種群群落生態(tài)系統(tǒng)課件

1、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)種群密度的定義種群在單位面積或單位體積中的個(gè)體數(shù)（個(gè)/m2、km2、m3等）種群數(shù)量統(tǒng)計(jì)種群數(shù)量研究方法調(diào)查研究：密度調(diào)查實(shí)驗(yàn)研究：酵母菌的增長研究，顯微（血球板）計(jì)數(shù)法數(shù)學(xué)模型研究（種群增長方式模型）：S型增長曲線推導(dǎo)，預(yù)測增長趨勢調(diào)查研究法：統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：樣方法標(biāo)志重捕法：1898年就已經(jīng)由丹麥漁業(yè)學(xué)家Petersen運(yùn)用樣方法在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機(jī)選取若干個(gè)樣方，通過計(jì)數(shù)每個(gè)樣方內(nèi)的個(gè)體數(shù)，求得每個(gè)樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計(jì)值。要求：移動(dòng)范圍小的生物隨機(jī)取樣，數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析偏差和顯著性樣方具有良好代表性，形狀限制不太大標(biāo)記重

2、捕法設(shè)某種群的總數(shù)為N ，第一次捕獲標(biāo)記的個(gè)體為M，第二次重捕的個(gè)體數(shù)為n，其中已標(biāo)記的為m，若隨機(jī)捕捉，則N:M=n:m,即適用范圍：活動(dòng)范圍大的動(dòng)物隨機(jī)捕捉假設(shè)往往不真實(shí)，動(dòng)物捕捉后會(huì)更容易或更難捕捉，標(biāo)記物會(huì)影響動(dòng)物死亡率等年齡結(jié)構(gòu)種群的年齡結(jié)構(gòu)是把每一年齡群個(gè)體的數(shù)量描述為一個(gè)年齡群對整個(gè)種群的比率。年齡群可以是特定分類群，如年齡、月齡，也可以是生活史期，如卵期、幼蟲期等。年齡結(jié)構(gòu)對了解種群歷史，分析預(yù)測種群動(dòng)態(tài)具有重要價(jià)值。年齡結(jié)構(gòu)圖金字塔型：增長型鐘型：穩(wěn)定型壺型：衰退型生殖后期生殖期生殖前期年齡結(jié)構(gòu)圖分析1982年河北省人口的年齡結(jié)構(gòu)圖0-10年齡組較少，說明計(jì)劃生育效果顯著10

3、-20年齡組人多，說明沒有顯著計(jì)劃生育效果35-45年齡段人口少是戰(zhàn)爭期間人口出生減少的結(jié)果種群的空間結(jié)構(gòu)種群的分布型是指種群的個(gè)體在生活空間中的位置狀態(tài)或布局均勻分布：較少見，主要因?yàn)榉N內(nèi)個(gè)體間競爭，如植物競爭陽光、土壤，繁殖期鳥類的鳥巢隨機(jī)分布：也很少，某一個(gè)體的存在不影響其他個(gè)體的分布，一般在資源分布均勻、豐富情況下出現(xiàn)，如面粉中的黃粉蟲幼蟲集群分布：最常見，原因資源分布不均勻植物種子以母柱為中心擴(kuò)散動(dòng)物的集群行為生命表和存活曲線以lgnx或lglx對x作圖即得到存活曲線。I型：凸型，幼體存活率高，老年死亡率高。如人類和大型哺乳動(dòng)物。II型：對角線型，整個(gè)生活周期有較穩(wěn)定死亡率。如鳥類。

4、III型：凹形，幼體死亡率高，如產(chǎn)卵魚類、貝類和松樹等。大多數(shù)野生動(dòng)物介于II和III型之間，多數(shù)植物接近III型。動(dòng)物由海洋到陸地過程中，產(chǎn)仔率減少，存活曲線IIIIII方向進(jìn)化。I型II型III型兩種模型的增長速率曲線增長速率季節(jié)消長一年生的草本植物的個(gè)體數(shù)量變化種群數(shù)量波動(dòng)原因：環(huán)境隨機(jī)變化，導(dǎo)致K值變動(dòng)時(shí)滯（延緩的密度制約）過度補(bǔ)償非周期波動(dòng)：環(huán)境的隨機(jī)變化導(dǎo)致不可預(yù)測的波動(dòng)?xùn)|亞飛蝗種群爆發(fā)周期和非周期波動(dòng)生物都可能出現(xiàn)種群爆發(fā)，如蝗災(zāi)、鼠災(zāi)、赤潮外來物種入侵紫莖澤蘭、鳳眼蓮（水葫蘆）等3.5種群數(shù)量調(diào)節(jié)外源性調(diào)節(jié)非密度制約因素氣候昆蟲的早期死亡率85-90%的原因是天氣條件不良密度制

