生命科学生态学

苔原：又称冻原和 冻土带，没有树木 生长。以低矮灌 木、草本植物、苔 藓植物和地衣构成 的灌草植被或草本 植被类型。分极地 冻原和高山冻原。 极地冻原主要分布 于欧亚大陆的北部 和北美洲北部。高 山冻原主要分布于 地球各气候带高山 树线以上的寒冷区 域。
（2）群落中物种间的相互关系
生态位（niche）：每种生物都在某种生态条件下生活， 某种生物单位生存条件的总和就是它的生态位。
9种群生态学 研究种群的结构、数量及动态变化，了解种群发展， 衰落和灭绝的原因。
9 描述种群特征的参量： 种群的分布幅度 个体的分散状态 种群数量
组成种群的个体的分布
1．集群分布：最常见，对 生境差异发生反应的结果， 受气候、季节、生殖方式和 社会行为影响。
2．均匀分布：经常发生于 匀质环境中，因种内竞争引 起。
3．随机分布：个体间相互 作用很弱时，或与环境中不 均一的因素关系不大时，会 呈随机分布。
种群数量动态
• 种群密度 • 出生率及死亡率 • 年龄分布 • 种群的性别比例
种群密度
种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。
年龄金字塔
• 年龄金字塔：底部代表年轻的年龄组，顶部代表年老 的年龄组，金字塔宽度代表各年龄组的相对数量。
鸟 类 9198种
植物
哺乳动物 4170种 >40万种 23% 被子植物 25万种
我国的生物物种资源
（1）物种高度丰富： 我国植物多样性居世界第3位，高等植物30 000多种， 脊椎动物 6347种（占世界总数的13.97% ）， 鱼类 3862种 （13.1%）， 鸟类 1244种（ 20.3% ）。
主要生殖期
年龄金字塔
种群在资源无限条件下呈指数增长
• 指数增长曲线：开始增长很慢，但随着种群基数加 大，增长会越来越快，每单位时间都按种群基数的一 定百分数或倍数增长，是生物的最大增长率，俗称 “种群爆炸”。
要满足指数增长，则种群必须生活在无限环境中， 不受任何限制，食物和空间可以充分满足。
种群爆发（昆虫）
它既包括生物开拓和利用环境的能力，也包括生物与 环境相互作用的各种方式:
9 竞争 9 植食或捕食 9 共栖 9 互惠共生及共生 9 寄生或拟寄生
竞争：生活在同一地区的两个物种由于利用相同的有 限资源而引起。
两种草履虫在食物、空间有限条件下的竞争
• 竞争排除法则：
竞争强度的大小，取决于生态位的重叠程度。如果生态 位重叠过多，甚至完全重叠，竞争的结果往往导致一个 物种的灭绝。
互利共生（mutualism）：白蚁与多鞭毛虫
鞭毛虫（实际上是披发虫）寄生在白蚁肠 道内，可消化纤维素。白蚁本身能消化纤 维素，只能利用披发虫消化纤维素后产生 的糖类。
•寄生：
生活在一起的两种生物，如果一方获利并对另 一方造成损害但不把对方杀死。自然界每一种 动物和植物几乎都有自己的寄生物。
•拟寄生：
K-N/K 逻辑斯蒂系数
草履虫
水蚤
海豹
种群数量的增长受环境因素的制约
影响因素包括：
1. 密度依赖性的：主要是捕食、寄生、流行病、食物等 生物因素。作用强度随种群密度加大而增强，种群受影 响个体的百分比与种群密度大小有关。
2. 非密度依赖性的：如天气因素、杀虫剂等非生物因 素。对种群的影响不受种群密度本身的制约，种群受影 响或被杀死的百分数相对固定。
（2）特有种类多： 我国6347种脊椎动物中特有种667种，占10.5% 。 大熊猫、白暨豚、金丝猴、大鲵、藏羚羊…… 我国高等植物特有种最多，约17 300种，占57%以上。 水杉、银杉、珙桐、桫椤、金花茶、银杏……
四、生物多样性的意义和维护
1.生物多样性的价值
1）直接价值，从生物多样性的野生和驯化的组分中， 人类得到了所需的全部食品、许多药物和工业原料， 同时，它在娱乐和旅游业中也起着重要的作用；
导致寄主死亡，近似捕食。昆虫对昆虫的寄生 都属于拟寄生。
•寄生（parasitism）：分为外寄生、内寄生和社会性寄生。
一只鸟里里外外 寄生物约20多种
内容
一、生态学的基本概念与 研究内容 二、生物的多样性 三、生物与环境之间的关 系—生态系统 四、人类健康与环境之间 的关系
1、生物多样性的概念 2、生物分类方法 3、生物的种类 4、生物多样性的意义和保护
000～30，000美元。
3、保护生物多样性的途径（或措施）
《保护世界文化与自然遗产公约》1972，巴黎 《世界自然保护大纲》1980 《森林法》1984 《草原法》1985 《渔业法》1986 《中国自然保护纲要》1987 《野生动物保护法》1988 《环境保护法》1989 《21世纪议程》1992 《生物多样性公约》1992 《中国21世纪议程》1994 《中国生物多样性保护行动计划》1995
