基础生态学第四章
《基础生态学》名词解释——第三版牛翠娟
《基础生态学》（第三版）名词解释绪论1)生态学(ecology)：是研究有机体及其周围环境-包括非生物环境和生物环境相互关系的科学。
2)尺度（Scale):某一现象或过程在空间、时间上所涉及到的范围和发生频率。
3)生物圈（biosphere）：地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所。
包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。
4)景观生态学（landscape ecology）:研究景观单元的类型组成，空间格局及其与生态学过程相互作用的科学。
(景观是由不同生态系统组成的异质性区域，生态系统在景观中形成斑块（patch))5)全球生态学（global ecology）:研究全球性的环境问题与全球变化。
其主要理论为：地球表面温度和化学组成受地球所有生物总体的生命活动所主动调节，并保持动态平衡。
第一章生物与环境6)环境（environment）：某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。
7)生境或栖息地（habitat):指特定生物体或群体所处的物理环境。
8)生态因子（ecological factor）：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
9相互作用或交互作用（interaction):生物与生物之间的相互关系。
10)反作用（counteraction）：生物对环境的影响，一般称为反作用。
表现在生物的影响改变了环境因子的状况。
11)利比希最小因子定律（Liebig’s law of the minimum）:植物的生长取决于处于最小量状况的营养物质的量。
即：每一种植物都需要一定种类和数量的营养物，如果其中有一种营养物完全缺失，植物就不能生存。
如果该种营养物数量极微，就会对植物的生长产生不良影响。
12)限制因子（Limiting factor)：在众多的环境因素中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因素，叫限制因子。
生态学 第四章 种群及其基本特征
第四章种群及其基本特征单体生物Unitary organism：每一个个体都是由一个受精卵直接发育而来，个体的形态和发育都可以预测，如哺乳类、鸟类、两栖类和昆虫构件生物Modular organism：个体的受精卵首先发育成一结构单位或构件，然后发育成更多的构件，形成分支结构，其形式和时间是不可预测的，如大多数植物、海绵、水螅和珊瑚。
种群population：在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合，种群是物种存在的基本单位，是物种进化的基本单位，还是生物群落的基本组成单位。
自然种群的3个基本特征：①空间特征，即种群具有一定的分布区域；②数量特征，每单位面积上的个体数量是变动的；③遗传特征，种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因组成同样处于变动之中。
种群动态population dynamics：研究种群数量在时间和空间上的变动规律种群大小population size：一定区域内种群个体的数量种群密度population density：单位面积、单位体积或单位生境中个体的数目绝对密度absolute density：单位面积或空间的实有个体数相对密度relative density：表示种群数量高低的一个相对指标样方法quadrat method：在所研究种群区域范围内随机取若干大小一定的样方，计数样方中全部个体，然后讲其平均数推广到整个种群来估计种群整体数量标记重捕法capture-recapture method：在调查样地上，随机捕获一部分个体进行标记后释放，经一定期限后重捕，根据重捕取样中标记比例与样地总数中标记比例相等的假定，来估计样地中被调查动物的总数，即N:M=n:m，式中N-样地上个体总数，M-标记个体数，n-重捕个体数，m-重捕样中标记数种群的内分布型internal distribution pattern：是组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，检验内分布型的指标是方差/平均数的比率，即S²/ m 。
