第三章 生态学基础
第三章生态学基础
生 态 系 统
非生物环境 （自然环境）
分解者
温度、光 土壤
水、二氧化碳、氧 有机物等
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（2）生态系统的作用
生产者
它们直接或间接地将
生产者产生的有机物利
用而生长、繁衍，把自 己的粪便和尸体排向大
生物成分 （生物群落）
消费者
自然；
生 态 系 统
非生物环境 （自然环境）
分解者
温度、光 土壤 水、二氧化碳、氧 有机物等
生产者
它们分解动植物的残体、粪
便和各种复杂的有机化合物；
吸收某些分解产物；
生物成分 （生物群落）
最终能将有机物分解为简单
消费者
的无机物，而这些无机物参与 物质循环后可被自养生物重新
生 态 系 统
非生物成分 （自然环境）
分解者
温度、光 土壤
利用,使物质流动在大自然中
形成循环。
水、二氧化碳、氧 有机物等
始终发生着物质和能量的循环与交流。
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（2）生态系统的作用
非生物 成分
生产者
消费者 菌类:将分解后 的无机物转化 为可利用成分 细菌、真菌
生物成分
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（3）生态系统的类型
按生态系统的环境 性质和形态特征
陆地生态系统 淡水生态系统 海洋生态系统
包括自然生态系统（森林生态系统、草原生态系统、
荒漠生态系统等）和人工生态系统（农田、城市、
工矿区等）；
31
森林系统
包括乔木、灌木、草本植物、地
被植物及多种多样动物和微生物等与它周围
环境（包括土壤、大气、气候、水分、岩石、
阳光、温度等各种非生物 环境条件）-----相互作用形成的统一体。
第3章城市环境生态学基础
孤立农家 市井集镇 老工业区 新工业区
第三节 城市生态系统的组成和结构
• 1. 城市生态系统的组成
• 2. 城市生态系统的结构形式
（一） 链结构
食物链结构（自然食物链、完全人工食物链） 资源链结构（主链、副链） （二） 生命与环境相互作用结构 （三） 空间组合结构
圈层式：市区生命与环境为内圈；郊区为中圈；区域为外 圈
• 2. 能量流动功能 （一）能源分类 按来源、对环境的影响、是否加工、能否再生、技术发 展水平，可以对能源进行不同的划分。 （二）能源结构（能源总生产量和总消费量的构成及比例 关系能够反映一个国家的生产技术和经济发展水平）
（一）城市生态系统缺乏“生产者”（绿色植物）
绿色植物数量少，功能也由提供食物转变为美化环境， 城市所需食物靠外部输入。
（二）城市生态系统 缺乏分解者
城市缺乏分解者存在环境，大量城市废弃物在市外分解。
• 4. 城市生态系统是高度开放性系统
（一）所需能量和物质以及各种信息、技术人力等由系统外 输入；
（二）向系统外输出生产的产品、信息、技术、人力等；
• 2. 城市生态系统
（一）城市生态系统的概念
城市生态系统是一个以人为核心的系统，它不仅包含自 然生态系统的组成要素，也包括人类及其社会经济等要素， 因此，城市生态系统是一个自然、经济与社会复合的人工 生态系统。
（二）城市生态系统的产生及发展
在人类生态系统的发展过程中，经过了自然生态系统到 农业生态系统的演变，最后才产生城市生态系统，从此， 人类生态系统可划分为农村生态系统和城市生态系统两大 类型。
• 1. 城市
（一）城市的含义 城市是经过人类创造性劳动加工而拥有更高“价值”的
人类物质、精神环境和财富，是更符合人类自身需要的社 会活动的载体场所，是一类以人类占绝对优势的新型生态 系统。 （二）城市的发展及其特征
第三章生态学基础
第三章生态学基础生态学与环境科学的关系与区别它们所研究的问题基本上是相近的。
生态学是以一般生物为对象的。
着重于研究自然环境因素与生物的关系，单纯属于自然科学的范畴。
环境科学则以人类为主要对象，把环境与人类生活的相互影响作为一个整体来研究，从而和社会科学有十分密切的关系。
生态学的许多基本原理同样也可以应用于环境科学中，作为基础理论而联系到人类独特的主观能动性和复杂的社会关系，来研究和解决人类生活与环境问题。
第一节生态学的含义及其发展一、生态学定义的提出与生态学的发展定义：生态学是研究生物与其环境之间相互关系及其作用机理的科学。
（生物和生物之间的关系、生物和环境之间的关系）生态学发展简史生态学的形成和发展经历了一个漫长的历史过程，大致可分为3个阶段：生态学的萌芽时期；生态学的建立和成长时期；现代生态学时期。
（一）生态学的萌芽时期由公元前2世纪到公元16世纪的欧洲文艺复兴，是生态学思想的萌芽时期。
在人类历史的早期，人类为了生活和生存，必须了解大自然的各种现象和其周围的动植物与人的关系，在生产实践中，产生了生态知识的萌芽。
根据文字记载，我国早在2000年以前，就注意到了植物生长和土壤环境条件的密切关系。
如公元前2世纪的西汉时，刘安撰写的《淮南子》一书，就记载有“欲知地道，物其树”（要了解土地性质，应观察其上生长的树木）。
