第二章 生态学基础知识详解.ppt

第一章 生态学基础知识第一节 概述 一、生态学及其发展 （一）生态学的定义 A. 传统定义： 研究生物或生物群体与其环境的关系，或生活着的生物与其环境之间相互联系的科学 。(侧重于植物、动物) 1)生命系统：自然界具有一定结构和调节功能的生命单元。 2)环境系统：是自然界的光、热、空气、水分以及各种有机物和无机元素相互作用所共同构成的空间 （二）生态学的发展 生态学原是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的重要分科之一。初期主要研究植物，后来逐渐涉及动物和人类。 （三）生态学与环境学的异同 二、生态系统 （一）生态系统的概念 生物种群（Population）:一个生物物种在一定的范围内所有个体的总和。 生物群落（Community）：在一定自然区域的环境条件下，许多不同种的生物相互依存，构成了有着密切关系的群体。 生态系统（Ecosystem）：生物群落与其周围非生物环境的综合体。也即生命系统和环境系统在特定空间的组合。 （二）生态系统的组成 （三）生态系统的结构 1、生态系统的形态结构：生态系统的生物种类，种群数量、种的空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化（发育、季相）等构成了生态系统的形态结构。 2、生态系统的营养结构 生态系统的营养结构，是通过营养这一纽带，把生物和非生物之间紧密结合起来，构成以生产者、消费者和分解者为中心的物质循环和能量流动。即在太阳能的作用下，环境的营养物质被生产者吸收，转化为有机物，供消费者使用，而后消费者被分解者分解为无机物返回环境，再供生产者使用，完成物质循环。它是生态系统中能量流动和物质循环的基础。 （1）食物链（网）和营养级 生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系称为食物链。 一个生态系统中许多食物链彼此相互交错形成的复杂的营养关系叫食物网。 食物链上的每一个环节称为营养级。 按照生物间的相互关系，一般可把食物链分为： （1）捕食性食物链：即由一些以其他动物为食的动物构成的食物链。 （2）碎食性食物链：是由一些食碎屑生物构成的。 （3）寄生性食物链：是由一些寄生性生物构成的。 （4）腐生性食物链：是由腐生性生物构成的。 （四）生态系统的功能 能量流动 物质循环 信息联系 1、生态系统中的能量流动 人 10 kcal 二级消费者 100kcal 一级消费者 1000kcal 绿色生产者 10000kcal 能量金字塔 2、生态系统的物质循环 生态系统中物质循环在不断地进行着。碳、氢、氧、氮、磷、硫是构成有机体地主要元素，因而这些物质的循环是生态系统的基本物质循环。另外，还有几十种微量元素也是生命活动必不可少的。在生态系统中也构成了各自的循环，与环境污染密切相关的主要有水、碳和氮的循环。 2、生态系统中的物质循环 （1）水循环 （2）碳循环 （3）氮循环 （1）水循环 （2）碳循环 （3）氮循环 氮循环 生物固氮：每年约为54X106吨。 工业固氮：每年大约30X106吨 电离固氮：每年大约7.6X106吨 岩浆固氮：每年大约0.2X106吨 （4） 硫 循 环 （5）磷 循 环 3、生态系统中的信息联系 信息在生态系统中表现为多种形式，主要有营养信息、化学信息、物理信息、遗传信息和行为信息。 3.信息联系 北极狐和北极兔 ??? 据科学家们观察，生活在北极地区的北极狐是以北极兔为食的。北极狐一胎可以怀单胎，也可以怀双胎。而这是取决于北极兔的多少。北极兔的数量多，怀双胎；数量少则怀单胎。这对于维持生态系统的平衡是至关重要的。难道是北极兔告诉北极狐自己的数量吗？显然不可能，这只能是生态系统中某些类似物理、化学等信息在起作用。 第二节生态平衡及生态系统的动态变化 一、生态平衡的概念 生态系统发展到一定的阶段，它的生产者、消费者、分解者之间能够较长时间地保持着一种动态平衡；也就是说，它的能量流动和物质循环能较长时间地保持着一种动态平衡，这种平衡状态就叫做生态平衡。 生态平衡特点： 1) 为一暂时的、相对的动态平衡： 由生态系统内部的自动调节能力所致。 2) 生态系统结构越复杂，组成越多，物质与能量的途径越多，调节能力越强，平衡易保持。反之，调节能力越弱，平衡就不易保持。 3) 生态系统的变化与发展，是在不平衡 平衡 不平衡中的物质与能量流动中进行的。 二、生态系统的动态变化 （一）生态系统的演替 1、原生演替 如