芽叶具有油脂类物质,芽具鳞片,植表有蜡粉密毛,植株矮小。有蜡粉密毛,植株矮小。* * 生理的适应。减少细胞内的水,增加糖、脂、色素,生理的适应。减少细胞内的水,增加糖、脂、色素,以降低冰点,增加吸热。以降低冰点,增加吸热。高温适应:高温适应:* * 加强反光、滤光,形成木栓层(隔热),降低含水量加强反光、滤光,形成木栓层(隔热),降低含水量增加糖、盐(减慢代谢速率、增强原生质抗凝结力)加增加糖、盐(减慢代谢速率、增强原生质抗凝结力)加强蒸腾,反射红外线。强蒸腾,反射红外线。(2 2)动物和温度)动

27、物和温度a a影响动物的繁殖:影响动物的繁殖:b b温度与生物的发育:温度与生物的发育:有有效效积积温温法法则则:指指生生物物(植植物物和和变变温温动动物物)的的生生长长发发育育过过程程中中,必必须须从从环环境境中中摄摄取取一一定定的的热热量量才才能能完完成成某某一一阶阶段段的的发发育育。如如:水水稻稻在在浙江只能种两季,而在海南岛可以种三季。浙江只能种两季,而在海南岛可以种三季。有有效效积积温温法法则则的的应应用用:预预测测生生物物发发生生的的世世代代数数;预预测测生生物物地地理理分布的北界;分布的北界;预测害虫来年发生程度;预测害虫来年发生程度;推算生物的年发生历;推算生物的年发生历; c

28、 c温度影响动物的形态:温度影响动物的形态:贝格曼定律、阿伦法则贝格曼定律、阿伦法则。d d影响动物的分布:影响动物的分布:有效积温和极端温度;有效积温和极端温度;e e极极限限温温度度对对动动物物造造成成的的影影响响:低低温温使使动动物物致致死死,主主要要是是由由于于细细胞胞内内形形成成冰冰晶晶的的损损伤伤所所致致。高高温温对对动动物物的的有有害害影影响响主主要要是是破破坏坏酶酶的的活活性性,使使蛋蛋白白质质凝凝固固变变性性,造造成成缺缺氧氧、排排泄泄功功能能失失调调和和神神经经系系统统麻麻痹等。痹等。f f动物对极端温度的适应。动物对极端温度的适应。 例题:例题:以下关于动物对温度的适应的

29、说法正确的是以下关于动物对温度的适应的说法正确的是 ( )。)。A在低温条件下,变温动物的寿命较长,随着温度的增高,在低温条件下,变温动物的寿命较长,随着温度的增高, 其平均寿命缩短其平均寿命缩短B温暖地区,变温动物完成发育的时间比在冷的地区长温暖地区,变温动物完成发育的时间比在冷的地区长C恒温动物在低温下保持恒定的体温,而变温动物随环境温恒温动物在低温下保持恒定的体温,而变温动物随环境温 度的提高而有相应变化度的提高而有相应变化D温度是动物分布的限制因子,最重要的是地区平均温度温度是动物分布的限制因子,最重要的是地区平均温度AC3 3水水植物与水:植物与水:水生植物(沉水植物、浮水植物、挺水

30、植物)水生植物(沉水植物、浮水植物、挺水植物)陆生植物(湿生植物、中生植物、旱生植物)陆生植物(湿生植物、中生植物、旱生植物)各种生态类型的植物的形态、解剖学结构特点各种生态类型的植物的形态、解剖学结构特点(具体参照植物形态、解剖学)(具体参照植物形态、解剖学)动物与水:动物与水: a a影响动物的分布;影响动物的分布; b b影响动物的体色;葛洛格定律(影响动物的体色;葛洛格定律(GlogerGlogers rules rule) c c影响动物的繁殖;影响动物的繁殖; d d影响动物的行为;影响动物的行为; e e影响动物的生长发育影响动物的生长发育 一)水生植物一)水生植物 适应特点是体

31、内有适应特点是体内有发达的通气系统发达的通气系统;叶片常呈带状、叶片常呈带状、丝状或极薄丝状或极薄,有利于增加采光面积和对,有利于增加采光面积和对COCO2 2与无机盐的吸与无机盐的吸收;植物体具有较强的弹性和抗扭曲能力以适应水的流收;植物体具有较强的弹性和抗扭曲能力以适应水的流动;淡水植物具有自动调节渗透压的能力,而海水植物动;淡水植物具有自动调节渗透压的能力,而海水植物则是等渗的。则是等渗的。1 1沉水植物沉水植物 整株植物沉没在水下,为典型的水生植物。整株植物沉没在水下,为典型的水生植物。根退化或消失根退化或消失,表皮细胞表皮细胞可直接吸收水中气体、营养物可直接吸收水中气体、营养物和水分

32、,和水分,叶绿体大而多叶绿体大而多,适应水中的弱光环境,无性繁,适应水中的弱光环境,无性繁殖比有性繁殖发达。如狸藻、金鱼藻和黑藻等。殖比有性繁殖发达。如狸藻、金鱼藻和黑藻等。2 2浮水植物浮水植物 叶片飘浮水面,叶片飘浮水面,气孔通常分布在叶的上面气孔通常分布在叶的上面,维管束和机械组织不发达维管束和机械组织不发达,无性繁殖速度快,生产力高。,无性繁殖速度快,生产力高。不扎根的浮水植物有凤眼莲、浮萍和无根萍等,扎根的不扎根的浮水植物有凤眼莲、浮萍和无根萍等,扎根的有睡莲和眼子菜等。有睡莲和眼子菜等。3 3挺水植物挺水植物 植物体大部分挺出水面,如芦苇、香蒲等。植物体大部分挺出水面,如芦苇、香蒲

33、等。二)陆生植物二)陆生植物 1 1湿生植物湿生植物 抗旱能力小,不能长时间忍受缺水。生长在光照抗旱能力小,不能长时间忍受缺水。生长在光照弱、湿度大的森林下层,或生长在日光充足、土壤水分经常饱弱、湿度大的森林下层,或生长在日光充足、土壤水分经常饱和的环境中。前者如热带雨林中的各种附生植物(蕨类和兰科和的环境中。前者如热带雨林中的各种附生植物(蕨类和兰科植物)和秋海棠等;后者如水稻、毛茛、灯心草和半边莲等。植物)和秋海棠等;后者如水稻、毛茛、灯心草和半边莲等。2 2中生植物中生植物 适于生长在水湿条件适中的环境中,其形态结构适于生长在水湿条件适中的环境中,其形态结构及适应性均介于湿生植物和旱生植

34、物之间,是种类最多、分布及适应性均介于湿生植物和旱生植物之间,是种类最多、分布最广和数量最大的陆生植物。最广和数量最大的陆生植物。3 3旱生植物旱生植物 能忍受较长时间干旱,主要分布在干热草原和荒能忍受较长时间干旱,主要分布在干热草原和荒漠地区。又可分为漠地区。又可分为少浆液植物少浆液植物和和多浆液植物多浆液植物两类。两类。前者叶面积前者叶面积缩小,根系发达,原生质渗透压高,含水量极少缩小,根系发达,原生质渗透压高,含水量极少,如刺叶石竹、,如刺叶石竹、骆驼刺和夹竹桃等;骆驼刺和夹竹桃等;后者体内有发达的贮水组织,多数种类叶后者体内有发达的贮水组织,多数种类叶片退化而由绿色茎代行光合作用片退化

35、而由绿色茎代行光合作用,如仙人掌、石蒜、景天和猴,如仙人掌、石蒜、景天和猴狲面包树等。狲面包树等。水生动物的渗透压调节水生动物的渗透压调节 生活在海洋中的动物大致有两种渗透压调节类型。生活在海洋中的动物大致有两种渗透压调节类型。一种类型是动物的血液或体液的渗透浓度与海水的总渗一种类型是动物的血液或体液的渗透浓度与海水的总渗透浓度相等或接近;另一种类型是透浓度相等或接近;另一种类型是动物的血液或体液大动物的血液或体液大大低于海水的渗透浓度。大低于海水的渗透浓度。 1.1.硬骨鱼类和甲壳动物体内的盐是通过鳃排泄出去的,硬骨鱼类和甲壳动物体内的盐是通过鳃排泄出去的,而软骨鱼类则是通过直肠腺排出。而软

