生物与环境生态学基础.ppt

生物与环境本章主要内容生态学概述生态学一般原理个体生态种群生态生态系统生态学定义生态学概述生态学（Ecology）研究生命系统与其周围环境研究生命系统与其周围环境相互关系的科学。相互关系的科学。包括非生物环境和生物环境包括非生物环境和生物环境生态学概述生态学的分支学科 纯粹(基础)生态学按组织层次分分子生态学、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、全球生态学等；按生物类别分动物生态学，植物生态学，微生物生态学，真菌生态学等；按栖息环境分陆地生态学，海洋生态学，河口生态学，淡水生态学等-污染生态学污染生态学-人类生态学人类生态学-城市生态学城市生态学-农业生态学农业生态学-资源生态学资源生态学-旅游生态学旅游生态学-生态工程与生态技术生态工程与生态技术生态学概述生态学的分支学科应用生态学生态学一般原理一般系统和生命系统的概念系统：系统：由若干相互作用、相互依存的组成部分结合成的，具有一定结构和特定功能的综合体开放系统开放系统系统不断与外界进行能量、物质和信息的交换封闭系统封闭系统系统与外界有少量的能量和信息交换，但没有物质交换孤立系统孤立系统系统与外界没有任何的能量、物质和信息的交换耗散结构耗散结构生态学一般原理生命系统的等级层次结构层次性多层次尺度自相似多样性、复杂性和同一性极其多样根本同一生命系统的主要过程系统中各种事物运行或发展所进行的活动能量和物质代谢信息传递生长发育生产和繁殖（再生产）组分间相互作用自我调节：涨落、破缺、生态平衡、内稳态、反馈、阈限、突变点生态学一般原理生态学一般原理生命系统与非生物环境基本形式生态作用生态适应生态反作用作用形式质量持续时间生态学一般原理环境、环境因子与生态因子环境：主体周围一切事物的总和生态因子：环境中对生物的生长、发 育、生殖、行为、分布有着直接或间接影响的环境要素。生物因子：生物种内和种间的相互关系生物种内和种间的相互关系非生物因子：光、温度、湿度、降水、土壤、光、温度、湿度、降水、土壤、大气等大气等生态学一般原理-综和性-非等价性-不可替代性和互补性-限定性-直接性和间接性生态因子的作用特点环境的基本概念和类型环境概念注意主体按环境尺度全球区域地区生态系统种群按人类影响程度人工自然生态学一般原理生命系统与非生物环境基本形式生态作用生态适应生态反作用作用形式质量持续时间生态学一般原理生命系统与生物环境横向关系竞争合作寄生。纵向关系量持续时间亲缘关系生态学一般原理生态学一般原理生命系统对环境因子的响应三基点资源利用曲线生态幅生态位生态位宽度生态位重叠基础生态位和实际生态位耐受性及其调整驯化生命系统对环境因子的响应和耐受性胁迫的生态效应响应过程代价自然环境中的胁迫生命系统对胁迫的调节补偿驯化休眠生态学一般原理环境胁迫定义：生物控制自身的体内理化性状使生物控制自身的体内理化性状使系统保持相对稳定的机制系统保持相对稳定的机制意义：提高生物对生态因子的耐受范围提高生物对生态因子的耐受范围类型：温度内稳态、水盐内稳态生态学一般原理内稳态机制个体系统与环境因子的关系光、温、水、气、土、盐气候污染综合个体生态个体系统与综合环境的关系趋同适应植物的生活型Raunkiear的生活型系统Braun-Blanquit系统动物的生活型生活型谱对环境的指示作用器官的趋同适应植物动物个体生态行为的投资-收益分析和生态学意义几种代价：能量、危险取食时的代价求偶时的代价行为的适应意义行为的进化意义个体生态种群定义种群（population)由一定时间内占有一定地区由一定时间内占有一定地区的一群同种个体组成的生物系统的一群同种个体组成的生物系统种群生态集团分布集团分布均匀分布均匀分布随机分布随机分布种群生态种群分布的类型种群的年龄结构种群生态幼年型稳定型稳定型衰退型衰退型老年个体数成体数幼体数种群存活曲线(survivorship)-概念在各年龄阶段种群的存活率曲线在各年龄阶段种群的存活率曲线-基本类型 型（凸型型（凸型）：哺乳动物、人：哺乳动物、人 型（直线型）：鸟类型（直线型）：鸟类 型（凹型）：低等动物型（凹型）：低等动物种群生态种群生态种群增长率（出生率（出生率+迁入率）迁入率）-（死亡率（死亡率+迁出率）迁出率）生物势和环境阻力生物势(内禀增长能力)生物在没有任何限制的环境中增长的潜生物在没有任何限制的环境中增长的潜在速率在速率环境阻力环境对生物增长速率的限制因素环境对生物增长速率的限制因素种群生态指指数数式式增增长长“J”形形逻逻辑辑斯斯缔缔增增长长“S”形形种群生态种群增长的形式环境阻力环境阻力J形曲线形曲线S形曲线形曲线种群密度种群密度K(K:环境容纳量环境容纳量)时间时间主要类型类型类型 