基础生态学(第2章 有机体与环境 一)
环境学概论第二章生态学基础
大洋、海底等。
一个简化了的陆地生态系统
一个简化了的池塘生态系统
5 生态系统的结构
构成生态系统的各组成部分，各种生 物的种类、数量和空间配置，在一定时期内均 处于相对稳定的状态，使生态系统能够各自保 持一个相对稳定的结构。主要有形态结构和营 养结构。
大气库
闪电
大气库
HN3,NO,NO2,
化学反应
降 脱氮N2O ， 火水
工业固氮
山
（汽车,化肥,电厂）
N2 大气
生物固氮
作
动植物
用 土壤
活体 共生或 自由生活
蓝藻
其它 动植物
中无 机氮
的固氮 微生物
陆浅地层陆死地有机物
库 死有机体
丢失于深 溶解死
陆地
河流带走
层沉积中 有机物 海洋
第三节 生态平衡
1、生态平衡的含义
6 营养结构---食物链及营养级trophic level
（a）食物链food chain和食物网
所谓食物链，就是一种生物以另一种 生物为食，彼此形成一个以食物连接起来的链 锁关系。
在一个生态系统中，食物关系往往很复 杂，各种食物链互相交错，形成食物网。能量 的流动、物质的迁移和转化都是通过食物链和 食物网进行的。
3 生态系统的组成和作用
六大组成成分
无机物
有机化合物 非生物成分
气候因素
生产者
(producer)
消费者
(consumer) 生物成分
分解者
(生物群落)
(还原者)
(decomposer)
三大功能群
环境保护概论之生态学基础知识(PPT 114页)
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（二）营养级
食物链中的各个环节叫营养级。生产
者为第一营养级，一级消费者为第二营养
级，依次为第三营养级和第四营养级。
低位营养级是高位营养级的营养和能 量供应者，但低级营养级的能量仅有1/10 左右能量为上一营养级所能利用。为了能 保证生态系统中能量的流通，自然界就形 成了生物数量金字塔、生物量金字塔和生 产力金字塔。在寄生性食物链上，生物数 量往往呈倒金字塔。
如森林与河流之间营养的流通；森林植物得到来自
太阳的能量。
输入
输出
其它 能源
太阳
系统
能量、物质 迁出的生物
物质和生物
环境
一个开放的生态系统模型
环境 15
6)，生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶 段。随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结 构向复杂结构状态发展，最后达到相对稳定的阶段。
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二、生态学的发展
20世纪50年代以前，生态学局限于研 究生物与环境之间的相互关系，隶属于生 物学的一个分支学科。
20世纪50年代后半期以来，由于工业 发展、人口膨胀，导致粮食短缺、环境污 染、资源紧张等一系列世界性问题的出现， 迫使人们不得不以极大的关注去寻求协调 人与自然的关系，探求全球持续发展的途 径，人们期望生态学能做出自己的贡献， 这种社会需求推动了生态学的发展。 5
各种元素在环境中都存在一个或多个贮藏 库。元素在贮藏库中的量大大超过结合于生物 体中的量，从贮藏库中向外释放的速度往往很 慢。若将某元素与其流通率之比，称为周转时 间。表示其在该库中更新一次所需要量的时间， 如水在大气库中周转一次所需要的时间，大约 为十天；氮在大气库中周围一次的时间约为一 百年等。
基础生态学-北京师范大学精品课程
基础生态学-北京师范大学精品课程基础生态学理论课教学大纲[课程目标] 通过基础生态学的学习，使学生能够全面掌握生态学的基础理论和研究方法，了解生态学研究的发展动态与热点，激发学生热爱大自然的兴趣，以及勇于探求生物与环境之间相互关系的奥秘。
[学时安排] 总学时36，每周2学时。
[教学内容]绪论第一部分有机体与环境我们能够把自然界分为两大类：生物与非生物。
这两大类几乎总是可区别、可分开的，但它们又不能彼此孤立地存在。
生物依赖于环境，它们必需与环境连续地交换物质和能量，需适应于环境才能生存；生物又影响环境，改变了环境的条件，生物与环境在相互作用中形成统一的整体。