36、骨鱼类则是通过直肠腺排出。 2.2.淡水动物:丢失的溶质从两个方面得到弥补:一方面淡水动物:丢失的溶质从两个方面得到弥补:一方面从食物中获得某些溶质,另一方面动物的从食物中获得某些溶质,另一方面动物的鳃或上皮组织鳃或上皮组织的表面也能主动地的表面也能主动地把钠把钠吸收吸收到动物体内。到动物体内。 动物与水:动物与水:注意:注意:温度和降水温度和降水是影响生物在地球表面分布是影响生物在地球表面分布的两个最重要的生态因子,两者共同作用决定着的两个最重要的生态因子,两者共同作用决定着生物群落在地球分布的总格局。生物群落在地球分布的总格局。二、二、 种群生态学:种群生态学:一)、种群的概念:一)、种群

37、的概念: 二)、种群的基本特征二)、种群的基本特征 三)、种群的数量变动三)、种群的数量变动 种群是指在特定的时间内,由分布在同一区域的许多同种种群是指在特定的时间内,由分布在同一区域的许多同种生物个体自然组成的生物系统。生物个体自然组成的生物系统。 例题:例题:下列生物属于种群的是下列生物属于种群的是 ( )A A一水田内的全部水稻、稗草一水田内的全部水稻、稗草B B一棉田中的幼蚜,无翅、有翅成熟蚜一棉田中的幼蚜,无翅、有翅成熟蚜C C某池塘中的所有鱼某池塘中的所有鱼D D一根朽木上的全部真菌一根朽木上的全部真菌B B二、二、 种群生态学:种群生态学:一)、种群的概念:一)、种群的概念: 二

38、)、种群的基本特征二)、种群的基本特征 三)、种群的数量变动三)、种群的数量变动 种群是指在特定的时间内,由分布在同一区域的许多同种种群是指在特定的时间内,由分布在同一区域的许多同种生物个体自然组成的生物系统。生物个体自然组成的生物系统。 例题:例题:下列生物属于种群的是下列生物属于种群的是 ( )A A一水田内的全部水稻、稗草一水田内的全部水稻、稗草B B一棉田中的幼蚜,无翅、有翅成熟蚜一棉田中的幼蚜,无翅、有翅成熟蚜C C某池塘中的所有鱼某池塘中的所有鱼D D一根朽木上的全部真菌一根朽木上的全部真菌B B1 1种群密度:种群密度: 种群密度是反映种群大小的一个参数。种群的大小种群密度是反映

39、种群大小的一个参数。种群的大小(总数)也可通过(总数)也可通过标志重捕法标志重捕法来测定。标志重捕法的来测定。标志重捕法的具体操作是:在调查样地上,捕获一部分个体进行标志,具体操作是:在调查样地上,捕获一部分个体进行标志,经一定期限进行重捕。根据重捕取样中标志比例与样地经一定期限进行重捕。根据重捕取样中标志比例与样地总数中标志比例相等的假定,来估计样地中被调查动物总数中标志比例相等的假定,来估计样地中被调查动物的总数。的总数。 即:即:N/M=n/m (N/M=n/m (其中其中M M为标志数,为标志数,n n为再捕为再捕个体数,个体数,m m为再捕中标记数。为再捕中标记数。) )二)种群的基

40、本特征二)种群的基本特征种群密度、种群的空间分布格局、出生率与死亡率、种群密度、种群的空间分布格局、出生率与死亡率、迁入与迁出、性别比例、年龄组成迁入与迁出、性别比例、年龄组成2 2种群的空间分布格局:种群的空间分布格局: 组组成成种种群群的的个个体体在在其其生生活活空空间间中中的的位位置置状状态态或或布布局局,分分为为三三类类:均均匀匀型型、随随机机型型、成成群群型型(集集群群型型)。集群型集群型是最常见的一种分布方式。是最常见的一种分布方式。均匀分布的产生原因,主要是由于种群内个体间的均匀分布的产生原因,主要是由于种群内个体间的竞争。例如森林中植物为竞争阳光(树冠)和土壤中营竞争。例如森林

41、中植物为竞争阳光(树冠)和土壤中营养物(根际)。分泌有毒物质于土壤中以阻止同种植物养物(根际)。分泌有毒物质于土壤中以阻止同种植物籽苗的生长是形成均匀分布的另一原因。籽苗的生长是形成均匀分布的另一原因。注:注:随机型往往被错误地认为是最多见的(受到独立分随机型往往被错误地认为是最多见的(受到独立分配规律的影响,非等位基因之间随机组合),而事实上配规律的影响,非等位基因之间随机组合),而事实上是最少见的,由于是最少见的,由于资源均匀分布、种群之间的个体资源均匀分布、种群之间的个体间无吸引、无排拆的现象间无吸引、无排拆的现象是不太可能出现的。是不太可能出现的。 成群分布是最常见的内分布型。成群分布

42、的形成原成群分布是最常见的内分布型。成群分布的形成原因是:因是:环境资源分布不均匀环境资源分布不均匀,富饶与贫乏相嵌;,富饶与贫乏相嵌;植植物传播种子方式使其以母株为扩散中心物传播种子方式使其以母株为扩散中心;动物的社会动物的社会行为使其结合成群。行为使其结合成群。三)、种群的数量变动三)、种群的数量变动1 1种群数量变动的基本参数种群数量变动的基本参数a a出生率与死亡率;出生率与死亡率;b b迁入与迁出;迁入与迁出;c c存活曲线;存活曲线;d d生命表生命表年龄年龄型型型型型型10001000100100 10 10 1 10.10.1存存活活数数n n(log(log) )存活曲线类型

43、存活曲线类型动态生命动态生命表表静态生命静态生命表表年年龄龄时间时间t t0 0t t1 1t t2 2t t3 32 2种群的增长模型种群的增长模型 种群在无限的环境中,即假定环境中空间、食物等资源是无限种群在无限的环境中,即假定环境中空间、食物等资源是无限的,其增长率不随种群本身的密度而变化,种群呈指数增长格局,的,其增长率不随种群本身的密度而变化,种群呈指数增长格局,其增长曲线为其增长曲线为“J”J”字形。字形。注意:注意: 指数增长的情况只有在实指数增长的情况只有在实验室内,验室内,人为控制的环境条人为控制的环境条件下,件下,才有可能发生,自然条才有可能发生,自然条件下一般是不会出现的

44、,由于件下一般是不会出现的,由于自然条件的环境都是有限的。自然条件的环境都是有限的。种群的指数增长种群的指数增长a a种群的指数增长种群的指数增长数数 量量b b种群的阻滞增长(逻辑斯蒂增长)种群的阻滞增长(逻辑斯蒂增长) 因为野外种群总是处于有限的环境当中,种群增长因此因为野外种群总是处于有限的环境当中,种群增长因此也是有限的。也是有限的。逻辑斯蒂增长曲线的意义逻辑斯蒂增长曲线的意义:最大持续产量的模型(最大持续产量的模型(K/2K/2););防治有害生物(防治有害生物(K K):):种群的阻滞增长(逻辑斯蒂增长)种群的阻滞增长(逻辑斯蒂增长)K KK/2K/2K K:环境容纳量环境容纳量逻

45、辑斯蒂增长曲线逻辑斯蒂增长曲线可划分为可划分为5 5个时期:个时期:开始期、加速期、开始期、加速期、转折期、减速期、转折期、减速期、饱和期(稳定期)饱和期(稳定期)3 3种群的数量波动调节种群的数量波动调节a a种群的生态对策:种群的生态对策: P P519519 r- r-对策;对策;k-k-对策;两种生态对策的对策;两种生态对策的特点特点。 大部分有害动物属于大部分有害动物属于r-r-对策,大部分珍稀动物属于对策,大部分珍稀动物属于k-k-对策。对策。b b种群数量的调节种群数量的调节 密度制约:密度制约: 影响种群个体数量的因素中,其作用随种群密度而变化的,影响种群个体数量的因素中,其作

46、用随种群密度而变化的,包括生物之间的相互作用包括生物之间的相互作用即即生物因素生物因素。生物种群的相对稳。生物种群的相对稳定和规则的波动与密度制约因素的作用有关。定和规则的波动与密度制约因素的作用有关。 非密度制约:非密度制约: 有些因素虽对种群数量起限制作用,但作用强度和种群密度有些因素虽对种群数量起限制作用,但作用强度和种群密度无关,主要是指气候等无关,主要是指气候等非生物因素非生物因素。种群数量的不规则变动往。种群数量的不规则变动往往同非密度制约因素有关。往同非密度制约因素有关。下列哪一条线表示动物种群数量变动中的非密度制约。下列哪一条线表示动物种群数量变动中的非密度制约。 ( )B种群

47、密度种群密度ABCD不不利利效效应应(死亡(死亡个体数)个体数)四)、种间关系四)、种间关系 (联赛教程(联赛教程P520)例题例题:例题:例题: 曲线曲线1 1和曲线和曲线2 2(图(图5-45-4)代表物种)代表物种1 1和物种和物种2 2的耐热范围,在的耐热范围,在什么温度情况下物种什么温度情况下物种2 2 能竞争过物种能竞争过物种1 1 ( )A A温度在温度在t t1 1tt2 2范围内范围内 B B温度在温度在t t2 2tt3 3范围内范围内C C温度在温度在t t1 1以下以下 D D温度变化幅度很大时温度变化幅度很大时E E温度在温度在t t3 3以上以上t t1 1t t2