其后还有许多古书如《群芳谱》，记载有农业知识和植物生态的内容。
《周易》“蒙卦”中提到“山下出泉，蒙”。
“蒙”不仅有迷蒙、蒙昧之意，它的本意是高地被草木覆盖蒙蔽住了。
“山下”之所以“出泉”，是因为草木蒙蒙茏茏十分茂密繁盛。
“蒙”之所以能够“养正”，是因为回复到了草木蒙茏的原始自然状态，万物得到了休养生息，树木的根本巩固了，即“正本”；清澈的山泉流出来了，即“清源”。
这分明是告诫人们，要按照事物的本来面目去认识和处理事物，不可违背自然规律。
古人对自然规律朴素而深刻的认识，令人叹服。
（二）生态学的建立和成长时期公元17世纪至20世纪50年代。
八年级科学第三章知识点
八年级科学第三章知识点第三章，生态与环境，是八年级科学课程中的重要内容之一。
本文将介绍生态与环境这一章节的主要知识点，帮助同学们更好地掌握这一部分知识。
1. 生态学概论生态学是研究生物与环境之间相互作用的科学，它包括生态系统、生态位、生态平衡、物种多样性等概念。
生态系统是由相互作用的生物体群和它们所处的环境组成的，它包括有机体、生物群落、生物圈和非生物环境。
生态位是指物种在生物群落中的角色，包括生产者、消费者、分解者等。
生态平衡是指生物体与环境之间的相对稳定状态，它包括物种的数量、分布、相互关系以及物质循环等方面。
物种多样性是指某一地区或生态系统中不同物种的数量和种类。
2. 生态系统生态系统是研究生态学的重要概念之一。
生态系统包括生产者、消费者、分解者等组成部分，它们之间的相互作用形成一个动态平衡的系统。
生态系统的分类主要有两种，一种是根据自然生态系统的类型进行分类，如海洋生态系统、湿地生态系统、森林生态系统等；另一种是根据生态系统的规模来分类，如生物圈、生物群落和生态位等。
了解生态系统对于环境保护和生态平衡的维护都具有重要的意义。
3. 生物多样性与保护生物多样性是指地球上物种的数量和种类，它是生态系统稳定性的基础。
人类活动对生物多样性的破坏十分严重，造成了许多灾难性的后果。
为了保护生物多样性，需要采取一系列的措施，如推广可持续发展的理念，加强环境保护和规划等。
4. 环境污染与治理环境污染是指有害物质和能量的排放，导致环境的恶化和污染的现象。
环境污染是全球性问题，可以从空气、水和土壤等多个方面进行治理。
治理环境污染需要政府、企业和个人共同努力，采取科学、有效的手段进行治理。
5. 气候变化与应对气候变化是指全球气候模式发生变化，气温、降雨等气象要素出现异常现象。
气候变化对人类生存和自然生态系统都带来了巨大的影响，应对气候变化需要全球合作，采取减少温室气体排放、开发清洁能源等多种措施。
本章涵盖的内容非常广泛，需要同学们认真学习和掌握。
2024成人高考专升本《生态学基础》考点知识点汇编复习资料(完整版)
成考专升本《生态学基础》-考点汇编第一章绪论考点1生态学的概念生态学概念的首次提出者是德国动物学家海克尔。
经典生态学对生态学的定义:研究生物与环境相互关系的科学现代生态学对生态学的定义是研究生物及人类生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学。
考点2生态学的研究对象和内容生态学的每一个具体问题都有自身特殊的研究对象，这个对象即是“生态系统”。
研究内容：研究一定实体（生态系统）内各层次、各要素的相互作用规律。
纵向方面来说，生态学的研究内容可以概括为以下几个方面1个体生态学：以生物的个体为研究对象。
其基本内容与生理生态相当。
2种群生态学：种群是指一定时间、一定区域内同种个体的组合。
种群是物种的存在单位、繁殖单位和进化单位。
3群落生态学：群落是由一定种类的生物种群所组成的一个生态功能单位，是占有一定空间的多种生物种群的结合体，具有一定的结构、一定的种类组成和一定的种间相互关系。
4生态系统生态学：主要研究生态系统的结构、功能、平衡、稳定及其调控机制。
5景观生态学：景观指不同类型群落水平的集合体，主要研究生态系统的异质性组合，探讨环境、生物群落与人类社会的整体性，尤其强调人类活动在改变生物与环境方面的作用。
6全球生态学：区域和景观范围扩展到全球，是全球生态，也即生物圈或生态圈。
这是地球上最高级的组织层次，也是最大的生态系统。
考点3生态学的发展简史（一）生态学的萌芽时期（公元16世纪前）人类为了更好地生存，为了更多地寻找到猎物、采集到野果，不得不对动植物的生活习性以及周围世界的各种自然现象进行观察，自觉与不自觉地了解和积累动植物以及自然的知识，选择栖居在生存条件比较好的环境之中。
（二）生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪末）进入17世纪以后，随着人类生产和社会经济的发展，生态学作为一门学科开始成长17世纪早期。
达尔文发表著名的《物种起源》一书，创立了生物进化学说“天择论1895年，丹麦植物学家瓦尔明发表《以植物生态地理为基础的植物分布学》(《植物生态学》)。
基础生态学第3章有机体与环境二
第二节 大气及其生态作用
1、大气组成