在这第一部分中，共分三章，主要阐述生物与环境间的相互作用规律和机理、温度和光因子的生态作用及生物对不同光制与极端温度的适应、水的特殊性质以及生物如何调节体内水和溶质的平衡、氧与二氧化碳的生态作用与生物适应、土壤理化性质及其对生物的影响、以及火的生态作用及管理。
第一章生物与环境生态学涉及生物与它们的环境，了解它们之间的关系是非常重要的。
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。
因此我们首先应该了解和掌握生物与环境的生态作用规律和机理。
第二章能量环境太阳表面以电磁波的形式不断释放的能量，即太阳辐射或太阳光。
太阳辐射为地球上所有生命系统提供了能量来源。
绿色植物将太阳能转化成化学能储存于植物体内, 这一过程是生物圈与太阳能发生联系的唯一环节，也是生物圈赖以生存的基础。
太阳辐射又温暖了地球表面，使生物能够生长、发育和繁衍，并对生物的分布起了重要的作用。
因此，光和温度组成了地球上的能量环境。
第三章物理环境水、大气、土壤是另一类生态因子，它们构成有机体生活的空间或栖息地，成为生物生存的必须条件。
同时，它们又为生物体的组成需要提供了常量元素（如碳、氢、氧、磷、硫、铁、钾、钠、钙等）与微量元素（如铬、钴、氟、铝、硒、锌、碘等）。
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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。
第2章 生态学基础与生态环境保护
1
第二章 生态学基础及生态环境保护
第一节
一、基本概念： 1、生物圈
生态系统
地球上有生命活动的领域及其居住的环境的整体。 范围从地下11km到地上15～20km，包括大气圈 的下层，岩石圈的上层，整个水圈、土圈。
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第二章 生态学基础及生态环境保护 第一节 生态系统
2、生态系统 一个生物物种在一定范围内所有个体的总和在生态 学中称为种群（Population）； 在一定的自然区域中所有不同种群的生物的总和则 称为群落（Community）， 任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体就 是生态系统（Ecosystem）。按照现代生态学的观点， 生态系统就是生命系统和环境系统在特定空间的组合。 3
第二章 生态学基础及生态环境保护 第一节 生态系统
3、信息联系 （1）、物理信息 鸟鸣、兽吼、颜色、光等构成了生态系统的物理信
息，传递惊慌、安全、恫吓、警告、有无食物等各种信息。 （2）、化学信息 生物在特定的条件下，分泌某些特殊的化学物质，传 递着某种信息。这就是化学信息。化学信息对集群活动的 整体性维持具有重要的作用。
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第二章 生态学基础及生态环境保护 第一节 生态系统
（2）消费者
消费者指直接或间接利用植物所制造的有机物质 作为食物来源的异养生物。消费者主要是各种动物， 也包括某些腐生和寄生的菌类。
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第二章 生态学基础及生态环境保护 第一节 生态系统
消费者可进一步划分为： a、草食动物：也称一级消费者， 以植物的叶、枝、果实、种子为食物，如牛、羊、 兔、鹿、蝗虫和许多鱼类等。 在生态系统中，绿色植物所制造的有机物质首先 作为这类动物的食物，所以草食动物称为一级消费者 或初级消费者。
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第二章 生态学基础及生态环境保护 第一节 生态系统
基 础 生 态 学1-3章
基础生态学第一章绪论1. 生态学的概念1.1生态学的定义由德国科学家E. Haeckel于1866年提出，生态学是研究生命有机体与环境之间相互关系的科学，该定义强调生物与环境的相互作用。