48、 2t t3 3t t 2 2 1 1N NB B例题:例题: 在一实验室中进行了两类细菌对食物竞争的实验。实验中,测在一实验室中进行了两类细菌对食物竞争的实验。实验中,测定了第定了第类细菌在第一代存活期间混合培养中所占总数的百分比类细菌在第一代存活期间混合培养中所占总数的百分比(Z Zt t),),与第与第类细菌在第二代存活期间混合培养中所占总数的百类细菌在第二代存活期间混合培养中所占总数的百分比(分比(Z Zt t+1+1)之间的对应关系。如右图所示,实线表示观察到的之间的对应关系。如右图所示,实线表示观察到的Z Zt t+1+1和和Z Zt t的关系,虚线表示的关系,虚线表示Z Zt t

49、+1+1= =Z Zt t时的情况。在较长的时间里,第时的情况。在较长的时间里,第类类细菌和第细菌和第类细菌会发生什么情况?类细菌会发生什么情况? ( )D DA A 第第类细菌和第类细菌和第类细菌共存类细菌共存B B 第第类细菌和第类细菌和第类细菌共同生长类细菌共同生长C C 第第类细菌把第类细菌把第类细菌排除掉类细菌排除掉D D 第第类细菌把第类细菌把第类细菌排除掉类细菌排除掉0.20.40.60.81.0Zt+1Zt0.20.40.60.81.000思考:思考: 这条曲线如果改称凸形的,结果又会怎么样。例题:例题: 将甲、乙两种植物混种将甲、乙两种植物混种, ,若设定若设定 = =N,

50、N, =M, =M,收获的种子再播种收获的种子再播种, ,连续进行若干代连续进行若干代 后将后将M M对对N N作图作图, ,有下列几种可能的结果。请回答有下列几种可能的结果。请回答: : M MN NM MN Na ab bM MN Nc cM MN Nd d(1)(1)甲与乙的竞争中甲与乙的竞争中, ,若甲取胜若甲取胜, ,可用图可用图 表示表示, ,那么那么M M N N。(2)(2)甲与乙的竞争中甲与乙的竞争中, ,出现稳定平衡时出现稳定平衡时, ,可用图可用图 表示表示, ,其平衡点其平衡点为为 e eA AB BC CD DB BA Ab b三、三、 群落生态学:群落生态学:一)、

51、群落中物种的多样性和优势种一)、群落中物种的多样性和优势种三)、群落结构三)、群落结构五)、群落演替五)、群落演替四)、陆地植物群落分布的地带性四)、陆地植物群落分布的地带性二)、生态位二)、生态位群群 落落 ABCD种种 15092750种种 2304525种种 3100520种种 4100520种种 501520种种 60155种种 70100种种 80100例题:例题: 生态群落生态群落K K到到N N包含以数字包含以数字1 1到到8 8代表的物种,每个物种的密度代表的物种,每个物种的密度不同,表不同,表5555中给出了这些物种得密度(每平方米的个体数),中给出了这些物种得密度(每平方米

52、的个体数),当受到大规模害虫袭击(危害程度逐步增加)时,这些群落中的当受到大规模害虫袭击(危害程度逐步增加)时,这些群落中的哪一个受到的影响最小?哪一个受到的影响最小? ( )一)、群落中物种的多样性和优势种一)、群落中物种的多样性和优势种D1 1群落多样性的含义:群落多样性的含义: 生物多样性一般有三个水平:遗传多样性;物种多样性;生生物多样性一般有三个水平:遗传多样性;物种多样性;生态系统多样性。生态系统多样性中包含群落多样性,而群落多样态系统多样性。生态系统多样性中包含群落多样性,而群落多样性包含两方面的含义性包含两方面的含义 种的数目或丰富度种的数目或丰富度; 种的均匀度种的均匀度2

53、2优势种和建群种:优势种和建群种: 对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种称为称为优势种优势种。它们通常是个体数量多,投影盖度大,生物量高,。它们通常是个体数量多,投影盖度大,生物量高,体积较大,生活能力较强。群落的不同层次有各自的优势种,体积较大,生活能力较强。群落的不同层次有各自的优势种,而其中而其中优势层的优势种常称为建群种优势层的优势种常称为建群种。3 3群落的交错区和边缘效应群落的交错区和边缘效应 群落的交错区又称生态交错区或生态过渡区,是两个或群落的交错区又称生态交错区或生态过渡区,是两个或多个群落之间的过渡区域。群落的

54、交错区是一个交叉地带或多个群落之间的过渡区域。群落的交错区是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带,在这里,群落中种的数目及一些种群种群竞争的紧张地带,在这里,群落中种的数目及一些种群密度比相邻的群落大,这种现象称为密度比相邻的群落大,这种现象称为边缘效应边缘效应。二)、生态位二)、生态位 1 1、生态位的概念、生态位的概念生态位是指物种在生物群落或生态系统中的生态位是指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色地位和角色。生态位重叠;基础生态位;实际生态位。生态位重叠;基础生态位;实际生态位。D例题:例题:下图是种间竞争排斥图,如果供应点在下图是种间竞争排斥图,如果供应点在区,供应率低于区,供应率低于

55、A A、B B两两物种的零增长线(物种的零增长线(ZNGIZNGI),),那么那么A A、B B两物种的结果是两物种的结果是 ( )(B) ZNGI(A) ZNGI供供 应应点点 y xA A都能生存都能生存 B B共存共存 C C物种物种A A生存,生存, B B排斥排斥D D都不能生存都不能生存2 2生态位分化生态位分化同一地区共存的物种,它们生态位的关系从理论上有三种情况:同一地区共存的物种,它们生态位的关系从理论上有三种情况: 生态位完全分离;生态位完全分离; 生态位彼此部分重叠;生态位彼此部分重叠; 生态位基本上重叠生态位基本上重叠二)、生态位二)、生态位 1 1、生态位的概念、生态

56、位的概念生态位是指物种在生物群落或生态系统中的生态位是指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色地位和角色。生态位重叠;基础生态位;实际生态位。生态位重叠;基础生态位;实际生态位。三)、群落结构三)、群落结构 群落结构是指群落中群落结构是指群落中各种生物在空间上的配置状各种生物在空间上的配置状况况,包括,包括垂直结构垂直结构和和水平结构水平结构。垂直结构:垂直结构:指群落的指群落的分层现象,群落中植物的分层导致动物的分层。群落分层现象,群落中植物的分层导致动物的分层。群落的分层结构是自然选择的结果,它显著提高了利用环的分层结构是自然选择的结果,它显著提高了利用环境资源的能力。境资源的能力。水平结

57、构:水平结构:群落内水平的二维空间中群落内水平的二维空间中生态因子常常不均匀,或由于人类和动物活动的影响,生态因子常常不均匀,或由于人类和动物活动的影响,使群落在外形上表现为斑块相间,我们称之为使群落在外形上表现为斑块相间,我们称之为镶嵌性镶嵌性,每一斑块就是一个小群落。每一斑块就是一个小群落。四)、陆地植物群落分布的地带性四)、陆地植物群落分布的地带性1 1经度地带性;经度地带性;2 2纬度地带性纬度地带性3 3垂直地带性垂直地带性五)、群落演替五)、群落演替1 1概念概念 不同的群落在同一地方相继出现,即一种群落转变为另一不同的群落在同一地方相继出现,即一种群落转变为另一种群落的过程,叫做

58、群落演替。种群落的过程,叫做群落演替。2 2演替的基本类型演替的基本类型1 1)按照演替发生的时间进程,可以分为:)按照演替发生的时间进程,可以分为: a a世纪演替:世纪演替:延续时间相当长久,一般以地质年代计算;延续时间相当长久,一般以地质年代计算; b b长期演替:长期演替:延续达几十年,有时达几百年;延续达几十年,有时达几百年; c c快速演替快速演替:延续几年或十几年。:延续几年或十几年。2 2)按演替发生的起始条件分,可以分为:)按演替发生的起始条件分,可以分为: a a原生演替:原生演替:开始于原生裸地或原生芜原(完全没有植被开始于原生裸地或原生芜原(完全没有植被 并且也没有任何

