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第二章生态学基本知识第1页，本讲稿共51页第一节第一节 概概 述述一、生态学一、生态学 生态学就是研究生物与环境之间相互关系及其作生态学就是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学，或者说生态学就是研究生命系统与环用机理的科学，或者说生态学就是研究生命系统与环境系统之间相互作用的规律及其机理的一门学科。境系统之间相互作用的规律及其机理的一门学科。第2页，本讲稿共51页种群种群池塘中的鱼池塘中的鱼白鹭白鹭一定时空中一定时空中同种同种个体的组合个体的组合第3页，本讲稿共51页空间特征空间特征种群的特征种群的特征数量特征数量特征遗传特征遗传特征占据一定空间占据一定空间衡量种群发展的衡量种群发展的重要指标重要指标维持种群的繁殖维持种群的繁殖第4页，本讲稿共51页东北虎东北虎东北虎，又称东北虎，又称西伯利西伯利亚亚虎，起源于亚洲东虎，起源于亚洲东北部，即北部，即俄罗斯俄罗斯西伯西伯利亚地区、朝鲜和利亚地区、朝鲜和中中国国东北地区，有三百东北地区，有三百万年进化史。东北虎万年进化史。东北虎是现存体重最大的是现存体重最大的猫猫科科亚种。亚种。第5页，本讲稿共51页华南虎华南虎 华南虎是中国华南虎是中国特有的虎亚种，生特有的虎亚种，生活在活在中国中国中南部。中南部。识别特点：头圆，识别特点：头圆，耳短，耳短，四肢四肢粗大有粗大有力，尾较长，胸力，尾较长，胸腹腹部部杂有较多的乳白杂有较多的乳白色，全身橙黄色并色，全身橙黄色并布满黑色横纹布满黑色横纹,体体型最接近老虎的祖型最接近老虎的祖先先“中华古猫中华古猫”，目前几乎在野外灭目前几乎在野外灭绝，仅在各地绝，仅在各地动物动物园园、繁殖基地里人、繁殖基地里人工饲养着工饲养着100余只。余只。第6页，本讲稿共51页华南虎事件华南虎事件第7页，本讲稿共51页群落群落 在一定自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和，在一定自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和，称为生物群落，简称群落。称为生物群落，简称群落。垂直结构垂直结构水平结构水平结构季相变化季相变化群落的结构群落的结构第8页，本讲稿共51页群落的垂直结构群落的垂直结构第9页，本讲稿共51页群落的水平结构群落的水平结构第10页，本讲稿共51页二、生态系统二、生态系统 生态系统是指在一定空间内，由生命系统（动物、植生态系统是指在一定空间内，由生命系统（动物、植物和微生物）和环境系统组成的一个整体。物和微生物）和环境系统组成的一个整体。生态系统生态系统非生物部分非生物部分生物部分生物部分生产者生产者消费者消费者分解者分解者第11页，本讲稿共51页池塘生态系统示意图池塘生态系统示意图第12页，本讲稿共51页生态系统的功能生态系统的功能能量流动能量流动物质循环物质循环信息联系信息联系环境与生物之间、生物环境与生物之间、生物与生物之间的能量传递与生物之间的能量传递和转化。光合作用和转化。光合作用营养物质被生物从环境营养物质被生物从环境摄取，并被其他生物依摄取，并被其他生物依次利用，最后回归环境次利用，最后回归环境第13页，本讲稿共51页光合作用示意图光合作用示意图第14页，本讲稿共51页能量金字塔能量金字塔某一湖泊中的能量金字塔某一湖泊中的能量金字塔能量的流动是能量的流动是单一方向的单一方向的第15页，本讲稿共51页食物链食物链第16页，本讲稿共51页森林生态系统食物网森林生态系统食物网第17页，本讲稿共51页氮循环示意图氮循环示意图第18页，本讲稿共51页水循环示意图水循环示意图第19页，本讲稿共51页第二节第二节 生态平衡生态平衡一、生态平衡的定义一、生态平衡的定义 系统中的生产者、消费者和分解者的种类数量，或物质和能量系统中的生产者、消费者和分解者的种类数量，或物质和能量的输入和输出的强度，保持相对平衡关系的输入和输出的强度，保持相对平衡关系二、生态平衡的特点二、生态平衡的特点 1、时刻处于运动的、时刻处于运动的 2、保持稳定的结构、形态、保持稳定的结构、形态 3、处于不断变化的、处于不断变化的第20页，本讲稿共51页三、生态平衡破坏的原因三、生态平衡破坏的原因 1、自然原因、自然原因 地质灾害、气候灾害、病虫害等地质灾害、气候灾害、病虫害等 2、人为原因、人为原因 破坏环境：滥砍乱伐、过度放牧、围湖造田等等破坏环境：滥砍乱伐、过度放牧、围湖造田等等 