1.2生态学研究的对象按组织水平：个体生态学、种群生态学、群落生态学、系统生态学；全球生态学。
按研究对象：植物生态学、动物生态学、昆虫生态学、微生物生态学；按部门划分：森林生态学、草地生态学、农田生态学、湿地生态学；按研究性质：理论生态学、实验生态学、应用生态学；1.3生态学研究方法野外的实验的理论的1.4生态学的形成与发展萌芽时期：①我国在公元前200年《管子.地员篇》中有植物沿水分梯度呈带状分布的记载；②公元前100年，我国农历确立了24节气，反映生物随气候变化的规律；③欧洲在公元前300年把动物分为陆栖、水栖等类型。
建立时期：公元19世纪末，①1859年达尔文《物种起源》问世；②1866年Hackel 提出生态学概念；③1895年丹麦植物学家Warming发表《以植物生态地理为基础的植物分布学》；④1898年德国植物学家Schimper出版《以生理为基础的植物地理学》。
巩固时期：20世纪60年代以前，出现四大学派。
①法－瑞学派，②英美学派，③苏联学派，④北欧学派。
创新时期：20世纪60年代至今，生态学空前发展。
①研究层次两极扩展，出现分子生态学、景观生态学、全球生态学等；②研究手段不断更新，出现模型、仪器、遥感等新方法；③研究范围扩展，从生物界扩展到人类社会；④学科交叉频繁。
2. 生物与环境2.1 生态环境的概念环境指某一特定生物或生物群体周围各种因素的总和。
环境必须有特定的主体，环境主体是相对的。
生态因子是指环境要素中对生物起作用的因子。
由生态因子构成的生存环境叫生态环境。
2.2 生态因子的特征（1）生态因子分类：气候因子：光、温、水、气等土壤因子：质地、pH、有机质等地形因子：海拔、坡向、坡度等生物因子：传播、寄生、共生等人为因子：传播、生产活动等。
生态学基础生态系统ppt课件
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
环境科学概论_第2章 生态学基础
2.1 生态学的概念与发展
2.1.1 定义 生态学（ecology）是研究生物与生物、 生物与环境之间的相互关系机理及其作用 的科学。
生态学的定义是在1866年由德国动物学家 Haeckel（海克尔）首次提出的：“生态学是研究 生物与其环境关系的科学”。
2.2 生态系统
2.2.1 定义 生态系统就是在一定空间中共同栖居着 的所有生物（即生物群落）与其环境之间 由于不断地进行物质和能量流动而形成的 统一整体。
种群1：同 种生物个体
种群2
生物群落
环境
生态系统 = 生物群落 + 非生物环境
2.2 生态系统
2.2.2 生态系统的组成和结构
1.非生物环境 能源——太阳能、其他能源
一级结构缺损 指生态系统缺损了一个或几个组成成分，使生态平衡失调。
生产者 消费者 分解者 非生物成分
生态系统 二级结构变化 指组成二级结构的各种成分发生变化。如超载放牧， 导致优草少、毒草生。
2.3 生态平衡
2.3.2 生态平衡的破坏
一、生态平衡破坏的标志：结构上的标志和功能上的标志 （二）功能上的表现
二、破坏生态平衡的因素：自然因素和人为因素 （二）人为因素（主要因素）
2.生物种类发生改变
一 头 北 极 熊 正 在 海 浪 中 挣 扎
冰面消融北极熊在海浪中挣扎求生
北极熊正站在日渐消融的冰上 英国《每日邮报》2008年8月30日登出一张照 片，显示一头北极熊正在海浪中挣扎。相关报道说， 它和另外8头北极熊因所住冰面消融而掉进汪洋大 海，窘况“令人心碎”。北极熊眼下要登上距它最 近的冰面，竟需游过大约644公里。它们可能因超 负荷游泳而力竭身亡。全球变暖导致海冰消融，到 2070年，北极海冰可能会完全消失。
《基础生态学》(第二版 牛翠娟、孙儒泳、李庆芬)课后思考题答案
《基础生态学》（第二版牛翠娟、娄安如、孙儒泳、李庆芬）课后思考题答案第一章绪论1.说明生态学定义。
生态学是研究有机体与环境相互关系的科学，环境包括非生物环境和生物环境。
生物环境分为种内的和种间的，或种内相互作用和种间相互作用。
2.试举例说明生态学是研究什么问题的，采用什么样的方法。
生态学的研究对象很广，从个体的分子到生物圈，但主要研究4 个层次：个体、种群、群落和生态系统。
