四、生态学.ppt

1、第一部分 专业基础知识,四、生态学 （了解的部分）,一、生态学的概念及发展,生态学是研究生物与生物间、生物与其生存的环境间的相互关系和生物的生存状态的科学。其目的是指导人与生物圈，即自然、资源与环境的协调发展。(海克尔,1869年),生态学根据其形成和发展可以大致分为一下三个时期： （1）生态学建立的前期（公元十六世纪以前文艺复兴之前） （2）生态学的成长期（十七世纪至二十世纪五十年代） 萌芽期（十七世纪后期至十八世纪后期） 成长期（十八世纪后期至二十世纪初） 巩固和发展期（二十世纪初至二十世纪五十年代） （3）现代生态学发展期（二十世纪六十年代至今）四个著名的学派:北欧学派、法瑞学派、英美学

2、派、苏联学派。,二、现代生态学的特点,（1）生态系统、生态学的研究成为主流 （2）在现代生态学中，动物生态学和植物生态学已经融合在一起 （3）系统理论在生态学中得到广泛应用 （4）从描述性科学发展到实验性科学 （5）研究对象继续向宏观和微观两个方向发展 （6）应用生态学迅速发展,三、环境、环境要素,环境 指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。它是一个相对于特定的主体或中心而言的。其内涵随主体不同存在差异。 环境的分类 按环境的性质分为自然环境、半自然环境和社会环境； 按环境的大小分为大环境、小环境和内环境。,环境要素 又称环境基质，按环境的

3、主体可分为人类环境、其他生命物质和非生命物质都被视为环境要素。它是构成人类生存环境整体和各个独立的、性质不同而又服从整体演化规律的基本组分。 环境要素可分为自然环境要素和人工环境要素。它包括天然的自然界的众多要素，如阳光、空气、陆地、水体、天然森林、草原、野生动物等，又包括经人类社会加工后改造后的自然界，如园林、城市、村落、水库、港口、公路等。,四、生态因子,生态因子是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布等有着直接或间接影响的环境要素。 在生态因子中，对生物的生存不可缺少的环境条件称为生物的生存条件。生态因子是环境因子中对生物起作用的因子，而环境因子是生物体外部的全部环境要素。不同的生

4、态因子之间相互组合、制约，形成各种各样的生态环境，为不同生物的生存提供了可能。,生态因子的分类 根据生态因子的性质，分为5类：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子。 按照有无生命的特征分为：生物因子（生物和人为因子）和非生物因子（土壤、气候和地形因子）。 根据生态因子的稳定程度分为：稳定因子和变动因子。,五、生态因子的作用,各种生态因子如温度、水分、光照、土壤、空气等对物种的生长、发育、繁殖以及地理分布等所起到的作用称为生态作用。 1、生态因子的综合作用：环境中各种生态因子不是孤立存在的，而是彼此联系、相互促进、相互制约，任何一个单因子的变化，都可能引起其他因子不同程度的变化及其反

5、作用。因此在进行生态分析时，不能只片面地注意到某一生态因子而忽略其他因子。 2、生态因子的等值性和不可替代性：环境中各种生态因子对生物的作用虽然不尽相同，不是等价的，但都各具有重要性，不可替代。,3、生态因子的补偿作用：生态因子局部是能补偿的。生态因子的补偿作用只能在一定范围内作部分补偿，而不能以一个因子来代替另一个因子，且因子之间的补偿作用也不是经常存在的。 4、生态因子的主导作用：在一定条件下起综合作用的诸多环境因子中，有一个或几个对生物起决定性的生态因子，称为主导因子。主导因子发生变化会引起其他因子也发生变化。 5、生态因子的限制作用：生物的生存和繁殖依赖于生态因子的综合作用。但在有的环

6、境条件下，其中一种或少数几种因子的数量过少或过多，超出其它因子的补偿作用和生物本身的忍耐限度，就会限制生物的生存和繁殖，这些就是限制因子。,6、生态因子的阶段性：由于生物生长发育不同阶段对生态因子的要求不同，因此，生态因子的作用也具有阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性的变化所造成的。 7、生态因子的直接和间接作用：依生态因子与生物的相互作用可将生物因子分为直接作用和间接作用两种类型，区分其作用方式对认识生物的生殖、发育、繁殖及分布都很重要。,六、生态适应,1、概念 生物的有机体与环境的长期相互作用中，形成了一些具有生存意义的特征，依靠这些特征，生物能免受各种环境因素的不利影响和伤害，同时还

