第二章 生态学原理

学，群落生态学，生态系统生态学等
学，微生物生态学，真菌生态学等 学，河口生态学，淡水生态学等
生态学概述
二、生态学的分支学科
应用生态学
• 污染生态学
• 人类生态学
• 城市生态学 • 农业生态学 • 资源生态学
生态学概述
三、生态因子
生态因子 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
目录
生态学概述 种群生态 群落生态 生态系统
生态学概述
一、生态学定义
生态学
研究生物与其周围环境，包括
非生物环境和生物环境相互关
系的科学
生态学概述
生态学一览
生态学概述
二、生态学的分支学科
基础(纯粹)生态学
•按组织层次分 •按生物类别分 •按栖息环境分
个体生态学，种群生态 动物生态学，植物生态 陆地生态学，海洋生态
耐受上限
生理 不能 紧张 耐受 带 带
生态学概述
四、生物与环境的关系 的基本原理
内稳态机制
生物控制自身的体内环境使其保持相对稳
定的机制
• 意义
提高生物对生态因子的耐受范围
种群生态
一、种群定义
种群
由一定时间内占有一定地区的一群 同种个体组成的生物系统
种群生态
二、种群的空间结构
种群密度 一定时间内，单位面积
• 生物因子
生物种内和种间的相互关系
• 非生物因子
光、温度、湿度、降水、土壤、大气等
生态学概述
三、生态因子
生态因子的作用特点
•综合性 •主导因子作用 •阶段性 •不可替代性和互补性 •直接与间接
生态学概述
四、生物与环境的关系 的基本原理
生物势和环境阻力
生物势
生物在没有任何限制的环境中增长的潜在速率
种群生态
捕
食
种群生态
捕食关系中种群 数量的周期变化
数 量
年
种群生态
合
作
种群生态
附 生
在热带地区，兰花 通常以树干作支撑
鱼以海葵作庇护的场所
种群生态
寄 生
种群生态
寄 生
黄蜂产卵于蛾幼虫体内，将幼虫致死 图为黄蜂蛹覆在虫体上，以幼虫内部组织为生
群落生态
一、生物群落定义
群 落
在一定时间内居住于一定环境中的 各种群组成的生物系统
七、生态系统 生物生产力
生产力概述 • 初级生产 • 次级生产 • 生产率(生产力) • 影响初级生产力的主要因素
生态系统
海洋生态系统生产力
生产者 420×108吨／年
食草动物 64×108吨／年
第1级食肉动物 10×108吨／年
第2级食肉动物 1.5×108吨／年
第3级食肉动物 0.22×108吨／年
浮 叶 根 生 植 物 阶 段
挺水植物和沼 泽植物阶段
生态系统
一、生态系统定义
生态系统
在一定空间内由生物和非生物成分
组成的一个功能整体及生物圈能流
和物质循环的一个功能单位
生态系统
二、生态系统的基本组分
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 生产者，消费者，还原者
生态系统
种群密度 环境阻力
种群增长的形式
逻 辑 斯 缔 增 长 “ 形
K
J形曲线 S形曲线
J”
S”
时间
种群生态
四、种群关系
A B - - O O + + + + + O - O + 特 点 彼此互相抑制 A种杀死或吃掉B种 彼此互不影响 彼此有利，分开后不能生活 彼此有利，分开能独立生活 A种有益，B种无影响 对A有害，对 B无利也无害 对A有利，对B有害
生态系统
七、生态系统生物生产力
生态系统的资源分解
• 概念 复杂的有机物分解为简单有机
物的逐步降解过程
C6H12O6+6O2—›6CO2+6H2O+能量
• 意义 维持全球生产和分解的平衡 • 过程 降解、碎化、溶解
生态系统
八、生态平衡及调控
生态平衡
一个生态系统在特定时间内的动态平衡状态
特征
• 动态平衡
北极地区食物网
生态系统
三、生态系统的基本特征
核心是生物群落 地区特点和空间结构 时间特征 三大功能类群参与代谢活动 动态平衡特征 开放性
生态系统
四、生态系统的能流
能流特征
• 逐级减少
• 单方向性
能流路径
生态系统
生态金字塔
能量金字塔
能量 流失
类型
能 数量金字塔 量
生物量金字塔 能量金字塔
生物间相互关系的类型
类型 竞争 捕食 中性 共生 合作 附生 偏害 寄生
种群生态
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种 间 竞 争
高
种 群 密 度
低
/d
