3生态学基本原理

二、 生态平衡失调
——受外界影响，结构、功能受损，超过自我调节 能力，导致系统衰退甚至崩溃而不能修复。
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失衡的结构标志：
——系统内生产者、消费者、分解者缺损，种群和数 量减少，系统层次结构发生变化。
失衡的功能标志：
——生物生产率下降、能量流动受阻、物质循环中断。
三、破坏生态平衡的因素
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二、 生态系统的功能
主要包括：生物生产、能量流动、物质循环和 信息流动。
1、生物生产
——生物吸收环境中的物质、能量，转化成新的物 质、能量，实现物质、能量积累，用以延续生命和 增长。 初级生产——绿色植物光合作用对太阳能的积累 次级生产——消费者和生产者对初级生产者产生的有 机物及储存的能量，进行再生产、再利用的过程。
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2. 能量流动
初级生产者 太阳能 化学能（储存于有机物中） 残体 消费者（一级、二级、三级） 分解者 无机物 回归环境
特
点：
① 能量源自于太阳能
② 能量流沿食物链单向流动，由低级到高级，具有不可 逆性和非循环性。
③ 营养级和能量金字塔
能量流沿食物链逐渐减少。后一营养级从前一营养级 仅能获取能量的10%---Lindeman 效率。
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3、物质循环
营养物质是各种生命活动（初级、次级生产） 的基础。
微生物细胞的组成：
① 水和无机盐---维持细胞生命的重要物质 ② 有机化合物---碳、氧、氢、硫、磷组成的有机化合物， 构成细胞中蛋白质、核酸、糖类、脂类和维生素。
生态系统的物质循环：
环境营养物 有机体 代谢 回归环境
生态学是生物学的重要分支之一，20世纪初才 逐渐被公认为是一门独立的学科。
生态学研究的内容: 研究生物与其生活环境相关关系的学科 环境学研究的内容: 研究人类活动与环境质量变化基本规律的学科
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第一节 生物物种、种群与群落
一、物种（Species）
物种是生物界分类的基本单位，惠特克于1969年提出了
——正常的生态系统中，能量流动和物质循环不断 地进行，生产者、消费者、还原者之间保持的一种 动态平衡状态。
生命系统 非生命系统
能量流动 生产者、消费者、分解者 环境系统 环境系统 生物之间
物质循环
物质循环
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生态平衡的基本特征：
① 系统中物质与能量的输入、输出保持相对平衡 ② 系统中物质与能量的流动保持合理的比例速度 ③ 系统中生物的种类和数量保持相对稳定 ④ 系统具有良好的自我调节能力
人 工 选 择 导 致 家 养 狗 的 形 态 各 异
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生物性状和特征变化往往是环境和遗传相互作用的 结果，例：长颈鹿的进化
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二、 种群（Population） 1、 种群的概念 ——一定时间内占有一定空间的某一生物种的个 体的集合群
三、 群落（Community）
——在一定的环境条件下，各种大小生物种群在特 定空间的集合。 1. 群落的基本特征 外貌特征、多样性特征、物种的相对数量、 优势现象、群落结构。 2. 群落的演替 ——物种的变化导致群落内部环境的变化，又对种 群产生影响，直至相对稳定。
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生物界的划分方法。
界（Kingdom） 门（Phylum） 纲（Class） 目（Order）
科（Family）
属（Genus）
种（Species）
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生物的三大类

