《现代生态学》(宁夏大学资源环境学院).ppt
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现代生态学
生态学（Ecology），是德国生物学家恩斯特·海克尔(Ernst Heinrich Haeckel)于1869年定义的一个概念：生态学是研究生物体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学。
生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。
生物在长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类等的特殊需要。
(各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性)。
生活史是生物学家很熟悉的概念，它可定义为物种的生长、分化、生殖、休眠和迁移等各种过程的整体格局。
不同的物种具有不同的生活史特征，例如一年生、二年生和多年生的，一年中只生殖一次的和多次的，有休眠的和无休眠的等等。
有卵、幼虫、蛹和成虫各个阶段的完全变态昆虫，有多寄生和复杂生活史的寄生虫，有改变栖息地的候鸟，彼此间生活史的差别是很明显的。
比较各个物种的生活史特征，揭示其相似性和分异性，进而联系其栖息地环境条件，探讨其适应性，联系物种的分类地位，探讨各种类型和亚类型生活史在生存竞争中的意义，是现代生态学的一个重要任务。
生活史对策可以理解为生活史的各种成分或整体，在进化过程中形成的适应性响应。
理解生活史对策研究的意义，最重要的是明白两个概念：适合度和权衡。
适合度是衡量遗传物质在进化过程中传递能力的尺度，适合度包括繁殖和存活能力。
各种生活史对策的价值，就决定于这一生活史对策对于生存和繁衍后代所作的贡献的大小，即适合度的值。
另一个概念是权衡：因为有机体在一定时间内所获得的能量是有限的，不可能同时和等量地用于生长、生殖、维持消耗、存储、修复、抵抗等各种生命过程。
种群population生态学上，把在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。
①空间特征,即种群有一定的分布区域和分布方式; ②数量特征,即种群具有一定的密度,出生率,死亡率,年龄结构.性别比例等。
现代生态学
食物网
20
北极岛屿简单的食物网 北极岛屿简单的食物网 21
四、营养级和生态金字塔 (ecological pyramid)
• 营养级之间的数量关系 • 数量关系可采用生物量、能量和个体数量
单位来表示 – 能量金字塔 – 生物量金字塔 – 数量金字塔
生物量金字塔
以相同单位面积上生产者和各级消费者的生物量即 生命物质总量建立的金字塔。对陆地、浅水生态系统中 比较典型，因为生产者是大型的，所以塔基比较大，金 字塔比较规则
ห้องสมุดไป่ตู้病毒
食物网
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
食物网不仅维持着生态系统的相对平衡，并 推动着生物的进化，成为自然界发展演变的 动力
食物网以营养为纽带，把生物与环境、生物 与生物紧密联系起来的结构，称为生态系统 的营养结构
消费者主要功能
消费者主要包括各种动物，它们不能制造有 机物，而直接或间接依赖生产者所生产的有 机物。根据食物链的等级关系，可分为一级 消费者（食草动物）、二级消费者（以食草 动物为食的小型食肉动物）、三级消费者 （以小型食肉动物为食的大型食肉动物）、 四级或更高级的消费者，等等。消费者不仅 对初级生产物起着加工、再生产的作用，且 对其它生物种群数量起着调控作用。
第五章 生态系统
概论 生态系统中的初级生产 生态系统中的次级生产 生态系统中的分解 生态系统中的能量流动 生态系统中的物质循环
第一节 概论
一、生态系统的概念
生态系统（ecosystem）一词是由英国植物 生态学家 A. G. Tansley于1935年首先提出 来的，他强调了生物与环境是一个在功能上 不可分割的统一的自然实体，认为生态系统 就是一个生态学上的功能单位。
环境生态学课件PPT(共 63张)
的在短期内人群大量发病和死亡事件。（1马斯河谷2多诺拉3光
3.环境问题的第一次高潮（20世纪50—60年代）
环境问题的第一次高潮出现在20世纪50—60年代，当时环 境问题突出。自产业革命-1984年臭氧层空洞，“八大公害” 事件，是第一次环境问题高潮。
八大公害事件 ：是指在世界范围内，由于环境污染而造成的
八次较大的轰动世界的公害事件。 公害事件：因环境污染造成
二.环境构成 环境包括自然环境和人工环境。
自然环境：
是人类出现之前就出现的，是人类目前赖以生存的自然条件和自然 资源的总称。是直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质，能量和 自然现象的总体。
人工环境：
从狭义上： 来讲是指人类根据生产，生活，科研，文化，医疗等需要而创造的环
境空间，如人工气候室，无尘车间，温室，密封舱，各种建筑，人工园 林等。 从广义上：
2008。 5．尚玉昌 著《生态学概论》，北京大学出版社2003-2。 6．同济大学 编《城市环境保护》，中国建筑工业出版社。 7．毛文永 编《生态环境影响评价概论》，中国环境科学出版
社 1998-5。 8．周曦 编《生态设计新论》，东南大学出版社 2003-6。 9．《环境生态学》化学工业出版社 2003-8。 其他与生态学相关书目，特别须关注关于生态景观的书目。
三是由于上述原因造成生物资源的破坏，而导致生物多样性丰 富度的下降，大量物种灭绝或处于濒危境地。生物多样性的破坏 必然会导致人类的生存危机，人类对于这个问题严重性的认识还 远远不够。
