化学生态学PPT课件
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生态学重要分支学科
10.2.3 化学生态学的发展趋势
1. 以植物学为基础的化学生态学 他感作用 ：植物（包括微生物）向环境中释放化 学物质，使别的植物受到直接或间接的损害。 2. 以动物学为基础的化学生态学 动物的许多行为，如兽类对生育场所的探测、群 居、交配、母子畜间的关系、领域划分等，都与 它们分泌的化学物质有关 3. 植物与动物相互关系的生物化学 对昆虫起防御作用的植物次生性物质远远超过 3000种，其中属于黄酮、萜类和类固醇的化合物 多达2900种以上。有些昆虫不但对毒素产生解毒 能力，还能把毒素储存在体内，成为自己的防御 物质。
10.3.1 恢复生态学的定义
生态系统的结构和功能也可能在自然因素和人类 干扰的作用下发生位移，位移的结果打破了原有 生态系统的平衡，使系统固有的功能遭到破坏或 丧失，稳定性和生产力降低，抗干扰能力和平衡 能力减弱，这样的生态系统称为退化生态系统 退化生态系统。 退化生态系统 恢复生态学 恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生 态系统恢复与重建的技术和方法及其生态学过程 和机理的学科。 “恢复 恢复”是指生态系统原貌或其 恢复 原先功能的再现，“重建 重建”则指在不可能或不需 重建 要再现生态系统原貌的情况下营造一个不完全雷 同于过去的甚至是全新的生态系统。
10.3.2 恢复生态学发展简史
1. 国际恢复生态学研究概况 恢复生态学研究可追溯到20世纪20年代。 1973年3月，在召开题为“受损生态系统的恢 复”的国际会议，这是第一次专门系统地讨 论受损生态系统恢复和重建等生态学问题的 学术会议。 1985年，Aber和Jordan首次提出恢复生态学 科学术语，恢复生态学的研究得到了迅速的 发展。 1996年在美国召开恢复生态学国际会议，标 志着恢复生态学的研究和实践已步入了新的 时期。
第二章 生态学基础
2、物质循环转化与再生规律
——防止有毒物质进入环境、提高能源的利用效率 3、 物质输入输出的动态平衡规律
——防止输入不足（如施肥不足）、输入过多（如富
营养化、重金属）
4、相互适应与补偿的协同进化规律
——生物与环境之间的作用与反作用 5、环境资源的有效极限规律
——生物赖以生存的环境资源在质量、数量、空间和
⑤在任何一个生态系统中，环境和能量都是有 限的，当一个种群达到生态系统所给 于的限 制时，种群数量趋于稳定；或出于疾病、竞 争、饥饿、低繁殖率等等原因，引起种群数 量下降。
⑥环境的改变和波动(如环境的开发和种间竞 争)，表现为对种群的选择压力，有机 体必须 调整以适应这种选择压力，不能适应的有机 体便会消失，这可能在一定时间内降低 生态 系统的成熟性。
（2）生态系统中的能量流动
（a）通过各级食物链，组成了生态系统 的能量流动，并且服从热力学定律。
（b）能量流动的实现途径：光合作用和 有机成分的输入；呼吸的热消耗和有机物 的输出。
（c）生态系统热力学公式：
Pg＝Pn＋R 其中：Pg为食物链某营养级的总产量或输 入耗的的能能量量；。Pn为净产量；R为呼吸作用消
此外，还有利用耕作防 治（改变农业环境）、 不育昆虫防治（控制害 虫繁殖能力）和遗传防 治（改变昆虫的基因） 等方法。
3.污染物在环境中的迁移、转化、积 累和富集规律 DDT、Hg 、Cd….
