1、环 境 生 态 学,教材：张银龙主编，环境生态学辽宁大学出版社,环境生态学,（1）考题类型选择题、填空题、名词解释题、简答题、论述题（2）充分认识考试的重要性,生物种群,生物群落,生态系统,环境污染的生态治理,生态破坏与生态恢复,生态监测与生态评价,生态系统服务与生态系统管理,绪论,1,2,3,4,生物与环境的生态关系,5,6,7,8,9,生态学基础,解决环境问题,环境生态学,环境问题与环境科学现代生态学环境生态学,第一章 绪论,环境生态学,第一章 绪论,第一节 环境问题与环境科学,环境问题的产生及人类面临哪些环境问题环境问题的实质环境科学的任务,第一章 绪论 第一节 环境问题与环境科学,一、
2、环境问题的产生,1、环境问题 指由自然因素或人为因素引起的全球或区域范围中任何不利于人类生存和社会发展的各种自然现象。,环境污染,生态破坏,由于自然或人为原因引起的环境中某种物质的含量或浓度达到有害程度，危害人体健康或者破坏生态与环境的现象。,是指人类不合理地开发、利用造成森林、草原等自然生态环境遭到破坏，从而使人类、动物、植物的生存条件发生恶化的现象。,次生环境问题,第一章 绪论 第一节 环境问题与环境科学,第一章 绪论 第一节 环境问题与环境科学,人类经过漫长的奋斗历程，特别是工业革命以来，在改造自然和发展经济方面作出了巨大的成就。与此同时，由于工业化过程中的处置失当，尤其是不合理地开发利
3、用自然资源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成了现实威胁。,2、环境问题的产生,“工业革命”,第一章 绪论 第一节 环境问题与环境科学,（a）公害事件的发生,第一章 绪论 第一节 环境问题与环境科学,（b）、全球性环境问题的产生,温室效应及全球变暖臭氧层的耗损和破坏酸雨蔓延和大气污染物的越界传输森林、草原锐减土地退化和荒漠化生物多样性锐减海洋环境污染化学污染和固体废弃物成灾,三大全球性环境问题,原因：由于CO2温室气体浓度升高。后果：（1）出现温室效应，使地表温度升高。导致极地和高山冰雪消融速度加快、海水受热膨胀，使海平面上升，沿海低地受到海水的侵袭。（2）改变了全球水热
4、分布格局，部分湿润地区可能变得干燥，而部分干燥地区可能变得湿润。（3）改变了生态系统原有的平衡状态，一部分生物可能不适应环境的改变而濒危或灭绝。,第一章 绪论 第一节 环境问题与环境科学,温室效应及全球变暖,第一章 绪论 第一节 环境问题与环境科学,二、环境问题的实质,向环境排放废弃物的数量超过了环境容量、环境承载力和环境自净力；是人类索取资源的速度超过资源本身及其替代品的再生速度。是人与环境的关系失调，是人对自然规律的忽视和不尊重引起的问题,第一章 绪论 第一节 环境问题与环境科学,三、环境科学的任务,1、环境科学 是研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用关系，寻求人类社会与环境协同
5、演化，持续发展途径与方法的科学。,2、环境科学的研究对象 人类和环境之间的关系3、实现的目标-可持续发展 既满足当代人需要，又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展模式即为可持续发展。,第二节 现代生态学,第一章 绪论 第二节 现代生态学,生态学是研究生物（organisms）与其周围环境（environment）间相互关系的科学（E.Haeckel）。环境包括无机环境（光照、水分、温度、土壤等）和有机环境（动物、植物和微生物）。生态学是研究生态系统结构和功能的科学（E.P.Odum，1956）。生态学是综合研究有机体、物理环境和人类社会的科学，生态学是科学与社会的桥梁。（ E.P.Odum，
6、1997）。生态学是研究生命系统与环境系统之间相互作用规律及其机理的科学（马世骏，1980）。,第二节 现代生态学,一、什么是生态学,第一章 绪论 第二节 现代生态学,器官（organ）,组织（tissue）,细胞（cell）,分子（molecular）,近代生态学,宇宙（cosmos）,生物圈（biosphere）,景观（landscape）,近代生态学,生态系统（ecosystem）,群落（community）,种群（population）,个体（individual）,经典生态学,二、生态学研究的对象与发展,按生命层次：,第一章 绪论 第三节 环境生态学,第三节 环境生态学,一、环境生态