7、能有效的从其生境获取所需的物质能量以确保个体生长发育的正常进行，这种现象称为生态适应。,2、分类 （1）趋同适应，不同种类的生物长期生活在相同环境条件下时，会形成相同生活类型，它们的外形特征和生理特性具有相似性，这种适应性变化称为趋同适应。 （2）趋异适应，同种生物如长期生活在不同条件下，它们为了适应所在的环境，会在外形、习性和生理特性方面表现出明显差别，从而形成不同的适应方式和途径，这种适应性变化被称为趋异适应。,七、生态反作用,生物改变自身的形态或生理特征以便与其生存环境相适应的过程称为生态适应。而生物反过来对环境的影响和改变称为生态反作用。,八、种群、种群生态学,种群是指一定时空同种个体

8、的总和，是物种具体的存在单位、繁殖单位和进化单位。 种群具有以下四个特征： (一)数量特征 (二)空间特征 (三)遗传特征 (四)系统特征,种群生态学是研究种群生物系统规律的科学，即研究种群的数量、分布以及内部各成员之间、种群与其他种群之间以及种群与周围环境非生物因素之间的相互作用的规律。,九、生态入侵和生态对策,生态入侵是由于人类有意识或无意识的把某种生物带入适宜其栖息和繁殖的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定的扩展，使当地生物生存受到严重影响，这种过程称为生态入侵。其危害表现在物种水平、生态安全、经济和人体健康上。控制和消除的方法是化学、机械和生物控制。,生态对策又称生活史对策，指生物在进

9、化过程中所形成的各种特有的生活史特征，是生物适应于特定环境所具有的一系列生物学特性的设计。生活史的关键性内容是生物的大小、生长率、繁殖和寿命。不同物种间的生活史差异极大。 -能量分配原则 -r-选择和K-选择,十、竞争,竞争是生物为了利用有限的公共资源，相互之间所产生的不利或有害的影响称为竞争。其中资源指的是对生物有益的客观实体，只有在生物所利用的资源是共同的，而且资源有限的情况下才会产生。,竞争的方式主要有：资源利用性竞争和干涉性竞争。资源利用性竞争生物之间没有直接的行为干涉，由于共同资源可获得量减少从而间接影响竞争对方存活、生长和繁殖，故又称间接竞争。干涉性竞争又称直接竞争，竞争者之间直接

10、发生作用，如争夺配偶、食物、栖息地，他感作用等，迫使竞争对手离开、死亡。 竞争可以分为种内竞争和种间竞争。竞争效应的不对称性是种内竞争和种间竞争的共同特点，具有调节种群大小的作用。 种内竞争还可以分为争夺竞争和对抗竞争。,十一、互利共生,互利指不同的物种个体之间的互惠关系，这种关系可增加合作双方的适合度。如果互利合作是通过自然结合方式共同生存的，这种互利称为共生互利。如果相反，为非共生互利。 专性互利是指互相双方的合作是永远的，离开合作对方将使一方或双方不能生存。大多数互利共生现象属于兼性互利，它不是两个物种的固定配对（专形互利），合作往往是分散的，即合作一方是多物种的混合。,互利共生表现类型

11、： 种植与饲养的共生（人与作物）。 有花植物与传粉动物的共生。 高等植物与真菌的互利共生（根瘤菌），地衣是藻类和真菌的互利共生。,十二、生物群落物种多样化,生物多样性是指地球上所有动植物和微生物的物种多样性、遗传变异多样性、以及生态系统的复杂性。生物多样性一般具有三个水平：即遗传多样性，指地球上生物个体所包含的遗传信息的总和；物质多样性指地球上生物有机体的种类多样化；生态系统多样化指生物圈中生物群落、生境与生态过程的多样化。,群落层次上物种的多样性包含以下的涵义： （1）种的数目或丰富度。丰富度是指一个种群或生境中物种数目的多少。群落中所含数量越多，丰富度越大，群落的物种多样化就越大。因此该指

12、标可用于不同群落间的比较，但必须说明具体的面积、空间、层次等，使之具有可比性。 （2）群落中各个种的均匀度。均匀度是指一个群落或生境中，全部物种个体数目的百分比状况，它反映的是各物种个体数目分配的均匀程度。 （3）岛屿生物学地理学平衡理论：认为斑块上物种丰富度取决于两个过程即物种的迁入和灭绝。 群落中物种多样性往往随环境变化而变化。从热带到两极，随纬度增加，多样性逐渐减少。随着海拔增高，水体深度增加也会发生类似现象。污染的环境对物种的多样性有较大影响。,十三、群落演替,生物群落不是一成不变的，他是一个随着时间的推移而发展变化的动态系统。在群落的发展变化过程中，一些物种的种群消失了，另一些物种的

