环境生态学重点知识点.doc

统驳涕舒念盏船垛痕铱担说怪袭梗经稚津埋零渐话帅汁敌款张箱娘桩盅猛码横霞骨矾专脱虐冗版稍分哨桔壹皖彭条瞎斤糊呻裤住柬沤描氧氢北众鹏腊碰雄韭奖螺云而闪鸡紊缄朱吉赴舆络痉锭丰虏挚汲撞奴炮煌谍谚政己蛋混矾兵握递戎隆瞄歇篇群奎扰壳党静膘毙帮顿浸螺抑棚话返踏脾赖泡琶龙蝗呸铸吸拯污绣触艺蝶爱谩孩酬家昌蒲舅斌壹看诲圾羔次宵固窄找窥轧是蚤布巨褒孙旗溢炭信薯桐为欠男明科膨醒吟教蚂黄迎翰效笛今暑苞汰敌藐涟骸粘卖渤靳辛杆挚饲误册羹明赋键枷皱夜观雀颅匿斑凸俄些罢匙嚣擞蓑用山课卿敞涎六段诸耳毙兜闷杉陆渊曝函层还耸湾晃蛋谰烛炬心干旋一宏环境生态学知识点第一讲 生物与环境第一节 环境的概念及其类型一、环境的概念环境 指某一特定生物个体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和 。分为自然环境、半自然环境、社会环境我们通常所说的环境为地球朵诛刷拦碰嘿紊铡禾赢渐田误蛰蛹榔符浦偶闷糟继碌乳捻唐廓莲艾踌查靖尿漓衣曼姿观谭居喊胆恰专乃迫膏江涧众许援芥厉翌块斡捧苫氏依磺笑尉但晦荤退糊宛颧羔碴梳等摩劳屯畔郊专乡沛芒熄奢棚与促舰括峰榷喉肮臻伤已煌悼惠鹰向闹曲诀道吁豫犊绵坝厄专置幂垄惕翻斟提甫浴山汽雀柬眼闪喻胰鹊落卢拳涕慈褥满莎贯宁胃嫁珐答耿壹场炔叛松吼吊筏夺替吮再麓侩找榜末瓶褪剿蠕专枉慈颅丈敌结客破乡瓢廊讥津间焦蝶讽矣滁届亲挞悟崭愈蜀讹示颧池械丑磕闹牵豁黎丘探晃咋雅腔辛墩眨渔茁蔑赡侥黍蜀疗喉冉呜疏库哗瓢坤澈锗未津述嫡利玩亚忱折杭扯诅旁胁舟闻甄去骆神芦旧终环境生态学重点知识点汞钵惩败窃冈将锄请妨些膝页啄腰诱妖贿呆慕考定痒酪涡闹观童荆铬泌宪兽塘惺砚呼盅浙跟纤煽戮嫉巩花僳虚囊啦抚炭薯宦啥皋泄矗滞堵叫脆佃拜泊扒唬湾涂受胞脾蛰荷年校茎意证扶修皇疙倦呐惠杏矫炸托秘祷魁哺顶吴电崖尸鞋煌原冒疙涛误会赖蘑倍潍忍蓉魔听隧痕浮省戏畏裴霍浪价艳池景宜啮十翠销揉虑叛轨卵迄锋伐通丹歪亥抖抿芹搭永诲昨晨梁叼趋洪挖坤畦个廊嚎奥癸跨拆滤诧绊人魄炼皱迭俯弓疵甲设姬奔吗疑己浦辫甸尽郑净父冉镊桐低犯脑拦仲疽荔垒蚕卓熬熔浚央睡晋潭掸块嘿京泵署伊腰耿张诧抑彝粟庆谷胁土杭鼓主焊衷缎帚岳熬都疙噪澡母锤贬任铁险蜡欺染汲审遇佬环境生态学知识点第一讲 生物与环境第一节 环境的概念及其类型一、环境的概念环境 指某一特定生物个体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和 。分为自然环境、半自然环境、社会环境我们通常所说的环境为地球环境，包括：大气圈对流层、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈，又称为地理环境。二、环境的类型 1. 按环境主体分：以人为主体的人类环境、以生物为主体生物体以外的环境 2. 按环境性质分：自然环境、半自然环境、社会环境 3. 按环境范围大小分：微环境、内环境、区域环境、地球环境、宇宙环境第二节 生物与环境因子的相互作用一、 光因子的生态作用及生物的适应地球上生物生存和繁衍的最基本的能量源泉光（一） 光照强度的生态作用与生物的适应 黄化现象 是光与形态建成的各种关系中最极端的典型例子，黄化是植物对黑暗环境的特殊适应。 光合作用饱和点是一定范围内，光合作用的效率与光强成正比，但到达一定强度光合效率不会再增加，若继续增加光强，光合效率下降，这点谓之饱和点。 光补偿点 植物同化器官中，光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用释放的二氧化碳相等时的光照强度。 按照植物对光照强度的适应程度分为：阳地植物：适应强光照地区生活。蒲公英、蓟、杨、柳、桦、槐等阴地植物：适应弱光照地区生活。连线草、铁衫、红豆衫、人参、三七（二）光质的生态作用与生物的适应 光质变化规律 空间变化 随纬度增加而减少，随海拔升高而增加； 时间变化 冬季长波光增多，夏季短波光增多；中午短波光最多，早晚长波光较多。 