河南理工大学环境生态学知识点整理

广义的环境问题：原生环境问题，次生环境问题原生环境问题：自然灾害：地震、洪涝、干旱、台风、泥石流次生环境问题：环境破坏：森林砍伐，草原退化，河流断流环境污染：水污染，大气污染，土壤污染狭义的环境问题：次生环境问题环境生态学产生于60年代初，以美国生物学家卡逊(RachelCarson)1962年《寂静的春天》一书的出版为标志福尔德曼(BillFreedman，1987)出版了第一部综合教科书《环境生态学》，标志着环境生态学的框架已基本形成环境生态学：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，寻求受损生态系统修复、重建和保育对策的科学。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。环境生态学的研究范畴人为干扰下生态系统内在变化机理和规律生态系统受损程度的判断物理、化学和生态学方法是环境质量评价和预测所用的三个最基本手段，科学的评价应该是三者的结合。各类生态系统的功能和保护措施的研究解决环境问题的生态对策生物种：具有相对稳定的、一致的形态学特征，与其他物种相区别；以种群的形式生活在一定的空间内，占据着一定的地理分布区，并在该区域内生存和繁衍后代；每个物种具有特定的遗传基因库，同种的不同个体之间可以互相配对和繁殖后代，不同种的个体之间存在着生殖隔离，不能配育或即使杂交也不同产生有繁殖能力的后代。协同进化：一个物种进化，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。这种相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化过程称作协同进化。捕食与被捕食，竞争，互惠共生等。生物多样性：生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合。包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性四个层次遗传多样性：遗传基因多样性。广义上是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。这些遗传信息储存在生物个体的基因之中。狭义上是指种内不同种群或同一种群内不同个体遗传变异总合。一个物种所包含的基因越丰富，它对环境的适应能力越强。是生命进化和物种分化的基础。物种多样性：生物多样性的核心。是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。其一是指一定区域内的物种丰富程度，可称为区域物种多样性；其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度，可称为群落物种多样性。是比较和衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。生态系统多样性：生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性，包括生境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。其中，生境多样性是生态系统多样性形成的基础，生物群落多样化可以反映生态系统类型的多样性。景观多样性：景观是指不同生态系统类型所构成的异质空间。景观多样性是指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化程度。遗传多样性是物种多样性和生态系统多样性的基础，或者说遗传多样性是生物多样性的内在形式。物种多样性是构成生态系统多样性的基本单元。景观多样性则是生态系统多样性在宏观尺度的空间配置形式。生物多样性丧失的原因自然因素：正常灭绝：生物进化与自然选择（1—10种/年）集群灭绝：地壳运动、气候变化（冰期）、天体碰撞人类活动影响：人口迅猛增长，集体化农业生产生境的破碎化环境污染外来物种入侵生物资源的过度利用生物多样性保护措施：就地保护、迁地保护、建立基因库、构建法律体系环境因子：是指除生物有机体以外的所有环境要素。