现代生态学

生态学（Ecology），是德国生物学家恩斯特·海克尔(Ernst Heinrich Haeckel)于1869年定义的一个概念：生态学是研究生物体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学。生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。(各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性)。生活史是生物学家很熟悉的概念，它可定义为物种的生长、分化、生殖、休眠和迁移等各种过程的整体格局。不同的物种具有不同的生活史特征，例如一年生、二年生和多年生的，一年中只生殖一次的和多次的，有休眠的和无休眠的等等。有卵、幼虫、蛹和成虫各个阶段的完全变态昆虫，有多寄生和复杂生活史的寄生虫，有改变栖息地的候鸟，彼此间生活史的差别是很明显的。比较各个物种的生活史特征，揭示其相似性和分异性，进而联系其栖息地环境条件，探讨其适应性，联系物种的分类地位，探讨各种类型和亚类型生活史在生存竞争中的意义，是现代生态学的一个重要任务。生活史对策可以理解为生活史的各种成分或整体，在进化过程中形成的适应性响应。理解生活史对策研究的意义，最重要的是明白两个概念：适合度和权衡。适合度是衡量遗传物质在进化过程中传递能力的尺度，适合度包括繁殖和存活能力。各种生活史对策的价值，就决定于这一生活史对策对于生存和繁衍后代所作的贡献的大小，即适合度的值。另一个概念是权衡：因为有机体在一定时间内所获得的能量是有限的，不可能同时和等量地用于生长、生殖、维持消耗、存储、修复、抵抗等各种生命过程。

种群population生态学上，把在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。①空间特征,即种群有一定的分布区域和分布方式; ②数量特征,即种群具有一定的密度,

出生率,死亡率,年龄结构.性别比例等。

生态因子（Ecological Factor）

一、概念：生态因子(Ecological Factor)：环境要素中对生物起作用的因子。

⏹生存条件( Existense Condition)：生态因子中生物生存不能缺少的环境要素（食

物、热能、氧气等对于动物;光、CO2和水对于植物）。

⏹生态环境( Ecotope)：一定区域所有生态因子的总和。

⏹生境( Habitat)：特定生物体或群体的栖息地的生态环境（无机环境）。

二、生态因子的分类

⏹B、依性质分

⏹气候因子(climatic factors) ：如温度、湿度、光照、风、气压和雷电等

⏹土壤因子(edaphic factors) ：如土壤结构、土壤成分的理化性质及土壤生物等

⏹地形因子(topographic factors) ：如陆地、海洋、海拔高度、山脉的走向与坡度等

⏹生物因子( biotic factors ) ：包括动、植物和微生物间的各种相互作用

⏹人为因子(anthropogenic factors) ：人类活动对自然的破坏及对环境污染作用

C、依生态因子的稳定性及其作用特点

⏹稳定因子：终年恒定的因子，主要决定生物的分布，如地心引力、地磁等

⏹变动因子：周期性或非周期性变化的因子

⏹周期性变动因子：一年四季变化和潮汐涨落，如季节性气候变化、昼夜变化和光照，主要影响生物的数量

⏹非周期性变动因子：如风、降雨、捕食、寄生等，主要影响生物的数量

D、对生物种群数量(生物密度)变动的作用

⏹密度制约因子(density-dependent factor ) ：生态因子中，对生物作用的强度随生物的密度而变化的因子。如食物、天敌等生物因子。——调节种群数量

—正密度因子：密度增加，生物的密度进一步增长；

—负密度因子：密度增加，生物的密度反馈性降低。

一般生物因子常为密度制约因子

⏹非密度制约因子(density-independent factor ) ：因子中，对生物作用的强度与生物密度变化无关的因子。如温度、降水等非生物因子。

气候因子一般是非密度制约性环境因子。

三、生态因子的作用特征

⏹综合作用：环境中的生态因子总是与其他因子相互联系、相互影响、相互制约的。如气候的作用

⏹主导因子作用：生态因子对生物的作用是非等价的，某一因子改变会引起其他生态因子的改变，使生物的生长发育发生变化。如植物春花阶段低温，渔业高密度养殖增养

⏹主导因子：其改变会引起其他生态因子改变，使生物的生长发育发生变化的因子

⏹阶段性作用：在不同发育阶段，生物需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。如小麦需水/肥临界期

不可替代性和补偿性作用：生态因子的缺少，不能由另外因子来替代；但在一定条件下，某一因子数量的不足，可依靠相近生态因子的加强得到补偿。如软体动物壳生长中钙缺锶补

⏹直接作用和间接作用：生态因子对生物的行为、生长、繁殖和分布的作用可以是直接的，也可以是间接的，有时还要经过几个中间因子

⏹直接因子：直接对生物发生影响的生态因子

⏹间接因子：通过影响直接因子而对生物发生影响生态因子

如湿地植物缺水，盐分含量高（寒冷），离子梯度、水势

四、生态因子的空间分布

⏹纬度地带性：从赤道到两极，整个地球表面具有过渡状的分带性规律。

太阳辐射量差异：太阳辐射－－热量带－－水分差异－－植被分带－－土壤分带

自然地理带：赤道、热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带、亚寒带、寒带

植被地带性分布

⏹垂直地带性：因太阳辐射和水热状况随着地形高度的不同而不同，生物和气候自山麓至山顶呈垂直地带分异的规律性变化(干燥空气,-1℃/100m;湿润空气,-0.6℃/100m)。

⏹经度地带性：地球内在因素，如大地构造形成地貌和海洋分异引起经度地带性分异。如北美大陆和欧亚大陆。

§2生物与环境关系的基本原理

2.1生物对非生物因子的耐受限度

一、利比希最小因子定律

Liebig‘s law of minimum：植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素，这些处于最低量的营养元素称最小因子（Justus von Liebig,1840,德国，农化家）。

基本内容：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。