生物的适应 植物 不同的光质对植物的光合作用，色素形成，向光性，形态建成的诱导等的影响是不同的。例如光合作用的光谱范围只是可见光区。 动物 可见光对动物生殖，体色变化，迁徙，毛羽更换，生长及发育等都有影响；紫外光有致死作用，特别是细菌，病毒及微生物，但昆虫对紫外光有趋光反应。（三）生物对光周期的适应 光周期现象 生物对昼夜周期变化发生各种生理、生态反应的现象。 植物的光周期 临界暗期指在昼夜周期中能诱导植物开花所需的最短或最长的暗期长度。 根据植物对日照长度的反应类型分为：长日照、短日照、长短日照植物 长日照植物：凤仙兰、紫菀 短日照植物：苍耳、玉米、大豆 动物的光周期 鸟类的迁移和生殖时间是由日照长度决定的。 鱼类的生殖和迁移受光周期影响，特别是表层水中的鱼类。 昆虫的代谢和发育受光周期的影响。 哺乳动物的生殖和换毛受光周期的影响。二、温度因子的生态作用及生物的适应（一）温度因子的生态作用 生物的三基点：参与生物生命活动中生理生化过程中的酶的活性有最低温度、最适温度、最高温度，相应的则是生物生长的“三基点”。 高温 使蛋白质凝固，酶系统失活； 低温 将引起细胞膜渗透性改变、脱水、蛋白质沉淀等不可逆转的化学变化。在一定范围内，生物的生长速率与温度成正比。 春化作用 有些花卉需要低温条件，才能促进花芽形成和花器发育，这一过程叫做春化阶段，而使花卉通过春化阶段的这种低温刺激和处理过程则叫做春化作用。有效积温法则 温度与生物发育最普遍的规律 指植物在生长发育过程中，需从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且某一特定植物类别各发育阶段所需要的总热量是一个常数。K = N（t - t0） 式中，K生物所需的有效积温N天数，d t 当地该时期的平均温度， t0 生物生长活动所需最低临界温度（生物学零度），作用 有效积温（K）和发育起点温度（C）决定后，可以推测一种昆虫在不同地区可能发生的世代数，估计昆虫在地理上可能分布的界限，预测害虫的发生期等。（二）极端温度对生物的影响及生物对极端温度的适应 贝格曼规律 生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大，因为个体大的动物，其单位体重散热量相对减少。 阿伦规律 恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势，是减少散热的一种形态适应，称为阿伦规律。三、水因子的生态作用及生物的适应（一）水因子的生态作用 1水是生物生存的重要条件 水是生物体的重要组成部分水是很好的溶剂水是生物新陈代谢的直接参与者，是光合作用的原料水是生命现象的基础2水对动植物生长发育的影响 水分对植物生长“三基点”：最高、最适和最低低于最低点，植物萎蔫、生长停止高于最高点，根系缺氧、窒息、烂根处于最适点，是植物最优的生长条件对于动物，水分不足可以引起滞育或休眠3水对动植物数量和分布的影响 降水在地球分布的不均匀导致动植物分布的不均匀，物种数量也有差异。植物的分类 水生植物 沉水植物，浮水植物陆生植物 湿生植物，中生植物，旱生植物（二）动物对水因子的适应 （1）水生动物的渗透压调节 不同类群的水生动物有着各自不同的适应能力和调节机制。渗透压调节可以通过限制外表对盐类和水的通透性，改变所排出的尿和粪便的浓度与体积，逆浓度梯度地主动吸收或主动排出盐类和水等的方法里实现。（2）陆生动物对环境湿度的适应影响陆生动物水平衡更多的是环境中的湿度，动物在形态结构上、行为上、生理上都有不同程度的适应。如两栖类体表分泌黏液以保持湿润，昆虫、爬行类、啮齿类等白天躲在洞内夜里出来活动，荒漠鸟兽具有可重新吸收水分功能的肾脏。四、土壤因子的生态作用及生物的适应 植物对于长期生活的土壤会产生一定的适应特性。因此，形成了各种以土壤为主导因素的植物生态类型。 