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1、生态学的形成生态学的形成(xngchng)与发展与发展生态学的萌芽时期：公元生态学的萌芽时期：公元16世纪前，朴素的自然观；世纪前，朴素的自然观；生态学的建立时期：公元生态学的建立时期：公元1719世纪世纪,生态因子生态因子(ynz)对生物分布及生长的影响研对生物分布及生长的影响研究究,生物地理学生物地理学;生态学的巩固时期：生态学的巩固时期：20世纪初至世纪初至20世纪世纪50年代，动物生态学、植物生态学、种群生年代，动物生态学、植物生态学、种群生态学、群落生态学等；态学、群落生态学等；现代生态学时期：现代生态学时期：20世纪世纪60年以后，人口、资源及环境问题的出现，推动了生态学年以后，人
2、口、资源及环境问题的出现，推动了生态学的发展的发展第1页/共31页第一页，共32页。从生态学鼻祖Odum的两部代表著作(zhzu)看生态学的发展Ecology: One link between the natural and social science, E. P. Odum, 1975Ecology: A bridge between science and society, E. P. Odum, 1997第2页/共31页第二页，共32页。生态学的研究生态学的研究(ynji)对象及其分支学科对象及其分支学科基因基因 细胞细胞 器官器官 有机体有机体 种群种群 群落群落基因基因 细胞细胞
3、 器官器官 有机体有机体 种群种群 群落群落系统系统 系统系统 系统系统 系统系统 系统系统 系统系统生物成分生物成分非生物成分非生物成分生态系统(1) 按照生物(shngw)组织层次的分支学科Molecular ecology;Evolution ecologyAutecology;Physiological ecologyPopulation ecologyCommunity ecologyEcosystem ecologyLandscape ecologyGlobal ecology第3页/共31页第三页，共32页。(2) 按照生物类型的分支学科按照生物类型的分支学科Animal eco
4、logy; Plant ecology; Microbial ecology; Human ecology; (3) 按照栖息地类型的分支学科按照栖息地类型的分支学科Freshwater ecology; Marine ecology; Estuary ecology; Terrestrial ecology; Forest ecology; Desert ecology; Grassland ecology; Wetland ecology;(4) 生态学与其他学科相互生态学与其他学科相互(xingh)渗透交叉的分支学科渗透交叉的分支学科Mathematical ecology; Chemi
5、cal ecology; economical ecology; Geographic ecology;(5) 应用生态学应用生态学(applied ecology)Agro-ecology; Resource ecology; Pollution ecology; Fishery ecology; ecology of wildlife; Urban ecology; Ecological engineering.第4页/共31页第四页，共32页。1 生态(shngti)因子(ecological factors)1.1 生态因子：指环境中对生物生长、发育、生态因子：指环境中对生物生长、发育
6、、生殖、行为和分布有直接或间接影响的生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。环境要素。1.2 生态因子分类：生态因子分类：生物因子（生物因子（biotic factors) 动物动物(animals) 植物植物(zhw)(plants)、 微生物微生物 (microbes)等等非生物因子非生物因子(abiotic factors) 条件因子：温度、湿度、条件因子：温度、湿度、pH； 资源因子：营养物、水、光照等。资源因子：营养物、水、光照等。第5页/共31页第五页，共32页。1.3 生态因子生态因子(ynz)的作用方式的作用方式（1）环境与生物的相互作用）环境与生物的相互作用作用作用(ac