二、环境问题的由来和发展
。 环境问题是随着人类生产力的发展而产生和加剧的
1.环境问题的萌芽阶段（工业革命以前） 农业和畜牧业出现以前，人类活动以生活活动为主，以生理代谢过程
生态学知识ppt课件演示文稿
会的广泛关注，各方纷纷谴责美国这种 不负责任的态度。
生态学向调控与工程方向发展阶 段（1962- ）
加利福尼亚喷气推进实验室，研究金星和火 星的生命，发现生命与大气共同进化现象。 1969拉夫洛克提出大地女神“盖亚”假说— “一个地区的动植物及其周边环境组成了一 个能够单独地自动抵制不利生存变化的内在 平衡系统” 。生命的最基本规则是合作与 共生，而不是各自竞争。
生态学知识
§1-1-1
生态学定义
生态学( Ecology)是生物学的分支，是一门宏观生物学。 勒特(Reiter)1865年合并logos(研究、学科)和oikos(住所) 构成Oikologie(生态学)一词。 赫克尔（ Ernst Hackel ， 1834—1911，德国生物学家） 1866年第一次提出并定义Ecology。
1997在日本京都签署的《京都协定书》，是 人类为防止全球变暖迈出的第一步，是人类 有史以来通过控制自身行为以减少对气候变 化影响的第一个国际文书，是国际社会为保 护来以生存的地球环境经过多年努力所达成 的重要结果。然而由于美国布什政府最近在 《京都协定书》上开倒车，引起了国际社
生态学向调控与工程方向发展阶 段（1962- ）
生态学形成和发展的几个阶段
（五）社会需求推动生态学向定向、定量、控制、模拟和 应用方向发展的新阶段 五大危机：污染、 资源、能源、粮食、人口 1962年，美国海洋生物学家卡逊（R.Carson）《寂静的春 天》用通俗的文笔，描述了一个受到人造化学品危害的悲 惨世界。她的书是人类生态环境意识觉醒的标志。生态学 开始被从高楼深院中请出来，以解决社会生活中的生态问 题。 联合国教科文组织：IBM(1964),MAB(1971) 世 界 环 发 大 会 :〈 人类 环 境 宣言 〉( 斯 德哥 尔 摩 ,1972); 〈保护生物多样性公约〉、〈气候变化公约〉、〈关于森 林问题的申明〉、〈21世纪行动议程〉和〈里约热内卢宣 言〉(里约热内卢，1992)
环境生态学课件
完善法律法规
制定和完善环境保护法律法规， 加大对违法行为的惩处力度。
加强废水处理
建设和完善废水处理设施，提 高废水处理率，保护水体环境。
加强生态保护
划定生态保护红线，保护自然 生态系统和重要生态功能区， 维护生物多样性。
05
可持续发展理论与实践
可持续发展的定义与内涵
可持续发展的定义
指满足当前世代需求的同时，不损害子孙后代满足其需求的能力的发展模式。
研究对象与任务
研究对象
主要研究生物（包括人类）与环境之 间的相互作用关系，探讨生物在环境 中的适应、进化和保护等问题。
任务
揭示生物与环境相互作用的规律，预测 和评估人类活动对生态环境的影响，提 出保护和改善生态环境的策略和措施。
与其他学科的关系
与生态学的关系
环境生态学是生态学的一 个重要分支，它继承了生 态学的基本理论和方法， 同时更加关注人类活动对
尊重自然、顺应自然、保护自然，推动经济 社会发展与环境保护相协调，实现人与自然 和谐共生的理念。
生态文明理念强调经济、社会和环境的协调 发展，推动可持续发展战略的实施。
维护生态安全
提高生活质量
生态文明理念要求保护生态环境，维护生态 安全，防止生态破坏和环境污染。
生态文明理念倡导绿色生活方式和消费模式， 提高人民生活质量，促进人的全面发展。
绿色发展理念及其实现途径
绿色发展理念
以节约资源和保护环境为基本国策，坚持可持续发展，推进 经济社会发展与环境保护相协调，实现经济效益、社会效益 和环境效益相统一的发展理念。
转变经济发展方式
加快经济结构调整和转型升级，推动绿色低碳循环发展。
加强环境监管和治理
强化环境执法和监督，加大环境治理和生态保护力度。
(2024年)全新生态学ppt课件
02
01
倡导全球共治
积极倡导全球共治理念，推动构建公平合理 、合作共赢的全球环境治理体系。
04
03
2024/3/26
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谢谢聆听
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03
温室气体排放趋势
随着全球工业化进程的加速，温室气体排放量持续增加 ，对气候的影响日益严重。
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极端气候事件频发原因分析
2024/3/26
气候变化导致极端天气事件增加
01
全球变暖使得极端高温、干旱、洪涝等天气事件频发。
人类活动对极端天气事件的影响
02
城市化进程、土地利用变化等人类活动加剧了极端天气事件的
1
城市化进程加速，导致自然生态系统破坏和生境 丧失。
2
城市扩张占用大量农田和绿地，导致生态服务功 能下降。
3
城市人口集聚，资源消耗和废弃物排放增加，环 境压力加大。
2024/3/26
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城市绿地系统规划与建设实践
绿地系统规划原则
生态优先、因地制宜、均衡布局、功能多样。
绿地建设实践
公园绿地、街头绿地、生态廊道、居住区绿地等 。
政策支持
政府加大对有机农业和绿色食品产业的扶持力度，推动产业快速发 展。
技术创新
通过技术创新和集成应用，提高有机农业和绿色食品产业的生产效率 和经济效益。
2024/3/26