5、約因素食物、捕食和疾病食物：如旅鼠種間競爭兩種或多種不同生物共同利用同樣資源時(shí)的關(guān)系捕食捕食是一種生物攝取其他種生物個(gè)體的全部或部分為食。典型捕食：襲擊獵物后迅速將其殺死而食。草食：逐漸的殺死或不殺死，只消費(fèi)對象個(gè)體的一部分。草食動(dòng)物、肉食動(dòng)物、雜食動(dòng)物寄生微寄生物：在寄主體內(nèi)或表面繁殖病毒、細(xì)菌、真菌和原生動(dòng)物大寄生物：在寄主體內(nèi)或表面生長但不繁殖無脊椎動(dòng)物，寄生蠕蟲（動(dòng)物）、蝴蝶或蛾幼蟲及甲蟲（植物）擬寄生物（重寄生物）：在昆蟲寄主身上或體內(nèi)產(chǎn)卵，通常導(dǎo)致其死亡。寄生蜂和蠅社會(huì)寄生：不攝取寄主組織，而是通過強(qiáng)迫寄主動(dòng)物為其提供食物或其他利益。窩寄生種內(nèi)：鴨，寄生雌體在其他個(gè)體巢中產(chǎn)卵，寄主

6、雌體會(huì)減少自己的產(chǎn)卵量種間：杜鵑和褐頭牛鸝，將蛋下在其他種鳥的巢中，并將寄主巢中原來一個(gè)蛋扔掉螞蟻，寄生蟻王侵襲其他蟻巢并殺死或控制土著蟻王，發(fā)生殖民霸占，土著工蟻繼續(xù)為其窩幼體提供食物和服務(wù)，而寄生蟻王向窩中加入自己的卵。互利共生菌根：真菌菌絲與多種植物的根共生，真菌幫助植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)（磷），并從植物獲取營養(yǎng)清潔魚：清潔魚從顧客魚身上移走寄生物和死亡皮膚，并以此為食地衣：真菌藻類共生體，真菌保護(hù)藻類免受干旱和陽光照射，藻類提供菌絲光合產(chǎn)物珊瑚：珊瑚蟲從藻類獲取大部分糖類，藻類從珊瑚蟲獲得營養(yǎng)素植物和固氮根瘤菌：植物為菌提供光合產(chǎn)物，固氮菌為植物提供氮植物-傳粉者互利共生：傳粉者獲取花蜜、果

7、實(shí)、種子花粉等為食或其他化合物，為植物散布種子（2012，北京，3）金合歡蟻生活在金合歡樹上，以金合歡樹的花蜜等為食，同時(shí)也保護(hù)金合歡樹免受其他植食動(dòng)物的傷害。如果去除金合歡蟻，則金合歡樹的生長減緩且存活率降低。由此不能得出的推論是A. 金合歡蟻從金合歡樹獲得能量B. 金合歡蟻為自己驅(qū)逐競爭者C. 金合歡蟻為金合歡樹驅(qū)逐競爭者D.金合歡蟻和金合歡樹共同（協(xié)同）進(jìn)化4.3群落的特征物種組成結(jié)構(gòu)演替群落的物種組成任何一個(gè)群落都由一定的動(dòng)物、植物和微生物種群組成。種類組成是區(qū)別不同群落的首要特征。獲取完整生物種類名單（高等植物名錄或動(dòng)物名錄）：最小面積法統(tǒng)計(jì)。生物多樣性生物多樣性是指生物中的多樣化和

8、變異性以及物種生境的生態(tài)復(fù)雜性。遺傳多樣性：全部生物遺傳信息的總和物種多樣性：生物有機(jī)體的多樣化種的數(shù)目（豐富度）：物種數(shù)目多少種的均勻度：個(gè)體分配的均勻程度生態(tài)系統(tǒng)多樣性：生物群落、生境與生態(tài)過程的多樣化群落結(jié)構(gòu)垂直結(jié)構(gòu)分層性包括地上和地下部分分層越復(fù)雜，植物對環(huán)境利用越充分植物分層：爭奪陽光、空間、水分和礦質(zhì)營養(yǎng)（地下分層）動(dòng)物分層：主要與食物、微氣候有關(guān)水生生物：陽光、溫度、食物和含氧量水平結(jié)構(gòu)斑塊性、鑲嵌性，個(gè)體在水平方向上分布不均勻，造成小群落。小、微地形變化、土壤濕度、鹽質(zhì)化、動(dòng)物活動(dòng)和人類影響等如林冠下光照不均勻：光照強(qiáng)處較多陽性植物，光照弱處長耐陰植物群落的環(huán)境異質(zhì)性越高，群落

9、的水平結(jié)構(gòu)越復(fù)雜時(shí)間結(jié)構(gòu)不同物種生命活動(dòng)在時(shí)間上的差異周期性動(dòng)物的遷徙、冬眠群落演替群落演替指由低級到高級、簡單到復(fù)雜、一個(gè)階段接著另一個(gè)階段、一個(gè)群落取代另一個(gè)群落的自然演變過程。演替分類：原生演替：發(fā)生在從未有任何植物覆蓋過，或原來存在過植被，但被徹底消滅了（包括地下的土壤）的原生裸地上的演替。如冰川移動(dòng)造成的裸地。美國密執(zhí)安湖沙丘的原生演替：先鋒植物+無脊椎動(dòng)物松林、黑櫟林、山核桃林穩(wěn)定的山毛櫸、槭樹林，十分緩慢，至少1000年次生演替：發(fā)生在原有植被留下的土壤條件下的次生裸地上的演替。如深林砍伐、火燒等造成的裸地。農(nóng)田棄耕：土壤殘留農(nóng)作物和雜草種子等飛蓬紫菀須芒草牧草、灌木針葉林松林穩(wěn)

