资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,生物竞赛辅导,3 ,生态学,第1页,1.,什么是生态学,（,Ecology,）,硕士物与环境相互依赖、制约和协调关系科学。,1869,，德国进化论者海克尔提出“,oecology”,。,1893(,美,),一次生态学会议,把这个词简化确定为“,ecology”,。,1950s,后，数学引入发展成定量科学,近代生态破坏所带来恶果日益严重和显著，生态学才引发全社会重视。,生态学概述,第2页,生态学一览,第3页,1.2,生态学分支学科,基础,(,纯粹,),生态学,按组织层次分：,个体,(,种群、群落、生态系统、分子,),生态学等,按生物类别分,动物（植物、微生物、真菌）生态学等,按栖息环境分,陆地（海洋、河口、淡水）生态学等,第4页,主要范围,：,一、生物与环境相互关系：,二、种群生态学：,三、群落生态学：,四、生态系统：,五、环境问题：,第5页,一、生物与环境相互关系：,一）、环境与生态因子概念,二）、生物与生态因子关系基本规律,三）、主要生态因子及其生态作用,环境：,是指某一特定生物体或生物群体以外空间及直接、间接影响该生物群体生存一切事物总和，包含生物和非生物。环境总是针对某一特定主体或中心而言，离开了这个主体或中心也就无所谓环境了。,第6页,像温度等环境中对生物生长、发育、繁殖、行为和分布有着直接或间接影响环境要素就称为,生态因子,，除了温度以外还包含湿度、食物、氧气、二氧化碳和其它相关生物等等。生态因子中生物生存所不可缺乏环境条件，也称生物生存条件。,一）、生态因子概念,例题：,以下关于动物对温度适应说法正确是 （）。,A,在低温条件下，变温动物寿命较长，伴随温度增高，,其平均寿命缩短,B,温暖地域，变温动物完成发育时间比在冷地域长,C,恒温动物在低温下保持恒定体温，而变温动物随环境温,度提升而有对应改变,D,温度是动物分布限制因子，最主要是地域平均温度,AC,第7页,1,最小因子法则,(law of the minimum),任何特定因子存在量低于某种生物最小需要量，因而成为决定该物种生存或分布根本原因。,二）、生物与生态因子关系基本规律,第8页,2,耐受性法则,(law of tolerance),各种生态因子对某一个生物都存在生物学上限和下限，,它们之间幅度就是该种生物对某一生态因子,耐受范围,。耐受性定律可用钟性曲线来表示。,最适点,最适区,适宜区,高死,亡限,低死,亡限,环境梯度,生长、生殖,0,第9页,环境梯度,生长、生殖,广生态幅,狭生,态幅,狭生,态幅,依据生物对环境因子适应范围大小,对同一生态因子，不一样种类生物耐受范围是不相同。有可耐受很广温度范围，称,广温性动物,；有只能耐受很窄温度范围，称,狭温性生物,。,第10页,注意：,1).,普通来说，假如一个生物对全部生态因子,耐受范围都是广泛,，那么这种生物在自然界,分布也一定很广,。,2).,一个生物,耐受范围越广,，,对某一特定点适应能力也就越低,；,相反狭生态幅生物，通常对范围狭窄环境条件含有极强适应能力,，但却丧失了在其它条件下生存能力。,3).,自然界中动植物极少能够生活在对他们来说是最适宜地方,，,而只能生活在它们占有更大竞争优势地方,。比如：很多沙漠植物在潮湿气候条件下能够生长得更茂盛，不过它们却只分布在沙漠中，因为只有在那里它们才占有最大竞争优势。,第11页,生物对生态因子耐受程度调整,1.,驯化：,生物借助于驯化过程能够稍稍调整它们对某个生态因子或一些生态因子耐受范围。假如一个生物长久生活在它最适生存范围偏一侧环境条件下，久而久之就会造成该种生物耐受曲线位置移动。,驯化在试验室条件下，普通只需较短时间；而在自然环境中这个改变通常要较长时间。,驯化能够了解为生物体内决定代谢速率地酶系统适应性改变,。,第12页,2.,休眠：,休眠是动植物抵抗暂时不利环境条件一个非常有效生理机制，环境条件假如超出了生物适宜范围,(,但不能超出致死程度,),，即使生物也能维持生活，但却经常以休眠状态适应这种环境。,动植物一旦进入休眠期，它们对环境条件耐受范围就会比正常活动是宽得多。,第13页,3,限制因子定律,(,limiting factors,),任何一个生态因子，只要靠近或超出生物耐受范围，它就阻止其生长、繁殖、分布、生理机能或者生存原因就是,限制因子,。