污染环境：城市垃圾、工业垃圾乱排乱放等污染环境：城市垃圾、工业垃圾乱排乱放等第21页，本讲稿共51页围湖造田围湖造田过度放牧过度放牧第22页，本讲稿共51页四、改善生态平衡的主要对策四、改善生态平衡的主要对策森林方面：保护现有的森林资源，营造经济林固沙林、防风森林方面：保护现有的森林资源，营造经济林固沙林、防风林等林等草原方面：认真区划草原功能、建设人工草场等草原方面：认真区划草原功能、建设人工草场等水域方面：退耕还水、退居还水加强疏浚清淤控制污染水域方面：退耕还水、退居还水加强疏浚清淤控制污染物排放物排放农田方面：防治病虫害，防止自然性病害农田方面：防治病虫害，防止自然性病害第23页，本讲稿共51页薪炭林薪炭林固沙林固沙林第24页，本讲稿共51页水土保持林水土保持林防风林防风林第25页，本讲稿共51页人工草场人工草场第26页，本讲稿共51页第三节第三节 生态学在环境保护中的应用生态学在环境保护中的应用 利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。提供依据。生物监测生物监测第27页，本讲稿共51页 大气污染的生物监测手段主要有：大气污染的生物监测手段主要有：利用指示植物监测大气污染，主要是根据各种植物在大气污利用指示植物监测大气污染，主要是根据各种植物在大气污染的环境中叶片上出现的伤害症状，对大气污染作出定性和定染的环境中叶片上出现的伤害症状，对大气污染作出定性和定量的判断。量的判断。测定植物体内污染物的含量，估测大气污染状况。测定植物体内污染物的含量，估测大气污染状况。观察植物的生理生化反应观察植物的生理生化反应,如酶系统的变化、发芽率的降低等，对如酶系统的变化、发芽率的降低等，对大气污染的长期效应作出判断。大气污染的长期效应作出判断。测定树木的生长量和年轮等，估测大气污染的现状和历史。测定树木的生长量和年轮等，估测大气污染的现状和历史。利用某些敏感植物（如地衣、苔藓等）制成大气污染植物监测器，利用某些敏感植物（如地衣、苔藓等）制成大气污染植物监测器，进行定点观测（见大气污染的生物监测）。进行定点观测（见大气污染的生物监测）。生物监测的手段生物监测的手段第28页，本讲稿共51页水体污染的生物监测手段主要有：水体污染的生物监测手段主要有：利用指示生物来监测，如根据颤蚓、蛭等大型底栖无脊椎动物和利用指示生物来监测，如根据颤蚓、蛭等大型底栖无脊椎动物和摇蚊幼虫，以及某些浮游生物在水体中的出现和消失、数量的多少摇蚊幼虫，以及某些浮游生物在水体中的出现和消失、数量的多少等来监测水体的污染状况。等来监测水体的污染状况。利用水生生物群落结构的变化来监测。水质状况发生变化，水生生物利用水生生物群落结构的变化来监测。水质状况发生变化，水生生物群落结构也会发生相应的改变。在有机物污染严重、溶解氧很低的水体群落结构也会发生相应的改变。在有机物污染严重、溶解氧很低的水体中，水生生物群落的优势种只能由抗低溶解氧的种类组成；未受污染的中，水生生物群落的优势种只能由抗低溶解氧的种类组成；未受污染的水体，水生生物群落的优势种则必然是一些清水种类。在利用指示生物水体，水生生物群落的优势种则必然是一些清水种类。在利用指示生物和群落结构监测水体污染时，还引用了生物指数和生物种的多样性指数和群落结构监测水体污染时，还引用了生物指数和生物种的多样性指数等数学手段，简化监测的方法。等数学手段，简化监测的方法。水污染的生物测试，即利用水生生物受到污染物的毒害所产生的生理机能的变水污染的生物测试，即利用水生生物受到污染物的毒害所产生的生理机能的变化，测试水质污染的状况。这种方法可以测定水体的单因素污染，对测定复合污化，测试水质污染的状况。这种方法可以测定水体的单因素污染，对测定复合污染也能收到良好的效果。测试方法分为静水式生物测试和流水式生物测试染也能收到良好的效果。测试方法分为静水式生物测试和流水式生物测试。第29页，本讲稿共51页第四节第四节 生态多样性减少与保护生态多样性减少与保护 生物多样性是指一定范围内多种多样活的有机体生物多样性是指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物动物、植物、微生物)有规律地结合所构成稳定的生有规律地结合所构成稳定的生态综合体。态综合体。这种多样包括动物、植物、微生物的物种这种多样包括动物、植物、微生物的物种多样性，物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样多样性，物种的遗传与变异的多样性及生态系统的多样性。