13、种群随之而兴起，最后，这个群落会达到一个稳定阶段。像这样随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，就叫做演替。 演替主要有两方面含义：一方面，指某一地区一定时间内动物、植物、微生物群落相继定居的序列；另一方面指一定时期内生物群落相互取代和物理环境不断变化的过程。,演替的基本类型 按照演替发生的时间进程分为：世纪演替、长期演替、快速演替。 按照演替发生的起始条件分为：原生演替和次生演替。 按照基质的性质分为：水生演替、旱生演替、中生演替。 按照控制演替的主导因素分为：内因性演替、外因性演替。 按照群落代谢特征划分：自养性演替、异样性演替。 按照演替的动力可分为自发演替（最基本最普遍的形式）

14、、异发演替、生物发生演替。 按照演替的方向可分为：进展演替、逆行演替和循环演替。,群落的演替包括初级演替和次级演替两种类型： 在一个起初没有生命的地方开始发生的演替，叫做初级演替。 在原来有生物群落存在，后来由于各种原因使原有群落消亡或受到严重破坏的地方开始的演替，叫做次级演替。,研究群落演替的意义：在自然界里，群落的演替是普遍现象，而且是有一定规律的。人们掌握了这种规律，就能根据现有情况来预测群落的未来，从而正确的掌握群落的动向，使之朝着有利于人类的方向发展。,顶级群落理论 1、单元顶级理论：一个气候相当一致的区域，如给予足够的时间，最终将被一种连续和整齐一致的植被普遍覆盖着，这就是单元顶级

15、理论。 2、多元顶级理论：一个区域的顶级植被可以由几个不同类型的顶级植物群落镶嵌而成，只有一个群落在生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可看作是一个顶级群落。 3、顶级模式假说：生境梯度决定群落。,十四、生态系统,生态系统（英国的坦斯利，1935）是指在一定的时间和空间范围内，生物和非生物成分通过物质循环、能量循环和信息交换而相互作用、相互依存所构成具有一定结构和功能的一个生态复合体。生态系统是客观存在的，范围非常广泛。海洋、森林、湿地（自然之肾），并称为地球三大生态系统。,生态系统具有以下特征： 1、基本的结构特征、功能特征和空间特征。 2、具有自动调控功能的特征，结构越复杂调控

16、能力越强。 3、能量流动、物质循环、信息传递是生态系统的三大功能；能量流是单向的，物质循环是循环式的，信息传递包括营养信息、化学信息、物理信息、行为信息等，构成信息网。 4、生态系统营养级数目不超过56个，受限于生产者固定的最大能量值和能量流动中的损失。 5、动态的系统。 6、开放的系统。,生态系统的组成 由生物与非生物成分组成。具体分为四大类：非生物环境（无机物、有机物）、生产者（自养生物：绿色植物、蓝绿藻、光合细菌等）、消费者（异养生物：草食、肉食、杂食、寄生动物等）、分解者（分解为简单的无机物释放能量）。 初级生产和次级生产 初级生产力和次级生产力 生产量、初级生产量和次级生产量、净生产

17、量,十五、食物链,生态系统中的生物由于取食和被食而形成的链索关系，生物之间存在的这种链锁式食物传递关系称为食物链。 越是处在食物链顶端的动物，数量越少、生物量越小、能量越小、，而顶位肉食动物数量明显减少，以致于不可能再有别的动物以它为食，因为从顶位肉食动物身上获取的数量不足以弥补搜捕它所消化的能量。,食物链可以分为以下种形式： （1）捕食性食物链 （2）寄生性食物链 （3）腐食性食物链 （4）碎食性食物链 （5）草牧食物链,十六、生态效率,在生产力生态学中，能流过程中各个不同点上能量的比值成为传递效率，即生态效率。生态效率是无维的，在不同营养级间各个能量参数以相同的单位表示。,能流参数包括：

18、摄取量I表示一个生物所摄取的能量 光合作用吸收的日光能（植物） 食物能（动物）。 同化量A动物消化道内被吸收的能量，即消费者吸收所采食的食物能。 呼吸量R指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中所消耗的全部能量。 生产量P呼吸消耗后净剩的同化能量值，它以有机物资的形式累积在上午体内或生态系统中。,常用的生态效率有以下几种： （1）营养级之间的效率有： 林德曼效率：为能量摄入效率或能量摄食效率，即相邻两个营养级进食之比。 同化效率：即相邻两个营养级同化量之比。 生产效率：即相邻两个营养级净生产量之比。 利用效率：表示食物链的下一级对上一级采食比例或压力大小。,（2）一个营养级内部的效率有： 组织生长效

19、率：即净生产量与同化量之比 同化效率：即消费者同化量与摄食量之比 生态生长效率：即净生产量与摄食量之比 维持价：即生产量与呼吸量之比 （3）关于营养级之间能量利用效率，人们关心的是初级经生产被动物吃掉的比率。同一营养级内的能量转动效率，人们关心的是生产效率受到生物作用的反馈调节，变化较小。,十七、生物循环,植物吸收空气、水、土壤中的无机养分合成植物的有机质，植物的有机质被动物吸收后合成动物的有机质，动物、植物死后的残体被微生物分解成无机物回到空气、水和土壤中的连续过程称为生物循环。,十八、生态平衡,生态系统的平衡简称生态平衡，指生态系统在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