例如：非生物因素的光、温度、水、土壤、火、风、氧气、CO2等；生物因素的食物、种内、种间等生态因子（EcologicalFactors）：是指对生物生命活动有直接和间接影响的环境要素。二者实际应用中是基本一致的。特定个体、种群或群落的生态因子的总和称为生境环境因子的一般特征：综合性：多因子共同作用。非等价性：主导因子。阶段性：不同生长阶段对环境因子的需求可能不同。不可替代性：不可缺失的主导因子。互偿性：一个因子量的不足，可以由其他因子来补偿限制因子：在众多的生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受极限，而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子，叫做限制因子。利比希最低因子定律：植物的生长取决于处在最小量状态的营养成分。耐受性定律：任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时，就会使该种生物衰退或不能生存。适应类型：形态构造的适应：生物的形态构造与环境相适应。如陆生动物由肺呼吸、皮肤保护、四肢便于行走；空中飞行的动物如鸟类、昆虫，体形一般不大，有飞行器官；保护色、警戒色和拟态等等。行为适应：运动、繁殖、迁移与迁徙、防御与抗敌生理适应：生物钟、休眠、驯化、生理生化变化等营养适应：广食性、狭食性动物最普遍的方法是行为适应高等植物：如豆叶的昼挺夜垂，向日葵的花序随太阳的方向转动等。动物：洄游、迁徙、迁移；建造巢穴等。适应组合：生物对一组特定环境条件的适应表现出彼此之间的相互关联性，这一整套协同的适应特性就称为适应组合。内稳态：是指生物控制自身体内环境，使其保持相对恒定。生物分为：内稳态生物和非内稳态生物长日照植物：日照时间超过一定数值（因种而异）才能开花。如冬小麦、油菜、萝卜。短日照植物：日照时间少于一定数值（因种而异）才能开花。如玉米、大豆、烟草、棉、麻等。中性植物：光照时间与开花无关。如黄瓜、番茄、蒲公英等。鸟类在长光照一个月后可繁殖极端温度：（1） 低温：温度低于一定的数值，生物会因低温而受害，该值称为临界温度。低于临界温度生物受冷害；低于0°C受冻害（生物体内形成冰晶）（霜害）。（2） 高温：生物呼吸加强，多因体液不平衡所致（缺水、代谢物积累、蛋白质凝固）。阿伦定律：恒温动物在寒冷环境中突出部位（耳、四肢、尾）有变短的趋势。生理上，增加产热，局部异温。行为上，休眠和迁移。有效积温法则概念：植物和某些变温动物完成某一发育阶段所需总热量（有效积温）是一个常数。K=N*T（式中K为有效积温，N为发育时间，T为平均温度）有效积温法则的应用：预测生物发生的时代数；预测生物地理分布的北界，全年有效积温大于K；预测害虫来年发生程度推算生物的年发生历；据此制定农业气候规划，合理安排作物，预报农时。温度与生物的分布：极端温度是限制生物分布的首要因素有效积温足够完成一个生活周期的地方才能分布生物离不开水，水是生物体内含量最多的化合物，约占体重的三分之二以上植物每生产1g干物质约需300-600g水，称为植物的需水量。种群：种群是指特定空间内能自由交配、繁殖后代的同种生物个体的集合。基本特征：空间特征、数量特征、遗传特征空间特征种群的空间分布特征，可以概括为三种类型A.均匀型 B.随机型 C.集群型随机分布：自然界不很常见，只有当环境均一，种群个体间没有彼此吸引或排斥的情况下，才能出现随机分布。如：种子繁殖入侵。均匀分布：种群内个体在空间上是等距离分布形式。常为种群内个体间的竞争所致。如：人工林，森林中植物竞争阳光，沙漠植物竞争水分。集群分布：种群内个体在空间的分布极不均匀，常成群、成簇、成块或呈斑点状密集分布。是自然界最常见的内分布型。数量特征基本参数：大小和密度初级种群参数：出生率、死亡率；迁入率、迁出率次级种群参数：性比，年龄结构，生命表及存活曲线，种群增长率（1） 种群大小：指该种群所包含的个体数目的多少。（2） 种群密度：是指单位空间内个体数目或生物量。（3） 出生率、死亡率：单位时间种群的出生（死亡）个体数与种群个体总数的比值。反映种群的数量稳定性。（4） 迁入率、迁出率：指种群间生物个体的相互运动，是基因交流的生态过程。（5） 年龄结构:增长型，稳定型，衰退型生命表是系统描述同期出生的一个种群在各发育阶段存活（死亡）过程的一览表。