10、定的櫟、山核桃，100年左右演替系列（階段、時(shí)期）水生演替（多水）：水生演替就是湖泊填平的過程自由漂浮植物階段：浮萍、滿江紅等一些藻類沉水植物階段：輪藻屬、金魚藻、眼子菜、黑藻浮葉根生植物階段：蓮、睡蓮直立水生階段：蘆葦、香蒲、澤瀉，水底開始露出水面與大氣接觸濕生草本植物階段：沙草科、禾本科草本植物階段：灌木、森林旱生演替（極干）：地衣植物階段：地衣苔蘚植物階段：苔蘚草本植物階段：禾本科、菊科、薔薇科灌木植物階段：灌木喬木植物階段：喬木森林頂級群落頂級群落：最終演替階段，穩(wěn)定狀態(tài)的群落。決定因素：氣候土壤養(yǎng)分、濕度、坡度、光照、牧食壓力、火等5生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)就是在一定空間中共同棲居著的所有生

11、物（即生物群落）與其環(huán)境之間由于不斷地進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程而形成的相互作用和相互依存的統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)成分非生物環(huán)境：包括無機(jī)元素、化合物、有機(jī)物質(zhì)和氣候等其他物理?xiàng)l件。也可將三者分開（無機(jī)物、有機(jī)物和氣候）生產(chǎn)者：能以簡單無機(jī)物制造有機(jī)物，是自養(yǎng)生物。綠色植物、藻類、藍(lán)藻和化能合成細(xì)菌等。生產(chǎn)者是生態(tài)系統(tǒng)中最基本和最關(guān)鍵的生物成分。消費(fèi)者：直接或間接利用生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物，屬于異養(yǎng)生物。草食動(dòng)物、肉食動(dòng)物、頂級肉食動(dòng)物和寄生動(dòng)物。分解者：屬于異養(yǎng)生物，把動(dòng)植物復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)者能重新利用的簡單化合物，并釋放能量，功能與生產(chǎn)者相反。細(xì)菌、真菌、蟹、軟體動(dòng)物和蠕蟲、蚯蚓、螨無脊椎動(dòng)

12、物、白蟻、禿鷲等。生態(tài)系統(tǒng)成分食物鏈和食物網(wǎng)食物鏈：生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì)，通過一系列取食和被食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，各種生物按其食物關(guān)系排列的鏈狀順序稱為食物鏈。食物網(wǎng)：生態(tài)系統(tǒng)中許多食物鏈彼此交錯(cuò)連接，形成的一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于受能量傳遞效率的限制，食物鏈的長度不可能太長，一般食物鏈都是由45個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的。食物鏈類型捕食食物鏈：直接以生產(chǎn)者為基礎(chǔ)，繼之以植食性動(dòng)物和肉食性動(dòng)物，能量沿著太陽生產(chǎn)者植食性動(dòng)物肉食性動(dòng)物的途徑流動(dòng)。如：青草野兔狐狼。在大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)中，凈初級生產(chǎn)量只有很少一部分通向捕食食物鏈，不是主要的食物鏈。食物鏈類型碎屑食物鏈：以碎屑為基礎(chǔ)，高等植物的枯枝落葉被分解者分解

13、成碎屑，然后再為多種動(dòng)物所食。其構(gòu)成方式為枯枝落葉分解者或碎屑食碎屑動(dòng)物小型肉食動(dòng)物大型肉食動(dòng)物。除此之外，還有寄生食物鏈。生物放大生物擴(kuò)大作用：由于生物體對于某物質(zhì)不能代謝，它們就累積在個(gè)體的體內(nèi)，通過食物鏈或食物網(wǎng)的傳遞導(dǎo)致在更高營養(yǎng)級上的有機(jī)體中的積累。營養(yǎng)級越高，積累量越大。如DDT在海水中的濃度為5.0 X 10-11g，而在浮游植物中則為4.0 X 10-8g，在蛤蜊中為4.2 X 10-7g，到銀鷗時(shí)就達(dá)75.5 X 10-6g。DDT從初始濃度到食物鏈最后一級的濃度擴(kuò)大了百萬倍。營養(yǎng)級食物鏈和食物網(wǎng)中物種關(guān)系復(fù)雜，無法用圖解方法完全表示，為了便于進(jìn)行能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)研究，所以

14、提出了營養(yǎng)級概念。營養(yǎng)級是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)級一般只有四、五級，很少有超過六級的。金字塔（生態(tài)錐體）若以一個(gè)多層柱狀體的橫柱代表營養(yǎng)級，橫柱的寬度表示各營養(yǎng)級的量，且按食物鏈中營養(yǎng)級的順序，由低至高排列起來，所組成的圖形稱為生態(tài)錐體，也可以稱為生態(tài)金字塔。能量金字塔：各營養(yǎng)級包含的能量為指標(biāo)，如c。最能保持金字塔形。數(shù)量金字塔：各營養(yǎng)級所包含的個(gè)體數(shù)量為指標(biāo)，如d。經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)倒置現(xiàn)象。生物量金字塔：各營養(yǎng)級所包含的生物量為指標(biāo)，如a。有時(shí)也有倒置的情況，如b。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程。完整過程：能量的源

