《基础生态学》课件-第一部分 有机体与环境
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生态学有机体与环境
第一部分有机体与环境我们把自然界分为两大类：生物与非生物。
生物依赖于环境生物又影响环境1生物与环境环境的变化决定了生物的分布与多度;生物的生存又影响了环境;生物与环境是相互作用、相互依存的1.1 生态因子1.1.1 环境环境(environment)：指某一特定生物体或群体以外的空间，及直接、间接影响生物体或生物群体生存的一切事物的总和。
生境(habitat)：生物个体、种群和群落，在其生长、发育和分布的具体地段上各种具体环境因子的综合作用环境类型自然环境：包括大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈等。
人工环境：包括所有的植物栽培、引种驯化、人为管理和人工控制下的环境。
生物环境一般分为大环境和小环境。
大环境：指地区环境、地球环境和宇宙环境。
--大气候小环境：指对生物有直接影响的邻接环境，即指小范围内的特定栖息地。
--小气候生物群系：如热带森林1.1.2 生态因子定义：环境要素中对生物起作用的因子。
或环境中对生物的生长、发育、繁殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
如：光照、温度、水分、O2、CO2 、食物和其他生物。
1). 生态因子的分类（1）按其性质划分：气候因子：土壤因子：地形因子：生物因子：人为因子：（2）按有无生命的特征划分：（3）按生态因子对动物种群数量变动的作用划分：（4）按生态因子的稳定性及其作用特点分：2). 生态因子作用特征（1）综合作用各个生态因子之间互相联系、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，导致生态因子的综合作用。
如光强变化→温度改变→湿度改变→蒸发、蒸腾改变。
（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，这种起主导作用的因子就称为主导因子主导因子的含义有二种：①从因子本身来说，当所有因子的质和量相等时，其中某个因子的变化，能引起生物全部生态关系发生变化。
如静风→暴风。
②由于某类因子的存在与否和数量变化，从而使生物的生长发育发生明显的改变。
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新题解析-1
1.温度每升高10℃，化学过程速率即加快2~3倍的现象符合 A.范霍夫定律 B.阿朔夫规律 C.贝格曼规律 D.十分之一定律
A .范霍夫定律： Q10=(R2/ R1)10/(T2-T1) 即ln (R2/ R1) =0.1 (T2-T1) ln Q10 B.阿朔夫规律:恒黑使夜行性动物似昼夜周期缩短，恒光则使
90.生态系统从幼年期到成熟期的发育过程中变化是：
A.成熟生态系统的矿物质营养循环相对更开放
B.成熟生态系统的抵抗力和恢复力较高
C.在发展期的生态系统中，抗外部干扰能力良好
D.在发展期，物种的多样性较低且各物种生态位较宽
2013联赛B
56.下列有关生态位理论说法中，错误的是：（单选1分）B. A.物种生态位可随发育而改变 B.互利共生倾向于扩大基础生态位 C.生态位指种群在系统中所处的时间、空间上的位置及其与
2.种群空间分布（ distribution）类型
分布指数D= S2 /xa,S2=[∑xi2- (∑xi) 2/n]/(n-1) D <1均匀分布 D =1 随机分布 D >1聚集分布 例1：考察小队采用等距法调查某河岸树林池鹭种群个体数
着直接或间接影响的环境要素。生态因子是环境中对 生物起作用的因子，而环境因子则是指生物体外部的 全部要素。
生物对非生物因子的耐受限度
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(最小因子)。 两个补充条件（Odum,1983）： 1）严格的稳定状态；物质-能量输入/输出达平衡状态 2）因子替代补偿作用(factor compensation) ：如缺乏钙时软 体动物会用锶替代钙。 2010.11.02美国宇航局天体生物学家西蒙筛选出产自南加州莫 诺湖的食砷菌，称首次发现砷能代替生命必需元素P! 值得讨论一下。生命6大必需元素是什么？ HCNOPS
基础生态学(第2章 有机体与环境 一)
2. 季节变化
海洋水温的季节变化特点为:( ) 海洋水温的季节变化特点为:(1)赤道和两极地带的海 :( 水温的年较差不超过5 ;(2) 洋,水温的年较差不超过 ℃ ;( )温带海洋水温的年 较差为10-15 ℃ ,有时可达 ℃ ;( )随深度的增加, 有时可达23 ;(3)随深度的增加, 较差为 年较差减少,最高,最低温的出现时间也逐渐后延; 年较差减少,最高,最低温的出现时间也逐渐后延;通常 140米深度以下无水温的季节变化. 米深度以下无水温的季节变化. 米深度以下无水温的季节变化 大陆气温季节变化幅度较大, 大陆气温季节变化幅度较大,一年内最热月与最冷月平 均温度的差值称为温度年较差,年较差受纬度, 均温度的差值称为温度年较差,年较差受纬度,海陆位置 及地形等多因素影响. 及地形等多因素影响.
耐受性定律的发展
a) 同种生物对不同生态因子的耐受范围存在差异, 同种生物对不同生态因子的耐受范围存在差异, 且耐受性还会因年龄,季节,栖息地等的不同而 且耐受性还会因年龄,季节, 有差异. 有差异. b) 生物在整个个体发育过程中,对生态因子的耐受 生物在整个个体发育过程中, 限度不同. 限度不同. c) 不同生物对同一生态因子的耐受性不同. 不同生物对同一生态因子的耐受性不同. d) 生物对某一生态因子处于非最适状态时,对其他 生物对某一生态因子处于非最适状态时, 生态因子的耐受限度也会下降. 生态因子的耐受限度也会下降.
