动物生态学原理.ppt

1、动物生态学原理,生态学课程回顾,教学方式：提问与解释 Q1：谈谈你对生态学定义及其内涵的理解； 从经典生态学到现代生态学,经典与现代生态学,分界线可以划在20世纪60年代 经典生态学经历了建立前期和成长期两个阶段。 1）公元前5世纪到公元16世纪欧洲文艺复兴时期是生态学思想的萌芽期：人类认识到了环境和气候对生物生长的影响，以及生物与环境之间关系的重要性。,2）真正成长是从17世纪开始： 鲍尔（Boyle）1670年发表了大气压对动物影响效应的试验，是动物生理生态学的开端； 法国的雷莫（Reaumur）1735年发表6卷昆虫学著作，记述了许多昆虫生态学的资料； 马尔萨斯（Malths）1803年

2、发表了著名的人口论，阐明了人口增长与食物的关系； Liebig（1840）发表了植物营养的最小因子定律； 达尔文（1859）发表了著名的物种起源； 赫克尔（1869）提出了生态学的定义； 德国的摩比乌斯（Mobius）1877年提出了生物群落的概念； 德国的斯洛德（Schroter）始创了个体生态学（autoecology）和群体生态学（synecology）两个概念。,20世纪初，生态学已建立成一门科学，研究主要表现在： 动物行为学 发育和耐受性生理学 水生生物学 生态演替 一般群落生态学,20世纪的第二个十年，有关生态学文献资料所设计的范围和内容更加广泛；物理、化学、生理、气象学及统计学等

3、领域的科学技术的渗入，促进了生态学的研究方法和测定技术的改进。 20世纪20年代，生态学研究不只停留在现象的描述，而是着重于解释现象； 30年代，已渐成熟，出现了大量的生态学研究成果和著作。从解释走向了机制的研究。Lotka和Volttera的竞争、捕食模型，生态系统概念的提出（英国Tansley，1935）。Lindeman的“十分之一”定律的提出；湖泊的初级生产力概念；等等。,现代生态学的发展,1）种群生态学的进一步发展，尤其是关于种群调节和种群数学模型的研究。 2）生态学、行为学和进化论相结合，形成了具有发展前景的进化生态学。 3）行为生态学的发展，德国的Lorens（1950）和Tin

4、bergen（1951）发展了行为生态学，获诺贝尔奖。Krebs（1981）的行为生态学引论 4）化学生态学的形成。种间和种内相互作用，依赖化学物质，也是群落和生态系统的基础。,5）70年代以后，群落生态学发展，从描述群落结构、定量分析、排序和数量分类，进而讨论群落结构形成和机理。 6）生态系统生态学是70年代以后发展的主流。E .Odum生态学基础；H.Odum 对生态系统能流和能量收支的研究。系统生态学的发展是系统分析与生态学的结合，丰富了本学科的方法论。 7）现代生态学向着微观和宏观两极发展，宏观是主流，微观不可忽视。生理生态学的深入研究和分子生态学的兴起。 8）应用生态学的发展，保护生

5、物学、生态毒理学、生物监测、生态系统的恢复与重建、生物多样性保护、社会生态学、经济生态学、农业生态学等等。,Q2：生态学的研究对象及分支学科； 从经典研究范畴到现代研究范畴； 从不同的研究分类，来看生态学的研究对象。,Q3：生态学特有的研究方法； 1）野外观察和定位站 2）实验方法 3）数学模型与数量分析方法,科学,技术,动物学基本回顾,动物的分类系统 世界及我国动物地理分区 动物生态的基础内容 动物的命名 动物的起源与进化,世界动物地理分区,古北界（Palearctic realm）,欧洲大陆、北回归线以北的非洲和阿拉伯半岛以及喜马拉雅山以北的亚洲。我国的东北、华北、蒙新和青藏地区都属于该界

6、。 缺乏特有科，有很多特有属，如骆驼、羚羊、旅鼠。,古北界特有动物,双峰驼 （Camelus ferus）,藏 羚 (Pantholops hodgsoni),普氏原羚 （Procapra przewalskii）,旅 鼠 （Dicrostoneyx sp.）,川金丝猴 （Rhinopithecus roxellana）,新北界(Nearctic realm),包括北美和墨西哥北部。 有一些特有科，如叉角羚科、鳗螈科、鹩雀科、北美蛇蜥科。,新北界特有动物,叉角羚 (Antilocapra americana),大鳗螈 (Siren lacertina ),大褐熊 （Ursus horribil