15、頭 :太陽起點(diǎn):從生產(chǎn)者固定太陽能開始輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:生產(chǎn)者固定的太陽能總量渠道:食物鏈和食物網(wǎng)能量散失的形式:熱能能量流動(dòng)包括：初級生產(chǎn)、次級生產(chǎn)和分解初級生產(chǎn)過程初級生產(chǎn)是指綠色植物的生產(chǎn)，即植物通過光合作用，吸收和固定光能，把無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的生產(chǎn)過程。植物在單位面積、單位時(shí)間內(nèi)，通過光合作用所固定的太陽能，稱為總初級生產(chǎn)量（GP），常用單位：J/m2/a（或g/m2/a）。在初級生產(chǎn)過程中，植物固定的能量有一部分被植物自身的呼吸消耗掉，剩下的能量可用于植物的生長和生殖，這部分生產(chǎn)量稱為凈初級生產(chǎn)量（NP）。GP = NP + RR指呼吸消耗量 生物量和生產(chǎn)量生物量：某一特定觀察

16、時(shí)刻，某一空間范圍內(nèi)，現(xiàn)有有機(jī)體的量，它可以用單位面積或體積的個(gè)體數(shù)量、重量（狹義的生物量）或含能量來表示，因此它是一種現(xiàn)存量。常用每平方米生物體的干重(gm-2)或每平方米生物體的熱值來表示(J m-2 )。生產(chǎn)量：是在一定時(shí)間階段中，某個(gè)種群或生態(tài)系統(tǒng)所新生產(chǎn)出的有機(jī)體的數(shù)量、重量或能量。它是時(shí)間上積累的概念，即含有速率的概念。生物量和生產(chǎn)量是不同的概念，前者到某一特定時(shí)刻為止，生態(tài)系統(tǒng)所積累下來的生產(chǎn)量，而后者是某一段時(shí)間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)中積存的生物量。初級生產(chǎn)量的測定方法(1)收獲量測定法：陸生生態(tài)系統(tǒng)，收獲植物地上部分烘干至恒重，獲得單位時(shí)間內(nèi)的凈初級生產(chǎn)量。(2)二氧化碳測定法：在陸地生

17、態(tài)系統(tǒng)中，在已知面積或體積的透光容器內(nèi)，用紅外氣體分析儀測定二氧化碳進(jìn)入和離開這個(gè)密封容器的數(shù)量，減少的二氧化碳量就能代表光合作用量和光合作用率。(3)放射性同位素測定法：把一定數(shù)量的放射性碳酸氫鹽H14CO3- 加入到已知二氧化碳總量的海水樣品中，經(jīng)過一段時(shí)間培養(yǎng)，測定浮游植物細(xì)胞內(nèi)有機(jī)14C的數(shù)量，就可以計(jì)算出浮游植物光合作用速率。 初級生產(chǎn)量的測定方法(4) pH值測定法：水體中的pH值隨著光合作用中吸收二氧化碳和呼吸過程中釋放二氧化碳而發(fā)生變化，根據(jù)pH值變化估算初級生產(chǎn)量。(5)氧氣測定（黑白瓶）法(6)葉綠素測定法：葉綠素與光合作用強(qiáng)度有密切的定量關(guān)系，通過測定體中的葉綠素可以估計(jì)

18、初級生產(chǎn)力。(7)遙感法：利用衛(wèi)星或航空遙感葉綠素資料與初級生產(chǎn)力的關(guān)系數(shù)學(xué)模型或利用已建立的水團(tuán)溫度與初級生產(chǎn)力的關(guān)系數(shù)學(xué)模型等來實(shí)現(xiàn)大空間尺度(如:大洋乃至全球尺度) 和長周期的對初級生產(chǎn)力的大致估計(jì)。氧氣測定（黑白瓶）法多用于水生生態(tài)系統(tǒng)。用三個(gè)玻璃瓶，其中一個(gè)用黑膠布包上，再包以鉛箔。從待測的水體深度取水，保留一瓶(初始瓶IB)以測定水中原來溶氧量。將另一對黑白瓶沉入取水樣深度，經(jīng)過24h或其他適宜時(shí)間，取出進(jìn)行溶氧測定。根據(jù)初始瓶(IB)、黑瓶(DB)、白瓶(LB)溶氧量，即可求得：凈初級生產(chǎn)量LB-IB呼吸量IB-DB總初級生產(chǎn)量=LB-DB（2014，海淀期中）從水體中取得一定水

19、樣，首先測定其初始溶氧，然后將水樣灌入兩個(gè)相同的瓶子中，一個(gè)白瓶完全透光，另一個(gè)黑瓶完全不透光，然后放回原來水層。24小時(shí)后取出，分別測量白瓶和黑瓶中的溶氧量，從而可以計(jì)算水體生物的總光合量、凈光合量和呼吸量。某次實(shí)驗(yàn)中意外損壞了黑瓶，那么無法獲得的數(shù)據(jù)是總光合量凈光合量呼吸量黑瓶盛水量ABCD次級生產(chǎn)消費(fèi)者利用初級生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行新陳代謝，經(jīng)過同化作用形成異養(yǎng)生物自身的物質(zhì)，稱為次級生產(chǎn)。次級生產(chǎn)過程：次級生產(chǎn)能量公式對一個(gè)動(dòng)物種群來說，其能量收支情況可以用下列公式表示：C = A + FUA = P + RP = C - FU - RC代表攝取量，A代表同化量，F(xiàn)U代表糞尿量，P代表凈次級生