,例题,：在以下情况下，测定了不一样光照强度光合作用速率影响（,4,种试验条件）：,0.10%CO,2,、,30(1)0.10%CO,2,、,20(2),0.03%CO,2,、,30(3)0.03%CO,2,、,20(4),从以上试验能够得知，对试验,2,、实,验,4,和,P,点起到限制作用原因分别是,A,光强度、,0.03%CO,2,、温度,B,0.10%CO,2,、光强度、温度,C,温度、光强度、,CO,2,浓度,D,温度、,0.03%CO,2,、光强度,光强度,光合速率,1,2,3,和,4,P,D,第14页,注意：,假如一个生物对某一生态因子耐受范围很广,(,窄,),，,而且这种因子又非常稳定,(,不稳定,),，,那么这种因子就不太可能,(,很轻易,),成为限制因子。,比如：氧气对陆生动物来说，数量多，含量稳定，所以普通不会成为限制因子；不过氧气在水体中含量是有限，而且经常发生波动，所以经常成为水生生物限制因子。,第15页,4,贝格曼定律（,Bergmans rule,）,恒温动物（内温动物）在严寒气候条件下，体型趋向于大，在温暖气候条件下，体型趋向于小。因为个体大动物，其相对表面积小，单位体重散热量相对较少，这么有利于保持体温。,5,阿伦定律（,Allens rule,）,恒温动物身体突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短趋势，在温暖地域有变长趋势。这也是在严寒地域降低散热和在温暖地域增加散热一个形态适应。,6,乔丹定律（,Jordans rule,）,栖息于冷水水域中鱼类，比栖息于温暖水域中同种鱼脊椎骨数目多。解释：低温使鱼类生长和发育速度变慢，因而延长了其性成熟时间，从而产生更大个体，其脊椎骨数目也增多。,第16页,7,葛洛格定律（,Glogers rule,）,普通来说，在干燥而严寒地域，动物体色较淡；而在潮湿而温暖地域，其体色较深。解释：温热地域动物毛色较深原因，可能与色素产生和酶活动相关，较高湿度和温度能增强酶活性，提升代谢速率，使皮肤中产生较多黑色素，体色则较深。,8,阿利氏定律,动物有一个最适宜种群密度，种群过密或过疏都可能对本身产生不利影响。伴随种群密度过大，将对整个种群带来不利影响，如它将抑制种群增加率，增大死亡率等。,第17页,三）、主要生态因子及其生态作用,1,光,光质改变：,光质随空间发生改变普通规律是,短波光随纬度增加而降低，随海拔升高而增加,。在时间改变上，,冬季长波光增多，夏季短波光增多；一天内中午短波光较多，早晚长波光较多,。,深水中红藻,(,紫菜,),能够较有效利用绿光。,紫外光作用抑制了植物茎伸长，所以很多高山植物都含有特殊莲座状叶丛。,第18页,（,1,）光对植物影响,光合作用强度,光合作用,呼吸作用,光强度,CP,光合作用和呼吸作用两条线,交叉点,就是,光赔偿点,。在此处光照强度是植物开始生长和进行净生产所需要最小光照强度。阳生植物和阴生植物有差异。,光对植物光合作用影响,第19页,光照强度,有机物积累量,光赔偿点,光饱和点,a,b,光照强度,有机物积累量,阳生植物,阴生植物,阳生植物和阴生植物赔偿点和饱和点,普通来说，植物个体对光能利用率远不如群体高，夏季当阳光最强时，单株植物极难充分利用这些光能，但在植物群体中对反射、散射和透射光利用要充分多。,第20页,对植物群体总光能利用率产生影响主要原因是,光合面积、光合时间和光合能力,。,光合面积,主要指叶面积，通惯用,叶面积指数,来表示，即,植物叶面积总和与植株所覆盖土地面积比值,。,光合时间,是指植物整年进行光合作用时间，光合时间越长，植物体内就能积累更多有机物质并增加产量。延长光合时间主要是靠延长叶片寿命和适当延长植物生长久。,光合能力,是指大气中二氧化碳含量正常和其它生态因子处于最适状态时植物最大净光合作用速率。,第21页,光对植物其它生理影响,a,与代谢关系：,对光照强度要求不一样植物分（阳生植物、阴生植物、耐阴植物）。阳生植物光饱和点比阴生植物要高，当然通常光赔偿点也会高一些,b,与生殖关系（光周期现象）：,依据植物对日照长度反应可分为长日照植物、短日照植物、中日照植物和中间型植物。（详细情况请看植物生殖生理）,第22页,（,2,）光对动物影响,影响动物,体色,、,生长发育,、,繁殖,、,行为,、,视觉,。有很多动物繁殖、行为都由日照长度来决定。,原因：,光周期改变很有规律、很稳定，,以它为信号普通不会,“,上当,”,。而其它原因如温度等稳定性不强。（一年中同一天日照长短都是一致，不过温度、湿度、食物等原因可能不一致）,第23页,2,温度,最适点、最低点、最高点，在生态学上称为温度三基点,（,1,）植物和温度,a.,植物春化,b,昼夜温差与有机物积累：,白天温度高有利于光合作用，夜间温度低降低呼吸作用。