基礎(chǔ)生態(tài)10課件

李永強(qiáng)山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院

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E-mail:lyqlinda@163.com普通生態(tài)學(xué)GeneralEcology3/14/20231第四章群落生態(tài)生物群落的組成與結(jié)構(gòu)生物群落的動(dòng)態(tài)生物群落的分類與排序地球上主要群落類型及其分布3/14/20232第二節(jié)生物群落的動(dòng)態(tài)一、群落動(dòng)態(tài)的類型二、群落的演替演替的定義演替的劃分類型演替系列3/14/20233六、演替的機(jī)制的討論經(jīng)典的演替觀每一演替階段的群落明顯不同于下一階段的群落；前一階段群落中的物種活動(dòng)促進(jìn)了下一階段物種的建立。個(gè)體論演替觀:Egler(1952)提出初始物種組成決定群落演替系列中后來優(yōu)勢(shì)種的學(xué)說，Connell和Slatyer(1977)提出了3種可能的物種取代機(jī)制：促進(jìn)模型(facilitationmodel)抑制模型(inhibitionmodel)忍受模型(tolerancemodel)3/14/20235第三節(jié)、群落的分類和排序中國(guó)植物群落分類原則中國(guó)植物分類系統(tǒng)單位一、植物群落的分類中國(guó)植物群落分類原則和單位：二、植物群落的命名3/14/20236第四節(jié)、地球上主要群落類型及其分布一、陸地生物群落的分布格局1、陸地生物群落的水平分布規(guī)律水平地帶性緯向地帶性和經(jīng)向地帶性中國(guó)植被分布的水平地帶性規(guī)律2、陸地生物群落的垂直分布規(guī)律3/14/20237森林生態(tài)系統(tǒng)熱帶雨林亞熱帶常綠闊葉林夏綠闊葉林北方針葉林3/14/20239熱帶雨林是地球的寶貴資源3/14/202310返回置身熱帶雨林中間1、種類組成豐富2、群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜3、喬木特殊構(gòu)造（板狀根、莖花、裸芽、昆蟲傳粉）4、無明顯的季節(jié)交替5、復(fù)雜的動(dòng)物區(qū)系6、物質(zhì)循環(huán)的封閉程度高3/14/202311四季分明的落葉闊葉林返回1、群落成層結(jié)構(gòu)清晰2、四季分明，季相變化明顯3/14/202313林海雪原中的針葉林返回又稱泰加林1、群落外貌獨(dú)特2、群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單3、林下枯枝落葉很厚4、夏季溫涼，冬季嚴(yán)寒，明顯的大陸性氣候3/14/202314草原生態(tài)系統(tǒng)草原是內(nèi)陸干旱到半濕潤(rùn)氣候條件的產(chǎn)物，以旱生多年生禾草占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，多年生雜類草及半灌木也或多或少起到顯著作用。2.4*107KM2溫帶草原7天連鎖酒店熱帶草原3/14/202315稀樹草原(Savanna)3/14/202317稀樹草原近觀3/14/202318我國(guó)的草地草甸草原典型草原荒漠草原高寒草原3/14/202319典型草原3/14/202321荒漠草原3/14/202322高寒草原3/14/2023233/14/2023253/14/202326凍土帶的短暫夏天3/14/202329凍土帶夏天也有色彩3/14/202330群落生態(tài)組成與結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分類與排序類型及其分布群落的的概念及基本特征種類組成及數(shù)量特征群落的外貌和結(jié)構(gòu)（生活型和層片、群落交錯(cuò)區(qū)）演替演替的概念和頂極學(xué)說演替機(jī)制的模型分類原則、單位等級(jí)分布規(guī)律地帶性植被的類型（草原）小結(jié)3/14/202331第五章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)什么是系統(tǒng)？構(gòu)成系統(tǒng)的條件：由若干要素所組成要素之間要相互聯(lián)系，相互作用，相互制約要素之間通過相互作用，產(chǎn)生跟各個(gè)組成成分不同的新功能，即整體功能。由相互聯(lián)系、相互作用的若干要素結(jié)合而成的具有一定功能的整體。為什么對(duì)系統(tǒng)感興趣？3/14/202332第五章生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的一般特征第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)3/14/202333第一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的一般特征§1生態(tài)系統(tǒng)的概念§2生態(tài)系統(tǒng)的組成成分§3生態(tài)系統(tǒng)的的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)§4生態(tài)效率§5生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡3/14/202334§1生態(tài)系統(tǒng)的基本概念在一定的空間內(nèi)，共同棲居著的所有生物與其環(huán)境之間由于不斷進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程而形成的統(tǒng)一整體。一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位生物區(qū)高能量有機(jī)化合物物質(zhì)區(qū)低能量無機(jī)化合物熱量活動(dòng)呼吸作用能量釋放光合作用能量同化光太陽3/14/202335§1生態(tài)系統(tǒng)的基本概念生態(tài)系統(tǒng)類型陸地生態(tài)系統(tǒng)：森林生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)……。水域生態(tài)系統(tǒng)：河流生態(tài)系統(tǒng)、池塘生態(tài)系統(tǒng)、海洋生態(tài)系統(tǒng)……。3/14/2023363/14/202337§1生態(tài)系統(tǒng)的基本概念英國(guó)學(xué)者坦斯利（Tansley）于1935年提出生態(tài)系統(tǒng)的概念，強(qiáng)調(diào)生物和環(huán)境的不可分割性。