➢在干燥空气中，O2占大气总量的20.95%，N2占78.9%， CO2占0.032%。这个比例在任何海拔高度的大气中基本相似。 但在地下洞穴或通气不良的环境中，空气中的O2和CO2含量 与大气不相同。
➢在大气组成成分中，对生物关系最为密切的是O2与CO2。
2、陆生动物的气体代谢
光的生态作用及生物对光的适应
1、光质的生态作用及生物的适应
植物光合作用：光合有效辐射（380-710nm），红光和蓝 紫光能被叶绿素和类胡萝卜素吸收，绿光则很少被吸收。 利用彩色薄膜对蔬菜等作物进行栽培试验。 光质对动物的生长、生殖、迁徙、毛羽更换等也有影响。 不可见光对生物的影响也是多方面的，如昆虫对紫外光有 趋光反应，而草履虫则表现为避光反应；紫外光抑制植物茎 的生长。
4、植物与氧
植物与动物一样呼吸消耗氧，但植物是大气中氧的主要生产
者。植物光合作用中，每呼吸44g CO2，能产生32g O2。白 天，植物光合作用释放的氧气比呼吸作用所消耗的氧气大20 倍。据估算，每公顷森林每日吸收1吨CO2，呼出0.73吨氧； 每公顷生长良好的草坪每日可吸收0.2吨CO2，释放0.15吨O2。 如果成年人每人每天消耗0.75 kg氧，释放0.9 kg CO2，则城 市每人需要10 m2森林或50 m2草坪才能满足呼吸需要。因此 植树造林是至关重要的，不仅是美化环境，更主要的是给人
类的生存提供了净化的空气环境。
第三节 土壤及其生态作用
1、土壤的生态学意义
（1）为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所； （2）提供生物生活所必须的矿质元素和水分； （3）维持丰富的土壤生物区系； （4）生态系统中许多重要的生态过程均在土壤中进行。
第三章--生态学基础知识及其应用
第三章生态学基础知识及其应用[引言] 近半个世纪以来，随着工业经济的长足发展和人口的膨胀，我们赖以生存的地球出现了“生态危机”。
这种危机产生的原因，主要是由于人们在利用和改造自然的过程中违背了客观规律，尤其是违反了生态学规律，是由于人们在各项活动中缺乏整体观念和系统观念，更缺乏多学科的共同合作。
生态学本来是生物科学的一个基础分支学科，它研究生物与其生活环境之间的相互关系，以往，它同其它分支一样，只有生物学工作者才熟知它。
近年来，随着粮食、人口、环境、资源、等一系列直接关系到人类生存的许多重大问题的出现，推动了生态学的发展，使它超越了自然科学的范畴，迅速发展为当代最热门、最活跃的前沿学科之一。
近年来，生态学的基本原则不仅被看作环境科学重要的理论基础，也被看成社会经济持续发展的理论基础。
从生态学观点来看待今日的环境、人口、资源等问题，以下几点是我们应该认识到的：1.虽然宇宙是无限的，但地球是有限的，地球上适合人类和生物生存的空间和物质资源也是有限的，科学家将地球比喻为“一个小小的宇宙飞船”，而把人类比作这个飞船中的乘客。
2.虽然人类是地球上生物圈的主人，人类能改变和控制自然，但人类毕竟是生物圈这个地球上最大的一个组成成员，人类并不能凭自己意志为所欲为，而必须服从和运用生态学规律。
3.地球是脆弱的，虽然人类能按照自己需求，改变地球环境，但有利于人类生存的生态环境是一个极其脆弱的平衡，以人类今天的能力，破坏它容易，而维持或恢复它却十分困难。
这里有两个绝好的例子：“生物圈二号”的失败和韩德柬无人区的欣欣向荣，意味着现代人类活动在生态平衡中已经成为一个负数。
第一节生态学的含义及其发展一、生态学的定义：“生态学”(eco)一词最早出现在19世纪下半叶（eco-表示住所、栖息地；logy表示学问），德国生物学家赫克尔(Ernst Haeckel)1869年在《有机体普通形态学》一书中首先对生态学作了定义：“研究生物有机体和无机环境相互关系的科学”。
《生态学基础》课件
减少碳排放和增加碳汇是减缓全球气候变化的重要措施。
详细描述
通过采取节能减排、发展可再生能源、植树造林等措施，可以减少碳排放并增加 碳汇，从而减缓全球气候变化的影响。同时，还需要加强国际合作，共同应对气 候变化带来的挑战，保护地球生态系统的健康和可持续性。
05
CATALOGUE
人类活动对生态系统的影响
生态系统的物质循环
总结词
物质循环是生态系统中的另一个核心过程，它描述了生态系统中的物质如何被循环利用。
详细描述
生态系统中的物质循环包括水、碳、氮、磷等元素的循环。这些元素在生物体之间循环利用，通过生 产者的光合作用、消费者的摄食和排泄、以及分解者的分解作用等过程实现。物质循环的平衡对维持 生态系统的稳定性和生物多样性至关重要。
详细描述
生态学主要关注生物与环境之间的相互作用、生物多样性、生态系统的结构和功能以及 生态平衡等方面。它研究生物种群如何适应环境、种群之间的相互关系以及种群与环境 之间的相互影响。此外，生态学还研究生物群落的组成、结构、演化和分布，以及生态
系统中的能量流动和物质循环等。
生态学的发展历程
总结词
生态学的发展经历了古代朴素的生态观、近代生态学的形成与发展以及现代生态学的研究与应用三个阶段。
种群的特征
种群具有空间特征、时间特征、 遗传特征和数量特征。
种间关系的类型与机制
竞争