7、学定义,研究在人类干扰条件下，生态系统内在的变化机理、规律以及对人类的响应，寻求受损生态系统的恢复、重建及保护的学科。,运用生态学原理，阐明人类对环境影响及解决环境问题的生态途径。,第一章 绪论 第三节 环境生态学,二、环境生态学的产生与发展,1962年，美国海洋生态学家卡尔逊出版了著名的环保科普著作寂静的春天，以杀虫剂大量使用造成的污染危害为基本素材，以大量的事实阐明了环境问题产生的根源。,第一章 绪论 第三节 环境生态学,1972年奥德出版了只有一个地球，从世界人口增长过快、滥用资源、工业技术影响、发展不平衡、城市化等方面探讨了环境问题产生的原因。,第一章 绪论 第三节 环境生态学,198
8、7年福尔德曼出版了第一本环境生态学教科书，主要内容包括大气污染、有毒元素、酸化、森林减少、水体富营养化和杀虫剂等各种环境压力对生态系统结构和功能的影响。,第一章 绪论 第三节 环境生态学,三、环境生态学研究的内容,人为干扰下生态系统结构和功能变化规律生态系统受损程度的判断生态系统保护的理论与方法解决环境问题的生态学途径,目标-可持续发展 既满足当代人需要，又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展模式即为可持续发展。,生物种群,生物群落,生态系统,环境污染的生态治理,生态破坏与生态恢复,生态监测与生态评价,生态系统服务与生态系统管理,绪论,1,2,3,4,生物与环境的生态关系,5,6,7,8,9
9、,生态学基础,环境生态学,环境生态学,第二章 生物与环境的生态关系,光因子与生物的生态关系,温度与生物的生态关系,水与生物的生态关系,土壤与生物的生态关系,大气与生物的生态关系,生物对综合环境的生态适应,环境与生态因子,1,2,3,4,生物与环境的相互作用的规律,5,6,7,8,第二章 生物与环境的生态关系,第一节 环境与生态因子,一、环境,环境：是相对于中心事物而言的，与某一中心事物有关的事物，就是这个中心事物的环境。环境要素：包括大气、水、土壤、阳光、生物等环境结构：各环境要素之间通过物质循环和能量流动而形成的配置关系和空间格局。 生境（栖息地）：具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境。
10、 领域：个体、家庭或其他社群单位所占据的，并积极保护不让同种其他成员侵入的空间,第二章 生物与环境的生态关系,二、生态因子,环境因子中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的因子称为生态因子。包括：,气候因子土壤因子地形因子生物因子人为因子,生存条件：生物生存不能缺少的生态因子,第二章 生物与环境的生态关系,第二节 生物与环境的相互作用的规律,一、生态因子对生物的作用规律,1、利比希最小因子定律,（一）限制因子定律,低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。例子：对于水稻作物，当土壤中的氮可维持50kg产量，钾可维持150kg产量，磷可维持300
11、kg产量，则实际产量一般会在 （ ）kg。,50,第二章 生物与环境的生态关系,2、限制因子,A、概念：生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，任何一种只要接近或超过生物的耐受性限度（极限）而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的生态因子就是所谓的限制因子。氧气对水生动物来说就是限制因子。,生态因子低于最低状态时，生理现象几乎全部停止；生态因子处于最适状态时，生理现象达到最大观测值；生态因子处于最大状态时，生理现象几乎全部停止；,第二章 生物与环境的生态关系,（二）、耐性定律和生态幅,任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存。,
12、1、耐性定律,每种生物对每种环境因素都有一个耐受范围，即有一个上限和一个下限，上限和下限之间的范围称为生态幅,2、生态幅,一般来说，物种的生态幅越宽，其分布范围越广。,第二章 生物与环境的生态关系,（三）、生态因子作用的基本特点,1、 综合作用,生态环境是由许多生态因子组合起来的综合体，对生物起着综合作用。各个单因子之间互相联系、互相促进、互相制约，任何一个单因子的变化必然在不同程度上引起其它因子的变化。如光强变化温度改变湿度改变蒸发、蒸腾改变。,第二章 生物与环境的生态关系,2、 主导因子作用,组成环境的所有生态因子不是等价的，在一定条件下，其中必然有一个或两个是起着主导作用的，这种起主导作
