环境生态学(复习重点)

1、-作者xxxx-日期xxxx环境生态学(复习重点)【精品文档】环境生态学导论 由07环科班委整理第一章绪论环境生态学内容结构图环 绪论 生物与环境境 生物圈中的生命系统生态系统生态学生 生态系统服务人类对自然生态系统的干扰与生态恢复态 受损生态系统的修复生态系统管理学 生态环境保护与可持续发展所谓环境问题，是指人类为其自身的生存和发展，在利用和改造自然界的过程中，对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应。¨ 生态破坏：不合理开发和利用资源而对自然环境的破坏以及由此产生的各种生态效应。¨ 环境污染：因工农业生产活动和人类生活所排放的废弃物造成的污染。人类社会的

2、发展与环境问题的产生与演变：n 原始文明（渔猎文明）时期对自然的开发、支配能力极其有限和生活的漂泊是原始社会的特征。人类把自然视为神秘的主宰，他们无力与各种自然灾害的肆虐和饥饿、疾病及野兽的侵扰、危害抗争，此时人与环境的关系是人类对自然的适应，人类属于“自然界中的人”。n 农业文明时期随着农业的发展，农业文明出现了若干个文明中心，城市人口集聚，对粮食、燃料和建材的需求也随之大增。为满足这种需求，不得不砍伐森林，开垦更多的草原，生物的生存环境受到破坏或退化，甚至造成了某些物种的灭绝，许多文明中心也随着环境的破坏和资源的枯竭而走向衰落。这时的人已成为有能力“与自然对抗的人”。此时，社会、经济和人口

3、、资源协调发展的问题已经开始，但还主要是生态破坏问题。这一时期被视为人类对生物圈的第一次重大冲击。n 人类对生物圈的第二次重大冲击进入现代工业文明后，小规模的手工业被大规模的机器生产所替代，以畜力、风能、水能为主的能源动力被以化石燃料为能源动力的机械所取代，这使生产力大大提高的同时，对自然资源的开发利用和对环境的影响发生了转折性的变化。n 第一次产业革命时期（蒸汽机时代）进入蒸汽机时代，推动了炼铁业、机器制造业和采矿业的迅速发展，使社会生产力得到空前的发展，城市规模迅速扩大，各种资源的需求量剧增，城市生态环境日趋恶化，而非城市区域的环境退化、资源耗竭、景观破坏，工业污染成为新问题，人类社会开始

4、面临生态破坏和环境污染并存的格局，但从全球来看，这时的环境问题还是区域性的。n 第二次产业革命时期随着电的使用，尤其是两次世界大战刺激了许多新兴工业和科学技术突飞猛进的发展，使生产过程需要大量的能源、矿物质和各类自然资源，产品的消耗和使用也需要大量的能源作保障。尤其是化学工业的崛起，合成了大量自然界不存在的化学物质，严重破坏了生态系统及至整个生物圈的结构及功能，出现了许多震惊世界的环境公害事件，现在一些主要的全球环境问题就是这时开始积累的，环境污染与生态破坏的并存的格局也已由区域性扩展为全球性。环境问题产生的根源：n 环境问题是经济超速增长的结果 n 环境问题是科学技术发展的结果n 环境问题是

5、宗教鼓励人口增长和人对自然贪欲的结果环境生态学的定义：环境生态学是研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。即运用生态学理论，阐明人与环境间相互作用的机制和效应以及解决环境问题的生态途径的科学。环境生态学的形成和发展：环境生态学的启蒙和诞生期 环境生态学的发展初期 环境生态学理论体系的完善和发展期 环境生态学理论的实际应用期环境生态学的研究内容及学科任务：人为干扰下生态系统内在变化机制和规律研究 生态系统受损程度及危害性的判断研究各类生态系统的功能和保护措施研究 解决环境问题的生态学对策研究任务：研究以人为主体的各种环境系统在人类

6、活动的干扰下，生态系统演变的过程、生态环境变化的效应以及相互作用的规律和机制，寻求受损生态环境恢复和重建的各种措施。环境生态学研究的热点问题：人为干扰的方式及强度 退化生态系统的特征判定 人为干扰下的生态演替规律生态系统服务功能评价 生态系统管理 生态规划和生态效应预测环境生态学的发展趋势： 从静态的结构研究向动态的功能研究发展 从描述现状的定性研究到预报未来的定量研究野外调查和室内实验相结合 宏观研究和微观研究相结合生物学与地理、化学、物理和数学相互渗透 运用自动化测试、计算机和遥感技术等现代化实验手段开展国际间的合作环境生态学的相关学科：生态学 环境科学 恢复生态学 生态经济学 其它生态学

7、的概念及其及其研究对象：生态学(Ecology)是研究生物与其环境相互关系的科学。它是经典生物学的三大分支学科之一，是环境生态学的理论基础。 这个定义是由德国博物学家E.Haeckel 于1866年在其著作普通生物形态学(Generelle Morphologie Der Organismen)中首次提出的。 生态学的理论基础是建立在进化论物种起源的自然选择和最适者生存两项基本原则之上。生态学的研究对象是生态系统，涉及所有的生命层次。生态学的学科体系：1、按生物的组织层次来分：个体生态学 (Autoecology)、种群生态学 (Population ecology)、群落生态学(Commun