三、解决近代城市中的环境问题
1、编制生态规划（环境规划）
——是指在编制国家或地区的发展规划时，不
是单纯考虑经济因素，还有考虑地球物理因素、 生态因素和社会因素。（各类规划必须进行环 境影响评价）
（d）能量流动的特点
①生产者即绿色植物对太阳能的利用率很 低，只有1．2％；
《化学生态学》课件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
化学生态学在环境保护中的应用
总结词
化学生态学在污染治理中发挥了重要作用，通过研究污染物对生物的影响以及生物对污染物的适应和降解机制，为污染治理提供了新的思路和方法。
详细描述
化学生态学通过研究生物之间的化学通讯和相互作用，揭示了生物对污染物的适应和降解机制，为污染治理提供了新的思路和方法。例如，利用微生物降解有机污染物，利用植物吸收重金属等。
总结词：化学物质可能对生物的行为产生影响，包括觅食行为、繁殖行为和社会行为等。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
生态系统中化学物质的循环
总结词
碳循环是生态系统中最重要的物质循环之一，它涉及到植物通过光合作用吸收二氧化碳，动物通过呼吸作用释放二氧化碳，以及微生物对有机碳的分解和矿化等过程。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEWERA
化学生态学的未来发展
资源利用
化学生态学有助于开发新的资源利用技术，提高资源利用效率，减少对环境的负面影响。
1
2
3
化学生态学有助于研究气候变化对生态系统的影响，揭示生态系统对气候变化的适应机制。
气候变化
化学生态学有助于研究生物多样性保护的化学机制，提出有效的生物多样性保护方案。
化学生态学概述
化学生态学是一门研究生物体与其化学环境之间相互关系的科学。
化学生态学主要探讨生物体如何通过化学方式感知、适应和影响其周围环境，以及环境中的化学物质如何影响生物体的行为、生理和进化。
详细描述
总结词
化学生态学研究生物释放的化学物质、植物的化学防御、动物的气味通讯等。
化学生态学—植物诱导防御
一.植物诱导防御 3.释放吸引天敌的挥发物
2.系统性和群体性 系统性是指当植物某一部位遭受植食性昆虫为害时,能 导致植物整株系统性地释放类似的挥发物。 群体性反映了植物个体间的化学通讯,是指当某一植株 遭受植食性昆虫为害时,能释放挥发物告警其邻近的同 种个体,从而使这些个体亦释放类似的挥发物。 这种系统性和群体性释放的特征,反映了植物对植食 性昆虫为害的积极反应过程。
一.植物诱导防御 1.诱导合成蛋白酶抑制剂
Broadway和Duffey(1986)的研究表明:昆虫在摄食富 含蛋白酶抑制的食物并在体内积累后,蛋白酶抑制剂会 抑制昆虫肠道内蛋白酶的水解活性,并能刺激消化酶的 过量分解和分泌,来补偿蛋白酶抑制剂的抑制作用“这 个补偿作用会消耗昆虫体内的大量氨基酸,从而影响植 食性昆虫的正常生长发育。
一.植物诱导防御 1.诱导合成蛋白酶抑制剂
以马铃薯叶甲为例 马铃薯叶 1-2 h 蛋白酶抑制剂 诱导因子 叶甲取食
24-48h
蛋白酶抑制剂
抑制甲虫对蛋白 的消化 甲虫离去
只是在植物需要时才会合成防御化合物
一.植物诱导防御 2.增加毒素合成
植物被昆虫取食后，使其毒素含量增加，迫使昆虫 离去。 毒素对植株的持续作用时间可能是短期的，或者是 长期的。对植物的作用部位可能是局部被害处附近， 或者是整个植株。 昆虫取食 植物在 均可产生毒素 机械伤害
一.植物诱导防御 2.增加毒素合成
毒素外界吸取 有些植物虽然自身并不合成毒素, 却可以从土壤中吸收 大量的毒性微量元素直接进入自身的汁液中, 紫菀, 可以直接从土壤中吸收硒等有毒元素, 使误食的 动物产生“急性硒中毒”。 大多数情况下, 毒素都集中于植物最易受害的叶、花、 果部位, 如苍耳以发芽的种子及幼苗毒性最强
生态学 第一章 生态系统
第二节 生态系统的组成和结构
• 3)寄生食物链：由寄主和寄生生物构成。 • 如：哺乳动物、鸟类→跳蚤→细滴虫 • 3)腐食食物链：以动物尸体为基础。 • 如：动物尸体→丽蝇；动物尸体→秃鹰。
第二节 生态系统的组成和结构
(3)食物网（food web） • 生态系统中许多食物链彼此交错连接，形 成的一个网状结构。 • 一般说来，生态系统中的食物网越复杂， 生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，其 中一种生物的消失不致引起整个系统的失 调；生态系统的食物网越简单，生态系统 就越容易发生波动和毁灭。 • 一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定 的重要条件。