,c,季节变温与物候,：,生物长久适应于一年中温度 寒暑节律性改变，形成于此相适应生物发育节 律称为物候，实质是生物对季节性变温适应。,d.,极端温度对植物影响：,低温对植物伤害可分 为冷害、霜害和冻害三种。,第24页,冷害是指喜温生物在,零度以上,温度条件下受害或死亡，,比如海南岛热带植物丁子香在气温降到,6.1,时叶片便受害，降到,3.4,时顶梢干枯，受害严重。冷害是喜温生物向北方引种和扩展分布区主要障碍。,冷害,冻害是指冰点以下低温使生物体内,(,细胞内或细胞间隙,),形成冰晶而造成损害。冰晶形成会使原生质膜发生破裂和使蛋白质失活与变性。,当温度不低于,-3,或,-4,时，植物受害主要是因为,细胞膜破裂,引发；当温度下降到,-8,或,-10,时，植物受害则主要是因为,生理干燥和水化层破坏,引发。,冻害,第25页,e.,高温对植物影响,高温可减弱光合作用，增强呼吸作用，使植物这两个主要过程失调。比如马铃薯在温度到达,40,时，光合作用等于零，而呼吸作用在温度到达,50,以前一直随温度上升而增强，但这种情况只能维持很短时间。,高温还可破坏植物水分平衡,，加速生长发育，,促使蛋白质凝固和造成有害代谢产物在体内积累,。,注：,高温和低温（,极端温度,）对植物致死，使植物地理分布也受到温度限制。,植物水平分布南界和北界,，垂直分布海拔高低。,第26页,f.,植物对极端温度适应：,低温适应：,*,形态适应。芽叶含有油脂类物质，芽具鳞片，植表有蜡粉密毛，植株矮小。,*,生理适应。降低细胞内水，增加糖、脂、色素，以降低冰点，增加吸热。,高温适应：,*,加强反光、滤光，形成木栓层（隔热），降低含水量增加糖、盐（减慢代谢速率、增强原生质抗凝结力）加强蒸腾，反射红外线。,第27页,（,2,）动物和温度,a,影响动物繁殖：,b,温度与生物发育：,有效积温法则：,指生物（植物和变温动物）生长发育过程中，必须从环境中摄取一定热量才能完成某一阶段发育。如：水稻在浙江只能种两季，而在海南岛能够种三季。,有效积温法则应用：预测生物发生世代数；预测生物地理分布北界；预测害虫明年发生程度；推算生物年发生历；,c,温度影响动物形态：,贝格曼定律、阿伦法则,。,d,影响动物分布：,有效积温和极端温度；,e,极限温度对动物造成影响：,低温使动物致死，主要是因为细胞内形成冰晶损伤所致。高温对动物有害影响主要是破坏酶活性，使蛋白质凝固变性，造成缺氧、排泄功效失调和神经系统麻痹等。,f,动物对极端温度适应。,第28页,例题：,以下关于动物对温度适应说法正确是 （）。,A,在低温条件下，变温动物寿命较长，伴随温度增高，,其平均寿命缩短,B,温暖地域，变温动物完成发育时间比在冷地域长,C,恒温动物在低温下保持恒定体温，而变温动物随环境温,度提升而有对应改变,D,温度是动物分布限制因子，最主要是地域平均温度,AC,第29页,3,水,植物与水：,水生植物（沉水植物、浮水植物、挺水植物）,陆生植物（湿生植物、中生植物、旱生植物）,各种生态类型植物形态、解剖学结构特点（详细参考植物形态、解剖学）,动物与水：,a,影响动物分布；,b,影响动物体色；葛洛格定律（,Gloger,s rule,）,c,影响动物繁殖；,d,影响动物行为；,e,影响动物生长发育,第30页,一）水生植物,适应特点是体内有,发达通气系统,；,叶片常呈带状、丝状或极薄,，有利于增加采光面积和对,CO,2,与无机盐吸收；植物体含有较强弹性和抗扭曲能力以适应水流动；淡水植物含有自动调整渗透压能力，而海水植物则是等渗。,1,沉水植物,整株植物淹没在水下，为经典水生植物。,根退化或消失,，,表皮细胞,可直接吸收水中气体、营养物和水分，,叶绿体大而多,，适应水中弱光环境，无性繁殖比有性繁殖发达。如狸藻、金鱼藻和黑藻等。,2,浮水植物,叶片飘浮水面，,气孔通常分布在叶上面,，,维管束和机械组织不发达,，无性繁殖速度快，生产力高。不扎根浮水植物有凤眼莲、浮萍和无根萍等，扎根有睡莲和眼子菜等。,3,挺水植物,植物体大部分挺出水面，如芦苇、香蒲等。,第31页,二）陆生植物,1,湿生植物,抗旱能力小，不能长时间忍受缺水。生长在光照弱、湿度大森林下层，或生长在日光充分、土壤水分经常饱和环境中。前者如热带雨林中各种附生植物（蕨类和兰科植物）和秋海棠等；后者如水稻、毛茛、灯心草和半边莲等。,2,中生植物,适于生长在水湿条件适中环境中，其形态结构及适应性均介于湿生植物和旱生植物之间，是种类最多、分布最广和数量最大陆生植物。