第一章生态学基础知识精品.docx

第一章生态学基础知识第一节生态学基本概念与原理一、生态学生态学(Ecology):最早黑格尔(德国生物学家)1869年提出意为：白然界的经济学是研究生物与环境之间相互关系的一门基础学科研究重点在于生态系统和生物圈，尤其是生物与环境、生物与生物之间的相互作用生态系统中的物质循环和能量的流动、生态系统的稳定与平衡以及影响平衡的因素及相关结果都是生态学家所关心的问题生态学中所说的生物包含植物、动物和微生物最近，由于人类环境问题和环境科学的发展，生态学也扩展到人类生活和社会形态等方面，把人类这一生物种也列入生态系统电来研究并阐明整个生物圈内生态系统的相互关系问题生态与环境的关系生态就是指一切生物的生存状态，以及它们之间和它与环境之间环环相扣的关系德国生物学家ErnstHaeckeI最早提出生态学的概念，它是研究动植物及其环境间、动物与植物之间及其对生态系统的影响的一门学科环境(environment)总是相对于某一中心事物而言的我们通常所称的环境就是指人类的环境生态环境是指由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体，主要或完全由自然因素形成，并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响。

生态环境与自然环境是两个在含义上十分相近的概念，有时人们将其混用，但严格说来，生态环境并不等同于自然环境自然环境的外延比较广，各种天然因素的总体都可以说是自然环境，但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境仅有非生物因素组成的整体，虽然可以称为自然环境，但并不能叫做生态环境从这个意义上说，生态环境仅是自然环境的一种，二者具有包含关系二、生态幅和生态位生态幅：生物对环境因素的耐受范围生态位：自然生态系统中一个种群在时间、空间上的/位了及其与相关种群之间的功能关系即：/物种在生物群落或生态系统中的地位和角色生态入侵：也称外来生物入侵指某一生物通过有意或无意的人为活动被引进到其自然分布范围以外的非原产地区；在适宜于其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，在当地日然或人为生态系统中建立了可？日我维持的种群；其分布地区逐步稳定扩展，造成自然景观或生态系统的明显变化或给当地的生态系统造成损害三、生物物种、种群、群落及其关系物种：生物分类的基本单位是具有一定的自然分布区、形态、结构、功能、发育、生态分布基木相同的一群生物种群：栖息在同一地域中同种个体组成的集合体，占有一定的空间的、具有潜在杂交能力和自己独立的特征、结构和功能的整体群落：栖息在同一地域中，相互之间有直接或间接关系的所有种群的集合体，包括该地域中的动物、植物和微生物。

生存对策R?对策：以量取胜(杂草和害虫)K-对策：以质取胜（珍惜濒危动植物）三、生态系统概念一定的时间和空间内，生物和非生物的成分之间，通过不断的物质循环和能量流动而相互作用、相互依存的统一体，构成一个生态学的功能复合体是由生物群落和非生物环境的复合体在生态系统中，各种生物彼此间以及生物与非生物的环境因素之间互相作用，关系密切，而且不断进行肴物质的交换、能量的传递和信息的交流目前，人类所生活的生物圈内有无数大小不等的生态系统生产者：主要是绿色植物，凡能进行光合作用制造有机物的植物种类，包括单细胞藻类，均属于生产者还有一些能利用化学能把无机物转化为有机物的化能日养型微生物，也应列入生产者之列消费者：主要是动物，又分为一级消费者（如草食性动物）；二级消费者（如肉食动物）；分解者：指各种具有分解能力的微生物，也包括一些微型动物，如鞭毛虫，土壤线虫等无生命物质：指生态系统中的各种无生命的无机物、有机物和各种|'|然因素（如土壤、空气、水等）3结构⑴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）营养结构：生态系统各组成部分之间建立起来的营养关系，构成了生态系统的营养结构（食物链和食物网）。

是生态系统中能量流动和物质循环的基础食物链：生态系统中，由食物关系把多种生物联接起来，一种生物以另一种生物为食，另一神生物再以第三种生物为食，彼此形成一个以食物联接起？来的链锁关系，称为食物链按照生物间的相互关系，一般可把食物链分为：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例如由狐狸和野侃构成的食物链碎食性食物链：是由一些食碎屑生物构成的诸如秃如蚯蚓、千足虫、白蚁、蚁和甲虫等寄生性食物链：是由一些寄生性生物构成的它们是与其“捕获物”建立起一种紧密地联系，长期地以“捕获物”为生比如：动物肠内的绦虫、寄生在动物体外的蝉、虱或七蛆鳗以及一些植物如菟丝子、棚寄生等腐生性食物链：是由腐生性生物构成的如水晶兰、真菌等食物网：在一个生态系统中，食物关系往往复杂，各种食物链相互交错，形成所谓食物网能量的流动，物质的迁移和转化，就是通过食物链或食物网进行的4、功能生态系统中能量流动、物质循环和信息联系构成了生态系统的基木功能（1）能量流动生态系统中全部生命活动所需要的能量均来自太阳太阳能在生态系统中的流动是按热力学定律进行的热力学第一定律告诉我们：“在一个封闭系统中（我们通常把以地球为中心包括太阳在内的宇宙环境看成是一个封闭系统），能量和物质是不能产生或消灭的。