3. 耐受性定律
耐受性定律( 耐受性定律(law of tolerance):任何一个生态 )
因子在数量上或质量上的不足或过多, 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都会使该种生物衰退或不 能生存. 能生存. 耐受性定律不仅估计了环境因子量的变化, 耐受性定律不仅估计了环境因子量的变化,还 估计了生物本身的耐受限度; 估计了生物本身的耐受限度;同时该定律也允 许生态因子间的相互作用. 许生态因子间的相互作用.
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大环境：指地区环境、地球环境和宇宙环境。大 环境中的气候称为大气候。
大气候： 指离地面1.5米以上的 气候，是由大范围因 素所决定，如大气环 流、地理纬度、距海 洋距离、大面积地形 等。
1 生物与环境——环境与生态因子
大环境，如不同气候的地理区域，影响生物的生 存与分布，产生不同的生物群系。
反之，根据这些生物群系的特征，可以区分各 个不同的气候区域。
（3）按生态因子的稳定性及作用分为：
稳定因子和变动因子
（4）按生态因子对种群数量变动的作用分为：
密度制约因子和非密度制约因子
密度制约因子与非密度制约性因子比较
种 群 出 生 率 变 化
非密度制约
导致种群出生率变化的环境因子作用于种群的强 度随种群密度梯度变化而改变；具有调节种群密 度作用
种群密度梯度
1、最小因子定律 稀少的又为植物需要的元素。
利比希最小因子定律(Liebig’s Law of the minimum): 植物的生长取决于那些处于最少量状态 的营养元素，即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。
进一步研究表明，这个理论也适用于其他生物 种类或生态因子。
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征——主导因子（非等价性） 春化作用：低温对越冬植物成 花的诱导和促进作用
冬小麦
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征——阶段性作用
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征——不可代替性和互补性
1 生物与环境——环境与生态因子
1 生物与环境——生物与环境关系的基本原理
限制因子(Limiting factor): 生物的生存和繁衍依赖于各 种生态因子的综合作用，但是其中必有一种或少数几种 因子是限制生物生存和繁衍的关键性因子，这些关键因 子就是限制因子。 限制因子可以是因为最小量，也可以是过量。
大气候： 指离地面1.5米以上的 气候，是由大范围因 素所决定，如大气环 流、地理纬度、距海 洋距离、大面积地形 等。
1 生物与环境——环境与生态因子
大环境，如不同气候的地理区域，影响生物的生 存与分布，产生不同的生物群系。
反之，根据这些生物群系的特征，可以区分各 个不同的气候区域。
（3）按生态因子的稳定性及作用分为：
稳定因子和变动因子
（4）按生态因子对种群数量变动的作用分为：
密度制约因子和非密度制约因子
密度制约因子与非密度制约性因子比较
种 群 出 生 率 变 化
非密度制约
导致种群出生率变化的环境因子作用于种群的强 度随种群密度梯度变化而改变；具有调节种群密 度作用
种群密度梯度
1、最小因子定律 稀少的又为植物需要的元素。
利比希最小因子定律(Liebig’s Law of the minimum): 植物的生长取决于那些处于最少量状态 的营养元素，即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。
进一步研究表明，这个理论也适用于其他生物 种类或生态因子。
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征——主导因子（非等价性） 春化作用：低温对越冬植物成 花的诱导和促进作用
冬小麦
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征——阶段性作用
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征——不可代替性和互补性
1 生物与环境——环境与生态因子
1 生物与环境——生物与环境关系的基本原理
限制因子(Limiting factor): 生物的生存和繁衍依赖于各 种生态因子的综合作用，但是其中必有一种或少数几种 因子是限制生物生存和繁衍的关键性因子，这些关键因 子就是限制因子。 限制因子可以是因为最小量，也可以是过量。
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三、种间关系
1．种间竞争
➢ 高斯假说——在一个稳定的环境中，由于竞争的结果， 完全的竞争者不能共存。在进化过程中，由于激烈的 竞争，可能向两个方向发展。一是一个物种完全排斥 另一物种；二是两个物种之间必须出现栖息地、食性、 活动时间或其它特征上的生态位分化。
➢ 生态位是指生物种在生物群落或生态系统中的地位和 作用。
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二、群落的结构
第二章 生态学基础知识
生态学是研究生物与其周围环境之
间相互关系及其机理的科学。环境 科学则是以人类为中心，把人类生 活与环境的相互影响作为一个整体 来研究的一门学科。因此，生态学 作为环境科学的基础理论，可以指 导人们研究人类生存、发展与环境 的相互关系。