8、ity ecology)、生态系统生态学(Ecosystem ecology)、全球生态学(Global ecology)。2、按生物类群来分：植物生态学( Plant ecology)、动物生态学 (Animal ecology)、微生物生态学( Microbiological ecology)、人类生态学( Human ecology)等。3、按研究方向来分：生理生态学 (Physiological ecology)、 进化生态学 (Evolultionary ecology)、遗传生态学( Genetic ecology)、行为生态学 (Ethology ecology)等。4、按生物栖

9、息环境来分：陆地生态学( Terrestrial ecology)、海洋生态学 (Marine ecology)、河口湾生态学( Estuary ecology)、农田生态学 (Farmland ecology)等。5、生态学与产业部门结合来分：农业生态学( Agroecology)、渔业生态学 (Fishery ecology)、林业生态学 (Forestry ecology)、城市生态学（Urban Ecology）等。6、生态学与其他学科交叉来分：分子生态学(Molecular ecology)、化学生态学(Chemical ecology)、数学生态学 (Mathematical ec

10、ology)、经济生态学 (Economical ecology)等。环境科学的概念：环境科学是研究和指导人类在认识、利用和改造自然中，正确协调人与环境相互关系，寻求人类社会可持续发展途径与方法的科学，它是由众多分支学科组成的学科体系的总称。随着可持续发展理论的提出和不断完善，环境科学的研究内容和学科任务等都得到许多新的发展，体现在三个方面：¨ 环境科学的资源观：认为整个环境都是资源；¨ 环境科学的价值观：首先认为环境具有价值，其次还认为发展活动所创造的经济价值必须与其所造成的社会价值和环境价值相统一；¨ 环境科学的道德观：提倡人与自然的和谐相处、协调发展、协同进

11、化。环境科学的研究内容：人类与其生存环境的基本关系 污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程及规律环境污染的危害 环境质量的调查、评价和预测 环境污染的控制与防治自然资源的保护与合理使用 环境质量的监测、分析技术和预报 环境规划 环境管理n 应用环境学¨ 环境控制学¨ 环境工程学n 环境污染n 防治工程技术及原理¨ 大气污染防治工程¨ 水污染防治工程¨ 固体废物治理及利用工程¨ 核工业环境工程¨ 噪声及热污染控制工程n 环境污染综合防治技术和环境规划n 环境系统工程n 环境水利工程¨ 环境经济学¨

12、 环境医学¨ 环境法学¨ 环境工效学的环境科学学科体系：n 环境学n 基础环境学¨ 环境社会学¨ 环境数学¨ 环境物理学n 环境声学n 辐射污染及其控制n 热污染及其控制¨ 环境化学¨ 环境生态学¨ 环境毒理学¨ 环境地质学恢复生态学：研究生态系统退化原因、退化生态系统恢复与重建技术及方法、生态学过程与机制的科学。它属于技术科学的范畴，着重关注恢复和重建生态系统的正向演替，以及关注生态工程学理论和技术的发展。生态经济学：研究生态经济系统运行机制和系统各要素间相互作用规律的科学。它是生态学和经济学相互交叉、

13、渗透、有机结合形成的边缘学科，也是跨自然科学和社会科学的交叉学科。人类生态学：研究人与生物圈相互作用，人与环境、人与自然协调发展的科学。环境经济学：主要研究环境与经济的相互作用关系、环境资源价值评估及其作用、管理环境的经济手段、环境保护与可持续发展和国际环境问题等内容。污染生态学：以生态系统理论为基础，用生物学、化学、数学分析等方法研究污染条件下生物与环境间关系规律的科学。第二章生物与环境第一节地球上的生物生命的产生与进化:n 化学进化阶段原始生命形成的环境条件：地表具有还原性气体，有水蒸气、H2S、N2、CH4、NH3及H2等，没有O2，大气层很稀薄，没有臭氧层，紫外线照射强烈，昼夜及季节温

14、差很大。1953年，在实验室中让混有氨、甲烷和氢的水流经一个电弧，最后得到了甘氨酸、丙氨酸等氨基酸，为无机环境有机化提供了理论依据：在还原性大气中形成的各种有机物随着时间的推移越聚越多，有的会形成较为复杂的化合物，最后形成蛋白质和能够自我复制的核酸分子，即具有生命活性的大分子，这就是生命的开始。原始生命形态只能依靠分解复杂化合物时所释放的能量来维持自身的生存。n 生物学进化阶段从具有生命活性的大分子到细胞是生命进化中的关键，细胞出现后，生命就从化学进化过渡到生物学进化，进化过程就由变异、遗传、选择等因素所驱动。特别值得指出的是微生物在生命进化中的重要作用。地球上最早形成了以蓝藻门为主的光合自养