59、植物繁殖体存在的裸露地段)并且也没有任何植物繁殖体存在的裸露地段) 上的群落演替上的群落演替 b b次生演替:次生演替:开始于次生裸地或次生芜原(不存在植被,开始于次生裸地或次生芜原(不存在植被, 但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地)但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地) 上的群落演替上的群落演替3 3)按基质的性质划分,可分为:)按基质的性质划分,可分为: a a水生演替:水生演替: 演演替替开开始始于于水水生生环环境境中中,但但一一般般都都发发展展到到陆陆地地群群落落。 如如淡淡水水湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。 b b旱生演替:旱生

60、演替: 演演替替从从干干旱旱缺缺水水的的基基质质上上开开始始。如如裸裸露露的的岩岩石石表表面面上上生生物物群群落落的形成过程。的形成过程。4 4)按群落代谢特征来划分,可分为:)按群落代谢特征来划分,可分为: a a自养性演替:自养性演替: 自自养养性性演演替替中中,光光合合作作用用所所固固定定的的生生物物量量积积累累越越来来越越多多,例例如如由裸岩由裸岩地衣地衣苔藓苔藓草本草本灌木灌木乔木的演替过程。乔木的演替过程。 b b异养性演替:异养性演替: 有有机机物物质质是是随随演演替替而而减减少少的的。如如:出出现现有有机机污污染染的的水水体体,由由于于细菌和真菌分解作用特别强,有机物质是随演替

61、而减少。细菌和真菌分解作用特别强,有机物质是随演替而减少。 5 5)按控制演替的主要因素划分,:)按控制演替的主要因素划分,:a a 内因性演替:内因性演替: 群群落落中中生生物物生生命命活活动动的的结结果果首首先先使使它它的的生生境境得得到到改改造造,然然后后被被改改造造了了的的生生境境又又反反作作用用于于群群落落本本身身,如如此此相相互互促促进进,使使演演替不断向前发展。替不断向前发展。b b 外因性演替:外因性演替: 这这种种演演替替是是由由于于外外界界环环境境因因素素的的作作用用所所引引起起的的群群落落变变化化。其其中中包包括括气气候候发发生生演演替替、地地貌貌发发生生演演替替、土土壤

62、壤发发生生演演替替、火火成成演替和人为发生演替。演替和人为发生演替。注意:注意: 一一切切源源于于外外因因的的演演替替最最终终都都是是通通过过内内因因生生态态演演替替来来实实现现的的,所所以说,内因生态演替是群落演替的最基本和最普遍的形式。以说,内因生态演替是群落演替的最基本和最普遍的形式。 3 3演替顶极演替顶极 1 1)单元顶极论:)单元顶极论: 无无论论是是水水生生演演替替,还还是是旱旱生生演演替替,最最后后都都发发展展成成为为一一个个与与当地气候相适应的相对稳定的中性群落当地气候相适应的相对稳定的中性群落气候顶极群落;气候顶极群落; 2 2)多元顶极论:)多元顶极论: 在在一一个个气气

63、候候区区内内,群群落落演演替替的的最最终终结结果果不不一一定定都都形形成成一一个个相相同同的的气气候候顶顶极极群群落落。除除了了气气候候顶顶极极外外,还还可可有有土土壤壤顶顶极极、地形顶极、火烧顶极等。地形顶极、火烧顶极等。 3 3)顶极)顶极格局假说:格局假说: 实际是多元顶极的一个变型,认为随着环境梯度的变化,实际是多元顶极的一个变型,认为随着环境梯度的变化,构成一个顶极群落连续变化的格局构成一个顶极群落连续变化的格局 。四、生态系统四、生态系统二)、生态系统的营养结构二)、生态系统的营养结构三)、生态系统的功能三)、生态系统的功能 一)、生态系统的概述一)、生态系统的概述1 1、概念:、

64、概念: 生态系统是指在一定的时间和空间内生物成分和非生物生态系统是指在一定的时间和空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动而相互作用、相互依存所形成成分通过物质循环和能量流动而相互作用、相互依存所形成的一个生态学功能单位。的一个生态学功能单位。生态系统内部具有自我调节能力;生态系统内部具有自我调节能力;能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能。能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能。 生态系统生态系统非生物成分非生物成分生物成分生物成分气候因子气候因子( (太阳辐射、温度、湿度、风等太阳辐射、温度、湿度、风等) )无机物质无机物质有机物质有机物质生产者生产者消费者消费

65、者分解者分解者2 2、组成:、组成:( (生物群落生物群落) )( (非生物的物非生物的物质和能量质和能量) )二)、生态系统的营养结构二)、生态系统的营养结构 1 1食物链和食物网食物链和食物网 碎屑食物链:碎屑食物链: 以以死死生生物物或或腐腐屑屑为为起起点点的的食食物物链链。在在大大多多数数陆陆地地生生态态系系统统和和浅浅水水生生态态系系统统中中,生生物物量量的的大大部部分分不不是是被取食,因此能流是以通过碎屑食物链为主。被取食,因此能流是以通过碎屑食物链为主。 捕食食物链:捕食食物链: 又又叫叫活活食食链链,直直接接以以生生产产者者为为基基础础。捕捕食食食食物物链链虽虽然然是是人人们们

66、最最容容易易看看到到的的,但但只只在在某某些些水水域域生生态态系系统统中中才才能成为能流的主要渠道。能成为能流的主要渠道。 寄生食物链:寄生食物链: 是以寄生方式取食活有机体而构成的食物链是以寄生方式取食活有机体而构成的食物链 2 2营养级和生态金字塔营养级和生态金字塔 营养级:营养级: 一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物物种一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物物种的总和。通常一条食物链上的营养级只有的总和。通常一条食物链上的营养级只有4 45 5级。为什么?级。为什么? 生态金字塔:生态金字塔: 数量金字塔:数量金字塔: 是是利利用用各各营营养养级级所所包包含含的的各各种种

67、生生物物的的总总数数的的多多少少来来构构成成的的生态金字塔生态金字塔 生物量金字塔:生物量金字塔: 以生物组织的干重表示每一个营养级中生物的总重量以生物组织的干重表示每一个营养级中生物的总重量 能量金字塔:能量金字塔: 是是利利用用各各营营养养级级所所固固定定的的总总能能量量值值的的多多少少来来构构成成的的生生态态金金字塔字塔 注意注意: : 生生态态金金字字塔塔一一般般都都是是上上窄窄下下宽宽的的,但但是是也也有有例例外外的的。比比如如:前前一一营营养养级级的的个个体体比比后后一一营营养养级级的的个个体体明明显显大大的的多多,就就又又可可能能构构成成上上宽宽下下窄窄的的倒倒置置金金字字塔塔(

68、数数量量金金字字塔塔);还还有有在在湖湖泊泊和和开开阔阔海海洋洋的的水水域域生生态态系系统统中中常常常常出现上宽下窄的倒置的生物量金字塔。出现上宽下窄的倒置的生物量金字塔。注注:能量金字塔不可能出现上宽下窄的倒置金字塔。能量金字塔不可能出现上宽下窄的倒置金字塔。 3 3 生态效率:生态效率: a a同化效率同化效率 = = 固定的日光能固定的日光能/ /吸收的日光能(植物)吸收的日光能(植物) = = 同化的食物能同化的食物能/ /摄取的食物能(动物)摄取的食物能(动物) b b生长效率生长效率 = = n n营养级的净生产量能量营养级的净生产量能量/ / n n营养级的同化能量营养级的同化能

69、量 c c利用效率利用效率 = = n+1n+1营养级的摄食能量营养级的摄食能量/ /n n营养级的净生产量营养级的净生产量 d d林德曼效率林德曼效率 = = n+1n+1营养级的摄食能量营养级的摄食能量/ / n n营养级的摄食能量营养级的摄食能量 注:注: 一般一般大大型动物的生长效率要型动物的生长效率要低于低于小小型动物;型动物;老老年动物的生年动物的生长效率要长效率要低于低于幼幼年动物;年动物;肉食肉食动物的同化效率要动物的同化效率要高于高于植食植食动物。动物。但随着营养级的增加,呼吸消耗所占的比例也相应增加,因而但随着营养级的增加,呼吸消耗所占的比例也相应增加,因而导致在肉食动物营

70、养级净生产量的相应下降。但是导致在肉食动物营养级净生产量的相应下降。但是林德曼效率林德曼效率在各个营养级之间的统计几乎都是一个常数在各个营养级之间的统计几乎都是一个常数即即10%10%。以上。以上也可以看出每个营养级的净生产量都绝大多数通向碎屑食物链也可以看出每个营养级的净生产量都绝大多数通向碎屑食物链 4 4 生态系统的反馈调节和生态平衡生态系统的反馈调节和生态平衡 反馈调节分为反馈调节分为负反馈调节负反馈调节和和正反馈调节正反馈调节。负反馈调节:。负反馈调节:较常见的一种反馈,它的作用是能够使生态系统较常见的一种反馈,它的作用是能够使生态系统达到和保达到和保持平衡或稳态持平衡或稳态,反馈的