动 物：小到单细胞的原生动物，大至发育较为 完善的鸟类、兽类。动物种类有200多万种。 植 物：从低等藻类到高等的种子植物。植物种 类有20多万种。 微生物：单细胞或结构简单甚至没有细胞结构的 低等生物，包括各种病毒、细菌。共有10多万种。
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构成生态系统的各个因素中，生物群落 处于核心地位，非生命系统是生物赖以生存的 基础，二者处于一种动态平衡之中，才形成一 个稳定的生态系统——生态平衡。 5. 食物链和食物网
——生态系统中各种生物之间存在着的取食关
系，食物网越复杂，生态系统就越稳定。
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1. 自然因素 2. 人为因素
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一、 生态系统的组成和特征
生态系统 生物部分 生产者 消费者 分解者 绿色 植物
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非生物部分
物质、能量、场所
动 物
微生物
生态系统的结构 陇东学院通识教育课程《环境保护概论》
1、生产者
生态系统中能进行光合作用的各种绿色植物、蓝绿 藻和某些细菌。又称为自养生物。 光合作用 太阳能 无机物 化学能 有机物
第三章 生态学基本原理
生态学的基本原理、生态系统的组成及 生态平衡的基本概念、生态学在环境保护工 作中的应用。
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第三章 生态学基本原理
第一节 生物物种、种群与群落
第二节 生 态 系 统 第三节 生 态 平 衡
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生态学的发展及其与环境学的区别
第二节 生 态 系 统
生态系统——生命系统（生物群落）和环境 系统在特定空间的组合。
生物群落和非生物环境的集合体 Ecosystem – 由英国植物学家 A.G.Tansley 于1935年提出。50年代得到广泛关注，60年 代以后成为生态学研究的中心。 生态系统的研究是环境学领域研究的重点， 因此，工程学研究也逐步向生态学研究渗透。
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氮循环：
氮是形成蛋白质、氨基酸和核酸的主要成分， 是生命的基本元素。 大气中N2占79%，N2是一种惰性气体，不能被大 多数生物直接利用。
固氮方式：
生物固氮---根瘤菌、固氮蓝藻 工业固氮---合成氨、铵盐
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氮循环方式：
硝化细菌 亚硝酸盐 植物吸收 蛋白质、核酸（有机氮） 土壤中氨 氧 化 硝酸盐 生物分解 水 解 硝化细菌 氧 化
2、消费者
以其他生物为食的各种动物（植食动物、肉食 动物、杂食动物和寄生动物等）。 一级消费者----草食动物 二级消费者----肉食动物 三级消费者----以前二级消费者为食物
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3、分解者
分解动植物残体、粪便和各种有机物的细菌、 真菌、原生动物、蚯蚓和秃鹫等食腐动物。分解 者和消费者都是异养生物。 4、非生物部分 生态系统中生物赖以生存的一切环境条件。 无机物：氮、氧、二氧化碳和各种无机盐等。 有机物：蛋白质、糖类、脂类和土壤腐殖质等。 自然条件：温度、湿度、风、和降水等，来自 宇宙的太阳辐射也可归入此类。
水资源短缺
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碳循环：
碳是构成生物体的基本元素，占生物总质量约 25%。在无机环境中，以二氧化碳和碳酸盐的形式存 在。
碳循环的主要形式：
CO2
光合作用 有机碳 生物呼吸、分解
CO2 植物的呼吸作用
动物的呼吸作用 化石燃料的使用、释放
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2. 种群的基本特征
⑴ 种群的大小、密度、生物量 大小（Size）----一个种群个体数目的多少 密度（Density）----单位时间和空间内的个体数 生物量----单位面积或空间内所有个体的鲜物质 或生物质的总量 ⑵ 年龄结构（Age structure） ——种群中各年龄组个体数在整个种群中所占的 比例


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物种的变异现象----遗传规律：
19世纪50年代，达尔文发表了《物种起源》， 提出了以“自然选择”为中心的生物进化学说，证 明了“物竞天择、适者生存”的进化论学说。
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5
犬 种 犬类 科祖 先 动 经 物 过 自 然 选 择 产 生
蛋白质
氨基酸、尿素、氨 氮 气
硝酸盐
反硝化细菌
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磷循环：
磷是维持生命活动必需的另一重要因素
磷的主要来源：磷酸盐矿、鸟粪、动物化石 磷的循环方式：
磷酸盐
侵蚀 开采
土 壤
植物利用
残体回到土壤
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第三节 生 态 平 衡
一、生态平衡
生物与非生物之间
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⑶ 性别比例
——种群中雄性和雌性个体数目的比例 ⑷ 出生率和死亡率
出生率——单位时间内生物所产生后代个体的平均数 死亡率——单位时间内生物死亡的平均数
3. 种群的变化பைடு நூலகம்律----增长规律
指数增长规律、S型增长规律和阻尼振荡 规律。
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分解
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水循环：
水是最重要的生命物质之一 水是细胞代谢和生命活动的基础 地球上的总水量14亿立方公里，其中海水占 97.3%，冰川为主的陆地水占2.7%，其中1/3为冰帽、 冰川，1/3为地下水，不到1%为地表水。 水循环： 蒸 发 雨、雪 地表水 资源性短缺 水质性短缺 径 流 地下水
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进化论的发展

综合进化论 ：进化体现在种群遗传组成 的改变，这就决定了进化改变的是整个群 体，而不仅仅是个体。在自然选择过程中， 生物之间的关系不但有生存竞争，还有捕 食、寄生、共生、合作等多种方式，这些 相互关系只要影响到基因频率的变化和所 涉及的相关因素，都应该有进化的价值。 在生物变异分析时，还应该将可遗传的变 异和非遗传的变异区分开来。