15、生物，它们在原始海洋中繁殖、蔓延，消耗二氧化碳，产生分子氧，改变了大气成分，使气体由还原性逐渐变为氧化性，为绿色植物的登陆创造了条件；高空臭氧层的出现使陆生生物的生命有了保障，此后陆地上就出现了一片繁荣景象。生物种的概念：物种是指形态相似的个体的集合，并在自然条件下，同一种个体可自由交配产生可育的后代。不同物种之间存在明显的形态不连续性和不同形式的生殖隔离。物种的分化是生物对环境异质性适应的结果，一个种能代代相传，保持种性，取决于遗传物质或生化控制机制。由于环境的变动和一个种的分布区内环境的异质性，常会引起物种性状的改变，包括基因型和表现型两方面的改变。一个物种的性状随环境条件而改变的程度称为

16、该种的可塑性。生物的协同进化：协同进化是指一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。¨ 昆虫与植物间的协同进化¨ 大型草食动物与植物间的协同进化¨ 肉食动物与其食物间的协同进化¨ 互惠共生物种间的协同进化¨ 协同适应系统生物多样性：生物多样性是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性。¨ 遗传多样性：所有生物个体中所包含的各种遗传物质和遗传信息。又可分为分子、细胞和个体三个层次。¨ 物种多样性：物种水平上的生物多样性，指多种多样的生物类型

17、和种类。¨ 生态系统多样性：生态系统中生境类型、生物群落和生态过程的丰富程度。¨ 景观多样性：不同类型的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化和变异性。影响生物多样性的因素：n 时间因子：地质历史年代越古老的地区，生物多样性高；相反，地质历史年代年轻的地区，生物多样性低。n 空间异质性因子：环境异质性越高，就会提高更多的生态位和更多的资源类型，从而可容纳更多的生物种类。n 气候稳定性因子：气候越稳定则生物多样性越高。n 生物因子：种间关系、种的生态位幅度等生物因素对生物多样性起着重要的作用。n 生产力因子：高的生产力能支持高的多样性。n 尺度因子：尺度不同（包括空间

18、尺度和时间尺度）不同生物多样性也不同。：地球自我调节理论n Gaia假说（Lovelock & Margulis） 地球是一个Gaia，它是由地球生物圈、大气圈、海洋、土壤等各部分组成的反馈系统或控制系统，这个系统通过自身的调节和控制而寻求并达到一个适合大多数生物生存的最佳物理、化学环境条件。这个系统的关键是生物，尤其是微生物。地球表层的复杂性和多样性是由于生命和通过生命活动而表现出来，从而决定了它的自我调节、自我控制的功能。一旦生物消失，则这个Gaia也就消失了。n 新地球观¨ 由生物圈、岩石圈、大气圈、水圈组成的地球表层部分是一个远离物理学和化学平衡态的开放巨系统，生物圈

19、是这个系统的中心，靠生命活动调节、控制和保持其相对的稳定。¨ 地质历史实质上是生物圈与其他圈层相互作用、协同进化的历史。¨ 多细胞生物出现以前，环境主要是以蓝细菌为主的单细胞生物调控，多细胞生物的作用是在维持大气圈和水圈成分的同时，加速了地球表面物质循环强度和能量储量，只是到了最近两千多年，人类改造环境的能力才迅猛提高。¨ 人类社会或人类文化系统已成为地球表层系统内一个特殊的组成部分，地球表层系统的未来状态越来越依赖人类社会的自觉行为。第二节环境的概念及其类型环境的概念：环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物

20、的总和。构成环境的各要素，称为环境因子。在环境科学中，环境的主体是人类，环境是指围绕人群的空间以及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种因素的总和。环境的类型：n 按环境的性质分¨ 能量环境¨ 物质环境n 按人类对环境的影响程度不同分¨ 自然环境¨ 人工环境¨ 半自然环境n 按环境的空间尺度分¨ 宇宙环境¨ 地球环境¨ 区域环境¨ 微环境¨ 内环境第三节主要环境因子生态作用光因子的生态作用及生物的适应光照强度的生态作用及生物的适应光谱成分的生态作用及生物的适应光照时间的生态作用及生物的适应温

21、度因子的生态作用及生物的适应水因子的生态作用及生物的适应土壤因子的生态作用及生物的适应影响地球表面太阳辐射强弱的因素：大气成分：如臭氧、氧气、水汽、雨滴、二氧化碳和尘埃等。太阳高度角：太阳高度角越小，太阳辐射强度就越弱。黄赤交角：不同纬度、不同季节，每天接受的太阳辐射的时间呈周期性变化。地球表面的海拔高度、坡度、坡向和坡位等。光照强度的生态作用：n 对植物的生长及形态结构的建成有重要作用。¨ 促进细胞的增大和分化，影响细胞的分裂和伸长，从而影响植物体积的增大和重量的增加¨ 促进组织和器官的分化，制约着器官的生长和发育速度，使植物各组织和器官保持发育上的正常比例n 影响植物的