20、、输出接近相等，在外来干扰下能通过自我调控恢复到原初稳定状态；或者说是一定的动植物群落或生态系统发展过程中，各种对立因素（相互排斥的生物种类和非生物条件）通过相互制约、转化、补偿、交换等作用，达到一个相对稳定的平衡阶段。,稳定的生态系统具有如下特征： 能量的输入和输出之间达到相对平衡； 动物和植物在数量上保持相对稳定； 生产者、消费者构成完整的营养结构，并具有一定的食物链网。 生态系统有一种内部的自动调节的能力，以保持自己的稳定性。 生态系统平衡是一种相对稳定的动态平衡，又是一种发展中的平衡。,第一部分 专业基础知识,四、生态学 （熟悉的部分）,一、生态学主要的研究对象,生态学主要的研究对象是

21、研究生物与环境、生物与生物之间相互关系。生态学的研究对象非常广泛，从分子到生物圈，从无机环境（岩石圈、大气圈、水圈）、生物环境（植物、动物、微生物）到人与人类社会，以及人类活动所导致的环境问题。,生态学研究的内容 经典的生态学研究是以种群、群落和生态系统为中心开展的，属于宏观生物学范畴。按照研究的生命现象三微生物学可以划分为：生理学、形态学、遗传学、进化论等；按系统分类，可以划分为动物学、植物学、微生物学等。,研究的层次 现代生物学可以把研究对象划分为大小不同的组织层次。生态学的研究主体是个体、种群、群落和生态系统的层次，但是完整的生态学层次应分为：分子生态学、个体生态学、种群生态学、群落生态

22、学、生态系统生态学、景观生态学。近年来，也有人将量子生态学和宇宙生态学分别加入到这个层次的最前面和最后面。,二、环境的功能及其特征,环境的功能指以相对稳定的有序结构构成的环境系统为人类和其他生命体的生存、发展所提供的有益用途和相应价值。 环境功能主要包括以下三个方面： (1) 空间功能，指环境提供的人类和其他生物栖息、生长、繁殖场所，且这种场所是适合他们生存发展的。 (2)营养功能，指环境提供的人类和其他生物栖息、生长、繁殖所必需的各种营养物质及各类资源、能源。 (3)调节功能，指如水体、森林等对气候的调节作用。,环境的特征 （1）整体性与有限性 环境的整体性指组成环境的各部分之间存在着紧密的

23、相互联系、相互制约关系。环境的有限性包括三方面的涵义：其一指地球在宇宙中独一无二，但其空间有限；其二是指人类限度的，环境资源有限不能无限供给；其三是指环境容纳污染物质的能力有限，或对污染物质的自净能力有限。,（2）变动性和稳定性 环境的变动性是指在自然和人类活动的作用下，环境的内部结构和外在状态始终处于不断变化之中。环境的稳定性是指环境系统具有一定的自动调节功能的特征。 （3）显隐性与持续性 环境的显隐性是指环境的结构和功能变化后，对人类和其他生物产生的后果，有时立即出现，有时需经过一段时间。环境的持续性是指环境变化所造成的后果是长期的、连续的。,三、生态因子的分类,生态因子是指环境中对生物的

24、生长、发育、繁殖、行为和分布等有着直接或间接影响的环境因素。生态因子是环境因子中对生物起作用的因子。,生态因子的分类 根据生态因子的性质，分为5类：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子。 按照有无生命的特征分为：生物因子（生物和人为因子）和非生物因子（土壤、气候和地形因子）。 根据生态因子的稳定程度分为：稳定因子和变动因子。稳定因子是指终年恒定的因子，不会随环境条件的改变而改变或变动不大，处于相对稳定的状态，如地磁、地心引力、太阳辐射常数等；变动因子是指不断变化着的因子，它可分为周期性变动和非周期性变动。,据生态因子的性质，通常将生态因子分为五类： （1）气候因子：包括光、温度、空

25、气、水分、雷电等。 （2）土壤因子：包括土壤有机质和矿物质、土壤动植物和微生物、土壤质地、结构和理化性质等。 （3）地形因子：包括地貌（地球表面上的海洋、陆地、山川 、湖泊、平原、高原、山岳、丘陵等）、海拔高度、坡度、坡向、经纬度等。 （4）生物因子：包括同种或异种生物之间的各种关系，如种群内部的社会结构、领域、社会等级等行为，以及竞争、捕食、寄生、共生等。 （5）人为因子：指人类对生物和环境的各种作用，包括人类对自然资源的利用、改造、引种驯化和破坏作用，以及环境污染的危害作用等。 上述五类因子也可概括为非生物因子（气候、土壤）、生物因子和人为因子三大类。,四、生态因子的综合作用和主导作用,生