20、產(chǎn)量，R代表呼吸量。凈次級生產(chǎn)量等于動(dòng)物吃進(jìn)的能量減掉糞尿所含有的能量，再減去呼吸代謝過程中的能量損失。PAFUR未捕獲(876.1g)獵物種群生產(chǎn)量(886.4g)被捕獲(10.3g)被吃下(7.93g)C未吃下(2.37g)未同化(0.63g)同化(7.3g)A凈次級生產(chǎn)(2.7g)P呼吸(4.6g)R次級生產(chǎn)量分解作用分解作用包括破碎、異化和淋溶三個(gè)階段。破碎：由于物理和生物作用將尸體分解為顆粒狀的碎屑的過程。異化：有機(jī)物質(zhì)在酶的作用下分解，聚合體到單體，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為礦質(zhì)成分的過程。淋溶：可溶性物質(zhì)被水所淋洗出，純粹的物理過程。流量流動(dòng)分析生態(tài)系統(tǒng)層次上能流研究的步驟：確定組成生態(tài)系統(tǒng)的生

21、物組成部分的有機(jī)體成份；確定消費(fèi)者的食性，確定消費(fèi)者的分類地位；確定有機(jī)體的營養(yǎng)級歸屬，進(jìn)而確定：各營養(yǎng)級的生物量，各營養(yǎng)級能量或食物的攝入率，同化率，呼吸率，由于捕食、寄生等因素而引起的能量損失率 結(jié)合各個(gè)營養(yǎng)級的信息，獲得營養(yǎng)金字塔或能流圖。賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)分析總初級生產(chǎn)量111.0植食動(dòng)物15.0肉食動(dòng)物3.0分解3.0分解0.5分解微量呼吸23.0呼吸4.5呼吸1.8未利用70.0太陽能118872未利用7.0未利用1.2未吸收的能118761林德曼效率：原指n+1營養(yǎng)級攝取的食物除以n營養(yǎng)級攝取的食物。也有人認(rèn)為應(yīng)該是同化量之間的比值。十分之一法則能量流動(dòng)一般模型方框表示各個(gè)營養(yǎng)級

22、和貯存庫能流通道的粗細(xì)代表能流量的多少箭頭表示能量流動(dòng)的方向。 最外面的大方框表示生態(tài)系統(tǒng)的邊界。自外向內(nèi)有兩個(gè)能量輸入通道，即日光能輸入通道和現(xiàn)成有機(jī)物質(zhì)輸入通道。達(dá)兩個(gè)能量輸入通道的粗細(xì)將依其體的生態(tài)系統(tǒng)而有所不同，如果日光的輸入量大于有機(jī)物質(zhì)的輸入量則大體上屬于自養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)；反之，如果現(xiàn)成有機(jī)物質(zhì)的輸入構(gòu)成該生態(tài)系統(tǒng)能量來源的主流，則被認(rèn)為是異養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)。大方框自內(nèi)向外有三個(gè)能量輸出通道，即在光合作用中沒有被固定的日光能、生態(tài)系統(tǒng)中生物的呼吸以及現(xiàn)成有機(jī)物質(zhì)的流失。能量流動(dòng)的特點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)中的能流是單向的：沿食物鏈方向由低營養(yǎng)級流向下一營養(yǎng)級通過各個(gè)營養(yǎng)級的能量是逐級減少的各營養(yǎng)級消費(fèi)者不

23、可能百分之百地利用前一營養(yǎng)級的生物量各營養(yǎng)級的同化率也不是百分之百的，總有一部分變成排泄物各營養(yǎng)級生物要維持自身的生命活動(dòng)，總是有一部分能量變成熱能而耗散掉生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)之間礦物元素的輸入和輸出，以及它們在大氣圈、水圈、巖石圈之間，生物與生物之間的流動(dòng)和交換稱為生物地（球）化（學(xué)）循環(huán)，即物質(zhì)循環(huán)。物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)總是相伴發(fā)生物質(zhì)反復(fù)循環(huán)、能量單向流動(dòng)通常在全球循環(huán)和局域循環(huán)兩個(gè)尺度研究生物地化循環(huán)的三種主要類型氣體型循環(huán) 貯存庫是大氣和海洋 有氣體形式的分子參與循環(huán)過程 循環(huán)速度快，例如CO2、N2、O2等 沉積型循環(huán) 貯存庫是巖石、土壤和沉積物 沒有氣

24、體形式的分子參與循環(huán)過程 循環(huán)速度慢，時(shí)間以千年計(jì)算，例如P、Ca、Mg等 水循環(huán) 水的全球循環(huán)過程 生態(tài)系統(tǒng)中所有的物質(zhì)循環(huán)都離不開水循環(huán)的推動(dòng)水循環(huán)碳循環(huán)碳庫：海洋和大氣、生物體 碳的存在形式：CO2、無機(jī)鹽、有機(jī)碳 碳循環(huán)的主要過程：碳的同化過程和異化過程，主要是光合作用和呼吸作用。人類活動(dòng)對碳循環(huán)造成嚴(yán)重影響，引起氣候變化的主要原因碳循環(huán)過程氮循環(huán)氮庫：大氣、土壤、陸地植被 生物可利用的氮的形式：NO32-、NO22-、NH4+ 氮循環(huán)的主要過程 固氮作用：閃電、宇宙射線、火山爆發(fā)等高能固氮 工業(yè)固氮生物固氮：固氮菌、與豆科植物共生的根瘤菌和藍(lán)藻等自養(yǎng)和異養(yǎng)微生物 氨化作用：由氨化細(xì)菌