22、发育n 对果实品质有良好的作用，增加果实的含糖量和耐贮性，且着色良好。植物对光照强度的适应类型：n 阳性植物：在强光环境中才能生育健壮的植物种类。n 阴性植物：在弱光条件下比在强光条件下生长良好的植物种类。n 耐荫性植物：在全日照下生长最好，但能忍耐一定荫蔽或在某生育期间需要轻度遮荫的植物种类。太阳辐射中的光谱成分：n 紫外线：波长290-380nm，占太阳辐射总量的7%。n 可见光：波长380-760nm，绿色植物光合作用的光谱范围，占太阳辐射总量的50%，红橙光和蓝紫光等称为生理有效辐射，绿光被称为生理无效辐射，红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。n 红外线：波长>760nm

23、，占太阳辐射总量的43%。光谱成分的生态作用波长光色吸收特性生理生态效应>1000nm红外光被组织中的水吸收热效应1000-720nm远红光植物稍有吸收促进种子萌发，刺激植物延伸720-610nm红光被叶绿素强烈吸收对植物的光合作用和光周期有强烈的影响610-510nm黄橙光叶绿素吸收稍有下降对植物的光合作用和形态建成的影响稍有下降510-400nm蓝光被叶绿素与胡萝卜素强烈吸收能强烈影响光合作用，并抑制植物的生长，使之矮粗400-315nm绿蓝光被叶绿素与原生质吸收对光合作用稍有影响，对植物没有特殊效应315-280nm紫光被原生质吸收强烈影响植物形态建成，影响生理过程，刺激某些生物合

24、成<280nm紫外光被原生质吸收大的剂量能使植物致死光照时间的生态作用：n 影响植物的开花光周期现象¨ 长日照植物：多起源和分布于温带和寒带地区¨ 短日照植物：多起源和分布于热带和亚热带¨ 日中性植物¨ 中日照植物：仅少数热带植物n 影响植物休眠和地下贮藏器官的形成¨ 短日照促进植物休眠，长日照能促进植物营养生长，促进节间伸长¨ 短日照的地下块茎植物，只有在短日照下才增粗膨大暗期长短与光间断、暗期间断对短日照植物和长日照植物的开花效应： 光照时间与植物的引种： n 短日照植物由南方（短日照、高温）向北方（长日照、低温）引种时，出

25、现营养生长期延长，发育推迟的现象；而由北方向南方引种时，则出现生育期缩短，发育提前的现象。n 长日照植物由南方向北方引种时，出现生育期缩短，发育提早的现象；而由北方向南方引种时，则出现生育期延长，发育延迟的现象。温度的生态作用：n 温度与生物的生长¨ 温度“三基点”：最低温度、最适温度、最高温度n 温度与生物的发育¨ 有效积温：K=(x-x0)yn 温度与生物的分布¨ 广温生物¨ 窄温生物温度与植物的引种：n 北种南移或高海拔向低海拔引种，要比南种北移或低海拔向高海拔引种容易成功，但必须注意提高产品品质。n 草本植物比木本植物容易成功；一年生植物比多年生

26、植物容易成功；落叶植物比常绿植物容易成功。极端温度对生物的影响及生物的适应：n 低温对植物的伤害：¨ 寒害：零度以上的低温对植物的伤害。¨ 冻害：植物体冷却降温至冰点以下，使细胞间隙结冰而对植物的伤害。¨ 霜害：由于霜的出现而使植物受害。n 高温对植物的伤害主要是引起酶活性降低和功能紊乱、水分代谢失调、有毒物质积累、细胞膜透性增加和功能降低，光合与呼吸失调，加速生长发育，生长量减少，过高温度还能使蛋白质凝固等。植物对低温的适应：n 形态方面¨ 增加保护器官或物质：如鳞片、密毛、油脂等¨ 缩小身体体积：呈匍匐状、垫状或莲座状n 生理方面¨

27、; 减少细胞水分，增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质¨ 改变吸收光谱带¨ 叶片变红，有利于吸收更多的热量植物对高温的适应：n 形态方面¨ 增加密绒毛和鳞片，过滤部分阳光¨ 改变树体颜色，反射部分阳光¨ 叶片垂直排列，减少光的吸收面积¨ 增加木栓层，起到绝热和保护作用n 生理方面¨ 降低细胞含水量，增加可溶性糖或盐的浓度¨ 提高蒸腾速率¨ 反射红外线动物对极端温度的适应：¨ Bergman ,s rule ：生活在高纬度地区的恒温动物，其身体比生活在低纬度地区的同类个体大。¨ Allen

28、 ,s rule ：恒温动物身体突出的部分在低温环境中有变小变短的趋势。¨ Gloger ,s rule ：动物肤色在温暖潮湿的气候中表现为较深的颜色，在寒冷干燥的气候中表现出较浅的颜色。节律性变温对植物的影响：n 温周期现象：植物对温度有节奏的昼夜变化的反应n 春化作用：植物必须经过低温诱导才能进行花芽分化的现象n 物候：生物长期适应于温度的季节性变化节律而形成相应的生长发育节律n 休眠：生物的潜伏、蛰伏或不活动状态水循环及水的类型：水循环受太阳能、大气环流、洋流和热量交换所影响，通过蒸发、冷凝等过程在地球上不断地循环着，降水和蒸发是水循环的两种方式。生态系统中的水循环包括截取、渗