13、用的因子就称为主导因子。,3、不可替代性和补偿性作用,每个生态因子都有各自的特殊功能和作用，虽然不是等价的，但是不可缺少，而是同等重要的，相互之间不可替代。在一定情况下，某一因子在量上的不足，可以由其它因子的加强或增强而得到暂时性的调剂和补偿。例如：光强减弱所引起的光合作用下降，可通过CO2浓度的增加而得到补偿。,第二章 生物与环境的生态关系,4、直接作用和间接作用,第二章 生物与环境的生态关系,光照、温度、水、养分等因子为直接作用；地形因子，如地形起伏、坡向、坡度、海拔、经纬度等，都可以起间接作用。,第二章 生物与环境的生态关系,5、阶段性作用,生物在生长发育的不同阶段，往往需要不同的生态因
14、子，也即生物对生态因子的需要是分阶段的。如水对水稻不同生长发育期有不同作用。 许多动物幼体和成体生活在完全不同的环境中，对生态因子的要求就差异很大。,第二章 生物与环境的生态关系,二、生物与环境相互作用的基本形式,生态作用，环境对生物的作用生态适应，生物对环境的适应生态反作用，生物对环境的反作用,第二章 生物与环境的生态关系,第三节 光因子与生物的生态关系,一、光的性质与环境中光的变化,可见光才能在光合作用中被植物利用 （红光和蓝光）光具有一定的时空变化规律。 （光照强度和时间）,第二章 生物与环境的生态关系,二、光照强度的生态作用及生物的适应,1、光补偿点和饱和点 植物光合作用所产生的有机物
15、质恰好抵偿呼吸作用所消耗的有机物质时的光照强度。,2、光强对植物生长、发育和形态建成的作用1）促进组织和器官的分化；2）促进植物细胞的增长与分化。,3）黄化现象：多数植物在黑暗中生长时呈现黄色和其他变态特征的现象 。,3 生物对光照强度的适应性,1）阳性植物：在强光照下才能正常生长发育的植物。如松、柳、桦、槐等。2）阴性植物：在弱光照下比在强光照下生长良好的植物。如云杉、冷杉、细辛、苔藓等。3）耐阴植物：在全日照下生长最好，也能忍受适度的荫蔽，或在生长发育期间需要轻度的遮阴。如玉竹、青冈属、黄精等。,（1）植物对光照强度的适应性,第二章 生物与环境的生态关系,海洋中的植物具有垂直分层现象。 早
16、晨蜥蜴在阳光照射下身体尽可能大面积接触光线，与光照角度垂直；而中午光照强烈时，它的身体与光线几乎平行，尽量减少身体与光的接触面积。,动、植物对光照强度的适应性的实例：,第二章 生物与环境的生态关系,第二章 生物与环境的生态关系,三、光照时间与光周期现象,日照长度：是指白昼的持续时数或太阳的可照时数，即昼长。光周期现象：植物对昼夜温度变化规律的反应。如：植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等，是对日照长短的规律性变化的反应。,第二章 生物与环境的生态关系,光周期现象：植物对昼夜温度变化规律的反应。昼夜变温与植物干物质积累的关系：（新疆的马铃薯比平原的大的缘故。）白天温度高
17、，光合作用强，有机物质合成多；夜间温度低，呼吸作用弱，有机物质消耗少，从而利于干物质的积累。,三、光照时间与光周期现象,第二章 生物与环境的生态关系,1、植物的光周期现象,长日照植物：冬小麦、油菜、菠菜、萝卜、凤仙花（北方植物）短日照植物：水稻、玉米、大豆、烟草、牵牛（南方植物）中日照植物：例如甘蔗日中性植物：黄瓜、番薯、四季豆,（2）动物的光周期现象,动物迁徙的光周期现象；换毛与换羽的光周期现象。,第二章 生物与环境的生态关系,第二章 生物与环境的生态关系,四、光因子的生态作用,太阳光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉，地球上生物生活所必需的全部能量，都直接或间接地源于太阳光。
18、（1）不同光质对生物有不同的作用。（2）光照强度对生物的生长发育和形态建成有重要影响。（3）日照长度的变化使大多数生物形成了特有的反应方式，即光周期现象对动植物的影响。,第二章 生物与环境的生态关系,第四节 温度与生物的生态关系,1、温度的“三基点”： 最适温度、最低温度和最高温度2、极端温度1）冷害和冻害冷害：0度以上低温对喜温生物的伤害，低温造成生物生理活动（光和、呼吸、蒸腾）机能的降低和生理平衡状态的破坏。冻害：冰点以下低温对生物的伤害称为冻害，造成生物体内结冰，细胞原生质膜破裂和酶蛋白失活与变性。,一、温度对生物的影响,第二章 生物与环境的生态关系,Bergman 规律： 生活在高纬度