存活曲线：以生命表中相关数据制作的反映种群存活过程的曲线叫做存活曲线。动态生命表，静态生命表，综合生命表①动态生命表观察一群同时出生的生物的死亡或存活动态过程所获得的数据编制而成，又称同龄群生命表，水平生命表。lx=nx/n0dx二nx-nx+1qx=dx/nxLx=（nx+nx+1）/2Tx=ELxex=Tx/nx②静态生命表：是根据其个种群在特定时间内的年龄结构而编制的。又称特定时间生命表或垂直时间生命表。综合生命表■:「在动态生命表的基础上，添加各年龄组的出生率mx，可以得到净生殖率（R0=2/lxmx），如果再考虑世代时间（T）的影响，就可以得到种群增长率。种群的增长模型（1）无限环境中的指数增长（J型）世代不相重叠种群的离散增长模型N=No2tt入的意义：入＞1种群上升；入=1种群稳定；0V入V1种群下降；入=0不繁殖现象，且在下代中灭亡。世代重叠种群的连续增长模型N=Nert（2）有限环境中的逻辑斯谛增长（S型）环境条件允许种群有个最大值，此值称为环境容纳量或负荷量，常用K表示。当种群大小达到K时，不再增长，dK/dt=0砰开始期：个体数少，密度增长缓慢。加速期：个体数增加，密度增长加快转折期：个体数达到饱和密度的一半（K/2），密度增长最快。减速期：个体数超过K/2,密度增长放缓饱和期：个体数达到K，饱和。K是环境容纳量，随资源量改变逻辑斯谛增长模型的重要意义：它是生态学的基础模型，许多模型（种间竞争、捕食等模型）是在此基础上发展起来的它也是渔捞、林业、农业等实践领域中，确定资源生物的最大可持续收获量的主要模型种群数量变动特征类型包括：不规则波动、周期性波动（年变动），季节波动（消长）；种群暴发、生物入侵、种群的衰落与灭亡。种群调节：当种群数量偏离平衡水平上升或下降时，有一种使种群返回平衡水平的作用，称为种群调节。种群调节作用（密度制约作用，非密度制约作用，）种内关系：种群内部个体与个体之间的关系种间关系：同一生境中不同种群之间的关系种内关系：集群：集群效应，有利于提高捕食效率和防御能力，促进繁殖和增加彼此学习效率。（领域性、分工、利他行为、通讯等）种内竞争：同种个体间利用同一资源而发生的相互妨碍作用种间关系（种间相互作用）：

中立：两个种群彼此不受影响，和平共存。00⑵竞争：直接或间接的抑制性影响。--捕食：一种被另一种所食。+-原始合作：两种都有利，但不是必然的，可分开。++寄生：一种群个体生活于另一种群个体中，寄生者得利，宿主受害。+-偏害：一种群受抑制，另一种群无利、无害。-0青霉菌偏利共生：一种有利，另一种无害也无利。+互利共生：两种都有利，是必然的，不可分开。++进化对策一个物种或一个种群在生存斗争中对环境条件所采取适应的行为，即生物在其生境中，能以全部形态和机能的适应特征来对抗环境因子，并以此在生境中繁衍，称为生态对策生态对策要通过生物在进化过程中所形成的特有生活史表现出来，故又称为生活史对策生活史对策：寿命、成体大小、密度、能量分配、适应等生态对策r、k选择r-选择者:有利于增大内禀增长率的选择,rm值高;|愠正针」、妆融巫朴环塌.FI舔睨1由时间《|愠正针」、妆融巫朴环塌.FI舔睨1由时间《应时间短R-、C-和S-对策杂草型(R型)：适应“低胁迫+强干扰”生境，把主要资源和能量用于繁殖，相当于r选择种。竞争型(C型)：适应“低胁迫+低干扰”生境，把主要资源和能量用于生长，相当于K选择种。胁迫型(S型)：适应“高胁迫+低干扰”生境，把主要资源和能量用于维持生存，介于r选择种和K选择种之间。群落的概念来源于植物生态研究。自然界植物的分布不是零乱无章的，而是遵循一定的规律而集合成群落，每个群落都有其特定的外貌，它是群落对生境因素的综合反应。不同于动物种群的群聚现象。生物群落可定义为特定空间或特定生境下生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与环境之间彼此影响，相互作用，具有一定的形态结构与营养结构，执行一定的功能。群落的基本特征具有一定的种类组成：种类组成是区别不同群落的首要特征。不同物种之间的相互影响形成群落环境具有一定的结构：包括形态结构，生态结构与营养结构一定的动态特征：运动形式包括季节动态，年际动态，演替与演化。一定的分布范围群落的边界特征：在自然条件下，有些群落具有明显的边界，可以清楚地加以区分；有的则不具有明显边界，而处于连续变化中。