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）。
生态学
生态学张碧鹏2010212872第四章种群及其基本特征1.什么是种群，有哪些重要的群体特征？答：种群（population）是在同一时期内占有一定空间的同种生物体的集合，该定义表示种群是由同种个体组成，占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成的一个系统。
自然种群有3个基本特征：①空间特征，即种群具有一定的分布区域②数量特征，每单位面积上的个体数量是变动着得③遗传特征，种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因组成同样处于变动之中。
2.试说明我国计划生育政策的种群生态学基础。
答：我国人口现状的年龄锥体属于典型的金字塔锥体，基部宽顶部狭，表示人口数量中有大量幼体，而老年个体很少，种群出生率大于死亡率，代表增长型种群。
在庞大的人口基数的基础上，人的存活曲线为Ⅰ型曲线凸型幼儿存活率高，而老年个体死亡率低，在接近生命寿限前只有少数个体死亡，所以人口增长呈上升趋势，从r=ln R0/T来看，r随R0增大而增大，随T增大而变小，据此式，控制人口、计划生育有两条途径：①降低R0值，即使世代净增殖率降低，这要求限制每对夫妇的子女数；②增大T值，可通过推迟首次生殖时间或者晚婚来达到。
3.有关种群调节理论有哪些学派，各个学派所强调的种群调节机制是什么？答：外源性种群调节理论强调外因，认为种群数量变动主要是外部因素的作用，该理论又分为非密度制约的气候学派和密度制约的生物学派。
气候学派多以昆虫为研究对象，认为生物种群主要是受对种群增长有利的气候的短暂所限制，因此种群从来就没有足够的时间增殖到环境容纳量所允许的数量水平，不会产生食物竞争。
作为对立面，生物学派主张捕食、寄生和竞争等生物过程对种群调节起决定作用，此外还有一些学者强调食物因素对种群调节的作用，种群的调节取决于食物的量也取决于食物的质。
内源性自动调节理论的研究者将研究焦点放在动物种群内部，强调种内成员的异质性，特别是各个体之间的相互关系在行为、生理和遗传特性上的反映，他们认为种群自身的密度变化影响本种群的出生率、死亡率、生长、成熟、迁移等种群参数，种群调节是各物质所具有的适应性特征，能带来进化上的利益。
基础生态学：第四章 种群及其基本特征
应用rm值为指标，能测定某种生物种群的最适环境。 rm可以认为是一种在种群增长“不受限制”的条件
下的r。
人口控制和计划生育的目的是要使r 值变小：
①降低R0值，即使世代增殖率降低，这就要 限制每对夫妇的子女数；
②使T值增大，即可以通过推迟首次生殖时间 或晚婚来达到。
三、种群增长模型
数学模型是用来描述现实系统或其性质 的一个抽象的、简化的数学结构。科学 工作者用它来揭开此系统的内在机制和 对系统行为进行预测。
建立动植物种群动态数学模型的目的， 是阐明自然种群动态的规律及其调节机 制，帮助理解各种生物的和非生物的因 素是怎样影响种群动态的。
三.种群增长模型
(一)与密度无关的种群增长模型 1、种群离散增长模型 2、种群连续增长模型
(二)与密度有关的种群增长模型
(一)与密度无关的种群增长模型
种群离散增长模型：种群的各个世代彼 此不相重叠，其种群增长是不连续的、 分步的。一般用差分方程描述；
种群连续增长模型：种群的各个世代彼 此重叠，其种群增长是连续的，用微分 方程描述。
(二)与密度有关的种群增长模型
与密度有关的连续增长模型 比无密度效应的种群 连续增长模型增加了两点假设： ①有一个环境容纳量（carrying capacity）（通常 以K表示），当Nt=K时，种群为零增长，即 dN/dt=0； ②增长率随密度上升而降低的变化是按比例的。 最简单的是每增加一个个体，就产生1／K的抑制影 响。例如K=100，每增加一个体，产生0.01影响， 或者说，每一个体利用了1／K的“空间”，N个体 利用了N／K的“空间”，而可供种群继续增长的 “剩余空间”只有（1-N／K）。
基础生态学实验指导
基础生态学实验教学大纲[学时安排]基础生态学实验课程是北京师范大学生命科学学院生物科学与生物技术专业的必修课，每周2学时，共32学时。
[课程目的]在基础生态学实验中巩固和扩展课堂讲授的生态学知识，培养学生的实验操作技能以及独立思考、发现和解决问题的能力；熟练掌握当前生态学实验常用的先进仪器的使用，了解当今生态学实验研究的主要方法；培养学生利用实验室条件和所学知识分析处理一些实际问题的能力。