指两个或多个物种在资源利用上发生冲突， 导致生长受抑或死亡的现象。
寄生
指一个物种寄生于另一个物种体内或体表， 摄取寄主的养分以维持生活。
捕食
指一个物种以另一个物种为食的现象。
互利共生
指两个物种通过相互合作，彼此都能获得益 处的现象。
基础生态学--第三章第三节 种内、种间关系
第三节 种内、种间关系
教学目标： 1、种内关系 2、种间关系
一、种内关系
种内关系：是指种群内个体间的相互关系。种内竞争同样是基 本的种内关系。
植物种群与动物种群的种内关系有很大的不同，除种内竞争外， 植物种群的种内关系主要表现为集群生长、密度效应等，动物 种群的种内关系则主要表现为生殖行为、空间行为、社会行为、 通讯行为和利他行为等方面。
一、种内关系
（一）植物的密度效应 在一定时间内，当种群的个体数目增加时，就必定会出现 邻接个体之间的相互影响，称为密度效应或邻接效应。 根据影响因素的种类，可将其作用类型划分为 密度制约和非密度制约。
一、种内关系
（一）植物的密度效应 目前发现植物的密度效应有两个基本的规律 1、最后产量衡值法则 2、“－3／2”自疏法则
该模式表明产量与密度变化无关，即在很大播种密度范围内，其最终产 量是相等的。
（一）植物的密度效应 2、“－3/2”自疏法则
密度与生物个体平均 株重呈现负相关关系， 在对数图上为－3／2 斜率。
（二）、动物的领域性和社会等级
1、领域性 由动物个体、配偶或家族积极保卫的，不允许其他动物，通常 是不让同种动物的进入的区域或空间就称为领域，而动物占有领 域的行为则称为领域行为或领域性。 领域性是保持个体或群之间间隔的积极机制； 高等动物的隔离机制是行为性的，低等动物或植物的 则是化学性的，即：通过抗生素或他感物质产生隔离。
高斯原理-竞争排斥原理
需指出的是：两个物种竞争的结果或竞争的激烈程度与各自生态位是有很大的关系的。 生态位越接近，则竞争越激烈。 在同一生境中具有相同生态位的不同物种不可能长期共存，这个原理称竞争排斥原 理，也称高斯原理; 在一个稳定的自然群落中，各生物种群的生态位必定是有差异的，种群间都是趋向于 互相补充而不是直接竞争。因此由多个物种组成的群落，要比单一物种 所组成的群落能更有效地利用环境资源，维持较高的生产力，并具有更高 的稳定性。
2017年成人高考生态学基础：第三章复习要点
2017 年成人高考生态学基础：第三章复习要点第三章能量环境本章重点一、名词解释1. 光周期现象2. 光饱合点3. 光补偿点5. 贝格曼规律6. 阿伦规律4. 有效积温：高于生物学零度以上的昼夜温度总和，又称总积温。
二、问答题1. 太阳光的生态作用有哪些？2. 论述有效积温法则及其在农业的应用意义。
答：（1）植物在生长发育过程中，必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。
用公式表示：K=N・（T-C）单位：日•度。
上面的方程式可改写成：T=C+K/N=C+K，K——该生物所需的有效积温（常数），单位日•度；N――发育历期即生长发育所需时；T――发育期间的平均温度；C――生物发育起点温度（生物学零度）。
V 为发育历期的倒数（1/N）即发育速率。
（2）在农业的应用：a.预测生物发生的世代数b. 预测生物地理分布的北界c. 预测害虫来年发生程度d. 可根据有效积温制定农业气候区划，合理安排作物e. 应用积温预报农时3. 论述生物对极端温度的适应。
答：（1）生物从形态上对低温的适应：植物：a 芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉和密毛，树皮有较发达的木栓组织； b 植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等；c 一年生草本，死后留下种子越冬；d 多年生草本，以块茎、鳞茎、根状茎越冬；e 木本植物则以落叶相适应（自保措施）。
动物：动物对低温的适应：增加羽毛、皮下脂肪量，增加隔热层，以降低热传导，或称增加隔热性。
体型和颜色变化（2）生物从生理上对低温的适应：植物：低温环境的植物减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素来降低植物的冰点，增加抗寒能力。
动物：a. 增加体内产热量（非颤抖性产热）b. 逆流热交换机制c. 局部异温性d.耐受冻结e. 超冷（3）生物从形态上对高温的适应：植物：a. 有些植物生有密绒毛和鳞片，过滤一部分阳光；b. 有些植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮，能反射一大部分阳光，使植物体免受热伤害；c. 蔽光效应，有些植物叶片垂直排列使叶缘向光或在高温条件下叶片折叠，减少光的吸收面积，减少辐射伤害；d. 有些植物树干和根茎生有很厚的木栓层，绝热。
生态学基础生态系统ppt课件
二、热力学定律