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农业废弃物资源化利用途径
畜禽粪便
通过堆肥发酵、生产有机肥等方式，实现畜禽粪便的资源化利用 。
农作物秸秆
推广秸秆还田、生产生物质燃料等技术，提高农作物秸秆的利用率 。
固体废弃物分类
生活垃圾、建筑垃圾、工业固体废物等。
《环境生态学》PPT课件
–
寄生 (Parasite)~活的生物從別的生物體取得食物
2. 競爭性排斥 (Competition Exclusion)~
– 當生活/生存必需品/因素 (如食物、水、光線及礦物質)成為 限制因子時，兩個或多個生物體對此會互相產生競爭現象。 當兩種物種在同一生活區 (niche)之下無法長久共存，而會 產生競爭性的互相排斥現象，此乃生態學上的原則 (principle)。
族群的生態學
• 族群的成長率(Growth rate)：族群的成長
率(Growth rate)是由出生率(Birth rate)、死亡 率(Death rate)及遷入和遷出率(Rate of Immigration and Emigration)所決定。 • 假如資源受到限制，正在成長中的族群會受環 境負荷量 (Carrying Capacity of Environment) 的關係而減緩。
族群的生態學
• 生物時時都得對生活環境種種挑戰，諸如溫度 的據變、陽光、水和食物的短缺或者它種生物 的獵殺，一個生物體乃至於一個物種能否成功 地生存下去，完全決定於他們能不能在這些挑 戰下存活與繁衍。 • 因此，生物和環境之間的作用便決定了某一物 種的數量與分佈範圍；而研究這種交互作用的 便是生態學 (Ecology)。 • 生態學的生物組織範圍，小到一個物種的單 位—族群 (Population)，大到生物圈 (Biosphere)。
細菌、真菌、黴菌 蚯蚓、線蟲、螃蟹
動物屍體、植物的有機廢物…等 有機物粒子為食
生態系內的能量流動
所有生態系的活動是能量推動 的，而能量的最終來源就是
太陽
• 生態系內的生物組成一個或多個食物鏈， 每一食物鏈包括一系列的營生階層。 • 植物從環境﹝如土壤、水及空氣﹞獲得 無機養分，並轉成有機質。 • 有機養分可輾轉被初級消費者 (草食性動 物 )及次級消費者 (肉食動物) 所取用。 • 植物或動物之屍體或廢物所包含的養分 可被分解者 (如細菌、真菌) 分解成無機 營養而回環境。
环境生态学全套ppt课件
的场所。 它包括岩圈的上层、全部水圈和大气 圈的下层。 ➢ 全球生态学: 研究生命系统和行星系统相互关 系的科学。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
生态学的发展史
¨ 生态学的萌芽时期（公元16世纪以前） ¨ 生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪） ¨ 生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代） ¨ 现代生态学时期（20世纪60年代至今）
前苏联-克什卡洛夫（Кашкаров ，1945） ¨ 生态学是研究有机体的分布和多度的科学—澳大利亚-安德
列沃斯（Andrewartha, 1954） ¨ 生态学是研究决定有机体的分布与多度的相互作用的科学-
加拿大克雷伯斯（Krebs,1972,1978,1985） ¨ 生态学是研究生态系统的结构与功能的科学—美国-奥德姆
生态学的建立时期
¨ 欧洲文艺复兴时期开始，欧洲科学探索活动再度 兴起，崇尚科学调查与科学实验。一些生态学的 理论开始形成。生态学达到一呼即出的境地。 1866年Heackel 提出Ecology一词，并首次明确 生态学的定义。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
环境生态学主要研究领域
¨ 人为干扰下生态系统内在变化原理与规 律
¨ 生态系统受损程度的判断 ¨ 各类生态系统的功能与保护措施的研究
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
第二章 生物与环境
¨ 环境与生态因子 ¨ 生物与环境关系的基本原理 ¨ 生物与主要生态因子的相互关系
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
生态学的发展史
¨ 生态学的萌芽时期（公元16世纪以前） ¨ 生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪） ¨ 生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代） ¨ 现代生态学时期（20世纪60年代至今）
前苏联-克什卡洛夫（Кашкаров ，1945） ¨ 生态学是研究有机体的分布和多度的科学—澳大利亚-安德
列沃斯（Andrewartha, 1954） ¨ 生态学是研究决定有机体的分布与多度的相互作用的科学-
加拿大克雷伯斯（Krebs,1972,1978,1985） ¨ 生态学是研究生态系统的结构与功能的科学—美国-奥德姆
生态学的建立时期
¨ 欧洲文艺复兴时期开始，欧洲科学探索活动再度 兴起，崇尚科学调查与科学实验。一些生态学的 理论开始形成。生态学达到一呼即出的境地。 1866年Heackel 提出Ecology一词，并首次明确 生态学的定义。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
环境生态学主要研究领域
¨ 人为干扰下生态系统内在变化原理与规 律
¨ 生态系统受损程度的判断 ¨ 各类生态系统的功能与保护措施的研究
