第二章 生态学基础

高低来划分，把高等植物划分成5类：
1. 高位芽植物：乔、灌木、热带草本；15亚类
2. 地上芽植物：抵抗芽离地不超过30 cm；4亚类
3. 地面芽植物：仅地面处有芽；3亚类
4. 地下芽（隐芽）植物：土表之下或水面之下有芽
存活；7亚类
5. 一年生种子植物：以种子的形式渡过不良季节。
四、群落的结构与分布
生命界的层次或组织水平
2 、人工生态系统或半自然生态系统为对 象：研究不同区域系统的组成、结构、功 能。当前研究的主要内容。纯粹自然生态 系统已很少，大多为受干扰的（disturbed） 生态系统。 3、以社会生态系统为对象：生态学与社会 经济的结合。
第二节 有关种群、群落的基本知识
一、种群数量变动原因


计算方法：
频度=（某种出现的样方数/全部样方数） ×100；
相对频度=（某种的频度/全部种的频度之和） ×100； 相对多度=（某种的个体数/全部种的个体数之 和）×100； 相对显著度=（某种的显著度/全部种的显著度 之和）×100；

植被对环境的指示作用。植被调查在环境评价和 环境规划中的重要作用。
总初级生产力Pg，净初级生产力Pn Pg=Pn+R 或 Pn=Pg-R (R为呼吸的消耗)

次级生产：除了初级生产者以外，其它有机体的生 产称为次级生产，次级生产者利用初级生产量进行
生长、发育、繁殖以及营养物质的贮存和积蓄。

为什么肉类食品的价格比小白 菜价格高?

为什么说“一山不容二虎”？
食物链一般不超过五个营养级？
十六七世纪，带着来福枪和猎犬的欧洲人来 到毛里求斯。不会飞、跑不快的渡渡鸟被枪打 狗咬，鸟飞蛋打，没有多少年越来越少。 1681年，最后一只渡渡鸟也被人类杀死了！
奇怪的事情发生了，自从渡渡鸟灭绝以后，大颅榄 树也日渐稀少，似乎患上了不育症。到20世纪80 年代， 毛里求斯只剩下13株大颅榄树了，眼看这种树木就要从 地球上消失了。
六、群落的演替与环境因子的关系

演替（succession）是指群落经过一定历史发展的 时期，由一种类型变为另一种类型的顺序进程。 演替的动力


内因动态演替

外因动态演替

演替的基本类型


原生演替（primary succession ）
次生演替（secondary succession）
原生演替
2、群落内种群和种群之间，种群和环境之间 已建立一定的联系。
多种水生植物种群
多种浮游动物种群
一个 池塘 生物 群落 多种浮游植物种群 多种底栖生物种群 多种细菌种群 多种鱼类种群 外貌 结构 种类组成
具有一 定功能， 并与环 境相互 影响
……
群落并不是各种生物杂乱的堆积或相加。 注意区别偶然的“群聚”。
但一旦达到一定生理年龄时，短期 内几乎全部死亡。
存活曲线
B 型 （对角线型）：种群各年龄
的死亡基本相同。 C 型 （凹型）：生命早期有极高
的死亡率，但是一旦活到某一年龄，
死亡率就变得很低而且稳定。
性比（ sex ratio）:种群中雌性与雄性在数量上的比例 ,
是推测种群未来发展趋势的一项指标。
年龄结构（年龄组成、年龄分布）（age ratio）：种群
性 比 和 年 龄 结 构
内各个体的年龄分布状况，即各个年龄级的个体数在整
个种群个体总数中占的百分数，可反映种群当时的发育 阶段，并预示种群数量变化动态和发展趋势。
A 增长型：幼年个体占最大百分数， 老年最少，总数呈上升趋势。 B 稳定型：各年龄级的个体数分布 比较均匀，种群的大小趋于稳定。 C 衰退型：与 A 相反 , 老年个体数很 大,幼年个体数很少，种群数量趋于 减少。
二、种群数量变动规律
• 时间 t 之末的种群数 Nt＝N0＋(b-d）
N0为起始种群数，b为出生数，d为死亡数。
• 种群在单位时间内或某一瞬间增长率（r）
r（％）＝（Nt-N0）/N0 ×100
dN/dt = r N （设环境资源不受限制，增长率r为一恒值） •其指数式为 Nt = N0 ert ( e为自然对数的底），表示种群 在这种环境状况下呈指数式增长。


生态系统能量流动的特点：
1.
2. 3.
生 态 系 统 的 主 要 功 能
生态系统中的能流是单向的，即单向流动。 流动过程中的各营养级层层递减。 能量流动是以物质的形式为主要传递形式。
能 量 流 动 和 物 质 循 环

