生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件

1、第二講生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識第二講生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識第一節(jié) 概述一、生態(tài)學(xué)及發(fā)展二、生態(tài)系統(tǒng)第二節(jié) 生態(tài)平衡及系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化一、生態(tài)平衡的概念二、生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化三、生態(tài)學(xué)的一般規(guī)律第一節(jié) 概述一、生態(tài)學(xué)及發(fā)展二、生態(tài)系統(tǒng)第二節(jié) 生態(tài)學(xué)的定義 生態(tài)學(xué)一詞最早是由德國生物學(xué)家黑格爾于1869年提出的。他把生態(tài)學(xué)定義為“自然界的經(jīng)濟(jì)學(xué)”。其英文詞首和經(jīng)濟(jì)學(xué)是相同的，均來自于希臘文，表示家庭居處或環(huán)境的意思，可見，生態(tài)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)、家庭、環(huán)境等有著密切的關(guān)系。后來有的學(xué)者把生態(tài)學(xué)定義為“研究生物或生物群體與其環(huán)境的關(guān)系，或生活著的生物與其環(huán)境之間相互聯(lián)系的科學(xué)”。 生態(tài)學(xué)的定義 生態(tài)學(xué)一詞最早是由德國生物學(xué)家黑

2、格爾于18我國著名生態(tài)學(xué)家馬世駿把生態(tài)學(xué)定義為“研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機(jī)理的科學(xué)”。生態(tài)學(xué)中所說的生物包含植物、動(dòng)物和微生物。最近，由于人類環(huán)境問題和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，生態(tài)學(xué)也擴(kuò)展到人類生活和社會形態(tài)等方面，把人類這一生物種也列入生態(tài)系統(tǒng)中，來研究并闡明整個(gè)生物圈內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的相互關(guān)系問題。 我國著名生態(tài)學(xué)家馬世駿把生態(tài)學(xué)定義為“研究生物與環(huán)境之間生態(tài)學(xué)的發(fā)展 生態(tài)學(xué)原是一門研究生物與其生活環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)，是生物學(xué)的重要分科之一。初期主要研究植物，后來逐漸涉及動(dòng)物和人類。目前，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展并向生態(tài)學(xué)的不斷滲透，賦予它新的內(nèi)容和動(dòng)力，使其成為多學(xué)科、較活躍的科學(xué)領(lǐng)域之一。

3、生態(tài)學(xué)的發(fā)展 生態(tài)學(xué)原是一門研究生物與其生活環(huán)境相互關(guān)系生態(tài)系統(tǒng)的概念 生物自從在地球上出現(xiàn)以來就與自然環(huán)境有著密不可分的關(guān)系，長期以來形成了相互依存、相互制約的關(guān)系。地球上的生物十分龐雜，其中包括動(dòng)物2000萬種以上，植物30多萬種，微生物10多萬種。這些生物通過新陳代謝不斷與環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)的交換、能量的傳遞和信息的交流，從而引起環(huán)境與生物自身的變化。生物在長期的進(jìn)化中對環(huán)境具有依附性和適應(yīng)性，但生物也不是被動(dòng)的適應(yīng)環(huán)境，生物也具有其本身獨(dú)特的遺傳特性。生物受到環(huán)境的影響，反過來又作用于環(huán)境。 生態(tài)系統(tǒng)的概念 生物自從在地球上出現(xiàn)以來就與自然環(huán)境有著 一個(gè)生物物種在一定的范圍內(nèi)所有個(gè)體的總和

4、稱為生物種群（Population）。在一定自然區(qū)域的環(huán)境條件下，許多不同種的生物相互依存，構(gòu)成了有著密切關(guān)系的群體，稱為生物群落（Community）。隨著環(huán)境條件的千差萬別，地球上出現(xiàn)了各種各樣的生物群落（森林、草原、荒漠等等）。而特定的生物群落又維持了相應(yīng)的環(huán)境條件。一旦生物群落發(fā)生變化，也會影響到環(huán)境條件的變化。因此，人們把生物群落與其周圍非生物環(huán)境的綜合體，稱為生態(tài)系統(tǒng)（Ecosystem），也即生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的組合。 一個(gè)生物物種在一定的范圍內(nèi)所有個(gè)體的總和稱為生物種群非洲熱帶草原的群象（種群）非洲熱帶草原的群象（種群）斑馬種群斑馬種群獅子種群獅子種群捕食與被捕食（群

