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文档简介

1、.:.;生态学是研讨生物与环境相互关系的科学生态学的研讨内容:1个体生态学以生物个体及其居住环境为研讨对象;2种群生态学的主要研讨内容是种群的特征及其增长的规律;3群落生态学以群落为研讨对象,研讨群落与环境间的相互关系,提示群落中各个种群的关系,群落的组成、构造、分布、动态演替及群落的自我调理等;4生态系统生态学的研讨内容是生态系统中的能量流动和物质循环的各个环节;5景观生态学是研讨一定区域景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用规律的生态学分支;6全球生态学是研讨人类栖居的地球这个生命维持系统的根本性质、过程及人类可继续开展的高层次研讨。生态学方法论:层次观、系统观、整体观、综合

2、观、进化观生态学的研讨方法:野外与现场调查、实验室分析、模拟实验、数学模型与计算机模拟、生态网络与综合分析什么是“系统:系统是相互作用和相互依赖的假设干组成部分,结合而成的具有一定构造的功能整体。系统的三要素:两个以上的组分;各组分相互联络,具有一定的构造;具有独立的、特定的功能系统的根本性质: 系统组分的整体性;系统构造的有序性;系统功能的整合特性;系统构造、功能的可控性系统分析:是在明确研讨目的和研讨边境的根底上,分析系统组成要素、层次构造及各组分相互影响的定量关系,建立系统的数学模型,并利用计算机对系统的构造优化,使系统具有功能整协作用的研讨过程。过程:第1阶段:定性分析阶段包括明确问题

3、及研讨目的;划分系统边境、确定系统组分、分析系统层次;第2阶段:定量分析阶段在定性分析的根底上进展定量分析,主要是系统构造有序性分析,包括定量研讨各组分之间的定量影响关系,建立系统数学模型;第3阶段:模型分析阶段是在系统组分及根本量化关系认识的根底上,确定系统模型的参数,进展模型的实验,分析系统要素的动态关系;第4阶段:系统构造优化阶段是经过模型分析,优化系统构造,实行系统调控,使系统具有系统功能整合特性,实现优化的系统功能。系统分析途径:黑、白、灰箱法生态系统是在一定时间、空间范围内,生物与生存环境,生物与生物之间亲密联络、相互作用,经过能量流、物质流、信息传送构成的具有一定构造的功能整体。

4、生物地理群落=生态系统生态系统的普通特征:生态系统的组成成分;生态系统的普通构造;生态系统的根本功能及过程;生态系统研讨与普通系统的差别生态系统的组成成分:消费者消费者分解者生态系统组成分析举例水生植物、浮游植物消费者草鱼、鲢鱼、浮游动物 草食动物鳜鱼、乌鱼 肉食动物鲤鱼、鲫鱼 杂食动物消费者虾、蟹、螺 腐生动物鱼体内的寄生生物 寄生动物细菌和其它菌类 分解者光、温、水、泥、CO2、O2 无机环境生态系统的根本功能及过程:能量流动;物质循环;信息传送。消费者与有机物的合成过程;消费者与有机物的转化过程;分解者与有机物的分解过程。生态系统的特点:1具有生命成分2. 具有空间构造3. 具有时间变化

5、4. 具有自动调控功能5.是开放系统生态系统研讨与普通系统的差别:物理系统生态系统根底实际物理学生态学研讨对象物体事体研讨内容物质运动规律生物与环境关系思想方式因果链关系网中心力的作用信息的反响组织关系数有限无穷维内部构造白箱构造清楚可观、可控构造模糊不可观、不可控参数可辨识可预测、可统计处置粗糙、不确定、不完全演替方向熵增、无序熵减、有序外部环境确定的多变的目的单目的或可调和为单目的多目的、相互冲突调控方式外部调控中心式调控自我调理非中心式调控研讨方法硬方法软方法研讨途径求解模型、优化过程探求对策、学习过程研讨结果独一或无解多种途径,但逐渐逼近目的最终目的整治构造调理功能普通生态系统概述:1

6、生物圈生态系统2. 水域生态系统3. 湿地生态系统4. 陆地生态系统5. 农业生态系统6. 城市生态系统生态系统的类型划分:1按环境性质分2按人类对生态系统的影响程度分3按生物成分4按生态系统开放程度划分5根据生态系统构成的原动力划分1、 水生生态系统 陆地生态系统 海洋生态系统 淡水生态系统 荒漠热荒漠、冷荒漠海岸带:岩石岸、沙岸 流水河、沟、渠 冰原浅海带:大陆架 急流 极地上涌带: 缓流 高山珊瑚礁: 静水湖、水库、池 草原:湿草原、干草原远洋带:远洋表层 滨岸带 稀树干草原远洋中层 表水层 温带针叶林远洋深层 深水层 热带雨林:雨林、季雨林远洋底层 无2、自然生态系统:凡是未受人类干扰