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
第二章 生物与环境
¨ 环境与生态因子 ¨ 生物与环境关系的基本原理 ¨ 生物与主要生态因子的相互关系
生态学 ppt课件
森林群落注意区别树高和枝下高或干高。
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
PPT课件
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• 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
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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
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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
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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
环境生态学全套课件
人类对自然资源的过度开发和消耗，导致许多资源面 临枯竭，威胁到人类未来的生存和发展。
生态破坏与生物多样性丧 失
人类活动导致的生态破坏和生物多样性丧失， 对生态系统的稳定性和可持续性造成严重影响。
人类活动对生物多样性的影响与挑战
物种灭绝与濒危
人类活动是导致物种灭绝和濒危的主要原因之一，许多珍稀濒危物 种面临生存威胁。
保护措施
包括制定相关法律法规、加强执法力度、推广生态教育、促进公众参与 等。
03
国际合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对生物多样性保护的挑战，推动全球
生物多样性保护事业的发展。
04
环境污染与生态修复
环境污染的来源与危害
01
02
03
04
工业污染
包括废气、废水、废渣等污染 物的排放，对大气、水体和土
生物多样性减少
01
气候变化导致生物栖息地减少，对全球生物多样性造成威胁。
农业生产受影响
02
气候变化导致干旱、洪涝等极端气候事件增加，对农业生产造
成不利影响。
水资源短缺
03
气候变化导致水资源分布不均，部分地区出现水资源短缺问题。
全球生态响应的策略与行动
减少温室气体排放
通过提高能源效率、发展可再生能源等方式，减少温室气体排放。
生态系统的能量流动与物质循环
生态系统的能量流动：能量输入、能量传递、能 量转化与散失。
生态系统的物质循环：水循环、碳循环、氮循环 等。
生态系统的能量流动与物质循环的关系：相互影 响、相互制约。
生态系统的信息传递与调控
生态系统的信息传递方式： 物理信息、化学信息、行 为信息。
生态系统的调控机制：负 反馈调节、正反馈调节。
生态破坏与生物多样性丧 失
人类活动导致的生态破坏和生物多样性丧失， 对生态系统的稳定性和可持续性造成严重影响。
人类活动对生物多样性的影响与挑战
物种灭绝与濒危
人类活动是导致物种灭绝和濒危的主要原因之一，许多珍稀濒危物 种面临生存威胁。
保护措施
包括制定相关法律法规、加强执法力度、推广生态教育、促进公众参与 等。
03
国际合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对生物多样性保护的挑战，推动全球
生物多样性保护事业的发展。
04
环境污染与生态修复
环境污染的来源与危害
01
02
03
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工业污染
包括废气、废水、废渣等污染 物的排放，对大气、水体和土
生物多样性减少
01
气候变化导致生物栖息地减少，对全球生物多样性造成威胁。
农业生产受影响
02
气候变化导致干旱、洪涝等极端气候事件增加，对农业生产造
成不利影响。
水资源短缺
03
气候变化导致水资源分布不均，部分地区出现水资源短缺问题。
全球生态响应的策略与行动
减少温室气体排放
通过提高能源效率、发展可再生能源等方式，减少温室气体排放。
生态系统的能量流动与物质循环
生态系统的能量流动：能量输入、能量传递、能 量转化与散失。
生态系统的物质循环：水循环、碳循环、氮循环 等。
生态系统的能量流动与物质循环的关系：相互影 响、相互制约。
生态系统的信息传递与调控
生态系统的信息传递方式： 物理信息、化学信息、行 为信息。
生态系统的调控机制：负 反馈调节、正反馈调节。
生态学基础知识ppt
余热供热取暖等
制建材
图 造 纸 工 业 闭 路 循 环 工 艺 流 程 示 意 图
2、生态农场
是依据生态学原理建立起来的新型农业生产 模式。
例：菲律宾的马雅农场 它由庄稼地、 牛场、饲料加工厂、沼气厂以及其他农牧产品 加工厂、污泥处理厂和养鱼池等组成。1982年 以前，每年可生产1200吨饲料原料和可供灌溉 的肥料水以及66万立方米沼气。1983年则可满 足农场各方面能源的需求。
2、生态系统中的物质循环
（1）水循环 （2）碳循环 （3）氮循环
（1）水循环
（2）碳循环
（3）氮循环
氮循环
• 生物固氮：每年约为54X106吨。 • 工业固氮：每年大约30X106吨 • 电离固氮：每年大约7.6X106吨 • 岩浆固氮：每年大约0.2X106吨
（4） 硫
循
环
（5）磷 循 环
