1.第一节(1)生态学的基本原理：生态位理论和生态演替理论

概念 物种利用各种资源的幅度以及该物种与种群中其他物种关系的总和 作用 决定生活在什么地方 而且决定于它与食物 天敌和其他生物的关系 1 生态位 生态位理论 生态位 又称为 生态龛 它表示物种在群落中的地位 作用和重要性 麻雀总是成群地在森林的上层的活动 吃高大乔木的种子 煤山雀 黄腰柳莺 和橙红翁等鸟类总是森林的中层营巢 血雉和棕尾虹则是典型的森林底层鸟类 吃地面上的苔鲜和昆虫 问题讨论 在一片树林中有五群相似的小食虫鸟共同生活 回答下列问题 1 有群相似的小食虫鸟共同生活在同一片树林里 我们可以研究哪些变量来解释这一现象 这些变量中哪些属于 生态位 筑巢地点 食物 巢位 觅食方法 所吃食物类型 天敌等 2 你怎样理解把生物的栖息地比作生物的 地址 把生物的生态位比做生物的 职业 以上题小鸟为例 比较 地址 与 职业 的最大区别是什么 3 下表是栎林中部分鸟类在不同层次中的相对密度 分析它们之间可能有怎样的相互关系 注 数字下划线表示某种鸟最喜好栖息的层次 二维生态位 2 生态位宽度 生态位宽度又称生态位广度或生态位大小 一个物种所能利用的各种资源总和 当资源的可利用性减少时 一般使生态位宽度增加 例如在食物供应不足的环境中 消费者也被迫摄食少数次等猎物和被食者 而在食物供应充足的环境中 消费者尽摄食最习惯摄食的少数被食者 加拉帕戈斯群岛上的地雀 3 生态位重叠 概念 当两个物种利用同一资源 完全重叠 资源短缺时发生竞争 竞争优势大的物种就会把另一物种完全排除掉 即竞争排除原理 资源丰富时 共同利用资源 部分重叠 无竞争的生态空间实现共存 重叠的生态位空间被具有竞争优势的物质占有 1934年生态学家高斯选用两种形态和习性相似的草履虫进行实验 实验一 取相等数目的大草履虫和双小核草履虫 用一种杆菌为饲料 分别放在容器中单独培养 观察两种草履虫的数量变化 请解释这两种生物的数量出现这种变化的原因是什么 你能画出这两种生物的数量变化曲线图吗 实验二 取相等数量的双小核草履虫和大草履虫混合培养 每天统计容器中两种草履虫的数量 个 下表是统计的部分结果 请据此画出两种草履虫的数量变化曲线图 双小核草履虫 大草履虫 资料分析讨论提示 1 在合适的条件下 大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁殖 由于这两种草履虫具有相似的生活习性 尤其是能以同一种杆菌为食 当它们被放在同一个容器中培养时 起初两种草履虫的数量较少 而食物 杆菌 数量较多 因此表现为两种草履虫的种群数量均增加 但是 随着两种草履虫数量的增加 相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势 双小核草履虫处于优势 随着双小核草履虫数量的增加 争夺食物的优势越来越大 最终大草履虫失去了食物来源而灭亡 两种草履虫没有分泌杀死对方的物质 进一步证明了该实验结果缘于两种草履虫争夺资源 这就是竞争 实验三 把大草履虫与另一种袋状草履虫放在同一环境中进行培养 结果两者都能存活下来 并且达到一个稳定的平衡水平 这两种虫子虽然竞争同一食物 但袋状草履虫占用的是不被大草履虫所需要的那一部分食物 以上现象说明了什么 当两个物种的生态位发生部分重叠时 每个物种都会有一部分无竞争的生态位空间 因此可以实现共存 竞争排除原理决定了在同一群落中不可能有两个物种的生态位是完全相同 4 生态位分化 在同一地区内 生物的种类越丰富 种间为了共同事物 营养 生活空间或其他资源而出现的竞争是越激烈的 这样 对某一特定物种占有的实际生态位就可能越来越小 其结果是在进化过程中 两个生态上很接近的种向着占有不同的空间 栖息地分化 吃不同事物 食性上的特化 不同的活动时间 时间分化 或其他生态习性上分化 