但在多数情况下，不同群落之间都存在过渡带，被称为群落交错区，并导致明显的边缘效应。生物群落可以从植物群落、动物群落和微生物群落这三个不同角度来研究。其中以植物群落研究得最多、最深入优势种:对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种，通常个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强，即优势度较大的种建群种：群落的不同层次可以有各自的优势种，比如森林群落中，乔木层，灌木层，草本层和地被层分别存在各自的优势种，其中乔木层的优势种，即优势层的优势种常称为建群种多度：物种个体数目多少，多用于群落野外调查。国内多采用Drude的七级制多度。盖度是指植物的地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度。盖度可分为种盖度（分盖度），层盖度（种组盖度）、总盖度（群落盖度）。林业上常用郁闭度来表示林木层的盖度。基盖度（真盖度）：即植物基部的覆盖面积（重点）草原群落，以离地面2.54cm（1英寸）高度的断面积计算森林群落，以树木胸高（1.3米）处的断面积计算相对盖度：群落中某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比盖度比：某一物种的盖度占盖度最大物种的盖度的百分比综合数量指标（1.优势度2.重要值）重要值（IV）=相对密度十相对频度十相对优势度（或相对盖度）重要值的意义：1是一个反映种群的大小、多少和分布状况的综合性指标；2反映了种群在群落中的地位和作用；3可确定群落的优势种；表明群落的性质4可推断群落所在地的环境特点；5是用于群落分类的一个很好的指标。生物多样性定义指生物中的多样化和变异性及物种生境的生态复杂性。生物多样性一般有三个水平，即遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。生物多样性的表征：（1） 丰富度指数（2） 多样性指数：多样性指数是丰富度和均匀性的综合指标，有人称为异质性指数香农-威纳指数Q |显然，H直的大八与井们的亘觉是相符的：驻落Ei的多样性辕案落C大，而群落A的多洋性等于零，多样性梯度（变化）（1） 多样性随纬度变化（2） 多样性随海拔变化群落结构是群落中相互作用的种群在协同进化中形成的，群落结构特征包涵了重要的生态内容。空间结构、垂直结构、水平结构、外貌和季相、边缘效应。一、群落的空间结构群落空间结构决定于两个要素，即群落中各物种的生活型及相同生活型的物种所组成的层片，它们可看作群落的结构单元。生活型：生活型是生物对外界环境适应的外部表现形式。同一生活型的生物，不但体态相似，而且在适应特点上也是相似的。植物生活型：（1） 高位芽植物休眠芽位于距地面25厘米以上，乔木、灌木（2）地上芽植物更新芽位于土壤表面之上，25厘米之下，多为半灌木或草本植物。（3）地面芽植物又称浅地下芽植物或半隐芽植物，更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全枯死，即为多年生草本植物。（4）隐芽植物 更新芽位于较深土层中或水中，多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。（5） 一年生植物以种子越冬。动物的生活型：例如兽类中有飞行的（如蝙蝠），滑翔的（如鼯，wu鼠），游泳的（如鲸、海豹），地下穴居的（如鼹，ydn），地面奔跑的（如鹿，马）等，它们各有各的形态、生理、行为和生态特征，适应于各种生活方式。但动物生活型并不能决定陆地群落的外貌和结构。层片：层片一词系瑞典植物学家H.Gams（1918）首创。他将层片划分为三级：第一级层片是同种个体的组合，第二级层片是同一生活型的不同植物的组合，第三级层片是不同生活型的不同种类植物的组合。很明显，H.Gams的第一级层片指的是种群，第三级层片指的是植物群落。现在群落学中的层片概念，相当于H.Gams的第二级层片，同一生活型的不同植物的组合，即每一个层片均由同一生活型的植物所构成。群落的垂直结构生物群落的分层包括地上分层和地下分层。