7、is）,白头海雕 （Haliceetusallbicilla albicilla）,古北界与新北界,古北界与新北界彼此相连，动物区系有许多共同特征，因此有学者将二这合并为全北界。 鸟类的潜鸟科、松鸡科、海雀科、半蹼鹬科；兽类的河狸科、蹶鼠科和鼠兔科为全北界所特有。,新热带界(Neotropical realm),包括中美、南美大陆、墨西哥南部和西印度群岛。 它拥有全世界最大的热带雨林，又与其它界隔离较早，特有种类多，计有49科，如卷尾猴科、狨科、树懒科、食蚁兽科、美洲鸵鸟科等。,新热带界特有动物,红背松鼠猴 （Saimiri oerstedii）,二趾树懒 （choloepus hoffman

8、ni ）,大食蚁兽 （Myrmecophaga tridactyla）,美洲鸵鸟 （Rhea americana）,澳洲界(Australian realm),包括澳大利亚、新西兰、塔斯马尼亚、夏威夷以及附近太平洋上的岛屿。 是现今动物区系最古老的区域，特有科多，保存有现存最原始的一些动物，如单孔目（鸭嘴兽）和种类繁多的有袋目。,澳洲界特有动物,鸭嘴兽 （Ornithorhynchus anatinus）,红大袋鼠 （Macropus rufus）,鸸 鹋 （Dromiceius novaehollandiae）,喙头蜥 （Sphenodon punctatum）,旧热带界(Ethiopian

9、 realm),包括北回归线的阿拉伯、沙哈拉沙漠以南的整个非洲大陆、马达加斯加岛及其附近岛屿。 特有科很多，如长颈鹿、河马、非洲象、狒狒、斑马、黑猩猩、大猩猩、非洲鸵鸟、避役、爪蟾、非洲肺鱼、多鳍鱼等。,旧热带界特有动物,长颈鹿 （Giraffa camelopardalis),普通斑马 （Eguus africanus）,非洲象 （Loxodonta africana）,非洲肺鱼 （Protopterus annectens）,非洲鸵鸟 （Struthio camelus）,东洋界（Oriental realm）,包括喜马拉雅以南的亚洲南部、我国南部、印度半岛、中印半岛、马来半岛、斯里兰卡岛

10、、菲律宾群岛、苏门答拉岛、爪瓦及其附近岛屿。 本界气候温暖潮湿，植物繁茂，动物种类多。大熊猫科、猪尾猴科、眼镜猴科、长臂猿科、鸟类的和平鸟科、爬行类的鳄蜥科、平胸龟科等均为本界的特有动物。鸟类中的雉科、卷尾科、黄鹂科、鹎科、画眉亚科和八色鸫科的分布中心在本区。,东洋界特有动物,大熊猫 (Ailuropoda melanoleuca),白颊长臂猿 （Hylobaters leucogenys）,金额叶鹎 (Chloropsis aurifrons ),瑶山鳄蜥 （Sinisaurus crocodilius）,我国动物地理区划,根据对我国自然区划，动物区系和生态动物地理群的综合分析，把我国的动物

11、地理区划分为东北、华北、蒙新、青藏、西南、华中和华南7个基本区和19个亚区。其中前四个区属于古北界，后三个属于东洋界。,东北区,包括大、小兴安岭和长白山的山地森林及 山麓一带的森林草原，西部的松花江和辽 河平原。 区系特点：本区耐寒的森林动物十分丰富。 代表动物： 紫貂、驼鹿、狼獾、雪兔、松鸡科，中国 林蛙、黑龙江草蜥、极北小鲵等。,华北区,北临蒙新区与东北区，南抵秦岭、淮河，西起甘肃，东临黄海和渤海。西部是高原，北部是山地，东部是平原。 区系特点：特有种类少，有若干南北动物过渡的特点，但偏重于北方。啮齿类种类较多。 代表动物 岩松鼠、褐马鸡、长尾雉等。,蒙新区,包括内蒙和鄂尔多斯草原、阿拉善