71、结果是,反馈的结果是抑制和减弱抑制和减弱最初发生变化的最初发生变化的那种成分所发生的变化。正反馈调节:比较少见,它的作那种成分所发生的变化。正反馈调节:比较少见,它的作用刚好与负反馈调节相反,即生态系统中某一成分的变化用刚好与负反馈调节相反,即生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化,反过来不是抑制而是所引起的其他一系列变化,反过来不是抑制而是加速加速最初最初发生变化的成分所发生的变化,因此正反馈的作用常常使发生变化的成分所发生的变化,因此正反馈的作用常常使生态系统生态系统远离平衡状态或稳态。远离平衡状态或稳态。 由于生态系统具有自我调节能力,所以在通常情况由于生态系统具有自我调节能力,

72、所以在通常情况下,生态系统会保持自身的生态平衡。生态平衡是指生下,生态系统会保持自身的生态平衡。生态平衡是指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况,它包括态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况,它包括结构上的稳定、功能上的稳定、能量输入和输出的稳定。结构上的稳定、功能上的稳定、能量输入和输出的稳定。当生态系统达到稳定状态时,它能在很大程度上克服和当生态系统达到稳定状态时,它能在很大程度上克服和消除外来的干扰,保持自身的稳定性。这一现象就是生消除外来的干扰,保持自身的稳定性。这一现象就是生态系统的反馈调节。态系统的反馈调节。三)、生态系统的功能三)、生态系统的功能1 1生态系统的能量流动生

73、态系统的能量流动a a生态系统的初级生产和次级生产生态系统的初级生产和次级生产 生生产产量量(或或称称生生产产力力):在在一一段段时时间间内内,生生态态系系统统中中某某个种群或群落生产出来的有机物总量。个种群或群落生产出来的有机物总量。 初初级级生生产产量量:绿绿色色植植物物通通过过光光合合作作用用,把把太太阳阳能能转转变变成成植植物物体体内内的的化化学学能能,这这过过程程称称为为“初初级级生生产产”,它它所所固固定定的的总总能能量量(或或形形成成的的有有机机物物总总量量)称称为为初初级级生生产产量量。又又分分总总初初级级生生产产量量:在在某某单单位位时时间间内内生生产产者者所所固固定定的的全

74、全部部太太阳阳能能;净净初初级级生生产产量量:总总初初级级生生产产量量减减去去生生产产者者自自身身呼呼吸消耗后余下的数值。吸消耗后余下的数值。 次级生产量:次级生产量:在单位时间内动物体的同化量减去其呼吸在单位时间内动物体的同化量减去其呼吸量余下的值。实际上它就是动物用于生长、发育和繁殖的量余下的值。实际上它就是动物用于生长、发育和繁殖的那部分能量。那部分能量。一级、二级、三级消费者的生产量都属于次一级、二级、三级消费者的生产量都属于次级生产量。级生产量。次级生产量次级生产量= =同化量同化量次级呼吸量次级呼吸量= =个体增重个体增重+ +新个体重量新个体重量b b能量流动特点:能量流动特点:

75、 单向流动,单向流动,不可逆转,逐级递减不可逆转,逐级递减。2 2物质循环:物质循环: 又称生物地化循环,特点:又称生物地化循环,特点:反复出现,循环流动反复出现,循环流动。 水循环,全球性水循环,全球性 气体型循环气体型循环 沉积物循环沉积物循环 五、五、 环境问题:环境问题:(一)人类对大气层的破坏(一)人类对大气层的破坏1 1酸雨污染:酸雨污染:(不是单纯的雨,他还包括雪、雾、尘埃等(不是单纯的雨,他还包括雪、雾、尘埃等 各种含有酸性物质的沉降物)各种含有酸性物质的沉降物) a a形成原因:形成原因:SOSO2 2、NONO b b酸雨的危害:酸雨的危害: c c酸雨的防治:酸雨的防治:

76、2 2光化学烟雾:光化学烟雾: a a形成原因:形成原因:NONO和碳氢化合物在阳光中的紫外线的作用下;和碳氢化合物在阳光中的紫外线的作用下; b b光化学烟雾的成分:光化学烟雾的成分:O O3 3、NONO2 2、醛类、过氧乙酰基硝酸酯醛类、过氧乙酰基硝酸酯 (PANPAN)与大气的粒状污染物混合,形成前蓝色烟雾。与大气的粒状污染物混合,形成前蓝色烟雾。 c c光光化化学学烟烟雾雾的的危危害害:空空气气污污染染达达到到毒毒害害的的程程度度常常常常伴伴随随着着 一种气候条件一种气候条件逆温现象逆温现象温度温度地表地表暖空气暖空气冷空气冷空气更冷空气更冷空气高高度度 温度温度高高度度地表地表冷空

77、气冷空气冷空气冷空气暖逆温层暖逆温层逆温现象图解逆温现象图解(左)暖空气上升,扩散污染物;(左)暖空气上升,扩散污染物; (右)由于逆温现象,压在冷空气上面(右)由于逆温现象,压在冷空气上面的暖空气层阻碍污染物上升和进行扩散的暖空气层阻碍污染物上升和进行扩散a温温室室气气体体:CO2、CH4、氮氮氧氧化化物物、氯氯氟氟烃烃。温温室室气气体体能能无无阻阻挡挡地地让让太太阳阳的的短短波波辐辐射射设设想想地地面面,并并部部分分吸吸收收地地表表向向外外辐辐射射的的长长波波辐辐射射(红红外外线线)。全全球球增增温温作作用用中中以以CO2为为主主,约约占占60%以以上上。但但是是CO2并并不不是是温温室室

78、效效果果最最强强的的气气体体,比比如如N2O的的温温室室效效应应要要比比CO2高高的的多多(200倍倍左左右右),但是由于浓度比较低。所以,但是由于浓度比较低。所以 b温温室室效效应应与与气气候候变变暖暖的的危危害害:影影响响植植被被分分布布、海海平平面面上上升、陆地减少升、陆地减少 c温温室室效效应应与与气气候候变变暖暖的的防防治治:提提高高森森林林覆覆盖盖率率,改改善善生生态环境。态环境。4臭氧层的破坏臭氧层的破坏 a臭氧层的作用:臭氧层的作用: b臭臭氧氧层层破破坏坏的的原原因因:氯氯原原子子能能催催化化分分解解O3,制制冷冷剂剂氟氟里里昂昂(CFCl3)、CCl4、此此外外超超音音速速

79、飞飞机机、汽汽车车废废气气以以及及氮氮氧化合物也能分解臭氧。氧化合物也能分解臭氧。3温室效应与气候变暖:温室效应与气候变暖:(二)水体污染(二)水体污染1 1有机污染:有机污染:有机污染物在水中分解时需要消耗大量的氧,有机污染物在水中分解时需要消耗大量的氧,固又称需氧污染物。被有机物严重污染的水体中,溶解氧急固又称需氧污染物。被有机物严重污染的水体中,溶解氧急剧下降,甚至产生无氧层,大部分鱼类会窒息死亡。同时,剧下降,甚至产生无氧层,大部分鱼类会窒息死亡。同时,水中厌氧菌迅速发展,分解有机物并放出水中厌氧菌迅速发展,分解有机物并放出CHCH4 4和和H H2 2S S等有毒气等有毒气体,发出臭

80、气。体,发出臭气。2 2 水体富营养化:水体富营养化:由于生活污水、工业废水和农田排水由于生活污水、工业废水和农田排水中含较多的中含较多的N N、P P等元素,这些元素大量的进入水体后使藻类等元素,这些元素大量的进入水体后使藻类植物等大量繁殖,这些生物死亡后,先被需氧微生物分解,植物等大量繁殖,这些生物死亡后,先被需氧微生物分解,使水体中溶解氧的含量明显减少。接着,生物遗体又会被厌使水体中溶解氧的含量明显减少。接着,生物遗体又会被厌氧微生物分解,产生出氧微生物分解,产生出CHCH4 4和和H H2 2S S等有毒气体,使鱼类和其他等有毒气体,使鱼类和其他水生生物窒息或中毒死亡,水体变臭。富营养

81、化发生在淡水水生生物窒息或中毒死亡,水体变臭。富营养化发生在淡水中叫中叫“水华或水花水华或水花”,发生在海水中叫做,发生在海水中叫做“赤潮赤潮”。3有毒污染物与生物富集作用:有毒污染物与生物富集作用:水体中的有毒污染物有两类水体中的有毒污染物有两类 重金属(汞、铅、镉、铬、砷(类金属)等等),重金属(汞、铅、镉、铬、砷(类金属)等等), 人工合成的有机物(有机氯、有机磷、多氯联苯和芳香族人工合成的有机物(有机氯、有机磷、多氯联苯和芳香族氨基化合物)。有毒污染物的危害除造成生物急性中毒外,氨基化合物)。有毒污染物的危害除造成生物急性中毒外,还有一种重要危害是生物富集作用带来的不良后果。生物还有一