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1
本章的主要内容
第一节 生物与环境 第二节 种群生态学 第三节 群落生态学 第四节 生态系统生态学 第五节 生态系统稳定性与生态平衡
I型——凸型存活曲线。表示种群在达到生理寿命之 前只有少数个体死亡，如人类和一些大型哺乳动物。
II型——对角线存活曲线。表示种群各年龄期的死 亡率基本相同，如鸟类、大多数爬行动物和一些小 型哺乳动物。
III型——凹型存活曲线。表示种群幼体的死亡率很 高，只有极少数个体能够活到生理寿命，如大多数 鱼类，两栖类、海洋无脊椎动物等。
0.014
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死亡率 qx
0.563 0.452 0.412 0.225 0.290 0.409 0.692 0.000 1.000 -----
Lx
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22ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基础生态学课件(全)@北师大_部分1
环境（environment）是指某一特定生物体或生物群体 生活空间的外界自然条件的总和。 太阳与地球构成了生物生存的宇宙环境与地球环境， 二者奠定了生态学上的宏观概念。 1，大气圈（atmosphere） 对流层厚度约为10km，占全部大气质量的70—80%。 对流层中，空气组成的主要成分保持不变。3-4km以上高度 内，CO2要比下层少。O2总含量近108kg。 2，水圈hydrosphere 全球估计有15亿km3的水。其中海水占97%，淡水3%。
+
环境 非生物成分
基因---细胞----器官----有机体----种群------生态 系统 系统 系统 系统 系统 系统
三 学习生态学的意义
人类对地球生态系统的影响： 1）人工固氮总量已经超过天然固氮总量 2）工业革命以来，二氧化碳浓度提高了30% 3）被人类利用的地表淡水，超过可用总量的二分之一。 4）地球上大概四分之一的鸟类物种在过去两千年中灭绝 5）接近三分之二的海洋渔业资源过捕或耗尽 6）大量不易分解的人工合成化学物质进入环境
生态学 （Ecology）
教材： 牛翠娟 娄安如 孙儒 泳，李庆芬，基础生 态学（第二版）。北 京: 高等教育出版社, 2007
辅助教材：
1 孙儒泳 动物生态学原理 （第三版）。北京师范大 学出版社, 2001 2 孙儒泳等译，Mackenzie, A., Andy S. Ball, and Sonia R. Virdee. Instant Notes in Ecology （第二 版）。科学出版社, 2004 3 Smith, R. L. and T. M. Smith. Elements of Ecology, 5th Edition. Benjamin Cummings, 2002 4 Manuel C. Molles Jr. Ecology: Concepts and Applications. 2th Edition. McGraw-Hill, Dubuque, Iowa, 2002.
第一到三章：有机体与环境(1)
1. 每一种生物对不同生态因子的耐受范 围存在着差异，耐受范围都很宽的生物， 其分布区一般很广。
2. 生物在整个个体发育过程中，对环境因 子的耐受限度是不同的。
在动物的繁殖期、卵、胚胎期和幼
体、种子的萌发期，其耐受性限度一般
比较低。
3. 不同的生物种，对同一生态因子的耐受 性是不同的。
如： 鲑鱼对水温的耐受范围为0-12°C， 最适温度为4°C； 豹蛙的耐受范围为0-30°C，最适温 度为22°C。
物种的生态幅往往取决于它临界期的耐 受限度。 通常生物繁殖期是一个临界期，环境因 子最易起限制作用，使繁殖期的生态幅变狭， 繁殖期的生态幅成为该物种的生态幅。
生物的生态幅对其分布具有重要影响
但在自然界，因为生物间的相互作用 （如竞争）生物种往往并不处于最适度环境 下，妨碍它们去利用最适宜的环境条件。 每种生物的分布区，是由它的生态幅 及其环境相互作用所决定的。
春化阶段的低温因子。
3. 不可替代性和互补性
生态因子虽非等价，但都不可缺少，一 个因子的缺失不能由另一个因子来替代。但 某一因子的数量不足，有时可以靠另一因子 的加强而得到调剂和补偿。
例如： 光强减弱所引起的光合作用下降，可靠 CO2浓度的增加得到补偿； 锶大量存在时可减少钙不足对动物造成 的有害影响。
如食物、天敌和流行病等各种生物因子
非密度制约因子 （1）特点： 作用强度不随种群密度的变化而变化
（2）作用：
对种群密度不能起调节作用 如：温度、降水和天气变化等非生物因子
（四）前苏联学者则依据生态因子的稳定 程度及其作用特点将其分为稳定因子和变
动因子两大类。
稳定因子：
是指终年恒定的因子，如地磁、地心 引力和太阳辐射常数等。
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8
二、热力学定律
生态系统的能量转换符合两大定律： 1）热力学第一定律（能量转化和守恒） 能量既不能消失，也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例， 由一种形式转化为另一种形式。 2）热力学第二定律（能量衰变定律或能量逸散定律） 生态系统的能量在转化、流转过程中总存在衰变、逸散的现象， 即总有一部分从浓缩的有效态变为稀释的不能利用的状态。 能量沿食物链方向流动，逐级递减。 每经一个营养级的剩余能 量为原有能量的1/10，其余的都消耗了。
