生态学原理
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• 概念：在各年龄阶段种群的存活率曲线
Ι型（凸型）
哺乳动物、人
基本类型
Π型（直线型）鸟类
Ⅲ型（凹型）
低等动物
凸型存活曲线
存 活 率
年龄 哺乳动物、人
绝大多数个体都能活到生理年龄，早期死亡率极低， 但当达到一定生理年龄时，短期内几乎全部死亡
直线型存活曲线
鸟类
存 活 率
年龄 种群各年龄的死亡率基本相同
代表动物
食肉动物有：北极狐、狼
沙漠
干旱 沙漠植物主要适 应性是减少叶表 面积 动物的主要适应 性表现在增加皮 肤的不透水性
代 表 植 物
四、群落的演替
• 群落的依次取代现象叫做演替 • 群落的演替是一个有规律的、有一定方向的和可以被 预测的自然过程
原生演替：指在一个起初没长任何植物的地方所发生的 演替
指数式增长 “J”形
逻辑斯缔增长“S”形
逻辑斯缔曲线说明：当种群的数量超过了环境容纳量之后，由于食物缺乏、 天敌增多、疾病流行等原因个体大量死亡，于是种群的数量就被压到了环 境容纳量以下
四、种群关系
类型 A
竞争 捕食 -
B
-
特点
彼此互相抑制 A种杀死或吃掉B种
中性 O 共生 + 合作 + 附生 + 偏害 寄生 +
二、生态系统中能量流动
能量流动方向： 太阳 植物 食植动物 食肉动物
特点： • 能量循着食物链而流动 • 生态系统中能量流动是单方向的 • 逐级减少
生态金字塔
• 能量金字塔 • 生物量金字塔 • 数量金字塔
A、能量金字塔
• 进入营养级中流动的能量，随食物链中营养级上升而 递减
• 总是正锥体图形
能 量
能 量 流 失
B、生物量金字塔
• 生物量：指在某一时刻调查时 单位面积上存积的有机物质， 以生物的干重表示 • 一般来说：植物的生物量＞植 食动物生物量＞肉食动物生物 量，生物量金字塔上窄下宽锥 体形 • 在海洋生态系统中，由于个头 小的生产者寿命短、周转快， 常表现倒锥形生物量金字塔
C、数量金字塔
生态因子的作用特点
•综和性 •非等价性
•不可替代性和互补性
•限定性
四、生物对生态因子的耐受度
• 1913年，美国生 态学家谢尔福特 （Shelford）提 出耐受性法则 • 生物对每种生态 因子都有其耐受 的上限和下限， 上下限之间就是 生物对这种生态 因子的耐受范围
耐受下限 不能 生理 耐受 紧张 带 带
种 间 竞 争
高
种 群 密 度
低 大草履虫 单独培养
/d
小草履虫 单独培养
/d
混合培养
/d
第三节 群落生态
• • • • 定义 分类 主要群落类型 基本特征
一、群落定义
• 由一定种类的生物种群所组成的生态功能单位， 是占有一定时间和空间的多种生物的集合体。
二、群落的基本特征
一定的结构 • 群落具有 一定的种类组成 一定的种间关系
挺水植物和沼 泽植物阶段
第四节
生态系统
• 生态系统的基本概念 • 生态系统中的能量流动 • 生态系统中的物质循环
一、生态系统的基本概念
• • • • • • • 定义 特征 组成 食物链和食物网 生态金字塔 生态系统的自我调节 生物圈
（一）生态系统定义：
• 在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质 的循环、能量的流动和信息的传递而相互作用、互相 依存所构成的一个具有自组能力和自我调控功能的生 态学功能单位
气态型或气态物循环：以O、C、N循环为代表，主要储存在 大气中 沉积型循环：以S、P、Ca、Mg为代表，主要贮存在地壳中 水循环
考试
• 考试时间：2015-12-9 • 开卷考试 • 自己准备资料，不允许交换、否则自动闭卷 • 不允许使用手机，需要PPT 打印
• 题型：填空、判断、选择、简答、论述
第4篇 生态学原理
个体生态 种群生态 群落生态 生态系统
第一节 个体生态
• • • • 环境与生态因子的基本概念 生态因子的分类 生态因子的作用特点 生物对生态因子的耐受限度
一、环境与生态因子的基本概念
环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、 间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和
