第2章：生态学基础知识.ppt

第二章 生态学基础知识 生态学是研究生物与其周围环境之间相互关系及其机理的科学。环境科学则是以人类为中心，把人类生活与环境的相互影响作为一个整体来研究的一门学科。因此，生态学作为环境科学的基础理论，可以指导人们研究人类生存、发展与环境的相互关系。 本章的主要内容 第一节 生物与环境 第二节 种群生态学 第三节 群落生态学 第四节 生态系统生态学 第五节 生态系统稳定性与生态平衡 第一节 生物与环境 一、环境与生态因子 1．环境与生态因子的概念 环境是指生物有机体周围一切的总和，即指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和 。 组成环境的诸多因素即为生态因子。生态因子可以分成生物因子和非生物因子，前者包括生物种内和种间的相互关系，而后者则包括气候、土壤、地形等。 生态因子作用的一般特征 综合性 不可替代性和互补性 非等价性 2．生态因子的限制作用 利比希最低因子定律 在稳定状态下，当某种基本物质的可利用量接近所需的临界最小量时，这种基本物质即成为“限制因子”。 谢尔福德耐受定律 任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多，这种不足或过多接近或达到某种生物的耐受上下限时，就会使生物衰退或不能生存下去。 1．生活型 不同种的生物，由于长期生存在相同的自然生态条件和人工培育条件下，发生趋同适应，并经自然选择和人工选择而形成的具有类似形态、生理和生态特征的物种类群称为生活型。 2．生态型 同种生物的不同个体群，长期生存在不同的自然生态条件和人工培育条件下，发生趋异适应，并经自然选择和人工选择而分化形成的形态、生理和生态特征不同的基因型类群，称为生态型。 第二节 种群生态学 一、种群的概念和特征 1．种群的概念 种群是指同种生物在特定环境空间和特定时间内的所有个体的集群，是物种存在的基本单位。 种群具有三个方面特征： 空间特征； 遗传特征； 数量特征 2．种群的特征 出生率和死亡率 年龄结构和性比例 空间分布 种群密度 二、种群的数量变动 1．生命表和存活曲线 生命表 ——生命表是根据生物种群各年龄组的存活或死亡数据编制的一类统计表 。生命表分动态的和静态的两种形式。 藤壶的生命表 生命表中有若干栏，各栏符号在生态学中已成为惯例。 其中X为按年龄的分段， nx为X期开始时的存活数，lx为X期开始时的存活率； dx为从X到X+1的死亡数，qx为从X到X+1期的死亡率； Lx是从X到X+1期的平均存活数，即Lx=(nx+nx+1)/2， Tx是进入X龄期的全部个体在进入X期以后的存活个体总年数，即Tx =ΣLx ， ex为X期开始时的生命期望，即ex=Tx /nx ， e0是种群的平均寿命，表示出生时的动物，平均能够活多少年。 存活曲线——根据上述生命表，以存活数量的对数值为纵坐标，以年龄为横坐标作图，可得到种群的存活曲线。 I型——凸型存活曲线。表示种群在达到生理寿命之前只有少数个体死亡，如人类和一些大型哺乳动物。 II型——对角线存活曲线。表示种群各年龄期的死亡率基本相同，如鸟类、大多数爬行动物和一些小型哺乳动物。 III型——凹型存活曲线。表示种群幼体的死亡率很高，只有极少数个体能够活到生理寿命，如大多数鱼类，两栖类、海洋无脊椎动物等。 2．种群增长率和内禀增长率 种群增长率r是指单位时间里某种群增长的百分比。 内禀增长率rm是指在空间、食物量不受限制，排除天敌、疾病等其它种生物的影响，在某一特定的温度、湿度、光照和食物质量的环境条件下，种群的最大瞬时增长率。 3．种群的增长模型 种群在无限环境中的增长——“J”形增长模型 种群在有限环境中的增长——“S”形增长模型 4．种群的数量变动与相对稳定性 根据生物种群稳定性的动态类型，可以把生物分成两种类型：一种生物的种群密度比较稳定，经常处于环境容纳量K值周围，称为K-选择的生物。另一类生物的种群密度很不稳定，很少达到K值，大部分时间保持在逻辑斯谛曲线的上升阶段，称为r-选择的生物。 三、种间关系 1．种间竞争 高斯假说——在一个稳定的环境中，由于竞争的结果，完全的竞争者不能共存。在进化过程中，由于激烈的竞争，可能向两个方向发展。一是一个物种完全排斥另一物种；二是两个物种之间必须出现栖息地、食性、活动时间或其它特征上的生态位分化。 生态位是指生物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。 2．捕食 3．互利 第三节 群落生态学 一、群落的概念和特征 1．群落的概念 生物群落是指在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成，具有一定外貌、结构和功能的生物集合体。 2．群落的特征 具有一定的物种组成 具有一定的外貌 具有一定的群落结构 具有一定的动态特征 群落的边界特征