12、（包括河西走廊）、塔里木、柴达木、准葛尔盆地和天山山脉等。 区系特点：动物种类贫乏，主要是适应于荒漠和草原的种类 ，具有一些特有种类。 代表动物： 五趾跳鼠、长爪沙鼠、野马、双峰驼、大鸨、毛腿沙鸡等,青藏区,包括青海（柴达木盆地除外）、西藏和四川西部，东由横断山脉北端，南由喜马拉雅山脉，北由昆仑山、阿尔金山和祁连山诸山脉所环绕。 区系特点：较其它区贫乏得多，主要由适应高原的特殊种类组成。 代表动物：野牦牛、藏羚、雪鸡、雪鹑、高山蛙、温泉蛇等。,西南区,包括四川西部、昌都地区东部，北起青海，南抵云南北部。 区系特点：该区含有丰富的高原和高山森林动物，食虫类在本区特别繁盛。另外，该区动物区系兼具了

13、南北方动物区系的特征。 代表动物：大熊猫、小熊猫、羚牛、白唇鹿、白腹锦鸡、橙翅噪鹛,华中区,包括四川盆地以东的长江流域。 区系特点：本区特有种不多，而南北类型相互混杂和过渡现象成为本区动物区系的主要特色。 代表动物： 白鳍豚、江豚、扬子鳄、红腹锦鸡、白颈长尾雉、眼镜蛇等,华南区,包括云南与关东、广西的南部、福建东南沿海一带，以及台湾、海南岛和南海各群岛。 区系特点：动物种类非常丰富，其中以热带森林树栖食果种类最为繁盛。 代表动物： 华南虎、叶猴、长臂猿、猪尾鼠、鳄蜥、儒艮等,动物生态学的一般内容,环境：是指生物有机体周围各种因素的总和，它包括生物周围空间以及其中直接或间接影响生物有机体生存的多

14、种因素。 动物生态学：是研究动物与环境相互作用规律的科学。可分为个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学。,基本概念,个体生态学,个体生态学：是以个体为对象研究生物与环境的关系。主要研究环境因子对生物的影响，也研究生物的生长、发育、繁殖和生活史等。 生态因子：环境中各种对生物有影响的因子。,生态因子分类,可分为：,：光、温度、水和风等,：盐度、酸碱度等,：土壤性质、结构等,（如共生、共栖等）,有关生态因子的一般定律,最小因子定律：任何特定因子的最小需要量是决定某一物种分布或个体生存的根本因素（利比希定律或桶板理论）。 耐受性定律：任何一种生态因子在数量上或质量上的过多或过少，当其接近

15、或达到某种生物的忍受限度时就会影响该生物的生存和分布。 生态幅：耐受上限和下限之间的范围。,种群生态学,种群：是指特定时间内同种个体在一定区域的自然组合。 种群生态学：是研究种群在单位空间或面积内的数量和分布状况，以及其数量变动规律和影响因素的一门科学。 种群特征：包括空间特征、数量特征和遗传特征，其中最重要的是数量特征。如年龄组成、性别比例、出生率、死亡率和数量变动等。,出生率(natality)：是指单位时间内种群内每一个体所产后代个体的平均数。 死亡率(mortality)：是指单位时间内种群内死亡的个体数与种群数量的比率。 生命表与成活曲线: 死亡率随着年龄变化的情况及曲线。 种群的年

16、龄结构：繁殖前期、繁殖期、繁殖后期及各期个体数量的比例。,种群的数量变动,种群年龄的三种基本类型,增长型种群,稳定型种群,衰退型种群,1. 种群的增长特性 种群的增长主要受两个基本因子的影响：出生率和死亡率，其次是迁人和迁出。 2. 种群数量的变动与周期调节特征 3、进化稳定对策：R和K对策,种群的增长及调节,3,密度制约因子调节种群数量的基本特征,群落与生态系统生态学,群落：是指生活在某一特定区域范围内的各种生物种群的集合体。 群落生态学：就是研究群落的组成、时间空间结构（水平格局、垂直格局等）、动态、分类（建群种、优势种、从属种、稀有种、关键种等）、群落的昼夜和季节节律、群落的演替等。 生

17、态系统：是指在一定空间内，生物和非生物的成分通过物质的循环和能量的流动而相互作用、相互依存所形成的一个生态学功能单位。 生态系统生态学：主要研究生态系统的结构与功能，它的物质循环和能量流动。,关 键 种,海獭与巨型海藻（海带）林生态系统的持续性。 海獭食海胆，海胆采食巨型海藻。人类为了毛皮过度捕杀海獭，海胆得不到控制使海藻林受到严重破坏。因此，海獭是海藻林的关键种。,群落的演替,1. 非生物的物质和能量，是生态系统的物质 基础。 2. 生产者，指自养生物。 3. 消费者，指异养生物。 4. 分解者（还原者），分解动植物的异养微 生物，它们是生态系统不可缺少的组成部分。,生态系统的基本组成,食物