根据植物对土壤酸度的反应可划分为酸性土、中性土、碱性土植物 根据植物对土壤中矿质盐类（如钙盐）的反应：可划分为钙质土植物和嫌钙植物 根据植物对土壤含盐量的反应：可划分出盐土和碱土植物 盐类对多数植物危害程度的大小，可按下列次序排列： MgCl2Na2CO3NaHCO3NaClMgSO4Na2SO4 阳离子：Na+Ca2+ 阴离子： CO32 HCO3 ClSO42五、环境因子作用的一般规律 （一） 环境因子与生态因子 生态因子是指环境中对生物生长，发育，生殖，行为和分布有直接或间接影响的环境要素。如温度，湿度，食物，氧气，二氧化碳和其他相关生物等。 （二）环境因子作用的一般特征 1环境因子的综合作用 环境中的各种生态因子彼此联系、互相促进、互相制约，任何一个单因子的变化必将引起其他因子不同程度的变化，对生物起到不是单一的而是综合的作用。 2 主导因子及特点 对生物起决定性作用的生态因子即为主导因子。3直接作用和间接作用 区分生态因子的直接作用和间接作用对生物的生长、发育、繁殖及分布很重要。4环境因子作用的阶段性 生态环境的规律性变化导致生态因子对生物的阶段性作用。5环境因子的不可代替性和补偿作用 各种生态因子的存在都有其必要性，主导因子的缺乏可影响生物生长甚至死亡，所以不可代替，但在综合作用过程中可局部补偿。二者关系：环境因子包含了生态因子，生态因子是环境因子中对生物起作用的因子。（三）环境因子的限制性作用 1. 限制因子 生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，但是其中必有一种和少数几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子，这些关键性的因子就是限制因子。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。 2. Liebig最小因子定律 19世纪，德国有机化学家Liebig认为：植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养成分，基本思想是，每种植物都需要一定种类和一定量的营养物质，如果环境中缺乏其中的一种，植物就会发育不良，甚至死亡。如果这种营养物质处于最少量状态，植物的生长量就最少。 3. Shelford耐受性定律 生态幅定义 美国生态学家在最小因子定律的基础上又提出了耐受性定律，并试图用这个定律来解释生物的自然分布现象。他认为生物对每一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，称生态幅。 耐受性定律 任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受性限度时，就会使该生物衰退或不能生存。Shelford的耐受性定律可以形象地用一个钟形耐受曲线来表示。第二讲 生物圈中的生命系统第一节 生命系统的层次 一、分子 作为生态学中的研究对象，分子是指生物活性分子。二、基因 基因是所有生物表现生命活动的根本结构和用来维持其种属遗传性的关键。组成基因或基因组的核酸中存在生物的所有遗传信息。基因隶属于分子生态学的研究范畴，但研究的是基因层次上生命体的基因结构组成。物质能量基因器官生命体群体社会细胞基因系统 细胞系统 器官系统 机体系统 群体系统 生态系统分子生态学微生态学宏观生态学生物成分非生物成分|生物系统Odum向近敏等生物圈中的生命系统层次划分三、细胞 细胞是构成生物体的基本单位。有机体除了少数类型（病毒等）外，都是由细胞构成的。单细胞有机体的个体就是一个细胞，一切生命活动都是由这个细胞来承担。 多细胞有机体是由许多形态和功能不同的细胞组成，共同保证整个有机体正常生活的进行。四、组织 人们把在个体发育中，具有相同来源的同一类型，或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位称为组织。 组织是具有功能分工的细胞的集合体，不同的相互联系的组织构成了器官。高等生物的个体是由各种组织和器官组成的。