第三單元生態(tài)學(xué)

1、第3單元 生物與環(huán)境 第一節(jié) 種群 1.種群的數(shù)量特征： 【種群】 一定區(qū)域內(nèi)同種生物所有個體的總稱【最基本的數(shù)量特征】 種群密度 【影響種群密度的主要因素】是種群的出生率、死亡率和遷入率、遷出率。性別比例通過出生率，死亡率影響種群的密度。即是間接影響種群密度。 【種群密度的測量方法】 樣方法： 適用范圍：植物和運(yùn)動能力較弱的動物 隨機(jī)取樣，一般為m2標(biāo)志重捕法： 適用范圍：運(yùn)動能力強(qiáng)的動物 ：n:m 【年齡組成】 增長型 穩(wěn)定型衰退型【種群的數(shù)量變化曲線】： “ J”型增長曲線條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害。（理想條件下，實驗室）無限增長曲線，呈指數(shù)增長的曲線，與密度無關(guān)“ S

2、”型增長曲線 條件：資源和空間都是有限的，與密度有關(guān) A曲線J型分析用達(dá)爾文的觀點，是由于生物具有過度繁殖的特性曲線“s”型分析ab:表示適應(yīng)環(huán)境 bc:呈指數(shù)增長 e:穩(wěn)定期，激烈斗爭期，出生率死亡率種群會停止增長或動態(tài)穩(wěn)定（生存斗爭的結(jié)果）圖中陰影部分表示：由于環(huán)境阻力，導(dǎo)致種群個體數(shù)實際增長與理論值的差異或由于生存斗爭，被淘汰的個體數(shù)量。圖D表示S型增長曲線的時間與增長率的關(guān)系 圖A表示J型增長曲線的時間與增長率的關(guān)系【知識點總結(jié)】當(dāng)時，種群增長率最大，理論上最適合捕撈(圖中C點)時，種群增長率降低，時，種群增長率增大【聯(lián)系實際】： 保護(hù)珍貴動物及消滅害蟲時，注意值，即在保護(hù)（消滅）種群

3、數(shù)量的同時還要擴(kuò)大（減小）他們的環(huán)境容納量。 在自然界中，影響種群的因素有很多，如氣候，食物 、 天敵 、 傳染病等，所以大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動中，在不利的條件下，種群的數(shù)量還會下降或消亡。種群的空間特征：均勻分布： 指種群在空間按一定間距均勻分布產(chǎn)生的空間格局。根本原因是在種內(nèi)斗爭與最大限度利用資源間的平衡。隨機(jī)分布： 是指中每一個體在種群領(lǐng)域中各個點上出現(xiàn)的機(jī)會是相等的，并且某一個體的存在不影響其他個體的分布。隨機(jī)分布比較少見，因為在環(huán)境資源分布均勻，種群內(nèi)個體間沒有彼此吸引或排斥的情況下，才易產(chǎn)生隨機(jī)分布。例如，森林地被層中的一些蜘蛛，面粉中的黃粉蟲等。集群分布： 是最常見的內(nèi)分布型

4、。成群分布形成的原因是：環(huán)境資源分布不均勻富饒與貧乏相嵌；植物傳播種子方式使其以母株為擴(kuò)散中心；動物的社會行為使其結(jié)合成群。 第二節(jié) 群落1.群落的特征主要包括：物種組成(豐富度)，種間關(guān)系，空間結(jié)構(gòu)。2.種間關(guān)系 （1）互利共生（如圖甲、A）： “同生共死” 根瘤菌、大腸桿菌，白蟻，地衣等， （2）捕食（如圖乙、D）： 直接獲取對方能量，不會有任何一方(種群)被消滅（3）競爭（如圖丙、C）： 不同種生物爭奪食物和空間（如羊和牛） 強(qiáng)者越來越強(qiáng)弱者越來越弱“你死我活”。（競爭排斥原理） 生活習(xí)性越相近，生態(tài)位重疊越多斗爭越激烈（競爭關(guān)系）（4）寄生(圖B)： 蛔蟲，絳蟲、 蚊子，菟絲子，靠吸取