18、链和食物网,生物群落中各种动物、植物和微生物彼此之间由于摄食所形成的链条状摄食关系，食物链之间的交错就形成食物网。,生态系统中物质与能量的流动,营养级：食物链当中，具有连续性的每一个环节称为一个营养级。 “十分之一”定律：输入到一个营养级中的能量中，大约只有十分之一的能量被转化为更高一级的，以此类推。这一食物链能量转化规律称为“十分之一”定律或金字塔定律。,生物的生产力和生物圈,生物生产力：是指在一定的时间阶段中，单位面积或体积内的生物（个体、种群或生态系统）所生产出的有机物的定量（数量、重量或能量）。可分为：初级生产力和次级生产者。 生物圈：是地球上生物有机体（包括人在内）能够存活的空间区域

19、。是所有生命形式生存环境的总称。,生物多样性,生物多样性；是指生命有机体中的种类和变异性及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与生存环境形成的复杂生态系统和自然境观。 通常采用定性描述和定量测定进行研究。 生物多样性研究层次：遗传多样性、物种多样性、群落（境观）多样性和生态系统多样性。 生物多样性的价值：直接、间接、潜在和内在价值。,面临的危机： 人类与其环境的不协调； 生态系统的大量退化和瓦解； 生物的物种和遗传多样性下降。 保护途径： 自然保护区保护（就地保护），迁地保护。 但协调人类与其环境的关系才是关键！,生物多样性

20、面临的危机和保护,动物行为：是指动物对环境条件（包括内、外环境）的刺激所表现出来的有利于自身生存和繁殖的可见的动作或反应。 刺激：包括外部的物理、化学以及其它动物（同种或异种）的动作行为等和内部的激素、神经意识等 选通（选择通过）：是动物对众多的刺激进行选择、取舍、最后接收刺激产生一定的行为反应的过程或机制，及对引起特定行为的刺激信息的辨认机制。 动物行为学：是对动物行为进行生物学研究的一门科学。又称动物行为生态学，即研究动物行为的生态学价值意义。,动物行为学,行为按发生史分为：定型行为和学习行为。 定型行为: 是指具有固定动作模式的行为。又称先天行为或本能行为，是动物生下来就有的行为。其行为

21、模式主要是由遗传性所决定。本能行为中除固定动作模式外，还具有趋性成分。 固定动作模式：是有特定的外部刺激所引起的，是本能行为中遗传固定的和相对复杂的运动方式。固定动作模式开始后，外部刺激即使不存在，固定动作模式也能继续进行。 趋性成分：与固定动作模式相比其行为的全过程均取决于外部刺激，并随外部刺激的变化而变化。,行为的类型定型行为,模式组成： 欲求行为：是一种对机体内部刺激的反应、有助于满足机体需要的时间较长而且多变化的运动系列行为。它含有趋性成分，可以通过学习而发生改变（动物可以调教表演）如觅食。 完善行为：是非常定型的固定动作模式行为，相对比较简单，以机体得到满足为目的如进食。 类型（按照

22、行为特点）： 可分为非条件反射、趋性（正、负）、本能、动机行为和节律行为。,定型行为的模式组成和类型,行为的类型学习行为,学习行为：是指动物由经验得来的发生实应性改变的行为。学习行为的形成有一定的敏感期。 类型： 1. 习惯化：是动物反复受到某种刺激而不伴随“强化”所造成的某种反应的削弱或消失。它是放弃原有的反应，而不是获得新的反应。 2. 经典的条件反射：是在非条件反射的基础上建立起来的新的反射（需要不断强化）刺激行为。,3. 操作条件反射（试错学习）：动物某种自发、随机的行为与某种刺激的联系被行为反应的结果所强化，这种反应与某种刺激形成特殊的条件反射。 行为刺激(保持时间更短) 4. 模仿 5. 印记学习：是动物在生命早期牢记某种一起生活的事物，该事物由此以后成为一种信号刺激的学习行为。是一种迅速建立起来并有长期效果的一种学习行为。 6. 推理学习,学习行为类型,觅食行为与栖息地选择