第二节 生态系统的组成和结构
生 数 物 量 量 金 金 字 字 塔 塔
第二节 生态系统的组成和结构
• 倒金字塔的奥秘：
• 数量金字塔和生物量金字塔可以为下 窄上宽的倒金字塔。 (例：夏季的温带森林、海洋生态系统） • 但是能量金字塔绝对不可能为倒的。
第三节 生态系统的功能
• 生态系统主要的4方面的功能：
第二节 生态系统的组成和结构
• 6个环节的食物链： • 人 （顶位肉食动物） 金枪鱼（三级肉食 动物） 鲭鱼（二级肉食动物） 鲱鱼（一 级肉食动物） 甲壳动物（草食动物） 单 细胞藻类（生产者） 7个环节的食物链（我国蛇岛）：
老鹰抓蝮蛇，蝮蛇吃小鸟，小鸟啄蜘蛛，蜘 蛛结网捕蜻蜓，蜻蜓抓飞虫，飞虫吃花蜜。
1/4，其余部分也是在死后被分解者分解的. 多数的陆地生态系统和浅水生态系统是碎 屑食物链占优势。
第二节 生态系统的组成和结构
• 2)捕食食物链：直接以生产者为基础，继之 以植食性动物和肉食性动物，能量沿着太 阳→生产者→植食性动物→肉食性动物的途 径流动。如：青草→野兔→狐→狼。
「生态学」生态系统的物质循环
人类影响：对蓄库的影响。 积极：工业固氮、研究生物固氮机制等。 消极：氧化氮输入大气，污染空气，光化学烟雾；硝酸盐输入水系，富营养化； 人类从事的生产活动，从森林、草原、农田取走大量动植物残体，取走氮元素。 氮污染：人类的粪便，尿。
沉积型循环 – 磷循环图解
磷循环
在自然界中，磷由岩石圈移到水圈，它不是以可溶物移动，磷不存在任何气体 形式的化合物。受物理，化学，生物因素影响。 植物利用磷的方式：磷酸根。
生态系统中的水循环
生态系统中的水循环是 水的循环途径，淡水资 源量，全球水循环是平 衡的，但局部地区水分 分布不均匀。生态系统 中的水循环包括截取、 渗透、蒸发、蒸腾和地 表径流。
气体型循环 – 碳循环图解
碳与碳循环
碳存在于生命有机体和无机环境之中。它最主要的储存库是岩石圈占总量的 99.9%，2.7×10^16吨。多以碳酸盐形式存在，很少一部分以碳氢化合物、碳水 化合物形式存在。 海洋中含有0.1%的CO2，空气中含有0.0126%的CO2 。
→碳循环 →氮循环 3、沉积型循环（sedimentary cy水循环的生态学意义
1、没有水循环就没有生物地球化学循环。水是所有营养物质的介质，这使营 养物质的循环和水循环不可分割的联系在一起。地球上的水循环又把陆地和水 域联系在一起使局部生态系统和整个生物圈联系在一起；大量的水防止地球上 温度剧变。 2、水是很好溶剂。水在生态系统中起着能量传递、利用的作用。
沉积型循环 – 硫循环图解
硫循环
硫是原生质的重要组分，它的主要蓄库是岩石圈，但它在大气圈中能自由移动， 因此，硫循环有一个长期的沉积阶段和一个较短的气体阶段。在沉积相，硫被 束缚在有机或无机沉积物中。 岩石库中的硫酸盐主要通过生物的分解和自然风化作用进入生态系统。
沉积型循环 – 磷循环图解
磷循环
在自然界中，磷由岩石圈移到水圈，它不是以可溶物移动，磷不存在任何气体 形式的化合物。受物理，化学，生物因素影响。 植物利用磷的方式：磷酸根。
生态系统中的水循环
生态系统中的水循环是 水的循环途径，淡水资 源量，全球水循环是平 衡的，但局部地区水分 分布不均匀。生态系统 中的水循环包括截取、 渗透、蒸发、蒸腾和地 表径流。
气体型循环 – 碳循环图解
碳与碳循环
碳存在于生命有机体和无机环境之中。它最主要的储存库是岩石圈占总量的 99.9%，2.7×10^16吨。多以碳酸盐形式存在，很少一部分以碳氢化合物、碳水 化合物形式存在。 海洋中含有0.1%的CO2，空气中含有0.0126%的CO2 。
→碳循环 →氮循环 3、沉积型循环（sedimentary cy水循环的生态学意义
1、没有水循环就没有生物地球化学循环。水是所有营养物质的介质，这使营 养物质的循环和水循环不可分割的联系在一起。地球上的水循环又把陆地和水 域联系在一起使局部生态系统和整个生物圈联系在一起；大量的水防止地球上 温度剧变。 2、水是很好溶剂。水在生态系统中起着能量传递、利用的作用。
沉积型循环 – 硫循环图解
硫循环
硫是原生质的重要组分，它的主要蓄库是岩石圈，但它在大气圈中能自由移动， 因此，硫循环有一个长期的沉积阶段和一个较短的气体阶段。在沉积相，硫被 束缚在有机或无机沉积物中。 岩石库中的硫酸盐主要通过生物的分解和自然风化作用进入生态系统。