7、tion)：环境的非生物因子：环境的非生物因子(ynz)对生物有机体的影响，一般称对生物有机体的影响，一般称为作用。为作用。反作用反作用(reaction)：生物对环境的改造、：生物对环境的改造、改变等作用，一般称为反作用。改变等作用，一般称为反作用。（2）生物间的相互作用）生物间的相互作用 种内关系：密度效应、动植物的性行为、种内关系：密度效应、动植物的性行为、他感作用；他感作用；种间关系：竞争、捕食和被捕食、寄生、种间关系：竞争、捕食和被捕食、寄生、互利共生、相生相克互利共生、相生相克1.1.2 1.1.2 生态生态(shngti)(shngti)因子因子(ecological (ecol
8、ogical factors)factors)第6页/共31页第六页，共32页。生物种间相互生物种间相互(xingh)关系基本类型关系基本类型类型类型类型类型种种种种1 1种种种种2 2特征特征特征特征偏利作用偏利作用偏利作用偏利作用OO种群种群种群种群1 1偏利者，种群偏利者，种群偏利者，种群偏利者，种群2 2无影响无影响无影响无影响原始合作原始合作原始合作原始合作对两物种都有利，但非必然对两物种都有利，但非必然对两物种都有利，但非必然对两物种都有利，但非必然互利共生互利共生互利共生互利共生对两物种都必然有利对两物种都必然有利对两物种都必然有利对两物种都必然有利中性作用中性作用中性作用中性作
9、用OOOO两物种彼此无影响两物种彼此无影响两物种彼此无影响两物种彼此无影响竞争：直接干涉竞争：直接干涉竞争：直接干涉竞争：直接干涉种群种群种群种群1 1直接抑制种群直接抑制种群直接抑制种群直接抑制种群2 2竞争：资源利用竞争：资源利用竞争：资源利用竞争：资源利用资源缺乏时的间接影响资源缺乏时的间接影响资源缺乏时的间接影响资源缺乏时的间接影响偏害作用偏害作用偏害作用偏害作用OO种群种群种群种群1 1受抑制，种群受抑制，种群受抑制，种群受抑制，种群2 2无影响无影响无影响无影响寄生作用寄生作用寄生作用寄生作用种群种群种群种群1 1寄生者，通常较宿主寄生者，通常较宿主寄生者，通常较宿主寄生者，通常较
10、宿主2 2的的的的个体小个体小个体小个体小捕食作用捕食作用捕食作用捕食作用种群种群种群种群1 1捕食者，通常较猎物捕食者，通常较猎物捕食者，通常较猎物捕食者，通常较猎物2 2的的的的个体大个体大个体大个体大第7页/共31页第七页，共32页。1.4 生态因子作用的一般特征：生态因子作用的一般特征：综合作用综合作用主导主导(zhdo)因子作用因子作用直接和间接作用直接和间接作用阶段性作用阶段性作用因子补偿作用因子补偿作用第8页/共31页第八页，共32页。1.5 生态因子(ynz)的限制作用限制因子限制因子(Limiting factors): 生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作生物的生存和
11、繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子称为限制因子。用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子称为限制因子。利比希利比希“最小因子定律最小因子定律” (Liebigs “Law of minimum): 植物的生长取决植物的生长取决于处在最小状况的食物于处在最小状况的食物(shw)的量。的量。谢尔福德谢尔福德“耐受限定律耐受限定律” (Shelfords “Law of tolerance”): 任何一个生态任何一个生态因子在数量和质量上的不足或者过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度因子在数量和质量上的不足或者过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时，就会使该生