在个体层次上，主要研究的问题是有机体对于环境的反应；在种群层次上，多度与其波动的决定因素是生态学家最感兴趣的问题，例如种群的出生率、死亡率、增长率、年龄结构和性比等等；在群落层次上，多数生态学家在目前最感兴趣的是决定群落组成和结构的过程；生态系统是一定空间中生物群落和非生物环境的复合体，生态学家最感兴趣的是能量流动和物质循环过程。
生态学研究方法可以分为野外的、实验的和理论的三大类。
3.比较三类生态学研究方法的利弊。
分类利弊野外的可获得大量全面、真实的资料。
过程复杂，条件不能控制。
实验的条件控制严格，对结果分析较可靠，重复性强，过程简单。
获得的资料可靠性有别于现实。
理论的直观，过程易实施，可通过修改参数使研究逼近现实。
预测结果需通过现实来检验正确性。
第一部分有机体与环境第二章有机体与环境1.概念与术语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。
生态因子是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分等。
生态福是指每一种生物对每一种生态因子，在最高点和最低点之间的范围。
大环境指的是地区环境、地球环境和宇宙环境。
小环境指的是对生物有直接影响的邻接环境。
大环境中的气候称为大气候，是指离地面1.5m 以上的气候，由大范围因素决定。
小环境中的奇虎称为小气候，是指近地面大气层中1.5m 以内的气候。
所有生态因子构成生物的生态环境，特定的生物体或群体的栖息地生态环境称为生境。
对动物种群数量影响的强度随其种群密度而变化，从而调节种群数量的生态因子，称为密度制约因子。
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。
基础生态学复习资料重点讲义资料
基础生态学复习资料名词解释绪论1.生态学：是研究有机体及其周围环境相互关系的科学。
2.种群：是栖息在同一地域中同种个体组成的复合体3.群落：是栖息在同一地域中的动物、植物和微生物组成的复合体。
4.生态系统：是一定空间中生物群落和非生物环境的复合体。
5.生物圈：指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所，它包括岩石圈上层、全部水圈和大气圈的下层。
6.分子生态学：是应用分子生物学方法研究生态学问题所产生的新的分支学科。
7.尺度：是指某一现象或过程在空间和时间上所涉及的范围和发生的频率。
第一部分有机体与环境1、生物与环境1.环境：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。
2.大环境：是指地区环境、地球环境和宇宙环境。
3.大气候：大环境中的气候称为大气候，是指离地面1.5米以上的气候，是由大范围因素决定的，如大气环流、地理纬度、据海洋距离、大面积地形等。
4.小环境：是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。
5.小气候：是指近地面大气层中1.5米以内的气候。
受局部地形、植被和土壤类型的调节。
6.生态因子：是指环境要素中对生物起作用的因子，如光温度、水、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。
7.生境：指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。
8.主导因子：对生物起作用的众多因子并非等价的，其中一个是起决定性作用的，它的改变会引起其他生态因子发生变化，使生物的生长发育发生变化，这个因子称为主导因子。
9.作用：环境的非生物因子对生物的影响，一般称为作用。
10.反作用：生物对环境的影响，一般称为反作用。
11.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。
也称短板理论。
12.限制因子：任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因子称为限制因子。
基础生态学--第二章生物与环境 第六节生物与大气因子 第七节生物与地形因子
一、空气主要组成成分的生态学作用
