3生态学基本原理
现代生态学原理

现代生态学原理现代生态学原理是一门综合学科,它研究的是生物与环境之间的相互作用和相互影响。
在现代生态学中,有几个基本原理是不可或缺的。
首先,生态学强调物种和它们所处的环境之间的相互关系。
生态学家研究不同物种之间的关联,以及它们与环境之间的互动。
这些互动包括生物与生物之间的相互作用,如食物链和竞争关系,以及生物与非生物之间的相互作用,如气候和土壤条件对生物生存和繁衍的影响。
其次,生态学追求研究生态系统的整体性。
生态系统是由生物群体、环境和各种生态过程组成的。
生态学家研究生态系统的结构和功能,以及不同组成部分之间的相互作用。
他们通过研究能量流动、物质循环和生物多样性等生态过程,揭示生态系统的运作原理。
再次,生态学注重研究尺度的变化对生态过程和生态系统的影响。
生物和环境之间的相互作用可以在不同的时空尺度上发生。
生态学家研究不同尺度上的生态过程,包括物种个体和种群水平的交互作用,以及地区和全球尺度上的生态系统过程。
通过研究不同尺度上的相互作用,我们可以更好地理解生态系统的复杂性和动态性。
此外,生态学强调可持续发展和保护环境的重要性。
现代生态学意识到人类活动对环境的影响,并提倡采取可持续的生态管理和保护策略。
生态学家研究人类与自然环境之间的相互关系,寻求在满足人类需求的同时保护生态系统的方法。
最后,现代生态学强调实证研究和跨学科合作的重要性。
生态学研究应该基于客观的数据和实验证据,以便得出准确和可靠的结论。
此外,生态学研究需要跨学科的合作,以整合不同领域的知识和方法,构建完整的生态学理论。
这些原理构成了现代生态学的基础,提供了研究和保护生态系统的理论基础。
通过深入理解生物和环境之间的相互关系,我们可以更好地认识和管理我们所依赖的自然环境。
生态学3

二、生长发育速度
生长有两种含义:一种为生物体生物物 质的增加,另一种细胞数量的增加。这 两者并不总是一起增加的。研究生物生 长规律是人们长期以来的愿望,因而也 形成生态学研究的热点之一。实际上生 物的生长是我们常见到的S形生长曲线: 分为-1.停滞期;2.指数期;3.静止期。 生物生长 的测量可用重量、长度面积或 体积殖
此阶段是生活史的主要组成部分之一。 所谓繁殖是指有机体生产出与自己相似 的后代的现象。有两个概念:繁殖和生 殖需要我们区分:前者含义较为广泛。 繁殖方式的生态学意义:1.在现有条件 下的扩展性。2.对多变环境的适应性。3. 繁殖速度。 4. 繁殖潜力。5.在自然选择 压力下的进化速度。生物生活史的多样 性导致繁殖特性的一系列相关变化。
四、扩散
植物的扩散: (水生浮游植物外)个体 固着生活只有繁殖体具可动性。 动物的扩散:由于各个动物个体均具一 定的可动性,因而其扩散具有主动性。 扩散的原因:食物资源不足、在社会结 构中处于低等级地位时可被逐出、自然 环境与气候季节变化、避敌、追求配偶、 生境灾变、环境污染等。迁出、入、移。
第二节
第三章
种群生活史
第一节 生活史的概念 一个生物从出现到死亡所经历的全部过 程称为生活史。为遗传物质所决定,一 般是不变的,但在一定范围内某些性状 具可塑性(如,种子大小、数量等), 但生活史格局保持不变。相关点:一、 个体大小 二、生长发育速度 三、繁殖 四、扩散
一、个体大小
这是有机体最明显的表面形状,不公在 不同类群间大小各异且在同种群中个体 大小都有或大或小的变化。这一点一般 是由遗传因素决定的:父母高子女也高 反之亦然。大—统治,小—弱势。个体 大小与生长的生境有较大的联系。大个 体除具优势外,也有不同的劣势情形: 如电击大树。
第三章生态学基础