提高学生对实验生态学工作重要性的认识，培养其严谨的科学态度和团结协作的精神以及创造性思维能力。
[主要内容]基础生态学实验内容涵盖了生态学中个体生态、种群生态、群落生态和生态系统四大部分。
实验对象涉及植物和动物。
在强调微观与宏观、室内与室外实验相结合的实验方法的基础上，注重培养学生用生态学的观点观察和思考问题，以及培养学生独立自主设计与完成实验的能力。
此外，在生态学实验中我们增设了种群之间各种相互关系的虚拟模拟实验，使本科生得到了虚拟实验的训练，增强了对生态学知识的理解。
同时在生态学实验教学中还配合以录像等教学辅助活动，使学生们直观地了解地球表面丰富多采的群落类型及其它们的特点。
[教学内容]第一章生态学研究的基础知识与训练本章的目的是帮助没有生态学基础的学生在动手开始生态学实验训练之前，掌握一些最基本的有助于生态学研究的知识和方法。
学好本章知识和方法将为学生在后几章的实验训练中充分发挥自己的主观能动性，为做好实验设计、数据分析和撰写实验报告提供良好基础。
第一节生态学研究文献检索第二节生态学实验设计第三节生态学野外调查与采样第四节生态学实验数据处理与分析第五节撰写研究论文或报告第六节生态学研究中常用的分子生物学技术第七节同位素示踪技术及其在生态学研究中的应用第八节3S技术及其在生态学研究中的应用第二章生物与环境生物与环境的关系是相互的和辨证的。
环境作用于生物，生物又反作用于环境，两者相辅相成。
通过本章中的八个实验，使学生们能够充分理解生物对环境的生态适应，以及环境对生物的生态作用。
(完整版)基础生态学(第四章)
4.2 种群动态
4.2.1 种群的密度和分布
4.2.1 种群的密度和分布 一、种群的大小和密度
大小：一定区域内个体的数量或者生物量或者能量； 密度：单位面积、单位体积、单位生境中的个体数量或
生物量、能量； – 构件生物的密度统计：合子产生的个体数和组成每个
个体的构件数，如水稻的主茎与分蘖秆。
5）活动痕迹计数：如粪堆、土丘、洞穴、足
迹等。 鸣声计数：主要适用于鸟类。
毛皮收购记录
三、种群的空间结构
• 内分布型：组成种群的个体在其生活空间中的状态或布局。
– 类型：均匀分布、随机分布、成群的分布；
成群分布的原因： 资源分布不均、繁殖方式以母株为扩散中心、
动物的集群行为
内分布型的检验指标： 最常用而简单的是“方差/平均数”比率
⑴种群密度：单位面积上的个体数量。
⑵初级种群参数：包括出生率、死亡率、迁入和迁出。
出生率：泛指任何生物产生新个体的能力； 死亡率：一定时间段内死亡个体的数量除以该时段内种群的
大小。 迁出：是指种群内个体由于种种原因而离开种群的领地； 迁入：是别的种群进入该领地。 最大出生率：理想条件下种群内后代个体的出生率。
1）年龄、时期结构和性比
年龄结构：指不同年龄组的个体在种 群内的比例或配置情况。
一般用年龄锥体（年龄金字塔）来表示。
增长型：出生率〉死亡率，迅速增长，种群数量 呈上升趋势。
稳定型：出生率 = 死亡率，种群数量稳定。 衰退型：出生率〈死亡率，种群数量趋于减少。
（a） 增长型种群 （b） 稳定型种群 （c） 下降型种群 图1-3-3 年龄锥体的3种基本类型（Kormondy，1976）
无性系分株 (ramets)：构件生物个体的连 接部分死亡后形成的个体集合。
基础生态学-生物第四章第一节生物群落的概念与特征 第二节生物群落的种类组成与数量特征
群落的性质——个体论学派
群落不是自然单位，而是自然界中在空间和时间连续变化系列中的 一个区段
因为在连续变化的环境下的群落组成是逐渐变化的，群落间没有明 显的边界，不同群落类型只能是任意认定的 –群落和物种的关系不是有集体和组织器官关系 –群落的发育过程是物种的更替和种群数量消长过程，和有机体发 育不可比拟 –和有机体不同，群落不可能在不同生境下保持繁殖的一致性 –同一群落类型之间无遗传上的联系
（二）频度 (frequency)
（一）多度、密度、盖度
3、盖度 (coverage) 群落中某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比,即相 对盖度。某物种的盖度与盖度最大物种的盖度比称为盖度 比。盖度和多度的关系非常密切,通常可出现3种情况:(1)植 物个体数量多,则盖度大,灌林多半如此。(2)有些植物多度 大,盖度并不大,如草本植物。(3)有些植物多度小,但盖度却 大,如乔木树种。
生态学基础 第四章
第二节 生物群落的种类组成与数量特征
教学目标： 1、生物群落种类组成 2、生物群落组成的数量特征 3、群落的物种多样性
一、种类组成