7、和扶持,在一定的空间和时间范围内,依托生物和环境本身的自我调理才干来维持相对稳定的生态系统。人工生态系统:按人类的需求,由人类设计制造建立起来,并受人类活动剧烈干扰的生态系统。半自然生态系统:在自然生态系统的根底上,经过人工对生态系统进展调理管理,使其更好的为人类效力的生态系统。5、根据生态系统构成的原动力划分1太阳能供应的自然生态系统2有自然辅助能量的太阳供能生态系统3有人类辅助能量的太阳供能生态系统4燃料功能的城市-工业系统生物圈生态系统:生物圈也叫生态圈,它是由大气圈下层、水圈、土壤岩石圈以及活动于其中的生物组成。是地球外表最大的生态系统。海洋生态系统效应:1影响全球物质循环2为人类提供

8、丰富的产品3对人类环境产生艰苦影响调理大气水热运动、调理气候;调理大气CO2、O2平衡;净化环境淡水生态系统:西藏纳木错巴松湖淡水生态系统的组成及类型流水水生系统河流 急流水水生生态系统 上游区,中游区,下游区 缓流水水生生态系统 同上净水水生生态系统 水底区 沿岸带68m划归湿地生态系统,亚沿岸带,深底带 水层区 沿岸区划分湿地生态系统,库心区 按生物群落栖息 水底区:沿岸区,亚沿岸带,深底带水库 状部划分 水层区:沿岸区,库心 按水流方向划分 上游区,中游区,下游区湿地生态系统湿地是介于陆地和水生环境之间的过渡带,并兼有两种生态系统的某些特性。1971年“湿地公约定义:湿地系指不论其为天然

9、或人工、长久或暂时的沼泽地、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动,或淡水、半咸水或咸水水体者,包括低潮时水深不超越6m的水域。全世界共有湿地8.558106km2,占陆地总面积的6.4%不包括滨海湿地,湿地与森林、海洋一同并列为全球三大生态系统类型。我国湿地大约有5.71107hm2。湿地与湖泊的效应1调理水循环,湿地可以包容地下水和地表水,具有排洪、蓄洪功能2净化环境,湿地被成为“自然之肾,在水分和化学物质循环作为自然和人类废弃源的接纳器的功能3调理气候4提供水产,工农业用水。人类对湿地的影响围湖垦殖;水域环境严重污染;流域水土流失加剧;湖区淤积;生物资源过度开发;大型水利工程。森林生态系统的

10、效应涵养水源,坚持水土;调理气候,添加降雨;防风固沙,维护农田;净化环境,防治污染;减低噪音,美化景观;提供燃料,添加肥源森林净化空气的作用不同环境空气中病原菌的数量:百货大楼:4000万个/m3城市林荫道:58万个/m3绿色公园:1000个/m3森林:55个/m3荒漠生态系统的类型1小灌木荒漠2灌木荒漠3半灌木与小灌木荒漠4垫状小半灌木荒漠冻源和高山垫状生态系统1高山冻源2高山垫状生态系统农业生态系统定义:人类有目的地利用农业生物与非生物环境之间、生物种群之间的相互作用规律,经过建立合理的生态系统构造和高效的生态机能,进展物质循环、能量转化和信息传送,并按人类理想要求进展物质消费的综合体系。

11、性质:农业生态系统是自然-社会-经济复合生态系统特点:1组成构造变化;2开放程度变化;3稳定性及稳定机制变化;4服从的规律变化;5功能和系统目的变化;6消费过程的变化。农业生态系统的变化:自然生态系统原始农业生态系统传统农业生态系统现代农业生态系统人工生态系统生态系统效力的提出及概念功能概念诞生于20世纪60年代;20世纪70和80年代起步阶段;20世纪90年代开展阶段;进入21世纪以来蓬勃开展阶段生态系统效力的概念:生态系统效力是指人类直接或间接从生态系统得到利益,是对人类生存和生活质量有奉献的生态系统产品和效力。产品是在市场上用货币表现的商品,如事物、原资料等;效力是不能在市场上买卖,但具

