生物学课件——生态与环境

1、目录 生态学概述 种群生态 群落生态 生态系统一、生态学定义生态学概述生态学（Ecology）研究生物与其周围环境，包括非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生物环境和生物环境相互关系的科学科学生态学一览生态学概述生态学概述按组织层次分：个体生态学，种群生态个体生态学，种群生态学，群落生态学，生态系统生态学等学，群落生态学，生态系统生态学等按生物类别分 动物生态学，植物生态动物生态学，植物生态学，微生物生态学，真菌生态学等学，微生物生态学，真菌生态学等按栖息环境分 陆地生态学，海洋生态陆地生态学，海洋生态学，河口生态学，淡水生态学等学，河口生态学，淡水生态学等二、生态学的分

2、支学科基础(纯粹)生态学应用生态学 污染生态学污染生态学 人类生态学人类生态学 城市生态学城市生态学 农业生态学农业生态学 资源生态学资源生态学生态学概述二、生态学的分支学科生态学概述三、生态因子生态因子 环境中对生物的生长、环境中对生物的生长、发发 育、生殖、行为、分布有着直接或间育、生殖、行为、分布有着直接或间接影响的环境要素接影响的环境要素生物因子 生物种内和种间的相互关系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、大气等光、温度、湿度、降水、土壤、大气等生态学概述生态因子的作用特点综和性综和性非等价性非等价性不可替代性和互补性不可替代性和互补性限定性限定性三、生态因

3、子生物势和环境阻力 生物势 生物在没有任何限制的环境中增长生物在没有任何限制的环境中增长的潜在速率的潜在速率 环境阻力 环境对生物增长速率的限制因素环境对生物增长速率的限制因素四、生物与环境的关系的基本原理生态学概述生态学概述李比希最小因子法则 生物受生态因子最低量的限制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物对每种生态因子都有耐受的上限和下限四、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生态学概述谢尔福特耐受定理耐受下限耐受下限生理生理紧张紧张带带不能不能耐受耐受带带最适值最适值适 宜 范 围适 宜 范 围生理生理紧张紧张带带不能不能耐受耐

4、受带带耐受上限耐受上限生物控制自身的体内环境使其保持相对稳生物控制自身的体内环境使其保持相对稳定的机制定的机制 意义 提高生物对生态因子的耐受范围提高生物对生态因子的耐受范围生态学概述四、生物与环境的关系的基本原理内稳态机制一、种群定义种群（population) 由一定时间内占有一定地区的一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，单位面一定时间内，单位面积上或单位空间内的个体个数积上或单位空间内的个体个数种群分布型 随机分布随机分布 均匀分布均匀分布群聚分布群聚分布种群生态集团分布集团分布均匀分布均匀分布随机

5、分布随机分布种群生态种群分布的类型图种群的年龄结构三、种群统计学种群生态增长型增长型稳定型稳定型衰退型衰退型老年个体数成体数幼体数种群存活曲线(survivorship) 概念在各年龄阶段种群的存活率曲线在各年龄阶段种群的存活率曲线 基本类型 型（凸型型（凸型） 哺乳动物、人哺乳动物、人 型（直线型）型（直线型） 鸟类鸟类 型（凹型）型（凹型） 低等动物低等动物种群生态三、种群统计学存存活活率率年龄年龄种群生态凸型存活曲线种群生态直线型存活曲线年龄年龄存存活活率率种群生态凹型存活曲线年龄年龄存存活活率率 三、种群统计学种群生态种群增长率（出生率（出生率+ +迁入率）迁入率）- -（死亡率（死亡

6、率+ +迁出率）迁出率）指数式增长指数式增长 “J”形形逻辑斯缔增长逻辑斯缔增长“S”形形种群生态种群增长的形式三、种群统计学环境阻力环境阻力J形曲线形曲线S形曲线形曲线种群密度种群密度K( K为环境容纳量为环境容纳量 )时间时间生物间相互关系的类型类型类型 A B 特特 点点竞争竞争 - - 彼此互相抑制彼此互相抑制捕食捕食 - - A种杀死或吃掉种杀死或吃掉B种种中性中性O O 彼此互不影响彼此互不影响共生共生+ + 彼此有利，分开后不能生活彼此有利，分开后不能生活合作合作+ + 彼此有利，分开能独立生活彼此有利，分开能独立生活附生附生+ O A种有益，种有益，B种无影响种无影响偏害偏害