该项目是用群栖的鹭科水鸟——小白鹭作为指示生物, 来评估中国和巴基斯坦境内湿地污染水平及其影响
这项欧盟与发展中国家科技合作项目是由江西省科学 院、意大利帕维亚大学、西班牙巴塞罗那大学、巴基 斯坦农业研究中心等单位共同完成的。
其内容包括:
分别从受工业污染的湿地 、农业污染的湿地以及相 对未受污染的湿地上,采 用非侵害方式采集雏鸟羽 毛、鸟卵和捕食物样品进 行化学分析,以确定污染 物和污染程度,
三、生态学的一般规律
（一）相互依存与相互制约规律 非洲的毛里求斯，曾有两种特有
的生物，一种是渡渡鸟，另一种是大颅 榄树。
生态学的一般规律
（二）物质循环与再生规律 （三）物质输入输出的动态平衡规律 （四）相互适应与补偿的协同进化规律 （五）环境资源的有效极限规律
第三节生态学在环境保护中的应用
现代生态学
一、全球变化全球变化（Global Change）是指发生在全球尺度上的对地球系统功能产生影响的变化。
全球变化既包括发生在全球尺度上的系统性变化，也包括由局地尺度上相同类型的变化累加而成的累积性变化。
全球变化跨越了不同的时间尺度。
气候变化是全球变化最重要的表现之一，但许多自然和人类活动驱动的地球系统的变化能够在任何气候变化都不参与的情况下产生显著的后果，全球变化不仅仅是气候变化，全球变化的内涵比气候变化丰富得多。
全球变化即包括自然驱动的变化，也包括人类活动引起的变化，地球系统正在已前所未有的方式变化着。
全球变化所造成的影响不仅是社会经济的，同时也是生物物理的。
二、全球变化的影响全球变化的影响（Impact of Global Change）指由全球变化所产生可能后果，全球变化影响的对象既包括人类社会也包括人类赖以生存的自然生态系统，影响的结果既可能是有利的也可能是不利的，影响的程度既与全球变化的特点有关又与社会经济状况相联系。
人类社会所面对的全球变化的影响可以区分为2种类型:第一，全球变化导致区域人类社会和资源与灾害平衡的破坏所产生的影响。
全球变化导致的资源与自然灾害状况变化是全球变化影响人类社会的基本方式。
这种影响具有层次性和区域关联性两个主要特点。
按影响所达到的程度可以分为四个层次：1全球变化从改变资源的供需关系、改变自然灾害的频率和强度、以及改变自然系统本身的脆弱性等途径改变土地的承载力；2资源与灾害的变化相联系的生产系统的变化，包括直接受资源与灾害影响的生产水平或生产结构变化，以及为满足全球变化所引起的人类需求的改变而进行的生产系统产业结构的调整；3社会对生产和消费平衡关系变化的响应；4对人类本身及社会政治文化平衡的影响，其不利的方面表现为重大生命损失、社会矛盾的激化、社会秩序的破坏、地区冲突的加剧甚至文明的兴衰等。
第二，与导致全球变化的责任相关联的影响。
主要表现为两个方面：一是造成全球变化而与其他地区或集团产生冲突。
环境生态学第13章ppt课件
行为上的适应－－ 迁移和冬眠／休眠等。
第4节 温度与生物的生态关系
生物对高温的适应
形态上的适应－－植物：密毛、鳞片滤光；体色反光； 叶缘向上或暂时折叠，减少辐射伤害；干和茎具厚的木栓层， 绝热。动物：体形变小，外露部分增大；腿长将体抬离地面； 背部具厚的脂肪隔热层。
生理上的适应－－植物：降低细胞含水量，增加糖或 盐浓度，减缓代谢率；蒸腾作用旺盛，降低体温；反射红外 光。动物：放宽恒温范围；贮存热量，减少内外温差。
不能耐受区 生理受抑制
最适区
生理受抑制 不能耐受区
种 群 种群消失 数 量
数量很低
数量最高
数量很低 种群消失
低
环境梯度
高
第3节 光因子与生物的生态关系
1、光质
光谱成分
﹍ ﹍ ﹍ ﹍ 380nm ﹍ ﹍ ﹍ ﹍ 760nm ﹍ ﹍ ﹍
紫外光
〈1% 2、光因子的生态作用
可见光 40-50%
红外线 50-60%
第5节 水与生物的生态关系
水生植物对水因子的适应
适应方式
有发达的通气组织;
机械组织不发达或退化;
叶片薄而长,以增加光合和吸收营养物质的面积。
生态类型
沉水植物
浮水植物
挺水植物
第5节 水与生物的生态关系
陆生植物对水因子的适应
陆生植物的水平衡调节机制
形态适应： • 发达的根系； • 叶面小； • 单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲； • 具发达的贮水组织；
1）气候因子：光、温度、湿度、降水等 2）土壤因子：土壤的深度、母质容重、pH、盐碱度、肥力等 3）地形因子：地形的起伏、海拔、坡度等地貌特征 4）生物因子：竞争、捕食、共生、寄生等 5）人为因子：开发利用资源
第4节 温度与生物的生态关系
生物对高温的适应
形态上的适应－－植物：密毛、鳞片滤光；体色反光； 叶缘向上或暂时折叠，减少辐射伤害；干和茎具厚的木栓层， 绝热。动物：体形变小，外露部分增大；腿长将体抬离地面； 背部具厚的脂肪隔热层。
生理上的适应－－植物：降低细胞含水量，增加糖或 盐浓度，减缓代谢率；蒸腾作用旺盛，降低体温；反射红外 光。动物：放宽恒温范围；贮存热量，减少内外温差。
不能耐受区 生理受抑制
最适区
生理受抑制 不能耐受区
种 群 种群消失 数 量
数量很低
数量最高
数量很低 种群消失
低
环境梯度
高
第3节 光因子与生物的生态关系
1、光质
光谱成分
﹍ ﹍ ﹍ ﹍ 380nm ﹍ ﹍ ﹍ ﹍ 760nm ﹍ ﹍ ﹍
紫外光
〈1% 2、光因子的生态作用
可见光 40-50%
红外线 50-60%
第5节 水与生物的生态关系
水生植物对水因子的适应
适应方式
有发达的通气组织;
机械组织不发达或退化;
叶片薄而长,以增加光合和吸收营养物质的面积。
生态类型
沉水植物
浮水植物
挺水植物
第5节 水与生物的生态关系
陆生植物对水因子的适应
陆生植物的水平衡调节机制