/d
/d
大草履虫 小草履虫 竞争排斥原理：在一个稳定的环境中，两个以上受资源 混合培养 单独培养 单独培养 限制的、但具有相同资源利用方式的种，不能长期共存 在一起，即完全竞争者不能共存。
年龄
种群生态
直线型存活曲线
存 活 率
年龄
种群生态
凹型存活曲线
存 活 率
年龄
种群生态
三、种群统计学
种群的年龄结构
老年个体数 成体数 幼体数
增长型 稳定型 衰退型
种群生态
种群增长率
三、种群统计学
（出生率+迁入率）-（死亡率+迁出率）
种群生态
三、种群统计学
指 数 式 增 长 “ 形
( K为环境容纳量 )
上或单位空间内的个体个数
种群分布型
随机分布 均匀分布 集群分布
种群生态
种群分布的类型图
集群分布
均匀分布
随机分布
种群生态
三、种群统计学
种群存活曲线
概念
在各年龄阶段种群的存活率曲线
基本类型
Ι型（凸型） 哺乳动物、人 II型（直线型） 鸟类 III型（凹型） 低等动物
种群生态
凸型存活曲线
存 活 率
四、群落的基本特征
结构特征
生物群落具有一系列的结构特点，包括 形态结构、生态结构和营养结构
动态特征
生物群落的运动形式包括季节动态、年 际动态、演替与演化
群落生态
群落演替图
裸 底 阶 段
沉
水
植
物
阶
段
浮 叶 根 生 植 物 阶 段
挺水植物和沼泽植物阶段
群落生态
群落演替示例
裸 底 阶 段
沉 水 植 物 阶 段
群落生态
二、生物群落的分类
按植物生活型分为：
• 森林 • 草原 • 荒漠
按地理气候分为：
• 热带群落 • 亚热带群落 • 温带群落
群落生态
三、主要群落类型
森林
•热带雨林
•亚热带常绿阔叶林
•温带落叶阔叶林 •泰加群落（针叶林、山地森林）
群落生态
热带雨林
群落生态
温带落叶阔叶林
群落生态
针叶林
代表动物
群落生态
三、主要群落类型
草原
•热带草原
•温带草原
•冻原
荒漠
群落生态
热带草原
群落生态
温带草原
群落生态
冻 原
代表动物
群落生态
荒 漠
代 表 植 物
群落生态
群落生态
四、群落的基本特征
种类特征
种组成是区别不同群落的首要特征
物种间的相互影响
构成群落的种群之间必须相互协调、 平衡
群落生态
• 整体性
生态系统
八、生态平衡及调控
生态平衡的失调和破坏
• 生物种类成分的改变
• 生态系统结构的破坏
生态系统
生态系统的破坏
生态系统
生态系统的破坏
生态系统
八、生态平衡及调控
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 关系 • 正确安排环境供需相对平衡 • 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 系统处于优化状态
生态平衡与五大环境问题的关系
生态学在环境保护中的应用举例
一、利用生态系统的自净能力，治理环境污染 二、研究污染物在环境中的迁移转化规律 三、利用生态学原理监测环境质量 四、利用生态学原理搞生态农业
as dead as a dodo 意思是「死透了」或「早就过时了」
生态系统
五、生态系统物质循环
特点
•可循环利用 •质能守恒
水循环
类型
•气体型循环 •沉积型循环
生态系统
六、生态系统的信息传递
种类
• 物理信息 • 化学信息 • 营养信息 • 行为信息
动物间的信息传递
—捕食 —居住 —防卫 —性行为 — 群集
生态系统
甲 壳 虫 喷 出 毒 液
生态系统
生态系统
环境阻力
环境对生物增长速率的限制因素
生态学概述
四、生物与环境的关系 的基本原理
生物对生态因子的耐受限度
•李比希最小因子法则
生物受生态因子最低量的限制
•谢尔福特耐受定理
生物对每种生态因子都有耐受的上限和下限
生态学概述
生态学概述
谢尔福特耐受定理
耐受下限 不能 生理 耐受 紧张 带 带
最适值
适 宜 范 围
生态学基本规律
（一）相互依存与相互制约规律 1、普遍的依存与制约关系，亦称“物物相关规律” 2、通过食物而相互联系与制约的协调关系，亦称 “相生相克规律” （二）物质循环与再生规律 （三）物质输入与输出动态平衡规律 （四）相互适应与补偿的协同进化规律 （五）环境资源的有效性规律 以上的五条生态学规律，也是生态平衡的基础。 生态系统的结构与功能以及生态平衡，与人类当 今面临的人口、食物、能源、自然资源和环境保 护五大环境问题紧紧相关。