成层结构是自然选择的结果，它显著提高了生物利用环境资源的能力。地上分层可以充分利用阳光和空间。地下分层由不同植物的根系在土壤中达到的深度不同引起的，最大的根系生物量集中在表层。地下分层可以充分利用土壤中的营养和水分。动物之所以有分层现象，主要与食物有关。因为群落的不同层次提供不同的食物;其次还与不同层次的微气候条件有关。群落的水平结构是指群落的配置状况或水平格局，有人称之为群落的二维结构镶嵌性:两个层片在二维空间中的不均匀配置，使群落在外形上表现为斑块相间，我们称之为镶嵌性形成群落镶嵌性的主要原因是:群落内部环境因子的不均匀性群落的外貌是认识植物群落的基础，也是区分不同植被类型的主要标志。群落的外貌决定于群落的种类组成和层片结构。随着气候季节性交替，群落呈现不同的外貌，这就是季相群落交错区又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域群落交错区是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带，在这里群落中种的数目及一些种群密度比相邻群落大。群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势被称为边缘效应边缘效应意义；通过增加群落交错区数量或边缘长度以增加边缘效应，提高野生动物产量。动态群落的内部动态(包括季节变化与年际间变化)；②群落的演替；③地球上生物群落进化。生物群落演替，就是指某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程控制演替的几种主要因素植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性植物的定居包括植物的发芽、生长和繁殖三个方面。植物繁殖体的迁移和散布是群落演替的先决条件。群落内部环境的变化种内和种间关系的改变外界环境条件的变化(决定群落演替的根本原因存在于群落内部，群落之外的环境因素是引起演替的重要条件)人类的活动演替的基本类型按照演替发生的时间进程，可以分为世纪演替冰川长期演替云杉林被采伐后的恢复演替可作为长期演替的实例。快速演替草原弃耕地的恢复演替可以作为快速演替的例子按演替发生的起始条件划分(区别，填空)(1)原生演替开始于原生裸地或原生芜原(完全没有植被并且也没有任何植物繁殖体存在的襻露地段)上的群落演替。(2)次生演替开始于次生裸地或次生芜原(不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地)上的群落演替。按基质的性质划分可分为水生演替演替开始于水生环境中，但一般都发展到陆地群落。如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。旱生演替演替从干旱缺水的基质上开始。如裸露的岩石表面上生物群落的形成过程。演替顶极(单元顶极论、多元顶极论和顶极一格局假说)单元顶极论演替就是在地表上同一地段顺序地分布着各种不同植物群落的时间过程。任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段。到达稳定阶段的植被，就是和当地气候条件保持协调和平衡的植被。这是演替的终点，这个终点就称为演替顶极多元顶极论如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可看作顶极群落。在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点。除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；同时还可存在一些复合型的顶极，如地形一土壤顶极和火烧-动物顶极等单元顶极论和多元顶极论区别相同点：都承认顶极群落是经过单向变化而达到稳定状态的群落；而顶极群落在时间上的变化和空间上的分布，都是与生境相适应的不同点：①单元顶极论认为，只有气候才是演替的决定因素，其他因素都是第二位的，但可以阻止群落向气候顶极发展；多元顶极论则认为，除气候以外的其他因素，也可以决定顶极的形成。单元顶极论认为，在一个气候区域内，所有群落都有趋同性的发展，最终形成气候顶极；而多元顶极论不认为所有群落最后都会趋于一个顶极。