生物多样性（Biodiversity）：
是指在一定时间内，一定地区或空间的所有 生物物种与变异及其生态系统组成的复杂性。可 通俗地定义为：生物之间的多样化和变异性及物 种生活的生态复杂性。
生物多样性的三个层次:
遗传多样性（基因多样性）: （我国水稻有50000个品种，大豆有20000个品种） 物种多样性: （已描述的生物种类约175万种） 生态系统多样性: （据初步统计：我国有陆生生态类型599类） 如：热带雨林，亚热带常绿阔叶林，针叶林，温带草原， 高寒草甸……
一、生态学的基本概念与研究内容
¾ 生态学（Ecology）:
德国生物学家恩斯特·海克尔（1834-1911）于1866年 提出生态学（Oecologie），希腊文词根“oikos”是“住 所”“栖息地”的意思。
定义：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。
1893 这个词简化确定为“ecology”。
二、生物的分类方法
依据：生物在形态、结构和生理功能等方面的特征。 等级单位：域、界、门、纲、目、科、属、种
物种：也称为种，是生物分类系统中基本单元， 由一些能够进行杂交并产生可育后代的生物个体组成。
世界范围内已描述的物种数目：170－200万种
动物 >130万种 77%
昆 虫 75万种
鱼 类 19000种
但自然状态下，这种情况一般不会发生。捕食导致被 捕食的种群数量下降，但不会灭亡，因为捕食对被捕 食者是一个很强的选择压，在自然选择的作用下，捕 食者与被捕食者间存在协同进化。
因为捕食者必须捕到食物才能生存，被捕食者必须逃 避捕食者的猎捕，才能生存。
动物间的协同进化, 动物为逃避捕食的适应:
• 保护色或欺骗色 • 警戒色 • 化学防卫 • 拟态
热带雨林：分布于 热带，少数温带， 沿海或多雨潮湿 区。动植物种类极 多。现存地球表面 物种最丰富、结构 最复杂的生态系 统，可以分为3个 区：美洲热带雨林 区、印度－马来热 带雨林区和非洲热 带雨林区。
温带森林：包 括温带针叶林 和温带阔叶林
寒带针叶林：又 称泰加林，覆盖 整个陆地表面积 的11%。树种主 要是云杉和松 树。为寒温带由 裸子植物为主组 成的地带性森林 生态系统，主要 分布于欧亚大陆 北部和北美洲。
3. 二者常联合作用
大多数种群的数量波动是不规则的
雄蟹的数量受到密度依赖性因素（种内竞争）和密度非 依赖性因素（水温）的综合作用。
2、群落生态学
群落（community）是指生活于某一特定地区的相 互作用着的各种生物的总和。居住在一定地区的两个 以上不同物种的种群组成群落。群落具有一定的结 构、组成和种间关系。
生态环境的破坏令人吃惊。 生物多样性降低的最大威胁是由于生态环境的严重破 坏。生物群落学研究表明，1种植物与10-30种其他生物（如 动物、真菌）共存，1种植物灭绝就会引起10-30种其他生物 丢失。
（1）人类活动使森林和草原植被的面积大大减少，使野生 动植物的生存条件遭到了严重的破坏； （2）为眼前的经济利益，偷猎者肆意猎杀某些种类的野生动 物，使这些野生动物在短时间内大量减少； （3）工农业生产和人类现代生活造成严重的环境污染，使人 类和其他生物赖以生存的环境遭到了破坏； （4）引进外来物种不慎造成“生物入侵”，使原有物种的生存 受到威胁。
ห้องสมุดไป่ตู้
各种各样的与环境适应的保护色
化学防卫
种群间的合作（symbiosis）关系
•共栖（commensalism）
共栖：
蚂蚁喜食甜味物品，而蚜虫的分泌物是甜的（所以又叫 蜜虫），蚂蚁吃那个，还保护蚜虫。
如果两个物 种生活在一 起，对其中 之一有利， 对另外一种 既无利，也 无害，或者 利益很小。
• 特征替代：
竞争也可能导致物种发生生态位选择的分化，使其可能 长期共存。生态上的分化导致形态上的分化，但由此产 生的形态上的种间差异仅在重叠分布区才存在，在各自 独占分布区内消失。
通常指动物（专食植物的称植食动物，兼食动物的
称杂食动物）以植物为食的现象。
捕食
捕食者和被捕食者的协同进化
在实验室条件下，捕食往往造成被捕食者种群灭绝， 捕食者随之消亡。
草原和热带稀树 草原：指热带和 亚热带干旱地 区，其中含有散 生乔木或灌木的 草原生态系统。 主要分布于热带 非洲东部，约占 非洲陆地面积的 65％。约占全球 陆地表面的 12%。
荒漠：又称沙 漠，占地球陆 地表面的 26%，在干燥 的大陆气候条 件下发育形成 的极度耐旱的 稀疏植被类 型，主要分布 于亚热带和温 带地区。
群落中各种生物对环境（如土壤、温度、湿度、光 照和营养物质）的适应以及生物之间的相互作用（竞 争、捕食、共生和寄生等），决定了群落的性质.