生态系统的能量转换符合两大定律： 1）热力学第一定律（能量转化和守恒） 能量既不能消失，也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例， 由一种形式转化为另一种形式。 2）热力学第二定律（能量衰变定律或能量逸散定律） 生态系统的能量在转化、流转过程中总存在衰变、逸散的现象， 即总有一部分从浓缩的有效态变为稀释的不能利用的状态。 能量沿食物链方向流动，逐级递减。 每经一个营养级的剩余能 量为原有能量的1/10，其余的都消耗了。
食物链中每一个生物成员称为营养级。 食物链类型 1）捕食食物链：指一种活的生物取食另一种活的生物所构
成的食物链。食物链以生产者为起点。 2）腐生性食物链：以动、植物的遗体或粪便为食物链起点，
也称分解链。 如动植物遗体或粪便→ 真菌、细菌→ 原生动物→ 土壤动
物→ 节肢动ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 3）寄生性食物链：生物间以寄生物与寄主的关系而构成食
（3）补加能源的作用。 添加太阳能以外的其他形式的辅助能，可提高作物对光能的
利用，从而增加初级生产力。
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二、生态系统的次级生产
次级生产量的概念及生产 次级生产量：生态系统中初级生产以外的生物生产，
即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过 同化作用形成异类生物自身物质的生产量，称为次 级生产量，亦称第二性生产量。 I = FU+R+P P = I-FU-R 同化效率 = A / I ； 生长效率 = P / A I- 摄取量； A-同化量； R-呼吸量； P-生产量； FU-粪尿能量。
密不可分的。 能量在生态系统中是被消耗、单向流动，不可逆的。
而物质循环是可逆多向的，可返回原来的化学形态， 并可逃循、脱离生态系统。
四、生物地球化学循环的类型 （1）气相型：其贮存库是大气和海洋。气相循环把大
生态学基础(专升本学习资料)
生态学基础(专升本学习资料)第一章绪论第一节生态学的概念和研究内容1.生态学的概念经典定义：生态学是研究生物及其居住环境的科学。
（1866年德国海克尔）生态系统生态学时期定义：研究生态系统结构与功能的科学。
（奥德姆）现代生态学定义：研究生物及人类生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其规律的科学。
2.生态学的研究对象和内容（1）研究对象：生态系统（2）研究内容：生态系统内各层次、各要素的相互作用规律①个体生态学（其基本内容与生理生态学相当）②种群生态学③群落生态学④生态系统生态学⑤景观生态学⑥全球生态学3.生态学的分支学科（1）根据组织层次分类，可以分为：个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、区域生态学和全球生态学（2）根据生物类群分类，可以分为：普通生态学、动物生态学、植物生态学和微生物生态学（3）根据生境类型分类，可以分为：陆地生态学和水域生态学（4）根据研究方法分类，可以分为：野外生态学、实验生态学和理论生态学（5）根据交叉学科分类，可以分为：生理生态学、分子生态学、数学生态学和化学生态学等（6）根据应用领域分类，可以分为：农田生态学、农业生态学、森林生态学和人类生态学等第二节生态学的发展简史及发展趋势1.生态学的发展简史一般地说生态学的发展历程可划分为4个时期：（1）生态学的萌芽时期（17世纪前）（2）生态学的建立时期（17世纪至19世纪）：1866年海克尔首次提出生态学这一科学名词（3）生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪30年代）：生态学发展达到第一个高峰，出现生态学同其他学科的叫渗透交叉；生态学学派分化（4）现代生态学时期（20世纪30年代至今）：1935年坦斯利首先提出生态系统的概念，1939年提出“生态平衡”概念2.现代生态学的发展趋势（1）生态系统生态学的研究成为主流：系统分析方法成为生态学的方法论基础（2）从描述性科学走向实验、机理和定量研究（3）现代生态学向宏观和微观两极发展（4）应用生态学发展迅速，实践应用性更强（5）人类生态学的兴起和生态学与社会科学的交叉融合第三节生态学的研究方法1.野外调查：迄今尚难以或无法使自然现象全面地在实验室内再现，故野外调查仍是生态学研究的基本方法2.实验研究：包括控制实验和实验室分析3.模型模拟研究：主要通过系统分析来研究生态系统，是把研究对象视为系统的一种研究和解决问题的方法（ps：系统分析指有步骤地收集系统信息，通过建立与系统结构、功能有关的数学模型，利用计算机对信息进行整理、加工。
环境学概论 第3章 生态系统
人为因素
1 使环境因素发生改变
污染物质进入 自然资源的不合理利用
工厂废水
（含N. P、COD ）
排入
湖泊
养分 剧增
藻类过 渡生长
死
营养源
亡
营养源 浮游生物
过渡繁殖
死亡
消耗水体DO
能 化石燃料则是过去地质年代固定和储存
的太阳能。
呼吸
呼吸 呼吸 呼吸