最适值 适宜范围
耐受上限 生理 不能 紧张 耐受 带 带
耐受范围
第二节 种群生态
• • • • 概念 种群的空间结构 种群统计学 种群关系
一、种群概念：
• 占有一定空间和时间的同种个体的集合体， • 其基本构成成分是有潜在互配能力的个体
二、种群的空间结构
种群密度 种群分布
1、种群密度
非等价性
• 对生物起作用的诸多因子是非等价的，其中必有1～2 个是主要因子
不可替代性和互补性
• 虽非等价，但不可缺少，一个因子缺失不能由另一个 因子替代
• 但某一因子的数量不足有时可靠另一因子的加强而得 到调剂和补偿
限定性
• 生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子 或不同的强度，
• 因此某一生态因子的有益作用常仅限于生物生长发育 的某一特定阶段
• 成绩评定：平时成绩20%，期末卷面成绩80%
次生演替：指原有的群落遭到破坏后所发生的群落演替
演替顶级：指在一定环境条件下，能自我永续的群落演 替达到稳定终末状态 这时的群落称为该环境下的顶级群落
群落演替过程
裸底阶段：湖底 没有什么植物能 扎根生长，出现 在湖底的只有浮 游生物，浮游生 物死后沉积形成 一层有机质 沉水植物阶段： 与此同时，陆地 的泥沙不断冲入 湖中，形成疏松 的软泥，轮藻、 金鱼藻等沉水植 物扎根生长起来
温带落叶阔叶林
主要树种：落叶乔木、 灌木、阔叶草本植物
最大食草动物：鹿
最大食肉动物：熊
北方针叶林
常绿针叶树组成， 如松树、杉树 哺乳动物，很多 是珍贵的毛皮兽
代表动物
草原
黄羊 野驴
冻原
冻土层，环绕北冰洋的狭长 地带
土壤能够从几厘米以下终年 冻结不化 最典型的植物：地衣 食草动物有：驯鹿、麝牛等
裸 底 阶 段
沉 水 植 物 阶 段
浮叶根生植物阶段： 有些植物根扎在湖底， 叶浮在水面 挺水植物阶段：水位 变化使浮叶根生植物失 去保护，挺水植物占据 这一地带 沼泽植物群落：湖边 缘沉积物变硬，演变成 沼泽，湖泊演变成介于 水生群落和陆生群落之 间的沼泽植物群落 森林群落
浮 叶 根 生 植 物 阶 段
（五）生态系统的自我调节
• 通过反馈进行调节 • 包括正反馈和负反馈
负反馈能使生态系统趋于平衡或稳态
• 正反馈能使生态系统远离平衡或稳态 • 当湖泊受到污染时，鱼类数量减少，鱼类腐败后加重 污染，引起更多鱼类死亡，污染进一步加重
（六）生物圈
• 指地球上有生命存在的所有地方 • 包括水域、岩层表面、土壤和大气圈的下部
凹型存活曲线
存 活 率
低等动物
年龄 早期有极高的死亡率，但一旦活到某一年龄，死亡率变得 很低而且稳定
3、种群增长率
一般以一定时间每1000个个体的出生数或死亡数表示 （出生率+迁入率）-（死亡率+迁出率）
4、种群增长的形式
• 在自然界中，任何种群的个体数目都是随着环 境条件的改变而改变 • 当环境有利时，种群表现为数量增加
一定时间内，单位面积上或单位空间内的个体 个数。
2、种群分布型
集群分布
均匀分布
随机分布
三、种群统计学
• • • • 种群的年龄结构 种群存活曲线 种群增长率 种群增长的形式
1、种群的年龄结构
老年个体数 成体数 幼体数
增长型 稳定型 衰退型
•年龄金字塔表示 •分为：增长型、稳定型、衰退型
2、种群存活曲线(survivorship)
• 各营养级中生物个体数目 • 金字塔通常为上窄下宽锥体 • 在温带森林中，树木的个体数量比 植食动物数量少，倒锥体
三、生态系统中的物质循环
• 又称生物地化循环 • 指元素或化合物通过生活的有机体运动的过程 • 特点：物质流动是循环的，各物质和元素都可借助其 完善的循环功能被植物重复利用无数次
物质循环的类型
O + + O O -
彼此互不影响 彼此有利，分开后不能生活 彼此有利，分开能独立生活 A种有益，B种无影响 对A有害，对B无利也无害 对A有利，对B有害
捕
食
合
作
附 生
在热带地区，兰花 通常以树干作支撑
鱼以海葵Βιβλιοθήκη Baidu庇护的场所
寄 生
黄蜂产卵于蛾幼虫体内，将幼虫致死 图为黄蜂蛹覆在虫体上，以幼虫内部组织为生
三、地球上群落的主要类型