（一）优势种和建群种 优势种 (dominant species)： 是指在群落中个体数量多、盖度大，决定群落结构和环境的主要特征， 从而也决定群落组成的那些植物种。 建群种 (constructive species)： 是群落的建设者，决定着整个群落的内部构造和特殊环境， 建群种往往是主要层次的优势种。
生态学基础 第四章
第一节 生物群落的概念与特征
教学目标： 1、生物群落的概念 2、生物群落的基本特征
一、群落的概念
对群落 (community)概念的不同认识 – Alexander Humboldt：特定的外貌，对生境因素的综合反应 – E. Warming：一定的种组成的天然群聚 – 俄国学派：有机体的特定组合，有机体之间及其与环境之间相互影响 – W. E. Shelford：具有一致的种类组成且外貌一致的生物聚集体 – E. P. Odum：种类外貌一致、具有一定的营养结构、代谢格局、结构单元、 生命部分
基础生态学 教学大纲
基础生态学Fundamentals of Ecology【课程编号】1411001 【课程类别】专业方向课【学分数】2学分【适用专业】生物科学、生物技术【学时数】32学时【编写日期】2007年6月一、教学目标通过系统介绍生态学的基本理论和原理，并结合科学研究实例、社会实践应用与最新研究进展，使学生能够全面掌握生态学的基础理论和研究方法，同时了解应用生态学的重要领域，在以后的生活、工作中树立生态思想。
能初步利用生态学基础理论与方法对生态学问题和现象进行思考，并在此基础上提出假说并加以验证。
二、教学内容和学时分配第一章绪论 1学时主要内容：第一节介绍生态学定义、研究内容与对象，为什么要学习生态学？第二节介绍生态学发展简史、分支学科及主要研究方法。
教学要求：理解生态学定义、研究内容与对象，认识学习生态学的重要意义；了解生态学发展简史、分支学科以及生态学的主要研究方法。
重点、难点：生态学定义和研究内容与对象。
第一部分有机体与环境 7学时主要内容：第二章生物与环境第一节介绍环境与生态因子的概念，两者相互作用的规律第二节介绍利比希最小因子定律，限制因子定律第三章能量环境第一节光因子的生态作用及生物的适应第二节温度的生态作用及生物对温度的反应第三节生物对极端温度、变温的适应第四章物质环境第一节水因子的生态作用及生物对水的适应第二节大气、土壤、火因子的生态作用及生物的适应教学要求：了解不同生态因子的特点及其主要生态作用。
理解环境与生态因子相互作用的规律，及生物对生态因子的适应特点。
掌握生物的光周期现象、生物适应极端温度的机制及鱼类渗透压调节和陆生动物保持水平衡的机理。
重点、难点：谢尔福德的耐受性定律及生态幅随不同条件的变化，生物对生态因子耐受限度的调整，生物的光周期现象及其应用，有效积温法则及其应用，内温动物对低温的适应，硬骨鱼类的渗透压调节及沙漠动物对缺水的适应，动物的低氧适应，土壤的生态作用。
第二部分种群生态学 8学时主要内容：第五章种群及其基本特征第一节种群的概念及其基本特征第二节种群动态与生命表第三节种群增长模型第四节种群调节与集合种群动态第六章生物种及其变异与进化第七章第七章生活史对策第八章种内种间关系第一节种内关系第二节种间关系教学要求：了解种群调节的各种理论假说与集合种群动态；理解种群的特征与数量变动，物种的进化与生活史对策，种内种间关系；掌握种群的概念及种群参数、生命表，指数与逻辑斯谛增长方程，进化动力与物种形成方式，r-对策与K-对策，竞争排斥原理、生态位与竞争模型，各种种内种间关系的特点与规律。
生态学 ppt课件
PPT课件
23
• 树冠：是植物生长枝叶的顶部。树冠形态与群 落内的光条件的变化相适应，在一定程度上反映 了光能利用情况。树冠的形态取决于侧枝开始的 相对高度、以及主枝的长度和发射角。树冠形态 可分为：
圆柱形，充分利用直射光与散射光； 凸透镜形树冠，利用散射光； 扁形树冠，对光的利用介于两者之间； 塔形树冠，充分利用散射光； 伞形树冠，能利用直射光。
建群种(edificator或constructive species)
伴生种（companion species)
偶见种（rare species)
同一物种可以出现在不同的群落中，在不同的群落
中所起的作用大小不同，即同一物种在不同群落中可以
以不同的群落成员型出现。
PPT课件
17
三、种类组成的数量特征：
具有一定的种类组成：
一定的群落结构：形态结构、生态结构（生态类型）、营养 结构（食物链）。
形成群落的环境：
不同物种之间相互影响：种间关系。
动态特征：替代过程、机制、替代后果。
分布范围：植被的分布规律主要受温度、水分的限制
边界特征