,3,旱生植物,能忍受较长时间干旱，主要分布在干热草原和荒漠地域。又可分为,少浆液植物,和,多浆液植物,两类。,前者叶面积缩小，根系发达，原生质渗透压高，含水量极少,，如刺叶石竹、骆驼刺和夹竹桃等；,后者体内有发达贮水组织，多数种类叶片退化而由绿色茎代行光合作用,，如仙人掌、石蒜、景天和猴狲面包树等。,第32页,水生动物渗透压调整,生活在海洋中动物大致有两种渗透压调整类型。一个类型是动物血液或体液渗透浓度与海水总渗透浓度相等或靠近；另一个类型是,动物血液或体液大大低于海水渗透浓度。,1.,硬骨鱼类和甲壳动物体内盐是经过鳃排泄出去，而软骨鱼类则是经过直肠腺排出。,2.,淡水动物：丢失溶质从两个方面得到填补：首先从食物中取得一些溶质，另首先动物,鳃或上皮组织表面也能主动地,把钠,吸收,到动物体内。,动物与水：,注意：,温度和降水,是影响生物在地球表面分布两个最主要生态因子，二者共同作用决定着生物群落在地球分布总格局。,第33页,二、种群生态学：,一）、种群概念：,二）、种群基本特征,三）、种群数量变动,种群是指在特定时间内，由分布在同一区域许多同种生物个体自然组成生物系统。,例题：,以下生物属于种群是 （）,A,一水田内全部水稻、稗草,B,一棉田中幼蚜，无翅、有翅成熟蚜,C,某池塘中全部鱼,D,一根朽木上全部真菌,B,第34页,1,种群密度：,种群密度是反应种群大小一个参数。种群大小（总数）也可经过,标志重捕法,来测定。标志重捕法详细操作是：在调查样地上，捕捉一部分个体进行标志，经一定时限进行重捕。依据重捕取样中标志百分比与样地总数中标志百分比相等假定，来预计样地中被调查动物总数。即：,N/M=n/m (,其中,M,为标志数，,n,为再捕个体数，,m,为再捕中标识数。,),二）种群基本特征,种群密度、种群空间分布格局、出生率与死亡率、迁入与迁出、性别百分比、年纪组成,第35页,2,种群空间分布格局：,组成种群个体在其生活空间中位置状态或布局，分为三类：均匀型、随机型、成群型（集群型）。,集群型,是最常见一个分布方式。,第36页,均匀分布产生原因，主要是因为种群内个体间竞争。比如森林中植物为竞争阳光（树冠）和土壤中营养物（根际）。分泌有毒物质于土壤中以阻止同种植物籽苗生长是形成均匀分布另一原因。,注：,随机型往往被错误地认为是最多见（受到独立分配规律影响，非等位基因之间随机组合），而实际上是最少见，因为,资源均匀分布、种群之间个体间无吸引、无排拆现象,是不太可能出现。,成群分布是最常见内分布型。成群分布形成原因是：,环境资源分布不均匀,，丰饶与贫乏相嵌；,植物传输种子方式使其以母株为扩散中心,；,动物社会行为使其结合成群。,第37页,2.3.1,种群年纪结构,2.3,种群统计,增加型,稳定型,衰退型,老年个体数,成体数,幼体数,第38页,2.3.2,种群存活曲线,概念,在各年纪阶段种群存活率曲线,基本类型,型（凸型,）,哺乳动物、人,型（直线型）,鸟类,型（凹型）,低等动物,第39页,存活率,年纪,凸型存活曲线,第40页,直线型存活曲线,年纪,存活率,第41页,凹型存活曲线,年纪,存活率,第42页,三）、种群数量变动,1,种群数量变动基本参数,a,出生率与死亡率；,b,迁入与迁出；,c,存活曲线；,d,生命表,年纪,型,型,型,1000,100,10,1,0.1,存,活,数,n,(log),存活曲线类型,动态生命表,静态生命表,年纪,时间,t,0,t,1,t,2,t,3,第43页,2,种群增加模型,种群在无限环境中，即假定环境中空间、食物等资源是无限，其增加率不随种群本身密度而改变，种群呈指数增加格局，其增加曲线为,“,J,”,字形。,注意：,指数增加情况只有在试验室内，,人为控制环境条件下，,才有可能发生，自然条件下普通是不会出现，因为自然条件环境都是有限。,种群指数增加,a,种群指数增加,数 量,第44页,b,种群阻滞增加（逻辑斯蒂增加）,因为野外种群总是处于有限环境当中，种群增加所以也是有限。,逻辑斯蒂增加曲线意义,：,最大连续产量模型（,K/2,）；防治有害生物（,K,）：,种群阻滞增加（逻辑斯蒂增加）,K,K/2,K,：环境容纳量,逻辑斯蒂增加曲线可划分为,5,个时期：开始期、加速期、转折期、减速期、饱和期（稳定时）,第45页,3,种群数量波动调整,a,种群生态对策,r-,对策；,k-,对策；两种生态对策,特点,。,大部分有害动物属于,r-,对策，大部分珍稀动物属于,k-,对策。