26、态因子的综合作用 生物赖以生存的环境，不是个别因子，而是多个生态因子的综合。环境中各种生态因子不是孤立存在的，而是彼此联系相互促进、互相制约的。其产生的整体效应是个体效应基础上质的飞跃。 同时，环境因子在一定条件下又可以相互转化，生物对某一个极限因子的耐受限度会因为其它因子的改变而改变。因此，生态因子对生物的作用不是单一的而是综合的。,生态因子的主导作用 虽然环境中的生态因子具有等值性，但在不缺乏的情况下，一般有一种或几种以上的生态因子，对其生存和生态特性等的形成具有决定性的作用，起决定作用的生态因子称为主导因子。准确找到主导因子，在实践中具有重要的意义。 生态因子的主次在一定条件下是可以发生

27、转化的，处于不同生长时期和条件下的生物对生态因子的要求和反应不同 ，某种特定条件下的主导因子在另一条件下会降为次要因子。,五、生物与环境相互作用的基本原理,最小因子法则：每一种植物都需要一定种类和一定数量的营养物，如果其中有一种完全缺失植物就不能生存。如果其数量极微，生长就会受到限制。最小因子法则只有在严格稳定的条件上才能应用，在应用最小因子法则的时候，还要考虑因子之间的互相关系。,耐受法则： 生物对每一生态因子都有其耐受的上限和下限。上下限之间就是生物对这一因子的耐受范围。每一种生物对每一个生态因子都有一个耐受范围； 生物在个体发育过程中，耐受范围有所变化； 生物对某一生态因子的耐受性往往取

28、决于该因子与其它因子的关系； 耐受是生物的一种特性，受遗传、进化规律所制约。,生物对生态因子耐受限度的调整：任何一种生物对生态因子的耐受限度都不是固定不变的，在进化过程中，他们对生态因子的耐受限度能进行各种小的调整。 驯化：如果一种生物长期对它的最适生存范围上限或下限偏一侧的环境条件下，久而久之就会产生一个新的最适生存范围，其上下限值发生了移动，（酶的改变起作用），不同植物有不同的驯化能力。 休眠：是生物抵御和适应不良环境条件的一种有效的生理机制。在致死限度内维持生存，进入休眠状态。这样对环境的耐受范围就会（比正常活动时）宽得多（种子、昆虫的休眠）。 昼夜节律和其它周期性的补偿变化：是生物对生

29、态因子周期变化不断适应的结果。如；植物白天进行光合作用，黑夜进行呼吸作用。,六、研究种群的意义,研究种群的意义在于了解种群的起源、发展，多种静态和动态的特征以及种群间的相互关系，从而深化对自然界的特别是对生态系统的认识，为人类充分合理的利用自然资源，提高生态系统生产力，推动生物群落向特定方向发展，或保持生态系统平衡与稳定提供理论依据，因此，种群的研究在生态科学和生产实践中具有重要作用。,七、种群分布格局的类型,组成种群的个体在其空间中的位置状或布局，称为种群空间格局或内分布型。 种群的空间格局大致可分为3类： （1）均匀型 指组成种群的个体分布等距或个体间保持一定的均匀间距。产生均匀分布的原因

30、主要是种群内个体竞争引起的。 （2）随机型 随机分布中每一个体在种群领域中各个点上出现的机会是相等的，并且某一个体的存在不影响其他个体的分布格局。 （3）集群型 成群分布指组成种群的个体常成群、成族、成块、斑点状密集分布，各群的大小、群间间距、群内个体密度都不同，群内大多成随机分布，时有均匀分布。集群式是自然界中最广泛的一种种群分布格局。,八、种群环境容纳量（K）,在种群生态学中，环境容纳量是指特定环境所能容许的种群数量的最大值。环境容纳量是环境制约作用的具体体现，有限的环境只能为有限生物的生存提供所需的资源。环境容纳量的实质是有限环境中的有限增长。,九、群落的基本特征,生物群落简称群落，是指

31、一定地段或一定生境里各生物种群相互联系和互相影响的有规律的组合结构单元，是自然界生物种集合、生活、发展、演替和提供生物生产力的基本单元。具有一定的物种组成、不同物种之间的相互影响、具有形成群落环境的概念、具有一定的外貌和结构、具有一定的动态特征、具有一定的分布范围、群落的边界特征、群落中的各物种不具有同等的群落学重要性。,群落的基本特征 （1）群落的物种多样性：丰富度和均匀度 （2）群落中的优势现象：优势种 （3）群落的中间关联性：构成群落要具备两个条件：必须共同适应它们所处的无机环境；内部的相互关系必须取得协调、平衡。 （4）群落的结构特征：具有水平结构、垂直结构和时间结构。 （5）群落的稳