29、透、蒸发、蒸腾和地表径流n 水的类型气态水、液态水、固态水水的生态作用：n 水是生物生存的重要条件¨ 水是生物体的重要组成部分¨ 水是生物代谢过程中的重要原料¨ 水是生物新陈代谢的介质¨ 水能保持植物的固有姿态¨ 水有较大的比热，缓和和调节生物体的体温n 影响植物的产品品质n 影响生物的数量和分布生物对水因子的适应:n 陆生植物n 中生植物¨ 湿生植物n 阴性湿生植物n 阳性湿生植物¨ 旱生植物n 少浆液植物n 多浆液植物n 水生植物¨ 沉水植物¨ 浮水植物¨ 挺水植物水环境的特点：弱光、缺氧、

30、密度大、粘稠性高，温度变化平缓，能溶解各种无机盐类。土壤因子的生态作用及生物的适应:n 土壤物理特性的生态作用¨ 土壤温度¨ 土壤水分n 土壤水分能直接被根系吸收利用n 土壤水分和溶解盐类一起构成土壤溶液,作为向植物供给养分的媒介.n 土壤水积极参与土壤中物质的转化过程n 土壤水分与土壤养分的有效性有关n 土壤水分能调节土壤温度¨ 土壤空气¨ 土壤质地与结构土壤因子的生态作用及生物的适应:n 土壤化学特性的生态作用¨ 土壤矿质元素¨ 土壤酸碱度n 通过影响矿质盐分的溶解度，而影响养分的有效性n 通过影响微生物的活动，而影响养分的有效性

31、和植物的生长¨ 土壤有机质n 非腐殖质n 腐殖质植物对土壤因子的适应:n 盐碱土植物¨ 聚盐性植物¨ 泌盐性植物¨ 不透盐性植物n 酸性土植物n 中性土植物n 碱性土植物n 钙土植物n 沙生植物¨ 抗风蚀植物¨ 耐沙割植物¨ 抗日灼植物¨ 耐干旱植物¨ 耐贫瘠植物第四节 生态因子的作用分析生态因子作用的一般规律：n 生态因子的综合作用n 生态因子的主导因子作用n 生态因子的直接作用和间接作用n 生态因子的阶段性作用n 生态因子的不可代替性和补偿作用生态因子的限制性作用：n B.J.Lielig 最小因子定

32、律: 植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量.应用的两个前提条件:¨ 只适用于严格的稳定状态¨ 必须考虑生态因子之间的补偿作用.如植物光合作用光照强度与二氧化碳浓度之间的关系n Shelford 耐性定律: 生物的存在与繁殖要依赖于某种综合环境因子的存在,只要其中一项因子的量或质不足或过多,超过了某种生物的耐性限度,则使该物种不能生存,甚至灭绝.对耐性定律的补充：n 同一生物对不同生态因子的耐受范围不同n 不同生物对同一生态因子的耐受范围不同，对主要生态因子耐受范围大的物种，其分布也广n 同一生物在不同的发育阶段对生态因子的耐受范围不同n 由于生态因子的相互作用，当某个生

33、态因子不处于适宜状态时，则生物对其他生态因子的耐受范围会缩小n 同一生物种的不同品种长期生活在不同的生态环境会发生生态型的分化，以适应不同的环境，因而对多个生态因子的耐受范围会有所差异生态幅与耐受限度：生态幅是指生物种对环境因子适应范围的大小。主要由各个种的遗传特性所决定。生态学中，常用一系列形容词与不同生态因子配合来表示生态幅的相对宽度，如窄食性、窄温性、窄水性、窄盐性以及广食性、广温性、广水性、广盐性等。生态幅既对某一生态因子，又指环境条件的综合，一般是从生态适应的角度来说。生物耐受限度的调整：n 内稳态生物控制体内环境，使其保持相对稳定的机制。n 驯化通过自然驯化或人工驯化可改变生物的耐

34、受限度。n 休眠通过休眠以躲避不利生态因子的影响。生物对生态因子的适应途径：n 生态适应生物为了适应环境的变化，从形态、生理、生化等方面作出有利于生存的改变。n 生物对环境条件适应的途径¨ 趋同适应：不同种类的生物，长期生活在相同或相似的环境条件下，常形成相同或相似的适应方式或途径。¨ 趋异适应：一群亲缘关系相近的生物有机体，由于分布地区的隔离，长期生活在不同的环境条件下，而形成了不同的适应方式或途径。生态型和生活型：n 生态型：同种生物的不同个体或群体，长期生存在不同的自然生态条件或人为培育条件下，发生了趋异适应，并经自然选择或人工选择而分化形成的形态、生理和生态特性不同

