河南大学生命科学学院普通生物学9—生态与环境动物行为
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第七编 生态学与动物行为
➢ 生物与环境 ➢ 动物的行为
§ 32 生物与环境
决定
环境特征
影响
生物分布和多样性
生态学（Ecology）： 研究生物与环境相互依赖、制约和协调关
系的科学。 1869年， 德国进化论者海克尔创立 1950s后，数学的引入发展成定量科学
32.1 生态学的层次和生态因子
32.1.1 生态学研究的层次 生命科学研究的对象和范围，由小到大，
32.2.3 种群增长的调节
营养、食物、天敌、竞争者 环境承载力
种群密度高低 种群增长的速度
美国：圣马太岛的驯鹿数量在1944-1964 年间的变化
29（1944）— 6000 （1963）— 全部 死亡（1964） 这一例子说明了什么问题？
澳大利亚的野兔成灾： 24（1859 奥斯汀）—— 6亿只（1世纪） 野兔成灾的原因？人们该采取哪些措施？
由微观到宏观，可以区分为若干层次。
分子水平 亚细胞水平
细胞水平
生物圈
生态系统 群落水平 种群水平 整体水平
32.1.2 环境与生态因子
制约、影响
环境变化
引起
生物 （生长、繁殖、 代谢、分布）
❖ 生态因子的概念及类型
生态因子：环境中对生物的生长、发育、生 殖行为和分布有着直接影响的环境因素。
气候因子：温度、湿度、光、降雨、风等； 土壤因子：土壤结构、土壤有机和无机成分的理
肥美的澳州大草原
非洲稀树草原
仙人掌是沙漠的特征
热带雨林是地球的宝贵资源
置 身 热 带 雨 林 中 间
❖ 群落内生物之间的相互关系
方式
种群 1
竞争
有害
捕食/被捕食 有益
寄生
有益
互利共生 有益
Байду номын сангаас
偏利共生 有益
合作
有益
植化相克 有益
种群 2 有害
有害 有害
有益 无益、害 有益 有害
竞争：各个种群生活在同一个空间，分享 同样资源，在资源不足的情况下，表现出 竞争关系。
化性质，土壤生物； 地形因子：地面的起伏、山脉的坡度、阴坡阳坡
等； 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； 人为因子
❖ 生物对生态因子的耐受性 每种生物对环境因子的耐受范围，
称生态幅（ecological amplitude） 生态幅
对环境的适应能力
32.２ 种群生态
人口的J增长
人口危机
人类生存面 临挑战
32.3 生物群落
32.3.1 群落的基本特征与结构
群落：占有一定空间和时间的多种生物种群的集 合体和功能单位。
❖ 群落的基本特征
➢ 群落物种的多样性：一个群落总是包含很多 生物，其中有植物、动物和微生物
通过丰富度、密度、盖度、频度等指标来 反映生物的多样性
建立模型：
Nt
＝
t
N0λ
参数意义：N0 －种群初始数量； Nt － t 年后种群的数量； λ－ 种群每年增长倍数；
模型假设：
• 食物、空间充裕
• 气候适宜
• 没有敌害
Ｇ＝ dN/dt = rN
种群增长的“J”型曲线
Ｇ＝ dN/dt = rN
种
指数增长特点：
群
数 量
增长不受资源限制
不受空间和其它生物
限制
增长速度慢 — 快
时间
理想条件下种群数量增长的形式
种群爆炸
❖ 逻辑斯蒂增长模型 — S 曲线
高斯的草履 虫实验：
0.5mL培养液 5个草履虫
24h
统计一次
种群增长的“S”型曲线
特点：种群数量达
到环境所允许的最
大值（K值）后，
将停止增长并在K
值左右保持相对稳
A
定。
Ｇ＝rN(K-N ) / K
❖ 群落的主要类型 全球陆地，主要在气候和水分供应影响下，
形成 7－15 种典型群落特征，称之谓“生 境”（biomes）
七种主要生境： 冻土带：即苔原，带状环北冰洋严寒区。
我国没有。 针叶林带：又称泰加林，冻土带以南，
温带北缘以及高山。我国东北。 落叶阔叶林带：温带多雨地区，我国东
北南部，西南，东南沿海。
➢ 种群的年龄结构：种群增长趋势
性比：多数生物的自然种群内♀♂个体比率常为1:1。
➢ 种群的密度：与生物的大小及所处的 营养级有关。
通过样方调查法和标记－再捕捉方法统计种群密度
➢ 种群的分布型 ：全部个体在种群界定范 围内的空间分布类型。
32.2.2 种群的增长 ❖ 指数增长模式 —— J曲线
种群数量的变化
