第三章生态学基础方案.ppt

第三章 生态学基础 第一节 生态学研究的基本内容 一、生态学的含义及其发展 1、含义 生态学是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的主要分支之一。 生态学就是研究生命系统和环境系统之间相互作用的规律和机理的一门学科。它以一般生物为对象，研究自然环境因素与生物的相互关系。 2、生态学的发展 （1）研究对象： 传统生态学 现代生态学 （2）与基础科学和应用科学相结合，发展了生态学，扩大了生态学的领域。如：数学生态学、系统生态学、经济生态学等。 （2）生态系统的组成和作用 （3）生态系统的类型 按生态系统的环境性质和形态特征分： （a）陆地生态系统：自然生态系统（森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等）和人工生态系统（农田、城市、工矿区等）； （b）淡水生态系统：包括湖泊、河流、水库等； （c）海洋生态系统：包括海岸、河口、浅海、大洋、海底等。 （4）生态系统的结构 构成生态系统的各组成部分，各种生物的种类、数量和空间配置，在一定时期内均处于相对稳定的状态，使生态系统能够各自保持一个相对稳定的结构。主要有形态结构和营养结构。 （a）形态结构：生物的种类、种群数量、种的空间配置（水平分布、垂直分布）、种的时间变化。 （5）食物链及营养级 （a）食物链和食物网 所谓食物链，就是一种生物以另一种生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的链锁关系。 在一个生态系统中，食物关系往往很复杂，各种食物链互相交错，形成食物网。能量的流动、物质的迁移和转化都是通过食物链和食物网进行的。 “螳螂捕蝉，黄雀在后” 在数量上，第一营养级就必须大大超过第二营养级，逐渐递减，就造成了生物数目金字塔、生物量金字塔、能量金字塔。 （c）生物富集作用 某些自然界不能降解的重金属元素或其它有毒物质，经过食物链逐渐富集。 2、生态系统中的能量流动 （1）照射到地球上的太阳能量 （a）太阳辐射的电磁波情况 （b）太阳辐射及地球吸收太阳能的情况 （2）生态系统中的能量流动 （a）通过各级食物链，组成了生态系统的能量流动，并且服从热力学定律。 （b）能量流动的实现途径： 光合作用和有机成分的输入； 呼吸的热消耗和有机物的输出。 （c）生态系统热力学公式： Pg＝Pn＋R 其中：Pg为食物链某营养级的总产量或输入的能量；Pn为净产量；R为呼吸作用消耗的能量。 （d）能量流动的特点 ①生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低。(只有1.2％）； ②能量只朝单一方向流动； ③流动中能量逐渐减少，每经过一个营养级都有能量以热的形式散失掉； ④各级消费者之间能量的利用率也不高，在4.5％～17％之间，平均起来约为10％； ⑤能量在流动中，质量逐渐提高。 （1）水循环 （2）碳循环 碳是构成生物体的主要元素，是一切有机物的基本成分。生物所需碳主要来自二氧化碳。绝大部分碳以碳酸盐的形式固定在岩石圈中。 （3）氮循环 （4）磷循环（phosphorus cycle） 沉积型循环 三、生态平衡 1、生态平衡的含义 （1）概念 生态平衡是生态系统在一定时间内结构和功能的相对稳定状态，其物质和能量的输入输出接近相等，信息传递畅通和控制自如，在外来干扰下能通过自我调节（或人为控制）恢复到原初的稳定状态。 （2）生态平衡的原因 生态系统内部具有自动调节的能力。 我国的重要入侵外来种 2003年1月，中国国家环保总局和中国科学院经过调查后宣布，将紫茎泽兰、薇甘菊、空心莲子草、豚草、毒麦、互花米草、飞机草、凤尾莲、假高梁、蔗扁蛾、湿地松粉蚧、强大小蠹、美国白蛾、非洲大蜗、福寿螺和牛蛙16种外来入侵物种列入第一批“黑名单”。 四、生态学的一般规律 1、相互依存与相互制约规律 ——反映了生物间的协调关系 （1）普遍的依存和制约——“物物相关”规律 就是系统中各种生物间相互依存、相互制约关系是普遍存在的； （2）通过“食物”而相互联系与制约——“相生相克”规律 就是每一种生物在食物链和食物网中，都占据一定的位置，并具有特定的作用。 “电网、电磁网空前密集”影响野生动物赖以生存的“自然信息系统”。先前科学家发现，欧洲大量蜜蜂消失，美国四分之一蜜蜂群落因“群体崩溃紊乱”消失，英国麻雀数量过去30年减少一半。 有人认为，“电子雾”是产生上述现象的“罪魁祸首”，它还影响鸟类迁徙。野生动物依靠自然界电磁场定位及导航，但人造磁场能量更强且不断变化，使动物迷失方向。