普通生态学课件

普通生态学

第一章

一、生态学

1.研究生物与其环境相互关系的科学。（1866）

2.研究生物栖息环境的科学。

3.研究生命系统和环境系统之间的关系的科学。

二、地球生命系统的组织层次

*生物圈一景观一生态系统一群落—种群—个体一系统―器官组

织一细胞一分子

三、生态学研究内容

*分子近代生态学研究内容

*个体经典生态学研究内容

大种群经典生态学研究内容

*群落经典生态学研究内容

*生态系统经典生态学研究内容

*景观近代生态学研究内容

.生物圈近代生态学研究内容

四、生态学的分支学科

*按生态层次分类

*按生物栖息环境分类

*按生物类别分类

*按交叉学科分类

*按应用领域分类

五、生态学发展史

第二章生物与环境•个体生态学

第一节环境与生态因子

一、环境概念

1.环境：指某一特定生物体或生物群落周围一切的总和，

包括空间及直接或间接影响该生物群体生存的各种因

素。

2.环境因子：构成环境的诸多要素。

3.生态因子：环境要素对生物起作用（与环境因子的区别）

的因子。

4.胁迫因子：对生物生长、发育、行为和分布有不利影响

的环境因子。

5.环境胁迫：胁迫因子发生的作用。

二、生态因子的类型

1.按性质分类：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因

子和人为因子。

2.按有无生命特征分类：生物因子和非生物因子。

3.按对生物种群数量变动的作用分类：密度制约因子和非

密度制约因子。

4.按稳定性分类：稳定因子和变动因子（周期性和非周期

性）。

5.条件因子和资源因子。

三、自然环境的基本特征

*纬度地带性：赤道到两极，植被地带性分布；

*垂直地带性：太阳辐射和水热状况随地形、高度的不同而不同；

*经度地带性。

四、有机体生活环境脆弱性

第二节生物与环境关系的基本特点

一、生态因子作用的基本特征

1.综合性：气候的作用；

2.非等价性（主导因子）；

3.直接性和间接性；

4.限定性;