生 态 系 统
非生物环境 (自然环境)
分解者
温度、光 土壤
水、二氧化碳、氧 有机物等
19
(2)生态系统的作用
生产者
它们直接或间接地将
生产者产生的有机物利
用而生长、繁衍,把自 己的粪便和尸体排向大
生物成分 (生物群落)
消费者
自然;
生 态 系 统
非生物环境 (自然环境)
分解者
温度、光 土壤 水、二氧化碳、氧 有机物等
生产者
它们分解动植物的残体、粪
便和各种复杂的有机化合物;
吸收某些分解产物;
生物成分 (生物群落)
最终能将有机物分解为简单
消费者
的无机物,而这些无机物参与 物质循环后可被自养生物重新
生 态 系 统
非生物成分 (自然环境)
分解者
温度、光 土壤
利用,使物质流动在大自然中
形成循环。
水、二氧化碳、氧 有机物等
始终发生着物质和能量的循环与交流。
29
(2)生态系统的作用
非生物 成分
生产者
消费者 菌类:将分解后 的无机物转化 为可利用成分 细菌、真菌
生物成分
30
(3)生态系统的类型
按生态系统的环境 性质和形态特征
陆地生态系统 淡水生态系统 海洋生态系统
包括自然生态系统(森林生态系统、草原生态系统、
荒漠生态系统等)和人工生态系统(农田、城市、
工矿区等);
31
森林系统
包括乔木、灌木、草本植物、地
被植物及多种多样动物和微生物等与它周围
环境(包括土壤、大气、气候、水分、岩石、
阳光、温度等各种非生物 环境条件)-----相互作用形成的统一体。
第三章生态学基础

第三章生态学基础生态学与环境科学的关系与区别它们所研究的问题基本上是相近的。
生态学是以一般生物为对象的。
着重于研究自然环境因素与生物的关系,单纯属于自然科学的范畴。
环境科学则以人类为主要对象,把环境与人类生活的相互影响作为一个整体来研究,从而和社会科学有十分密切的关系。
生态学的许多基本原理同样也可以应用于环境科学中,作为基础理论而联系到人类独特的主观能动性和复杂的社会关系,来研究和解决人类生活与环境问题。
第一节生态学的含义及其发展一、生态学定义的提出与生态学的发展定义:生态学是研究生物与其环境之间相互关系及其作用机理的科学。
(生物和生物之间的关系、生物和环境之间的关系)生态学发展简史生态学的形成和发展经历了一个漫长的历史过程,大致可分为3个阶段:生态学的萌芽时期;生态学的建立和成长时期;现代生态学时期。
(一)生态学的萌芽时期由公元前2世纪到公元16世纪的欧洲文艺复兴,是生态学思想的萌芽时期。
在人类历史的早期,人类为了生活和生存,必须了解大自然的各种现象和其周围的动植物与人的关系,在生产实践中,产生了生态知识的萌芽。
根据文字记载,我国早在2000年以前,就注意到了植物生长和土壤环境条件的密切关系。
如公元前2世纪的西汉时,刘安撰写的《淮南子》一书,就记载有“欲知地道,物其树”(要了解土地性质,应观察其上生长的树木)。
其后还有许多古书如《群芳谱》,记载有农业知识和植物生态的内容。
《周易》“蒙卦”中提到“山下出泉,蒙”。
“蒙”不仅有迷蒙、蒙昧之意,它的本意是高地被草木覆盖蒙蔽住了。
“山下”之所以“出泉”,是因为草木蒙蒙茏茏十分茂密繁盛。
“蒙”之所以能够“养正”,是因为回复到了草木蒙茏的原始自然状态,万物得到了休养生息,树木的根本巩固了,即“正本”;清澈的山泉流出来了,即“清源”。
这分明是告诫人们,要按照事物的本来面目去认识和处理事物,不可违背自然规律。
古人对自然规律朴素而深刻的认识,令人叹服。
(二)生态学的建立和成长时期公元17世纪至20世纪50年代。
生态学名词解释自主整理(3)