35、的基因型类群。n 生活型：不同种的生物，由于长期生存在相同的自然生态条件或人为培育条件，发生了趋同适应，并经自然选择或人工选择而形成具有类似的形态、生理和生态特性的物种类群。植物的生态型：n 气候生态型n 土壤生态型n 生物生态型生物的生活型：n 植物的生活型：（）¨ 高位芽植物：休眠芽距地面25cm以上n 大高位芽植物：休眠芽距地面30m以上n 中高位芽植物：休眠芽距地面830mn 小高位芽植物：休眠芽距地面28mn 矮高位芽植物:休眠芽距地面0.252m¨ 地上芽植物：休眠芽距地面以上，25cm以下¨ 地面芽植物：休眠芽位于近地表的土层内¨ 地下芽植

36、物：休眠芽位于较深土层或水中¨ 一年生植物：以种子越冬我国几种植物群落类型的生活型谱（生活型百分比%） 高位芽植物地上芽植物地面芽植物地下芽植物一年生植物热带雨林000亚热带常绿阔叶林700温带落叶阔叶林寒带暗针叶林温带草原亚高山草甸0高山冻荒漠00第三章生物圈中的生命系统第一节生物种群的特征及其动态种群的概念及其特征：种群：在一定空间中同种个体的集合。它是物种存在的基本单位和演化单位，又是生物群落的基本组成单位。作为群体属性，种群具有如下特征：¨ 数量特征：种群的数量大小受出生率、死亡率、迁入率和迁出率四个基本参数影响，这些因素又受年龄结构、性别比例、内分布格局

37、和遗传组成的影响。¨ 空间分布特征：具有一定的分布区域和分布方式。¨ 遗传特征：具有一定的遗传组成，是一个基因库。种群的群体特征：n 种群的大小和密度¨ 种群大小：种群全部个体数目的多少¨ 种群密度：单位面积或单位容积内某种群的个体数目n 绝对密度n 相对密度：Dn/a·tn 粗密度：单位空间内的个体数目n 生态密度：单位栖息空间内的个体数目¨ 影响种群密度高低的因素n 环境中可利用的物质和能量的多少n 种群对物质和能量利用效率的高低n 生物种群营养级的高低n 种群本身的生物学特性n 种群的年龄结构和性别比例¨ 年龄结构：不

38、同年龄或年龄组的个体在种群内的比例和配置状况¨ 性别比例：种群中雌性个体与雄性个体的比例n 第一性比：新生个体的雌雄比n 第二性比：幼体至个体成熟时的雌雄比n 第三性比：个体充分成熟时的雌雄比n 出生率和死亡率¨ 出生率：种群产生的新个体占总个体数的比率n 绝对出生率与相对出生率n 生理出生率与生态出生率¨ 死亡率n 绝对死亡率与相对死亡率n 生理死亡率与生态死亡率n 增长率（r）和内禀增长率（rm）¨ 增长率：单位时间内，出生率与死亡率之差¨ 内禀增长率：在理想条件下，由种群的内在因素所决定的，能够稳定达到的最大增长率n 生命表和存活曲线&#

39、168; 生命表：用于描述一群接近同时出生的个体（同生群）从出生到生活史结束的过程。种群数量增长模型：n 种群的世代净增殖率与种群增长率r=lnR0/Tn 与密度无关的种群增长模型¨ 种群的离散式增长模型Nt=N0ter¨ 种群的连续增长模型（指数式增长）dN/dt=rN 或 Nt=N0ertn 与密度有关的种群增长模型（Logistic增长）dN/dt=rN(1-N/K) 或 Nt=K/(1+ea-rt)种群增长模型:种群数量的实际动态：n 种群增长：种群数量的持续上升n 种群平衡：种群数量在相当长时间内维持在一个水平n 种群波动：种群数量在一定的最小和最大密度范围之间波

40、动¨ 规则波动¨ 不规则波动n 种群暴发：种群数量在短期内迅速增长n 种群衰落和灭亡n 生态入侵：由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断地扩大，分布区逐步稳定地扩展。种群数量波动的调节机制：n 密度制约作用¨ 种内调节n 领域性n 群体行为¨ 种间牵制n 非密度制约作用生物种群的生态对策：为了适应环境，生物朝着不同方向进化的“对策”，称为生态对策（Bionomic Strategies）,也称为生活史对策或繁殖策略。生态对策有两种极端的类型，即r-对策和K-对策，有利于发展较大的r值的对策，称为r-对策；有利于提高竞争能力

41、的对策，称为K-对策。在极端的r-对策生物和K-对策生物之间存在着各种过渡类型，形成一个连续的谱带，称为r-K连续谱系。r对策生物和K对策生物的主要特征比较r-选择生物K-选择生物环境条件多变，不确定，难以预测稳定，较确定，可预测死亡率高，为随机的、非密度制约低，有选择的、密度制约生殖率高低种群密度随时间变动大，不稳定，远远低于环境容纳量水平随时间变化不大，常稳定于环境容纳量水平或附近种内、种间竞争强弱不一，一般较弱较强，激烈选择倾向发育快；增长率高；提早生育；体形小；一次繁殖；高繁殖率发育缓慢；竞争力高；延迟生育；体形大；多次繁殖；高存活率迁移能力强，适于占领新的生境弱，不易适应新的生境寿命