太阳能 100 10-20 1-4 0.1-0.8
能量流动模式特点： 1单向 2逐级递减 3能量流动是以物质的形式为主要传递形式
能量传递1/10法则
呼吸
恐龙身上的一个C原子如何最后跑到你 的食物中？
拿破仑尿液中的一个水分子跑到你的水 杯中的可能性有多大？
实验得出的重要结论：
人类当前的科学技术对地球生物圈大尺度生 态过程的模拟和控制能力非常有限，用科学 技术圈代替生物圈不可能实现。
地球生物圈保持稳定所需要的生物多样性的 最低要求目前还是未知数。
人类对生物多样性的盲目破坏，将有可能从 根本上破坏全球生态环境的存在基础，是极 其危险的。
三 破坏生态平衡的因素
富集系数
生物体内污染物的平衡
浓度与其生存环境中该 污染物浓度的比值。
浮游生物/湖水 ＝77/0.2=385 鱼/湖水 ＝200/0.2=1000 鹈鹕/湖水 ＝1700/0.2=8500
食物链富集作用
2、污染物降解
河流自净
水体的生化自净
有机污染物进入水体后在微生物的作用下 氧化分解为无机物，可以使水体中的有机 物浓度大大减小。
（一）食物链在环境保护中意 义作用
危害放大 污染物降解 生态系统的物物相关
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第3章生态学基础一、名词解释生物多样性答：生物多样性是指陆地、海洋和其他水生系统的生命的所有变异，以及由它们所构成的生态复合体，包括种内的、种间的和生态系统的多样性。
生物多样性包括遗传（基因）多样性、物种多样性及生态系统的多样性。
二、简答题1．简述生态系统的组成和类型。
答：（1）生态系统的组成生态系统的组成包括必要的和非必要的两部分。
①必要的部分又分为非生物成分和生物成分两种。
a．前者包括阳光和营养分，供生产者合成有机物之用；b．后者包括生产者、分解者和转变者。
第一，生产者又称自养者，以绿色植物为主，还有一些能借光合作用营生的菌类。
第二，分解者包括一部分细菌和真菌，能使生物体分解成为无机物质。
第三，转变者也是细菌，其作用是将分解后的无机物转变为可供植物利用的营养分。
②非必要的部分主要是各级消费者，它是靠生产者的有机物质为生的，故又称他养者或异养者。
按其食性，消费者可分为草食动物、肉食动物、寄生生物和腐食动植物等。
它们在生态系统中只能消费不能生产，所以是非必要的成分。
（2）生态系统的类型①陆地生态系统。
又可分自然生态系统和人工生态系统，前者如森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等，后者如农田、城市、工矿区等。
②淡水生态系统。
包括湖泊、河流、水库。
③海洋生态系统。
包括海岸、河口、浅海、大洋、海底等。
2．简述生态系统和生态平衡。
答：（1）生态系统①种群是指一个生物物种在一定范围内所有个体的总和；②群落是指在一定的自然区域中许多不同种的生物的总和；③生态系统是指任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体。
是生命系统和环境系统在特定空间的组合。
④在生态系统中，各种生物彼此间以及生物与非生物的环境因素之间互相作用，关系密切，而且不断地进行着物质和能量的流动。
目前人类所生活的生物圈内有无数大小不同的生态系统。
整个生物圈便是一个最大的生态系统。
（2）生态平衡①任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断地进行着，但在一定时期内，生产者、消费者和还原者之间都保持着一种动态的平衡，这种平衡状态就叫生态平衡。
基础生态学--第三章第四节 种群的进化与适应
(一)物种的形成
2.形成生殖隔离的因素 (1)合子前隔离( prezygotic mechanisms):发生在合子形成之 前,阻碍受精和形成合子。 ①栖息地隔离:两个种群虽分布于同一地理区域,但各有自己 的栖息地。 ②时间隔离:两个种群虽有共同的分布区,但性成熟时间 不同,如成熟于不同季节。
(一)物种的形成
(一)物种的形成 1.物种形成三个步骤
(1)地理隔离:通常是由于地理屏障形成的,将两个种群彼此 隔离开,阻碍了种群间个体交换而使基因交流受阻。
地理隔离（加拉帕格斯群岛地雀）
(一)物种的形成
1.物种形成三个步骤 (2)独立进化:两个地理上和生殖上隔离的种群各自独立地进化, 适应于各自的特殊环境。 (3)生殖隔离机制的建立:假如地理隔离屏障消失,两个种群的个 体可以再次相遇和接触,但由于建立了生殖隔离机制, 基因交流已成为不可能,因而成为两个种,物种形成过程完成。
2.形成生殖隔离的因素 (1)合子前隔离( prezygotic mechanisms):发生在合子形成之 前,阻碍受精和形成合子。 ③行为隔离:交配前的行为不同,使彼此不能相容和交配。 ④生殖器官隔离:动物的生殖器官不同,植物的花不同, 均可阻止两个种群间的交叉受精
(一)物种的形成
2.形成生殖隔离的因素 (2)合子后隔离: 发生在合子形成以后,虽然两性配子可以受精并形成合子,但 合子没有生活能力,或只能发育为不育的杂种.