5.生态因子的不可替代性和补偿性。

二、生物对非生物因子的耐受限度

1.最小因子定律

①定义：植物的生长取决于那些最低量的微量元素。这些

处于最低量的微量元素称最小因子。

②两个补充条件

*严格的稳定状态；

上因子补偿作用。

2.耐受性定律：每种生物对一种生态因子都有一个耐受范

围。即一个生态学上的最高点和一个生态

学上的最低点，在最高点和最低点之间的

范围为生态幅（生态价）。

3小艮制因子：在众多生态因子中，任何接近或超过某种生

物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖

或扩散的因子称限制因子。

噫义：

①为分析生物与环境相互作用复杂关系奠定了一个便

利的基点；

②有助于把握问题的本质，寻找解决问题的薄弱环节；

三、牛态因子相互作用对耐受性的影响

1.对生物产生影响的各种生态因子之间存在明显的相互影

响；

2.生物因子和非生物因子之间也相互影响。

四、生物对生态因子耐受限度的调整

1.适应

①定义：生物通过对环境压力作用的调整，增加自身适合

度。

②类型：

*基因型适应：进化适应；

*表型适应：可逆适应（生理适应、感觉适应）和不可

逆适应（学习适应）。

③适应方式

组成成分：接收器；控制中心；效应器。

五、生态位

1.生态位——有机体在环境中占据的地位；

2栖息地一有机体所在的物理环境。

3.超体积生态位：生态位的每一个环境变量称一维，生态

位空间的环境变量可以是多个，超过三个维度的生态位空间称超

体积生态位。

*基础生态位：物种理论上占据的生态位空间；

*实际生态位：物种实际占有的生态位空间。

第三节生物与主要生态因子的相互作用

§1.生物与光的关系

1.太阳辐射的变化规律

2.光质变化对生物的影响

①海洋植物：光合作用色素对色谱的变化具有明显的适应

性；

②高山植物：对紫外光作用的适应性；

③动物：不同动物发展不同的色觉。

3.光强度变化对牛物的影响

①对植物光合作用的影响：光补偿点和光饱和点；

②对植物分布的影响：

*水生植物在水中的分布与光照强度有关；

邛击生生物对不同光照强度的适应产生阳性植物和阴性植物和耐阴

性植物；

a阳性植物：对光要求比较迫切，只有在足够光照条件下才能进行

正常生长；

b阴性植物：对光的需要远较阳性植物低，光补偿点低，呼吸作

用、蒸腾作用都较弱，抗高温和干旱能力较低；c耐阴性植物：对光

照具有较广泛的适应能力，对光的

需要介于前两类植物之间。

4.植物光周期现象

①长日照植物：日照超过一定数值才开花的植物；

②短日照植物：日照短于一定数值才开花的植物。

§2.生物与温度的关系（三基点）

*外温的季节性变化引起植物和变温动物生长加速和减弱的交替产

生年轮。

*外温影响动物的生长规模。

一、温度对动物形态的影响：

1.贝格曼规律：广布属中生活在寒冷环境的种类个体大，

温暖环境的种类个体小。

2.海塞规律：亲缘关系近的生活寒冷气候的心脏相对于体

重比生活在温暖地区的大。

3.阿伦规律：寒冷地区的动物较温暖地区内温动物外露部

分有明显趋于缩小的现象。

4.约旦规律：水温与动物形态数量特征之间的反比例关系。

二、有效积温法则及其意义

*动植物在生长发育过程中必须从环境中摄取一定热量才能完成某

一阶段的发育过程。

l.N（T-C）=K;即T=C+K/N;其中C为发育起点温度，T为发

育期间平均温度。

2.有效积温的意义：

妤页测生物地理分布的北界；

★计算某种害虫发生的世代数；

抒页测害虫来年的发生程历；

*测定贮存天敌的温度；

*控制天敌发育速度；

大制定农业气候区划，合理安排作物；

*应用积温预报农时。

三、极端温度对生物的影响

1.低温对生物的影响：当温度低于临界（下限）温度，生物

便会因低温而寒害和冻害。

*生物对低温的适应——保暖、抗冻;

2.高温对生物的影响：当温度超过临界（上限）温度，对

生物产生有害作用。

*生物对高温的适应——抗辐射、保水、散热。

§3.生物与水的关系

一、水的生物学意义

1.水是生物体不可缺少的组成成分；

2.水是生物体所有代谢活动的介质；

3.水为生物创造稳定的生态环境；

4.生物起源于水环境。

二、生物对水因子的适应

1.水生植物对水因子的适应：沉水植物，浮水植物，挺水

植物；

2.陆生植物对水因子的适应：湿生植物，中生植物，旱生

植物；

3.水生植物的水平衡调节机制：等渗，高渗，低渗；

4.陆生植物的水平衡调节机制。

§4.牛物与土壤的关系

一、土壤的生态学意义

L为陆生植物提供基底,为土壤生物提供栖息场所；

2.提供生物生活所必需的矿质元素和水分；

3.提供植物生长所需的水、热、肥、气;