,b,种群数量调整,密度制约：,影响种群个体数量原因中，其作用随种群密度而改变，包含生物之间相互作用,即,生物原因,。生物种群相对稳定和规则波动与密度制约原因作用相关。,非密度制约：,有些原因虽对种群数量起限制作用，但作用强度和种群密度无关，主要是指气候等,非生物原因,。种群数量不规则变动往往同非密度制约原因相关。,第46页,以下哪一条线表示动物种群数量变动中非密度制约。（）,B,种群密度,A,B,C,D,不利效应,（死亡,个体数）,四）、种间关系,例题,：,第47页,2.4,种内与种间关系,种群是物种在自然界中存在基本单位。,捕食,（,predation,）,竞争,（,competition,）,寄生,（,parasitism,）,共栖,（,commensalism,）,合作,（,protocooperation,）与,互利共生,（,mutualism,）,化学互助和,拮抗,第48页,山猫正在追捕雪兔,第49页,山猫和雪兔在,90,年间数量消长,第50页,两种草履虫，分开培养和混合培养，出现不一样生长曲线,第51页,一只鸟里里外外寄生物大,20,各种,第52页,(,左,),兰花栖生在树干上 （右）双锯鱼和海葵共栖,第53页,蚂蚁和蚜虫合作,第54页,牛尾鸟帮助河马去除寄生小虫。,第55页,白蚁消化道中原生动物帮助白蚁消化木屑,（互利共生）,第56页,第57页,一个鼠尾草分泌化学物质，使周围成为不毛之地。,第58页,类型,A B,特 点,竞争,-,彼此相互抑制,捕食,+-A,种杀死或吃掉,B,种,中性,O O,彼此互不影响,共生,+,彼此有利，分开后不能生活,合作,+,彼此有利，分开能独立生活,附生,+O A,种有益，,B,种无影响,偏害,-O,对,A,有害，对,B,无利也无害,寄生,+-,对,A,有利，对,B,有害,种群关系总结,第59页,例题：,曲线,1,和曲线,2,（图,5-4,）代表物种,1,和物种,2,耐热范围，在什么温度情况下物种,2,能竞争过物种,1,（）,A,温度在,t,1,t,2,范围内,B,温度在,t,2,t,3,范围内,C,温度在,t,1,以下,D,温度改变幅度很大时,E,温度在,t,3,以上,t,1,t,2,t,3,t,2,1,N,B,第60页,例题：,在一试验室中进行了两类细菌对食物竞争试验。试验中，测定了第,类细菌在第一代存活期间混合培养中所占总数百分比（,Z,t,），与第,类细菌在第二代存活期间混合培养中所占总数百分比（,Z,t+1,）之间对应关系。如右图所表示，实线表示观察到,Z,t+1,和,Z,t,关系，虚线表示,Z,t+1,=Z,t,时情况。在较长时间里，第,类细菌和第,类细菌会发生什么情况？（）,D,A,第,类细菌和第,类细菌共存,B,第,类细菌和第,类细菌共同生长,C,第,类细菌把第,类细菌排除掉,D,第,类细菌把第,类细菌排除掉,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,Z,t+1,Z,t,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,0,0,思索：,这条曲线假如改称凸形，结果又会怎么样。,第61页,例题：,将甲、乙两种植物混种,若设定,=N,=M,收获种子再播种,连续进行若干代,后将,M,对,N,作图,有以下几个可能结果。请回答,:,M,N,M,N,a,b,M,N,c,M,N,d,M=N,M=N,M=N,(1),甲与乙竞争中,若甲取胜,可用图,表示,那么,M,N,。,(2),甲与乙竞争中,出现稳定平衡时,可用图,表示,其平衡点为,e,A,B,C,D,B,A,b,第62页,三、群落生态学,群落,(community),在一定地理区域内，生活在同一环境下各种动物、植物和微生物等种群，彼此相互作用，组成含有独特成份、结构和功效不一样种群集合体。,第63页,群落生态学：,一）、群落中物种多样性和优势种,三）、群落结构,五）、群落演替,四）、陆地植物群落分布地带性,二）、生态位,第64页,群 落,ABCD,种,15092750,种,2304525,种,3100520,种,4100520,种,501520,种,60155,种,70100,种,80100,例题：,生态群落,K,到,N,包含以数字,1,到,8,代表物种，每个物种密度不一样，表,5,5,中给出了这些物种得密度（每平方米个体数），当受到大规模害虫攻击（危害程度逐步增加）时，这些群落中哪一个受到影响最小？