19、地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大，就是贝格曼规律。因为个体大的动物，其单位体重散热相对较少。Allen 规律： 恒温动物身体的突出部位如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势，就是阿伦规律是减少散热的一种适应。,第二章 生物与环境的生态关系,2）生物对高温的适应,形态适应：植物的鳞片，叶片革质发亮生理适应：降低细胞水含量、旺盛的蒸腾作用行为适应：动物躲避高温的昼伏夜出和迁移,引起植物群落随海拔高度的上升而呈现垂直地带性分布的主要生态因子也是温度。,二、积温对生物生长发育的影响,有效积温法则： 生物在生长发育过程中必须从环境中摄取一定的热量才能完成生活史或某一阶段
20、的发育，并且这个温度总量是个常数。,K=（t-t0）n,t0生物学零度t某时期的平均温度n该时期所经历的天数,第二章 生物与环境的生态关系,例子：菠菜的生物学零度是3.5，发育所需要的有效积温是1000，则其在23.5条件下生长发育所需时间为（ ）天。,通过有效积温，利用冬季太阳能蔬菜大棚，改善蔬菜生长的温度，加快其成熟。计算某种害虫可能发生的世代数，如蚊子完成一个世代所需总积温为K1，某地年总积温为K，那么蚊子在该地区可能发生的世代数是（ ）。,50,K/K1,第二章 生物与环境的生态关系,三、节律性变温对生物的影响及适应,第二章 生物与环境的生态关系,1）温周期现象：由于地表太阳辐射的周期
21、性变化产生温度有规律的昼夜变化，植物对温度有节奏的昼夜变化的反应。 昼夜变温利于植物干物质的积累：白天温度高，光合作用强，有机物质合成多；夜间温度低，呼吸作用弱，有机物质消耗少，从而利于干物质的积累。昼夜温差越大，越利于干物质积累新疆的马铃薯比平原地区的大。,第二章 生物与环境的生态关系,2）春化作用：种子在萌发前或植物生长期要经历一个低温处理，才能正常进行萌发或进入生殖生长，这个低温处理就称为春化作用。3）物候：生物长期适应于一年四季的温度变化而形成相应的生长发育节律称为物候。 4）休眠：动植物抵御不利环境条件的一种生理适应。5）迁移：生物为适应低温环境而采取的措施,第二章 生物与环境的生态
22、关系,第五节 水与生物的生态关系,一、水的生态作用,水是原生质的主要成分。水是某些代谢作用过程的反应物质光合作用。水对稳定环境温度有重要意义。水是植物进行代谢作用的介质。水能使植物体保持固有的姿态。,第二章 生物与环境的生态关系,二、植物对水分的生态适应,水生植物陆生植物,根据植物对水分的需求量和依赖程度，把植物分为：,湿生植物：水稻、灯芯草中生植物：树木、多数作物旱生植物：仙人掌、沙拐枣,沉水植物：黑藻、苦草浮水植物：浮萍、凤眼莲挺水植物：荷花、芦苇,例如：仙人掌科植物的根系发达、叶表面积较小、叶片多呈针刺状，这是植物对干旱环境的适应。,第二章 生物与环境的生态关系,一、土壤的物理、化学性质
23、与生物,1、土壤组成：土壤有机质（腐殖质）、土壤矿质元素土壤水分、土壤空气。,第六节 土壤与生物的生态关系,2、土壤结构：指土壤固相颗粒的排列方式、孔隙度以及团聚体的大小、多少和稳定度。（以团粒结构最好）3、耕种土壤分为：壤土、黏土、沙土,第二章 生物与环境的生态关系,一、土壤的物理、化学性质与生物,第六节 土壤与生物的生态关系,土壤能够满足生物对水、肥、气、热要求的综合能力称为肥力。,第二章 生物与环境的生态关系,二、土壤的生物特性,1、土壤中的植物是土壤生产者和物质循环的媒介。2、土壤微生物是土壤中重要的分解者，在土壤形成过程中起重要作用。3、土壤动物是最重要的土壤消费者和分解者。,例如蚯
24、蚓喜欢生活的土壤是中性土壤，它可以加速植物残体的分解，改善土壤结构。,第二章 生物与环境的生态关系,第七节 大气与生物的生态关系,一、CO2、O2、N2的生态作用,1、 CO2是植物进行光合作用的主要原料，又是植物有机体的主要成分。2、O2是所有生命活动所必须的。3、N2是生物合成蛋白质核酸等的基本组成。,大气中的氮一般不能被生物直接利用，必须通过固氮作用，变成如NH3生物才能利用，大气中氮被固定的途径有高能固氮、生物固氮和人工固氮。,第二章 生物与环境的生态关系,二、风的生态作用,1、影响小气候2、影响植物繁殖：风媒植物3、影响动物的行为活动：害虫的迁移4、风的破坏作用：风倒、风折 （受强风