5、落）點(diǎn)圖片播放捕食與被捕食（群落）點(diǎn)圖片播放森林生態(tài)系統(tǒng)森林生態(tài)系統(tǒng)海洋生態(tài)系統(tǒng)海洋生態(tài)系統(tǒng)點(diǎn)圖片播放海洋生態(tài)系統(tǒng)點(diǎn)圖片播放海洋生態(tài)系統(tǒng) 在生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物彼此間以及生物與非生物的環(huán)境因素之間互相作用，關(guān)系密切，而且不斷進(jìn)行著物質(zhì)的交換、能量的傳遞和信息的交流。目前，人類所生活的生物圈內(nèi)有無數(shù)大小不等的生態(tài)系統(tǒng)。 在生態(tài)系統(tǒng)中，各種生物彼此間以及生物與非生物的環(huán)境因 一個(gè)簡化了的陸地生態(tài)系統(tǒng) 一個(gè)簡化了的陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)是由四個(gè)部分組成的見下圖生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者無生命物質(zhì)能量物質(zhì)熱量生態(tài)系統(tǒng)的組成生態(tài)系統(tǒng)是由四個(gè)部分組成的見下圖生產(chǎn)者消費(fèi)者分 生產(chǎn)者：主要是綠色植物，凡能

6、進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物的植物種類，包括單細(xì)胞藻類，均屬于生產(chǎn)者。還有一些能利用化學(xué)能把無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的化能自養(yǎng)型微生物，也應(yīng)列入生產(chǎn)者之列。 生產(chǎn)者：主要是綠色植物，凡能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件湖泊中的藻類湖泊中的藻類生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件消費(fèi)者：主要是動(dòng)物，又分為一級消費(fèi)者（如草食性動(dòng)物）；二級消費(fèi)者（如肉食動(dòng)物）；等等。 消費(fèi)者：主要是動(dòng)物，又分為一級消費(fèi)者（如草食性動(dòng)物）；二生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張

7、)課件生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件人處于消費(fèi)者中的最高級別人處于消費(fèi)者中的最高級別分解者：指各種具有分解能力的微生物，也包括一些微型動(dòng)物，如鞭毛蟲，土壤線蟲等。 分解者：指各種具有分解能力的微生物，也包括一些微型動(dòng)物，微生物（真菌）橙蓋傘分解者微生物（真菌）橙蓋傘分解者無生命物質(zhì)：指生態(tài)系統(tǒng)中的各種無生命的無機(jī)物、有機(jī)物和各種自然因素（如土壤、空氣、水等）。 無生命物質(zhì)：指生態(tài)系統(tǒng)中的各種無生命的無機(jī)物、有機(jī)物和各巖石礦物土壤巖石礦物土壤空氣水體空氣水體P生產(chǎn)者；C1初級消費(fèi)者；C23二、三級消費(fèi)者；Cn四級消費(fèi)者；D分解者P生產(chǎn)者

8、；太陽生產(chǎn)者一級消費(fèi)者二級消費(fèi)者簡化的陸地生態(tài)系統(tǒng)簡化的池塘生態(tài)系統(tǒng)一級消費(fèi)者（浮游生物）二級消費(fèi)者三級消費(fèi)者 生產(chǎn)者（浮游植物）分解者（微生物）分解者太陽生產(chǎn)者一級消費(fèi)者二級消費(fèi)者簡化的陸地生態(tài)系統(tǒng)簡化的池塘生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1、生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)的生物種類，種群數(shù)量、種的空間配置（水平分布、垂直分布）、種的時(shí)間變化（發(fā)育、季相）等構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)。如：在森林生態(tài)系統(tǒng)中，有各種喬木、灌木和草本植物，有各種動(dòng)物和復(fù)雜的微生物種群。它們各自的數(shù)量、空間的分布和種的時(shí)間的變化就構(gòu)成了森林生態(tài)系統(tǒng)特有的形態(tài)結(jié)構(gòu)。 生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1、生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)的生物種森林生態(tài)系統(tǒng)