形态适应： • 发达的根系； • 叶面小； • 单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲； • 具发达的贮水组织；
1）气候因子：光、温度、湿度、降水等 2）土壤因子：土壤的深度、母质容重、pH、盐碱度、肥力等 3）地形因子：地形的起伏、海拔、坡度等地貌特征 4）生物因子：竞争、捕食、共生、寄生等 5）人为因子：开发利用资源
第六部分 现代生态学
16.2 生物对逆境胁迫的 分子水平适应
16.2.1生物对寒冷的分子水平适应
16.2.1.1冷适应性产热 16.2.1.2冷休克蛋白与抗冻蛋白 16.2.1.3冷诱导基因的表达与调控 16.2.1.4膜磷脂的抗冷性
16.2.3植物抗干旱的分子水平适应
16.2.3.1干旱胁迫诱导的转录因子基因 16.2.3.2抗旱功能基因
16.2.4植物抗逆性的分子机制
16.2.5小哺乳动物适应低氧环境的分子 机制
16.3生物种群的分子生态学
16.3.1种群遗传多样性分析
16.3.1.1估测遗传多样性的参数 16.3.1.2分子标记的选择 16.3.1.3影响遗传多样性的因素 1遗传漂变与有效种群大小 2瓶颈效应 3自然选择 4繁殖
1976 年， Avise 和 Lansman 等人第一次把 mtDNA
1984 年， Higuchi 等利用博物馆所存的 现已灭绝的斑驴 (Equus quagga) 皮提 取mtDNA。 由于DNA指纹图谱 (DNA fingerprinting) 和 PCR 技术的产生和完善，使得短时间 内从不同的微量样品（如肌肉、血液、 毛发、皮张和粪便等）中提取并扩增出 DNA成为可能。
分子生态学是应用分子生物学的原理和方法来 研究生命系统与环境系统相互作用的生态机理 及其分子机制的科学。
它是生态学与分子生物学相互渗透的形成的一 门新兴交叉学科，其研究内容包括：
1.种群在分子水平的遗传多样性及遗传结构；
2.生物器官变异的分子机制； 3.生物体内有机大分子对环境因子变化的响应； 4.生物大分子结构、功能演变与环境长期变化的 关系；
5.其他生命层次生态现象的分子机理等。
二、分子生态学的产生和发展
现代生态学
一、现代生态学的主要特点。
（30分）现代生态学的发展期（20世纪50年代至今）20世纪50年代以来，人类的经济和科学技术获得了史无前例的飞速发展，既给人类带来了进步和幸福，也带来了环境、人口、资源和全球变化等关系到人类自身生存的重大问题。
在解决这些重大社会问题的过程中，生态学与其它学科相互渗透，相互促进，并获得的了重大的发展。
它有以下一些特点：1、整体观的发展（1）动植物生态学由分别单独发展走向统一，生态系统研究成为主流。
（2）生态学不仅与生理学、遗传学、行为学、进化论等生物学各个分支领域相结合形成了一系列新的领域，并且与数学、地学、化学、物理学等自然科学相交叉，产生了许多边缘学科；甚至超越自然科学界限，与经济学、社会学、城市科学相结合，生态学成了自然科学和社会科学相接的真正桥梁之一。
（3）生态系统理论与农、林、牧、渔各业生产、环境保护和污染处理相结合，并发展为生态工程和生态系统工程。
（4）生态学与系统分析或系统工程的相结合形成了系统生态学。
2、生态学研究对象的多层次性更加明显。
现代生态学研究对象向宏观和微观两极多层次发展，小自分子状态、细胞生态，大至景观生态、区域生态、生物圈或全球生态，虽然宏观仍是主流，但微观的成就同样重大而不可忽视。
而在生态学建立时，其研究对象则主要是有机体、种群、群落和生态系统几个宏观层次。
3、生态学研究的国际性是其发展的趋势最重要的是60年代的IBP（国际生物学计划），70年代的MAB（人与生物圈计划），以及现在正在执行中的IGBP（国际地圈生物圈计划）和DIVERSITAS（生物多样性计划）。
为保证世界环境的质量和人类社会的持续发展，如保护臭氧层、预防全球气候变化的影响，国际上一个紧接一个地签定了一系列协定。
1992年各国首脑在巴西里约热内卢签署的《生物多样性公约》是近十年来对全球有较大影响力和约束力的一个国际公约，有许多方面涉及到了各国的生态学问题。
4、生态学在理论、应用和研究方法各个方面获得了全面的发展。
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2020年7月7日3时13分
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
（四）性选择（sexual selection）
1．植物的选择受精 选择受精（selective fertilization）是指具有特定遗 传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。
选择受精主要表现为生理生化和遗传上的特征，包括
自交不亲和性、远缘杂交不亲和性、多个花粉精核间 的竞争等现象。
2020年7月7日3时13分
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2020年7月7日3时13分
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2020年7月7日3时13分
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
婚配体制
婚配体制的形式 ➢ 多配制 ❖ 一雄多雌：海狗科(Otaridae) ❖ 一雌多雄：距翅水雉（Jacana spinosa） ➢ 单配制:天鹅（Cygnus） 决定婚配体制的环境因素
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
实验：大草履虫和双小核草履虫
竞争一般可分为干扰竞争和利用竞争.