A B 特特 点点竞争竞争-彼此互相抑制彼此互相抑制捕食捕食-A种杀死或吃掉种杀死或吃掉B种种中性中性O O 彼此互不影响彼此互不影响共生共生+彼此有利，分开后不能生活彼此有利，分开后不能生活合作合作+彼此有利，分开能独立生活彼此有利，分开能独立生活附生附生+O A种有益，种有益，B种无影响种无影响偏害偏害 -O 对对A有害，对有害，对 B无利也无害无利也无害寄生寄生+-对对A有利，对有利，对B有害有害种群生态种间关系生态系统定义生态系统生态系统(ecosystem)以生物群落为主体，在一定空间内，生物和非生物成分在一定空间内，生物和非生物成分之间，通过不断的能量流动和物质循环而形之间，通过不断的能量流动和物质循环而形成的相互作用、相互依存的整体。是生态学成的相互作用、相互依存的整体。是生态学的一个结构、功能和进化单位。的一个结构、功能和进化单位。生物群落生物群落(community)在一定时在一定时间和空间内所有种群组成的具有内在联系间和空间内所有种群组成的具有内在联系和共同规律的生物系统。和共同规律的生物系统。植物群落植物群落动物群落动物群落微生物群落微生物群落生态系统生态系统的组分非生物成分太阳辐射能，无机物质太阳辐射能，无机物质(大气、水、土壤等大气、水、土壤等)，有机物质，有机物质生物成分结构性组分建群种、优势种、伴生种、偶见种功能性组分功能性组分生产者、消费者、分生产者、消费者、分解者、流通者、调控者解者、流通者、调控者生态系统边界与生态交错带外貌垂直结构分层具有生态学意义分层具有生态学意义水平结构时间结构生态系统生态系统的空间和时间结构食物链和食物网捕食食物链寄生食物链食物链的长度食物链的连结生态系统生态系统的营养结构功能群生产者生产者消费者消费者分解者分解者流通者流通者调控者调控者功能群之间的关系互惠生态系统生态系统的功能群结构生态金字塔三种类型 数数 量量 金金 字字 塔塔生生物物量量金金字字塔塔能能 量量 金金 字字 塔塔能量金字塔能量金字塔生态系统能能量量能量能量流失流失生态系统中的主要过程生态系统中的生产过程生态系统中的分解过程生态系统中的消费过程生态系统中的交换过程生态系统中的分配过程动物在生态系统中的作用生态系统生态系统生物生产力生态系统初级生产高级生产生产率(生产力)影响初级生产力的主要因素概念复杂的有机物分解为简单有机物复杂的有机物分解为简单有机物的逐步降解过程的逐步降解过程 C6H12O6+6O2-6CO2+6H2O+能量能量意义 维持全球生产和分解的平衡维持全球生产和分解的平衡过程 降解、碎化、溶解降解、碎化、溶解生态系统的资源分解生态系统生态系统的能流能流特征逐级减少逐级减少单方向性单方向性能流路径牧食途径腐解途径暂时贮存生态系统生态系统的物质循环生物循环营养物质循环水循环有毒有害物质循环生态系统生态系统的信息传递种类物理信息物理信息化学信息化学信息营养信息营养信息 行为信息行为信息生态系统动物间的信息传递捕食捕食居住居住防卫防卫性行为性行为群集群集生态系统的生长和发育生态系统的生长形成和壮大生态系统的发育特化和变态生态系统生态系统的变态群落演替裸裸底底阶阶段段浮浮 叶叶 根根 生生 植植 物物 阶阶 段段挺挺水水植植物物和和沼沼泽泽植植物物阶阶段段沉沉水水植植物物阶阶段段生态系统的生态平衡生态平衡（ecological balance）一个生态系统在特定时间内的动态平衡一个生态系统在特定时间内的动态平衡状态。状态。特征动态平衡动态平衡涨落涨落生态系统生态系统的自我调控干扰干扰生态系统稳定性生态系统稳定性恒定性（恒定性（constancyconstancy）稳定性（稳定性（stability）敏感的生态系统敏感的生态系统弹性的生态系统弹性的生态系统抵抗稳定性（抵抗稳定性（resistant stability）再生性（再生性（regeneration）生态系统生态系统的自我调控内稳态内稳态温度内稳态温度内稳态水内稳态水内稳态生态系统健康生态系统健康生态系统生态系统的功能和服务功能功能生产产品生产产品维护生物多样性维护生物多样性保护和改善环境质量保护和改善环境质量生态美生态美生态系统服务生态系统服务生态系统返回总目录返回总目录