自然地理学课件21-第七章(2)2010.ppt

第三节生物种群和生物群落,2010年6月,一、种群及其一般特征,（一）种群的定义占据一定空间或地区的同一种生物的个体群叫做种群。（二）种群的一般特征1、种群数量和种群密度：单体生物、构件生物2、种群的年龄结构和性别比：3、种群中个体的水平分布格局4、出生率和死亡率5、种群增长：环境阻力的负反馈6、种内关系：竞争、领域性、婚配制度,种群的结构,种群的年龄结构从生态学的角度可以分成增长型、稳定型和衰退型3类；,种群的年龄结构,种群的性别结构和生存能力的性别差异也是种群结构的一个方面；各种生物的生存策略影响着该物种的生存和年龄分布，也反映了种群结构的重要特征。,种群的结构,种群的大小是指种群内个体数量的多少，单位面积或体积中个体的数量称为种群密度,研究野生动物种群结构的采样技术：野外拉样方采样标记-再捕捉方法,种群密度,种群的结构,种群分布型是指全部个体在种群界定范围内的空间分布类型：群集型均匀型随机型,种群分布型,种群增长特征,在没有限制的指数增长中，增长速度（G）与个体数量（N）成正比，也就是说，个体数量越大，增长速度越快。指数增长模式只是一种理想的状态。,指数增长模式,种群增长特征,细菌实际增长曲线分为三段：最初的阶段，个体数量的增长在加速；减速阶段；动态平衡种群生长限制因子、环境限制因子,环境对一个物种的承受容量决定于这个物种对环境的需求和该物种繁衍的各种决定因素；正常情况下，大多数种群个体的数量基本都是稳定的，种群的数量在环境承受容量K值上下波动；,种群增长的调节,种群中个体数量的变化与其天敌有直接的关系。,人口的结构和增长,地球上每20min，人类就增加3500个新成员；同样这20min内，地球上便有一种动物或者植物绝灭,世界人口的指数增长曲线,人口的年龄结构分析也可以帮助我们预测不同国家未来人口增长的趋势,人口的结构和增长,完全家庭尺度方法、人口惯性、计划生育,性别比例：概念存活曲线：概念、类型,分子水平,亚细胞水平,细胞水平,种群水平,群落水平,个体水平,生态系统,生物圈,生物研究的范围,二、生物群落,（一）群落的概念占据一定空间或地段的若干个生物种群有规律地形成一个完整而有序的生物体系。（二）群落的特征1、种类组成2、群落的外貌与植物的生活型3、群落的结构4、群落环境5、生物群落的动态6、群落的分类,生态学的层次从个体、种群、群落、生态系统到整个生物圈逐级放大，其涉及到的环境范围也越来越广。,在一定环境中的一群同种生物个体称为种群。,环境的范围与生态学的层次,在一个特定的环境区域内生存的多种不同的种群便组成为群落。,第四节生态系统,一、生态系统的概念在一定空间内生物成分（生物群落）和非生物成分（物理环境）通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而形成的一个生态学功能单位。生态系统有大有小生态系统是一个开放系统、动态系统、控制和反馈系统。,二、生态系统的组分和结构（一）组分：生物成分（生产者、消费者和分解者）和非生物环境（二）结构：食物链和食物网营养级,生态系统的组成（Mackenzie,1998）,生态系统主要由两大部分组成：生物有机体和非生物物质。,营养级、食物链、食物网,生态系统除了具有垂直和水平空间结构外，以食物关系把各类生物有机体连接起来形成的营养结构是最主要的。生态系统主要是由营养关系组织起来的。,三、生态系统的功能（一）生态系统有机物质的生产绿色植物的初级生产和消费者动物的次级生产（二）生态系统的能量流动单向流动和逐级递减（百分之十定律）（三）生态系统的物质循环水循环、气体型循环、沉积型循环,生态系统的功能,生物生产：生态系统的能量流：通过生态系统的能量单向流动。林德曼(Lindeman)的百分之十率：后一营养级上的生产量远小于前一级,其能量转化效率大约为10%。生态系统的物质循环：生态系统中各种有机物质，经过分解者分解成可被生产者利用的形式归还环境中重复利用，周而复始地循环。生态系统中的信息传递：生态系统的稳定性生态平衡：达到稳定或平衡状态的生态系统,其生产、消费和分解之间,也就是系统的能量流动和物质循环,能较长时间地保持平衡状态。,生物放大作用,从污染生态学来看,食物链的研究具有十分重要的意义。因为污染物通过食物链产生逐级富集的现象,即生物放大作用。营养级越高的生物体内所含有的污染物的数量或浓度越大,从而严重地危害较高营养级生物的生长发育或人体健康。以DDT为例来说，如果散布在大气中的浓度为0.000003mL/m3,当降落到海水中为浮游生物摄取后,在体内富集到0.04mL/m3；浮游生物被小鱼吞食后,其体内DDT浓度达0.5mL/m3；小鱼再被大鱼吞食后,体内浓度增加到2.0mL/m3；如鱼再为水鸟所食,可达25mL/m3；人若食用水鸟，DDT浓度可在体内进一步富集到30mL/m3，等于大气中浓度的1000万倍!在污染物的影响下，一个有机体在金字塔中的位置越高，它的组织中污染物的浓度就可能越大。,1000,生态系统中能量流与物质流的关系,任何生态系统要正常运转都需不断地输入能量。生态系统中的能量来自太阳,它是通过绿色植物的固定而输入到系统里,保存在有机物质中。当植食动物吃植物时能量转移到第二营养级动物体中,当肉食动物吃植食动物时,能量又转移到第三营养级的动物中，余者类推。最后由腐生生物分解死亡的动、植物残体,将有机物中的能量释放逸散到环境中。与此同时,在各营养级由于生物呼吸作用都有一部分能量损失。所以,能量不能再次被生产者利用而进行循环。这一通过生态系统的能量单向流动的现象，叫做能量流。,生态金字塔,在每一个生态系统中,能量沿着营养级转移流动时,每经过一个营养级数量都要大大减少。后一营养级上的生产量远小于前一级,其能量转化效率大约为10%,这就是林德曼(Lindeman)的百分之十率。于是顺着营养级序列向上,生产量即能量急剧地、梯级般地递减，用图表示则得到生产力金字塔；有机体的个体数目一般也向上急剧递减构成数目金字塔；各营养级的生物量顺序向上递减构成生物量金字塔，总称生态金字塔。,生态系统中的能量循环（生物小循环）（王建，2000）,生态系统中的物质循环，包括这样几个途径：（1）环境-生产者-环境，（2）环境-消费者-环境，（3）环境-分解者-环境,(4)环境-生产者-消费者-环境,(5)环境-生产者-分解者-环境，（6）环境-消费者-分解者-环境，（7）环境-生产者-消费者-分解者-环境。,四、生态系统的反馈调节与生态平衡,（一）生态平衡：生态系统在一定时间内结构和功能的相对稳定状态，其物质和能量的输入与输出接近相等，在外来干扰下，能通过自我调节或人为控制恢复到原初的稳定状态。（二）负反馈与生态平衡的保持（三）正反馈与远离平衡状态,反馈可分为正反馈和负反馈，两者的作用是相反的。特别是负反馈对系统的自我调节具有重要的意义。生态系统中的反馈现象十分复杂，既表现在生物组分与环境之间，也表现在生物各组分之间及结构与功能之间。在一个生态系统中，当被捕食者动物数量很多时，捕食者因获得充足食物而大量发展；捕食者数量增加后，被捕食者数量又减少；接着，捕食者动物