12、物衰退或不能生存。时，就会使该生物衰退或不能生存。1.1.2 1.1.2 生态生态(shngti)(shngti)因子因子(ecological (ecological factors)factors)第9页/共31页第九页，共32页。限制因子限制因子(ynz)作用示意图作用示意图1. 2 1. 2 生态生态(shngti)(shngti)因子因子(ecological (ecological factors)factors)第10页/共31页第十页，共32页。生态生态(shngti)因子的因子的作用作用第11页/共31页第十一页，共32页。耐受(nai shu)限图解适宜范围死亡死亡降低生命
13、活动降低生命活动耐受性下限耐受性上限第12页/共31页第十二页，共32页。生态(shngti)幅(耐受力、耐受幅、生态(shngti)价)生态幅(ecological amplitude)：每一个种对环境因子适应(shyng)范围的大小即生态幅，亦称生态价(ecological valance).第13页/共31页第十三页，共32页。1.6 环境(hunjng)因子对生物的影响胁迫胁迫(stress)：环境中某种因子出现异常，并抑制植物生命活动或威胁：环境中某种因子出现异常，并抑制植物生命活动或威胁(wixi)生存，这种现象称为环境胁迫生存，这种现象称为环境胁迫.干扰干扰(disturbanc
14、e): 干扰是自然界的普遍现象，是指各种生态因子破坏了部干扰是自然界的普遍现象，是指各种生态因子破坏了部分或全部的植物个体、种群乃至群落正常生命过程。分或全部的植物个体、种群乃至群落正常生命过程。第14页/共31页第十四页，共32页。1.7 生物生物(shngw)对生态环境的适应对生态环境的适应适应适应(adaptation): 一种植物在某类生境中能够正常生一种植物在某类生境中能够正常生活繁衍后代的现象称为活繁衍后代的现象称为(chn wi)适应。适应。生态类群：多种不同的植物，对某一生态因子（如生理、生态类群：多种不同的植物，对某一生态因子（如生理、形态、结构以及物候等）形态、结构以及物候
15、等）,具有相似需求性和耐受力具有相似需求性和耐受力,表现表现出比较一致的适应性特征出比较一致的适应性特征.生态型生态型(ecotype): 分布在不同地域的同一种群，适应于分布在不同地域的同一种群，适应于分布区内各个部分的局部条件，而出现某些生理、形态上分布区内各个部分的局部条件，而出现某些生理、形态上的差异，称为的差异，称为(chn wi)生态型，也称生态差型生态型，也称生态差型(ecocline)，以表示种内生态属性的连续性变化。，以表示种内生态属性的连续性变化。恢复恢复(restoration): 使受干扰的生物及其群落回到最初使受干扰的生物及其群落回到最初状态或未受损伤、完善的健康状态
16、。状态或未受损伤、完善的健康状态。恢复力恢复力(resilience)和抵抗力和抵抗力(resistance)：恢复力指：恢复力指群落在受到外界干扰后回到原来状态的能力；抵抗力指群群落在受到外界干扰后回到原来状态的能力；抵抗力指群落免受外界干扰而保持原状的能力。落免受外界干扰而保持原状的能力。第15页/共31页第十五页，共32页。1.8 气候因子的生态作用(zuyng)（光照、温度）1.8.1 光因子的生态作用及植物的适应光因子的生态作用及植物的适应(1) 光强的生态作用与生物的适应光强的生态作用与生物的适应（a ）光强对光合作用的影响）光强对光合作用的影响 光补偿点光补偿点(light co
17、mpensation point)； 光饱和点光饱和点(light saturation point)。黄化现象黄化现象(etiolation phenomenon)：植物因：植物因受光不足，不能形成叶绿素而呈现黄色、受光不足，不能形成叶绿素而呈现黄色、机械组织不发达、茎细软、伸长较快、叶机械组织不发达、茎细软、伸长较快、叶子不舒展的现象。某些子不舒展的现象。某些(mu xi)植物的黄植物的黄化后具有较高的经济价值，如豆芽、韭黄、化后具有较高的经济价值，如豆芽、韭黄、石刁柏等。石刁柏等。第16页/共31页第十六页，共32页。光饱和点光补偿点净光合作用(gungh-zuyng)真正(zhnzhn