顶极一格局假说实际是多元顶极的一个变型，也称种群格局顶极理论在任何一个区域内，环境因子都是连续不断地变化的。随着环境梯度的变化，各种类型的顶极群落，如气候顶极、土壤顶极，地形顶极、火烧顶极等，不是截然呈离散状态，而是连续变化的，因而形成连续的顶极类型，构成一个顶极群落连续变化的格局。在这个格局中，分布最广泛且通常位于格局中心的顶极群落，叫做优势顶极，它是最能反映该地区气候特征的顶极群落，相当于单元顶极论的气候顶极。生态系统的基本概念指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统。非生物成分（生态因子）：无机物，有机化合物，气候因素生物成分（生物群落）：生产者，消费者，分解者，还原者生产者：自养生物，主要是各种绿色植物，也包括蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌。消费者：异养生物，主要指以其他生物为食的各种动物。分解者：异养生物，把复杂的有机物分解成简单无机物，包括细菌、真菌、放线菌和动物等。生态系统的基本结构空间结构：分层现象:绿带（光合作用带，生产者）褐带（消费者和分解者）网络式结构时间结构：长时间度量：生态系统进化中时间度量：群落演替短时间度量：昼夜、季节变化营养结构：食物链、食物网食物链：食物链上的每一个环节称为营养阶层或营养级，指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和食物链的长度通常不超过6个营养级，最常见的4—5个营养级，因为能量沿食物链流动时不断流失。食物链类型捕食食物链：以活的动植物为起点，如草食动物、各级食肉动物。（牧草…羊、牛f狼）腐食食物链：碎屑食物链，以动、植物残体为起点。（枯草一腐食小动物一真菌和放线菌…细菌…无机物）寄生型食物链：以活的生物为寄主，夺取寄主的物质和能量来维持生存。体型越来越小。（植物一动物一寄生物一更小的寄生物）食物网：生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它往往是交叉链索，形成复杂的网络结构一食物网。食物链是生态系统营养结构的形象体现生态系统中能量流动和物质循环正是沿着食物链和食物网进行的生态系统的功能（重点）生物生产：初级生产，次级生产能量流动（能流）：生产者一消费者一分解者物质循环（物流）：生物-一环境信息传递（信息流）：营养、化学、物理、行为一、生物生产（初级生产，次级生产）初级生产：是指绿色植物的生产，即植物通过光合作用，吸收和固定光能，把无机物转化为有机物的生产过程。净初级生产量（力）（NP）:在初级生产过程中，总初级生产量减去被植物自身呼吸消耗掉的部分，剩下的能量可用于植物的生长和生殖。次级生产：是指消费者和还原者利用净初级生产量进行同化作用的过程，表现为动物和微生物的生长、繁殖和营养物质的贮存。次级生产速率也即异养生物生产新生物量的速率。次级生产量等于动物吃进的能量减掉粪尿所含有的能量，再减去呼吸代谢过程中的能量损失二、能量流动（能流）是指能量通过食物网络在系统内的传递和耗散过程，即能量在生态系统中的行为，它始于生产者的初级生产，终止于还原者功能的完成，在整个过程中包含着能量形态的转变、能量的转移、利用和耗散。能量流动特征：严格遵循热力学定律：第一、第二能流是单向的：光能开始，单程流经能量不断递减：耗散能的质量不断提高：由低质量逐步提高和浓集通过食物链形成生态金字塔：能量、数量和生物量。生态效率：生态系统中，能量从一个营养级转到另一个营养级过程中，不同营养级上各参数的比例。营养级内的生态学效率：同化效率，生长效率营养级间的生态学效率：消费效率Lindeman（林德曼）十分之一定律：各营养级之间的能量转化率约为10%三、物质循环（物流）（概念）生态系统从大气、水体和土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收进入生态系统，被其他生物重复利用，最后，再归入环境中，这个过程称为生物地（球）化（学）循环，即物质循环。特点：①介质多样；②涉及的元素众多，形态变化大；③有多种化学作用。