9、：種類森林生態(tài)系統(tǒng)：種類海洋生態(tài)系統(tǒng)：種類海洋生態(tài)系統(tǒng)：種類生態(tài)系統(tǒng)中物種的類型生態(tài)系統(tǒng)中物種的類型非洲熱帶草原的群象（種群數(shù)量）非洲熱帶草原的群象（種群數(shù)量）種群數(shù)量種群數(shù)量生物的空間配置：苔蘚地衣生物的空間配置：苔蘚地衣生物的空間配置：草本生物的空間配置：草本生物的空間配置：灌叢生物的空間配置：灌叢生物的空間配置：喬木生物的空間配置：喬木生態(tài)系統(tǒng)中種的時(shí)間變化生態(tài)系統(tǒng)中種的時(shí)間變化發(fā)育：2003年10月生長情況發(fā)育：2003年10月生長情況發(fā)育：2004年5月生長情況發(fā)育：2004年5月生長情況發(fā)育：2004年8月生長情況發(fā)育：2004年8月生長情況發(fā)育：2005年5月生長情況發(fā)育：200

10、5年5月生長情況發(fā)育：虎發(fā)育：虎發(fā)育：虎發(fā)育：虎發(fā)育：北極狐發(fā)育：北極狐發(fā)育：北極狐發(fā)育：北極狐生物的季相生物的季相生物的季相生物的季相生物的季相生物的季相生物的季相生物的季相2、生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)各組成部分之間建立起來的營養(yǎng)關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。它是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)。 2、生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：生態(tài)系統(tǒng)各組成部分之間建立起來的生態(tài)系統(tǒng)中，由食物關(guān)系把多種生物聯(lián)接起來，一種生物以另一種生物為食，另一種生物再以第三種生物為食，彼此形成一個(gè)以食物聯(lián)接起來的鏈鎖關(guān)系，稱為食物鏈。比如：老鼠以農(nóng)作物為食，而鼬鼠又以老鼠為食，這就構(gòu)成了一個(gè)最簡單的食物鏈。再如：碎屑-

11、蘑菇-昆蟲-蛙-蛇-鷹就構(gòu)一個(gè)較為復(fù)雜的食物鏈。 生態(tài)系統(tǒng)中，由食物關(guān)系把多種生物聯(lián)接起來，一種生物以另一按照生物間的相互關(guān)系，一般可把食物鏈分為： 捕食性食物鏈，即由一些以其他動(dòng)物為食的動(dòng)物構(gòu)成的食物鏈。例如由狐貍和野兔構(gòu)成的食物鏈。 碎食性食物鏈，是由一些食碎屑生物構(gòu)成的。諸如禿鷲、蚯蚓、千足蟲、白蟻、蟻和甲蟲等。 寄生性食物鏈，是由一些寄生性生物構(gòu)成的。它們是與其“捕獲物”建立起一種緊密地聯(lián)系，長期地以“捕獲物”為生。比如：動(dòng)物腸內(nèi)的絳蟲、寄生在動(dòng)物體外的蜱、虱或七鰓鰻以及一些植物如菟絲子、槲寄生等。 腐生性食物鏈，由腐生性生物構(gòu)成。如水晶蘭、真菌等。 按照生物間的相互關(guān)系，一般可把食物