82、种重要危害是生物富集作用带来的不良后果。生物从环境摄取重金属和脂溶性的从环境摄取重金属和脂溶性的DDT、六六六等有机氯杀虫六六六等有机氯杀虫剂后,在体内积累,并延食物链转移。其结果是污染物的剂后,在体内积累,并延食物链转移。其结果是污染物的浓缩浓缩,营养级越高,富集能力越强,积累越多,呈现倒金营养级越高,富集能力越强,积累越多,呈现倒金字塔形。(著名例子是字塔形。(著名例子是“水俣病水俣病”)4海洋石油污染:海洋石油污染:污染石油的来源:河流、油轮事故、海底油污染石油的来源:河流、油轮事故、海底油田的泄漏和大气降雨。田的泄漏和大气降雨。5水水体体热热污污染染:许许多多工工厂厂向向水水体体排排放

83、放废废热热水水及及其其它它形形式式的的“废废热热”,使使水水体体温温度度显显著著上上升升,影影响响水水生生生生物物的的生生存存。(可可以从生态幅的角度考虑)以从生态幅的角度考虑)(四)其它环境问题:(四)其它环境问题: 淡水资源短缺、土地荒漠化、生物多样性遭受严重破坏。淡水资源短缺、土地荒漠化、生物多样性遭受严重破坏。(五)人口增长与环境问题(五)人口增长与环境问题(六)生物在环境保护中的作用(六)生物在环境保护中的作用 a森林在环保中的作用:森林在环保中的作用: 涵养水源、调节气候、保持水土、防风固沙涵养水源、调节气候、保持水土、防风固沙 b生物监测生物监测: 监测植物,如烟草对低浓度的光化

84、学烟雾极为敏感,监测植物,如烟草对低浓度的光化学烟雾极为敏感,且叶片伤害程度与臭氧浓度正相关。地衣、苔藓等许且叶片伤害程度与臭氧浓度正相关。地衣、苔藓等许多植物都可作为监测植物。多植物都可作为监测植物。 c生物的净化作用生物的净化作用: 有些污染物能被生物吸收,在体内积累或转化成无害有些污染物能被生物吸收,在体内积累或转化成无害的物质,这一过程称为生物的净化,或称为环境的自的物质,这一过程称为生物的净化,或称为环境的自净。如柳杉、悬铃木、橙能释放杀菌素净。如柳杉、悬铃木、橙能释放杀菌素(三)土壤污染:(三)土壤污染: 是指人类活动产生的污染物通过各种途径输入土壤,其是指人类活动产生的污染物通过

85、各种途径输入土壤,其数量和速度超过了土壤净化作用的速度,导致土壤正常数量和速度超过了土壤净化作用的速度,导致土壤正常功能失调。功能失调。不同污水中生物体系和指示生物污水类型污水类型在显微镜下观察在显微镜下观察到的生物到的生物(个个/升升)指示生物指示生物新排出的城市生活污水和类新排出的城市生活污水和类似的工业废水似的工业废水纤毛虫纤毛虫1050,000腐生草履虫、豆形虫、腐生草履虫、豆形虫、闪瞬目虫、布氏尾丝闪瞬目虫、布氏尾丝虫、小口钟虫、旋毛虫、小口钟虫、旋毛虫虫鞭毛虫鞭毛虫1,0002,000变形虫变形虫01,000细菌大量,真菌大量细菌大量,真菌大量含大量硫化氢的腐败废水含大量硫化氢的腐

86、败废水鞭毛虫鞭毛虫5,000300,000长尾波豆虫、大鞭毛长尾波豆虫、大鞭毛虫、多毛虫旋毛虫虫、多毛虫旋毛虫纤毛虫纤毛虫05细菌大量细菌大量刚排出的高浓度工业废水,刚排出的高浓度工业废水,亚硫酸法造纸厂废水,制糖亚硫酸法造纸厂废水,制糖工业废水工业废水细菌少量,真菌少量细菌少量,真菌少量虫类生物大多不存在虫类生物大多不存在无生物无生物有毒废水有毒废水无生物无生物,最多仅见少数的休眠孢子最多仅见少数的休眠孢子动物行为学动物行为学一、动物行为的概述一、动物行为的概述1 1动物的基本要求与动物行为的概念动物的基本要求与动物行为的概念 动动物物的的基基本本要要求求是是:个个体体的的生生存存和和种种群

87、群的的繁繁衍衍。动动物物的的行行为为,例例如如摄摄食食行行为为和和性性行行为为都都是是为为了了满满足足上上述述基基本本需需要要,适适应应体体内内、体体外外环环境境变变化化(如如季季节节变变化化、食食物物来来源源、生生理理需需求求的的变变化化等等)的的一一切切反反应应的的总总和和。它它不不仅仅包包括括躯躯体体的的移移位位动动作作(如如奔奔跑跑、游游泳泳等等等等)和和身身体体局局部部的的微微细细动动作作(如如发发出出声声音音、竖竖起起耳耳朵朵等等等等)还还包包括括动动物物日日常常生生活活活活动动(如如取取食食、呼呼吸吸等等等等)以以及及动动物物的的习习性性、举举止止(如如潜潜伏伏、假假死死、注注目

88、目凝凝视视、释放外激素等等)释放外激素等等)2 2决定动物行为的因素:决定动物行为的因素:a a刺激(外界或内部);刺激(外界或内部); b b动物的感觉器官与神经系统的功能状态;动物的感觉器官与神经系统的功能状态; c c动物机体的结构与生理特性动物机体的结构与生理特性3 3行为的遗传和行为发生的原因:行为的遗传和行为发生的原因: 行行为为是是有有遗遗传传基基础础的的(如如典典型型的的本本能能行行为为),但但行行为为不不是是直直接接决决定定于于基基因因,基基因因只只能能决决定定神神经经系系统统、激激素素系系统统以以及及运运动动系系统统的结构的发育和建成,再由神经系统来决定行为。的结构的发育和

89、建成,再由神经系统来决定行为。 行行为为发发生生的的原原因因有有终终极极原原因因和和近近期期原原因因:终终极极原原因因:在在动动物物行行为为学学中中,将将行行为为或或行行为为方方式式的的进进化化历历史史原原因因,它它对对动动物物生生存存特特别别是是繁繁殖殖能能力力的的影影响响,称称为为行行为为的的终终极极原原因因。由由于于终终极极原原因因回回答答的的是是动动物物(如如候候鸟鸟)为为什什么么具具有有某某种种行行为为方方式式(如如迁迁徙徙)而而不不是是其其他他的的行行为为方方式式(象象留留鸟鸟那那样样定定居居),也也就就是是行行为为方方式式的的生生态态功功能能和和进进化化历历史史,因因此此一一般般

90、称称为为“为为什什么么问问题题”。近近期期原原因因:在在动动物物行行为为学学中中将将动动物物个个体体怎怎么么样样去去进进行行某某种种活活动动,或或者者说说在在环环境境条条件件因因素素的的刺刺激激下下动动物物的的内内部部生生理理机机制制(广广义义的的,包包括括生生理理、心心理理、遗遗传传和和发发育育机机制制)是是怎怎么么样样去去完完成成某某种种行行为为的的方方式式称称之之为为近近期期原原因因,或或称称之之为为“怎怎么么样样问问题题”。近近期期原原因因所所涉涉及及的的是是动动物物个个体体的的遗遗传传程程序序的的解解码码,从从而而引引起起一一系系列列生生理理现现象象(如如候候鸟鸟迁迁徙徙前前的的生生

91、理理变变化化);终终极极原原因因则则涉涉及及到到动动物物种种群群的的遗遗传传程程序序的的历历史史变变化化以以及及变变化化的的原原因因(如如候候鸟鸟与与留留鸟鸟的的区区别及其原因)别及其原因)4 4符号刺激和固定动作格局符号刺激和固定动作格局 外界的一个外界的一个特定的刺激特定的刺激可引起动物发生可引起动物发生特定的特定的反应反应。这种反应是稳定的,每次刺激都发生。这种反应是稳定的,每次刺激都发生相同相同的的反应。这种先天的反应称为固定动作格局。引起这反应。这种先天的反应称为固定动作格局。引起这一反应的刺激称为一反应的刺激称为符号刺激符号刺激。如:雄性的淡水三棘。如:雄性的淡水三棘鱼,在繁殖季节