7、- O 对对A有害，对有害，对 B无利也无害无利也无害寄生寄生+ - 对对A有利，对有利，对B有害有害种群生态四、种群关系种群生态大草履虫大草履虫单独培养单独培养小草履虫小草履虫单独培养单独培养混合培养混合培养种 间 竞 争种群密度高高 低低/d/d /d 种群生态捕食年年数数量量捕食关系中种群数量的周期变化种群生态合作种群生态附 生 在热带地区，兰花在热带地区，兰花通常以树干作支撑通常以树干作支撑种群生态鱼以海葵作庇护的场所鱼以海葵作庇护的场所寄 生黄蜂产卵于蛾幼虫体内，将幼虫致死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图为黄蜂蛹覆在虫体上，以幼虫内部组织为生

8、种群生态一、生物群落定义群落(community) 在一定时间内居住于一定环境中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的各种群组成的生物系统群落生态按植物生活型分为： 森林森林 草原草原 荒漠荒漠按地理气候分为： 热带群落热带群落 亚热带群落亚热带群落 温带群落温带群落群落生态二、生物群落的分类森林热带雨林热带雨林亚热带常绿阔叶林亚热带常绿阔叶林温带落叶阔叶林温带落叶阔叶林泰加群落（针叶林、山地森林）泰加群落（针叶林、山地森林） 三、主要群落类型群落生态群落生态热带雨林温带落叶阔叶林群落生态群落生态针叶林代表动物群落生态草原热带草原热带草原温带草原温带草原冻原冻原荒漠三、主要群落类

9、型热带草原群落生态群落生态温带草原群落生态冻 原代表动物荒 漠群落生态代表植物四、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、构成群落的种群之间必须相互协调、平衡平衡 群落生态结构特征 生物群落具有一系列的结构特点，包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、生物群落的运动形式包括季节动态、年际动态、演替与演化年际动态、演替与演化群落生态四、群落的基本特征群落演替图裸底阶段裸底阶段浮 叶 根 生 植 物 阶 段浮 叶

10、 根 生 植 物 阶 段挺水植物和沼泽植物阶段挺水植物和沼泽植物阶段沉水植物阶段沉水植物阶段群落生态群落生态裸底阶段裸底阶段沉 水 植 物 阶 段沉 水 植 物 阶 段浮叶根生浮叶根生植物阶段植物阶段挺水植物和沼挺水植物和沼泽 植 物 阶 段泽 植 物 阶 段群落演替示例一、生态系统定义生态系统生态系统(ecosystem)在一定空间内由生物和非生物成分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和物质循环的一个功能单位二、生态系统的基本组分非生物成分太阳辐射能，无机物质太阳辐射能，无机物质( (大气、水大气、水) )，有，

11、有机物质机物质生物成分生产者，消费者，还原者生产者，消费者，还原者 生态系统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 逐级减少逐级减少 单方向性单方向性能流路径生态系统 生态金字塔类型 数 量 金 字 塔数 量 金 字 塔生物量金字塔生物量金字塔能 量 金 字 塔能 量 金 字 塔能量金字塔生态系统能能量量能量能量流失流失五、生态系统物质循环特点可循环利用可循环利用质能守恒质能守恒类型气体型循环气体型循环沉积型循环沉积型循环生态系统水 循 环水 循 环六、生态系统的信息传递

12、种类 物理信息物理信息 化学信息化学信息 营养信息营养信息 行为信息行为信息生态系统动物间的信息传递捕食捕食居住居住防卫防卫性行为性行为群集群集防 卫生态系统 甲甲壳壳虫虫喷喷出出毒毒液液生态系统蝴蝶用鲜艳的蝴蝶用鲜艳的“眼眼睛睛”吓走敌人吓走敌人防 卫七、生态系统 生物生产力生态系统生产力概述 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海洋生态系统生产力生态系统 生产者生产者420108吨年吨年食草动物食草动物64108吨年吨年第第1级食肉动物级食肉动物10108吨年吨年第第2级食肉动物级食肉动物1.5108吨年吨年 第第3级食肉动物级食肉动物0.22108吨年吨年生态系

13、统的资源分解 概念 复杂的有机物分解为简单有机复杂的有机物分解为简单有机物的逐步降解过程物的逐步降解过程 C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量能量 意义 维持全球生产和分解的平衡维持全球生产和分解的平衡 过程 降解、碎化、溶解降解、碎化、溶解七、生态系统生物生产力生态系统八、生态平衡及调控生态平衡（ecological balance） 一个生态系统在特定时间内的动态平衡一个生态系统在特定时间内的动态平衡状态状态特征 动态平衡动态平衡 整体性整体性生态系统生态平衡的失调和破坏 生物种类成分的改变生物种类成分的改变 生态系统结构的破坏生态系统结构的破坏生态系统八、生态平衡及调控生态系统