¾ 群落的主要类型 ¾ 群落中物种间相互关系 ¾ 群落演替
（1） 生物群落的主要类型（陆地）
热带森林，温带森林，寒带针叶林， 草原和热带稀树草原，荒漠，苔原等。
• 增长型：年龄金字塔呈下宽上窄，生殖前年龄组 比生殖期年龄组多，说明后一世代的数量比前一 世代多，种群呈增长型；
• 稳定型：年龄金字塔若上下基本同宽，呈钟型， 说明两个年龄组大致相等，种群数量稳定；
• 衰退型：年龄金字塔上宽下窄，呈“瓮”形，生殖 前期个体数量少于生殖期，种群数量会下降，属 于衰退型。
第八章 生态学
生物圈
• 地球有生物存在的部分。
• 它是地球表面不连续的薄层：
最高可达离地面1万米处或更高，最低可达 地下植物最深的根际处、地下洞穴的最深 处和海地热火山口的深度。
内容
一、生态学的基本概念与研究内容 二、生物的多样性 三、生物与环境之间的关系—生态系统 四、人类健康与环境之间的关系
种群在资源有限条件下呈逻辑斯蒂增长
• 环境容纳量(carrying capacity)：由环境资源决定的 种群数量，即某一环境在长期基础上所能维持的种群 最大数量(K值)。
自然界中种群数量趋向于环境容纳量呈S型增长曲 线。
逻辑斯蒂增长（S型） Logistic population growth
遗传多样性
是指每一物种内基因和基因型的多样性。
藏獒（东方神犬）
物种的多样性
是指地球上动物、植物、 微生物等生物种类多样
性。
地球上物种数量多少种？ 200多万种 （1）动物：150多万种 （2）植物：40多万种 （3）微生物：10多万种
生态系统的多样性：
是指生物群落与栖息环境的多样性。如陆地生态 系统， 海洋生态系统， 淡水生态系统等
¾ 生态学的研究范围：
同种生物个体间——种群生态学 种 群 间——群落生态学 生物与非生物间——生态系统生态学
1、种群生态学
9 种群的定义：
• 居住于同一地区内同一物种的个体构成一个种群。他们 有潜在的互配能力，即有基因交流。
• 种群是物种存在的具体形式，是进化的单位和遗传的单 位。
• 不同物种的种群形成生物群落，种群是群落的基本组成 成分。
根本原因：人类对生物资源的管理和利用不当。
藏 羚 羊
1996年被国际自然保护联盟列为易危物种。 2000年列为濒危物种。 1990年藏羚羊的数量大约为100万只 1995年下降到 7.5万只。 目前藏羚羊仅存5万只左右。
在中国境外，1公斤藏羚羊生绒 价格可达1，000～2，000美 元，而一条用300～400克藏羚 羊绒织成的围巾价格可高达5，
2）间接价值，间接价值主要与生态系统的服务功能有关， 如植物的光合作用，森林防止水土流失、调节气候， 微生物促进物质循环等。
2.生物多样性受威胁现状及原因
世界物种数量急剧减少。 近200-300年来，物种消亡速率正在加快。美国德克萨 斯大学的一份研究报告预测，地球上30-70%的植物将在今后 100年内消失。