生态学李博版课件5
NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY
种间相互作用的基本类型
相互作用型
物种 1 物种 2
相关作用的一般特征
中性作用
○
○ 两个物种彼此不受影响
竞争：直接干扰型
-
-
每一种群直接抑制另一个
竞争：资源利用型
-
-
资源缺乏时的间接抑制
偏害作用
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领域性
领域（territory）是指由个体、家庭或其它社群单位所占据 的，并积极保卫不让同种其它成员侵入的空间。 以威胁、直接进攻驱赶入侵者等，称为领域行为。 具领域性（territoriality）的种类在脊椎动物中最多，尤其 是鸟兽。 规律：
K1
· K2/β N1
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不稳定共存
α>K1/K2
，
β>K2/K1
N1继续增长,N2也继 续增长
N2和N1出现不稳定 的平衡点
N2 K2
K1/α
·
K2/ β
K1 N1
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植物的竞争模型
输 入 率 = 物 种 甲 （ N1 ） 播种的种子数/物种乙 （N2）播种的种子数
输 出 率
输出率=收获时物种甲
种子数/收获时物种乙
种子数
输入率
生态学基础生态系统ppt课件
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
化学生态学课件
异戊酯、乙酸正丁酯、正丁醇、苯甲酸等20多种化合物，能迅速 传递告警信息，并激起其他工蜂的螫刺反应。不过，这些物质在 蜂群里存在的时间不长，它们一旦消失，“警报”也随之解除。
马蜂图片
另一种是由工蜂上颚腺分泌出来的。当工蜂利用螫针进攻
时，常用上颚咬住敌体，并将一些化学物质留在敌体上，以引 导其他蜜蜂前去攻击。这种化学物质的主要成分是2-庚酮。这 种告警信息素除了标志攻击目标外，还有驱避企图入侵的其他 昆虫等作用。
化学生态学研究的热点和发展趋势：
1）化学感受机制的研究
生物间的化学通讯联系，离不开对化学信息的接受、传递、 加工和行为输出，这些过程，就是生物的化学感受机制。 人们一方面研究感受器官（如昆虫的触角）的形态和功能， 另一方面研究信号的传递过程及其机制。但这些研究多是关于神 经生物学的内容。
2）昆虫信息素的研究与应用
2）对信息素化学结构、比例、浓度、抑制剂和促进剂与活性之
间关系研究，对了解昆虫化学信息联系的奥秘、揭示种间生殖
隔离的机制、指导田间应用等具有重要的意义。
昆虫信息素的组成：主要成分，次要成分，辅助成分等。
昆虫信息素化合物的类型：主要有醇类、酯类、醛类
常见昆虫信息素的化学结构
OH (a) OH (b) OH (c) OH OH O
别对方是不是自己巢穴里的同伴，就是靠这种气味物质。
蚂蚁是社会性很强的昆虫，彼此通过身体发出的信息素来进行
交流沟通，当蚂蚁找到食物时，会在食物上撒布信息素，别的 蚂蚁就会本能地把有信息素的东西拖回洞里去。
当蚂蚁死掉后，它身上的信息素依然存在，当有别的蚂蚁路过时， 会被信息素吸引，但是死蚂蚁不会像活的蚂蚁那样跟对方交流信
息（互相触碰触角），于是它带有信息素的尸体就会被同伴当成
马蜂图片
另一种是由工蜂上颚腺分泌出来的。当工蜂利用螫针进攻
时，常用上颚咬住敌体，并将一些化学物质留在敌体上，以引 导其他蜜蜂前去攻击。这种化学物质的主要成分是2-庚酮。这 种告警信息素除了标志攻击目标外，还有驱避企图入侵的其他 昆虫等作用。
化学生态学研究的热点和发展趋势：
1）化学感受机制的研究
生物间的化学通讯联系，离不开对化学信息的接受、传递、 加工和行为输出，这些过程，就是生物的化学感受机制。 人们一方面研究感受器官（如昆虫的触角）的形态和功能， 另一方面研究信号的传递过程及其机制。但这些研究多是关于神 经生物学的内容。
2）昆虫信息素的研究与应用
2）对信息素化学结构、比例、浓度、抑制剂和促进剂与活性之
间关系研究，对了解昆虫化学信息联系的奥秘、揭示种间生殖
隔离的机制、指导田间应用等具有重要的意义。
昆虫信息素的组成：主要成分，次要成分，辅助成分等。
昆虫信息素化合物的类型：主要有醇类、酯类、醛类
