第10章：生物与环境

1、第十章：生物与环境第十章：生物与环境一、生态学的基本概念和发展一、生态学的基本概念和发展二、生态系统及生态保护二、生态系统及生态保护三、中国生态环境现状三、中国生态环境现状 四、动物行为四、动物行为一、生态学的基本概念和发展一、生态学的基本概念和发展 1、生态学是研究生物与环境之间相互作用的一门学科。 包括： 生物个体之间 群落之间 相互作用 生物和非生物之间 生命科学研究的对象和范围，由生命科学研究的对象和范围，由小到大，由微观到宏观，可以区分小到大，由微观到宏观，可以区分为为若干层次若干层次, 其中其中种群水平群落水平生态系统生物圈属生态学研究范畴生态学概述生态因子生态因子生态因子生态因子

2、 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因子 生物种内和种间的相互关系非生物因子非生物因子: :光、温度、湿度、降水、土壤、大气等生态学概述综和性综和性非等价性非等价性不可替代性和互补性不可替代性和互补性限定性限定性生态因子的作用特点生态因子的作用特点: 2 2、种群生态学、种群生态学 什么是什么是种群种群？居住在一定地区的同一种居住在一定地区的同一种类的相互作用的个体组成一个种群。类的相互作用的个体组成一个种群。 对种群的研究包括多方面特征的对种群的研究包括多方面特征的描述描述。种群特征：数量 年龄比密度 性别比分布状况生态型生态型 同一生物种的

3、个体群（种群）生态分类最同一生物种的个体群（种群）生态分类最小单位，不同生态型具有形态、生理、遗传和小单位，不同生态型具有形态、生理、遗传和适应性的差异，是种群对不同生境长期适应分适应性的差异，是种群对不同生境长期适应分化的产物。例如水稻和旱稻；早稻和晚稻等。化的产物。例如水稻和旱稻；早稻和晚稻等。1) 1) 种群的空间结构种群的空间结构种群密度种群密度 一定时间内，单位面积上或单位空间内的个体个数。种群分布型种群分布型 随机分布 均匀分布 群聚分布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图种群分布的类型图 种群的年龄结构种群的年龄结构3) 3) 种群统计

4、学种群统计学种群生态增长型增长型稳定型稳定型衰退型衰退型老年个体数成体数幼体数 种群存活曲线种群存活曲线( (survivorship)survivorship)l概念概念在各年龄阶段种群的存活率曲线l基本类型基本类型 型（凸型） 哺乳动物、人 型（直线型） 鸟类 型（凹型） 低等动物种群生态种群生态种群增长率种群增长率（出生率（出生率+ +迁入率）迁入率）- -（死亡率（死亡率+ +迁出率）迁出率）指数式增长指数式增长 “J”形形逻辑斯缔增长逻辑斯缔增长“S”形形种群生态 种群增长的形式种群增长的形式4) 4) 种群增长种群增长环境阻力环境阻力J形曲线形曲线S形曲线形曲线种群密度种群密度K(

5、 K为环境容纳量为环境容纳量 )时间时间 逻辑斯谛增长曲线逻辑斯谛增长曲线 在种群数量变化过程中，由于环境容在种群数量变化过程中，由于环境容纳量对种群数量变化有一定的制动作用，纳量对种群数量变化有一定的制动作用，使种群数量总是趋向于环境负荷量，形成使种群数量总是趋向于环境负荷量，形成一种一种S S形的增长曲线。形的增长曲线。 一个国家的人口中，不同一个国家的人口中，不同年龄年龄组组之间的比例之间的比例, 关系到这个国家的关系到这个国家的人人口增长速率。口增长速率。 3 3、群落生态学、群落生态学 什么是群落？什么是群落？居住在一定地区居住在一定地区的两个以上不同物种的种群组成群的两个以上不同物

6、种的种群组成群落。落。 群落群落是指生活于某一特定地区是指生活于某一特定地区的的相互作用相互作用着的各种生物的总和着的各种生物的总和。竞争：竞争：各个种群生活在同一个各个种群生活在同一个空间空间，分享同样资源，在分享同样资源，在资源不足资源不足的情况下，的情况下，表现出表现出竞争关系竞争关系。 生长在同一生长在同一空间空间的种群，在长期的种群，在长期共同进化中，对共同进化中，对资源资源加以适当分配，加以适当分配，以以避免竞争。避免竞争。 生态位（生态位（nicheniche）描述各种生物种描述各种生物种群在群在空间和时间空间和时间上的特定地位，包含上的特定地位，包含生活方式：生活方式：食物、气

7、候、需求食物、气候、需求等等。等等。 捕食捕食/ / 被捕食被捕食（包括食草动物）（包括食草动物）最为常见。最为常见。 加拿大一家出产皮毛公司的销售加拿大一家出产皮毛公司的销售记录反映了记录反映了捕食者捕食者/ /被捕食者被捕食者 数量消数量消长长的相互关系。的相互关系。 另一方面，捕食者另一方面，捕食者/ /被捕食关系使被捕食关系使双方发展出多种双方发展出多种适应性策略适应性策略。 不同种群的个体之间，存在着长时间不同种群的个体之间，存在着长时间的紧密的相互关系，称为的紧密的相互关系，称为共生。共生。 共生又可按对双方的利害区分为：共生又可按对双方的利害区分为： 寄生：寄生：一方的生长带来对