92、的红色(雄鱼腹部的颜色为红色)鱼,在繁殖季节的红色(雄鱼腹部的颜色为红色)刺激所发出的攻击行为。刺激所发出的攻击行为。特点:特点: 固定动作模式由特定的外部刺激所引固定动作模式由特定的外部刺激所引起,但是,一旦固定动作模式的行为起,但是,一旦固定动作模式的行为开始以后,外部刺激即使不存在,固开始以后,外部刺激即使不存在,固定动作模式也能继续进行。定动作模式也能继续进行。 固定动作模式依动物种类而不同,因固定动作模式依动物种类而不同,因此固定动作模式是此固定动作模式是天生的、可遗传的,天生的、可遗传的,可以作为动物种类的鉴别特征可以作为动物种类的鉴别特征。 二、动物行为的分类二、动物行为的分类一

93、)按一)按获得途径获得途径分分先天性行为先天性行为(包括趋性、非条件反射、本能)(包括趋性、非条件反射、本能)和和后天性行为后天性行为(包括印记、模仿、条件反射)。一些低等的(包括印记、模仿、条件反射)。一些低等的先天性行为在越高等的动物中所占的比重越小。先天性行为在越高等的动物中所占的比重越小。1 1先天性行为先天性行为趋性:趋性:是动物对环境因素刺激最简单的反应。如眼虫的、是动物对环境因素刺激最简单的反应。如眼虫的、某些昆虫和鱼类的趋光性,臭虫的趋热性。哺乳动某些昆虫和鱼类的趋光性,臭虫的趋热性。哺乳动物的行为中已经没有趋性了。物的行为中已经没有趋性了。非条件反射:非条件反射:反射必须要通

94、过完整的反射弧才能实现。反射必须要通过完整的反射弧才能实现。 本能:本能:是由一系列非条件反射按一定顺序连锁发生构成的,是由一系列非条件反射按一定顺序连锁发生构成的,比非条件反射复杂。比非条件反射复杂。非条件反射一般是个体局部发非条件反射一般是个体局部发生的行为,本能是全身性的行为生的行为,本能是全身性的行为。 思考:思考:某人看到闹哄哄的一群人围在一起,他也循某人看到闹哄哄的一群人围在一起,他也循着吵闹声向人群靠近,这一现象是否是趋性。着吵闹声向人群靠近,这一现象是否是趋性。思考:思考: “被蚊子叮了感觉痒被蚊子叮了感觉痒”。2 2后天性行为后天性行为 印记:印记:动物由于早期(初出生时)经

95、验所形成的一种重要的记动物由于早期(初出生时)经验所形成的一种重要的记忆现象或行为方式。印记也是动物的一种忆现象或行为方式。印记也是动物的一种学习行为方式学习行为方式,他一般是在动物出生后不久形成的(现在发现某些动物他一般是在动物出生后不久形成的(现在发现某些动物的成体的成体性成熟的个体也具有印记能力),一旦形成性成熟的个体也具有印记能力),一旦形成就非常牢固难于消除,而且他只需根据少量经验并在一就非常牢固难于消除,而且他只需根据少量经验并在一定的定的“敏感期敏感期”中形成。印记虽然一般是在动物出生后中形成。印记虽然一般是在动物出生后的早期形成的,但对其后的行为(如性行为、社群行为)的早期形成

96、的,但对其后的行为(如性行为、社群行为)产生深远影响,也就是说影响动物个体的行为发育产生深远影响,也就是说影响动物个体的行为发育 印记的种类:印记的种类: a a印随(追随印记)印随(追随印记)b b性印记:性印记:c c识别印记:识别印记:d d鸟鸣印记:鸟鸣印记:罗伦斯的印随实验模仿:模仿: 幼年动物则主要是通过对年长者的行为进行模仿来学幼年动物则主要是通过对年长者的行为进行模仿来学习的,如小鸡模仿母鸡用爪扒地索食,年幼的黑猩猩会模习的,如小鸡模仿母鸡用爪扒地索食,年幼的黑猩猩会模仿成年的黑猩猩用沾水的小树枝从洞穴中取出白蚁作为食仿成年的黑猩猩用沾水的小树枝从洞穴中取出白蚁作为食物。物。模

97、仿与印记的区别在于模仿没有特定的敏感期。模仿与印记的区别在于模仿没有特定的敏感期。 条件反射:条件反射: 动物建立后天性行为的主要方式是条件放射。(三类)动物建立后天性行为的主要方式是条件放射。(三类) a a经典条件反射或称为食物分泌性条件反射经典条件反射或称为食物分泌性条件反射 b b操作条件反射或称为尝试与错误(试错)或称为食物运操作条件反射或称为尝试与错误(试错)或称为食物运动性条件反射动性条件反射 ( (自然界中存在最普遍自然界中存在最普遍) ) c c防御性条件反射防御性条件反射 对声音刺激建立唾液分泌性食物条件反射的机制的示意图对声音刺激建立唾液分泌性食物条件反射的机制的示意图条

98、条件件反反射射的的形形成成就就是是通通过过强强化化建建立立暂暂时时联联系系,暂暂时时联联系系的的保保持持也也需需要要强强化化。学习:学习: 学习是高等动物通过神经系统不断接受环境的变化学习是高等动物通过神经系统不断接受环境的变化而形成新行为的过程。高等动物的复杂的行为的形成实而形成新行为的过程。高等动物的复杂的行为的形成实际上就是为了适应外界环境的变化,通过学习和体验新际上就是为了适应外界环境的变化,通过学习和体验新事物,事物,建立新的条件反射的过程建立新的条件反射的过程。判断和推理判断和推理是动物后是动物后天性行为发展的最高形式。人类的学习与动物的学习又天性行为发展的最高形式。人类的学习与动

99、物的学习又有区别:有区别:人类人类的学习是以的学习是以概念学习概念学习为基础(第二信为基础(第二信号系统的语言和文字),号系统的语言和文字),动物动物的学习是以的学习是以经验学习经验学习为基础(直接体验)。为基础(直接体验)。 注意:注意:本能和学习成分在动物行为中所占的比重对生本能和学习成分在动物行为中所占的比重对生命期长短不同的动物来说是有差别的,一般来说,生命命期长短不同的动物来说是有差别的,一般来说,生命期长的物种学习的成分占多,而生命期短的物种本能的期长的物种学习的成分占多,而生命期短的物种本能的成分所占的比重大。成分所占的比重大。动物学习的方式:动物学习的方式: 1 1) 习惯化习

100、惯化: 动动物物对对既既无无积积极极意意义义又又无无消消极极影影响响的的无无关关刺刺激激无无动动于于衷衷或或不不予予反反应应就就是是习习惯惯化化。例例如如:小小鸟鸟对对反反复复从从天天空空掠掠过过的的形形影影不不再再逃逃避避;对对田田间间的的稻稻草草人人不不再再警警惕惕;大大街街上上的的马马不不再再害害怕怕往往来来车车辆辆等等等等。习习惯惯化化可可以以使使动动物物对对无无关关刺刺激激不不予予反反应应从从而节省精力,避免无畏的能量消耗。而节省精力,避免无畏的能量消耗。 2 2)印记:)印记:( (习惯化和印记又被称为简单学习习惯化和印记又被称为简单学习) ) 3 3)联想学习:)联想学习: 条件

101、反射。经典条件反射和操作条件反射都属于根据经验条件反射。经典条件反射和操作条件反射都属于根据经验的联想学习,都需要的联想学习,都需要强化强化;所不同的是;所不同的是经典条件反射经典条件反射强调的强调的是是刺激刺激,并以无条件刺激为基础,是用条件刺激(铃声)代,并以无条件刺激为基础,是用条件刺激(铃声)代替非条件刺激(食物),替非条件刺激(食物),尝试与错误尝试与错误学习(操作条件反射)学习(操作条件反射)则是从则是从行为行为出发,在尝试中以正确的行为代替错误行为。自出发,在尝试中以正确的行为代替错误行为。自然界中动物的摄食行为和逃避敌害行为往往都和然界中动物的摄食行为和逃避敌害行为往往都和“尝

102、试与错尝试与错误学习误学习”有关。有关。 4 4)观察学习)观察学习即模仿:即模仿: 如如:“山山雀雀偷偷奶奶”事事件件。最最初初的的某某只只山山雀雀是是“试试错错”,后来的山雀是模仿行为。后来的山雀是模仿行为。5 5)潜在学习:)潜在学习: 是是指指没没有有报报偿偿的的学学习习方方式式。它它是是一一种种特特殊殊的的联联想想学学习习。即在没有明显的奖罚情况下对无关刺激或环境的联想。即在没有明显的奖罚情况下对无关刺激或环境的联想。6 6)悟性学习(洞察学习):)悟性学习(洞察学习): 是是最复杂最复杂也是迄今为止了解得最不够的一种学习方式。悟也是迄今为止了解得最不够的一种学习方式。悟性的本意指的