O2是所有生物生命活动所必要的,动植物和微生物通 过呼吸作用从大气中吸取氧气,绿色植物通过光合作 用又把氧气回归到大气中,从而完成了氧的循环。
一、空气主要组成成分的生态学作用
根据生物对大气中含O2量的适应范围,也可分为广氧性和窄氧性生物两类。 绝大部分陆生植物与动物都属于窄氧性生物。微生物中有严格厌氧菌,有 氧则不能生长,如甲烷细菌;也有绝对好氧气菌,无氧则不能生长,如固氮菌属; 还有微嗜氧微生物,仅在氧压低时生长正常。以上三类对氧的耐性范围比 较窄。 兼气性细菌,在好气条件下进行有氧呼吸,在厌气条件下进行 无和类型 空气的水平运动称为风。风是一个矢量,既有大小----
风速,又有方向-----风向。 风可以从不同方向进入某一个地区,但大部分时间可倾
向于一个主要的方向,这主要方向的空气运动,称为盛行风。 风是一种重要的资源。我国东半部高空大气环流季节的特 点是春夏季为西南季风,从秋季起西北风盛行。
二、风的生态作用
(三)风对生物的影响
3.风影响动物的行为活动 风对昆虫活动的影响是比较大的。黑光灯诱捕昆虫的 结果表明:在3~4级风力以下,全年虫数目大都高于平均值; 如风力在3~4级以上,则明显低于平均值。
二、风的生态作用
(三)风对生物的影响
风的不良影响。风使土壤的无效蒸发加强,使干旱加重, 风是促使土壤干旱、沙化、表土损失的主要原因之一, 大风能够造成土壤的风蚀。风也能传播植物病原菌孢子, 协助害虫长距离迁移,加速作物病虫害蔓延,造成 作物病虫害。
二、风的生态作用
(一)风的形成和类型 风的类型也有多种。
1、季风 2、海陆风 3、山风和谷风 5、寒露风 6、台风 7、干燥风
4、焚风
二、风的生态作用 (二)风对区域环境的影响 风促进气体的流通,把海面上湿气吹到大陆,把林带中大量 的氧气运送到人们的生活区;把人们呼出的二氧化碳带走, 作为绿色植物进行光合作用的原料。 风可调节气温,促进降雨和下雪。 但是风在没有绿化的环境里,就显出某些不良的作用,如卷 起沙尘,推倒房屋,毁灭良田。
第2章 生态学基础 环境保护与可持续发展课件
某一区域 生态系统
生产者 （植物群落）
水稻 小麦（种群） 洋槐树
消费者 （动物群落）
分解者和转化 （微生物群落）
牛 马 虎
土壤线虫 细菌（种群） 真菌
生物群落
无生命物质
太阳辐射（能源） CO2、O2、H2O、无机盐 （生物代谢材料） 水、大气、土壤（媒介） 岩石、砂、泥土（基质）
2.2.3 生态系统的结构 1、生态系统的类型 1）按人工干预程度不同
2.2 生态系统
2.2.1 生态系统的涵义
20世纪50年代以英国植物学家坦斯利Tansly 为代表，包括有机体和形成环境的整个物理因素 复合体。
在一定时间和空间范围内，由生物群落及其 环境组成的一个整体，该整体具有一定的大小和 结构，各个成员借助能量流动、物质循环和信息 传递而相互联系、相互影响、相互依存，并形成 具有组织和自调节功能的复合体。生态系统是生 命系统和环境系统在特定空间的组合。
2）营养结构
生产者
环境
消费者
分解者
食物链：生态系统内不同生物之间在营养关系中形 成的一环套一环似链条式的关系。 营养级：食物链上的每一个环节称为营养级。
食物网：生态系统中食物链交错成网。食物网从形 态上反映了生态系统内各生物机体间的营养位置和 相互关系。
鼩鼱 鹿
山狮
猫头鹰 蛇
鼠
食谷鸟类
松鼠
狼 兔
Hale Waihona Puke 三级消费者 （顶级肉食动物）
5)硫循环：硫是构成氨基酸和蛋白质的基本成份。
生态系统的能量流动和物质循环一起保持生态系统 的平衡。图2-10所示为水生生物的生态系统中能量 流动和物质循环情况。
4、信息传递 物质流是循环的；能量流是单向的，不可逆的；信 息流却是有来有往的双向流。 从生态学角度分类： 1）营养信息 2）物理信息 3）化学信息 4）行为信息
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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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.