K（环境所允许的最大值）
种 群
A
数
量
B
时间
图中阴影部分表示环境阻力，也就是 通过生存斗争被淘汰的个体数量。
❖ 研究种群数量变化的意义
1、有利于野生生物资源的合理利用及保护。
2、为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适 时捕捞、采伐等提供理论指导。
3、通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及 防治提供科学依据。
➢ 群落的优势现象：对群落性质起这决定性作用
➢ 群落的稳定性：经受干扰的内在潜力。
➢ 植物生长性和群 落层次性：体现了 群落中各物种对太 阳能和垂直空间的 最大程度利用。
麻雀
煤山雀、黄腰 柳莺和橙红翁
血雉和棕尾虹
➢ 营养结构：群落中各种生物之间的取食关系和 各自所处位置，这种取食关系决定着物质和能量的流 动方向：植物 植食动物 肉食动物 顶位肉食动物
草原：温带少雨地区。 我国东北南部， 西南，东南沿海。
稀树草原：又称萨瓦纳，高原少雨地区。 我国未定。
沙漠：又称荒漠，温带、热带干旱地区。 我国西北。
热带雨林：热带，少数温带，沿海或多 雨潮湿区。我国海南、台湾、西双版纳。
冻土带的短暂夏天
冻土带夏天也有色彩
极地冰原
林海雪原中的针叶林
四 季 分 明 的 落 叶 阔 叶 林
32.2.1 种群的概念和特征 ❖ 概念： 同一物种在一定空间和一定时间的 个体的集合体。 是具有潜在互配能力的个体.
❖ 种群的基本特征：
➢ 种群的出生率和死亡率：决定种群动态 变化
环境因素
出生率 年龄组配
死亡率
种群增长率 或下降率
Ⅰ、人：出生时死亡率低，一定年龄后死亡率增加 Ⅱ、松鼠：终身死亡率恒定 Ⅲ、蠔：出生时死亡率特高，然后死亡率剧减
生长在同一空间的种群，在长期共同进化 中，对资源加以适当分配，避免竞争。
32.2.4 人口的结构和增长
1650 1650-1850 1850-1930 1930-1975 1975-1999
5 x 108 人 1 x 109 人 2 x 109 人 4 x 109 人 6 x 109 人
人口增长一直很慢，直到工业革命(18世纪) 后剧烈增长。
1990 年时两个不同国家的人口 年龄/性别 结构
➢ 生物与环境 ➢ 动物的行为
§ 32 生物与环境
决定
环境特征
影响
生物分布和多样性
生态学（Ecology）： 研究生物与环境相互依赖、制约和协调关
系的科学。 1869年， 德国进化论者海克尔创立 1950s后，数学的引入发展成定量科学
32.1 生态学的层次和生态因子
32.1.1 生态学研究的层次 生命科学研究的对象和范围，由小到大，
32.2.3 种群增长的调节
营养、食物、天敌、竞争者 环境承载力
种群密度高低 种群增长的速度
美国：圣马太岛的驯鹿数量在1944-1964 年间的变化
29（1944）— 6000 （1963）— 全部 死亡（1964） 这一例子说明了什么问题？
澳大利亚的野兔成灾： 24（1859 奥斯汀）—— 6亿只（1世纪） 野兔成灾的原因？人们该采取哪些措施？
由微观到宏观，可以区分为若干层次。
分子水平 亚细胞水平
细胞水平
生物圈
生态系统 群落水平 种群水平 整体水平
32.1.2 环境与生态因子
制约、影响
环境变化
引起
生物 （生长、繁殖、 代谢、分布）
❖ 生态因子的概念及类型
生态因子：环境中对生物的生长、发育、生 殖行为和分布有着直接影响的环境因素。
气候因子：温度、湿度、光、降雨、风等； 土壤因子：土壤结构、土壤有机和无机成分的理
肥美的澳州大草原
非洲稀树草原
仙人掌是沙漠的特征
热带雨林是地球的宝贵资源
置 身 热 带 雨 林 中 间
❖ 群落内生物之间的相互关系
方式
种群 1
竞争
有害
捕食/被捕食 有益
寄生
有益
互利共生 有益
Байду номын сангаас
偏利共生 有益
合作
有益
植化相克 有益
种群 2 有害
有害 有害
有益 无益、害 有益 有害
竞争：各个种群生活在同一个空间，分享 同样资源，在资源不足的情况下，表现出 竞争关系。
化性质，土壤生物； 地形因子：地面的起伏、山脉的坡度、阴坡阳坡
等； 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； 人为因子