食物链中每一个生物成员称为营养级。 食物链类型 1）捕食食物链：指一种活的生物取食另一种活的生物所构
成的食物链。食物链以生产者为起点。 2）腐生性食物链：以动、植物的遗体或粪便为食物链起点，
也称分解链。 如动植物遗体或粪便→ 真菌、细菌→ 原生动物→ 土壤动
物→ 节肢动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 3）寄生性食物链：生物间以寄生物与寄主的关系而构成食
（3）补加能源的作用。 添加太阳能以外的其他形式的辅助能，可提高作物对光能的
利用，从而增加初级生产力。
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二、生态系统的次级生产
次级生产量的概念及生产 次级生产量：生态系统中初级生产以外的生物生产，
即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过 同化作用形成异类生物自身物质的生产量，称为次 级生产量，亦称第二性生产量。 I = FU+R+P P = I-FU-R 同化效率 = A / I ； 生长效率 = P / A I- 摄取量； A-同化量； R-呼吸量； P-生产量； FU-粪尿能量。
密不可分的。 能量在生态系统中是被消耗、单向流动，不可逆的。
而物质循环是可逆多向的，可返回原来的化学形态， 并可逃循、脱离生态系统。
四、生物地球化学循环的类型 （1）气相型：其贮存库是大气和海洋。气相循环把大
二、热力学定律
生态系统的能量转换符合两大定律： 1）热力学第一定律（能量转化和守恒） 能量既不能消失，也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例， 由一种形式转化为另一种形式。 2）热力学第二定律（能量衰变定律或能量逸散定律） 生态系统的能量在转化、流转过程中总存在衰变、逸散的现象， 即总有一部分从浓缩的有效态变为稀释的不能利用的状态。 能量沿食物链方向流动，逐级递减。 每经一个营养级的剩余能 量为原有能量的1/10，其余的都消耗了。
食物链中每一个生物成员称为营养级。 食物链类型 1）捕食食物链：指一种活的生物取食另一种活的生物所构
成的食物链。食物链以生产者为起点。 2）腐生性食物链：以动、植物的遗体或粪便为食物链起点，
也称分解链。 如动植物遗体或粪便→ 真菌、细菌→ 原生动物→ 土壤动
物→ 节肢动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 3）寄生性食物链：生物间以寄生物与寄主的关系而构成食
（3）补加能源的作用。 添加太阳能以外的其他形式的辅助能，可提高作物对光能的
利用，从而增加初级生产力。
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二、生态系统的次级生产
次级生产量的概念及生产 次级生产量：生态系统中初级生产以外的生物生产，
即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过 同化作用形成异类生物自身物质的生产量，称为次 级生产量，亦称第二性生产量。 I = FU+R+P P = I-FU-R 同化效率 = A / I ； 生长效率 = P / A I- 摄取量； A-同化量； R-呼吸量； P-生产量； FU-粪尿能量。
密不可分的。 能量在生态系统中是被消耗、单向流动，不可逆的。
而物质循环是可逆多向的，可返回原来的化学形态， 并可逃循、脱离生态系统。
四、生物地球化学循环的类型 （1）气相型：其贮存库是大气和海洋。气相循环把大
基础生态学(第1章生物与环境)
REPORTING
WENKU DESIGN
种群数量与环境
种群数量受环境资源限制
01
种群数量增长受限于环境的资源供给，如食物、水源和栖息地
等。
环境容纳量
02
在一定时间内，环境所能维持的最大种群数量被称为环境容纳
量。
环境变化对种群数量的影响
03
环境变化如气候变化、环境污染等，会对种群数量产生影响，
可能导致种群数量的增加或减少。
人类活动对生态系统的影响
正面影响
人类活动可以改善生态环境，如植树造林、恢复湿地和保护野生动物栖息地等， 这些措施有助于提高生态系统的生产力、多样性和稳定性。
负面影响
人类活动也给生态系统带来了负面影响，如过度开发、污染和外来物种入侵等， 这些行为可能导致生态系统结构破坏、功能退化和生物多样性减少。
THANKS
生理适应
生物的生理功能与环境相 适应，如沙漠植物的节水 适应、动物体温调节等。
行为适应
生物的行为特征与环境相 适应，如动物的迁移、捕 食等行为。
PART 02
生物与非生物环境
REPORTING
WENKU DESIGN
气候与生物
温度和生物分布
不同生物适应不同的温度范围， 因此气候温度影响生物的地理分
气候因子
包括温度、湿度、降水 等，影响生物的生长、
繁殖和分布。
土壤因子
地形因子
生物因子
包括土壤类型、pH值、 肥力等，影响植物的生 长和土壤动物的活动。
包括地形地貌、海拔等， 影响生物的栖息地和分
布。
包括种内关系、种间关 系等，影响生物的生存
和竞争。
生物对环境的适应
形态适应
生物的形态特征与环境相 适应，如骆驼的驼峰、鸟 类的翅膀等。
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种群数量与环境
种群数量受环境资源限制
01
种群数量增长受限于环境的资源供给，如食物、水源和栖息地
等。