物质循环可在三个层次上进行生物个体生态系统层次（在初级生产者代谢基础上，通过各级消费者和分解者把营养物质归还环境之中，又称营养物质小循环）生物圈层次（物质在整个生物圈各圈层之间的循环，称为生物地球化学循环）。生物地化循环可以用库和流通率两个概念来描述库：是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的，可分为贮存库和交换库流通率：物质或能量在单位面积、单位时间（或单位体积）内的移动量称流通率。生物地化循环在受人类干扰以前一般是处于一种稳定的平衡状态。元素和难分解的化合物常发生生物积累、生物富集和生物放大现象。生物地球化学循环的类型水循环：所有物质循环的基础和推动力。气体型循环：物质的主要储存库是大气和海洋，循环与大气和海洋密切相联，具有明显全球性，循环性能最为完善。其分子或某些化合物常以气体的形式参与循环过程。属于这一类的物质有二氧化碳、氮、氧、氯、漠、氟等。气体循环速度比较快，物质来源充沛，不会枯竭。沉积型循环：主要储存库在土壤、沉积物和岩石中，而无气体状态，其全球性不如气体型循环，循环性能很不完善。属于沉积型循环的物质有：磷、硫、钙、钾、钠、镁、锰、铁、硅等。四、信息传递（信息流）信息的多样性：物理，化学，营养，行为信息的复杂性：大量信息有待开发和处理：（阳光与植物间，植物与植物间，植物与动物间,动物与动物间）生态（系统）平衡指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状态，包括功能上的稳定、结构上的稳定、能量输入输出上的稳定。生态系统平衡失调（失衡）自然因素：主要是自然界发生的突然变化，如火灾、旱灾、地震、台风、山崩、海啸等。人为因素：物种改变引起生态平衡的破坏，环境因素改变引起生态平衡破坏，信息系统的破坏引起生态平衡失调。生态系统平衡调节实现的途径是通过反馈机制、抵抗力和恢复力来实现的1）反馈机制负反馈：反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。能使生态系统保持平衡或稳定，比较常见。正反馈：作用与负反馈相反，即生态系统中某一成分的变化所引起的其它一系列变化，反过来不是抑制而是加速最初发生变化的成分所发生的变化。常常使生态系统远离平衡状态。比较少见。负反馈维护生态平衡有什么指导意义？生态系统平衡的调节主要是通过系统的正反馈和负反馈作用。要使系统稳定只有通过负反馈机制。种群数量调节中密度效应就是负反馈机制的体现。负反馈调节的主要意义在于维持系统内环境的稳态，在负反馈情况时，反馈控制系统平时处于稳定状态。负反馈调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。盖亚假说地球表面的温度和化学组成是受地球生命总体主动调节的。地球的大气化学成分、温度和氧化状态受天文、生物或其他干扰而发生变化，产生偏离。但生物通过改变其生长和代谢，如光合作用吸收CO2、释放02,呼吸作用以及排泄、分解等作用对此作出反应，从而缓和地球表面这些变化。这种调节自地球上出现生命以后就一直存在。盖亚假说（意义）：盖亚假说的核心思想是认为地球是一个生命有机体盖亚假说非常重要的贡献就是把地球有机化，把生物圈对地球影响的重要贡献表达出来。体现了生态系统的整体性和稳定性。作为一种新的地球系统观的意义在于，它能直接或间接地帮助回答当今人类所面临的生态问题和世界观问题。首先，全球生态环境恶化是人类当今面临的最严重的问题之一。盖亚假说启示人们，环境问题是涉及整个地球生态系统的问题，要解决这个问题不仅需要用系统的或整体的观点和方法来认识人类生产和生活方式对生态环境影响，而且需要人类共同行动。同时，盖亚假说也从道义上启示人们，包括人类在内的所有生物都是地球母亲的后代，人类既不是地球的主人，也不是地球的管理者，只是地球母亲的后代之一。因此，人类应该热爱和保护地球母亲，并与其他生物和睦相处。生态系统的类型（类型划分）⑴按照生物成分划分：植物生态系统：如森林，草地等生态系统。动物生态系统：由植物和动物组成的生态系统。系统中动物起主导作用，如鱼塘，畜牧等生态系统。微生物生态系统：主要由细菌，真菌等微生物和无机环境所形成的生态系统。如落叶层等。人类生态系统：以人类为主体的生态系统。如城市、乡镇等。⑵按照人类活动及其影响程度划分：自然生态系统：未受到人类活动影响或轻度影响的生态系统。