（）,一）、群落中物种多样性和优势种,D,第65页,1,群落多样性含义：,生物多样性普通有三个水平：遗传多样性；物种多样性；生态系统多样性。生态系统多样性中包含群落多样性，而群落多样性包含两方面含义,种数目或丰富度,；,种均匀度,2,优势种和建群种：,对群落结构和群落环境形成有显著控制作用植物种称为,优势种,。它们通常是个体数量多，投影盖度大，生物量高，体积较大，生活能力较强。群落不一样层次有各自优势种，而其中,优势层优势种常称为建群种,。,3,群落交织区和边缘效应,群落交织区又称生态交织区或生态过渡区，是两个或多个群落之间过渡区域。群落交织区是一个交叉地带或种群竞争担心地带，在这里，群落中种数目及一些种群密度比相邻群落大，这种现象称为,边缘效应,。,第66页,二）、生态位,1,、生态位概念,生态位是指物种在生物群落或生态系统中,地位和角色,。,生态位重合；基础生态位；实际生态位。,D,例题：,下列图是种间竞争排斥图，假如供给点在区，供给率低于,A,、,B,两物种零增加线（,ZNGI,），那么,A,、,B,两物种结果是 （）,(B)ZNGI,(A)ZNGI,供给点,y,x,A,都能生存,B,共存,C,物种,A,生存，,B,排斥,D,都不能生存,第67页,2,生态位分化,同一地域共存物种，它们生态位关系从理论上有三种情况：,生态位完全分离；,生态位彼此部分重合；,生态位基本上重合,二）、生态位,1,、生态位概念,生态位是指物种在生物群落或生态系统中,地位和角色,。,生态位重合；基础生态位；实际生态位。,第68页,三）、群落结构,群落结构是指群落中,各种生物在空间上配置情况,，包含,垂直结构,和,水平结构,。,垂直结构：,指群落分层现象，群落中植物分层造成动物分层。群落分层结构是自然选择结果，它显著提升了利用环境资源能力。,水平结构：,群落内水平二维空间中生态因子经常不均匀，或因为人类和动物活动影响，使群落在外形上表现为斑块相间，我们称之为,镶嵌性,，每一斑块就是一个小群落。,四）、陆地植物群落分布地带性,1,经度地带性；,2,纬度地带性,3,垂直地带性,第69页,五）、群落演替,1,概念,不一样群落在同一地方相继出现，即一个群落转变为另一个群落过程，叫做群落演替。,2,演替基本类型,1,）按照演替发生时间进程，能够分为：,a,世纪演替：,延续时间相当长久，普通以地质年代计算；,b,长久演替：,延续达几十年，有时达几百年；,c,快速演替,：延续几年或十几年。,2,）按演替发生起始条件分，能够分为：,a,原生演替：,开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被,而且也没有任何植物繁殖体存在裸露地段）,上群落演替,b,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裸地）,上群落演替,第70页,3,）按基质性质划分，可分为：,a,水生演替：,演替开始于水生环境中，但普通都发展到陆地群落。如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落转变过程。,b,旱生演替：,演替从干旱缺水基质上开始。如裸露岩石表面上生物群落形成过程。,4,）按群落代谢特征来划分，可分为：,a,自养性演替：,自养性演替中，光合作用所固定生物量积累越来越多，比如由裸岩地衣苔藓草本灌木乔木演替过程。,b,异养性演替：,有机物质是随演替而降低。如：出现有机污染水体，因为细菌和真菌分解作用尤其强，有机物质是随演替而降低。,第71页,5,）按控制演替主要原因划分：,a,内因性演替：,群落中生物生命活动结果首先使它生境得到改造，然后被改造了生境又反作用于群落本身，如此相互促进，使演替不停向前发展。,b,外因性演替：,这种演替是因为外界环境原因作用所引发群落改变。其中包含气候发生演替、地貌发生演替、土壤发生演替、火成演替和人为发生演替。,注意：,一切源于外因演替最终都是经过内因生态演替来实现，所以说，内因生态演替是群落演替最基本和最普遍形式。,第72页,3,演替顶极,1,）单元顶极论：,不论是水生演替，还是旱生演替，最终都发展成为一个与当地气候相适应相对稳定中性群落,气候顶极群落；,2,）多元顶极论：,在一个气候区内，群落演替最终止果不一定都形成一个相同气候顶极群落。除了气候顶极外，还可有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极等。,3,）顶极,格局假说：,实际是多元顶极一个变型，认为伴随环境梯度改变，组成一个顶极群落连续改变格局。