环境容纳量
02
在一定时间内，环境所能维持的最大种群数量被称为环境容纳
量。
环境变化对种群数量的影响
03
环境变化如气候变化、环境污染等，会对种群数量产生影响，
可能导致种群数量的增加或减少。
人类活动对生态系统的影响
正面影响
人类活动可以改善生态环境，如植树造林、恢复湿地和保护野生动物栖息地等， 这些措施有助于提高生态系统的生产力、多样性和稳定性。
负面影响
人类活动也给生态系统带来了负面影响，如过度开发、污染和外来物种入侵等， 这些行为可能导致生态系统结构破坏、功能退化和生物多样性减少。
THANKS
生理适应
生物的生理功能与环境相 适应，如沙漠植物的节水 适应、动物体温调节等。
行为适应
生物的行为特征与环境相 适应，如动物的迁移、捕 食等行为。
PART 02
生物与非生物环境
REPORTING
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气候与生物
温度和生物分布
不同生物适应不同的温度范围， 因此气候温度影响生物的地理分
气候因子
包括温度、湿度、降水 等，影响生物的生长、
繁殖和分布。
土壤因子
地形因子
生物因子
包括土壤类型、pH值、 肥力等，影响植物的生 长和土壤动物的活动。
包括地形地貌、海拔等， 影响生物的栖息地和分
布。
包括种内关系、种间关 系等，影响生物的生存
和竞争。
生物对环境的适应
形态适应
生物的形态特征与环境相 适应，如骆驼的驼峰、鸟 类的翅膀等。
生态学第一章 有机体于环境
• 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。
木桶效应
该理论被引申到其他生物种类和生态因子，被称为最小因子定律 。
• 应用中应注意的问题
– 定律成立条件：生物的内环境和外环境处于稳定状态 （物质和能量的输入和输出处于平衡状态时）
– 注意：
–
应用该法则时，必须要考虑各种因子之间的关系。
生物等
– 地形因子：如陆地、海洋、海拔高度、山脉的走向与
坡度等
– 生物因子：包括动物、植物和微生物之间的各种相互
作用
– 人为因子：人类活动对自然的破坏及对环境的污染
（2）生态因子的分类
• 有无生命特征：生物因子和非生物因子 • 对生物种群数量变动的作用
– 密度制约因子：食物、天敌等生物因子 – 非密度制约因子：温度、降水等气候因子 • 稳定性及其作用特点 – 稳定因子：终年恒定的因子，决定生物的分布，如
地心引力、地磁等 – 变动因子：
• 周期性变动因子：一年四季变化和潮汐涨落 • 非周期性变动因子：如风、降雨、捕食等
密度制约因子和非密度制约因子
• 密度制约因子
– 环境因子中，对生物作用的强度随生物的密度而变化的因 子
– 类型有正负两类，在密度增加的状态下，正者作用导致生 物的密度进一步增长；负者导致密度的反馈性降低，有调 节种群密度的作用。一般生物因子常为密度制约因子。
– 岩石圈是指地球表面30—40km厚的地壳层。它是组成生物体的各种化学 元素的仓库。
• 4，生物圈(biosphere)
• E. Suess(休斯—奥地利地质学家)于1875年首先创造了生物圈这一术 语。
– 生物圈是指地球上全部生物及其赖以生存的环境的总体。 – 其范围为海平面以上10km，海平面以下12km。其间最活跃的是生物，地
– 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。
木桶效应
该理论被引申到其他生物种类和生态因子，被称为最小因子定律 。
• 应用中应注意的问题
– 定律成立条件：生物的内环境和外环境处于稳定状态 （物质和能量的输入和输出处于平衡状态时）
– 注意：
–
应用该法则时，必须要考虑各种因子之间的关系。
生物等
– 地形因子：如陆地、海洋、海拔高度、山脉的走向与
坡度等
– 生物因子：包括动物、植物和微生物之间的各种相互
作用
– 人为因子：人类活动对自然的破坏及对环境的污染
（2）生态因子的分类
• 有无生命特征：生物因子和非生物因子 • 对生物种群数量变动的作用
– 密度制约因子：食物、天敌等生物因子 – 非密度制约因子：温度、降水等气候因子 • 稳定性及其作用特点 – 稳定因子：终年恒定的因子，决定生物的分布，如
地心引力、地磁等 – 变动因子：
• 周期性变动因子：一年四季变化和潮汐涨落 • 非周期性变动因子：如风、降雨、捕食等
密度制约因子和非密度制约因子
• 密度制约因子
– 环境因子中，对生物作用的强度随生物的密度而变化的因 子
– 类型有正负两类，在密度增加的状态下，正者作用导致生 物的密度进一步增长；负者导致密度的反馈性降低，有调 节种群密度的作用。一般生物因子常为密度制约因子。
– 岩石圈是指地球表面30—40km厚的地壳层。它是组成生物体的各种化学 元素的仓库。
• 4，生物圈(biosphere)
• E. Suess(休斯—奥地利地质学家)于1875年首先创造了生物圈这一术 语。
– 生物圈是指地球上全部生物及其赖以生存的环境的总体。 – 其范围为海平面以上10km，海平面以下12km。其间最活跃的是生物，地
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n 与生命活动相关联的物质循环
碳、氮、磷和水等许多与生命活 动相关联的物质以多种形式—生 物的或非生物的形式，原子的、 分子的或生物大分子的形式等在 自然界中循环，这些物质的循环 叫生物地球化学循环。
➢生态系统中所有物质的生物地球 化学循环共同的特点：
(1)碳、氮、磷和水等都有一个非生物的库；(2)有一些物质 的一部分可以完全通过地学过程进行循环；(3)有些需要经过 微生物的加工才能被生物所利用；(4)微生物对各级别营养水 平生物有机质的分解作用是生物地球化学循环的关键环节。