• • • • • • • • 热带雨林 温带落叶阔叶林 北方针叶林（泰加林） 草原 冻原 沙漠 淡水生物群落 海洋生物群落
热带雨林
整个热带雨林约有 几千个树种 层次明显：乔木层、 灌木层、草本层；各 层次上还有许多附生 植物和藤本植物 动物：灵长动物、 鸟类、昆虫 单位面积含有的生 物种类比任何其他群 落都多
（四）食物链和食物网
• 植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在 生态系统中传递
• 把生物之间存在的这种单方向营养和能量传递关系称 为食物链
食物网
在群落中食物链往往是 相互交错、相互联系的 把食物链彼此交织在一 起形成的网状结构称为食 物网 更能反映出群落内各物 种之间的关系 生物多样性的减少，可 使维持食物网稳定的结构 和过程受到危害
• 当环境不利时，种群表现为数量减少
• 种群数量处于一种动态平衡状态
瞬时变化量
种群密度
环境阻力
d N rN -J形 K dt （无限资源条件下） d N rN ( K N ) dt K
逻辑斯 缔系数
J形曲线
S形曲线 时间
-S形
（限制因子作用下）
r –内在增长率 K -环境容纳量
( K为环境容纳量 )
（二）生态系统组成
1、非生物环境：无机物、水、气体、太阳能 2、生产者：绿色植物、海洋藻类 3、消费者：异养生物 • 一级消费者:食草动物 • 二级消费者:食肉动物 • 三级消费者:顶级食肉动物 4、分解者：细菌、真菌
（三）基本特征
开放的,具有自我调节能力的动态系统 具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能 生态系统中营养级数目不超过4～5级
生态因子是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为、 分布有着直接或间接影响的环境要素
二、生态因子分类
• 生物因子
• 生物之间的各种相互关系，如捕食、寄生、竞争和共 生等
• 非生物因子
• 光、温度、湿度、降水、土壤、大气等
三、生态因子的作用特点
综和性
• 每个生态因子都是在与其他生态因子的相互影响、相 互制约中起作用 • 任何一个因子的变化都会在不同程度上引起其他因子 的变化
Ι型（凸型）
哺乳动物、人
基本类型
Π型（直线型）鸟类
Ⅲ型（凹型）
低等动物
凸型存活曲线
存 活 率
年龄 哺乳动物、人
绝大多数个体都能活到生理年龄，早期死亡率极低， 但当达到一定生理年龄时，短期内几乎全部死亡
直线型存活曲线
鸟类
存 活 率
年龄 种群各年龄的死亡率基本相同
代表动物
食肉动物有：北极狐、狼
沙漠
干旱 沙漠植物主要适 应性是减少叶表 面积 动物的主要适应 性表现在增加皮 肤的不透水性
代 表 植 物
四、群落的演替
• 群落的依次取代现象叫做演替 • 群落的演替是一个有规律的、有一定方向的和可以被 预测的自然过程
原生演替：指在一个起初没长任何植物的地方所发生的 演替
指数式增长 “J”形
逻辑斯缔增长“S”形
逻辑斯缔曲线说明：当种群的数量超过了环境容纳量之后，由于食物缺乏、 天敌增多、疾病流行等原因个体大量死亡，于是种群的数量就被压到了环 境容纳量以下
四、种群关系
类型 A
竞争 捕食 -
B
-
特点
彼此互相抑制 A种杀死或吃掉B种
中性 O 共生 + 合作 + 附生 + 偏害 寄生 +
二、生态系统中能量流动
能量流动方向： 太阳 植物 食植动物 食肉动物
特点： • 能量循着食物链而流动 • 生态系统中能量流动是单方向的 • 逐级减少
生态金字塔
• 能量金字塔 • 生物量金字塔 • 数量金字塔
A、能量金字塔
• 进入营养级中流动的能量，随食物链中营养级上升而 递减
• 总是正锥体图形
能 量
能 量 流 失
B、生物量金字塔
• 生物量：指在某一时刻调查时 单位面积上存积的有机物质， 以生物的干重表示 • 一般来说：植物的生物量＞植 食动物生物量＞肉食动物生物 量，生物量金字塔上窄下宽锥 体形 • 在海洋生态系统中，由于个头 小的生产者寿命短、周转快， 常表现倒锥形生物量金字塔
C、数量金字塔
生态因子的作用特点
•综和性 •非等价性
•不可替代性和互补性
•限定性
四、生物对生态因子的耐受度