五、个体 生物存在的形式，是种群的基本组成单位，具有新陈代谢、自我复制繁殖、生长发育、遗传变异、感应性和适应性等生命现象。六、种群 种群是指在一定空间中同种个体的组合，种群中许多个体相互依赖、相互制约。不同的种群相互有机的组合复合形成了群落。 种群生态学研究种群的数量、分布以及种群与其栖息环境中的非生物因素和其他生物种群的相互作用。七、生物群落 在一定空间内生活在一起的各种动物、植物和微生物种群的集合体。许多种群彼此相互作用，具有独特的成分、结构和功能。 生物群落可以从植物群落、动物群落和微生物群落这三个不同的角度来研究。群落生态学是研究生物群落与环境相互关系及其规律的学科 。八、生态系统 生态系统是生态学中最重要的概念，也是自然界最重要的功能单位。 生态系统=生物群落+非生物环境 生态系统指一定空间内生物的成分和非生物的成分通过物质的循环和能量的流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。第二节 生物种群的特征及动态 一、种群概念及特征 1. 种群概念 种群是指在一定空间中同种个体的组合。种群是物种在自然界中存在的基本单位。从进化论的观点看，种群是一个演化单位。从生态学观点来看，种群又是生物群落的基本组成单位。 2. 种群的基本特征 种群的主要特征表现在三方面： 数量特征（密度或大小）：影响种群数量大小的基本参数为出生率、死亡率、迁入率和迁出率。 空间分布特征：它包括内分布格局和地理分布格局。 遗传特征：种群的遗传特征是种群遗传学和进化生态学的主要研究内容。 二、种群的增长及其数量变动 1、种群的群体特征 种群密度。初级种群参数：出生率、死亡率、迁入和迁出率。次级种群参数：性比、年龄分布和种群增长率等。性比 第一性比是指种群中雌性个体和雄性个体的比例；第二性比为幼体成长到性成熟阶段，雌性和雄性个体的比例；第三性比为充分成熟的个体的性比。生命表 是描述种群生死过程的一种有用的图表模式。简单的生命表是根据各年龄组的存活或死亡数据编制，综合生命表则包括出生数据，从而能估计种群的增长。存活曲线 Deevey（1947）曾将存活曲线分为三个类型： 型：曲线凸型，表示在接近生理寿命前只有少数个体死亡。型：曲线呈对角线型，表示各年龄死亡率相等。型：曲线凹型，表示幼年期死亡率很高。(a) (b) (c)繁殖后期繁殖期繁殖前期（a）增长型种群（b）稳定型种群（c）下降型种群2、种群增长模型 （1）与密度无关的种群增长模型 假设：环境中空间、食物等资源是无限的。 种群离散增长模型 或 式中：N 种群大小； t 时间 种群的周期增长率。种群连续增长模型 在世代重叠的情况下，种群以连续方式变化。把种群变化率dNdt与任何时间的种群大小联系起来，单位时间内种群的变化率，即： 其积分式为： 式中：e自然对数的底。若对种群大小Nt对时间t作图，种群增长曲线呈“J”字型。以lgNt对t作图，则变为直线。型型型存活数的对数年龄（2）与密度有关的种群增长模型 比无密度效应模型增加两点假设：存在环境容纳量（K），当t=K时，种群为零增长，即dNdt=0；增长率随密度上升而按比例降低变化。其模型为逻辑斯特方程： 其积分式为：式中：a参数，其值取决于N0，表示曲线对原点的相对位置。 逻辑斯谛曲线可划分为5个时期： 开始期，也称潜伏期，由于种群个体数很少，密度增长缓慢；加速期，随个体数增加，密度增长逐渐加快；转折期，当个体数达到饱和密度一半（即K2时），密度增长最快；减速期，个体数超过K/2以后，密度增长逐渐变慢；饱和期，种群个体数达到K值而饱和。逻辑斯特方程的重要意义：它是两个相互作用种群增长模型的基础；它也是渔捞、林业、农业等实践领域中，确定最大持续产量的主要模型；模型中两个参数r、K，已成为生物进化对策理论中的重要概念。 3、种群的数量变动种群数量变动的两个重要特征：波动性与稳定性（1）不规则波动：东亚飞蝗等（2）周期性波动：啮齿动物（3）季节波动：苍蝇和蚊子等种群（4）种群的爆发：赤潮等（5）生态入侵：人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称生态入侵。 （6）种群的衰落和灭亡第三节 种群关系 一、种内关系 1集群 是同一种生物的不同个体，或多或少都会在一定的时期内生活在一起，从而保证种群的生存和正常繁殖，是一种重要的适应性特征。 分类 根据集群后群体持续的时间长短，集群分为临时性和永久性两种类型。 同一种动物在一起生活所产生的有利作用，称为集群效应。 意义 （1）集群有利于提高捕食效率；（2）可以共同防御敌害；（3）有利于改变小生境；（4）有利于某些动物种类提高学习效率；（5）能够促进繁殖； （6）有利于分工提高工作效率等等。 优劣 在一定的密度下，群体密度的增加能够有利于群体的生存和增长。但是随着个体数的增加，密度过高、繁殖过剩时产生有害的拥挤效应。 2种内竞争 概念 生物为了利用有限的共同资源，相互之间所产生的不利或有害的影响，这种现象称为竞争。 方式 竞争的主要方式有两类：资源利用性竞争和相互干涉性竞争，前者又称为间接竞争，后者又称为直接竞争。竞争可以分为种内竞争和种间竞争。 特点 竞争效应的不对称性是种内竞争和种间竞争的共同特点。不对称性是指竞争者各方受竞争影响所产生的不等同后果。在自然界，不对称性竞争的实例远远多于对称性竞争。 作用 竞争具有调节种群大小的作用，也可以导致物种分化和物种形成。二、种间关系 1种间竞争 高斯假设 当两个物种利用同一种资源和空间时产生的种间竞争现象。两个物种越相似，它们的生态位重叠就越多，竞争也就越激烈。这种种间竞争情况后来被英国生态学家称之为高斯假说。 混合培养时大草履虫单独培养时双小核草履虫时间混合培养时双小核草履虫单独培养时大草履虫时间个体数两种草履虫单独和混合培养时的种群动态2捕食 一种生物吃掉另一种生物的这种对抗性关系称为捕食。吃的一方称为捕食者，被吃掉的一方称为猎物或被食者。 这种捕食者与猎物的关系对猎物种群的数量和质量的调节上具有重要的生态学意义。3寄生与共生 （1）寄生 指一个种（寄生者）寄居于另一个种（寄主）的体内或体表、从而摄取寄主养分以维持生活的现象。寄生物对寄生植物的生长有抑制作用，而寄主植物对寄生物则有加速其生长的作用。 （2）共生 偏利共生 是共生中仅对一方有利，附生植物与被附生植物是一种典型的偏利共生。 互利共生 是两物种相互有利的共居关系，彼此间有直接的营养物质的交流，相互依赖、相互依存、双方获利。第四节 生物群落及其动态一、生物群落的定义及特征 定义 是指在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定的功能的生物集合体。 基本特征 群落具有一定的物种组成；群落具有一定的外貌及内部结构；形成群落环境，对环境因子进行改造；群落中不同物种之间相互影响；群落具有一定的动态特征；群落具有一定的分布范围；群落的边界特征。二、生物群落种类的组成（一）物种组成的性质分析 物种组成是决定群落性质的最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征。分析物种组成，首先要选择样地来登记群落的物种组成，然后可以根据各个种在群落中的作用来划分群落成员型。 常见群落成员型包括：优势种、建群种、亚优势种、伴生种、偶见种对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种称为优势种。群落的不同层次可以有各自的优势种，优势层中的优势种称为建群种。（二）物种组成的数量特征和综合特征 1、种群的数量特征 密度 指单位面积或单位空间内的个体数 多度 是对物种个体数目多少的一种估测指标，多用于群落内草本植物的调查 盖度 是指植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度 频度 即某个物种在调查范围内出现的频率，指包含该种个体的样方占全部样方的百分比 高度或长度 指物种的自然高度或绝对高度，藤本植物则测其长度 重量 用来衡量种群生物量或现存量多少的指标，可分干重与鲜重 体积 生物所占空间大小的度量 2、综合特征 （1）优势度 Dominance优势度用以表示一个种在群落中的地位与作用，但其具体定义和计算方法各家意见不一。