,第73页,四、生态系统,二）、生态系统营养结构,三）、生态系统功效,一）、生态系统概述,1,、概念：,生态系统是指在一定时间和空间内生物成份和非生物成份经过物质循环和能量流动而相互作用、相互依存所形成一个生态学功效单位。生态系统内部含有自我调整能力；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统三大功效。,生态系统,非生物成份,生物成份,气候因子,(,太阳辐射、温度、湿度、风等,),无机物质,有机物质,生产者,消费者,分解者,2,、组成：,(,生物群落,),(,非生物物,质和能量,),第74页,食物链和食物网概念,生态系统中储存于有机物中化学能，经过一系列吃与被吃关系，把生物与生物紧密地联络起来，这种以食物营养关系彼此联络起来生物序列，称为食物链（,food chain,）。生物群落中错综复杂食物关系，使多条食物链彼此交联，形成食物网（,food web,）。,二）、生态系统营养结构,第75页,食 物 链,第76页,第77页,4.2.2,食物链中功效类群,生产者（,producers,）,消费者（,consumers,）,还原者或称分解者（,decomposer,）,第78页,1,食物链和食物网,碎屑食物链：,以死生物或腐屑为起点食物链。在大多数,陆地生态系统和浅水生态系统,中，生物量大部分不是被取食，所以能流是以经过碎屑食物链为主。,捕食食物链：,又叫活食链，直接以生产者为基础。捕食食物链即使是人们最轻易看到，但只在一些水域生态系统中才能成为能流主要渠道。,寄生食物链：,是以寄生方式取食活有机体而组成食物链,第79页,4.2.4,食物链基本特点,同一食物链中常包含有食性和其它生活习性极不相同各种生物；,同一生态系统中，可能有多条食物链，长短不一样，营养级数目不等；,不一样生态系统，各类食物链比重不一样；,生态系统中，各类食物链总是协同起作用。,食物网不但维持生态系统相对平衡，并推进生物进化，是自然界发展演化动力,第80页,2,营养级和生态金字塔,营养级：,一个营养级是指处于食物链某一步骤上全部生物物种总和。通常一条食物链上营养级只有,4,5,级。为何？,生态金字塔：,数量金字塔：,是利用各营养级所包含各种生物总数多少来组成生态金字塔,生物量金字塔：,以生物组织干重表示每一个营养级中生物总重量,能量金字塔：,是利用各营养级所固定总能量值多少来组成生态金字塔,第81页,注意,:,生态金字塔普通都是上窄下宽，不过也有例外。比如：前一营养级个体比后一营养级个体显著大多，就又可能组成上宽下窄倒置金字塔（数量金字塔）；还有在湖泊和开阔海洋水域生态系统中经常出现上宽下窄倒置生物量金字塔。,注,：,能量金字塔不可能出现上宽下窄倒置金字塔。,第82页,3,生态效率：,a,同化效率,=,固定日光能,/,吸收日光能（植物）,=,同化食物能,/,摄取食物能（动物）,b,生长期有效率,=n,营养级净生产量能量,/n,营养级同化能量,c,利用效率,=n+1,营养级摄食能量,/n,营养级净生产量,d,林德曼效率,=n+1,营养级摄食能量,/n,营养级摄食能量,注：,普通,大,型动物生长期有效率要,低于,小,型动物；,老,年动物生长期有效率要,低于,幼,年动物；,肉食,动物同化效率要,高于,植食,动物。但伴随营养级增加，呼吸消耗所占百分比也对应增加，因而造成在肉食动物营养级净生产量对应下降。不过,林德曼效率在各个营养级之间统计几乎都是一个常数,即,10%,。以上也能够看出每个营养级净生产量都绝大多数通向碎屑食物链,第83页,4,生态系统反馈调整和生态平衡,反馈调整分为,负反馈调整,和,正反馈调整,。负反馈调整：较常见一个反馈，它作用是能够使生态系统,到达和保持平衡或稳态,，反馈结果是,抑制和减弱,最初发生改变那种成份所发生改变。正反馈调整：比较少见，它作用刚好与负反馈调整相反，即生态系统中某一成份改变所引发其它一系列改变，反过来不是抑制而是,加速,最初发生改变成份所发生改变，所以正反馈作用经常使生态系统,远离平衡状态或稳态。,因为生态系统含有自我调整能力，所以在通常情况下，生态系统会保持本身生态平衡。生态平衡是指生态系统经过发育和调整所到达一个稳定情况，它包含结构上稳定、功效上稳定、能量输入和输出稳定。当生态系统到达稳定状态时，它能在很大程度上克服和消除外来干扰，保持本身稳定性。这一现象就是生态系统反馈调整。