生物生产力: 绿色植物通过光合作用，把太阳能转 变成贮存在化学键中的化学能的过程叫做生态系统 的初级生产过程。单位时间，单位面积内的初级生 产称为初级生产力，用 gC/m2表示。
1981 年，美国生态学家坦普尔来到毛里求斯，他细 心地测定了大颅榄树的年轮，发现树龄正好是300年，也 就是说，渡渡鸟灭绝之日，也正是大颅榄树绝育之时。 他终于在找到的一个渡渡鸟遗骸中发现了秘密：在渡渡 鸟的遗骸中发现了几颗大颅榄树的种子，原来渡渡鸟喜 欢吃这种树木的果实。 他把大颅榄树的种子给与渡渡鸟 比较相似的吐绶鸟吃下后，从粪便中排出种子的外壳被 消化了一层，种在苗圃后，终于发出了新芽。
当 r>0 时，种群按指数曲线形式无限制地增长，呈 “J”字型指数生长曲线； 当 r=0 时，则 Nt =N0 ； 当 r<0 时，种群衰退。
逻辑斯谛增长方程（Logistic growth equation）曲线

环境负荷量：实际上，在一定的空间时间下，环境条件（包括 资源、食物、生活空间等）是有限的，它所能支持的种群最大 数量也是有限的，其极限值，即环境负荷量用K表示。 Verhulst(1839) 及 Pearl 和 Reed(1920) 最早提出描述公式，即逻 辑斯谛增长方程： dN/dt=rN(K-N)/K ; K为环境负荷量


生态系统的功能之三信息传递 生态系统的平衡与良性循环
北极狐和北极兔

据科学家们观察，生活在北极地区的北极狐是以 北极兔为食的。北极狐一胎可以怀单胎，也可以 怀双胎。而这是取决于北极兔的多少。北极兔的 数量多，怀双胎；数量少则怀单胎。这对于维持 生态系统的平衡是至关重要的。难道是北极兔告 诉北极狐自己的数量吗？显然不可能，这只能是 生态系统中某些类似物理、化学等信息在起作用。
生物势与环境阻力

生物势：生物在没有任何限制的环境中增 长的潜在速率。又称内禀增长率（r）。

环境阻力：环境 因素限制生物增 殖的力量。（K －N）/K表示在
J形和S形曲线之
间。
三、群落的基本概念
• 群落（population ）：由不同种的种群有规律 的集合体。 “有规律”体现在: 1、通过一定的发展过程,植物群落是强调在长 期历史过程中发展而成。 ——①一定的外貌 ②结构 ③种类组成。

种群（Population）：某特定时间，栖居在某个自然区域内的
同种有机体的组合（一定空间里某种个体的组合）。 种群大小: 指一个种的个体数目多少。可以用以下指标来衡量



种群数量：一定面积或容积中某个种的个体总数。
种群密度：单位面积或单位容积内的个体数目。
迁入 （＋）
出生 （＋）
种群数量
迁出 （－）
群落的垂直结构： 大多数群落的内部都有 垂直分化现象，即成层 现象。


群落的水平结构：群落的水平结构主要表现特征是镶嵌性。 镶嵌性表明植物种类在水平方向上的不均匀配置，它使群 落在外形上表现为斑块相间的现象，具有这种特征的群落 叫做镶嵌群落。在镶嵌群落中，每一个斑块就是一个小群 落，小群落具有一定的种类成分和生活型组成，它们是整 个群落的一小部分。 生态位（niche ）：指生态系统中（或群落中）一个生物 种群的功能作用以及它在时间和空间上的地位。
环境及人类社会相互关系的科学，一门研究个体与整体关系的系
统科学。（E.P. Odum,1997年） 生态学是研究生物和环境之间相互关系以及生物与生物之间相
互关系及其作用机理的一门科学。
二、生态学的研究内容
1 、以自然生态系统为对象：探索环境对生
物的作用，以及生物对环境的反作用，及其
相互关系的规律。
第一节 生态学y）一词最早是由德国生物学家黑格尔于1869年
提出的。
生态学名词来源：Ecology ockologie oikos(住处或栖息地)
(英文)
(希腊文)
logos(科学)
生态学是一门发源于生物学而又越来越独立于生物学的研究生物、
死亡 （－）
种群数量变动 取决于出生率 和死亡率，迁 入和迁出这两 组因素。
以存活数量的对数值为纵坐标，以年龄为横坐标作 图，从而把每一个种群的死亡—存活情况绘成一条曲线， 这条曲线即是存活曲线（survivorship curve ）。
A 型（凸型）：绝大多数个体都能
活到生理年龄，早期死亡率极低 ，
植物群落的外貌

外部的“样子”（外观），是群落长期适应 外界环境的一种外部表征。 生活型：指植物在外界综合环境的长期作用 下，所显示的适应形态。 生活型谱：不同的气候区域中的植物区系里， 各种植物类型（生活型）的对比关系是不同 的， 这种对比关系，叫生活型谱。



若恩开尔生活型（C. Raunkiaer）：分类基 础是以植物渡过不利时期对恶劣条件的适应 形式，即根据抵抗芽（休眠芽）所处的位置
物质循环的特点是循环式，与能量流动的
单方向性不同。
水循环
碳循环 氮循环 硫循环 磷循环
三、生态系统的平衡

生态系统的自我调节能力和 稳态

通过调节自身的功能 , 来 维护机体相对稳定的状态 叫自我调节能力。