20世紀(jì)60年代以來，成為國(guó)際上生態(tài)學(xué)研究的焦點(diǎn)。發(fā)展背景：1空間技術(shù)、遙感技術(shù)、計(jì)算機(jī)、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備、放射性同位素等的發(fā)展，使人們可以精確地測(cè)定生態(tài)環(huán)境的變化。2隨著世界工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了舉世矚目的世界性問題，如人口增加，資源短缺、環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)重。3/14/202338生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn):生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)學(xué)的一個(gè)主要結(jié)構(gòu)和功能單位，屬于經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的最高層次；生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力；能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能；生態(tài)系統(tǒng)中營(yíng)養(yǎng)級(jí)的數(shù)目通常不超過5－6個(gè)；生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)?！?生態(tài)系統(tǒng)的基本概念3/14/202339§2生態(tài)系統(tǒng)的組成成分生態(tài)系統(tǒng)生物成分非生物環(huán)境生產(chǎn)者（producers）消費(fèi)者(consumers)分解者(decomposers)氣候因素?zé)o機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)六大組成成分（四大基本成分）3/14/202340三大功能類群①生產(chǎn)者：自養(yǎng)生物，主要是各種綠色植物，也包括藍(lán)綠藻和一些能進(jìn)行光合作用的細(xì)菌。②消費(fèi)者：異養(yǎng)生物，主要指以其他生物為食的各種動(dòng)物，包括植食動(dòng)物（一級(jí)）、肉食動(dòng)物（二～四級(jí)）、雜食動(dòng)物和寄生動(dòng)物等。③分解者：異養(yǎng)生物，把復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單無機(jī)物，包括細(xì)菌、真菌、放線菌和動(dòng)物等。3/14/202341§2生態(tài)系統(tǒng)的組成成分初級(jí)生產(chǎn)：自養(yǎng)生物的生產(chǎn)過程。初級(jí)生產(chǎn)力次級(jí)生產(chǎn)：異養(yǎng)生物的再生產(chǎn)過程。次級(jí)生產(chǎn)力3/14/202342§3生態(tài)系統(tǒng)的的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)食物鏈和食物網(wǎng)營(yíng)養(yǎng)級(jí)、生態(tài)金字塔生態(tài)效率3/14/202343一個(gè)食物鏈的例子“螳螂捕蟬，黃雀在后”螳螂捕蟬，黃雀在后！哈！哈！植物汁液蟬(初級(jí)消費(fèi)者)螳螂(二級(jí)消費(fèi)者)黃雀(三級(jí)消費(fèi)者)鷹(四級(jí)消費(fèi)者)(頂極食肉動(dòng)物)食物鏈和食物網(wǎng)3/14/202344食物鏈和食物網(wǎng)(C.Elton,1927)食物鏈（foodchain）：各種生物按其取食和被食的關(guān)系而排列成的鏈狀順序稱為食物鏈。3/14/202345陸地與海洋食物鏈的例子4-5個(gè)環(huán)節(jié)3/14/202346食物鏈和食物網(wǎng)(C.Elton,1927)食物鏈不可能太長(zhǎng)，一般4－5個(gè)環(huán)節(jié)。食物鏈的類型：根據(jù)食物鏈的起點(diǎn)不同，可將其分成兩大類:捕食食物鏈（grazingfoodchain）：以活的動(dòng)植物為起點(diǎn)的食物鏈，如綠色植物，草食動(dòng)物、各級(jí)食肉動(dòng)物。寄生食物鏈可以看作捕食食物鏈的一種特殊類型。腐食食物鏈（detritalfoodchain）：又稱碎屑食物鏈，從死亡的有機(jī)體或腐屑開始。3/14/202347食物網(wǎng)(foodwebs)生物之間的捕食和被食的關(guān)系不是簡(jiǎn)單的一條鏈，而是錯(cuò)綜復(fù)雜的相互依賴的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即食物網(wǎng)。食物網(wǎng)不僅維持著生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡，并推動(dòng)著生物的進(jìn)化，成為自然界發(fā)展演變的動(dòng)力。3/14/202348食物鏈和食物網(wǎng)概念的意義食物鏈?zhǔn)巧鷳B(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的形象體現(xiàn)。通過食物鏈和食物網(wǎng)把生物與非生物、生產(chǎn)者與消費(fèi)者、消費(fèi)者與消費(fèi)者連成一個(gè)整體，反映了生態(tài)系統(tǒng)中各生物有機(jī)體之間的營(yíng)養(yǎng)位置和相互關(guān)系；各生物成分間通過食物網(wǎng)發(fā)生直接和間接的聯(lián)系，保持著生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)物和物質(zhì)循環(huán)正是沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行的。食物鏈和食物網(wǎng)還揭示了環(huán)境中有毒污染物轉(zhuǎn)移、積累的原理和規(guī)律。生物擴(kuò)大：由于生物體對(duì)于某物不能代謝，它們就累計(jì)在個(gè)體的體內(nèi)，這就導(dǎo)致在更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的有機(jī)體中的積累。3/14/202349營(yíng)養(yǎng)級(jí)：處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。3/14/2023503/14/202351