,第84页,三）、生态系统功效,1,生态系统能量流动,a,生态系统初级生产和次级生产,生产量,（或称生产力）：在一段时间内，生态系统中某个种群或群落生产出来有机物总量。,初级生产量：,绿色植物经过光合作用，把太阳能转变成植物体内化学能，这过程称为,“,初级生产,”,，它所固定总能量（或形成有机物总量）称为初级生产量。又分总初级生产量：在某单位时间内生产者所固定全部太阳能；净初级生产量：总初级生产量减去生产者本身呼吸消耗后余下数值。,次级生产量：,在单位时间内动物体同化量减去其呼吸量余下值。实际上它就是动物用于生长、发育和繁殖那部分能量。,一级、二级、三级消费者生产量都属于次级生产量。,次级生产量,=,同化量,次级呼吸量,=,个体增重,+,新个体重量,第85页,b,能量流动特点：,单向流动，,不可逆转，逐层递减,。,2,物质循环：,又称生物地化循环，特点：,重复出现，循环流动,。,水循环，全球性,气体型循环,沉积物循环,第86页,能流和营养水平（,trophic levels,）,各类生物以地球生态系统初级生产者总生产量,/,年为起点，能量按食物链次序流动，即,能流,能流过程中，各类生物所处地位称为,营养水平,。营养水平和食物链步骤是有限（通常,4 5,个）,第87页,4.3.1.4,能量转化效率和生态金字塔,能量转化效率,：指某一营养级所固定能量与上一营养级所携有能量之比。,十分之一定律,：营养水平每上升一级所得能量只有原来营养水平,10%,。,生态金字塔,（,ecological pyramid,）生态系统中，当能量传递其营养级由低向高推进时，每级个体数目、生物量或所含能量呈递减式塔型分布，称,生态金字塔,。,第88页,素食者比肉食者节约能源,第89页,2,物质循环：,又称生物地化循环，特点：,重复出现，循环流动,。,水循环，全球性,气体型循环,沉积物循环,第90页,生物地球化学循环,（,biogeochemical cycle,）,在生态系统乃至生物圈内，各种化学元素沿特定路径，从环境到生物体，又从生物体再回归到环境，这种不停流动和循环过程。,生物富集作用,（,biological enrichment,）,生态系统中同一营养级上众各种群或个体，从环境中积蓄某种元素或难于分解化合物，致使生物体内该物质浓度超出环境中浓度现象。例：,DDT,富集现象。,第91页,DDT,经,食,物,链,浓,缩,10,7,倍,水中,DDT,浓度,3 x 10,6,ppm,鹰体内,DDT,浓度,25ppm,第92页,水循环,气体循环（碳、氧、氮循环）,碳循环,氮循环,沉淀循环（钙、钾、纳、镁、磷等盐类循环）,磷循环,第93页,水 循 环,第94页,碳 循 环,第95页,氮 循 环,第96页,3,。,生态系统中信息传递,生态系统中信息流（传递、接收和感应）存在于不一样组织水平，是生物长久进化结果。,生态系统中信息种类,物理信息：,声、光、电、热等,化学信息：,代谢分泌物、植物次生代谢物等,营养信息：,影响生物迁徙等,行为信息,生态系统中信息传递特征,含有可传扩性、永续性；,含有时效性、分享性与转化性,第97页,印随学习（,imprinting,）,第98页,生态系统中信息传递,动物之间信息传递是经过神经系统和内分泌系统进行；,动物之间信息传递决定生物各种行为。,取食：视觉、味觉、听觉信号对动物 取食影响,居住：物理信号和食物信号影响栖息地选择。,防护行为,：拟态（,imicry,）、警戒色、保护色,性行为：性外激素（,pheromone,）；,生物群集作用：食物、环境和信息素作用。,第99页,防卫,甲壳虫喷出毒液,第100页,蝴蝶用鲜艳“眼睛”吓走敌人,防卫,第101页,拟,态,第102页,西番莲是热带藤本植物，展足蛾产卵于叶面，西番莲蜜腺象卵，叶子起到保护作用,第103页,一个像石头样植物，不易被动物发觉,第104页,信息在生产实践中应用,光信息应用：调整控制生物发生发展,化学信息应用：趋光性和趋化性利用，,“迷向法”防治害虫；,声信息应用：超声处理种子；声纳打鱼；番茄听音乐。,第105页,五、环境问题：,（一）人类对大气层破坏,1,酸雨污染：,（不是单纯雨，他还包含雪、雾、尘埃等,各种含有酸性物质沉降物）,a,形成原因：,SO,2,、,NO,b,酸雨危害：,c,酸雨防治：,2,光化学烟雾：,a,形成原因：,NO,和碳氢化合物在阳光中紫外线作用下；,b,光化学烟雾成份：,O,3,、,NO,2,、醛类、过氧乙酰基硝酸酯,（,PAN,）与大
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