(3)同域性物种形成( (sympatric speciation):在母种群分布区内部, 由于生态位的分离,逐渐建立若干子群,子群间由于逐渐建立的生殖 隔离,形成基因库的分离而形成新种。
（二）、物种的灭绝
当种群长久处于不利条件下,或在人类过度捕猎,或栖息地被 破坏的情况下,其种群数量会出现持久性下降,即种群衰落。 种群密度也有一个最低限度,种群密度过低时,使种群的异性 个体不能正常相遇和繁殖，会引起种群灭亡。一些营群居生 活的生物，其群聚的程度有一个下限的要求，如果低于临界 下限，该生物就不能正常生活，甚至不能生存， 这就是最小种群原则。
-生态学基础ppt课件
n 与生命活动相关联的物质循环
碳、氮、磷和水等许多与生命活 动相关联的物质以多种形式—生 物的或非生物的形式，原子的、 分子的或生物大分子的形式等在 自然界中循环，这些物质的循环 叫生物地球化学循环。
➢生态系统中所有物质的生物地球 化学循环共同的特点：
(1)碳、氮、磷和水等都有一个非生物的库；(2)有一些物质 的一部分可以完全通过地学过程进行循环；(3)有些需要经过 微生物的加工才能被生物所利用；(4)微生物对各级别营养水 平生物有机质的分解作用是生物地球化学循环的关键环节。
n 地球上的主要群落类型
热带雨林分布在亚洲东南部、非洲中部和西部以及 南美洲和大洋洲以北赤道附近。
▪ 垂直分布明显 ▪ 生物种类多
高大常绿乔木、灌木层、草本层、藤本植物 灵长类、鸟类、各种昆虫
n 地球上的主要群落类型
稀树草原主要分布在非洲、南美洲和大洋洲的热带 季节性干旱地区。 ▪ 大量草本植物、有些散生矮小的小片阔叶丛林 ▪ 草食性动物和肉食性动物、鸟类、爬行动物 ▪ 周期性的雨季和旱季
n 地球上的主要群落类型
针叶林主要由常绿的针叶树如松、杉、柏等树种所组 成，大部分分布在北半球高纬度的温带到亚寒带地区。
▪ 林下植被不发达，地表常被枯枝落叶所覆盖。 ▪ 动物种类较多，如野鸡、松鼠、鹿、狼、熊和各种鸟类。
针叶林中昆虫的种类也很多。
n 地球上的主要群落类型
冻原又称为苔原，分布于北极圈以南环绕北冰洋的 严寒地带)，大约占地球陆地面积的20%。
Hale Waihona Puke n环境与生态因子➢对于一个生物，其周围一切客观存在都是它的环境。 ➢一个生物的环境因素按性质可分为非生物因素和生
物因素两大类。
➢生物生存不可缺少的环境条件称为生态因子，而对 于生物体外部的全部环境要素则称为环境因子。
基础生态学-第三章第二节自然种群的数量变动
二、种群增长型
种群密度随时间而变化,并且存在着许多不同的变化类型,在生 物种群处于最佳状态时,出生率和死亡率则是影响种群密度的 内在原因。根据环境对种群的作用与否以及种群世代的重叠 状况,把种群增长划分为两种类型:指数型增长和S型增长。
二、种群增长型 指数增长模式
在没有限制的指数增长中，增长速
态平衡 。 种群生长限制因子、环境限制因子
增长率随着种群密度的增 加而按一定的比例下降
二、种群增长型
以大草履虫为例 的Ｓ型增长曲线
•环境负荷量：实际上，在一定的空间时间下，环境条件（包括资源、 食物、生活空间等）是有限的，它所能支持的种群最大数量也是有限的， 其极限值，即环境负荷量，用K表示。
度（G）与个体数量（N）成正比，
也就是说，个体数量越大，增长速 度越快。 指数增长模式只是一种理想的状态。 又称J型增长。
二、种群增长型 指数增长模式
又可分为 1.种群世代不重叠的增长模式 假定条件:A.增长是无界的;B.世代不相重叠;C.没有迁入和迁出; D.不具年龄结构,那么这种条件下的种群增长是不连续的。
一、种群的概念 （一）环境容量
所以,一定的环境可能支持的种群的大小也不是固定的,即K值也 会变化,尤其在现有的情况下,许多时候干预起决定作用,如草原过 牧会减少产草量和载畜量,而合理地管理草原却能增加K值。
一、种群的概念 （二）、内禀增长率（又称生物潜能或生殖潜能） 定义：是指在环境条件（如食物、生存空间、资源、其他竞争的生物 个体等）没有限制性影响时，由种群内在因素决定的、稳定的、最大 相对增殖速度。也称为瞬时增长率或生殖潜能。
三、自然种群的数量的变动类型
环境对一个物种的承受容量决定于这个物种对环境的需求和该物种 繁衍的各种决定因素。
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生态结构或营养结构方面都十分复杂，具有 明显的分层结构
森林生态系统演替到成熟阶段，即到了顶极生态系 统时，系统中的生产者、消费者和分解者的营养层 次最多，组成和结构也最为复杂，物质循环和能量 流动则形成动态平衡。
森林生态系统的分类
因所在地域的不同，可分为 北冻土带针叶林 温带和亚热带阔叶林 热带雨cientific study of the interactions that determine the distribution and abundance of organisms (Krebs 1994)
COURSE OBJECTIVES
1. To introduce the fundamental principles of how ecological systems are structured and how they function, at the level of individuals(个体), populations(种群) and communities(群落). 2. To develop a capacity to(有能力) understand quantitative data and information. 3. To encourage a high level of ecological literacy (生态文化水平)relevant to emerging(显现) local and global issues in the 21st century.
Individual Population
Evolution
Community
Ecosystem
生态系统的组成如图，包括必要的非必要的两部分。
必要部分 阳光 绿色植物 非必要部分
生产者
草食动物 寄生生物 腐食动物
肉食动物
腐生植物
消 费 者
分解者 营养分
非生物成分
转变者 生物成分
根据生态系统的环境性质和形态特征，可分以下三类型
No significant gaseous component Major terrestrial source is weathering of Caphosphate minerals (apatite) but these are not very soluble Well-developed intrasystem cycle with a turnover time that can be < 1 minute Large anthropogenic effects
生态学发展进程中的三个特点：
从定性探索生物与环境的相互作用到定量研 究 从个体生态系统到复合生态系统，由单一到 综合，由静态到动态地认识自然界的物质循 环与能量转化规律。 与基础科学和应用科学相结合，发展了生态 学，扩大了生态学的领域。
生态学与环境学的关系与区别
它们所研究的问题基本上是相近的。 生态学是以一般生物为对象的。着重于研究自 然环境因素与生物的关系，单纯属于自然科学 的范畴。 环境科学则以人类为主要对象，把环境与人类 生活的相互影响作为一个整体来研究，从而和 社会科学有十分密切的关系。 生态学的许多基本原理同样也可以应用于环境 科学中，作为基础理论而联系到人类独特的主 观能动性和复杂的社会关系，来研究和解决人 类生活与环境问题。
SPECIALIZATION WITHIN ECOLOGY
Theoretical Ecology Animal, Plant, Microbial, etc, Ecology Desert, Forest, Alpine(高山), Marine(海洋), etc, Ecology Human Ecology Paleo(原始)-Ecology Biogeography(生物地理学)
DEFINING ECOLOGY
OIKOS --- Greek word “HOME” Ernst Haeckel (1869) defined ecology as „the total relations of the animal to both its organic and its inorganic environment‟ Charles Elton (1927) in his pioneering book Animal Ecology defined ecology as „scientific natural history’.