• 1913年，美国生 态学家谢尔福特 （Shelford）提 出耐受性法则 • 生物对每种生态 因子都有其耐受 的上限和下限， 上下限之间就是 生物对这种生态 因子的耐受范围
耐受下限 不能 生理 耐受 紧张 带 带
种 间 竞 争
高
种 群 密 度
低 大草履虫 单独培养
/d
小草履虫 单独培养
/d
混合培养
/d
第三节 群落生态
• • • • 定义 分类 主要群落类型 基本特征
一、群落定义
• 由一定种类的生物种群所组成的生态功能单位， 是占有一定时间和空间的多种生物的集合体。
二、群落的基本特征
一定的结构 • 群落具有 一定的种类组成 一定的种间关系
挺水植物和沼 泽植物阶段
第四节
生态系统
• 生态系统的基本概念 • 生态系统中的能量流动 • 生态系统中的物质循环
一、生态系统的基本概念
• • • • • • • 定义 特征 组成 食物链和食物网 生态金字塔 生态系统的自我调节 生物圈
（一）生态系统定义：
• 在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质 的循环、能量的流动和信息的传递而相互作用、互相 依存所构成的一个具有自组能力和自我调控功能的生 态学功能单位
气态型或气态物循环：以O、C、N循环为代表，主要储存在 大气中 沉积型循环：以S、P、Ca、Mg为代表，主要贮存在地壳中 水循环
考试
• 考试时间：2015-12-9 • 开卷考试 • 自己准备资料，不允许交换、否则自动闭卷 • 不允许使用手机，需要PPT 打印
• 题型：填空、判断、选择、简答、论述
第4篇 生态学原理
个体生态 种群生态 群落生态 生态系统
第一节 个体生态
• • • • 环境与生态因子的基本概念 生态因子的分类 生态因子的作用特点 生物对生态因子的耐受限度
一、环境与生态因子的基本概念
环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、 间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和
最适值 适宜范围
耐受上限 生理 不能 紧张 耐受 带 带
耐受范围
第二节 种群生态
• • • • 概念 种群的空间结构 种群统计学 种群关系
一、种群概念：
• 占有一定空间和时间的同种个体的集合体， • 其基本构成成分是有潜在互配能力的个体
二、种群的空间结构
种群密度 种群分布
1、种群密度
非等价性
• 对生物起作用的诸多因子是非等价的，其中必有1～2 个是主要因子
不可替代性和互补性
• 虽非等价，但不可缺少，一个因子缺失不能由另一个 因子替代
• 但某一因子的数量不足有时可靠另一因子的加强而得 到调剂和补偿
限定性
• 生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子 或不同的强度，
• 因此某一生态因子的有益作用常仅限于生物生长发育 的某一特定阶段
• 成绩评定：平时成绩20%，期末卷面成绩80%
次生演替：指原有的群落遭到破坏后所发生的群落演替
演替顶级：指在一定环境条件下，能自我永续的群落演 替达到稳定终末状态 这时的群落称为该环境下的顶级群落
群落演替过程
裸底阶段：湖底 没有什么植物能 扎根生长，出现 在湖底的只有浮 游生物，浮游生 物死后沉积形成 一层有机质 沉水植物阶段： 与此同时，陆地 的泥沙不断冲入 湖中，形成疏松 的软泥，轮藻、 金鱼藻等沉水植 物扎根生长起来
温带落叶阔叶林
主要树种：落叶乔木、 灌木、阔叶草本植物
最大食草动物：鹿
最大食肉动物：熊
北方针叶林
常绿针叶树组成， 如松树、杉树 哺乳动物，很多 是珍贵的毛皮兽
代表动物
草原
黄羊 野驴
冻原
冻土层，环绕北冰洋的狭长 地带
土壤能够从几厘米以下终年 冻结不化 最典型的植物：地衣 食草动物有：驯鹿、麝牛等
裸 底 阶 段
沉 水 植 物 阶 段
浮叶根生植物阶段： 有些植物根扎在湖底， 叶浮在水面 挺水植物阶段：水位 变化使浮叶根生植物失 去保护，挺水植物占据 这一地带 沼泽植物群落：湖边 缘沉积物变硬，演变成 沼泽，湖泊演变成介于 水生群落和陆生群落之 间的沼泽植物群落 森林群落
浮 叶 根 生 植 物 阶 段
（五）生态系统的自我调节