4.维持丰富的土壤生物区系；

5.生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行。

二、土壤的理化性质及其对生物的影响

1.土壤的物理性质及其对生物的影响；

2.土壤的化学性质及其对生物的影响。

第三章种群生态学

第一节种群及其基本特征

§1.种群的基木概念

一、种群定义：在同一时期占有一定空间的同种生物个体

的集合。

*在一定空间中，同种个体的组合；

*不是个体简单叠加，是一个有机整体；

*能产生可育后代；

★是一个能通过自我调节机制维持自身稳定的系统。

二、单体生物（鱼）和构建生物种群（珊瑚）

三、种群生物学与种群生态学

1.种群生物学：研究种群的结构、形成、发展和运动变化

过程规律的科学，最主要组成部分是种群

遗传学和种群生态学。

*种群遗传学：研究种群的遗传过程。

★种群生态学：研究种群的数量、分布以及种群与其栖息

环境中的非生物因素以及与其他生物种群

之间的相互作用。

四、研究种群生态学的意义

1.理论意义：

★开辟牛态学研究新领域。

2.实践意义：

*了解生物在生态系统中的地位；

*了解数量的时空动态；

★实施物种保护。

§2.种群特征

*数量特征：种群参数变化是种群动态的重要体现。

*空间特征：组成种群的个体在其生活空间中的位置状况或

布局，称为种群的内分布型。

*遗传特征：种群具有一定的遗传组成，是一个基因库。

一、种群的群体特征

*种群数量：原始密度，生态密度。

★种群初级参数：①出生率；②死亡率；③迁出率和迁入率；*次

级种群参数：性比、年龄分布、种群增长率、分布型等。

•种群动态是种群生态学的核心问题。

§3.种群的分布与多度

一、种群分布界限

1.自然环境限制物种的地理分布：气候、温度、降水、盐

度、天然屏障。

二、种群的分布格局

1.内分布型

*组成种群的个体在其生活空间里的位置状态或布局称种群的内分

布型；

上种群内部个体的散布反映栖息地的异质性和社会相互作用。

2.集合种群

*种群存在于异质景观中；

*集合种群是指一相对独立地理区域内各个局域种群的集合，这些

局域种群通过一定程度的个体迁移而连接在

一起。

3.种群的三种分布格局

①均匀分布：SA2/m=0;原因:种群内个体的竞争；

②随机分布：S八2/m=l;原因：资源分布均匀，种群内个

体间没有彼此吸引或排斥；

③聚集分布：SO/m>l;原因：资源分布不均匀，种子植

物以母体为扩散中心，动物的社会行为使其结群。

三、种群多度的估计

1.物种多度与丰富度

*多度：一定范围内的个体数量；

*丰富度：一定范围内的物种多寡。

2.种群密度的估计方法

*绝对密度的估计：单位面积或空间上的个体数量；

*相对密度的估计：表示个体数量多少的相对指标。

3.绝对密度估计

*总数量调查；

*取样调查：样方法和去除取样法。

4.相对密度估计：捕获率，遇见率，鸣叫声，粪堆数等。

5.生物体大小与种群密度关系

*种群密度随着有机体的增加而降低。

6.种群状态评估

*稀有和常见的等级划分

•稀有的程度取决于：①物种的地理分布范围；②生境

的耐受性；③种群大小。

大物种的濒危等级

a.小种群：①处于破碎化（（片段化）生境中濒临灭绝

的局部种群；②最小生存种群：种群以一定概率存活

一定时间的最小种群的大小。

b.IUCN濒危和划分：灭绝EX;野外灭绝EW;极危CR;

濒危EN;易危VU;近危NT;不受关注LC;数据缺乏

DD;不做评估NE。

§4.种群动态

一、种群结构

1.年龄结构

*种群各年龄组的个体数或百分比的分布呈金字塔形，因此，将这

样的年龄分布称为年龄金字塔。

*年龄金字塔有三种类型

①增长型种类：幼年组个体数多，老年组个体数少，种

群的死亡率小于出生率，种群迅速增长；

②稳定性种类：种群出生率大约与死亡率相当,种群稳

定。

③下降型种群：幼年组个体数少，老年组个体数多，种

群的死亡率大于出生率，种群数量趋向减少。

2.性别结构

*性比：同一年龄组的雌雄数量之比，即年龄椎体两侧的数量比例。

①第一性比：种群中雄性个体和雌性个体的比；

②第二性比：个体性成熟时的性比；

③第三性比：充分成熟的个体性比。

二、存活格局

1.存活格局可以通过三条途径估计

①年龄分布；

②同生群生命表；

③静态生命表。

2.存活曲线：描述种群的存活格局。

3.生命表

①同生群生命表：根据大约同一时期出生的一组个体从

出生到死亡的记录编制的生命表。

②静态生命表：某一特定时期对种群做一年龄结构调查

数据而编制的生命表。

③综合生命表：包含了出生率的生命表。

4.各种生命表的评价

①同生群生命表个体经历了同样的环境条件，而静态生

命表中个体出牛于不同的年份，经历了不同的环境条

件，因此，编制静态生命表等于假定种群所经历的环

境没有变化，事实上情况并非如此。

②同种群生命表所研究的对象必须是同一时间出生的个

体，但历时太长工作量太大，难以获得生命表数据。

静态生命表虽有缺陷，在运用得法的情况下，还是有

价值的。

③通过生命表的研究可以了解种群的动态。

5.存活曲线

①I型存活曲线：曲线凸型，表示幼体存活率高，而老

年个体死亡率高，在接近生命寿命前只有少数个体死

亡。如大型哺乳动物和人类生存曲线。

②口型存活曲线：曲线呈对角线型，表示在整个生活期

中，有一个较稳定的死亡率。如一些鸟类中出现的模

式。

③m型存活曲线：曲线凹型，表示幼体死亡率很高。

6.种群增长率

①生命表与繁殖力表相结合，可用于估计种群指数增长

率。

*净繁殖率：种群每个个体每个世代平均产生的后代数量，亦即每

个世代的净繁殖率。

*世代时间：从亲代出生到子代出生。

②生命表可用于估计种群的内禀增长能力。

7.内禀增长能力

①在种群不受限制的条件下，即能够排除不利的天气条

件，提供理想的食物条件，排除捕食者和疾病我们能够观察到的

最大增长能力。

②内禀增长能力的意义：

*可以敏感地反应出环境的细微变化，是特定种群对于环境质量反

应的一个优良标志；

★是自然现象的抽象它能作为一个模型，可以与自然界观察到的实

际增长率进行比较。

三、种群变化率

1.世代不重叠的种群变化率

①周限增长率：时间轴上两点间种群数量的比率，又称

几何增长率。

②种群变化率：AN=Nt+l-Nt;△NAt=(X-l)NtAt;

△t=l^N=(A-l)Nte

③平均增长率：^N/Nt二人-1。

2.世代重叠的种群变化率

①种群变化率

*瞬时增长率：任T豆时间内，出生率b与死亡率d之差便是瞬时

增长率；

*种群变化率：力/叱;

*平均增长率：△NAtNto

3.通过种群瞬时增长率估计污染物的影响

*同化的能量=呼吸作用的能量+生殖活动的能量；

*能量分配原理认为：可供给有机体的能量是有限的，如果用于某

一功能的能量增加，势必减少其他方面的能

且.

里，

*处于有毒环境的生物，常导致生理紧张，用于呼吸的能量增加；

*增加的这些能量