以降低竞争的紧张度 从而使两种之间可能形成平衡而共存 竞争对群落结构的影响资源利用 生态位重叠 资源不足时 竞争 生态位分化 性状替代 特化 共存竞争 排斥 A B 资源1的供应率 B胜 A胜 B胜 A B共存 资源2的供应率 A胜 AB不能共存 生态位理论的基本内容 1 一个稳定的群落中占据了相同生态位的两个物种 不可能长期共存 其中一个终究要灭亡 2 一个稳定的群落中 由于各种群在群落中具有各自的生态位 种群间能避免直接的竞争 从而有保证了群落的稳定 3 一个相互起作用的生态位分化的种群系统 各种群在它们对群落的时间 空间和资源的利用方面 以及相互作用的可能类型方面 都趋向于互相补充而不是直接竞争 因此由多个种群组成的生物群落 要比单一种群的群落更能有效的利用环境资源 维持长期较高的生产力 具有更大的稳定性 4 生物的生态位不是一成不变的 可随着外界环境条件 生物间相互作用的改变而改变 即使在同一稳定的生境下 某一特定的生态为也会表现为昼夜变化 季节变化与年际变化 生态位理论的基本内容 生态位理论在生态规划中的指导作用 1 在林业生态规划中的应用2 在农业生态规划中的应用3 在坡地生态规划中的应用 生态演替理论 演替的概念和类型湖泊演替过程顶极群落 知识点 美国黄石国家公园 冰岛艾雅法拉火山2010年3月20日开始了190年的首次喷发 问 遭受火灾 火山后它的命运将会如何 1883 8 27印度尼西亚喀拉喀托火山爆发 问题探讨 2 火山爆发后环境条件发生了变化 在火山爆发中 有些物种可能会绝灭 在恢复过程中外来新物种可能会进入 群落结构因此而发生了变化 一般不能恢复原来的群落结构 群落是一个动态的开放的生命系统 由于气候变迁 洪水 火烧 山崩 地壳运动 动物的活动和植物繁殖体的迁移散布 以及因群落本身的活动改变了内部环境等自然原因 或者由于人类活动的结果 使群落结构受到干扰或破坏 一些生物的种群消失了 就会有其他一些生物的种群来占据它们的空间 再过一段时间 就会有另一些生物的种群兴起 达到一个相对稳定的阶段 群落的动态发展 随着时间的推移 一个群落被另一个群落代替的过程 就叫做演替 分原生演替和次生演替 群落演替的概念 群落的演替类型 1 原生演替 primarysuccession 在一个从来没有被植物覆盖的地面 或者是原来存在过植被 但被彻底消灭了的地方发生的演替 如 沙丘 火山岩 冰川泥上进行的演替 2 次生演替 secondarysuccession 原有的植被虽已不存在 但原有土壤条件基本保留 甚至还保留了植物的种子或其他的繁殖体 如能发芽的地下茎 的地方发生的演替 如火灾过后的草原 过量砍伐的森林 弃耕的农田上进行的演替 裸岩上的演替 群落演替的类型 裸岩阶段 2 水生演替 裸底阶段 沉水植物阶段 浮叶根生植物阶段 挺水植物和沼泽植物阶段 森林群落 湖泊演替为森林 一年生杂草 多年生杂草 小灌木 灌木林 乔木 树林 所有弃耕的农田都能演替成树林吗 比较弃耕农田上的演替与裸岩上的演替过程 弃耕农田上的演替 演替能否一直延续下去 不能当群落演替与当地的气候和土壤等条件处于平衡状态 演替就不再进行 达到平衡点 顶极群落就是群落演替的最终平衡状态阶段 是最复杂也是最稳定的群落阶段 如果没有外力干扰 它将永远保持原状 生态演替理论的基本内容 生态演替理论认为 在相对稳定的自然状态下 任何生物群落和生态系统都会发生从低级到高级 有简单到复杂的正向演替 并达到一个成熟稳定的终点 顶级群落和顶级生态系统 在生态规划中的指导作用 1 在生态恢复与生态建设规划中的应用 循序渐进首先 要根据生态系统的退化现状以及当地的自然生态条件 确定生态退化的阶段和恢复方向 然后 在此基础上 制定具体的生态恢复技术措施 2 对生态规划动态发展目标制定的指导作用在制定生态规划时 要用动态发展的眼光和预测的方法 要充分估测