12、有重要价值的生态系统性能,如净化环境、坚持水土、减轻灾祸等。生态系统效力的内容1消费包括生态系统的产品及生物多样性的维持等;2根本功能包括传粉、传播种子、生物防治和土壤构成等;3环境效益包括改良缓解干旱和洪涝灾祸、调理气候、净化空气、废物处置等;4文娱价值休闲、文娱、文化、艺术和生态美学等。生态学效力功能分类功能分类:如调理、承载、栖息、消费和信息效力,是目前主要的分类方法,也更加便于生态系统效力功能评价任务的开展;组织分类:如与某些功能相关的效力,或者与生物实体的组织相关;描画分类:如可更新资源物品、不可更新资源物品、物理构造效力、生物效力、生物地化效力、信息效力以及社会和文化效力;其它分类

13、:一次性效力,延续性效力;有偿效力,无偿效力。1净化空气;2缓解干旱和洪水;3废物分解和解毒;4产生、更新土壤和土壤肥力;5植物授粉;6农业害虫控制;7稳定部分气候;8缓解气温骤变、风和海浪;9支持不同的人类文化传统;10提供美学和文化、文娱。1气候调理2气体调理3扰乱调理4水调理5水供应6侵蚀控制和堆积保管7土壤构成8营养循环9废物处置(10授粉11生物控制12庇护13事物消费14生物原料15遗传资源16文娱17文化供应事物、淡水、薪柴调理气候管理、疾病控制文化精神、文娱、美学支持土壤构成、营养循环生态系统安康及评价相对于人类和生物个体的安康诊断,Rapport等1979提出了“生态系统医学

14、,旨在将生态系统作为一个整体评价,之后逐渐开展构成了“生态系统安康的概念;生态系统安康的概念不是单纯生态学上的定义,而是一个将生态-社会经济-人类安康三个领域整合在一同的综合性定义,安康的生态系统应该是可以为人类提供效力的生态系统生态系统安康评价目的体系及方法1长期 预警目的:如敏感种个体的生长率、形状构造畸变和对化学物质的耐受力等;2适宜程度目的:如生态系统完好性目的、活化能、有重要经济价值的物种丰富度等;3诊断目的:如生物体型分布、营养构造的完好性等生态系统管理的内涵和目的必需具有明确的目的,同时又具有可顺应性;要求交融生态学和社会科学的知识和技术;效果可用生物多样性和消费力来衡量;要求科

15、学家和管理者定义生态系统退化的阈值,发现退化的根源;要求人类根据科学知识做出最小损害生态系统整体性的管理选择;管理的时空尺度应与管理目的和管理对象相顺应;管理实施是经过制定政策、签署协议和详细的实际活动而实施的;生态系统的动态性决议了可顺应性管理是生态系统管理的重要途径。生态系统管理的程序确定可继续的、明确的、可操作的管理目的;明确被管理的生态系统的空间尺度和时间尺度;搜集数据,了解生态系统的复杂性和相互作用,提出生态模型;监测并识别生态系统内部动态特性,确定生态学限制因子;分析和综合生态、经济和社会信息,制定合理的政策、法律和法规;用全球定位系统GPS、地理信息系统GIS、遥感RS和环境管理

16、信息系统EMIS等技术和工具在生态系统管理中发扬重要作用;履行生态系统的顺应性管理和责任分工,留意协调管理部门和生态系统管理者、公众的协作关系;及时的对效果进展确切的评价,提出修正意见,完善方案。生态系统与环境关系的根本概念一生物种(是指一类生物个体的集合,其中的个体之间在自然条件下能相互交配产生具有生殖才干的正常后代个体)和个体生态学(是以生物个体及栖息地为研讨对象,研讨栖息地环境因子对生物的影响及生物对栖息地的顺应和生态顺应的形状、生理及生化机制由于个体生态学涉及到生物个体的生活及生物种的生存与进化,所以可以定义个体生态学是研讨生物个体发育、系统发育及其与环境关系的生态学分支)二环境(广义

17、的环境是指某一主体周围一切事物的总和。在生态学中环境是指生物的栖息地。生物是环境的主体。某一特定生物体或群体以外的空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存与生活的外部条件的总和)“类型1按环境的主体分:以人为主体的人类环境,以生物为主体的生物环境。2按环境性质分:自然环境;半自然环境;社会环境。3按人类对环境的影响与否分:原生环境自然环境;次生环境半自然环境和人工环境。4按环境范围大小分:宇宙环境星际环境;地球环境;区域环境;微环境;内环境。与生态因子构成环境的各要素称为环境因子。环境因子中一切对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的因子称为生态因子。生态因子中生物生存不可