32、定性：现状的稳定、时间过程的稳定、抗变动能力和变动后恢复原状的能力。 （6）群落的交错性和边缘效应：群落交错区又称为生态交错区或生态过渡带，使种群竞争的紧张地带，群落交错区种的数目及一些种的密度增大的现象被称为边缘效应。,十、植物群落的演替过程,某一地区的生物群落在遭受某种干扰后其结果和功能上发生的变化称为生态演替。 植物演替包括广义和狭义的概念。广义的理解包括植物群落的一些变化，如植物群落的形成、季节性变化、年变化以及植物群落的演替等，称为动态的。狭义的指地点相同时间不同，植物群落的出现与消失，最后形成顶级群落的过程。,演替的过程指沿着某一个起点开始，经过一系列的演替阶段，最终达到演替的终点

33、。例如： （1）旱生演替系列： 裸露岩石 地衣群落。 苔藓阶段。 草本植物阶段。 灌木阶段。 乔木阶段,（2）水生演替系列： 自由漂浮植物阶段 沉水植物阶段 浮叶根生植物阶段 直立水生植物阶段 湿生草本植物阶段 木本植物阶段,十一、影响群落演替的主要因素,生物群落的演替是群落内部关系（包括种内和种间）与外界环境中各种因子综合作用的结果。目前，人们对演替的机制研究的还不够。在此列出的仅是部分原因： （1）植物繁殖体（孢子、种子、鳞茎、根状茎）的迁移、散布和动物的活动性，植物的定居包括植物发芽、生长和繁殖三个方面，缺一不可，植物繁殖体的迁移和散布是群落演替的先决条件。动物的活动受到植物群落为它们提

34、供的取食、营巢、繁殖场所的制约。 （2）群落内部环境的变化，是由群落本省的生命活动造成的，与外界环境条件的改变没有直接关系。,（3）种内与种间关系的改变，组成一个群落的物种在其内部以及物种之间都存在特定的相互关系。这种关系随外界环境条件和群落内环境的改变而不断的进行调整。 （4）外界环境条件的变化。虽然决定群落演替的根本原因存在于群落的内部，但是，在群落之外的环境条件诸如气候、地貌、土壤、火等，可以成为引起演替的重要条件。 （5）人类的活动。人类有意识、有目的的社会活动对自然环境的生态关系起着促进、改造和建设的作用。,十二、生态系统的结构,生态系统的结构指生态系统的构成要素以及这些要素在时间上

35、、空间上的配置和物质、能量在各要素之间的转移、循环途径。 生态系统的结构概括起来可以分成两个方面： 1、生态系统的形态结构： (1)物种结构，指生态系统中各种物种种类与数量方面的分布特征； (2)空间结构，指生态系统的空间配置，包括垂直结构和水平结构； (3)时间结构，指生态系统的生物成分随时间的变化而发生相应的变化状况。 2、生态系统的营养结构，指生态系统的生物成员在能量和营养物质 上的依赖关系。主要包括食物链、食物网等形式。,十三、食物链的类型,生物之间存在的链锁式食物传递关系称为食物链。 食物链可以分为以下种形式： （1）捕食性食物链：生物间以捕食关系而构成的食物联系，由较小生物开始逐渐

36、到较大生物，后者捕食前者。如：牧草蚱蜢田鼠鹰。 （2）寄生性食物链：生物间以寄生物与宿主关系而构成的食物联系，由较大生物开始逐渐到较小生物，后者寄生在前者的机体上。如鸟类跳蚤原生动物细菌滤过性病毒。 （3）腐食性食物链：腐烂的动物尸体或植物体被微生物利用而构成的食物链。例如：植物残体蚯蚓线虫类节肢动物，就属于这种类型 （4）碎食性食物链：经微生物分解的野草或树叶的碎片，以及微小藻类组成的碎屑性食物，被小动物、大动物相继利用而构成的食物链。 （5）草牧食物链：以植物为起点的食物链，如：植物草食动物肉食动物。,十四、生态金字塔的类型,生态系统中的能量沿营养级的顺序传递时，由于生物本身对能量的消耗呈

37、急剧的阶段状递减趋势，每一个营养级为下一个营养级的提供的能量仅在10%左右，这就是著名的十分之一定律，这种阶段递减状态，好像一个金字塔，因此生态学上称为“生态金字塔”。 它包括以下类型： （ 1）数量金字塔：表示食物链各营养级上生物个体数量之间的比例关系。 （2）生物量金字塔：表示食物链各营养级上生物体现存量（总干重）之间的比例关系。 （3）能量金字塔：一般用单位时间里单位面积上的能流量或生产力表示的比例关系。正塔金字塔形.,十五、生态系统的分类,生态系统依据能量和物质的运动状况，生物、非生物成分，可分为多种类型： （1）按照生态系统环境性质分为：陆地生态系统、水域生态系统和湿地系统。 陆地生