生态学名词解释自主整理(3)生态学名词解释自主整理生态系统(ecosystem):生物群落与其生存环境之间,以及生物种群相互之间密切联系、相互作用,通过物质交换、能量转换和信息传递,成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体。
(初级)生产者(primary producers):指自养生物,主要指绿色植物,也包括一些化能合成细菌。
初级生产者也是自然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的媒介。
消费者:指以初级生产的产物为食物的异养生物,主要是动物。
包括食草动物、肉食动物、顶级肉食动物、杂食动物和寄生动物。
分解者:指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生物。
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。
碎屑食物链:指以碎食(植物的枯枝落叶等)为食物链的起点的食物链。
碎食被别的生物所利用,分解成碎屑,然后再为多种动物所食构成。
捕食食物链都以生产者为食物链的起点。
寄生性食物链:由宿主和寄生物构成。
以大型动物为食物链的起点,继之以小型动物、微型动物、细菌和病毒。
后者与前者是寄生性关系。
腐生性食物链:以动、植物的遗体为食物链的起点。
腐烂的动、植物遗体被土壤或水体中的微生物分解利用。
后者与前者是腐生性关系。
食物网:由于一种生物常常以多种食物为食,而同一种食物又常常为多种消费者取食,于是食物链交错起来,多条食物链相联,形成了食物网。
生态平衡(Ecological equilibrium, ecological balance):指一个生态系统在特定的时间内的状态,在这种状态下,其结构和功能相对稳定,物质与能量输入输出接近平衡,在外来干扰下,通过自然调节(或人为调控)能恢复原初的稳定状态。
初级生产(primany production):生态系统中的绿色植物通过光合作用,吸收和固定太阳能,由无机物合成、转化成复杂的有机物的过程称为初级生产,也称第一性生产。
次级生产(secondary production):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养生物自身的物质,称为次级生产,亦称第二性生产。
基础生态学--第三章第三节 种内、种间关系

第三节 种内、种间关系
教学目标: 1、种内关系 2、种间关系
一、种内关系
种内关系:是指种群内个体间的相互关系。种内竞争同样是基 本的种内关系。
植物种群与动物种群的种内关系有很大的不同,除种内竞争外, 植物种群的种内关系主要表现为集群生长、密度效应等,动物 种群的种内关系则主要表现为生殖行为、空间行为、社会行为、 通讯行为和利他行为等方面。
一、种内关系
(一)植物的密度效应 在一定时间内,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,称为密度效应或邻接效应。 根据影响因素的种类,可将其作用类型划分为 密度制约和非密度制约。
一、种内关系
(一)植物的密度效应 目前发现植物的密度效应有两个基本的规律 1、最后产量衡值法则 2、“-3/2”自疏法则
该模式表明产量与密度变化无关,即在很大播种密度范围内,其最终产 量是相等的。
(一)植物的密度效应 2、“-3/2”自疏法则
密度与生物个体平均 株重呈现负相关关系, 在对数图上为-3/2 斜率。
(二)、动物的领域性和社会等级
1、领域性 由动物个体、配偶或家族积极保卫的,不允许其他动物,通常 是不让同种动物的进入的区域或空间就称为领域,而动物占有领 域的行为则称为领域行为或领域性。 领域性是保持个体或群之间间隔的积极机制; 高等动物的隔离机制是行为性的,低等动物或植物的 则是化学性的,即:通过抗生素或他感物质产生隔离。
高斯原理-竞争排斥原理
需指出的是:两个物种竞争的结果或竞争的激烈程度与各自生态位是有很大的关系的。 生态位越接近,则竞争越激烈。 在同一生境中具有相同生态位的不同物种不可能长期共存,这个原理称竞争排斥原 理,也称高斯原理; 在一个稳定的自然群落中,各生物种群的生态位必定是有差异的,种群间都是趋向于 互相补充而不是直接竞争。因此由多个物种组成的群落,要比单一物种 所组成的群落能更有效地利用环境资源,维持较高的生产力,并具有更高 的稳定性。
高中生物选修3《现代生物科技专题》课件5.1生态工程的基本原理