25、的作用）、 旗形树（单向风的作用）,风倒,旗形树,第二章 生物与环境的生态关系,第八节 生物对综合环境的生态适应,一、生态适应,生物为了适应环境的变化，从形态、生理、生化等方面做出有利于生存改变叫做生态适应。是生物进化的基础。,形态适应：植物的鳞片，叶片革质发亮生理适应：降低细胞水含量、旺盛的蒸腾作用行为适应：动物躲避高温的昼伏夜出和迁移,水生植物对水环境适应特征的是发达的通气组织。,第二章 生物与环境的生态关系,1、趋同适应：不同种类的生物当生活在相同或相似的环境条件下，通过变异选择形成相同或相似的形态或生理特征以及适应方式或途径。例如：蝙蝠与鸟类，鲸与鱼类 2、趋异适应：指同种生物由于分布
26、地区的间隔，长期生活在不同的环境条件下，因而形成了不同的适应方式和途径。例如：橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳 。,第二章 生物与环境的生态关系,二、生态型,生态型： 是指同种生物因适应不同生境，发生趋异适应，而表现出具有一定结构或功能差异的不同基因型类群 。,气候生态型土壤生态型生物生态型,第二章 生物与环境的生态关系,三、生活型,不同物种对于相同生境进行趋同适应，而形成的外貌上相同或相似的类型。,按植物的大小、形态、分枝以及生命周期等分：乔木、灌木、半灌木、藤本、草本、垫状植物。,丹麦植物学家阮基耶尔按照更新芽或休眠芽的位置，把植物分为：（1）高位芽植物；乔木 （2）地上芽植物；半灌木（3）
27、地面芽植物；多年生草本（4）隐芽植物或地下芽植物；莲藕、马铃薯 （5）一年生植物。玉米等,第二章 生物与环境的生态关系,生物种群,生物群落,生态系统,环境污染的生态治理,生态破坏与生态恢复,生态监测与生态评价,生态系统服务与生态系统管理,绪论,1,2,3,4,生物与环境的生态关系,5,6,7,8,9,生态学基础,环境生态学,第三章 生物种群,第三章 生物种群,种群：在一定空间和时间内，同种个体及其相互关系的总和。 种群是研究生态学的最基本的功能单位。,种群的三个基本特性：空间特性，一定的分布区域和分布方式数量特性，一定的密度、出生率、死亡率、年龄结构和性比遗传特性，遗传组成、进化、适应能力。,
28、第三章 生物种群,第二节 种群特征,一、种群密度,种群密度：单位面积或单位容积（空间）内某种群的个体数目。,第三章 生物种群,年龄结构：指种群内个体的年龄分布状况，即不同年龄组的个体在种群内的比例或配置情况。增长型：出生率死亡率，迅速增长，种群数量呈上升趋势。稳定型：出生率 = 死亡率，种群数量稳定。衰退型：出生率死亡率，种群数量趋于减少。,二、种群的年龄结构,第三章 生物种群,三、种群的出生率和死亡率,1、出生率（natality）：泛指种群以任何方式产生的新个体占总个体数的比率。生理出生率(最大出生率):在理想条件下所能达到的最大出生数量.生态出生率(实际出生率):在一定时期内,种群在特定
29、条件下实际出生数量。内外因素共同作用影响的结果.,第三章 生物种群,生理死亡率(最小死亡率):在最适条件下个体因衰老而死亡,其种群死亡率降到最低。生态死亡率(实际死亡率):在一定条件下的实际死亡率。许多个体死于各种生物或非生物影响的因素。 出生率和死亡率一般都以种群中每单位时间每1000个个体的出生或死亡数来表示。,2、死亡率（motality）,第三章 生物种群,四、种群生命表及存活曲线,静态生命表：根据特定时间对某种群作一个年龄调查，并根据调查结果而编制成的生命表。适用于寿命长、难于追踪、世代重叠的生物。动态生命表：根据同一时间出生的生物的死亡或存活动态过程而获得的数据所作的生命表。 适用
30、于生命短、易于追踪、世代不重叠生物。,第三章 生物种群,型(凸型)：表示接近生理寿命前只有少数个体死亡。 如人类、大型哺乳动物等。型（对角线）：死亡率保持稳定，如鸟类型(凹型)：表示幼体的死亡率高，成熟个体的死亡率低且稳定。如青蛙、鱼类、草本植物等。,存活曲线,第三章 生物种群,五、种群的环境容纳量,某种群在一个有限的环境中所能稳定达到的最大数量（或最大密度），称为该种群的环境容量。常用K表示。,第三章 生物种群,六、种群的空间分布格局,种群内个体在其生存环境中的空间配置方式，称为种群分布格局。,常见的分布型,只有在环境资源分布均匀、种群中个体间没有彼此吸引或排斥的情况下,第三章 生物种群,第