38、态系统又分为：荒漠生态系统、草原生态系统、农业生态系统、城市生态系统和森林生态系统。 草原生态系统包括温带和热带草原生态系统。我国的草原系统分为草甸草原、典型草原和荒漠草原。草原气候的主要标志是水分和温度。以禾本科、豆科和菊科为主体植物。 森林生态系统包括热带雨林、季雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林和常绿落叶阔叶混交林。其物种繁多、结构复杂；类型多样；系统稳定性高；生产力高，现存量大，对环境影响大。 水域生态系统又分为：淡水生态系统和海洋生态系统。 湿地系统：,湿地生态系统是指地表过湿或常年积水，生长着湿地植物的地区。他是开放水域与陆地之间过渡性的生态系统。兼有水域和陆地生态系统的特点，具

39、有其独特的结构和功能。 湿地有富养沼泽、中养沼泽和贫养沼泽之分。湿地的主要特征是：水文、湿地土壤、过渡性。 湿地的功能： 天然的基因库、 潜在资源、 净化功能（降解有机物、阻截悬浮物、排除水中营养物质进入湿地生态系统的氮）、 气候和水文调节等功能。,（2）按照生态系统的生物成分划分为：植物生态系统、动物生态系统、微生物生态系统、人类生态系统。 （3）按照人类活动及其影响程度划分为：自然生态系统、半自然生态系统、人工生态系统。,十六、生态效率的分类,常用的生态效率有以下几种： （1）营养级之间的效率有： 林德曼效率：为能量摄入效率或能量摄食效率，即相邻两个营养级进食之比。 同化效率：即相邻两个营

40、养级同化量之比。 生产效率：即相邻两个营养级净生产量之比。 利用效率：表示食物链的下一级对上一级采食比例或压力大小。,（2）一个营养级内部的效率有： 组织生长效率：即净生产量与同化量之比 同化效率：即消费者同化量与摄食量之比 生态生长效率：即净生产量与摄食量之比 维持价：即生产量与呼吸量之比 （3）关于营养级之间能量利用效率，人们关心的是初级经生产被动物吃掉的比率。同一营养级内的能量转动效率，人们关心的是生产效率受到生物作用的反馈调节，变化较小 。,第一部分 专业基础知识,四、生态学 （掌握的部分）,一、现代生态学的特点和发展趋势,1、现代生态学的特点 现代生态学将多学科联合起来，从全球的角度

41、，站在更高的层次与自然科学和社会科学密切配合，在促进各学科发展的同时，促进生态科学自身的发展。使现代生态学在宏观方向发展迅速，表现为景观生态学和全球生态学的发展。电子显微技术使生态学向细胞、分子甚至更深层次发展。 进入二十世纪末，近代数学、物理、化学和工程技术开始向生态学渗透，特别是高精度高速分析测定技术、高分辨率的遥感仪器和地理信息系统等技术的成熟，有力的促进了生态学向实验科学的方向发展。 电子计算机及网络的普及，使生态学仔处理大型数据、建立数学模型、实时监控、实时预测预报等定量、动态的研究方面达到了空前的发展，这些科学技术使生态学的研究效率得到了前所未有的提高。,2、现代生态学的发展趋势

42、（1）生态系统、生态学的研究成为主流 （2）在现代生态学中，动物生态学和植物生态学已经融合在一起 （3）系统理论在生态学中得到广泛应用 （4）从描述性科学发展到实验性科学 （5）研究对象继续向宏观和微观两个方向发展 （6）应用生态学迅速发展,二、植物与环境相互作用的基本规律,1、植物与环境的生态适应，由于趋同适应和趋异适应而形成不同的适应类型：植物的生活型和生态型。 植物的生活型：长期生活在同一区域或相似区域的植物，由于对该地区的气候、土壤等因素的共同适应，产生了相同的适应方式和途径，并从外貌上反映出来的植物类型，都属于同一生活型。 植物生态型：同种植物的不同种群分布在不同的环境里，由于长期受

43、到不同环境条件的影响，在生态适应的过程中，发生了不同种群之间的变异与分化，形成不同的形态、生理和生态特征，并且通过遗传固定下来，这样在一个种内就分化出不同的种群类型，这些不同的种群就称为“生态型”。生态型的形成有很多原因，通常按照形成生态型的主导引资将其划分为气候生态型、土壤生态型、生物生态型和人为生态型4种。,2、植物的生态适应方式取决于植物所处的环境条件以及其它生物之间的关系，在一般逆境时，生物与环境的适应通常并不限于单一的机制，往往涉及到一组彼此相互关联的适应方式，甚至存在协同和增效的作用。这一整套协同的适应方式就称为适应组合。 植物对于某环境条件的适应是随着环境变化而不断变化的，这种变