• 通过反馈进行调节 • 包括正反馈和负反馈
负反馈能使生态系统趋于平衡或稳态
• 正反馈能使生态系统远离平衡或稳态 • 当湖泊受到污染时，鱼类数量减少，鱼类腐败后加重 污染，引起更多鱼类死亡，污染进一步加重
（六）生物圈
• 指地球上有生命存在的所有地方 • 包括水域、岩层表面、土壤和大气圈的下部
凹型存活曲线
存 活 率
低等动物
年龄 早期有极高的死亡率，但一旦活到某一年龄，死亡率变得 很低而且稳定
3、种群增长率
一般以一定时间每1000个个体的出生数或死亡数表示 （出生率+迁入率）-（死亡率+迁出率）
4、种群增长的形式
• 在自然界中，任何种群的个体数目都是随着环 境条件的改变而改变 • 当环境有利时，种群表现为数量增加
一定时间内，单位面积上或单位空间内的个体 个数。
2、种群分布型
集群分布
均匀分布
随机分布
三、种群统计学
• • • • 种群的年龄结构 种群存活曲线 种群增长率 种群增长的形式
1、种群的年龄结构
老年个体数 成体数 幼体数
增长型 稳定型 衰退型
•年龄金字塔表示 •分为：增长型、稳定型、衰退型
2、种群存活曲线(survivorship)
• 各营养级中生物个体数目 • 金字塔通常为上窄下宽锥体 • 在温带森林中，树木的个体数量比 植食动物数量少，倒锥体
三、生态系统中的物质循环
• 又称生物地化循环 • 指元素或化合物通过生活的有机体运动的过程 • 特点：物质流动是循环的，各物质和元素都可借助其 完善的循环功能被植物重复利用无数次
物质循环的类型
O + + O O -
彼此互不影响 彼此有利，分开后不能生活 彼此有利，分开能独立生活 A种有益，B种无影响 对A有害，对B无利也无害 对A有利，对B有害
捕
食
合
作
附 生
在热带地区，兰花 通常以树干作支撑
鱼以海葵Βιβλιοθήκη Baidu庇护的场所
寄 生
黄蜂产卵于蛾幼虫体内，将幼虫致死 图为黄蜂蛹覆在虫体上，以幼虫内部组织为生
三、地球上群落的主要类型
• • • • • • • • 热带雨林 温带落叶阔叶林 北方针叶林（泰加林） 草原 冻原 沙漠 淡水生物群落 海洋生物群落
热带雨林
整个热带雨林约有 几千个树种 层次明显：乔木层、 灌木层、草本层；各 层次上还有许多附生 植物和藤本植物 动物：灵长动物、 鸟类、昆虫 单位面积含有的生 物种类比任何其他群 落都多
（四）食物链和食物网
• 植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在 生态系统中传递
• 把生物之间存在的这种单方向营养和能量传递关系称 为食物链
食物网
在群落中食物链往往是 相互交错、相互联系的 把食物链彼此交织在一 起形成的网状结构称为食 物网 更能反映出群落内各物 种之间的关系 生物多样性的减少，可 使维持食物网稳定的结构 和过程受到危害
• 当环境不利时，种群表现为数量减少
• 种群数量处于一种动态平衡状态
瞬时变化量
种群密度
环境阻力
d N rN -J形 K dt （无限资源条件下） d N rN ( K N ) dt K
逻辑斯 缔系数
J形曲线
S形曲线 时间
-S形
（限制因子作用下）
r –内在增长率 K -环境容纳量
( K为环境容纳量 )
（二）生态系统组成
1、非生物环境：无机物、水、气体、太阳能 2、生产者：绿色植物、海洋藻类 3、消费者：异养生物 • 一级消费者:食草动物 • 二级消费者:食肉动物 • 三级消费者:顶级食肉动物 4、分解者：细菌、真菌
（三）基本特征
开放的,具有自我调节能力的动态系统 具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能 生态系统中营养级数目不超过4～5级
生态因子是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为、 分布有着直接或间接影响的环境要素
二、生态因子分类
• 生物因子
• 生物之间的各种相互关系，如捕食、寄生、竞争和共 生等
• 非生物因子
• 光、温度、湿度、降水、土壤、大气等
三、生态因子的作用特点
综和性
• 每个生态因子都是在与其他生态因子的相互影响、相 互制约中起作用 • 任何一个因子的变化都会在不同程度上引起其他因子 的变化