5、對方營養(yǎng)為食A BA BA BC A B A BA BA B C D 植物與光照強(qiáng)度有關(guān) 垂直結(jié)構(gòu) 3.群落的空間結(jié)構(gòu)： 動物與食物和棲息地有關(guān) 水平結(jié)構(gòu) 4.演替： 隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程 【初生演替】：是指在一個從來沒有被植物覆蓋的地面或者是原來存在過植被，但被徹底消滅的地方發(fā)生的演替（沙丘，火山巖，冰川泥，水面） 【次生演替】：是指在原有植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其它繁殖體的地方發(fā)生的演替（火災(zāi)后的草原，過量砍伐的森林，棄耕的農(nóng)田）人類活動往往會使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向進(jìn)行自然演替的結(jié)果：一般情況，生物種類越

6、來越多，生態(tài)系統(tǒng)越來越穩(wěn)定演替不一定都到森林階段，要與當(dāng)?shù)氐臍夂蛳噙m應(yīng)，主要是看溫度和水分初生演替與次生演替的區(qū)別：起始條件不同水生演替：湖泊 沼澤 濕地 草原 森林 第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng) 1.生態(tài)系統(tǒng)的概念【生態(tài)系統(tǒng)】： 一定區(qū)域內(nèi)的所有生物與無機(jī)環(huán)境相互作用整體【地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)】：生物圈【生態(tài)系統(tǒng)的類型】：自然生態(tài)系統(tǒng)和人工生態(tài)系統(tǒng)【人工生態(tài)系統(tǒng)的特點】：人為作用突出，物種單一，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性差。包括：人工林，果園，城市， 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。 2.生態(tài)系統(tǒng)成分： 3.各種組分之間的關(guān)系： 無機(jī)環(huán)境 呼吸作用(有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物) 無機(jī)物 光合作用分解者 生產(chǎn)者 有機(jī)物 消費(fèi)者 有機(jī)物生態(tài)系

7、統(tǒng)中各組分之間緊密聯(lián)系，才能使生態(tài)系統(tǒng)成為一個統(tǒng)一整體。聯(lián)系生命界與非生命界的成分：生產(chǎn)者及分解者構(gòu)成一個簡單的生態(tài)系統(tǒng)的必需成分：生產(chǎn)者，分解者，無機(jī)環(huán)境。食物鏈：主要為捕食關(guān)系，只有生產(chǎn)者和消費(fèi)者無分解者，其起點：生產(chǎn)者 植物（第一營養(yǎng)級：生產(chǎn)者 初級消費(fèi)者：植食性動物）生態(tài)系統(tǒng)中的各種生物所處的營養(yǎng)級不是一呈不變的，食物網(wǎng)越復(fù)雜，則生態(tài)系統(tǒng)就越穩(wěn)定，抵抗力就越強(qiáng)。（如果有某種生物消失，就會有其它生物來代替。）食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的渠道。營養(yǎng)級 食物鏈中的一個個環(huán)節(jié)稱營養(yǎng)級，它是指處于食物鏈同一環(huán)節(jié)上所有生物的總和 4.分析生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈的各種生物的數(shù)量關(guān)系植物

8、昆蟲 青蛙 蛇 鷹 如果生產(chǎn)者減少或增多，則整條食物鏈的所有生物都減少或增多。如果蛇減少，則會發(fā)生如圖所示情況。 5.生態(tài)系統(tǒng)的功能：物質(zhì)循環(huán)，能量流動，信息傳遞。 第四節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動1.概念 生態(tài)系統(tǒng)中能量的流入，傳遞，轉(zhuǎn)化，和散失的過程。 【單位】一般是種群。 【渠道】：食物鏈和食物網(wǎng) 【流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指】： 這個生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者固定的全部太陽能 【開始】：從生產(chǎn)者固定太陽能開始。 【過程】： 呼吸（熱能） 有機(jī)物 有機(jī)物生產(chǎn)者 初級消費(fèi)者 次級消費(fèi)者 分解者（有氧呼吸和無氧呼吸） 生產(chǎn)者的能量來源和去路：來自太陽能，去路有三條；主要是以熱能的形式散失，其次是用于自身的生

9、長發(fā)育（被下一級吃掉），最后給分解者。流入消費(fèi)者體入的能量是指：被消費(fèi)者同化的能量分解者的能量：來自生產(chǎn)者和消費(fèi)者能量去處：呼吸作用、未利用、分解者分解作用、傳給下一營養(yǎng)級能量流動的特點： 單向流動，不能反復(fù)利用 逐級遞減（最后以熱能的形式散失）能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率：10%20%（一般營養(yǎng)級不超過5個，一山不容二虎，肉比青菜要貴），當(dāng)次級消費(fèi)者食用生產(chǎn)者超過最大傳遞量（20%）時，生態(tài)系統(tǒng)會被破壞（m1<5m2）。能量流動符合能量守恒定律能量金字塔：表示營養(yǎng)級與能量之間的關(guān)系，可以看出，營養(yǎng)級越高，則能量越少。數(shù)量金字塔：表示營養(yǎng)級與數(shù)量之間的關(guān)系。一般來說，營養(yǎng)級越高，則數(shù)