即能量和物质不能凭空产生也不能凭空消亡”根据热力学第二定律：从一种能向另一种能的任何转换都不是完全有效的，能的消费是不可逆的过程在能量的转换过程中，总有一些能量失掉了因此，如果没有新的能量从外部投入，一个封闭系统最终会耗尽其能量因为生命需要能量，能量耗尽了，生命也就停止•了当然，地球并不是封闭系统，地球从太阳得到能量环境卡片能量流动的1/10规律在生态系统中，能量从植物体内转移至草食动物体内时大约为总能量的1/10,而再转移到肉食动物体内时，为草食动物能量的1/10左右一般说来，能量沿着绿色植物一草食动物一一级肉食动物一二级肉食动物逐级流动，而后者所获得的能量大体等于前者所含能量的1/10,这就是说，在能量流动过程中，约有9/1()的损失掉了2) 物质循环生态系统中的一切生物(动物、植物、微生物)和非生物的环境，都是由运动着的物质构成的并在地球长期的演化过程中建立起来了各种循环体系其中碳、氢、氧、氮、硫、磷等的循环是生态系统基木的物质循环镒、锌、铜、相、钻、钙、镁、钾等微量元素，也在生态系统中的构成了各自的循环而与人类环境关系比较密切的主要有水、碳、氮、三大循环3) 生态系统中的信息联系在生态系统的各组成部分之间及各组分内部，伴随着能景和物质的传递与流动还同时存在着各神信息的联系，而这些信息把生态系统联成一个统一的整体，起着推动物质流动、能量传/'逆的作用。

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5、生态系统平衡与稳定在任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断地进行着，但在一定的时期内，生产者、消费者和分解者之间都保持着一神相对的平衡状态，这神平衡是动态的平衡，不是静止的平衡系统内部的因素和外界因素的变化，尤其是人为的因素，都可能对系统产生影响，并引起系统的改变，甚至破坏系统的平衡第二节生态平衡及生态系统的动态变化一、生态平衡的概念如果某生态系统各组成成分在较长时间内保持相对协调，物质和能量的输出接近相等，结构与功能长期处于稳定状态，在外来干扰下，能通过白我调节恢复到最初的稳定状态，则这种状态可称为生态平衡生态平衡包括三个方面：结构上的平衡、功能上的平衡以及输入和输出物质数量上的平衡生态平衡是相对的平衡、动态的平衡二、生态系统的动态变化(%1)生态系统的演替一些生态系统，依靠自身的发展和活动的本性，一方面消灭某些物种，另一方面又允许别的物神侵入，以此来改变它们的环境因而，在占领这个地区的各种生物中，存在着一种渐近的变化最后，一个生态系统可能被另一个生态系统全部代替生态系统中的这种变化过程就叫做演替。

1、原生演替如果这个地域先前没有生物占领，那么，一个生态系统被另一个生态系统所代替的过程就称为原生演替2、次生演替开始于次生裸地或原生芜原(不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸露地段)上的演替3、顶极生态系统这是演替到最后阶段的一种生态系统全部已有的物种继续彼此按比例繁殖，并不再发生变化的平衡状态称为顶极这个系统也就叫做顶极生态系统顶极生态系统的类型依这个地区占优势的非生物因素的不同而异在炎热的干旱地区，顶极是热带荒漠生态系统；在炎热的潮湿地区，顶极是热带雨林二）影响生态系统演替变化的因素当生态系统的演替进行到顶极时，则可以理解为达到了动态的平衡这种平衡也不是一成不变的，特别是当自然因素和人为因素的强烈干扰和变动，往往破坏了生态平衡1、自然因素主要是指自然界发生的异常变化或自然界木来就存在的对人类和生物的有害因素如火山爆发、山崩海啸、水旱灾害、地宸、台风、流行病等自然灾害，都会使生态平衡遭到破坏2、人为因素主要指人类对自然资源的不合理利用、盲目发展生产带来的环境污染等问题三、生态学的一般规律（一）相互依存与相互制约规律相互依存与相互制约，反映了生物间的协调关系，是构成生物群落的基础。

生物间的这神协调关系主要分为两类：1、普遍的依存与制约，亦称“物物相关”规律有相同生理、生态特性的生物，占据与之相适宜的小生境，构成生物群落或生态系统系统中不仅同种生物相互依存、相互制约，异种生物（系统内各部分）间也存在依存与制约的关系；不同群落或系统之间，也同样存在依存与制约关系，亦诃说彼此影响2、通过“食物”而相互联系与制约的协调关系，亦称为“相生相克”规律具体形式就是食物链和食物网即每一种生物在食物链或食物网中，都占据一定的位置，并具有特定的作用各生物物种之间相互依赖、彼此制约、协同进化被食者为捕食者提供生存条件，同时乂为捕食者控制；反过来，捕食者又受制于被食者，彼此相生相克，使整个体系（或群落）成为协调的整体二）物质循环与再生规律生态系统中，植物、动物、微生物和非生物成分，借助能量的不停流动，一方面不断地从自然界摄取物质并合成新的物质，另一方面乂随时分解为原来的简单物质，即所谓“再生”，重新被植物所吸收，进行者不停顿的物质循环三）物质输入输出的动态平衡规律物质的输入输出规律又称为协调稳定规律，它涉及生物、环境和生态系统三个方面当一个生态系统不受人类活动干扰时，生物与环境之间的输入与输出，是相互对立的关系，生物体进行输入时，环境必然进行输出，反之亦然。

生物体一方面从环境摄取物质，另一方面乂向环境排放物质，以补偿环境的损失（这里的物质输入和输出，包含着量和质两个指标）四）相互适应与补偿的协同进化规律生物与环境之间，存在着作用与反作用的过程或者说，生物给环境以影响，反过来环境也会影响生物如：生物在土壤形成过程中的作用五）环境资源的有效极限规律任何生态系统中作为生物赖以生存的各种环境资源，在质量、数量、空间和时间等等方面，都有其一定的限度，不能无限制地供给，因而其生物生产力通常都有一个大致的上限也因此，每一个生态系统对任何的外来干扰都有一定的忍耐极限；当外来干扰超过这一极限时，生态系统就会被损伤、破坏、以致瓦解如：草场的退化、森林的过度采伐和过量捕鱼等。