42、短；通常少于一年长，通常大于一年对子代的投资小，常缺乏抚育和保护机制大，具有完善的抚育和保护机制能量分配较多地分配给生殖较多地用于逃避死亡和提高竞争能力r对策者与K对策者种群的增长曲线第二节种群关系种内关系种群内个体的空间分布格局群聚与阿利氏原则种内竞争与自疏隔离和领域性等级制种间关系种间竞争 捕食作用 寄生与共生Meta种群理论种群内个体的空间分布格局：n 随机型分布：S2/m1n 均匀型分布：S2/m0n 成群型分布：S2/m1群聚与阿利氏原则：n 群聚：种群内部个体朝一起集中的现象。n 群聚的生态学意义：¨ 群聚有利于提高捕食效率¨ 群聚可以共同防御敌害，增加每个成员

43、存活的可能性¨ 群聚有利于改变小生境¨ 群聚有利于某些动物种群提高学习效率¨ 群聚能够促进繁殖n 阿利氏原则（Allee）一个物种种群的聚集程度和密度一样，随种类和条件而变化，过疏或者是过密都可能有限制性影响。种内竞争与自疏：n 竞争：生物为了利用有限的共同资源，相互之间所产生的不利或有害影响的现象。n 种内竞争的类型¨ 分摊竞争：无完全的胜利者，资源平均分配¨ 争夺竞争：竞争胜利者尽可能多的控制必需品n 最后产量恒值法则： YWdKin -3/2自疏法则： WCd-a=Cd-3/2隔离和领域性：n 隔离：种群内的个体、配偶或以某种方式结合的小

44、群之间通常保留一定空间距离的现象。¨ 可减少竞争，防止因密度过大而耗尽资源，从而使空间利用趋于合理化。n 领域性：由个体、家庭或其他社群单位所占据的，并积极保卫不让同种其他成员侵入的空间称为领域；生物的这种行为称为领域性。等级制：n 等级制：动物种群中各个动物的地位具有一定的顺序的等级现象，其基础是支配行为。n 等级制的生态学意义：¨ 减少频繁的争斗，减少内耗¨ 优势个体在食物、栖所、配偶的选择中均有优先权，从而保证了种内强者首先获得产生优势后代的机会，有利于种族的保存和延续¨ 维持优势个体的权威性，在生存斗争中具有积极意义种间关类型类 型种1种2特 征

45、偏利作用+0种群1偏利者,种群2无影响原始合作+对两物种都有利,但非必然互利共生+对两物种都必然有利中性作用00两物种彼此无影响竞争:直接干涉型-一物种直接抑制另一物种竞争:资源利用型-资源缺乏时的间接抑制偏害作用-0种群1受抑制,种群2无影响寄生作用+-种群1寄生者,通常较宿主2的个体小捕食作用+-种群1捕食者,通常较猎物2的个体大种间竞争：n 高斯（）假说:两个物种越相似,它们的生态位重叠就越多,竞争就越激烈。n 竞争排斥原理：在一个稳定的环境内，两个以上受资源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，即完全的竞争者不能共存。生态位理论：生态位：自然生态系统中一个种群在时间、空

46、间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。¨ 空间生态位：表示划分环境的空间单位和一个物种在环境中的地位。¨ 营养生态位：物种在生物群落中的地位与功能作用，即物种与物种之间的营养关系。¨ 超体积生态位：物种在n维环境空间中的地位和功能作用。生态位理论：n 一个稳定的群落中占据相同生态位的两个物种其中一个终究要灭亡。n 一个稳定的群落中，由于各种群在群落中具有各自的生态位，种群间能避免直接的竞争，从而保证了群落的稳定。n 一个相互作用、生态位分化的群落系统，各种群在它们对群落的时间、空间和资源的利用方面，以及相互作用的可能类型方面都趋向于互相补充，而不是直接的竞争，因

47、此由多个种群组成的群落要比单一种群的群落稳定。竞争的理论模型（Lotka-Volterra模型）dN1/dt=r1N1（K1-N1-aN2）/K1dN2/dt=r2N2（K2-N2-bN1）/K2n 竞争的四种结果：Ø K1/K2，K2/K1，不稳定共存Ø K1/ K2 ，K2/ K1，物种2取胜Ø K1/ K2， K2/ K1，物种1取胜Ø K1/ K2， K2/ K1，稳定共存 捕食作用：一个种群对另一个种群的生长与存活产生负效应的相互作用。 寄生作用：一个种（寄生者）寄居于另一个种（寄主）的体内或体表从而摄取养分维持生活的现象。 共生 原始合作：相

48、互作用的两个种，双方获利，但不存在依赖关系。 偏利共生：相互作用的两个种，仅对一方有利，对另一方无影响。 互利共生：两物种相互有利的共居关系，并且特此间有直接的物质交流，相互依赖，相互依存。Meta-种群理论：n 玛他种群：生活在栖息地已破碎的，呈斑块状分布的种群，这一种群可由局部斑块中种群的不断灭绝和再迁入达到平衡而长期生存。n 玛他种群的两个基本要点：¨ 亚种群频繁地从生境斑块中消失¨ 亚种群之间存在生物繁殖体或个体的交流，从而使玛他种群在景观水平上表现出复合稳定性玛他种群动态的数学模型(Levins)：dP/dt=mP(1-P)-eP该模型的平衡值为：P=1-e/m式