10、量越少。也有反例；例如：松毛蟲成災(zāi)的松樹林，食物鏈：樹 蟲 鳥 生物量（重量）金字塔：表示營養(yǎng)級與生物量之間的關(guān)系 ，營養(yǎng)級越高，則生物量越少生態(tài)系統(tǒng)在能量方面是一個開放的系統(tǒng)，需要不斷補(bǔ)充。2. 能量流動圖解 太陽能 農(nóng)作物 家禽家畜 微生物 人 糞便 3. 研究能量流動的意義：可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用：可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系（清除稻田中的雜草，清除魚塘中的黑魚。）【目的】：實現(xiàn)能量的多級利用，從而大大提高能量的作用率，合理的調(diào)理生態(tài)系統(tǒng)中能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧＃ㄉ鷳B(tài)農(nóng)業(yè)）【生態(tài)農(nóng)業(yè)】：是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)

11、原理，在環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的思想指導(dǎo)下，應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)建立起來的多層次，多功能的綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。【基本原理】：能量多級利用，物質(zhì)循環(huán)再生。能量流動和物質(zhì)循環(huán)主要是通過食物鏈來完成的，食物鏈既是一條能量轉(zhuǎn)換鏈，也是一條物質(zhì)傳遞鏈，從經(jīng)濟(jì)上看還是一條價值增值鏈。 【特點】：綜合性，多樣性，高效性，持續(xù)性 【意義】：廢物資源化，提高能量轉(zhuǎn)化效率，減少環(huán)境污染。 4.能量傳遞效率 第五節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 1.概念 組成生物體的元素在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán) 2. 碳循環(huán) 【主要形式】： CO2，其次是碳酸鹽 【范圍】：全球性 光合作用 無機(jī)環(huán)境 群落 呼吸作用 【能量流動與物質(zhì)循環(huán)之間的異同

12、】【不同點】：在物質(zhì)循環(huán)中，物質(zhì)是被循環(huán)利用的；能量在流經(jīng)各個營養(yǎng)級時，是逐級遞減的，而且是單向流動的，而不是循環(huán)流動 【聯(lián)系】： 兩者同時進(jìn)行，彼此相互依存，不可分割能量的固定、儲存、轉(zhuǎn)移、釋放，都離不開物質(zhì)的合成和分解等過程物質(zhì)作為能量的載體，使能量沿著食物鏈（網(wǎng)）流動；能量作為動力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返 第六節(jié) 信息傳遞相關(guān)知識1. 生態(tài)系統(tǒng)中的信息種類： 物理信息、化學(xué)信息、行為信息（孔雀開屏、蜜蜂跳舞、求偶炫耀）2.信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用：信息傳遞不以營養(yǎng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)：生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的傳遞；生物種群的繁衍，也離不信息的傳遞：信息還能夠調(diào)節(jié)

13、生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定 3.信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用： 提高農(nóng)產(chǎn)品和畜產(chǎn)品的產(chǎn)量 對有害動物進(jìn)行控制 第七節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性1. 概念： 生態(tài)系統(tǒng)所具有的保持或恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定的能力。2. 穩(wěn)定性的基礎(chǔ) 生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，而且自我調(diào)節(jié)能力是有限的 3.類型 【抵抗力穩(wěn)定性】： 生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界干擾并使自身的結(jié)構(gòu)和功能保持原狀的 【 恢復(fù)力穩(wěn)定性】：生態(tài)系統(tǒng)在受到外界干擾因素的破壞后恢復(fù)到原狀的能力一般來說，自然原因?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的干擾，我們談到抵抗力穩(wěn)定性，人為的原因?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的干擾，我們會談到恢復(fù)力穩(wěn)定性（除自然森林大火）一般來說，生態(tài)系統(tǒng)中的組分越多，食物網(wǎng)越復(fù)雜，其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng)，抵抗力穩(wěn)定性越高，恢復(fù)力穩(wěn)定性越差一般來說，在生態(tài)系統(tǒng)遭受到較大或徹底的破壞時，抵抗力越強(qiáng)的生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)力越弱，