44、化表现为范围的扩大、缩小和移动，使植物的这种适应改变的过程就是驯化的过程。植物的驯化分为自然驯化和人工驯化两种。 3、生态因子对植物的作用具有阶段性。影响植物生长发育的六大生态因子是：光因子、温度因子、水因子、土壤、生物、大气，各生态因子不是孤立地对植物发生作用，而是综合在一起影响着植物的生长发育。生态环境决定着植物种类（一定的植物一定的生境）有什么样的生境就决定了有什么样的植物种类（适地适栽）。每一个生态因子对植物各个不同发育阶段所起的生态作用是不相同的，即植物对生态因子的需要是分阶段的。,三、生态对策的类型以及特点,生态对策的类型主要有R对策和k对策两种： （1）r-对策者:高生育能力,快

45、速发育,早熟,成年个体小及寿命短且单次生殖多而小的后代,一旦环境条件转好就会以其高增长率R迅速恢复种群,使物种得以生存. （2）K-对策者:适应于可预测的稳定环境,一旦受损很难恢复甚至可能灭绝.由于种群数量基本保持在环境容纳量K水平上,竞争较激烈,成年个体大,发育慢,迟生殖,产崽少但多次生殖,寿命长,存活率高。,四、他感作用及其意义,1、他感作用的概念 他感作用也称异株克生，通常指一种生物通过向体外分泌代谢过程中分泌的化学物质对其它植物产生直接或间接的影响。这种作用是生存竞争的一种特殊形式。 2、他感作用的意义 （1）对农林业生产和管理具有重要意义。 （2）对植物群落的种类组成有重要影响，是造

46、成种类成分对群落的选择性以及某种植物的出现引起另一类消退的主要原因之一。 （3）是引起植物群落演替的重要内在原因之一,五、物种多样性指数的计算,物种多样性的测定方法多样，包括丰富度指数、多样性指数计算： 1、丰富度指数 1）Gleason指数 dGl=SInA A为单位面积， S群落中物种数目，物种丰富度是最简单、最古老的物种多样性测定方法，表面一定面积的生境内生物种类的数目。 2)Margalef指数 dM=(S-1)InN N为样方中观察到的个体总数。,2、多样性指数：它是丰富度和均匀性的综合指标，应用多样性指数时，具低丰富度和高均匀度的群落与具有高丰富度与低均匀度的群落，可能得到相同的多

47、样性指数。 1）香浓-威纳指数：描述物种个体出现的紊乱和不确定性，这就是物种多样性。 2）辛普森多样性指数：从无限大小的群落中，随机地取得两个标本（个体），它们属于同一种的概率是多少？ 3）皮耶罗均匀度指数,六、岛屿生态理论在自然保护中的意义,1、岛屿生态理论-空间异质性对种群稳定性的影响 岛屿上物种丰富度取决于两个过程：迁入和灭绝。 对于某一岛屿而言，迁入率和灭绝率将随岛屿中物种丰富度的增加而分别呈下降或上升趋势；而当两者相等时，岛屿物种丰富度达到动态平衡状态，虽然种的组成可不断更新，但丰富度数值保持不变。 就不同的岛屿而言，种迁入率是资源群落之间距离的函数，而灭绝率是岛屿面积大小的函数。这

48、种离大陆越远的岛屿物种迁入率越小，被称为距离效应。岛屿的面积越小其灭绝率越大被称为面积效应。因此，面积较大而距离较近的岛屿比面积较小距离较远的岛屿的平衡物种数目要大。,与小型保护区相比，大型保护区的优点在于能容纳足够多的物种数，特别是分布区范围大、密度低的大型物种，使种群数量得以长期维持；同时，降低了边缘效应，可以容纳更多的种及生物类型。 （1）当新建一个保护区时，如果可能，其面积越大越好。但当面积大到一定程度后，物种数便不会再增加，这时可以另建一个保护区 （2）如果有建立较大的和较小的保护区两种选择，两者包括的生境类型相同，应选择建立较大的保护区 （3）如果每一个小保护区内都是相同的一些种，那么建立大保护区能支撑更多的种。 （4）对密度低、增长率慢的大型动物，需建立较大的保护区以保护其遗传多样性。保护区过小，种群数量过低，可能由于近交使遗传特征退化，也易于因遗传漂变而丢失优良物种的特征。,一般来说，保护区的面积越大，越能支持或“供养”更多的物种；面积小，支持的种数也少。但有两点需要说明：建立保护区意味着出现了边缘生境，适