比较项目
生态工程
基本原理
生态学、工程学
调节机制 人为辅助下的自我调节
与环境的关系
协调
主要能源
太阳能
生物多样性
得到保护
传统农业 工程学 人为调控 破坏环境 化学能
减少
2.生态工程概念的理解 (1)生态经济的实质:能够满足我们的需求而又不会危及子孙后 代满足其需要的经济,实现“循环经济”最重要的手段之一就是生 态工程。 (2)对生态工程概念的理解,应注意以下几点: ①涉及的学科知识有生态学、系统学、工程学、经济学等。 ②运用到的技术手段有系统设计、调控和技术组装等。 ③面临的任务是对已破坏的生态环境进行修复、重建,对造成 环境污染和破坏的传统的生产方式进行改善,并提高生态系统的生 产力。 ④最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展。 ⑤生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
答案:D
2.从生态工程的基本原理看,“生态经济”就是( ) A.无废料生产、无生态破坏的经济发展模式 B.为了优化和重建自然生态的经济投资 C.先恢复生态环境,再发展经济的发展计划 D.为了更快发展经济的生态资源利用
解析:生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则,使一个 系统产出的污染物,能够成为本系统或者另一个系统的生产原料, 从而实现废弃物的资源化。
3.生态农业常见类型 (1)桑基鱼塘模式。 人工建立的高产稳产的农业生态系统。做到蚕粪养鱼,鱼粪肥 塘,塘泥肥田、肥桑,从而获得稻、鱼、蚕茧三丰收,如下图所示:
(2)沼气农田立体养殖模式。 该生态系统利用农作物发展养殖业,利用废弃物实现物质的循 环,保证能量的多级利用,如下图所示:
4.传统农业、现代农业和生态农业的比较
生态学杨持第三版

生态学杨持第三版1. 引言生态学是研究生物与环境相互作用的学科,涉及到物种、群落、生态系统以及全球生物圈的组织和功能。
杨持的《生态学》是该领域中一本经典的教材。
本文将介绍《生态学杨持第三版》的主要内容和特点。
2. 内容概述《生态学杨持第三版》是生态学教育领域的重要教材,为学生和研究者提供了全面而系统的生态学知识。
以下是该书的主要内容:•第一部分:生态学基础–第1章:生态学概述–第2章:生态学方法–第3章:生物地理学和生态地理学•第二部分:生态学原理–第4章:生物数量和生长–第5章:种群生态学–第6章:群落生态学–第7章:生态系统生态学–第8章:景观生态学–第9章:生态系统的时空动态•第三部分:生态学应用–第10章:生态学与环境保护–第11章:生态学与自然资源管理–第12章:生态学与人类社会3. 特点《生态学杨持第三版》有以下几个特点:3.1 综合性本书涵盖了生态学的基础原理、方法和应用。
无论是对初学者还是专业研究者来说,都是一本全面的参考书。
3.2 系统性书中按照生态学的不同层次进行了组织,从种群到群落再到生态系统,使读者能够系统地了解生态学的各个方面和层次。
3.3 实践性作者将生态学的理论与实践相结合,强调了生态学在环境保护、资源管理和社会可持续发展中的应用。
读者可以从中获得实践中所需的知识和技能。
4. 适用对象《生态学杨持第三版》适用于以下人群:•大学生生态学专业的学生,作为课程教材使用。
•生态学研究者,作为参考书使用。
•对生态学感兴趣的读者,作为拓展知识的参考书。
5. 结语《生态学杨持第三版》是一本非常有价值的生态学教材,它深入浅出地介绍了生态学的基本概念、原理和应用。
通过本书的学习,读者能够全面了解生态学的各个方面,从而为环境保护和可持续发展做出贡献。
参考书目:杨持. 生态学: 第三版[M]. 中国环境科学出版社, 2017.。
生态学 第三章 种群生态学3