31、三节 种群数量动态,一、种群增长模型,逻辑斯蒂增长模型种群在有限的环境条件下连续增长的一种最简单的形式是逻辑斯蒂增长又称为阻滞增长。公式： dN/dt=rN(1-N/K) K：环境最大容纳量；1-N/K：环境阻力N：种群数量r：种群增长率,（1）植物的密度效应 在一定时间和空间内，当种群的个体数目增加时，就必定会出现邻接个体之间的相互影响，这称为密度效应或邻接效应。（2）产量恒值法则 在一定范围内，条件相同时，植物的产量随密度的提高而增加，但是当密度达到一定值时，密度继续提高，最后产量几乎恒定。 原因：在资源有限的环境中，超过最适密度时，如果密度继续提高，个体数量增加。但植株间的竞争加剧，个体
32、变小，因而总的产量不会再增加。,第三章 生物种群,第三章 生物种群,二、自然种群的数量动态,1、种群的波动,1）不规则波动：随机因素的作用（冻害、干旱等突发性自然灾害）；2）周期性波动：季节消长：蚊子种群数量变动、种子、幼苗和成株（由于环境因子的影响）年波动：如北方的寒漠、针叶林,第三章 生物种群,连年干旱使土壤中蝗卵的存活率提高,是造成蝗虫大发生的主要原因。还有赤潮：由于大量N、P进入海洋，引起藻类的爆发性增殖。,2、种群爆发,第三章 生物种群,3、生态入侵,由于人类有意或无意地把某种生物带入适宜于其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，对当地原有物种的生存造成威胁，分布区逐步稳定扩展过程。,例如
33、：欧洲的穴兔于1859年由英国引入澳大利亚，十几年内数量急剧增长，与牛羊竞争牧场，成为一大危害。这种现象从种群数量变动角度看是属于生态入侵。,第三章 生物种群,4、种群的衰落和灭亡,种群数量出现永久性的下降和消亡。,5、种群平衡：种群的数量相对稳定。,第三章 生物种群,三、生态对策,生物长期的进化过程中适应所生存的环境并朝一定方向进化的“策略”称为生态对策。,第三章 生物种群,r-对策：生物通常是个体小、寿命短、生殖力强但存活率低、亲代对后代缺乏保护 ，适应多变的栖息环境，种群密度不稳定。如昆虫、害虫。K-对策：生物种群数量达到或接近环境容纳量的水平，这种类型称作k对策。生物通常是一类个体大，
34、寿命长、存活率高，适应稳定的栖息环境。不具有较大的扩散能力，仅有较强的竞争能力，种群密度较稳定，如乔木、大型肉食动物。,所以，r对策生物的种群增长速率比K对策生物的种群增长速度快。,第三章 生物种群,第四节 种间关系,一、种间关系类型,互利对抗中性,种间关系：同一生境中不同种群之间的关系。,第三章 生物种群,二、正相互作用,1、原始合作：是指两种群相互作用，双方获利，但协作是松散的，分离后，双方仍能独立生存。2、偏利共生：是指种间相互作用仅对一方有利，对另一方无影响。 3、互利共生：是指两物种长期共同生活在一起，彼此互相依赖、相互共存、双方获利。如果离开对方就不能生存。 牛与瘤胃中的微生物、豆
35、科植物与根瘤菌,第三章 生物种群,三、负相互作用,1、竞争：具有相似要求的物种（种群）（两种或多种）为了争夺资源和空间，相互抑制，给对方带来不利影响的现象，被称为竞争。,1）特点：竞争结果的不对称性；对一种资源的竞争能影响对另一种资源的竞争结果。,2）种间竞争的结果：（1）一个种群被另一个种群完全排挤掉；（2）一个种群迫使另一种群：占有不同的空间（空间分隔）；食性特化；其他生态习性分化，如时间分隔等。,第三章 生物种群,4）高斯原理：又叫竞争排斥原理，即两个生态位相同或相似的物种不能在一个稳定的环境中长期共存，其中一个物种最终必将另一个物种排斥掉。即当两个具有相同资源利用方式的种群占有同一生境
36、时，最有可能发生竞争 。,3）种间竞争的类型：资源利用性竞争，两种生物同时竞争利用同一种资源；相互干涉性竞争，一种生物借助行为排斥另一种生物，使其得不到资源。,例如：为了减少一种真菌对果树的毒害，园艺家引入了一种形态结构和生理特性与真菌相似，但毒性相对低的真菌，从而使该果树增产，园艺家利用的是种间关系中的竞争关系 。,第三章 生物种群,捕食就是一种种群对另一个种群的生长与存活产生负效应的相互作用，即指所有高一营养级的生物取食和伤害低一营养级的生物的种间关系。（1）传统捕食，指肉食动物吃草食动物或其他肉食动物；（2）植食，指动物取食绿色植物营养体、种子和果实；（3）拟寄生，是指昆虫界的寄生现象，