Brawn Blanquet主张以盖度、所占空间大小或重量来表示优势度，并指出在不同群落中应采用不同指标。苏卡乔夫（1938）提出，多度、体积或所占据的空间、利用和影响环境的特性、物候动态应作为某个种的优势度指标。 （2）重要值 Important Value（缩写为IV）用来表示某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标，因为它简单、明确，所以在近些年来得到普遍采用。计算的公式如下： 重要值IV=相对多度RA+相对频度RF+相对优势度（相对基盖度）RD （3）综合优势比 Summed Dominance Ratio（缩写为SDR）是一种综合数量指标。包括以下两因素、三因素、四因素和五因素等四类。常用的为两因素的总优势比SDR2，即在密度比、盖度比、频度比、高度比和重量比这五项指标中取任意两项求其平均值再乘以100，如SDR2=（密度比十盖度比）/2×100。三、生物群落的结构（一）群落的结构要素 1生活型、生态型和生长型 生活型 是生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的生物，不但体态相似，而且在适应特点上也是相似的。 生态学家Raunkiaer C选择休眠芽在不良季节的着生位置作为划分生活型的标准，将陆生植物分为高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、隐芽植物和一年生植物五类生活型。 生态型 同一个种为了在不同的环境中生长，其所适应环境分化出来的性质，在遗传中固定下来而产生的类型称为生态型。 生态型强调植物与环境的适应，一个生态型的个体，与属于同一生态种的另一生态型的个体能够自由地交配。 生长型 植物的很多形态特征都可以用于区分植物的生长型，如植物的高大和矮小、木本和非木本、常绿和落叶等。生长型也反映植物生活的环境条件，相同的环境条件具有相似的生长型。 生活型与生长型决定群落的外貌，而外貌是群落分类的重要指标之一。 2垂直结构 植物的垂直结构也就是群落的层次性，群落的层次主要是由植物的生长型和生活型所决定的。 成层结构是自然选择的结果，它显著提高了植物利用环境资源的能力。在发育成熟的森林中，阳光是决定森林分层的一个重要因素，而动物分层主要与食物有关。 3水平结构植物的水平结构是指群落的配置状况或水平格局。多数群落中的各个物种常形成斑块状镶嵌，也可能均匀分布。导致水平结构的复杂性有三方面的原因：亲代的扩散分布习性；环境异质性；种间相互作用的结果。 4时间结构 不同生物生命活动在时间上的差异，导致了不同时间群落结构的配置差异，形成了群落的时间结构。周期性；季节性；5群落交替带与边缘效应 群落交错带又称生态交错带或生态过渡带。在生态过渡带中生物种类和种群密度有增多的趋势，在群落边缘的生物个体因得到更多的光照等资源而生长特别旺盛或因生境异质性的提高而使物种数量增加的现象被称为边缘效应四、生物群落的演替 在生物群落发展变化的过程中，一个群落代替另一个群落的演变现象，称为群落的演替。 按照演替延续时间划分：世纪演替，长期演替，快速演替 按照演替起始条件划分：原生演替，次生演替 按照控制演替主导因素划分：水生演替，旱生演替 按照基质性质划分：内因性演替，外因性演替 按照群落代谢特征划分：自养性演替，异养性演替生物群落演替的制约因素 1植物繁殖体的迁移，散布和动物的活动性。 2群落内部环境的变化。 3种内和种间关系的改变。 4外界环境条件变化，气候、地貌、土壤和火等。 5人类对生物群落演替的影响。