干扰竞争:一种动物借助于行为排斥另一 种动物使其得不到资源.
利用竞争:一个物种所利用的资源对第二 个物种也非常重要,但两个物种并不发生直 接接触.如:蚂蚁、啮齿动物都以植物种子为 食.
2020年7月7日3时13分
竞争
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
二、竞争排除
➢ 循环式：甲制乙，乙制丙，而丙又制甲的形式。
2020年7月7日3时13分
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
§5 合作行为和利他行为
合作（cooperation） 行为是动物界常见现 象。指个体通过相互 联合，从而对彼此间 有利的行为。合作常 常是暂或过渡性的， 但也可能是长久性的。
2020年7月7日3时13分
关系特点 彼此互相抑制 种群A杀死或吃掉种群B一些个
种群A寄生于种群B,并有害于后
彼此互不影响 彼此互相有利,专性 彼此互相有利,兼性 对A种群有利,对种群B无利害 对A种群有害,对种群B无利害
2020年7月7日3时13分
竞争
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
竞争: 生活在同一地区的两个物种,由于 利用相同的资源,导致每一个物种的数量下 降,即两种群彼此发生有害影响.
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
§4 社会等级
社会等级（social hierarchy）: 一群同种动物中，各 个体的地位有一定的顺序性。其基础是支配—从属关 系。支配—从属关系有三种基本形式：
➢ 独霸式：群体内只有一个个体支配全群，其他个体都 服从它而不再分等级。
➢ 单线式：群内个体成单线支配关系，甲制乙，乙制 两．．．以些类推。
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利他（altruism）行为是指一个体牺牲 自我而使社群整体或其他个体获得利益 的行为。利他行为可以对直系亲属、近 亲家族、整个群体有利。
2020年7月7日3时13分
§6 通讯
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
视觉通讯 萤火虫（Photinus pyralis）通过每隔一定的时间发 光的应答进行求偶活动。
听觉通讯 蟾蜍和鸟的鸣叫求偶、蝙蝠和鲸等通过回声定位进行 个体间的交流。
化学通讯 昆虫、哺乳动物等释放性信息素招引异性。
接触通讯 鸟类和兽类的理毛。
电通讯 电鳗等鱼类通过放电进行通讯。
2020年7月7日3时13分
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
种群间的相互关系
种群相互关系的类型
关系类型 竞争(- -) 捕食(+ -) 体 寄生(+ -) 者 中性(0 0) 共生(+ +) 互惠(+ +) 偏利(+ 0) 偏害(- 0)
2020年7月7日3时13分
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
领域的特征与意义：
领域的主要特征有三点：
❖①领域是一个固定的 区域，且大小可调整；
❖②领域受积极保护；
❖③领域的使用是排他 性的。
➢ 领域使动物可以得到充 足的食物，减少对生殖 活动的外来干扰，使安 全更有保障。
2020年7月7日3时13分
在动物中，绝大多数物种是由雄性作出求 偶行为，往往表现在颜色修饰和声音上有许多 差异（特别是鸟类），有的做出各种各样动作， 显示自己的魅力。Leabharlann 2020年7月7日3时13分
宁夏大学资源环境学院· 《现代生态学》
（2）雌性动物的婚配选择：精心选择那 些携带最好基因型的雄性个体交配，来 获得高质量的后代，提高其繁殖成效。 为此，雌性动物往往对雄性个体有敏锐 的洞察力，特别对色彩和声音有较高的 鉴别力。此外，对雄性的体态、行为特 征（如争斗、给饵等）等也有一定的鉴 别力，从中择优选择，才能保证后代健 康。
两个种群开始竞争时,一个种群最终将另 一个种群完全排除掉,并使整个系统趋向饱 和.
结论: 两个生态学上完全相同的物种不 可能同时同地生活在一起;不同物种要实现 在饱和环境和竞争群落中的共存,必须具有 某些生态学的差异.
2020年7月7日3时13分
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2020年7月7日3时13分
主要生态因素可能是资源的分布，主要是食物和营巢 地在空间和时间上的分布情况。
2020年7月7日3时13分
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§2 领域行为
领域性（territoriality）:动物的个体、家 庭，甚至社群所占据的、并积极保卫不让 同种其它个体侵入的空间，称领域 （territory）。这种占有领域的行为称领 域行为，这种现象称领域性。动物的领域 随占有者的体重而变化，受食物品质影响， 领域面积随生活史而变化。
植物的选择受精的生物学意义：
（1）可保证最适应的两性细胞的高度融合，从而增强 后代的存活能力；
（2）限制异种之间的自由交配，使种间生殖隔离，从 而保证各个种的相对稳定性。
2020年7月7日3时13分
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2.动物的性选择
（1）动物性选择形式：动物的性选择形式多
种多样，主要以异性的外表和行为作为选择的 依据。通常表现为修饰（ornamentation）、 色泽（coloration）、求偶行为等方面，形成 明显的雌雄二形（sexual dimorphism）现象。
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（四）性选择（sexual selection）
1．植物的选择受精 选择受精（selective fertilization）是指具有特定遗 传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。
选择受精主要表现为生理生化和遗传上的特征，包括
自交不亲和性、远缘杂交不亲和性、多个花粉精核间 的竞争等现象。
2020年7月7日3时13分
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2020年7月7日3时13分
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2020年7月7日3时13分
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婚配体制
婚配体制的形式 ➢ 多配制 ❖ 一雄多雌：海狗科(Otaridae) ❖ 一雌多雄：距翅水雉（Jacana spinosa） ➢ 单配制:天鹅（Cygnus） 决定婚配体制的环境因素
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实验：大草履虫和双小核草履虫
竞争一般可分为干扰竞争和利用竞争.