103、是主要性的本意指的是主要凭直觉凭直觉对新事物的因果关系的认识能力,对新事物的因果关系的认识能力,不涉及演绎推理。悟性学习和试错学习的区别在于前者强调不涉及演绎推理。悟性学习和试错学习的区别在于前者强调“豁然顿悟豁然顿悟”,其解决困难问题的速度远远高于后者。,其解决困难问题的速度远远高于后者。 成年黑猩猩设法取到挂在高处的香蕉成年黑猩猩设法取到挂在高处的香蕉二)按其二)按其具有的适应意义具有的适应意义可分为可分为(索食行为、贮食行为、攻击(索食行为、贮食行为、攻击行为、防御行为、繁殖行为、社群行为、节律行为、行为、防御行为、繁殖行为、社群行为、节律行为、择居行为择居行为 )(一)索食行为和贮食行

104、为(一)索食行为和贮食行为 1 1索食行为索食行为 动动物物的的索索食食行行为为是是指指搜搜寻寻食食物物、捕捕捉捉食食物物和和对对食食物物进进行行加加工处理,以满足自己或同种个体对食物需求的行为。工处理,以满足自己或同种个体对食物需求的行为。 2 2贮食行为贮食行为一些动物在食物充足的时期或季节,将多余的食物收藏起一些动物在食物充足的时期或季节,将多余的食物收藏起来以便慢慢食用的行为就是贮食行为。来以便慢慢食用的行为就是贮食行为。 (二)动物的争斗行为和防御行为(二)动物的争斗行为和防御行为1 1争斗行为(或称攻击行为)争斗行为(或称攻击行为)同同种种动动物物个个体体间间,往往往往为为了了地地

105、盘盘、食食物物、水水源源和和配配偶偶而而相相互互竞竞争争,竞竞争争的的结结果果引引起起双双方方发发生生争争斗斗,这这种种行行为为叫叫做做争争斗斗行行为为,争争斗斗时时,特特别别是是食食草草动动物物,一一方方或或双双方方以以战战斗斗的的姿姿态态攻攻击击对对方方,所所以以争争斗斗行行为为又又称称攻攻击击行行为为。一一般般来来讲讲,同同种种动动物物个个体体间间的的争争斗斗有有一一个个特特点点,就就是是双双方方很很少少受受到到实实质质性性的的伤伤害害,例例如如:两两条条雄雄蛇蛇在在争争斗斗时时,不不用用毒毒牙牙象象咬咬,而而是是用用脖脖子子相相互互推推压压以以比比试力量。试力量。2 2防御行为(往往又

106、称为反捕食行为)防御行为(往往又称为反捕食行为)许多动物捕食其它的动物,被捕的动物对付外来的追捕、保护许多动物捕食其它的动物,被捕的动物对付外来的追捕、保护自身的行为,叫做防御行为,防御行为的方式有多种:躲避和自身的行为,叫做防御行为,防御行为的方式有多种:躲避和逃避、保护色和警戒色、拟态和假死、联合防御和共同防御。逃避、保护色和警戒色、拟态和假死、联合防御和共同防御。 (三)动物的繁殖行为(三)动物的繁殖行为 动动物物在在繁繁殖殖过过程程中中所所表表现现出出来来的的一一系系列列动动作作或或活活动动,包包括括占领巢区、筑巢、求偶、交配、孵卵、对子代的哺育等占领巢区、筑巢、求偶、交配、孵卵、对子

107、代的哺育等 1.1.占领巢区(领地)占领巢区(领地) 2. 2.筑巢筑巢 3. 3.求偶求偶 4. 4.交配交配 5.5.孵卵孵卵 6. 6.哺育哺育 (四)节律行为(四)节律行为动动物物的的活活动动适适应应环环境境中中自自然然因因素素的的变变化化而而发发生生有有节节律律的的变化称为节律行为。变化称为节律行为。昼夜节律、潮汐节律、季节节律、生物钟昼夜节律、潮汐节律、季节节律、生物钟(五)择居行为(五)择居行为动动物物为为了了生生存存和和繁繁殖殖寻寻找找、选选择择具具有有充充分分的的食食物物资资源源与与防止敌害侵袭的隐蔽地。如:防止敌害侵袭的隐蔽地。如: 蜜蜂的分群、鸟类的迁徙、鱼类的洄游蜜蜂的

108、分群、鸟类的迁徙、鱼类的洄游(六)社群行为和通讯(六)社群行为和通讯 1 1社群行为:社群行为: a a社群行为的概念:社群行为的概念: 动物的社群行为是指同种生物个体之间除繁殖行为以动物的社群行为是指同种生物个体之间除繁殖行为以外的一切形式的联系,又叫社会行为、群体行为。社群行外的一切形式的联系,又叫社会行为、群体行为。社群行为的最简单形式是同种个体的结集和共同行动,没有分工为的最简单形式是同种个体的结集和共同行动,没有分工和地位的差异(举例)。高级形式是集群的成员出现地位和地位的差异(举例)。高级形式是集群的成员出现地位的差异和彼此的分工合作(举例)。的差异和彼此的分工合作(举例)。 b

109、b社群行为的维护机制社群行为的维护机制 等级等级 动物社群组织内部的等级一般是通过成员之间的动物社群组织内部的等级一般是通过成员之间的竞争来竞争来确定,确定,一经确定后并不轻易改变,各个成员也都一经确定后并不轻易改变,各个成员也都“承认承认”并并记住了记住了“自己的等级位次自己的等级位次”并用姿态和行为表现出来。并用姿态和行为表现出来。幼小幼小动物动物在社群组织中起初并在社群组织中起初并没有等级没有等级,待成长后才有一定的等,待成长后才有一定的等级位次,这种等级位次或者是由其母亲的等级位次而定,或级位次,这种等级位次或者是由其母亲的等级位次而定,或者是根据幼小动物之间在游戏行为中的表现而定。(

110、就连动者是根据幼小动物之间在游戏行为中的表现而定。(就连动物的模仿学习都有一定的等级)物的模仿学习都有一定的等级) 分工分工 社群组织中成员的分工也是维护社群组织的重要机制。社群组织中成员的分工也是维护社群组织的重要机制。由于分工,各司其职,既可以减少成员之间的争斗,又可以由于分工,各司其职,既可以减少成员之间的争斗,又可以提高社群作为一个整体的效率或适合度提高社群作为一个整体的效率或适合度 通讯行为通讯行为 视视觉觉通通讯讯 听听觉觉通通讯讯 化化学学通通讯讯 触触觉觉和和电电通通讯讯 最著名的例子是蜜蜂的圆舞和摇摆舞最著名的例子是蜜蜂的圆舞和摇摆舞 社群领域社群领域 是由是由“家庭家庭”发

111、展而成的社群所共同占有和保卫的领域。发展而成的社群所共同占有和保卫的领域。 利它行为利它行为 在同一种群动物中的动物个体在同一种群动物中的动物个体不顾本身厉害得失而对除不顾本身厉害得失而对除幼仔以外的其它个体予以支援帮助幼仔以外的其它个体予以支援帮助,提高其适合度的现象,提高其适合度的现象,并不涉及目的、动机等心理学范畴。动物对幼仔的抚育不属并不涉及目的、动机等心理学范畴。动物对幼仔的抚育不属于利它现象,而是抚育行为。利它行为可以用于利它现象,而是抚育行为。利它行为可以用亲缘选择理论亲缘选择理论来解释。来解释。 亲缘选择理论的主要论点;亲缘选择理论的主要论点; 利他行为由基因所支配;利他行为由

112、基因所支配; 如果利他行为的受益者是利他者的亲属,那如果利他行为的受益者是利他者的亲属,那么这个受益者体内含有与利它者同一利他基么这个受益者体内含有与利它者同一利他基因的可能性就会比一个非亲缘个体更大;因的可能性就会比一个非亲缘个体更大; 由于受益者能够更好地生存和繁殖,并且由由于受益者能够更好地生存和繁殖,并且由此更多地传递与利它者相同的利他基因;此更多地传递与利它者相同的利他基因; 因此,在自然选择过程中,这个利他基因在因此,在自然选择过程中,这个利他基因在基因库中的频率就会得到保留或有所增加。基因库中的频率就会得到保留或有所增加。(七)定向行为(七)定向行为 动物都生活在一定的区域中,都有特殊的定位方法,定动物都生活在一定的区域中,都有特殊的定位方法,定位活动是依靠某种感觉器官来完成的。有三种类型:位活动是依靠某种感觉器官来完成的。有三种类型: 化学定向、视觉定向、听觉定向化学定向、视觉定向、听觉定向。 胡蜂群体狮尾狒群体600600太阳太阳 食物食物

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