半自然生态系统：由生物中或多过少有固定联系的生物群落复合体构成。其营养结构，类型或比例关系，受到人类活动影响有了变化。人工复合生态系统一一主要特征是人在系统中起主导作用，并在很大程度上生物群落已失去自行调控和恢复的能力。如城市生态系统。⑶按照生态系统的非生物成分和特征：陆地生态系统；森林，草地，农田等。水域生态系统：淡水生态系统、海洋生态系统。景观：在生态学中，景观是一定空间范围内，由不同生态学系统所组成的，具有重复性格局的异质性地域单元在地理学中，景观是一定空间单元自然地理过程的总体。景观的类型：自然、人文、城市、农村生态学的景观通常具有如下5个方面的特征：由不同空间单元镶嵌而成，具有异质性是具有明显形态特征与功能联系的地理实体既是生物的栖息地，更是人类的生存环境是处于生态系统之上，区域之下的中间尺度具有经济、生态、文化的多重属性斑块：与周围环境不同的空间实体，是构成景观的基本结构和功能单元。廊道：线形的景观单元，景观中的廊道通常具有通道与阻隔的双重作用，一方面几乎所有的景观都会由廊道分割，另一方面景观要素又被廊道连接在一起，成为功能的整体。基质：面积最大、连通性最好、对景观总体动态支配作用最大的景观类型。景观结构：研究景观组成单元的类型与空间关系，及其形成机制。如，构成景观的生态系统类型，面积分布方式及其综合特征，如多样性，破碎化，连通性，优势度等。景观生态学研究对象与研究内容(4个)景观结构景观生态过程景观动态景观生态学与资源管理景观生态学的一般原理景观整体性原理景观异质性原理景观等级性原理景观尺度效应原理景观格局与生态过程的关系原理景观动态性原理斑块(结构和分类都要知道)斑块的形状有圆形、多边形、长条形、环形、半岛形环境资源斑块：由于环境条件在空间上分布不均匀而形成。干扰斑块：由局部性干扰，以及人类活动干扰所形成小面积斑块残存斑块：由大范围干扰活动造成的局部范围内幸存或残存的自然与半自然生态系统片段。引进斑块：由人类引入新的植物，或人类活动所形成的斑块。斑块结构特征与生态学效应资源分布的斑块化斑块与异质种群(景观中的斑块是异质种群存在的生态学基础)斑块的边缘效应斑块的周边部分通常具有较高的物种丰富度与初级生产力。分布在斑块的中心部分，称为内部种分布在斑块的边缘部分，称为边缘种斑块与生物多样性斑块与干扰廊道(生态学意义)廊道：线形的景观单元，河流、林带、道路等廊道有通道与阻隔的双重作用廊道类型线状廊道全部由边缘物种占优势的狭长条带景观单元相邻的斑块与基质的环境条件以及人类活动均会对线状廊道的内部环境与物种构成较大的影响。典型的线状廊道多为人类活动的产物或直接由人类活动维持。带状廊道含有较丰富内部种和内环境的条带景观单元。带状廊道应有一个较稳定和一致的内部环境。河流廊道河流分布不同于周围基质的植被带，通常可包括河流边缘、河漫滩、河堤和部分高地。河流廊道在营养物质流动、物种迁移、控制洪水泛滥方面有重要的作用河流廊道还是许多珍贵野生物种的重要栖息地。廊道的形成环境资源在景观中呈带状分布，河流人类活动干扰。道路廊道、林带廊道除河流廊道外，其它类型的廊道均在不同程度上与人类活动相关。廊道的结构特征(1.廊道曲折程度,2.廊道宽度,3.廊道连通性,4.廊道内环境)森林廊道是景观内物质、能量流动，动植物种迁移扩散的通道道路廊道则是景观中物质能量交流的通道，或是景观的障碍与影响源河道廊道不仅是物质流动与物种扩散过程的通道，还往往是一些重要物种的栖息地。基质的概念景观是不同类型的景观要素组成。其中面积最大、连通性最好、对景观总体动态支配作用最大的景观类型。基质的判定比较各景观要素的面积与连通性来判断基质基质的面积超过景观其它要素面积的总和运用景观功能指标来判断基质孔隙度：指单位面积斑块的数目，是景观斑块密度的量度，与斑块大小无关孔隙度大小与边缘效应密切相关对基质的生态功能有重要影响景观格局：指景观斑块在空间上的配置.是景观异质性的具体表现，同时又是包括干扰在内的各种生态过程在不同尺度上作用的结果。景观格局类型点格局b.线格局c.网格局d.聚集型分布格局景观格局形成机制1.环境资源空间异质性（气候、土壤、水分…）2.人类活动干扰的长期效应3.资源管理方式景观格局尺度效应：1.景观格局具有强烈的尺度效应2.任何格局均是特定空间尺度上的格局3.没有尺度就无法定义景观格局景观格局的生态效应：改变小气候