25、和真菌的作用將有機(jī)氮分解成為氨和氨化合物，氨溶水成為NH4+，為植物利用 硝化作用： 在通氣良好的土壤中，氨化合物被亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，供植物吸收利用 反硝化作用:反硝化細(xì)菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變成氮?dú)?，回到大氣庫中富營養(yǎng)化大量有活性的含氮化合物進(jìn)入土壤和各種水體以后對環(huán)境產(chǎn)生很大影響，常常使池塘、湖泊、河流、海灣等水體過度“肥沃”，造成水體富營養(yǎng)化，藍(lán)藻類和細(xì)菌大暴發(fā)，繼而死亡，分解過程中大量掠奪其他生物所必需的氧，造成魚類、貝類因缺氧而大規(guī)模死亡。這種現(xiàn)象發(fā)生在江河湖泊中稱為水華，發(fā)生在海洋中則稱為赤潮。氮循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞種類：有物理信息、化學(xué)信息、營養(yǎng)信息和行為

26、信息四種 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和調(diào)節(jié)機(jī)制生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育和調(diào)節(jié)所達(dá)到的一種穩(wěn)定狀況，它包括結(jié)構(gòu)上的、功能上的和能量輸入輸出上的穩(wěn)定，最顯著的特點(diǎn)是屬于動(dòng)態(tài)平衡。自然狀態(tài)下，生態(tài)系統(tǒng)總是朝著種類多樣化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和功能完善化方向發(fā)展，直到生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到成熟的最穩(wěn)定狀態(tài)。自然生態(tài)系統(tǒng)具有通過負(fù)反饋所表現(xiàn)出的自我調(diào)節(jié)機(jī)制。自我調(diào)節(jié)能力具有一定限度，當(dāng)外來干擾因素超過一定限度，生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力就會(huì)受到損害，甚至導(dǎo)致生態(tài)危機(jī)。負(fù)反饋能夠使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到平衡和保持穩(wěn)態(tài)，反饋的結(jié)果是抑制和減弱最初引發(fā)變化的那種成分所發(fā)生的變化。狼狼兔兔植物植物狼餓死狼吃飽吃了較多兔子吃了較少兔子兔吃飽兔餓死吃了較少的

27、草吃了大量的草71正反饋：即生態(tài)系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他一系列變化，反過來加速最初引發(fā)變化的成分所發(fā)生的變化，因此正反饋常常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)或穩(wěn)定。污染 魚死亡污染 魚死亡 魚死亡 污染 6.1生態(tài)工程的概念生態(tài)工程是從系統(tǒng)思想出發(fā)，按照生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和工程學(xué)的原理，運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)成果、現(xiàn)代管理手段和專業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)組裝起來的，以期獲得較高的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益的現(xiàn)代生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。生態(tài)工程原理：整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生人教：物質(zhì)循環(huán)再生原理物種多樣性原理協(xié)調(diào)與平衡原理整體性原理系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理6.2生態(tài)農(nóng)業(yè)概念和目的生態(tài)農(nóng)業(yè)是運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理和系統(tǒng)科學(xué)方法，把現(xiàn)代科學(xué)成果與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)相

28、結(jié)合，具有生態(tài)合理性、功能良性循環(huán)，使社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益密切結(jié)合的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式。目的：提高太陽能利用率、生物能轉(zhuǎn)化效率，農(nóng)副產(chǎn)品廢棄物的循環(huán)再生，因地制宜地充分利用自然資源，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，以獲得更多的農(nóng)產(chǎn)品，滿足人類社會(huì)的需要，達(dá)到持續(xù)發(fā)展。生態(tài)農(nóng)業(yè)的理論依據(jù)生物與環(huán)境的相互作用和協(xié)同進(jìn)化：注意作物多樣性、土壤保護(hù)、合理輪作、養(yǎng)種結(jié)合食物鏈和食物網(wǎng)理論：不任意打破食物鏈關(guān)系，考慮對相連鏈上生物的影響能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)再生：提高能量轉(zhuǎn)化效率如對秸稈糖化或氨化處理使之成為家畜飼料，再通家畜排泄物培養(yǎng)食用菌，殘菌用于繁殖蚯蚓，最后蚯蚓的殘余物還田做肥料。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和功能協(xié)調(diào)利用蜜蜂和花的關(guān)系，