18、短少的因子称为生物的生存因子或生存条件、生活条件。一切生态因子综协作用构成生物的生态环境。详细的生物个体或群体生活区域的生态环境与生物影响下的次生环境称为生境。环境因子、生态因子、生存因子是既有联络,又有区别的概念。“类型A1气候因子,如光、温、湿度、降水量和大气运动等;2土壤因子,主要指土壤物理、化学性质、营养情况等,如土壤的深度、质地、母质、容重、孔隙度、pH、盐碱、肥力等;3地形因子,指地表特征,如地形起伏、拔、山脉、坡度、坡向、高度等地貌特征;4生物因子,指生物之间的相互关系,如种群构造、密度、竞争、捕食、寄生、共生等;5人为因子,即指人类活动对生物和环境的影响。B美国生物学家将环境因

19、子分为3大类气候类;土壤类;生物类。这三大类可归结为7个并列的工程:土壤、水分、温度、光照、大气、火、生物。C1第一性周期要素,是指由地球自转或公转及月相变化构成的光、温、潮汐的日、月、季、节、年的周期性变化;2次生性周期要素,取决于第一性周期要素,如太阳辐射和温度周期性变化导致大气湿度、降水量周期性变化;3非周期性要素,指突发或延续性出现的要素,如暴雨、山洪、冰雹、蝗灾或火山喷发、地震、地外物体撞击等突发性灾难,生物对这些要素很难构成顺应性。三生物与环境的根本关系1. 根本概念环境对生命系统的影响称为生态作用;生命系统改动其本身的构造与过程以便与其生存环境相协调的过程称为生态顺应;而生物反过

20、来对环境的影响和改动称为生态反作用。2. 生态作用1因子的质。指因子的形状能否对生物有意义;2因子的量。在因子的质对生物有意义的前提下,因子对生物的作用程度随其量的变化而变化;3因子的继续时间。在质和量的根底上,环境因子对生物的作用必需有一定的继续时间才干对生物起作用,使生物做出呼应。3. 生态顺应生物为了顺应环境,从形状、生理及生化机制上做出有利于生存的改动。4. 生态反作用与Gaia假说生命系统在其生命活动中对环境也起着改造作用,如植物的生长使岩石碎屑构成土壤;生命活动也是池塘变浅直至填平;植物的光协作用使古大气从缺氧变为富氧形状等。地球大气的化学成分、温度和氧化形状受天文的、生物的或其它

21、的干扰而发生变化,产生偏离,生物经过改动其生长和代谢,如光协作用吸收二氧化碳释放氧气,呼吸作用吸收氧气释放二氧化碳,还有排泄废物、分解等,对偏离做出反响,缓和地球外表的这些变化。Gaia假说的生态学意义自工业化革命以来,热带雨林,对于调理气候、维持空气氧和二氧化碳的平衡、坚持水土的作用减弱。目前大气二氧化碳浓度的升高,一方面与大量熄灭化石燃料有关,另一方面森林面积的急剧减小也是一个重要要素。生态作用的根本规律一限制因子定律李比希,德国化学家,现代植物矿质营养学的奠基人。该学说作为化肥工业的实际根底,为农业消费力的开展起了宏大推进作用。最小营养定律阐明作物产量受最少的营养控制。二生态因子综协作用

22、定律1. 生态因子的综协作用一个地域的潮湿程度,不只决议于降水量一个要素,而是诸气候要素相互作用的综合效应。潮湿程度决议于水分收入降水和水分支出蒸发、蒸腾、径流和浸透。而蒸散是太阳辐射、温度、大气相对湿度、风速以及地表覆盖等诸要素综协作用的结果EG: 2. 因子的主次作用3. 因子的交互作用4. 同等重要不可替代的补偿作用5. 因子的间接作用6. 因子的阶段作用;2. 生态因子的交互作用;3. 生态因子作用的主次;4. 直接作用和间接作用;5. 生态因子的阶段性作用;6. 不可替代性和补偿作用三生态因子的时空变化规律1. 生态因子的纬向递变性与植被:热带雨林亚热带常绿阔叶林温带落叶林寒温带针叶林与土壤:自北向南的土壤分布顺序大致为:冰沼土、灰化土、生草灰化土、灰色森林土、黑土、栗钙土和荒漠土;我国东部和东南沿海由于季风气候的影响,自北向南土壤分布为:灰棕壤、棕壤、褐土、黄棕壤、黄褐土、黄壤、红壤、砖红壤。动物的种群分布也存在明显的地带性。2. 生态因子的经向递变性3. 生态因子的垂直递变性4. 生态因子的地带性变化 生态因子的地形变化生态顺应的根本规律一生物的耐受性耐性的变化耐性的变化:1不同生物的耐性不2同终身物不同时期的耐性不同3对不同因子的耐性无可比性4不同

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