大环境( ):地区环境 大环境(macroenvironment):地区环境,地球环境 ):地区环境, 和宇宙环境; 和宇宙环境;大气候 小环境( ):对生物有直接影响的 小环境(microenvironment):对生物有直接影响的 ): 邻接环境; 邻接环境;小气候
(2)按环境的性质分类: )按环境的性质分类:
生态幅( 生态幅(ecological amplitude) )
每种生物对每个生态因子都有一个耐受范围, 每种生物对每个生态因子都有一个耐受范围,即有 一个生态上的最低点和最高点. 一个生态上的最低点和最高点.在最低点和最高点 或称耐受性的下限和上限)之间的范围, (或称耐受性的下限和上限)之间的范围,称为生 态幅或生态价( 态幅或生态价(ecological valence). ).
一,环境(environment) 环境( ) 指生物有机体周围一切的总和, 指生物有机体周围一切的总和,包括空间以及其中直 接或间接影响该有机体生活和发展的各种因素. 接或间接影响该有机体生活和发展的各种因素.
环境是一个相对的概念, 环境是一个相对的概念,必须有一个特定的 主体或中心;因此,环境依主体的不同, 主体或中心;因此,环境依主体的不同,其 所包含的范围和要素也不同. 所包含的范围和要素也不同.
有机体与环境( 第二章 有机体与环境(一)
生物依赖于环境: 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; 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, 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. 更加适宜于生物的生存.
第一节 有机体与环境相互作用的 基本原理
E. P. Odum对利比希最小因子定律的补充 对利比希最小因子定律的补充
该定律只有在严格的稳定条件下才能应用. 该定律只有在严格的稳定条件下才能应用.如果 一个生态系统中, 一个生态系统中,物质和能量的输入和输出不是 处于平衡状态时,就不能应用. 处于平衡状态时,就不能应用. 各因子之间有补偿作用. 各因子之间有补偿作用.当一个特定因子处于最 少量状态时, 少量状态时,其他处于高浓度或过量状态的物 会补偿这一特定因子的不足. 质,会补偿这一特定因子的不足.
三, 生态因子的作用特点
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
四,生物对非生物因子的耐受限度
1. 利比希最小因子定律 1840年德国农业化学家 Liebig(利比希)提出: 年德国农业化学家J. 年德国农业化学家 (利比希)提出: 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 是决定该种生物生存和分布的根本因素—利比 子,是决定该种生物生存和分布的根本因素 利比 希最小因子定律( 希最小因子定律(Liebig's law of minimum). ).
广温性生物与狭温性生物的生态幅比较
(引自孙儒泳,1992) 引自孙儒泳, )
狭温性生物的耐受性下限, 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, 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. 对狭温性生物可能成为临界.
当生物对环境中某一生态因子的适应范围较 而对另一因子的适应范围较窄时, 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. 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 生态幅往往取决于它临界期的耐受限度. 同,生态幅往往取决于它临界期的耐受限度. 生物的生态幅对其分布有重要影响, 生物的生态幅对其分布有重要影响,每种生 物的分布区, 物的分布区,由它的生态幅和环境相互作用所 决定的. 决定的.