49、中，P为未灭绝的亚种群比例；m为与物种定居能力有关的常数（重建率）；e为与物种灭绝速率有关的常数。可见，只有当me时，玛他种群才能维持，而如果me时，则玛他种群将逐步灭绝。玛他理论的几个要点：n 玛他种群是指由一组空间上隔离，又相互有联系的局部种群所组成的种群。n 一个玛他种群要长期生存，组成的各个局部种群之间的迁入率必须大于各自的灭绝率。n 玛他种群越大（即组成该玛他种群的局部种群越多），种群能生存的时间越长。n 玛他种群的稳定性由局部种群之间的迁移率来维持，局部种群之间的迁移率越高，玛他种群的动态稳定性越高。n 组成玛他种群的局部种群所生存的栖息环境的不同对玛他种群的生存有重要作用n 组成

50、玛他种群的局部种群之间的距离、动物的扩散能力对玛他种群的维持有重要作用。n 有一个大种群和许多小卫星种群所组成的玛他种群，如果大种群的数量足够大或互相之间有一定的扩散率，则对物种的保护十分有利。第三节生物群落生物群落的概念及其特征：生物群落是指在特定空间或生境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用而形成一定的外貌和结构，并具有特定功能的生物集合体。它具有如下基本特征： 具有一定的外貌 具有一定的种类组成 具有一定的群落结构 形成一定的群落环境 不同物种之间相互影响 具有一定的动态特征 具有一定的分布范围 具有特定的群落边界特征群落的种类组成（成员型）：n 优势种和建群种对群

51、落的结构和群落环境的形成具有明显控制作用的植物种，称为优势种，其中优势层的优势种称为建群种。n 亚优势种n 伴生种n 偶见种物种组成的数量特征：n 丰富度（多度）：表示一个种在群落中的个体数目。n 密度：单位面积上植物株数n 盖度：植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比n 频度：某个物种在调查范围内出现的频率n 高度、重量、体积n 优势度和重要值重要值相对密度相对频度相对盖度Drude的七级多度标准：n Soc(Sociales)极多地上部分郁闭n Cop(Copiosae)¨ Cop1很多数量很多¨ Cop2多数量多¨ Cop3尚多数量尚多n Sp(Spar

52、sal)少数量不多而散生n Sol(Solitariae)稀少数量很少且稀疏n Un(Unicum)个别单株生物群落的结构：n 群落的外貌与季相随着气候的季节性交替变化，群落所呈现出的不同外貌称为群落的季相。n 决定群落外貌的因素¨ 植物的生活型和生长型¨ 组成群落的物种¨ 植物的季相¨ 植物的生活期生物群落的结构：n 群落的垂直结构，即群落的分层现象。植物群落层的分化主要决定于植物的生活型生物群落的结构：n 群落的水平结构群落在水平方向上配置状况或水平格局。由于环境的不均匀性，使得群落内各物种在二维空间中所呈现的不均匀配置称为群落的镶嵌性，分为融合型和

53、轮廓型两类。两个或多个群落之间的过渡区域称为群落交错区。群落交错区内，种的数目及一些种的密度增大的趋势，某些种的活动强度和生产力增强的现象，称为边缘效应。第四节群落组成与结构的影响因素群落组成和结构的影响因素：n 干扰干扰是一个偶然发生的不可预知的事件，是在不同空间和时间尺度上发生的自然现象。干扰使群落造成缺口后，有的在没有继续干扰下会逐渐恢复，但缺口也可能被周围群落的任何一个种侵入和占有，并发展为优势者，哪一个种是优胜者则完全取决于随机因素，这称为对缺口的抽彩式竞争。中度干扰假说：中等程度的干扰水平能维持最高的生物多样性。n 生物因素¨ 竞争¨ 捕食n 空间异质性n 岛屿

54、效应与MacArthur平衡说¨ 岛屿的种面积曲线：ScAz¨ MacArthur平衡说：dS/dtIE第五节生物群落的演替生物群落演替的概念：随着时间的推移，生物群落内一些物种消失，另一些物种侵入，群落组成及其环境向着一定方向产生有顺序的发展变化过程，称为群落演替。在特定区域内，群落演替各个阶段由一种群落类型转变成另一种群落类型的整个取代顺序，称为演替序列；在演替过程中，最先出现的物种称为先锋种，在演替过程中出现的物种称为演替种或过渡种，通过演替最终达到的稳定群落称为顶极群落，在顶极群落中出现的物种称为顶极种。群落演替的类型：n 按演替延续的时间长短分¨ 世纪演替¨ 长期演替¨ 快速演替n 按演替的起始条件不同分¨ 原生演替¨ 次生演替n 按控制演替的主导因素分¨ 内因性演替¨ 外因性演替n 按群落的代谢特征分