生态系统的基本概念、结构和功能的概括
环境的改变和波动（如环境的开发和种间竞 争），表现为对种群的选择压力，有机体必 须调整以适应这种选择压力，不能适应的有 机体便会消失，这可能在一定时间内降低生 态系统的成熟性。 生态系统有其历史的状况，现在和过去有关， 而未来与现在也有关。
三、森林生态系统
•生态系统的功能与通过生态系统各结构成分的物质循 环和能量流动有关。这种功能的单位是种群。
•流经一个自然生态系统的总能量，取决于植物或生产 者所固定的能量。当能量在营养级间逐一传递时，有相 当大的一部分作为呼吸热而损失掉。这种情况限制了每 一营养级所能维持的机体的数量和能量
生态系统的基本概念、结构和功能的概括
需耗一部分能量进行呼吸，剩下的部分。
生态系统热力学公式： Pg = Pn + R
Pg---Gross production Pn---Net production
Autotroph:自养生物
可以看出，生态系统的能量流动，具有以下5个特点： ①生产者即绿色植物对太阳能的利用率很低，仅1.2% ②能量只朝单一方向流动 ③流动中能量逐渐减少,每经过一个营养等级都有能量 以热的形式散失掉.各级产量只占总产量的16%~44%
生态系统有趋于成熟的倾向，在这过程中，生态系 统由简单的状态变为较复杂的状态，这种定向性的 变化称为演替。演替时期的特点是，具有过剩的潜 能，并且每单位生物量有相当高的能量流动；在成 熟的生态系统中，因为能量流经多种通道而没有浪 费，但也无积累。 在任何一个生态系统中，环境和能量都是有限的， 当一个种群达到生态系统所给于的限制时，种群数 量趋于稳定；或由于疾病、竞争、饥饿、低繁殖率 等原因，引起种群数量下降。
PHYSIOLOGY 生理学
GENETICS 遗传学
ECOLOGY
BEHAVIOUR 行为科学
EVOLUTION 进化论
SPECIALIZATION WITHIN ECOLOGY
Physiological Ecology Behavioural Ecology Population Ecology Community Ecology Conservation Ecology Restoration Ecology Applied Ecology Wildlife Ecology
由乔木或灌木树种为主体组成的绿色植物 群体，就是森林。森林与森林中的动物、 微生物等生物因子和它所处空间的土壤、 水分、大气、日光、温度等非生物因子相 互联系、相互依存、相互作用构成森林生 态系统。
森林生态系统的特点：
占有巨大的生态空间，为生物提供了广阔的生长、栖 息环境，能充分利用气候和土壤的条件，生产巨大 的生物量
Eugene Odum (1963) defined ecology as „the study of the structure and function of nature’. Andrewartha (1961) defined ecology as ‘the scientific study of the distribution and abundance(数量) of organisms’.
Phosphorus Cycle
Biota: 生物区
Intrasystem（系统内的） P Cycle
Leaching:沥 滤,淋洗,浸 出
生态系统的基本概念、结构和功能的概括：
•生态系统是一个主要的生态学单位，它包括生物和非 生物成分；并且在土壤、水、营养物质、生产者、消费 者和还原者之间具有某种结构上的相互关系，以适应能 量和营养物质在生物和非生物成分之间进行物质循环和 能量流动。
系统工程学
生物学 系统 特性
结构 功能
形态 生理 生态 遗传 细胞
生物
经济学 工艺学
生态学
环境
化学 物理学 数学
生态学的多学科性及其相互关系
现代生态学
应该是一门多学科的自然科学，它研究生命系统与 环境系统之间相互作用规律及机理。 生命系统：自然界具有一定结构和调节功能的生命 单元，如动物、植物、微生物。 环境系统：自然界的光、热、空气、水分以及各种 有机物和无机元素相互作用所共同构成的空间。
⑴ 陆地生态系统：又可分 自然生态系统: 森林、草原、荒漠生态系统 人工生态系统：农田、城市、工矿区 ⑵ 淡水生态系统：湖泊、河流、水库 ⑶海洋生态系统：海岸、河口、大洋、海底等
Food chain and Food web
生物圈中的各种生物基于生产者和各级消费者间 的营养关系，构成了生态系统中的食物链(Food Chain)。(就是一种生物以另一种生物为食，彼 此形成一个以食物联接起来的链锁关系。 在一个生态系统中，食物关系往往是很复杂的， 各种食物链互相交错，形成食物网(Food Web)。 能量的流动、物质的迁移和转化，就是通过食物 链和食物网进行的。
Precipitation:降水
Predator:食肉动物 Omnivore:杂食动物 herbivore:草食动物 Algae:藻类
2 、 生态系统中的能量流动
Autotroph:自养生物 phytoplankton:浮游生物
⑵ 生态系统中的能量流动
主要通过两个途径：