29、果樹栽培和養(yǎng)蜂相結(jié)合；稻田養(yǎng)魚；豆科植物與根瘤菌固氮，改良土壤生態(tài)農(nóng)業(yè)的類型和技術(shù)立體養(yǎng)殖：充分利用太陽能、水分和礦質(zhì)營養(yǎng)，空間多層次、時(shí)間多序列水體：上層浮游生物食性、下層底棲生物食性以及雜食性、少量肉食性魚類混合培養(yǎng)，再加上蓮藕等水生植物陸地：上層蜂桶中層雞舍下層豬圈底層蚯蚓池時(shí)間：春天養(yǎng)蠶室養(yǎng)雞，養(yǎng)蠶季節(jié)將小雞放入桑園，冬天再放回養(yǎng)蠶室結(jié)合：稻-萍-魚，稻-鴨-魚，林-畜-蚯蚓，葦-禽-魚等物質(zhì)循環(huán)利用作物/林木-食用菌循環(huán)，作物、林木碎屑培養(yǎng)食用菌，菌渣等做肥料豬-蛆/蚯蚓-雞，豬糞培養(yǎng)蛆或蚯蚓，再喂雞，雞糞做豬飼料種養(yǎng)結(jié)合：禽-魚-作物，禽-畜-魚-林種-養(yǎng)-加工結(jié)合、種-養(yǎng)-沼氣結(jié)

30、合，種-養(yǎng)-加工-沼氣結(jié)合等生態(tài)農(nóng)業(yè)的類型和技術(shù)生物相克弊害以蟲治蟲：七星瓢蟲捕食棉蚜蟲、赤眼蜂捕食玉米螟以鳥治蟲：棉田養(yǎng)雞、稻田養(yǎng)鴨以草治草、蟲：植物密植抑制雜草、創(chuàng)造害蟲天敵繁衍的條件以防治害蟲以菌治蟲：有益細(xì)菌制劑殺滅害蟲農(nóng)林牧漁一體化稻田養(yǎng)魚：向稻田中加入原來不生活其中的草食性（草魚）、慮食性（鰱魚）、雜食性（鯉魚）和底棲動(dòng)物食性（青魚）的魚，雜草被有效控制，無經(jīng)濟(jì)價(jià)值的浮游生物和底棲動(dòng)物變成了魚食物，魚排除的糞便富含氮磷，提高稻田肥力，增加稻田產(chǎn)量。?；~塘相關(guān)試題（2013，江蘇）在江蘇某地進(jìn)行稻田養(yǎng)魚的實(shí)驗(yàn)研究。 6 月 5 日在一定面積的實(shí)驗(yàn)小區(qū)插秧后放養(yǎng) 300 條小鯽魚(雜

31、食性),稻田水深 8 10 cm。 對照小區(qū)不放魚,其他條件相同。 所有處理設(shè)置 3 次重復(fù),實(shí)驗(yàn)持續(xù) 2 個(gè)月,期間檢測浮游植物生物量(干重)。 請回答下列問題:(1)每個(gè)處理設(shè)置 3 次重復(fù),其主要目的是 _減少實(shí)驗(yàn)誤差(增加實(shí)驗(yàn)的精確性 ) _ 。(2)實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)月期間,檢測發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組浮游植物生物量顯著高于對照組,原因分析如下:放魚對浮游植物的不利之處是魚的取食作用;有利之處是魚糞便為浮游植物提供營養(yǎng)物質(zhì),以及魚會(huì)大量捕食 _浮游動(dòng)物_從而減弱其對浮游植物的捕食作用。 在此期間,有利因素占據(jù)優(yōu)勢。(3)實(shí)驗(yàn)的第二個(gè)月期間,所有小區(qū)的浮游植物生物量均顯著下降,主要原因是此時(shí)生長旺盛的水稻

32、與浮游植物之間具有 _競爭_關(guān)系。(4)放養(yǎng)魚增加了該生態(tài)系統(tǒng)中 _營養(yǎng)結(jié)構(gòu)(食物網(wǎng)或食物鏈) _ 的復(fù)雜性,從而增加了該生態(tài)系統(tǒng)中 _物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量流動(dòng) _ 的速率。(5)除了上述因素之外,對該實(shí)驗(yàn)研究影響最大的不定因素是 _ _ (填序號)。鳥 土壤質(zhì)地 光照 水體肥力 稻田雜草?；~塘添加沼氣池，把人畜糞便、作物殘留送入沼氣池，沼氣作燃料，沼渣作肥料。實(shí)現(xiàn)能量的充分利用。庭院生態(tài)系統(tǒng)（沼氣池應(yīng)用）“四位一體”充分應(yīng)用了物質(zhì)循環(huán)原理，提高了單位土地面積的產(chǎn)出，同時(shí)減少了環(huán)境污染，大大提高了農(nóng)業(yè)的綜合效益。四位一體有害生物防治有害生物定義：主觀性強(qiáng)防治目標(biāo)：一般來說降到某個(gè)水平即可防治方法：

33、農(nóng)業(yè)防治：利用農(nóng)業(yè)技術(shù)防止病、蟲和雜草等。如：田間混合種植不同物種的作物、避開相同作物在同一地點(diǎn)上的重復(fù)種植生物防治：利用有害生物的天敵防治有害生物。主要利用有益昆蟲和微生物殺死害蟲和雜草。這些生物常被稱為生物殺蟲劑。蘇云金芽胞桿菌、線蟲綱動(dòng)物、真菌等化學(xué)防治：使用化學(xué)藥劑控制有害生物。殺蟲劑、除莠劑等。缺點(diǎn)是對昆蟲、魚類高等哺乳動(dòng)物的毒害、對天敵的影響、易產(chǎn)生抗性物理防治：物理措施防治。如機(jī)械鏟草、燈光誘殺遺傳防治：包括轉(zhuǎn)毒素基因到植物、篩選抗性植株、投放不育雄性6.3人類活動(dòng)與環(huán)境保護(hù)全球性生態(tài)環(huán)境問題 全球氣候變化 臭氧層破壞 _短缺 _ 土地_：主要原因_ _污染 _銳減水資源溫室氣體