第三章 种群生态学
第一节 种群及其基本特征 第二节 种群的遗传与进化 第三节 种内、种间关系
2020/3/6
种间和种内的相互作用
种内的相互作用的主要形式有竞争、自相残杀 和利他等
物种间相互作用的形式主要有竞争、捕食、寄 生和互利共生
➢ 正相互作用:偏利共生、原始合作、互利共生 ➢ 负相互作用:竞争、捕食、寄生、和偏害
N1取胜,N2被排挤掉
K1/α12 K2
K2/α21
·
K1 N1
2020/3/6
N1灭亡, N2取胜
K1 < K2 /α21,K2> K1/α12 N2
N1超过环境容纳量而 停止增长,N2继续增长
N2取胜,N1被排挤掉
K2 K1/α12
K1
· K2/α21 N1
2020/3/6
不稳定共存
2020/3/6
性选择理论
Darwin的理论 ➢ 性选择(sexual selection)一词首先被达尔文在1871年所
使用,主要是指通过选择使某一性个体在寻求配偶时获得比 同性其他个体更有竞争力的特征。达尔文设想性选择是通过 两种方式发生的:①性内选择;②性间选择。 Fisher的理论 ➢ 建立在主动选择基础上的性选择可以导致性二型特征的进化。 Trivers的理论 ➢ 在雄性不承担任何抚育后代责任的物种中,如果雌性个体具 有足够的辨别力,使它所选择的配偶所具有基因质量优于自 身,那么,进行有性生殖仍然是有利的。
两物种种群的平衡线
N2 K1/α12
dN1/dt<0
N2
dN2/dt<0
K2
dN1/dt=0
dN2/dt=0
生态学第三部分

群落生态学第八章群落的组成与结构8.1 生物群落的概念同时出现在同一个地方的物种集合。
8.1.1 群落的性质1. 机体论(整体论)学派群落是客观存在的实体,像有机体和种群一样,是一个有组织的生物系统。
2. 个体论学派群落并非自然界的实体,而是生态学家为了便于研究,从一个连续变化的连续体中,人为确定的一组物种的集合。
群落交错区 ecotone:两个不同(封闭)群落间的边界群落交错区常和毗邻栖息地物理特性的突然变化有关封闭群落以群落交错区的存在区别于开放群落开放群落和闭合群落的特征8.1.2 现代群落的定义(Mills,1969)是出现在一个特定环境中的一群生物,它们彼此之间及其与环境之间相互作用,借助生态学调查能够与其他类群相区别。
8.1.3 群落的基本特征种类组成;群落结构;内部环境;物种间相互影响;动态特征;分布范围;边界特征8.2 群落的种类组成8.2.1 种类组成的性质分析(定性分析)群落的抽样调查——样方最小面积的确定植物群落研究中的群落成员型1.优势种dominant species2.建群种constructive species3.亚优势种subdominant species4.伴生种companion species5.偶见种rare species群落常以其最显著的成员来命名8.2.2 种类组成的数量特征(定量分析)1. 多度/丰度与密度多度/丰度abundance; 密度density;相对密度relative density;密度比density ratio 2. (投影)盖度coverage1基盖度/真盖度:植物基部的覆盖面积。
草原群落:离地面1英寸 (2.54 cm) 高度的断面积森林群落:树木胸高 (1.3 m 断面积处)盖度比cover ratio:某一物种的分盖度占盖度最大物种的盖度百分比。
3. 频度frequencyRaunkiaer(1934)频度定律:按频度将植物种分为五个级:A(1-20%);B(21-40%);C(41-60%);D(61-80%);E (81-100%)。
高中生物必修3课件:5-1生态工程的基本原理(选修3)

生物多样性问题
随堂达标检测 活页规范训练
协调与平 生物与环境的 可避免系统的失衡
太湖富营养化
衡原理
协调与平衡
和破坏
统一协调各种关系, 保障系统的平衡与 稳定
问题
林业建设中自
整体性原
理
社会—经济—
自然复合系统
然系统与社会、
经济系统的关 系问题
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
(2)实例:在进行林业工程建设时,一方面要号召农民种树,
另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题,如粮食、烧柴及 收入等。
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
5.系统学和工程学原理
(1)系统的结构决定功能原理 ①含义:生态工程需要考虑系统内部 不同组分 之间的结构, 通过改变和优化结构,达到改善生态系统功能的目 的。 ②实例:我国南方水网地区的 桑基鱼塘模式 。
环境污染和破坏的传统的生产方式进行改善,并提高生态系统的
生产力; (4)最终目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展; (5)生态工程的特点是少消耗、多效益、可持续。
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
【巩固1】 下列不属于生态工程建设目的的是
(
A.对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善 B.防止环境污染 C.单纯追求粮食产量 D.促进人类社会和自然环境的和谐发展
提示 对环境造成危害的污染物,采用一定的措施和技术, 就能够进行回收和循环利用,这样不但能够减少环境污染, 而且提高了资源的利用效率,减少了资源的浪费。例如,对 废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。
基础生态学第三版知识点总结