常见昆虫信息素的化学结构
OH (a) OH (b) OH (c) OH OH O
别对方是不是自己巢穴里的同伴，就是靠这种气味物质。
蚂蚁是社会性很强的昆虫，彼此通过身体发出的信息素来进行
交流沟通，当蚂蚁找到食物时，会在食物上撒布信息素，别的 蚂蚁就会本能地把有信息素的东西拖回洞里去。
当蚂蚁死掉后，它身上的信息素依然存在，当有别的蚂蚁路过时， 会被信息素吸引，但是死蚂蚁不会像活的蚂蚁那样跟对方交流信
息（互相触碰触角），于是它带有信息素的尸体就会被同伴当成
生态系统的基本概念.pptx
生态系统的组成部分还可以根据物质与能量的活动性可分 为：
1. 贮存库( ) 在生态系的功能运转过程中，一部分 物质和能量暂时脱离生物循环而贮存下来构成了贮存库。 例如水生植物死后经过长期矿化作用形成泥炭，软体动物 和其他动物的外骨骼形成石灰石或珊瑚礁，许多生物的死 体形成水底沉淀或转化为石油和煤等。贮存库一般为非生 物成分，库容量很大，经过地质年代又可以通过岩石的风 化分解和化学燃料的燃烧等形式释放出来，再参加能量流 动和物质循环。
二、有机物质的生产和分解
在物质循环过程中，存在着彼此对立而又相互 协调的两个过程：一个是有机物质的生产，另 一个是有机物质的分解。从整个生物圈来看， 有机物质的生产与分解大体上是平衡的。据估 计，地球上的生物每年通过光合作用所生产的 有机物质大约为1017g (约1000亿吨)，一年 中生物的呼吸活动所消耗的有机物质也大致等 于这一数量。正是由于这两个过程的相对平衡， 才使得地球上的生物有着比较稳定的生存条件。
生产与分解的历史变化
应当指出的是，有机物质生产与分解的平衡，在地质史上曾发生 过几次大的变化： ①大约在6亿一l0亿年前，有机物质的生产略大于其分解，结果使 大气中的氧含量增高而二氧化碳含量降低，为地球上高等生物的 出现和进化提供了先决条件； ②大约在3 亿年前，有机物质的生产明显地大于其分解，以致大 量的生物残体被埋在地层中变成化石燃料，使人类近代的工业革 命成为可能； ③在最近的6000万年，大气中二氧化碳与氧的比率出现波动，这 主要是有机物质生产—分解平衡的改变所致，同时也与火山活动、 岩石风化、沉积和太阳能输入的变动有关，这一时期气候的冷暖 期交替出现可能由此所 引起； ④最近100多年来，由于人类大量使用化石燃料，再加上农业的精 耕细作，因而加快了有机物质的分解，使得大气中二氧化碳的含 量持续增加，对气候产生了明显的影响。
1. 贮存库( ) 在生态系的功能运转过程中，一部分 物质和能量暂时脱离生物循环而贮存下来构成了贮存库。 例如水生植物死后经过长期矿化作用形成泥炭，软体动物 和其他动物的外骨骼形成石灰石或珊瑚礁，许多生物的死 体形成水底沉淀或转化为石油和煤等。贮存库一般为非生 物成分，库容量很大，经过地质年代又可以通过岩石的风 化分解和化学燃料的燃烧等形式释放出来，再参加能量流 动和物质循环。
二、有机物质的生产和分解
在物质循环过程中，存在着彼此对立而又相互 协调的两个过程：一个是有机物质的生产，另 一个是有机物质的分解。从整个生物圈来看， 有机物质的生产与分解大体上是平衡的。据估 计，地球上的生物每年通过光合作用所生产的 有机物质大约为1017g (约1000亿吨)，一年 中生物的呼吸活动所消耗的有机物质也大致等 于这一数量。正是由于这两个过程的相对平衡， 才使得地球上的生物有着比较稳定的生存条件。
生产与分解的历史变化
应当指出的是，有机物质生产与分解的平衡，在地质史上曾发生 过几次大的变化： ①大约在6亿一l0亿年前，有机物质的生产略大于其分解，结果使 大气中的氧含量增高而二氧化碳含量降低，为地球上高等生物的 出现和进化提供了先决条件； ②大约在3 亿年前，有机物质的生产明显地大于其分解，以致大 量的生物残体被埋在地层中变成化石燃料，使人类近代的工业革 命成为可能； ③在最近的6000万年，大气中二氧化碳与氧的比率出现波动，这 主要是有机物质生产—分解平衡的改变所致，同时也与火山活动、 岩石风化、沉积和太阳能输入的变动有关，这一时期气候的冷暖 期交替出现可能由此所 引起； ④最近100多年来，由于人类大量使用化石燃料，再加上农业的精 耕细作，因而加快了有机物质的分解，使得大气中二氧化碳的含 量持续增加，对气候产生了明显的影响。
第一章化学生态学概述
糖苷：单糖的氧环式结构中半缩醛羟基在无水HCl 下与含活泼H的化合物（如醇、酚、胺等）脱水生 成环状的缩醛或缩酮。
CH2OH H HO H O H OH H OH OH HO