n 地球上的主要群落类型
热带雨林分布在亚洲东南部、非洲中部和西部以及 南美洲和大洋洲以北赤道附近。
▪ 垂直分布明显 ▪ 生物种类多
高大常绿乔木、灌木层、草本层、藤本植物 灵长类、鸟类、各种昆虫
n 地球上的主要群落类型
稀树草原主要分布在非洲、南美洲和大洋洲的热带 季节性干旱地区。 ▪ 大量草本植物、有些散生矮小的小片阔叶丛林 ▪ 草食性动物和肉食性动物、鸟类、爬行动物 ▪ 周期性的雨季和旱季
n 地球上的主要群落类型
针叶林主要由常绿的针叶树如松、杉、柏等树种所组 成，大部分分布在北半球高纬度的温带到亚寒带地区。
▪ 林下植被不发达，地表常被枯枝落叶所覆盖。 ▪ 动物种类较多，如野鸡、松鼠、鹿、狼、熊和各种鸟类。
针叶林中昆虫的种类也很多。
n 地球上的主要群落类型
冻原又称为苔原，分布于北极圈以南环绕北冰洋的 严寒地带)，大约占地球陆地面积的20%。
Hale Waihona Puke n环境与生态因子➢对于一个生物，其周围一切客观存在都是它的环境。 ➢一个生物的环境因素按性质可分为非生物因素和生
物因素两大类。
➢生物生存不可缺少的环境条件称为生态因子，而对 于生物体外部的全部环境要素则称为环境因子。
基础生态学课件
1903 莱特兄弟成功地演示了机动飞机
1905 爱因斯坦发表相对论
1913 尼尔斯-玻尔和埃内斯特-拉瑟福德发现原 子结构
1913 亨利-福特发明规模生产汽车的流动装配
线
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20世纪50年代
1952 乔纳斯-索尔克发明抵御小儿麻痹症 的疫苗
1953 詹姆斯-沃森和弗朗西斯-克拉克等 人发现DNA的双螺旋结构
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绪论 内容简介
1. 生态学的定义 2. 生态学研究史 3. 现代生态学的发展期 4. 生态学研究的对象和内容 5. 生态学研究的重点
6. 生态学分支学科 7. 生态学研究的目的 8. 生态学与其他学科关系 9. 怎样学习生态学? 10. 生态学相关期刊
The total relations of the animals to both its organic and its inorganic environment.
(Haeckel 1869)
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Ecology来源于希腊文Okologie 其中:
Oikos: house hold, home, place to live
全球有9亿人生活在二氧化碳超过标准的大 气环境里,10亿多人生活在烟尘和灰尘等颗 粒物超过标准的环境里。
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温室效应。由于近年来全球排放的“温 室气体”骤增,气候专家预计2025年全球平 均表面气温将上升1℃,到下世纪中叶将上升 1.5℃～4.5℃。预计在未来100年内,世界 海平面将上升1米。沿海地区可能被淹,不少 岛屿有消失的可能。自然灾害如干旱、洪 水、暴风会频繁发生。
生态学基础知识ppt
余热供热取暖等
制建材
图 造 纸 工 业 闭 路 循 环 工 艺 流 程 示 意 图
2、生态农场
是依据生态学原理建立起来的新型农业生产 模式。
例：菲律宾的马雅农场 它由庄稼地、 牛场、饲料加工厂、沼气厂以及其他农牧产品 加工厂、污泥处理厂和养鱼池等组成。1982年 以前，每年可生产1200吨饲料原料和可供灌溉 的肥料水以及66万立方米沼气。1983年则可满 足农场各方面能源的需求。
2、生态系统中的物质循环
（1）水循环 （2）碳循环 （3）氮循环
（1）水循环
（2）碳循环
（3）氮循环
氮循环
• 生物固氮：每年约为54X106吨。 • 工业固氮：每年大约30X106吨 • 电离固氮：每年大约7.6X106吨 • 岩浆固氮：每年大约0.2X106吨
（4） 硫
循
环
（5）磷 循 环
该项目是用群栖的鹭科水鸟——小白鹭作为指示生物, 来评估中国和巴基斯坦境内湿地污染水平及其影响
这项欧盟与发展中国家科技合作项目是由江西省科学 院、意大利帕维亚大学、西班牙巴塞罗那大学、巴基 斯坦农业研究中心等单位共同完成的。
其内容包括:
分别从受工业污染的湿地 、农业污染的湿地以及相 对未受污染的湿地上,采 用非侵害方式采集雏鸟羽 毛、鸟卵和捕食物样品进 行化学分析,以确定污染 物和污染程度,
三、生态学的一般规律
（一）相互依存与相互制约规律 非洲的毛里求斯，曾有两种特有
的生物，一种是渡渡鸟，另一种是大颅 榄树。
生态学的一般规律
（二）物质循环与再生规律 （三）物质输入输出的动态平衡规律 （四）相互适应与补偿的协同进化规律 （五）环境资源的有效极限规律
第三节生态学在环境保护中的应用
《生态学基础讲义》课件
外来入侵物种
全球气候变化影响物种的分布和种群数量，使一些物种难以适应新的环境而面临灭绝的风险。
气候变化
通过建立自然保护区，保护重要生态系统和濒危物种栖息地，防止生境丧失和破碎化。
建立自然保护区
加强生物多样性保护宣传教育，提高公众对生物多样性重要性的认识，倡导绿色生活方式。
提高公众意识
制定相关法律法规限制过度开发和利用，以及禁止非法捕猎、采矿等活动。
能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动是生态系统中最基本和最重要的过程之一，它驱动着生态系统中生物的生长、发育和繁殖。