基础生态学第三版知识点总结题型:10个名词解释(20分);5个简答题(40分);3论述题(10,15,15)。
重要章节1、有机体与环境2、种群生态学3、群落生态学一、名词解释1) 环境:针对一个特定的主体或中心,是一个相对的概念。
2) 利比希最小因子定律: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。
3) 耐受性定律: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。
4) 生态福:每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即有一个生态上最低点和最高点。
在最低点和最高点之间的范围称为生态福。
5) 内稳态:生物内环境保持相对稳定性。
6) 光周期现象: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,称为光周期现象。
7) 有效积温:适宜温度下生长发育所需要的总热量。
8) 种群:是在同一时期占有一定空间的同种生物个体的集合。
即是由同种个体组成的, 占有一定的领域,是同种个体通过种内关系的一个统一或系统。
9) 种群的空间结构:组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。
10) 年龄结构:把每一年龄群个体的数量描述为一个年龄群对整个种群的比率。
11) 内廪增长率:是具有稳定年龄结构的种群,在食物不受限制、同种其他个体的密度维持在最适水平,环境中没有天敌,并在某一定的温度、湿度、光照和食物等的环境条件组配下,种群的最大顺势增长率。
12) 最小可存活种群:以一定概率存活一定时间的最小种群的大小。
13) 生态入侵:由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区, 其种群不断扩大,分布区逐步稳定扩展,这种过程称为生态入侵。
14) 集合种群:局域种群通过某种程度的个体迁移而连接在一起的区域种群。
15) 变异:包括遗传物质的变质、基因表达的蛋白质的变异和表型的数量性状的变异。
3基础生态学 全套课件

(1)
环境胁迫
胁迫的生态效应
– 响应过程 – 代价
自然环境中的胁迫 生物体对胁迫的调节
– 补偿 – 驯化 – 休眠
光对生物的一般作用
光强
– 植物——结构、物质含量、能量(光合) – 动物——发育 – 光胁迫
光质
– 植物——PAR – 动物——视觉及其意义
物候现象——对热量和水分的适应 气候的周期性变化与生物适应
– 昼夜节律 – 季节节律
生物对气候的反作用
生活型
趋同适应 植物的生活型
– Raunkiear的生活型系统 – Braun-Blanquit系统
动物的生活型 生活型谱——对环境的指示作用 器官的趋同适应
– 植物 – 动物
– 动物 – 植物
生物对盐的适应
– 结构适应和生理适应 – 动物 – 植物——类似旱生的特征
生物体与环境污染的关系
污染的危害
– 浓度阈值 – 生物积累——富集
食物链富集 长期摄入富集
生物的净化
– 微生物 – 高等植物
生物体与气候的关系
温湿度的重要性
– 干燥度或湿润度 – 生物气候图
– 水生 – 陆生
动物
– 水生 – 陆生
大气对生物体的作用和影响
大气的作用与水类似 主要成分 气流 气压 全球变化
生物体与大气的生态关系
植物对大气的改造和适应
– 成分、气流、气压 – 光合、水分关系、植物成分、形态结
构 – 动物生存环境、食物等
全球变化
– 微生物的作用 – 植物的作用 – 人类的作用
生物体的行为
行为不可分 本能行为
高中生物选修3第5章课件:5-1生态工程的基本原理