OH 干HCl H HO
CH2OH O H OH H O H OH
OH H2O OH
OH
α—D—葡萄糖
OH
三羟基萘
羟基胡桃苷
甾体化合物
12 11 1 2
18 19 20
*
C
13
17
9
A
3 4
* *
10
*
B
6
*
D
16 15
*8
7
14
5
环戊烷并氢化菲（甾烷）
胆固醇(胆甾醇）
H3C CH3 H CH3 H3C H CH3
H HO
H
H
OH
OH OH CH2OH
CH2OH
HO HO O
HO O
脱皮甾酮（昆虫 蜕皮激素）
去氢脱皮甾酮（甲壳 类蜕皮激素）
Rice还指出，抑制和刺激是相对的，它随该 物质的浓度而变化。
微生物间的化学联系，最明显的是众所周知的 抗生现象。以植物为核心的化学生态学，与农业关 系十分密切。农作物对杂草的他感作用，以及植物 病害中的他感作用等，均已引起农业科技界的重视。
②以动物学为基础的化学生态学。
动物的许多行为，如兽类中生育场所的探测、群 居、交配、母子畜间关系、领域划分等都与它们分 泌化学物质有关。 Muller Schwarze和Mozell(1977)的《脊椎动物化 学信号》一书列举了大量有关资料。《动物行为》 是刊登这方面文章的主要刊物。 昆虫是化学生态学研究重点对象，1975年创刊的 《化学生态杂志》，有关昆虫文章占一半以上。
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上相遇时，要区别对方
是不是自己巢穴里的同伴，就是靠这种气
2味020物年9质月2。8日
11
应用
当蚂蚁找到食物时，会在食物上撒布信息素， 别的蚂蚁就会本能地把有信息素的东西拖回 洞里去。
当蚂蚁死掉后，它身上的信息素依然存在， 当有别的蚂蚁路过时，会被信息素吸引，但 是死蚂蚁不会像活的蚂蚁那样跟对方交流信 息（互相触碰触角），于是它带有信息素的 尸体就会被同伴当成食物搬运回去。
从70年代后滴滴涕逐渐被世界各国明令禁止 生产和使2用02。0年9月28日
历史与发展
DDT
2）社会需要和技术成熟催生了这门学科
20世纪五十年代末，气相色谱和液相色谱的 出现，才有可能极其微量的化学信号物质做精确 的分析。同时生态学家认识到化学物质，尤其生 物碱、类黄酮、类萜等次生物质在生物间相互关 系中的作用。 除了糖类、脂肪、核酸和蛋白 质等基本有机物之外，植物体中还有许多其他有 机物，如萜类、酚类和生物碱等，它们是由糖类 、脂肪和氨基酸等有机物代谢衍生出来的物质， 称为次生植物物质。
20世纪上半叶防止农业病虫害，减轻疟疾伤 寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了不小的作用。但 在上个世纪60年代科学家们发现滴滴涕在环境中 非常难降解，并可在动物脂肪内蓄积，甚至在南 极企鹅的血液中也检测出滴滴涕，鸟类体内含滴 滴涕会导致产软壳蛋而不能孵化，尤其是处于食 物链顶极的食肉鸟如美国国鸟白头海雕（白头鹰 ）几乎因此而灭绝。
羟
OH
基
hydrolysis
胡
桃
oxidation
苷 OH OGlc
O
胡 桃 醌
OH O
2020年9月28日
14
应用
植物的他感作用也有利于一些植物 之间的相互促进，共同生长。
松 树
在自然界中，常可以发现，有些植物种植
与
在一起时，彼此间相互促进，共同生长。
台
如玫瑰和百合，菜豆和马铃薯，洋葱和胡
湾
萝卜，松树和赤杨等都能相得益彰。
2020年9月28日
我国的化学生态学发展历史较短，起步 较晚，研究水平较低。但目前，政府部 门已经认识到化学生态学的重要性，国 家自然基金委明确支持化学生态学的研 究，中国生态学会专门成立了化学生态 学委员会，在一些大专院校和科研部门 也纷纷开展了化学生态学的研究，也培 养了一大批高层次人才。
现状
8
扰了蚂蚁的信息素，蚂蚁就会失
去方向感，到处乱爬。
12
应用
植物的他感作用
一种植物产生的化学物质，释放到环境中 ，对另一种植物产生直接或间接的有害或 有利的影响，这种现象称之为“植物的他 感作用”。如胡桃树之所以可以毒害其树 冠下的植物，是由于胡桃醌的缘故。
2020年9月28日
13
应用
桃树会分泌出一种化学物质——羟基胡桃 苷，并附着在胡桃树的叶子上，这种物质 不稳定，可水解和氧化成胡桃醌。胡桃醌 对禾本科植物、西红柿、苹果树等植物有 毒性，也可抑制真菌和细菌的生长。但对 产生这种化合物的植物则没有毒性。
进化论 生物化 学
毒理学
2020年9月28日
研究领域
生态学
分析化 学
......