PPT课件
8
3. 群落的性质： 关于群落性质问题，生态学界存在两派绝然对
PPT课件
9
争论焦点 两条途径
机体论观点
个体论观点
群丛单位理论指导下的 从种群独立性假说出发的群
群落学研究
落种群研究
群落类型
真实的、自然界中的客 观实体
抽象的、人为
群落比拟 有机体、生物的“种” 群落比拟为有机体，欠妥
群落边界 群落分布
明显的 间断分布
逐渐过渡 连续分布
基础生态学--第四章第五节生物群落的分类与分布
(二)生物群落的地带性分布
任何生物群落都与它们所存在的环境条件有密切联系,地球表面各地 环境条件的差异是导致植被具有多样性的最重要原因。决定植被分布 式样的主要因素是气候条件,其中主要是热量和水分以及两者的配合 状况。地球上的气候条件主要按三个方向改变,即纬度、经度和高度, 从而决定了地球表面的植被也沿着这三个方向交替分布,沿纬度和经 度的交替分布构成了植被分布的水平地带性,沿高度的交替 分布构成了植被分布的垂直地带性。
采用的主要分类单位分3级:植被型(高级单位)、群系(中级单
位)和群丛。每一等级之上和之下又各设一个辅助单位和补
充单位。高级单位的分类依据侧重于外貌、结构和生态地理
特征,中级和中级以下的单位被型 植被亚型 群系组 群系
亚群系 群丛组
群丛亚 群丛
(一)植被型、群系、群丛的概念
(一)主要植被类型及其特点 地球表面所分布的植物群落是极其复杂和多种多样的,如有 森林、草原、荒漠、冻原、草甸和沼泽等,它们总体来说就 称作该地区的植被。
(一)主要植被类型及其特点
1.森林。按地带性的气候特点和相适应的森林类型,可分为 热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林和北方针 叶林等。
(一)主要植被类型及其特点
(一)主要植被类型及其特点
4.冻原。又译为苔原,是寒带植被的代表。冻原植被处于极不 利的生态条件,冬季漫长而严寒夏季短促而凉爽,植物生长仅 2—3个月。通常植被种类组成简单,植物种类的数目通常为100 20种。冻原分布在高纬度地带和高山树线以上。
(一)主要植被类型及其特点
5.沼泽。沼泽是一种湿生的植被类型,分布在土壤过湿、积水 或有浅水层并常有泥炭的生境。由沼生植物组成,虽然以草本 植物为主,但也有木本植物,均着生于泥中。这些沼生植物的 特点是通气组织发达,有不定根和特殊的繁殖能力,有些植物 具有食虫的习性等。沼泽分布于世界各地,从赤道到极地,到 处都有。
生态系统生态学 重点
第四章生态系统生态学一、名词解释1.生态系统（Ecosystem）生态系统是在一定时间和空间范围内，生物和非生物成分通过物质循环、能量流动和信息交换而相互作用、相互依存所构成具有一定结构和功能的一个生态复合体2.生态入侵（Ecological invasion）指由于人类有意识或无意识把某种生物带入适宜栖息和繁衍地区，种群不断扩大，分布区逐步稳步的扩展，这个现象叫生态入侵3.全球变化（Global change）是指可持续改变的地球承载生物能力的全球环境变化(气候、土地生产力、海洋和其他水资源、大气化学以及生态系统的改变)4.生物多样性（biological diversity）生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。
它包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
5.初级生产（primary production）指自养生物即无机营养性生物所进行的有机物的生产。
在—般生态系统中，光合成生物（绿色植物和光合细菌）所进行的有机物生产在数量上占绝大多数，因此，一般也多指光合成生物的有机物的生产。
6.食物链（food chains）是表示物种之间的食物组成关系，在生态学中能代表物质和能量在物种之间转移流动的情况。
7.生态金字塔(ecological pyramid)生态金字塔（ecological pyramid）把生态系统中各个营养级有机体的个体数量、生物量或能量，按营养级位顺序排列并绘制成图，其形似金字塔，故称生态金字塔或生态锥体。
8.生物地球化学循环(biogeo-chemical cycle)环境中各种元素沿着特定的路线运动，由周围环境进入生物体，最后回到环境中，各种元素运动路线所包含着的活有机体的有机阶段和由各元素基本化学性质所决定的、无生命的阶段所组成的循环运动过程，称为生物地球化学循环。
二、问答题1.试述生态系统的成分与结构。
第4章 生态系统生态学(1-2)生态系统的结构、基本功能
6