8、另一方的一方的生长带来对另一方的损害。损害。 没有一种生物身上不长没有一种生物身上不长寄生生物寄生生物。互利共生互利共生：则是双方都从共同栖居中则是双方都从共同栖居中得益。得益。 合作合作：亦是双方互利的，但是两亦是双方互利的，但是两种生物体居住关系上已疏远一点。种生物体居住关系上已疏远一点。 还有介于共生和互利共生之间的还有介于共生和互利共生之间的情况情况, 如：如： 偏利共生偏利共生，对一方有利，另一方对一方有利，另一方无利、害。无利、害。 又如：又如： 植化相植化相剋剋，一方（通常是植物）一方（通常是植物）释放出化学物质，抑制、驱赶、乃至释放出化学物质，抑制、驱赶、乃至杀死对方。杀死对方

9、。 群落特征的描述包括以下几个方面：群落特征的描述包括以下几个方面： （1 1）群落的组成：）群落的组成：有哪些种群？各个种群有哪些种群？各个种群中的个体数量如何？中的个体数量如何？ （2 2）群落中的优势种群：）群落中的优势种群：往往是群落特征往往是群落特征最显而易见的部分。最显而易见的部分。 （3 3）群落的稳定性。）群落的稳定性。经受干扰的内在潜力经受干扰的内在潜力。 （4 4）群落的营养结构：）群落的营养结构：着重表征群落内部着重表征群落内部各种群间关系。各种群间关系。森林热带雨林热带雨林亚热带常绿阔叶林亚热带常绿阔叶林温带落叶阔叶林温带落叶阔叶林泰加群落（针叶林、山地森林）泰加群落（

10、针叶林、山地森林） 4 4、主要群落类型、主要群落类型群落生态群落生态草原热带草原热带草原温带草原温带草原冻原冻原荒漠二、生态系统二、生态系统 1）概念：一定地区内的所有生物和环境物理因素的总和称生态系统。 研究生态系统着重于宏观方面。能流、物质循环、生态系统的稳定性等等。2 2）生态系统的基本组分）生态系统的基本组分非生物成分非生物成分 太阳辐射能，无机物质(大气、水)，有机物质生物成分生物成分 生产者，消费者，还原者 生态系统3 3）生态系统的基本特征）生态系统的基本特征 核心是生物群落核心是生物群落 地区特点和空间结构地区特点和空间结构 时间特征时间特征 三大功能类群参与代谢活动三大功能

11、类群参与代谢活动 动态平衡特征动态平衡特征 开放性开放性生态系统 能流能流生态系统中的能量传递生态系统中的能量传递 效率低和逐级效率低和逐级递减递减，是普遍的规律。是普遍的规律。4 4）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包括：物质循环包括： 水循环水循环 气体循环气体循环 沉淀物循环沉淀物循环 物物 质质 循循 环环4、生态平衡及调控、生态平衡及调控生态平衡生态平衡（ecological balance） 一个生态系统在特定时间内的动态平衡状态特征特征 动态平衡动态平衡 整体性整体性生态系统生态平衡的失调和破坏生态平衡的失调和破坏 生物种类成分的改变生物种类成分的改变 生

12、态系统结构的破坏生态系统结构的破坏生态系统解决生态平衡失调的对策解决生态平衡失调的对策 正确处理保持生态平衡与开发资源的正确处理保持生态平衡与开发资源的关系关系 正确安排环境供需相对平衡正确安排环境供需相对平衡 维持生物间的制约关系维持生物间的制约关系 妥善处理部分与全局的关系，使生态妥善处理部分与全局的关系，使生态系统处于优化状态系统处于优化状态生态系统三三. . 中国环境现状中国环境现状 水荒：21世纪为水而战l污染：一江浊水向东流l“氧吧”意味着什么？l 汽车尾气，新的杀手l死神从天而降二氧化碳含量增多二氧化碳含量增多自然原因：自然原因：人为原因：人为原因：燃烧矿物燃料产生燃烧矿物燃料产生毁林毁林甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体氟甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体氟氯烃化合物（氯烃化合物（CFCCFC等其他温室气体等其他温室气体太阳活动、大气环流、火山活动、地壳运动等太阳活动、大气环流、火山活动、地壳运动等垃圾与噪声垃圾与噪声l垃圾新的白色恐怖l噪声猛于虎 噪声污染居申城环保投诉之首噪声污染居申城环保投诉之首 珍禽大鸨撞笼死亡珍禽大鸨撞笼死亡 “元凶元凶”竟是工地竟是工地噪声，至今噪声，至今14只大鸨、1只白头鹤和1只蓑羽鹤撞栏身亡 首都机场噪声吵得附近村庄母鸡不下蛋首都机场噪声吵得附近村庄母鸡不