行为学
分子生 物学 细胞生 物学
5
1，,化学生态学产生的社会和技术背景 20世纪 40年代，随着DDT等农药的广泛应用，人们已认 识到农业上施用大量化学药剂所带来的严重副作 用。
DDT又叫滴滴涕，二二三，化学名为双对氯 苯基三氯乙烷，白色晶体，不溶于水，溶于煤油 ，可制成乳剂，是有效的杀虫剂。
2020年9月28日
化学生态学自20 世纪50年代末诞生以来 ，以它对农药污染、病 虫害抗药性和其他生态 环境问题的反思，以它 对生物间相互关系的根 本原因的探讨，以它对 病虫治理、生物多样性 保护和生物资源合理利 用（如生物农药开发） 的指导作用的研究，为 神经生物学和进化论等 提供了研究模式和理论 依据，这对基础科学的 意义是无法估量的。 4
常用技术
生物测 定法
电生理 学方法
化学分 析法
风洞
触角电 位仪
气相 色谱
嗅觉 液碟
GC- HPL
仪法
气相色谱 触角电位
MS C
连用仪
2020年9月28日
9
应用
昆虫信息素
昆虫信息素是由昆虫特殊腺体 分泌的极微量的化学物质，是 昆虫种内只有同种个体或同种 异性个体才能破译的信号物质 ，是昆虫内部联系的主要手段 。
化学生态学
演讲人：任苏瑜 材料收集：孙硕 石君
2014-6-9 六组
2020年9月28日
1
简介
概念 研究领域 历史与发展
1
目录
2
应用与意义
现状 常用技术 应用 意义
2020年9月28日
2
简介
2020年9月28日
3
概念
化学生态学属于生 态学和化学的交叉学科 ，是研究生物间的化学 联系及其机制，是当前 生态学领域最活跃的分 支学科之一。
通常情况下，那样的尸体不会被当成食物吃 掉，因为除了信息素以外，每一窝的蚂蚁都 有自己特定的识别气味，有相同气味的东西 不会受到攻击，这就是同窝的蚂蚁可以很好 202协0年作9月2的8日基础。
蚂蚁在行进的过程中，会分泌一
种信息素，这种信息素会引导后
面的蚂蚁走相同的路线。如果我
们用手划过蚂蚁的行进队伍，干
2020年9月28日
OH (a)
OH (b)
OH (c)
OH
OH
O
(d)
(e)
(f)
a：柑橘长卷蛾信息素 信息素
b：向日葵同斑蛾
c：棉铃虫信息素 素
d：灰色蛾属信息
e和f：鳞翅目雄虫的信息素
10
应用
以蚂蚁为例：
蚂蚁们总是一边行进，一边从身体内释放 外激素，同时用触角嗅着外激素气味进行 活动。
同个巢穴里的蚂蚁，都有着与其它巢穴
为了缓解人类与自然界的矛盾，解决环境问 题，应当对生物间的化学联系及其规律进行研究 ，如面临林地地力衰退、生产力下降、生物多样 性下降、群落结构简单化、地下水位下降等生态 问题
6
应用与意义
2020年9月28日
7
国外
国内
经过40多年的发展，化学生 态学已经成为生态学中非常 重要的领域，并逐步凸显出 了其学科框架、理论体系和 实际意义。在国际上，化学 生态学的一些研究成果如昆 虫性信息素已经进入开发应 用阶段。
赤
杨
混
生
2020年9月28日
15
意义
1理论方面的意义
化学生态学研究发现化学关系是生物间的 联系的重要方式。
化学生态学研究生物间的化学联系及其机 制，强调生物之间竞争与协调的关系，影 响整个生态系统的功能，为保护生物多样 性提供了理论依据。
是不是自己巢穴里的同伴，就是靠这种气
2味020物年9质月2。8日
11
应用
当蚂蚁找到食物时，会在食物上撒布信息素， 别的蚂蚁就会本能地把有信息素的东西拖回 洞里去。
当蚂蚁死掉后，它身上的信息素依然存在， 当有别的蚂蚁路过时，会被信息素吸引，但 是死蚂蚁不会像活的蚂蚁那样跟对方交流信 息（互相触碰触角），于是它带有信息素的 尸体就会被同伴当成食物搬运回去。
从70年代后滴滴涕逐渐被世界各国明令禁止 生产和使2用02。0年9月28日
历史与发展
DDT
2）社会需要和技术成熟催生了这门学科
20世纪五十年代末，气相色谱和液相色谱的 出现，才有可能极其微量的化学信号物质做精确 的分析。同时生态学家认识到化学物质，尤其生 物碱、类黄酮、类萜等次生物质在生物间相互关 系中的作用。 除了糖类、脂肪、核酸和蛋白 质等基本有机物之外，植物体中还有许多其他有 机物，如萜类、酚类和生物碱等，它们是由糖类 、脂肪和氨基酸等有机物代谢衍生出来的物质， 称为次生植物物质。
20世纪上半叶防止农业病虫害，减轻疟疾伤 寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了不小的作用。但 在上个世纪60年代科学家们发现滴滴涕在环境中 非常难降解，并可在动物脂肪内蓄积，甚至在南 极企鹅的血液中也检测出滴滴涕，鸟类体内含滴 滴涕会导致产软壳蛋而不能孵化，尤其是处于食 物链顶极的食肉鸟如美国国鸟白头海雕（白头鹰 ）几乎因此而灭绝。
羟
OH
基
hydrolysis
胡
桃
oxidation
苷 OH OGlc
O
胡 桃 醌
OH O
2020年9月28日
14
应用
植物的他感作用也有利于一些植物 之间的相互促进，共同生长。
松 树
在自然界中，常可以发现，有些植物种植
与
在一起时，彼此间相互促进，共同生长。
台
如玫瑰和百合，菜豆和马铃薯，洋葱和胡
湾
萝卜，松树和赤杨等都能相得益彰。
2020年9月28日
我国的化学生态学发展历史较短，起步 较晚，研究水平较低。但目前，政府部 门已经认识到化学生态学的重要性，国 家自然基金委明确支持化学生态学的研 究，中国生态学会专门成立了化学生态 学委员会，在一些大专院校和科研部门 也纷纷开展了化学生态学的研究，也培 养了一大批高层次人才。
现状
8
扰了蚂蚁的信息素，蚂蚁就会失
去方向感，到处乱爬。
12
应用
植物的他感作用
一种植物产生的化学物质，释放到环境中 ，对另一种植物产生直接或间接的有害或 有利的影响，这种现象称之为“植物的他 感作用”。如胡桃树之所以可以毒害其树 冠下的植物，是由于胡桃醌的缘故。
2020年9月28日
13
应用
桃树会分泌出一种化学物质——羟基胡桃 苷，并附着在胡桃树的叶子上，这种物质 不稳定，可水解和氧化成胡桃醌。胡桃醌 对禾本科植物、西红柿、苹果树等植物有 毒性，也可抑制真菌和细菌的生长。但对 产生这种化合物的植物则没有毒性。
进化论 生物化 学
毒理学
2020年9月28日
研究领域
生态学
分析化 学
......