二、生态系统的物种结构 1. 物种结构 2. 物种在生态系统中的作用
7
1. 物种结构 生态系统中，除了在生物群落中介绍的优势种、 建群种、伴生种及偶见种外，关键种和冗余种 也对生态系统结构和功能的稳定具有重要的意 义。
8
1. 物种结构
第四章 生态系统生态学
生态系统生态学介绍的是关于生态系统的基础 知识和概念。 掌握这些知识，有利于我们全面、综合地认识 包括人类本身在内的生物、环境以及它们的相 互关系。 生态系统是生态工程的理论指导和技术基础。 对于当前的恢复生态学、生态系统管理等应用 领域而言，仍是其基础核心。
1
第四章 生态系统生态学
食物网越复杂，生态系统 抵抗外力干扰的能力就越 强，食物网越简单，生态 系统就越容易发生波动和 毁灭。
须鲸
企鹅
鹈鹕
磷虾
桡足类鲨鱼ຫໍສະໝຸດ 齿鲸 海牛海龟 海豹
鱼
水母
箭虫
浮游植物
鱼类、软体动物 等的幼体
鳗草 海藻
14
2. 食物网
（1）食物网的结构特点 简化食物网： 将一些具有相似功能地位（生态位）的等值种（equivalent species）归为一类，称为功能群（functional group），或同 资源种团（guild），即将同样食性且具有同样捕食者的不 同物种归并为一个营养物种（trophic species），以营养物 种来描绘食物网结构。
生态系统这个概念主要在 于强调生物与环境的整体 性，它在生态学思想中的 主要功能在于强调相互关 系、相互依存和因果联系。
4
一、生态系统的组成要素及功能
5
一、生态系统的组成要素及功能
《基础生态学》名词解释——第三版牛翠娟
的小群，自然选择可在小群间发生，称为群体选择。 53)性选择 （sexual selection）: 动物在繁殖期经常为获得交配权而通过某些表型性
长发育过程中必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，这个发育阶
段所需要的总热量是一常数，称为有效积温。 27)春化作用 (Vernalization effect)：低温作为一种刺激物起作用，诱导或促进植物
的发育和开花。这种经过低温诱导的植物的发育或繁殖，称为春化作用。 28)异温动物(heterothermy )：常温动物中具有休眠习性，在冬眠过程中体温降低的动
状或行为进行竞争，如雄鸟、雄鱼具有美丽的色彩，雄鹿有发达的角等。 54)基因流（gene flow)：基因在种群内通过相互杂交、扩散和迁移进行的运动。 55)适应辐射(adaptive radiation）：由一个共同祖先起源，在进化过程中分化成许多
类型，适应于各种生活方式的现象。 56)生活史（life history）：指生物从出生到死亡所经历的全部过程。生活史的关键组
频率 46)基因频率(gene frequency) ：在种群中不同基因所占的比例，即为基因频率 47)哈代－魏伯格定律(Hardy-Weinberg law)：是指在一个巨大的、个体交配完全随
机、没有其它因素的干扰（如突变、选择、迁移、漂变等）的种群中，基因频率和
基因型频率将世代保持稳定不变。这种状态称为种群的遗传平衡状态。 48)遗传漂变(genetic drift) 是基因频率的随机变化 ，既指基因频率在小的种群里随
63)利他行为（altruism）：指生物个体通过牺牲自我而使社群整体或其他个体获得利 益的行为。
基础生态学
基础生态学绪论美国生态学家E. Odum 研究生态系统结构与功能的科学生态学的研究方法：野外研究、实验研究、模型研究第一章生物与环境1. 生态因子环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。
2 利比希最小因子定律：每种植物都需要一定种类和数量的营养物，如果其中有一种营养物完全缺失，植物就会死亡。
如果这种营养物数量极微，植物的生长就会受到限制。
3 谢尔福德耐受性定律：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 生态幅（生态价）：每一种生物对每一种生态因子都有一个能耐受的范围，即有一个生态上的最高点和一个生态上的最低点。
在最高点和最低点之间的范围第二章能量环境生物对光的适应换毛与换羽的光周期现象：是对日照长短的规律性变化的响应。
生物对温度的适应外温动物内温动物休眠形态上的适应第三章物质环境水生动物的渗透压调节第四章种群及其基本特征集合种群：生境斑块中的局域种群的集合，这些局域种群在空间上存在隔离，彼此间通过个体扩散而相互联系生物入侵（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，该生物种群不断扩大，分布去逐步稳定地扩展。