12、鏈分為： 捕食性食物鏈，即生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(-97張)課件在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，食物關(guān)系往往復(fù)雜，各種食物鏈相互交錯(cuò)，形成所謂食物網(wǎng)。能量的流動(dòng)，物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化，就是通過食物鏈或食物網(wǎng)進(jìn)行的。見下圖 在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，食物關(guān)系往往復(fù)雜，各種食物鏈相互交錯(cuò)，1檜樹；2草本植物；3節(jié)肢動(dòng)物；4兔；5嚙齒動(dòng)物；6肉食動(dòng)物食物網(wǎng)1檜樹；食物網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的功能 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息聯(lián)系構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的基本功能。 生態(tài)系統(tǒng)的功能 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息聯(lián)1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng) 生態(tài)系統(tǒng)中全部生命活動(dòng)所需要的能量均來自太陽。太

13、陽能在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)是按熱力學(xué)定律進(jìn)行的。熱力學(xué)第一、二定律決定了能量流動(dòng)的規(guī)律。1、生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng) 生態(tài)系統(tǒng)中全部生命活動(dòng)所需環(huán)境卡片能量流動(dòng)的1/10規(guī)律 在生態(tài)系統(tǒng)中，能量從植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移至草食動(dòng)物體內(nèi)時(shí)大約為總能量的1/10，而再轉(zhuǎn)移到肉食動(dòng)物體內(nèi)時(shí)，為草食動(dòng)物能量的1/10左右。一般說來，能量沿著綠色植物草食動(dòng)物一級肉食動(dòng)物二級肉食動(dòng)物逐級流動(dòng)，而后者所獲得的能量大體等于前者所含能量的1/10，這就是說，在能量流動(dòng)過程中，約有9/10的損失掉了。 環(huán)境卡片能量流動(dòng)的1/10規(guī)律2、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) 生態(tài)系統(tǒng)中的一切生物（動(dòng)物、植物、微生物）和非生物的環(huán)境，都是由運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)

14、構(gòu)成的。并在地球長期的演化過程中建立起來了各種循環(huán)體系。其中碳、氫、氧、氮、硫、磷等的循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)基本的物質(zhì)循環(huán)。錳、鋅、銅、鉬、鈷、鈣、鎂、鉀等微量元素，也在生態(tài)系統(tǒng)中的構(gòu)成了各自的循環(huán)。而與人類環(huán)境關(guān)系比較密切的主要有水、碳、氮、三大循環(huán)。 2、生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán) 生態(tài)系統(tǒng)中的一切生物（動(dòng)物水循環(huán) 水循環(huán) 碳循環(huán) 碳循環(huán) 氮循環(huán) 氮循環(huán) 3、生態(tài)系統(tǒng)中的信息聯(lián)系 在生態(tài)系統(tǒng)的各組成部分之間及各組分內(nèi)部，伴隨著能量和物質(zhì)的傳遞與流動(dòng)還同時(shí)存在著各種信息的聯(lián)系，而這些信息把生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)統(tǒng)一的整體，起著推動(dòng)物質(zhì)流動(dòng)、能量傳遞的作用。信息在生態(tài)系統(tǒng)中表現(xiàn)為多種形式，主要有營養(yǎng)信息、化學(xué)信息

15、、物理信息、遺傳信息和行為信息。 3、生態(tài)系統(tǒng)中的信息聯(lián)系 在生態(tài)系統(tǒng)的各組成部分之間環(huán)境專欄北極狐和北極兔 據(jù)科學(xué)家們觀察，生活在北極地區(qū)的北極狐是以北極兔為食的。北極狐一胎可以懷單胎，也可以懷雙胎。而這是取決于北極兔的多少。北極兔的數(shù)量多，懷雙胎；數(shù)量少則懷單胎。這對于維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡是至關(guān)重要的。難道是北極兔告訴北極狐自己的數(shù)量嗎？顯然不可能，這只能是生態(tài)系統(tǒng)中某些類似物理、化學(xué)等信息在起作用。 環(huán)境專欄北極狐和北極兔北極狐北極兔北極狐北極兔生態(tài)平衡的概念 如果某生態(tài)系統(tǒng)各組成成分在較長時(shí)間內(nèi)保持相對協(xié)調(diào)，物質(zhì)和能量的輸出接近相等，結(jié)構(gòu)與功能長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，在外來干擾下，能通過自我調(diào)