物质循环和能量流动在生态系统中是密切相关的。通过光合作用和化能作用等过程，生物将光能转化为化学能并固定在有机物中，同时释放出氧气；生物通过呼吸作用消耗有机物中的化学能并释放出二氧化碳和水等物质。这些过程共同维持着生态系统的正常运转。
城市生态
研究城市生态系统结构、功能和演化规律，优化城市环境质量和生活品质。例如，通过城市绿化、雨水收集等方式改善城市生态环境。
环境修复
对受损或退化的生态系统进行修复和重建。例如，土壤污染修复、水体生态修复等。
生态学前沿研究领域
VS
生态系统服务功能研究是生态学领域的重要分支，主要关注生态系统为人类提供的各种服务，如水源涵养、土壤保持、气候调节等。
工业废气、汽车尾气等导致大气污染，影响植物的光合作用和动物的呼吸，破坏陆地生态系统。
工业废弃物、农药和化肥等导致土壤污染，影响土壤微生物和植物的生长，破坏土壤生态系统。
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全球变暖导致冰川融化、海平面上升，影响生物的栖息地和分布范围。
全球变暖
极端气候事件如洪涝、干旱等，对生态系统造成破坏，影响生物的生存。
1 基础生态学(第1章 生物与环境)
非密度制约因子（density independent factor ）
按稳定性及其作用特点分：稳定因子和变动因子
2.2 生态因子的作用特征
综合作用 主导因子作用
阶段性作用
不可替代性和补偿性作用 直接作用和间接作用
二、生物与环境的相互作用
1. 环境对生物的作用 A. 影响生物的生长、发育、繁殖和行为； B. 影响生物生育力和死亡率，导致种群数量 的改变； C. 限制生物的分布区域。
第一部分 有机体与环境
生物依赖于环境：从环境中获得能量和进 行物质循环，需适应于环境才能生存；
生物又影响环境：改变环境的条件，使其
更加适宜于生物的生存。
主要内容
环境与生态因子的概念，生物与环境相互作用的规律
利比希最小因子定律，限制因子定律，耐受性定律
光因子的生态作用及生物的适应
温度的生态作用及生物对温度的适应
广温性生物与狭温性生物的生态幅比较（引自孙儒泳，1992）
狭温性生物的耐受性下限、上限与最适温 度相距很近，对广温性生物影响很小的温 度变化，对狭温性生物可能成为临界。
Байду номын сангаас
当生物对环境中某一生态因子的适应范围较宽，
而对另一因子的适应范围较窄时，生态幅常受到后
一种生态因子的限制。
生物在不同发育期对生态因子的耐受限度不同，
环境的类型
（1）按环境的主体分类： 以人为主体的人类环境，其他的生命物质和非生
命物质均被视为环境要素；
另一种是以生物为主体的生物环境，生物体以外
的所有自然条件都称为环境要素。
（2）按环境的范围大小分类：
宇宙环境（星际环境） 地球环境 区域环境 微环境 内环境
生态学基础课件——绪论
植物生态学 1903年G.Kleds发表《随人意的植物发育的改变》 1910年H.C.Cowels发表《生态学》 ； 1911年A.G.Tansley发表《英国的植被类型》 1929年F.E.Clements等发表《植物生态学》 1945年苏联学者发表《生物地理群落与植物群落》
生态学派 北欧学派：注重群落分析 法瑞学派：植物区系学派，注重特征和种群； 英美学派：注重植物群落的演替； 苏联学派：注重建种群与优势种。
（2）生态学的研究对象
生态学研究范围非常广泛，是一个庞大 的学科体系。 ➢ 生物呈等级组织存在（见图1.1） ➢ 传统生态学 ➢ 现代生态学
生物的等级组织
（3）生态学的基本原理
• 系统性原理 • 稳定性原理 • 多样性原理 • 耐受性原理 • 动态性原理 • 反馈原理 • 弹性原理 • 滞后性原理 • 转换性原理 • 尺度原理
研究范围向广度上发展
• 经典生态学以研究自然现象为主，很少涉及人类社会 • 现代生态学结合人类活动对生态过程的影响从纯自然现象
的研究扩展到自然—经济—社会符合系统的研究
– 经济生态学 – 人类生态学 – 生态伦理学 – 恢复生态学 – 保育生态学 – ······
因此，研究人类活动下生态过程的变化已成为现代生 态学的重要内容
1.3生态学分支学科与研究方法生态学的发 展简史
• 生态学分支学科（5min自学） • 生态学的研究方法
1.3.2生态学的研究方法 专门化 系统化
• 原地观测 • 受控生态系统 • 综合方法
原地观测
• 野外考察 • 定位观测 • 原地实验
野外考察
• 划定生境边界 • 进行观测记录
定位观测
• 设立观测样地 • 时限（P10） • 定期观测
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100 80 60
烟尘实测值 烟尘变化趋势 黑化蛾变化趋势
300
200
100
1960
1970
1980
随着污染减轻，黑化蛾在群体中的频率逐渐下降
1 生物与环境
1 生物与环境
利比希(Justus Liebig)是19世纪
德国的农业化学家，他发现作物
1.3 生物与环境关产物量质系常限的不制受，基其而本需是要取原量决理最于大在的土营壤养中
大环境：指地区环境、地球环境和宇宙环境。大 环境中的气候称为大气候。
大气候： 指离地面1.5米以上的 气候，是由大范围因 素所决定，如大气环 流、地理纬度、距海 洋距离、大面积地形 等。
1 生物与环境——环境与生态因子
大环境，如不同气候的地理区域，影响生物的生 存与分布，产生不同的生物群系。
反之，根据这些生物群系的特征，可以区分各 个不同的气候区域。
1、最小因子定律 稀少的又为植物需要的元素。