六、物种多样性原理:
• 1.基本内容: • 2.生物多样性包括地球上所有植物、动物、微生物
和它们所拥有的基因以及由这些生物和环境构成的 生态系统。
• 3.保护生物多样性就是在生态系统、物种和基因三 个水平上采取保护战略和保护措施。
生态工程的兴起
“可持续发展”的内涵: (Sustainable Development)
problems would be grounded in the technology available from natural systems so that the human engineering required would be
supplementary rather than primary
四、讨论:
• 1.生态工程建设的目的是什么? • 2.解决经济发展与环境问题的根本原则是什
么? • 3.生态工程是一门生态学、工程学、 • 系统学 和 经济学等学科交叉而产生的新兴学
科。 • 4.生态工程遵循的基本原理是什么?
五、物质循环再生原理:
• 1.基本内容: • 2.类型:水循环、气体型循环、沉积型循环 • 1)水循环线路:
(overhead).” 即以从自然系统获得的技术为基础,解决人类 社会环境问题的一门工程分支科学,它所需的 人类工程技术仅仅起辅助作用,而不是起主要 作用;或“人类应用主要来自自然的能源作为 辅助能对环境的控制”;或“对自然的管理就 是生态工程,更好的措施是与自然结成伙伴关 系”。
H.T.奥德姆的学生米奇(W.J.Mitsch) 继承其思想,于1989年编了世界上第 一本生态工程专著(Ecological
系统的
,从而实现废弃物的资源化,而实现循环经济最重要的手段之一是
生态学基础3

产生。如果资源集中并有可靠保证,集群优于划分领域。
第六节 种内关系
三、领域性和社会等级 (二)社会等级
1 、社会等级:指动物种群中各个动物的地位具有一定的
对于绝大多数生物种群来说,雌性比例的增大,就意味 着种群的出生率提高,种群数量增长加快。
第一节:种群及其特征
(五)种群空间结构局。
2、种群的空间分布格局:均匀型分布、随机型
分布和成群型分布。
随机分布
均匀分布
聚集分布
第二节:种群动态
量或能量。
2 、种群密度:种群单位面积、单位体积或单位生
境中个体的数量。密度是种群最基本的参数。
3、绝对密度测定法:
4、相对密度测定法:
第一节:种群及其特征
(二)出生率与死亡率
1、出生率:生理出生率(最大出生率):生态出生率(实际出生率):
2、死亡率:生理死亡率(最小死亡率):生态死亡率(实际死亡率):
种内, 种间竞争 多变, 通常不紧张
选择倾向
寿命 最终结果
短, 通常少于一年 高繁殖力
长, 通常大于一年 高存活力
第六节 种内关系
种内关系——存在于生物种群内部个体间的相互关系称
为种内关系。主要包括婚配关系、性别关系、领域性、社 会等级等。
一、密度效应
(一)最后产量恒值法则 (二)-3/2自疏法则 二、性别生态学 是以研究物种种群内部性别关系的类型、动态及其与环
分布区的现象。 迁出率=(在一定时间内迁出的个体数量 / 原种群 的数量)X100%。
生态系统原理

生态系统原理
生态系统原理是研究自然界中生物与环境之间的相互作用和相互依赖关系的学科。
生态系统包括生物群落和其所处的非生物环境,其中生物群落由各种不同物种组成,它们相互作用并与环境相互依赖。
生态系统原理的核心概念是生态学家提出的自然选择理论以及达尔文进化论。
根据这个理论,生物种群中存在着遗传变异,并且这些变异在适应环境方面具有优势或劣势。
通过自然选择,适应性较强的个体将更有可能生存下来并繁殖后代,从而将有利基因传递给下一代。
此外,生态系统原理还涉及到食物链和能量流的概念。
食物链描述了生物之间的食物关系,而能量流则指的是能量在生态系统中的传递过程。
能量从太阳辐射到植物,再通过食物链传递给其他生物。
这种能量流在整个生态系统中形成了一个闭合循环。
生态系统原理还包括物种多样性和生态平衡的概念。
物种多样性指的是一个生态系统中存在的不同物种数量的丰富程度。
物种多样性对于维持生态系统的稳定和健康非常重要。
而生态平衡则是指生态系统中各种生物之间的数量和相互关系的稳定状态,当生态平衡被打破时,可能会导致环境问题、生物灭绝等一系列问题的出现。
总而言之,生态系统原理研究了生物与环境之间的相互作用以
及相互依赖关系,并且探讨了这些相互作用对于生物的适应性、生态系统的稳定性和健康性以及物种多样性等方面的影响。
3个生态学原理