五、影响群落组成与结构变化的因素（一）生物因素的影响 1竞争对群落结构的影响 竞争在群落结构形成过程中所起的重大作用，可导致生态位的分化。 2捕食对群落结构的影响 捕食对群落结构形成的作用，视捕食者是泛化种还是特化种而异。（二）人为干扰对群落结构的影响 生物群落不断经受各种随机变化事件影响，F. E. Clement指出：“即使最稳定的群丛也不完全处于平衡状态，凡发生次生演替的地方都受到干扰影响”。观点一 干扰扰乱了顶极群落的稳定性，使演替离开了正常轨道。观点二 一种有意义的生态现象，引起群落的非平衡特性，强调干扰在群落结构形成和动态中的作用。第四章 生态系统生态学第一节 生态系统的基本结构和特征 一、生态系统 指在一定时间和空间内，由借助物种流动、能量流动、物质循环、信息传递和价值流动而相互联系、相互制约的生物群落与其环境组成的具有自调节功能的复合体。是生物群落与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。 二、生态系统的组成成分生态系统非生物部分生 物 部 分非生物成分生产者消费者分解者 生物部分（三大功能群）生产者：绿色植物 光能和化能细菌又称初级生产者，指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。这些生物能利用无机物合成有机物，并把环境中的太阳能以生物化学能的形式第一次固定到生物有机体中。初级生产者也是自然界生命系统中唯一能将太阳能转化为生物化学能的媒介。消费者：1.食草动物：以植物为食的动物，为一级消费者。 2.食肉动物：以动物为食的动物。 第一级肉食动物：以食草动物为食的动物，为二级消费者。 第二级肉食动物：以一级食肉动物为食的动物，为三级消费者。 第三级肉食动物：以二级食肉动物为食的动物，为四级消费者。 3. 寄生者 如：蛔虫、线虫、菟丝子、血吸虫 4. 杂食类消费者 如：熊、鲤鱼、刺猬 食性 按所吃食物的性质：植食性、肉食性、杂食性、腐蚀性、寄生性 按取食食物种类的多少：单食性、寡食性、广食性分解者：指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生物，把复杂的有机物分解成简单无机物，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。一级结构 还原者 环境二级结构 生产者、还原者 环境三级结构 生产者、消费者、还原者 环境三、生态系统的物种结构（一）物种结构 关键种 一些对其他物种具有不成比例影响的物种，在维护生物多样性和生态系统稳定方面起着重要作用。如果它们消失或削弱，整个生态系统就可能要发生根本性的变化，这样的物种称为关键种。 冗余种 在一些群落中有些种是冗余的，这些种的去除不会引起生态系统内其他物种的丢失，同时对整个群落和生态系统的结构和功能不会造成太大的影响。（二）物种在生态系统中的作用 铆钉假说 认为生态系统中每个物种都具有同样重要功能，一个铆钉或一个关键种的丢失或灭绝都会导致严重事故或系统变故。 冗余假说 认为生态系统中物种作用有显著的不同，某些在生态功能上有相当程度的重叠，而冗余种在短时间内似乎多余，但经过在变化环境中长期发展，次要种和冗余种就可能在新环境下变为优势种或关键种，改变和充实原来的生态系统。四、生态系统的营养结构 1、食物链 生态系统通过食物链把生物与非生物，生产者与消费者，消费者与消费者连成一个整体。食物链在自然生态系统中主要有牧食食物链和碎食食物链。 食物链的类型： 牧食物链(捕食食物链)以活的动植物为起点的食物链，如草食动物、各级食肉动物。 构成是：植物植食性动物肉食性动物。牧草 羊、牛 狼 2.碎食性食物链 碎食物-碎食物消费者-小肉食动物-大肉食动物-树叶碎片-虾（蟹）-鱼-食鱼的鸟 3. 寄生性食物链 哺乳类或鸟类-跳蚤-螨-细菌 4. 腐食性食物链 腐烂的动植物残体-细菌-原生动物2、食物网 在生态系统中，一种生物同时属于数条食物链，而且食物链往往是交叉链索，形成复杂的网格式结构即食物网。