利比希最小因子定律(Liebig’s Law of the minimum): 植物的生长取决于那些处于最少量状态 的营养元素，即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。
进一步研究表明，这个理论也适用于其他生物 种类或生态因子。
生态因子作用的几个特征——直接作用和间接作用
1 生物与环境
1.2 生物与环境的相互作用
环境对生物的作用
（１）影响生物的生长、发 育、繁殖和行为；导致种 群数量的改变；能够限制 生物的分布区域。
（２）生物通过对自身的形 态、生理、行为等不断调 整，以适应环境中生态因 子的变化。
1 生物与环境
1.2 生物与环境的相互作用
（3）按生态因子的稳定性及作用分为：
稳定因子和变动因子
（4）按生态因子对种群数量变动的作用分为：
密度制约因子和非密度制约因子
密度制约因子与非密度制约性因子比较
种 群 出 生 率 变 化
非密度制约
导致种群出生率变化的环境因子作用于种群的强 度随种群密度梯度变化而改变；具有调节种群密 度作用
种群密度梯度
基础生态学
天津师范大学生命科学学院
基础生态学
第一部分 有机体与环境
天津师范大学生命科学学院
第一部分 有机体与环境
1
生物与环境
2
能量环境
3
物质环境
1 生物与环境
环境的变化决定了生物的分布与多度，生物的 生存又影响了环境，生物与环境是相互作用、 相互依存的。
环境与生态因子 生物与环境的相互作用 生物与环境关系的基本原理
1 生物与环境
1.1 环境与生态因子
环境：是指某一特定生物体或生物群体周围一 切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物 体或生物群体生存的各种因素。
一条鲤鱼
其它鱼类
研 究 鲤鱼种群 主 体
池塘群落
虾, 水蚤 水草 等 异种生物
非生物 因素
1 生物与环境——环境与生态因子
大环境
环境
小环境
1 生物与环境——环境与生态因子
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征——主导因子（非等价性） 春化作用：低温对越冬植物成 花的诱导和促进作用
冬小麦
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征——阶段性作用
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征——不可代替性和互补性
1 生物与环境——环境与生态因子
生物对环境的反作用 （１）可以改变生态因子的状况；
森林 形成小气候 土壤微生物 土壤养分发生变化 （２）生物与生物之间的相互作用，形成协同 进化。
黑化胡椒蛾个体
胡椒蛾 胡椒蛾黑化
Percent frequency of melanic peppered moths
Winter smoke, ug/m3
1 生物与环境——环境与生态因子
小环境：指对生物有着直接影响的邻接环境，小 环境中的气候称为小气候。（地面大气层中1.5 米以内的气候）
洞穴环境，树荫下环境
1 生物与环境——环境与生态因子
蜂鸟巢小气候黎明前 时的温度， 巢上方的树枝减少了 孵卵雌鸟的热量损失 （Calder,1973）
1 生物与环境
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子的分类 类型有正负两类，在密度增
（1）按其性质分为：加生 的物
状 的
态 密
下， 度进
正 一
者 步
作用 增长
导 ；
致 负
气候因子、土壤因者子导、致地密形度因的子反 、馈 性生降物低因，子、
人为因子
有调节种群密度的作用。一
（2）按有无生命特征分般子。生为物：因 子 常 为 密 度 制 约 因 生物因子和非生物因子
1.1 环境与生态因子
生态因子：指环境要素中对生物起作用的因子， 如温度、湿度、食物、氧气、二氧气碳以及其他 相关生物等。
在生态因子中，对生物生存不 能缺少的环境要素也称为生存 条件 植物：二氧化碳和水 动物：食物、热能和氧气
1 生物与环境——环境与生态因子
生境：所有生态因子构成生物的生态环境，特定 生物体或群体的栖息地的生态环境。 生物个体、种群或群落，在其生长发育和分布的 具体地段上，各种具体因子的综合作用，叫生境
高
纬
度
地
区
南北较高纬度地区的
低 温
低温是影响非洲蜂进
对
一步向高纬度范围扩
生
散的限制因子。
物
分
布
的
限
制
1 生物与环境——生物与环境关系的基本原理
耐受性定律(Law of tolerance): 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是会使该种生物衰退或 不能生存。
密度制约因子与非密度制约性
变
化
非密度制约
导致种群死亡率变化的环境因子作用于种群 的强度，随种群密度梯度变化而改变
种群密度梯度
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征
综合性
直接作用和 间接作用
特征
主导因子
不可代替性 和互补性
阶段性
1 生物与环境——环境与生态因子
生态因子作用的几个特征——综合性作用
1 生物与环境——生物与环境关系的基本原理
限制因子(Limiting factor): 生物的生存和繁衍依赖于各 种生态因子的综合作用，但是其中必有一种或少数几种 因子是限制生物生存和繁衍的关键性因子，这些关键因 子就是限制因子。 限制因子可以是因为最小量，也可以是过量。
由于众多的生态因子的重要性（作用）不同，限制因子 作用可能最强大，因此，在生态学研究中，环境分析要 集中在可能是限制因子的生态因素上。那些耐受范围窄 、在自然界变化幅度大的生态因子，最可能成为限制因 子。