3个生态学原理生态学原理是研究生态学基础和方法,揭示生物与环境相互作用规律的基础性原则。
生态学原理在生态学领域具有重要的指导意义和应用价值,目前已经形成了若干关键性的生态学原理。
本文将介绍三个生态学原理,分别是能量流动原理、物质循环原理和生物多样性原理。
一、能量流动原理能量流动原理是生态学的基础性原则之一,它指出生命体系中能量的存在和流动。
能量在各种生物之间传递和转化,形成了生命体系中的能量流和生态网络。
这个原则说明了生态系统对能量的依赖和重要性。
生态系统是一个开放性系统,在与环境交换物质和能量的同时进行生命活动。
能量的流动可以经过生物体,也可以在生物体之间传递。
当一种生物在产生能量时,另一种生物可以利用它,形成一个生命物质和能量的链条。
这种链条构成了生命体系的能量流动和物质循环的基础。
生态系统的能量流动依赖于阳光能的输入,太阳能是驱动地球生命活动的最主要的能量来源。
所有的生命体在生活过程中需要能量,而能量的来源都是由太阳光合作用产生的。
太阳光合作用利用太阳的能量将二氧化碳和水合成了有机物,它是生态系统能量的起点。
能量在生态系统中的转移受到能量守恒定律的约束。
生物体在生长、繁殖和维持正常生命活动时需要能量,当生物体进食、呼吸和分解物质时,也会产生能量。
但是在能量转换的过程中,有部分能量会被转化成换热和光能损失等形式的能量流失。
生态系统对能量利用的效率不断提高是一种适应性的进化历程。
二、物质循环原理物质循环原理是指生态系统中物质在生物体和非生物体之间不断流动和转化的一种规律性原理。
物质循环和能量流动一样是生态系统的基本特征之一,它是维持生态系统生命活动的基础。
生态系统中,物质循环包括了氮循环、碳循环、水循环等多种循环方式。
这些循环模式不仅反应生态系统中物质的流动和转化方式,还影响着生态系统的结构和功能。
在这个循环过程中,生物体通过摄取和排泄、分解和吸收等动态过程与环境不断交换物质,而物质循环就是一种在生物和环境之间连接的桥梁。
生态学原理

生态学原理
生态学是研究生态系统的组成和运作的学科,其研究的主要内容
包括自然环境中的物种间的关系,如物种之间的竞争、合作和对主导
种的控制,以及整个生态系统的稳定性及其演变的历史。
生态学的研
究也覆盖了一系列环境伦理、生物技术、人类活动对生态系统的影响
和可持续发展等方面。
生态学有几个基本原理。
第一个原理是生态平衡原理。
这个原理
指出,生态系统是自维持的稳定状态,植物和动物之间形成了相互稳
定的关系。
植物和动物的关系也使生态系统的结构有一定的稳定性和
弹性,可以应对环境或土壤中任何数量的植物或动物的变化。
第二个原理是生物多样性原理。
这个原理指出,一个生态系统中,物种多样性越高,其结构、运行、调节能力将更强而有效。
这些物种
丰富的生态系统能更好地吸收突发性环境变化,缓冲环境变化影响,
更有效地服务经济发展。
第三个原理是环境友好原理。
这个原理强调人类应尊重自然,用
科学的方法管理和利用自然资源,使其继续发展,有利于社会和环境
的可持续发展。
人们在利用自然资源的过程中应避免造成生态系统的
不必要破坏,确保环境持续可持续发展。
此外,还有一些生态学原理,如生态位原理、群落结构与功能原
理等,都是总结生态学研究的重要原则,有助于人们正确理解和解决
保护生态环境的难题。
总而言之,生态学的原理充分说明了自然与人类生活的密不可分,人类应尊重自然,友善的对待自然,保护生物多样性、生态安全,这
样才能使人类与自然得到最大的福祉,从而实现社会和环境的可持续
发展。
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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
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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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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。
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。
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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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
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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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
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. 种群的变化规律----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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1. 自然因素 2. 人为因素
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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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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。
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
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
——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
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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
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. 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
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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。
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。
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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