干扰竞争:一种动物借助于行为排斥另一 种动物使其得不到资源.
利用竞争:一个物种所利用的资源对第二 个物种也非常重要,但两个物种并不发生直 接接触.如:蚂蚁、啮齿动物都以植物种子为 食.
2020年7月7日3时13分
竞争
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二、竞争排除
➢ 循环式：甲制乙，乙制丙，而丙又制甲的形式。
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§5 合作行为和利他行为
合作（cooperation） 行为是动物界常见现 象。指个体通过相互 联合，从而对彼此间 有利的行为。合作常 常是暂或过渡性的， 但也可能是长久性的。
2020年7月7日3时13分
关系特点 彼此互相抑制 种群A杀死或吃掉种群B一些个
种群A寄生于种群B,并有害于后
彼此互不影响 彼此互相有利,专性 彼此互相有利,兼性 对A种群有利,对种群B无利害 对A种群有害,对种群B无利害
2020年7月7日3时13分
竞争
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竞争: 生活在同一地区的两个物种,由于 利用相同的资源,导致每一个物种的数量下 降,即两种群彼此发生有害影响.
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§4 社会等级
社会等级（social hierarchy）: 一群同种动物中，各 个体的地位有一定的顺序性。其基础是支配—从属关 系。支配—从属关系有三种基本形式：
➢ 独霸式：群体内只有一个个体支配全群，其他个体都 服从它而不再分等级。
➢ 单线式：群内个体成单线支配关系，甲制乙，乙制 两．．．以些类推。
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利他（altruism）行为是指一个体牺牲 自我而使社群整体或其他个体获得利益 的行为。利他行为可以对直系亲属、近 亲家族、整个群体有利。
2020年7月7日3时13分
§6 通讯
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视觉通讯 萤火虫（Photinus pyralis）通过每隔一定的时间发 光的应答进行求偶活动。
听觉通讯 蟾蜍和鸟的鸣叫求偶、蝙蝠和鲸等通过回声定位进行 个体间的交流。
化学通讯 昆虫、哺乳动物等释放性信息素招引异性。
接触通讯 鸟类和兽类的理毛。
电通讯 电鳗等鱼类通过放电进行通讯。
2020年7月7日3时13分
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种群间的相互关系
种群相互关系的类型
关系类型 竞争(- -) 捕食(+ -) 体 寄生(+ -) 者 中性(0 0) 共生(+ +) 互惠(+ +) 偏利(+ 0) 偏害(- 0)
2020年7月7日3时13分
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领域的特征与意义：
领域的主要特征有三点：
❖①领域是一个固定的 区域，且大小可调整；
❖②领域受积极保护；
❖③领域的使用是排他 性的。
➢ 领域使动物可以得到充 足的食物，减少对生殖 活动的外来干扰，使安 全更有保障。
2020年7月7日3时13分
在动物中，绝大多数物种是由雄性作出求 偶行为，往往表现在颜色修饰和声音上有许多 差异（特别是鸟类），有的做出各种各样动作， 显示自己的魅力。Leabharlann 2020年7月7日3时13分
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（2）雌性动物的婚配选择：精心选择那 些携带最好基因型的雄性个体交配，来 获得高质量的后代，提高其繁殖成效。 为此，雌性动物往往对雄性个体有敏锐 的洞察力，特别对色彩和声音有较高的 鉴别力。此外，对雄性的体态、行为特 征（如争斗、给饵等）等也有一定的鉴 别力，从中择优选择，才能保证后代健 康。
两个种群开始竞争时,一个种群最终将另 一个种群完全排除掉,并使整个系统趋向饱 和.
结论: 两个生态学上完全相同的物种不 可能同时同地生活在一起;不同物种要实现 在饱和环境和竞争群落中的共存,必须具有 某些生态学的差异.
2020年7月7日3时13分
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2020年7月7日3时13分
主要生态因素可能是资源的分布，主要是食物和营巢 地在空间和时间上的分布情况。
2020年7月7日3时13分
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§2 领域行为
领域性（territoriality）:动物的个体、家 庭，甚至社群所占据的、并积极保卫不让 同种其它个体侵入的空间，称领域 （territory）。这种占有领域的行为称领 域行为，这种现象称领域性。动物的领域 随占有者的体重而变化，受食物品质影响， 领域面积随生活史而变化。
植物的选择受精的生物学意义：
（1）可保证最适应的两性细胞的高度融合，从而增强 后代的存活能力；
（2）限制异种之间的自由交配，使种间生殖隔离，从 而保证各个种的相对稳定性。
2020年7月7日3时13分
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2.动物的性选择
（1）动物性选择形式：动物的性选择形式多
种多样，主要以异性的外表和行为作为选择的 依据。通常表现为修饰（ornamentation）、 色泽（coloration）、求偶行为等方面，形成 明显的雌雄二形（sexual dimorphism）现象。