❖ 生物对生态因子的耐受性 每种生物对环境因子的耐受范围，
称生态幅（ecological amplitude） 生态幅
对环境的适应能力
32.２ 种群生态
人口的J增长
人口危机
人类生存面 临挑战
32.3 生物群落
32.3.1 群落的基本特征与结构
群落：占有一定空间和时间的多种生物种群的集 合体和功能单位。
❖ 群落的基本特征
➢ 群落物种的多样性：一个群落总是包含很多 生物，其中有植物、动物和微生物
通过丰富度、密度、盖度、频度等指标来 反映生物的多样性
建立模型：
Nt
＝
t
N0λ
参数意义：N0 －种群初始数量； Nt － t 年后种群的数量； λ－ 种群每年增长倍数；
模型假设：
• 食物、空间充裕
• 气候适宜
• 没有敌害
Ｇ＝ dN/dt = rN
种群增长的“J”型曲线
Ｇ＝ dN/dt = rN
种
指数增长特点：
群
数 量
增长不受资源限制
不受空间和其它生物
限制
增长速度慢 — 快
时间
理想条件下种群数量增长的形式
种群爆炸
❖ 逻辑斯蒂增长模型 — S 曲线
高斯的草履 虫实验：
0.5mL培养液 5个草履虫
24h
统计一次
种群增长的“S”型曲线
特点：种群数量达
到环境所允许的最
大值（K值）后，
将停止增长并在K
值左右保持相对稳
A
定。
Ｇ＝rN(K-N ) / K
❖ 群落的主要类型 全球陆地，主要在气候和水分供应影响下，
形成 7－15 种典型群落特征，称之谓“生 境”（biomes）
七种主要生境： 冻土带：即苔原，带状环北冰洋严寒区。
我国没有。 针叶林带：又称泰加林，冻土带以南，
温带北缘以及高山。我国东北。 落叶阔叶林带：温带多雨地区，我国东
北南部，西南，东南沿海。
➢ 种群的年龄结构：种群增长趋势
性比：多数生物的自然种群内♀♂个体比率常为1:1。
➢ 种群的密度：与生物的大小及所处的 营养级有关。
通过样方调查法和标记－再捕捉方法统计种群密度
➢ 种群的分布型 ：全部个体在种群界定范 围内的空间分布类型。
32.2.2 种群的增长 ❖ 指数增长模式 —— J曲线
种群数量的变化
K（环境所允许的最大值）
种 群
A
数
量
B
时间
图中阴影部分表示环境阻力，也就是 通过生存斗争被淘汰的个体数量。
❖ 研究种群数量变化的意义
1、有利于野生生物资源的合理利用及保护。
2、为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适 时捕捞、采伐等提供理论指导。
3、通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及 防治提供科学依据。
➢ 群落的优势现象：对群落性质起这决定性作用
➢ 群落的稳定性：经受干扰的内在潜力。
➢ 植物生长性和群 落层次性：体现了 群落中各物种对太 阳能和垂直空间的 最大程度利用。
麻雀
煤山雀、黄腰 柳莺和橙红翁
血雉和棕尾虹
➢ 营养结构：群落中各种生物之间的取食关系和 各自所处位置，这种取食关系决定着物质和能量的流 动方向：植物 植食动物 肉食动物 顶位肉食动物
草原：温带少雨地区。 我国东北南部， 西南，东南沿海。
稀树草原：又称萨瓦纳，高原少雨地区。 我国未定。
沙漠：又称荒漠，温带、热带干旱地区。 我国西北。
热带雨林：热带，少数温带，沿海或多 雨潮湿区。我国海南、台湾、西双版纳。
冻土带的短暂夏天
冻土带夏天也有色彩
极地冰原
林海雪原中的针叶林
四 季 分 明 的 落 叶 阔 叶 林
32.2.1 种群的概念和特征 ❖ 概念： 同一物种在一定空间和一定时间的 个体的集合体。 是具有潜在互配能力的个体.
❖ 种群的基本特征：
➢ 种群的出生率和死亡率：决定种群动态 变化
环境因素
出生率 年龄组配
死亡率
种群增长率 或下降率
Ⅰ、人：出生时死亡率低，一定年龄后死亡率增加 Ⅱ、松鼠：终身死亡率恒定 Ⅲ、蠔：出生时死亡率特高，然后死亡率剧减
生长在同一空间的种群，在长期共同进化 中，对资源加以适当分配，避免竞争。
32.2.4 人口的结构和增长
1650 1650-1850 1850-1930 1930-1975 1975-1999
5 x 108 人 1 x 109 人 2 x 109 人 4 x 109 人 6 x 109 人
人口增长一直很慢，直到工业革命(18世纪) 后剧烈增长。
1990 年时两个不同国家的人口 年龄/性别 结构