發(fā)明DDT

DDT－跳蚤－斑疹傷寒

戰(zhàn)后大面積滅蚊1961“silentspring”(RachelCarson)

美國(guó)成立環(huán)保局1972頒令禁用DDT3/14/202352生態(tài)金字塔數(shù)量金字塔(pyramidofnumbers)生物量金字塔(pyramidofbiomass)能量金字塔(energypyramid)3/14/202353太陽輻射能有機(jī)物質(zhì)的合成過程，即生產(chǎn)者（綠色植物）吸收太陽能量形成初級(jí)生產(chǎn)量。熱能化學(xué)能熱能機(jī)械能活有機(jī)物質(zhì)被各級(jí)消費(fèi)者（動(dòng)物）消費(fèi)的過程。死有機(jī)物質(zhì)（動(dòng)植物殘?bào)w和排泄物）被腐生物分解的過程。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)1、單向流動(dòng)的，不可逆2、逐級(jí)遞減3/14/202354能量金字塔3/14/202355單位：公斤生物量金字塔1000100101浮游動(dòng)物魚浮游植物3/14/202356p1'C2'C3'C4'Cp1'C2'C3'C4'Cp1'C2'Cp1'C2'C3'C3'C數(shù)量能量落葉林草地落葉林及草地?cái)?shù)量和能量金字塔3/14/202357生態(tài)金字塔各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系能量金字塔是最穩(wěn)定的金字塔形。3/14/202358§4生態(tài)效率生態(tài)效率：各種能流參數(shù)中任何一個(gè)參數(shù)在營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間或營(yíng)養(yǎng)級(jí)內(nèi)部的比值。（常以百分?jǐn)?shù)表示）3/14/202359§4生態(tài)效率常用的幾個(gè)能量參數(shù)攝取量：I生物所攝取的能量同化量：A固定的能量呼吸量：R呼吸等的消耗生產(chǎn)量：P凈剩的同化能量3/14/202360§4生態(tài)效率同化效率：Ae=An/In生產(chǎn)效率：Pe=Pn/An消費(fèi)效率：Ce=In+1/Pn林德曼效率：Le=In+1/In或An+1/An3/14/202361根據(jù)林德曼測(cè)定結(jié)果，這個(gè)比值大約是1/10，稱為是林德曼1/10法則。3/14/202362§5生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡系統(tǒng)太陽其它能源能量、物質(zhì)遷出的生物物質(zhì)和生物環(huán)境環(huán)境輸出輸入一個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng)模型3/14/202363§5生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡

反饋：系統(tǒng)的輸出變成了決定未來功能的輸入。負(fù)反饋正反饋3/14/202364生態(tài)系統(tǒng)中的反饋（正反饋（左）和負(fù)反饋（右））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草吃了大量的草污染↑

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