1 种群和分布随机分布每一个体在种群领域中各个点上出现的机会是相等的，并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。
均匀分布主要是种群内个体间的竞争。
在自然情况下，均匀分布最为罕见。
成群分布种群内个体分布不均匀，形成许多密集的团块状。
原因：资源分布不均匀；植物种子传播方式以母株为扩散中心；动物的集群行为。
2 存活曲线●I型：凸型，幼体存活率高，老年个体死亡率高，在接近生理寿命前只有少数个体死亡(大型哺乳动物和人)●Ⅱ型：呈对角线型，表示在整个生活期中，有一个较稳定的死亡率，如一些鸟类●Ⅲ型：凹型，表示幼体死亡率很高，如产卵鱼类、贝类和松树●大多数野生动物种群的存活曲线类型在Ⅱ型和Ⅲ型之间变化；大多数植物种群的存活曲线则接近Ⅲ型。
基础生态学-第四章第三节生物群落的结构特征
（二）、群落的垂直结构
成层现象,从陆生植物群落来说,包括地上部分和地下部 分,决定地上部分分层的环境因素,主要是光照、温度和 湿度条件,而决定地下分层的主要因素,是土壤的物理和 化学性质,特别是水分和养分。由此看来,成层现象是植 物群落与环境条件间相互关系的一种特殊形式。生物 群落所处的环境条件越丰富,生物的种类就越多,群落的 层次也越多,层次结构也越复杂;反之则物种少,层次数少, 层次结构也就简单。
（二）、群落的垂直结构
在完全发育了的森林群落中,成层现象十分明显,地 上部分通常可划分为乔木层、灌木层、草本层和地 被层等四个基本结构层次。
（二）、群落的垂直结构
群落的成层性包括地上成层与地下成层,层( layer)的分化主要决定于植物 的生活型,因生活型决定了该种处于地面以上不同的高度和地面以下不 同的深度。 植物群落的地下成层性是由不同植物的根系在土壤中达到 的深度不同而形成的。最大的根系生物量集中在表层,土层越深,根量越 少。
2、群落的交错区
群落交错区(生态交错区、生态过渡带, ecotone)： 两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域 边缘效应 (edge effect)： 群落交错区种的数目及一些种的密度有增大的趋势
2、群落的交错区
我国大兴安岭森林边缘,具有呈狭带分布的林缘草甸, 每平方米的植物种数达30种以上,明显高于其内侧的 森林群落与外侧的草原群落。 美国伊利诺斯州森林内部的鸟登记上仅14种,但在林 缘地带达22种。
1、生态型
(1)气候生态型 长期适应不同光周期、气温和降水等气候因子而形成的各种
生态型,如耐热性、抗寒性、抗旱性、长日照、短日照等。 (2)土壤生态型
在不同的土壤、水分、温度和肥分等自然和栽培条件下,可以 形成不同的生态型,如水稻和陆稻,每一作物的耐水肥 和耐瘠薄品种等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
特定年龄出生率：特定年龄组内每个雌体在单位时间内产生 的后代数量。
出生和迁入是使种群增加的因素，死亡和迁出是使种群减少 的因素。
⑶次级种群参数：
包括性比、年龄结构和种群增长率等。种 群统计学就是种群的出生、死亡、迁移、性 比和年龄结构等的统计学，可以用于所有生 物的数量统计。
3
种群的内涵
①不是个体的简单相加：有机体之间相互作 用，整体上呈现组织结构特性；
②个体之间具有差异性：不同的发育阶段(年 龄不同）；同一生长阶段，个体对种群的 贡献不同；
③个体水平与种群水平的差异：个体有出生、 死亡，种群称为出生率和死亡率。
种群是在一定空间生活、相互影响、彼此 能Hale Waihona Puke 配繁殖的同种个体集合。10
4.2 种群动态
4.2.1 种群的密度和分布
4.2.1 种群的密度和分布
一、种群的大小和密度
大小：一定区域内个体的数量或者生物量或者能量； 密度：单位面积、单位体积、单位生境中的个体数量或
生物量、能量； – 构件生物的密度统计：合子产生的个体数和组成每个
个体的构件数，如水稻的主茎与分蘖秆。
二、种群数量统计
种群可以由单体生物（unitary organism ）或构件生物(modular organism) 组成。单体生物的个体分明， 它们都是由一个受精卵发育而成，大多数 动物属于单体生物。构件生物是由一个合 子发育成一套构件而组成的个体。例如， 一棵大树会有许多枝条，一株麦丛会有数 个分蘖，而且还会从构件产生更低一级的 构件，其数量随环境条件而变化。
1）年龄、时期结构和性比