18、g)的光合作用光照强度对光合作用(gungh-zuyng)的影响第17页/共31页第十七页，共32页。根据(gnj)需光度(light requirement)，植物的生态型分为阳生植物阳生植物(heliophyte,喜阳植物喜阳植物heliophyllus) 适应性特点：叶一般小而厚，枝叶稀疏、树冠适应性特点：叶一般小而厚，枝叶稀疏、树冠透光、枝下高较高。透光、枝下高较高。 光补偿点相当于全光照光补偿点相当于全光照(gungzho)的的3%5%。 如：蒲公英、杨、柳、桦、松、杉和栓皮栎。如：蒲公英、杨、柳、桦、松、杉和栓皮栎。阴地植物阴地植物(sciophyte,喜阴植物、适阴植物喜阴植物、
19、适阴植物sciophiles) 适应性特点：叶一般大而薄，枝叶浓密、枝下适应性特点：叶一般大而薄，枝叶浓密、枝下高较矮。高较矮。 光补偿点相当于全光照光补偿点相当于全光照(gungzho)的的0.5%1%。 如：人参、三七、半夏、细辛、铁杉、观音如：人参、三七、半夏、细辛、铁杉、观音座莲、山酢浆草、连钱草、紫果云杉、红豆杉。座莲、山酢浆草、连钱草、紫果云杉、红豆杉。第18页/共31页第十八页，共32页。光饱和点光补偿点净光合作用(gungh-zuyng)真正(zhnzhng)的光合作用光饱和点光补偿点净光合作用(gungh-zuyng)真正的光合作用阳地植物阴地植物第19页/共31页第十九页，
20、共32页。（b ）影响(yngxing)光强的环境因素纬度天气(tinq)地形（山地的阴坡、阳坡）；植被（高大植物、森林植物顶冠层的遮光）；水体（光在水体中的衰减、水体消光系数、光补偿深度等）第20页/共31页第二十页，共32页。(2) 光质的生态作用(zuyng)与生物的适应（a ）生理有效）生理有效(yuxio)辐射：植物光合作用利用的光辐射：植物光合作用利用的光谱范围在可见光区（谱范围在可见光区（380760 nm）大部分波段的光，这）大部分波段的光，这部分辐射称为生理有效部分辐射称为生理有效(yuxio)辐射。辐射。 红、橙光主要被叶绿素吸收，对叶绿素合成有促进红、橙光主要被叶绿素吸收
21、，对叶绿素合成有促进作用，糖的合成；作用，糖的合成； 蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素吸收，促进蛋白蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素吸收，促进蛋白质合成；质合成； （b ）生理无效辐射：绿光等很少被植物吸收利用的辐）生理无效辐射：绿光等很少被植物吸收利用的辐射。射。 第21页/共31页第二十一页，共32页。影响光质的主要(zhyo)因素海拔高度海拔高度空气空气(kngq)湿度湿度大气中的尘埃大气中的尘埃臭氧层臭氧层植物顶冠层植物顶冠层第22页/共31页第二十二页，共32页。(3) 光周期的生态作用(zuyng)及植物的适应（a ）光周期：昼夜节律、季节节律）光周期：昼夜节律、季节节律 光周期现象光
22、周期现象(xinxing)：受光照和黑夜时间长短变：受光照和黑夜时间长短变化所制约，植物的各种生理活动依次有规律出现的现象化所制约，植物的各种生理活动依次有规律出现的现象(xinxing)。（b ）植物对光周期的适应）植物对光周期的适应长日照植物：长日照植物：短日照植物：短日照植物：中日性植物：中日性植物：中间性植物：中间性植物：（c ）影响光周期的因素）影响光周期的因素由于地球的自转和公转规律恒定，因此，光周期是地球上最由于地球的自转和公转规律恒定，因此，光周期是地球上最严格和最稳定的周期性变化现象严格和最稳定的周期性变化现象(xinxing)。季节季节纬度纬度第23页/共31页第二十三页，