性。定义定义第30页，本讲稿共51页1、直接价值、直接价值 表现在当地消费使用价值（如食物，消费等）和生产使表现在当地消费使用价值（如食物，消费等）和生产使用价值（野外收获进入贸易市场）用价值（野外收获进入贸易市场）2、间接价值、间接价值 它的间接使用价值一般表现为涵养水源、净化水质、巩固堤它的间接使用价值一般表现为涵养水源、净化水质、巩固堤岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、吸收污染物，并作为二氧岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、吸收污染物，并作为二氧化碳汇集在调节全球气候变化中的作用，等等。化碳汇集在调节全球气候变化中的作用，等等。3、潜在价值。今天，没有人敢确定现在还未被利用的那些物种在将、潜在价值。今天，没有人敢确定现在还未被利用的那些物种在将来也不会有利用的价值。栽培植物的野生亲缘种究竟能提供多少对农来也不会有利用的价值。栽培植物的野生亲缘种究竟能提供多少对农林业发展有用的遗传材料也很难确定。林业发展有用的遗传材料也很难确定。4、存在价值指伦理或道德价值，自然界多种多样的物种及其系统的存在，、存在价值指伦理或道德价值，自然界多种多样的物种及其系统的存在，有利于地球生命支持系统功能的保持及其结构的稳定。存在价值常常受保有利于地球生命支持系统功能的保持及其结构的稳定。存在价值常常受保护愿望来决定，反映出人们对自然的同情和责任。一个物种的存在价值有护愿望来决定，反映出人们对自然的同情和责任。一个物种的存在价值有多大，它的消失究竟带来多大的损失，目前人们还难以准确评估，正如人多大，它的消失究竟带来多大的损失，目前人们还难以准确评估，正如人们不能评估一只恐龙的存在价值一样。们不能评估一只恐龙的存在价值一样。第31页，本讲稿共51页危害危害1、生态环境退化加剧，物种面临威胁、生态环境退化加剧，物种面临威胁2、外来入侵物种危害严重、外来入侵物种危害严重3、生物安全管理函待加强、生物安全管理函待加强4、对遗传资源的保护和管理不到位、对遗传资源的保护和管理不到位第32页，本讲稿共51页高鼻羚羊高鼻羚羊第33页，本讲稿共51页普氏野马普氏野马第34页，本讲稿共51页湿地松粉蚧湿地松粉蚧松材线虫松材线虫第35页，本讲稿共51页美国白蛾美国白蛾松突圆蚧松突圆蚧第36页，本讲稿共51页巴西龟巴西龟本土龟的杀手本土龟的杀手小龙虾小龙虾第37页，本讲稿共51页仙人掌仙人掌第38页，本讲稿共51页 通常的做法是提取某生物具有特殊功能的基因片断，通过基因通常的做法是提取某生物具有特殊功能的基因片断，通过基因技术加入到目标生物当中。经基因改造的农作物，外表和天然作物技术加入到目标生物当中。经基因改造的农作物，外表和天然作物没多大区别，味道也相似，但有的转基因作物中添加了提高营养物没多大区别，味道也相似，但有的转基因作物中添加了提高营养物质的基因，有的则可以适应恶劣的自然环境以及提高产量和质量等。质的基因，有的则可以适应恶劣的自然环境以及提高产量和质量等。转基因生物转基因生物,即为了达到特定的目的而将即为了达到特定的目的而将DNA进行人为进行人为改造的生物。通常的做法是提取某生物具有特殊功能改造的生物。通常的做法是提取某生物具有特殊功能(如抗如抗病虫害、增加营养成分病虫害、增加营养成分)的基因片断的基因片断,通过基因技术加入到通过基因技术加入到目标生物当中。基于系统生物学的基因工程目标生物当中。基于系统生物学的基因工程 合成生物学发合成生物学发展，人工设计、合成基因与转基因技术使转基因从单基因展，人工设计、合成基因与转基因技术使转基因从单基因转移进展到多基因、基因调控网乃至人工基因组的转基因转移进展到多基因、基因调控网乃至人工基因组的转基因系统生物技术时代。系统生物技术时代。转基因技术转基因技术:第39页，本讲稿共51页进口转基因大豆进口转基因大豆进口转基因玉米进口转基因玉米第40页，本讲稿共51页建立野生动物保护基地建立野生动物保护基地第41页，本讲稿共51页四川卧龙大熊猫保护基地四川卧龙大熊猫保护基地第42页，本讲稿共51页珲春东北虎自然保护区珲春东北虎自然保护区第43页，本讲稿共51页成都九寨沟成都九寨沟第44页，本讲稿共51页武陵源武陵源峨眉山峨眉山第45页，本讲稿共51页泰山泰山第46页，本讲稿共51页华山华山第47页，本讲稿共51页衡山衡山第48页，本讲稿共51页恒山恒山第49页，本讲稿共51页嵩山嵩山第50页，本讲稿共51页第51页，本讲稿共51页