年龄结构：指不同年龄组的个体在种 群内的比例或配置情况。
一般用年龄锥体（年龄金字塔）来表示。
增长型 ：出生率〉死亡率，迅速增长，种群数量 呈上升趋势。
稳定型：出生率 = 死亡率，种群数量稳定。 衰退型 ：出生率〈死亡率，种群数量趋于减少。
（a） 增长型种群 （b） 稳定型种群 （c） 下降型种群 图1-3-3 年龄锥体的3种基本类型（Kormondy ，1976）
3）标记重捕法：在调查样地上，随机捕获
一部分个体进行标记后释放，经一定期限后重 捕。用于不断移动位置直接记数很困难的动物。
N: M=n:m
? 其中M：标记个体数 n：重捕个体数 m：重捕 样中标记数 N：样地上个体总数。
图片：鸟类调查的环志法
15
标记重捕法（ Peterson 、Lincoln方法）：
第4章 种群及其基本特征
1
4.1 种群的概念
同一时期内占有一定空间的同种生物 个体的集合。
图1-3-1 披碱草
图1-3-2 斑马群
自然种群的三个基本特征
? 空间特征：种群具有一定的分布区域； ? 数量特征：每单位面积(或空间)上的个体
数量(即密度)及变动； ? 遗传特征：种群具有一定的基因组成；
⑴种群密度：单位面积上的个体数量。
⑵初级种群参数：包括出生率、死亡率、迁入和迁出。
出生率：泛指任何生物产生新个体的能力； 死亡率：一定时间段内死亡个体的数量除以该时段内种群的
大小。 迁出：是指种群内个体由于种种原因而离开种群的领地； 迁入：是别的种群进入该领地。 最大出生率：理想条件下种群内后代个体的出生率。
1、研究种群首先要根据研究的需要划分种 群的边界。 2、数量统计中最常用的指标是密度 绝对密度：单位面积或空间的实有个体数。 相对密度： 表示种群数量的一个相对指标。 如黄鼠的捕获率。 3、估计方法：
种群的数量统计
1）总数量调查法
在某一面积的同种个体数目。
2）样方法：随机取若干样方，计数样方中全
部个体，然后将其平均数推广到整个种群。
例题： 对池塘内鱼数目调查。设1次随机捕获量为M（40条） 进行标记，再放入鱼塘；几天后再次捕获数目为n（50 条），其中有数目m（5条）有标志，则鱼塘内鱼的总数 量N： 解：N=M×（n/m ）=40×（50/5）=400（条鱼）
4）去除取样法：在一个封闭的种群里，随着连
续的捕捉，种群数量逐渐减少，同等的捕捉力量所 获取的个体数逐渐降低，逐次捕捉的累积数就逐渐 增大，当单位努力的捕捉数等于零时，捕获累积数 就是种群数量的估计值。
5）活动痕迹计数：如粪堆、土丘、洞穴、足
迹等。 鸣声计数：主要适用于鸟类。
毛皮收购记录
三、种群的空间结构
? 内分布型：组成种群的个体在其生活空间中的 状态或布局。
– 类型：均匀分布、随机分布、成群的分布；
成群分布的原因 ： 资源分布不均 、繁殖方式以母株为扩散中心 、
动物的集群行为
内分布型的检验指标 ： 最常用而简单的是“方差 /平均数”比率
种群的概念既是抽象的，也是具体的。 在了解种群的基本特征和基本理论时，种 群概念是抽象的，当对某个具体种群进行 研究时，则要根据代表性限定其空间，乃 至时间范围，这个范围的大小是由研究者 划分的。例如，大至全世界蓝鲸种群，小 至一块草地上的阿尔泰针茅；实验室饲养 的一群小家鼠，也可称为一个实验种群。
? s2/m=0 均匀分布
? s2/m=1 随机分布
? s2/m>1 成群分布
种群的内分布型20
样方大小与种群内分布型分析
(a) 实际分布 (b) 大块的样方，结果呈现是聚集分布 (c) 小块的样方，结果呈现的是随机分布
4.2.2 种群统计学
虽然种群是一定空间中同种个体的组合， 但种群具有个体所不具备的各种特征，这 些特征多为统计指标，大体分3类：
性比：是种群中雄性个体和雌性个体数目的比例。
哺乳动物受精卵的♂ /♀比大致是50∶50，这叫 第一性比；在幼体成长到性成熟的时段里，由于 种种原因，♂ /♀还要继续变化，当个体成熟时， ♂对♀的比例叫第二性比；以后还会有充分成熟 的个体性比，叫第三性比。性比对种群的配偶关 系及繁殖潜力有很大影响。在野生种群中，因性 比的变化会发生配偶关系及交配行为的变化，这 是种群自然调节的方式之一。
无性系分株 (ramets) ：构件生物个体的连 接部分死亡后形成的个体集合。
高等植物多属于构件生物。单体生物以 个体数就能反映种群多少，而构件生物就 必须考虑到两个层次的数量统计，即从合 子产生的个体数和组成每个个体的构件数。 这是植物种群与动物种群的重要区别。
种群生态学：
研究种群的数量、分布以及“种群—栖 息环境”中非生物因素和其他生物种群 之间的相互作用。