37、寄生昆虫常常把卵产在其他昆虫（寄生）体内，待卵孵化为幼虫以后便以寄生的组织为食，直到寄生死亡为止。（4）同种相残，这是捕食的一种特殊形式，即捕食者和猎物均属同一物种。,2、捕食作用,第三章 生物种群,寄生是指一种生物（寄生者）摄取另一种生物（宿主）的体液、组织或已消化物质、而维持生活的现象。寄生者与捕食者不同，它多次摄取宿主营养，一般不立即或直接杀死宿主。这是弱者依附强者的情况。,3、寄生,第三章 生物种群,抗生作用：一种微生物产生一种化学物质而抑制另一种微生物的现象。他感作用：指某些植物能分泌次生代谢物质为一些有害化学物质，对别种生物产生直接或间接影响的现象。又称异种抑制作用。,4、偏害作用
38、,偏害作用是一方有害而另一方无影响的两物种的相互作用。,第三章 生物种群,在农业上，有些农作物必须与其他作物轮作，不宜连作，连作则影响作物长势，降低产量，这种现象被称为歇地现象。这种现象是由植物的他感作用引起的。例如，早稻就是不宜连作的农作物，它的根系分泌的对羟基肉桂酸，对早稻的幼苗起强烈的抑制作用。,歇地现象,生物种群,生物群落,生态系统,环境污染的生态治理,生态破坏与生态恢复,生态监测与生态评价,生态系统服务与生态系统管理,绪论,1,2,3,4,生物与环境的生态关系,5,6,7,8,9,生态学基础,环境生态学,第四章 生物群落,一、生物群落 特定时间和空间中各种生物种群之间以及它们与环境之
39、间通过相互作用而有机结合的具有一定结构和功能的复合体。 指一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合。,第四章 生物群落,第一节 生物群落概念与基本特征,第四章 生物群落,（1）生物群落具有一定的外貌特征和种类组成；物种的多少和每个种群的数量是量度群落物种多样性的基础。（2）群落具有一定的结构；（3）不同物种之间存在相互影响；（4）群落具有一定的动态特征；季节变化、演替（5）群落具有一定的分布范围；（6）形成特定的群落环境；（7）具有特定的群落边界特征。 不同群落之间存在着过渡带，称为群落交错区。,二、生物群落的基本特征,第四章 生物群落,第二节 群落的种类组成与物种多样性,一、群落的种类
40、组成,在植物群落研究中，根据各个种在群落中的作用而划分群落成员型。,(1) 优势种 ：对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种。建群种 ：优势层的优势种。 (2) 亚优势种(3) 伴生种 (4) 偶见种或稀有种,例如：赤道附近的植物群落类型是热带雨林。而群落命名则是根据优势种来命名的。,第四章 生物群落,（二）、种类组成的数量特征,1）多度和密度 2）盖度 3）频度 4）重要值,第四章 生物群落,1）多度是植物群落中物种个体数目多少的一种估测指标，多用于群落的野外调查。,密度 指单位面积或单位空间内的个体数。样地内某一物种的个体数占全部物种个体数的百分比称为相对密度 。,第四章 生物群
41、落,指植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度。群落中某一物种的分盖度占全部分盖度之和的百分比, 即为该物种的相对盖度；植物基部的覆盖面积称为基盖度（真盖度）。 对于草原群落，常以离地面1英寸(2.54cm)高度的断面计算；对森林群落，则以树木胸高 (1.3 m处)的断面积计算。,2）盖度,第四章 生物群落,3）频度 即某个物种在调查范围内出现的频率。即: 频度= 物种出现的样方数 / 样方总数100%,4）种的综合数量指标：重要值 重要值 (I.V.) = 相对密度 + 相对频度 + 相对盖度,第四章 生物群落,二、物种多样性,1. 多样性的定义 生物多样性 是指生物的多样化和
42、变异性以及物种生境的生态复杂性。遗传多样性指地球上生物个体中所包含的遗传信息之总和（分子水平）。物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。生态系统多样性涉及的是生物圈中生物群落、生境与生态过程的多样化。,第四章 生物群落,多样性指数是反映物种丰富度和均匀性的综合指标。最著名且常用的有辛普森指数香农-威纳指数,2、多样性指数,群落有A、B两个物种，个体数分别为99和1，乙群落也只有A、B两个物种，个体数均为50，按辛普森多样性指数计算，多样性指数高的是乙群落。 地球上生物多样性最高的生态系统通常在热带雨林,第四章 生物群落,第三节 生物群落的结构,一、群落的外貌（形态和结构）,