行为学
分子生 物学 细胞生 物学
5
1，,化学生态学产生的社会和技术背景 20世纪 40年代，随着DDT等农药的广泛应用，人们已认 识到农业上施用大量化学药剂所带来的严重副作 用。
DDT又叫滴滴涕，二二三，化学名为双对氯 苯基三氯乙烷，白色晶体，不溶于水，溶于煤油 ，可制成乳剂，是有效的杀虫剂。
2020年9月28日
化学生态学自20 世纪50年代末诞生以来 ，以它对农药污染、病 虫害抗药性和其他生态 环境问题的反思，以它 对生物间相互关系的根 本原因的探讨，以它对 病虫治理、生物多样性 保护和生物资源合理利 用（如生物农药开发） 的指导作用的研究，为 神经生物学和进化论等 提供了研究模式和理论 依据，这对基础科学的 意义是无法估量的。 4
常用技术
生物测 定法
电生理 学方法
化学分 析法
风洞
触角电 位仪
气相 色谱
嗅觉 液碟
GC- HPL
仪法
气相色谱 触角电位
MS C
连用仪
2020年9月28日
9
应用
昆虫信息素
昆虫信息素是由昆虫特殊腺体 分泌的极微量的化学物质，是 昆虫种内只有同种个体或同种 异性个体才能破译的信号物质 ，是昆虫内部联系的主要手段 。
化学生态学
演讲人：任苏瑜 材料收集：孙硕 石君
2014-6-9 六组
2020年9月28日
1
简介
概念 研究领域 历史与发展
1
目录
2
应用与意义
现状 常用技术 应用 意义
2020年9月28日
2
简介
2020年9月28日
3
概念
化学生态学属于生 态学和化学的交叉学科 ，是研究生物间的化学 联系及其机制，是当前 生态学领域最活跃的分 支学科之一。
通常情况下，那样的尸体不会被当成食物吃 掉，因为除了信息素以外，每一窝的蚂蚁都 有自己特定的识别气味，有相同气味的东西 不会受到攻击，这就是同窝的蚂蚁可以很好 202协0年作9月2的8日基础。
蚂蚁在行进的过程中，会分泌一
种信息素，这种信息素会引导后
面的蚂蚁走相同的路线。如果我
们用手划过蚂蚁的行进队伍，干
2020年9月28日
OH (a)
OH (b)
OH (c)
OH
OH
O
(d)
(e)
(f)
a：柑橘长卷蛾信息素 信息素
b：向日葵同斑蛾
c：棉铃虫信息素 素
d：灰色蛾属信息
e和f：鳞翅目雄虫的信息素
10
应用
以蚂蚁为例：
蚂蚁们总是一边行进，一边从身体内释放 外激素，同时用触角嗅着外激素气味进行 活动。
同个巢穴里的蚂蚁，都有着与其它巢穴
为了缓解人类与自然界的矛盾，解决环境问 题，应当对生物间的化学联系及其规律进行研究 ，如面临林地地力衰退、生产力下降、生物多样 性下降、群落结构简单化、地下水位下降等生态 问题
6
应用与意义
2020年9月28日
7
国外
国内
经过40多年的发展，化学生 态学已经成为生态学中非常 重要的领域，并逐步凸显出 了其学科框架、理论体系和 实际意义。在国际上，化学 生态学的一些研究成果如昆 虫性信息素已经进入开发应 用阶段。
赤
杨
混
生
2020年9月28日
15
意义
1理论方面的意义
化学生态学研究发现化学关系是生物间的 联系的重要方式。
化学生态学研究生物间的化学联系及其机 制，强调生物之间竞争与协调的关系，影 响整个生态系统的功能，为保护生物多样 性提供了理论依据。