生态因子的分类
按性质分:气候,土壤,生物, 按性质分:气候,土壤,生物,人为 按有无生命分: 按有无生命分:生物因子与非生物因子 按对动物种群数量变动的作用分: 按对动物种群数量变动的作用分: 密度制约因子(density dependent factor) ) 非密度制约因子(density independent factor ) 按稳定性及其作用特点分: 按稳定性及其作用特点分:稳定因子和变动因子
土 壤 (cm )
温 ( ) 度 ℃
b) 随土壤深度增加,土壤最高温和最低温出现的时间 随土壤深度增加, 后延,其后延落后于气温的时间与土壤深度成正比. 后延,其后延落后于气温的时间与土壤深度成正比. 通常,土壤深度每增加10m,最高和最低温度出现 通常,土壤深度每增加 , 的时间将迟延20- 的时间将迟延 -30d. . c) 土壤温度的短周期变化主要出现在土壤上层,长周 土壤温度的短周期变化主要出现在土壤上层, 期变化出现在较深的位置. 期变化出现在较深的位置. d) 土壤温度的年变化在不同地区差异很大.中纬度地 土壤温度的年变化在不同地区差异很大. 土壤的年变幅较大;热带地区, 区,土壤的年变幅较大;热带地区,土壤变化受雨 量控制;高纬度与高海拔地区, 量控制;高纬度与高海拔地区,土壤的年变化与积 雪有关. 雪有关.
2. 限制因子
任何生态因子, 任何生态因子,当接近或超过某种生物的耐受性 极限而阻止其生存,生长,繁殖或扩散时, 极限而阻止其生存,生长,繁殖或扩散时,这个 因子就称为限制因子 限制因子( 因子就称为限制因子(limiting factor). ). 因子处于最小量时,可以成为生物的限制因子; 因子处于最小量时,可以成为生物的限制因子; 但因子过量时,同样也会成为限制因子, 但因子过量时,同样也会成为限制因子,即生态 因子的最大状态也具有限制性影响,这就是限制 因子的最大状态也具有限制性影响,这就是限制 因子定律( 因子定律(Law of limiting factor ).
生态幅中有个最适区, 生态幅中有个最适区, 该区内生物生理状态最 佳.生态幅是由生物的 遗传特性决定的. 遗传特性决定的.
生态学中常用"广"(eury-)和"狭"(steno-)表示 生态学中常用" ) ) 生态幅的宽度,它们与不同因子的组合, 生态幅的宽度,它们与不同因子的组合,表示生物对某 一生态因子的适应范围. 一生态因子的适应范围.如: 广温性( ),狭温性 广温性(eruythermal),狭温性(stenothermal) ),狭温性( ) 广水性(euryhydric),狭水性(stenohydric) ),狭水性 广水性( ),狭水性( ) 广食性(euryphagic),狭食性(stenophagic) 广食性( ),狭食性( ) ),狭食性 广盐性( ),狭盐性 广盐性(euryhaline),狭盐性(stenohaline) ),狭盐性( )
自然环境 半自然环境 社会环境
(3)按环境的范围大小分类: )按环境的范围大小分类:
宇宙环境(星际环境) 宇宙环境(星际环境) 地球环境 区域环境 微环境 内环境
二, 生态因子及其分类
组成环境的因素称为环境因子,或称生态因子 组成环境的因素称为环境因子,或称生态因子 环境因子 (ecological factor). ). 生态因子中,有机体生活和发育所不可缺少的外界 生态因子中, 环境因素,有时被称为生物的生存条件 生存条件. 环境因素,有时被称为生物的生存条件. 所有的生态因子构成生物的生态环境,特定生物体 所有的生态因子构成生物的生态环境, 生态环境 或群体的栖息地的生态环境称为生境 生境( 或群体的栖息地的生态环境称为生境(habitat). ).
转引自孙儒泳, 耐受限度随环境温度的改变(转引自孙儒泳,1992) )
第二节 温度及其生态作用
一,地球上环境温度的分布及其变化
(一)决定地球上温度分布 的主要因素 入射的太阳辐射 地球表面的水陆分布
(二)环境温度的变化幅 1. 水环境:变化幅一般只有 水环境:变化幅一般只有40-45℃ ℃ 2. 大陆上的气温:变化幅可达到 大陆上的气温:变化幅可达到130-150℃ ℃ (三)环境温度随时间的变化 1. 昼夜变化 2. 季节变化