16、節(jié)恢復(fù)到最初的穩(wěn)定狀態(tài)，則這種狀態(tài)可稱為生態(tài)平衡。生態(tài)平衡包括三個(gè)方面：即結(jié)構(gòu)上的平衡、功能上的平衡以及輸入和輸出物質(zhì)數(shù)量上的平衡。生態(tài)平衡是相對的平衡、動(dòng)態(tài)的平衡。 生態(tài)平衡的概念 如果某生態(tài)系統(tǒng)各組成成分在較長時(shí)間內(nèi)保持環(huán)境專欄生態(tài)系統(tǒng)相互依存渡渡鳥與大顱欖樹環(huán)境專欄生態(tài)系統(tǒng)相互依存生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定取決于平衡的相互關(guān)系 生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定取決于平衡的相互關(guān)系 生態(tài)系統(tǒng)的演替 一些生態(tài)系統(tǒng)，依靠自身的發(fā)展和活動(dòng)的本性，一方面消滅某些物種，另一方面又允許別的物種侵入，以此來改變它們的環(huán)境。因而，在占領(lǐng)這個(gè)地區(qū)的各種生物中，存在著一種漸近的變化。最后，一個(gè)生態(tài)系

17、統(tǒng)可能被另一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)全部代替。生態(tài)系統(tǒng)中的這種變化過程就叫做演替。 生態(tài)系統(tǒng)的演替 一些生態(tài)系統(tǒng)，依靠自身的發(fā)展和活動(dòng)的本性1、原生演替 如果這個(gè)地域先前沒有生物占領(lǐng)，那么，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)被另一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)所代替的過程就稱為原生演替。 裸露的巖石表面被生物逐步侵入，最后變成了森林生態(tài)系統(tǒng)就是一個(gè)典型的范例。 1、原生演替 如果這個(gè)地域先前沒有生物占領(lǐng)，那么，一個(gè)生原生演替原生演替2、次生演替 開始于次生裸地或原生蕪原（不存在植被，但在土壤或基質(zhì)中保留有植物繁殖體的裸露地段）上的演替。比如，當(dāng)一個(gè)地區(qū)被開墾，后又被廢棄時(shí)，這個(gè)地區(qū)在開墾前的優(yōu)勢生態(tài)系統(tǒng)，將經(jīng)過一系列明顯的階段而得到恢復(fù)。由于這是重

18、建原來就已經(jīng)有的生態(tài)系統(tǒng)，所以把這個(gè)過程叫做次生演替。 2、次生演替 開始于次生裸地或原生蕪原（不存在植被，但在次生演替原生態(tài)山區(qū)高速公路生態(tài)恢復(fù)研究生態(tài)破壞生態(tài)恢復(fù)次生演替原生態(tài)山區(qū)高速公路生態(tài)恢復(fù)研究生態(tài)破壞生態(tài)恢復(fù)3、頂極生態(tài)系統(tǒng) 這是演替到最后階段的一種生態(tài)系統(tǒng)。全部已有的物種繼續(xù)彼此按比例繁殖，并不再發(fā)生變化的平衡狀態(tài)稱為頂極。這個(gè)系統(tǒng)也就叫做頂極生態(tài)系統(tǒng)。頂極生態(tài)系統(tǒng)的類型依這個(gè)地區(qū)占優(yōu)勢的非生物因素的不同而異。在炎熱的干旱地區(qū)，頂極是熱帶荒漠生態(tài)系統(tǒng)；在炎熱的潮濕地區(qū)，頂極是熱帶雨林。 3、頂極生態(tài)系統(tǒng) 這是演替到最后階段的一種生態(tài)系統(tǒng)。全部熱帶雨林磚紅壤熱帶雨林磚紅壤1、自然因素 主要是指自然界發(fā)生的異常變化或自然界本來就存在