23、共32页。1.8.2 温度的生态作用(zuyng)及生物的适应(1) 温度对生物温度对生物(shngw)生理过程的影响生理过程的影响对光合作用、植物酶活力等地影响对光合作用、植物酶活力等地影响(2) 温度对生物温度对生物(shngw)生长发育的影响生长发育的影响温度对生物温度对生物(shngw)生长的影响生长的影响温度对生物温度对生物(shngw)发育的影响发育的影响(3) 极端温度与生物极端温度与生物(shngw)的适应的适应对低温的适应：生理上、形态上对低温的适应：生理上、形态上对高温的适应：生理上、形态上对高温的适应：生理上、形态上第24页/共31页第二十四页，共32页。（4） 温度(w
24、nd)与植物的地理分布在全球范围内的区域分布（水平分布）：热带雨林(r di y ln)亚热带常绿阔叶林、常绿硬叶林温带夏绿阔叶林、寒温性针叶林及草原寒带苔原在山区垂直分布山地常绿阔叶林 山地常绿、夏绿阔叶混交林 山地夏绿阔叶林 山地针阔叶混交林亚高山针叶林 高山矮林带亚高山草甸 高山灌丛带高山草甸 山地苔原第25页/共31页第二十五页，共32页。1.8.3 水的生态作用及生物(shngw)的适应(1) 水的生态作用(a) 水是生物生存的重要条件(b) 水对植物生长发育的影响(2) 陆生植物的水分平衡植物吸收水分蒸腾作用(transpiration)：水分以气体状态通过植物表面（主要是叶子）蒸
25、发(zhngf)散溢到体外的现象。蒸腾作用可以促进植物对水分的吸收和运转，降低植物的体温，促进营养盐的运转和分布。土壤供水适宜、通气好、光照强、温度高、风速大，都能促进蒸腾作用。第26页/共31页第二十六页，共32页。(3) 植物(zhw)对水的适应(a) 陆生植物湿生植物、中生植物、旱生植物(b) 水生植物水生植物的适应性特征：通气组织发达，以保证各器官对氧气的需求；机械( jxi)组织不发达甚至退化，适应于水流，以增强植物的弹性和抗扭曲能力；水下叶片多分裂为带状、线状，而且叶片很薄（有的甚至仅一层细胞），以增加吸收阳光、无机营养盐和CO2的叶面积。(c) 水生植物类型：沉水植物(subme
26、rged plant);浮叶植物(leaf-floating plant), 漂浮植物(floating plant); 挺水植物(emergent plant)第27页/共31页第二十七页，共32页。1.8.4 土壤的生态作用及植物(zhw)的适应(1) 土壤的生态作用土壤的生态作用(a) 土壤的特性：土壤的特性：土壤是岩石圈表面能够生长动植物的疏土壤是岩石圈表面能够生长动植物的疏松表层，是陆生生物生活松表层，是陆生生物生活(shnghu)的基质，它提供生物生的基质，它提供生物生活活(shnghu)所必须的矿物元素和所必须的矿物元素和水分。水分。矿物质38有机质12土壤水分1535土壤(tr
27、ng)空气1535植物生长期水分涨落孔隙土壤组成成分（图中数字为容积比，）第28页/共31页第二十八页，共32页。(b) 土壤的生态(shngti)作用土壤是植物的立足点；土壤是植物的立足点；土壤向植物提供全部水分；土壤向植物提供全部水分；土壤向植物提供营养物，土壤的理化土壤向植物提供营养物，土壤的理化(lhu)性质影响着植物对营养盐物的吸收利用；性质影响着植物对营养盐物的吸收利用；第29页/共31页第二十九页，共32页。(c ) 土壤养分循环(xnhun)的生态学意义NH4+NH2OHNO2-NO3-N2ON2Organic nitrogenNOPlantsAnimal, human植物光合
28、作用生成的碳水化合物，只有与氮结合，组成各种生活氨基酸、蛋白质及核酸植物光合作用生成的碳水化合物，只有与氮结合，组成各种生活氨基酸、蛋白质及核酸(h sun)，植物才能旺盛生长并进行物质和能量代谢。，植物才能旺盛生长并进行物质和能量代谢。氮素循环(xnhun)第30页/共31页第三十页，共32页。感谢您的欣赏(xnshng)！第31页/共31页第三十一页，共32页。内容(nirng)总结生态学的形成与发展。(4) 生态学与其他学科相互(xingh)渗透交叉的分支学科。种群1直接抑制种群2。适应(adaptation): 一种植物在某类生境中能够正常生活繁衍后代的现象称为适应。第20页/共31页。（b ）生理无效辐射：绿光等很少被植物吸收利用的辐射。对高温的适应：生理上、形态上。在全球范围内的区域分布（水平分布）：。亚热带常绿阔叶林、常绿硬叶林。第30页/共31页。感谢您的欣赏第三十二页，共32页。