34、_ 等全球氣候_冰川融化，海平面上升原因： _等物質(zhì)大量排放結(jié)果：紫外線輻射增強(qiáng)CO2變暖氟利昂酸雨荒漠化植被的破壞海洋生物多樣性保護(hù)生物多樣性 生物多樣性內(nèi)容 生物多樣性價(jià)值保護(hù)生物多 樣性的措施_ 多樣性_ 多樣性_ 多樣性_價(jià)值_價(jià)值_價(jià)值物種遺傳生態(tài)系統(tǒng)潛在直接間接_保護(hù)_保護(hù)利用生物技術(shù)對生物進(jìn)行_保護(hù)加強(qiáng)_、_和_教育就地異地瀕危物種的基因立法執(zhí)法宣傳生物多樣性水平和層級教學(xué)的思考第三部分第三部分 教學(xué)的思考123456構(gòu)建和使用知識網(wǎng)絡(luò)編制和使用考點(diǎn)總結(jié)單增加實(shí)例拓展、模型分析培養(yǎng)生態(tài)學(xué)思維模式激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力滲透生物學(xué)科核心思想1知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建種類的思考構(gòu)建多種不同類型的知識網(wǎng)

35、絡(luò)章節(jié)的知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建跨章節(jié)、跨教材的整體知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心關(guān)鍵詞為線索的知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分子細(xì)胞個(gè)體種群群落生態(tài)系統(tǒng)無機(jī)物有機(jī)物信號分子酶ATP基因水無機(jī)鹽糖類脂質(zhì)蛋白質(zhì)核酸工程突變重組進(jìn)出類型代謝光合呼吸結(jié)構(gòu)、功能分裂分化衰老凋亡癌變?nèi)旧w核型學(xué)說種類融合組織、器官、系統(tǒng)植物調(diào)節(jié)激素組培種類、作用動(dòng)物神經(jīng)、體液、免疫結(jié)構(gòu)、過程血糖、體溫、水平衡穩(wěn) 態(tài)微生物培養(yǎng)分離發(fā)酵同種特征種群密度增長進(jìn)化理論實(shí)質(zhì)不同物種豐度類型演替種間關(guān)系結(jié)構(gòu)非生物結(jié)構(gòu)成分食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)功能物質(zhì)循環(huán)能量流動(dòng)穩(wěn)態(tài)生物圈多樣性工程定位克隆特點(diǎn)類型結(jié)果應(yīng)用性狀培養(yǎng)克隆變異育種、遺傳病、進(jìn)化孟德爾定律分離、自由組合組成類群性狀影響因素、

36、調(diào)查遺傳方式類型實(shí)驗(yàn)多樣性選擇培養(yǎng)基果酒、果醋、腐乳、泡菜結(jié)構(gòu)功能合成鑒定跨章節(jié)、跨教材的整體知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心關(guān)鍵詞為線索的知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)使用的思考應(yīng)多次重復(fù)畫不求標(biāo)準(zhǔn)，要熟練和創(chuàng)新多維度使用：大考前總復(fù)習(xí)統(tǒng)練、小考前高效復(fù)習(xí)試題反應(yīng)出知識問題的反饋2編制和使用考點(diǎn)總結(jié)單的原因生物考試說明簡略，操作性不好教材版本有一定差異，兩版教材內(nèi)容都與考試說明有一定差別知識網(wǎng)絡(luò)雖然能夠起到落實(shí)基礎(chǔ)知識的效果，但是知識點(diǎn)的細(xì)節(jié)和關(guān)鍵詞表述等還不夠深入、細(xì)化考點(diǎn)總結(jié)單的編制細(xì)化的知識點(diǎn)：按照課程標(biāo)準(zhǔn)和考試說明的語言描述，如“說出、舉例說明”等高考考試說明的要求掌握程度關(guān)鍵詞替代了能力要點(diǎn)自查、互查記錄使用情況考點(diǎn)總結(jié)單的使用學(xué)生初期重視程度不夠自查、互查效果落實(shí)不好完全書寫量大、單調(diào)，學(xué)生不喜歡提供答案與否和知識網(wǎng)絡(luò)互相補(bǔ)充不能替代讀書3增加生態(tài)學(xué)常識性知識、實(shí)例的拓展（2011，北京，2）在生態(tài)學(xué)研究中，下列方法與研究目的不相符的是A. 給海龜安裝示蹤器調(diào)查其洄游路線B. 給大雁佩戴標(biāo)志環(huán)調(diào)查其遷徙路線C. 用樣方法研究固著在巖礁上貝類的種群關(guān)系D. 用標(biāo)志重捕法調(diào)查達(dá)烏爾黃鼠的豐（富）度增加生態(tài)學(xué)模型的分析生態(tài)學(xué)研究中有很