43、是认识群落的基础，区分不同植被类型的主要标志,决定外貌的因素有：植物的生活型组成物种，特别是优势种植物的季相植物的生活期,第四章 生物群落,指群落在空间的水平分化或镶嵌现象。镶嵌性是植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的，从而形成了许多小群落。小群落的形成一是由于生态因子的不均匀性，群落内部环境的不一致，动物活动以及人类影响等；二是由于生物本身的生态学和生物学特性，尤其是植物的繁殖与散布特性，以及竞争能力等。,二、群落的水平结构,第四章 生物群落,指群落在空间中的成层现象。成层性是植物群落结构的基本特征之一，是群落中各植物间及植物与环境间相互关系的一种特殊形式。陆生植物群落成层现象包括地上成层
44、和地下成层。决定地上分层的环境因素，主要是光照、温度和湿度等条件；决定地下分层的主要因素则是水分和养分等土壤的理化性质。,三、群落的垂直结构,例如：蜘蛛、蜗牛、青蛙等一般生活在森林的草本层。,第四章 生物群落,指群落结构在时间上的分化或在时间上的配置。群落的时间格局包含两个方面内容：一是由自然环境因素的时间节律所引起的群落各物种在时间结构上相应的周期变化；例如季相最显著的群落是落叶阔叶林。 二是群落在长期历史发展过程中，由一种类型转变成另一种类型的顺序过程, 即群落的发展演替。,四、群落的时间结构,第四章 生物群落,群落交错区 是两个或多个群落之间的过渡区域。群落交错区中物种的数目及一些种密度
45、增大的趋势被称为边缘效应。,五、群落交错区与边缘效应,第四章 生物群落,第四节 植物群落的演替,一、植物群落的形成过程,繁殖体侵移：包括植物、动物、微生物的迁移 物种定居：生物在新地区能正常生长繁殖（物种扩散成功了） 种间竞争和对环境的反应：生物密集，种间产生竞争，竞争成功者留下，失败者退出，竞争成功者各自占有独特生态位，群落形成。,第四章 生物群落,二、群落的演替,演替（sucession）：某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程。,植物群落的演替是一个不断发展变化的动态过程，但这一过程并非无止境的，演替最终处于一个相对稳定阶段时的群落叫做顶级群落。与演替过程中的群落相比，顶级群
46、落的特征是稳定型高。,第四章 生物群落,1、原生演替,开始于原生裸地或原生芜原(完全没有植被并且也没有任何植物繁殖体存在的裸地) 。从岩石开始的旱生演替 ；从水底开始的水生演替,第四章 生物群落,2、苔藓植物群落阶段： 在干旱时进入休眠，待到温和多雨时，大量生长。能积累的土壤更多些，为以后生长的植物创造条件。,（1）、旱生演替系列,1、地衣植物群落阶段：壳状地衣：分泌有机酸腐蚀岩石表面，加上岩石风化作用，壳状地衣的一些残体，逐渐形成一些极少量土壤。枝状地衣：生长能力强，全部代替壳状地衣。叶状地衣：可含蓄较多的水分；积聚更多的残体；使土壤增加的更快些；把岩石表面遮盖部分。,第四章 生物群落,蕨类
47、、一年生、二年生植物，低小耐旱种，取代苔藓植物，土壤增加，小气候形成，多年生草本出现。使土壤增厚，遮荫，减少蒸发，土壤中真菌、细菌和小动物增多,3、草本植物群落阶段：,4、灌木群落阶段：喜光的阳性灌木出现，与高草混生形成“高草灌木群落”，以后灌木大量增加，形成优势灌木群落 5、乔木群落阶段：阳性乔木树种生长，逐渐形成森林，林下形成荫蔽环境使耐荫树种定居，随着耐荫种的增加，阳性树种在林内不能更新而逐渐从群落消失。林下生长耐荫的灌木和草本植物复合的森林群落形成。,第四章 生物群落,（2）、水生演替系列,自由飘浮植物阶段（裸底阶段）死亡残体，雨水冲刷带来矿质微粒，导致湖底增高。沉水植物阶段：5-7米水深，轮藻属植物，湖底进一步抬高；水深2-4米左右，有金鱼藻、狸藻等出现，繁殖强，垫高湖底。浮叶根生植物阶段：水深1米左右，睡莲出现，沉水植物光照不足被排挤，植物残体量大，湖底抬高。直立植物阶段：水变浅，芦苇等个体更大，残体也更多；拦截泥沙能力更强，湖底迅速升高。 湿生草本植物阶段：木本植物阶段。,