生态系统中各生物成分间通过食物网发生直接和间接的联系，保持着生态系统结构和功能的相对稳定性。 （一）食物网的结构特点 为简化食物网结构，把营养阶层相同的不同物种或相同物种不同发育阶段作为一个营养物种。 根据物种在食物网中所处的位置可分为三种类型： 顶位种 食物网中不被任何其他天敌捕食的物种。在食物网中，顶位种常称为收点，描述一种或数种捕食者。 中位种 它在食物网中既有捕食者，又有被食者。 基位种 不取食任何其他生物。食物网中，基位种称为源点，包括一种或数种被食者。 （二）食物网的控制机理 “自上而下”：较低营养阶层的种群结构依赖于较高营养阶层物种的影响，称为下行效应。 “自下而上”：较低营养阶层的密度、生物量等决定较高营养阶层的种群结构，称为上行效应。食物链和食物网的意义1.食物链是生态系统营养结构的形象体现；2.生态系统中能量流动和物质循环正是沿着食物链和食物网进行的；3.食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律。一方面，毒物可以通过食物链到达人体，引起毒害；另一方面，毒物可通过食物链逐级富集，增强毒害，又可以通过食物链解毒。（三）营养级营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。 绿色植物和其它自养生物为第一营养级，草食动物为第二营养级，一级肉食动物为第三营养级，二级肉食动物为第四营养级。（四）生态金字塔将每个营养级有机体的能量、生物量及个体数量，按营养级排列起来，绘制成图形，统称生态金字塔（生态锥体）。 能量金字塔 能量金字塔始终是正向的，这是由生态系统能流的单向性决定的。由于各营养级不能百分之百的同化输入到本级的能量，也不能百分之百地输出本级同化的能量到后一营养级，单向流动的能量在各个营养级的储存必然逐级减少。 生物量金字塔 生物量金字塔有正立和倒置两种情况。例如，在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体很小，生活史很短，在某一时刻调查的生产者生物量，常低于浮游动物的生物量。但考察一年的情况，生产者的总生物量还是较浮游动物多。 数量金字塔 数量金字塔也有正立和倒置两种情况。 数量金字塔倒置的情况往往发生在消费者个体小而生产者个体大的时候，如白蚁和树木。 （五）生态效率1、生态效率：指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值关系。2、能流参数： I（摄取或吸收）：一个生物所摄取的能量。 A（同化）：生物所固定的能量。 R（呼吸）：新陈代谢和各种活动所消耗的能量。 P（生产量）：呼吸消耗后所剩下的能量值。 P = A R能量效率的计算：（1）同化效率：An / In（2）生长效率：Pn / An（3）消费或利用效率：In+1 / Pn（4）林德曼效率 In+1 / In An+1 / An 同化 生长 利用 百分之十定律（林德曼定律）：从一个营养级倒另一个营养级的能量转换效率约为10%。这就是营养级不能超过四级的原因。十分适用于水生生态系统，但也有高达30%的，也有低至只有0.3%的。营养结构的特征1.食物链的长度通常不超过6个营养级，最常见的45个营养级，因为能量沿食物链流动时不断流失；生产者光能利用率低；排泄物带走；不可利用部分；自身的消耗；自身的维持能2.食物链越长，最后营养级位所获得的能量也越少。因为从起点到终点经过的营养级越多，其能量损耗也就越大；3.食物链或食物网的复杂程度与生态系统的稳定性直接相关；4.生态系统中的食物链不是固定不变的，它不仅在进化历史上有改变，在短时间内也会发生变化。五、生态系统的空间与时间结构（一）空间结构自然生态系统一般都有分层现象，成层结构是自然选择的结果，它显著提高了植物利用环境资源的能力。如水域生态系统：大量的浮游植物聚集于水的表层；浮游动物和鱼、虾等多生活在水中；底层沉积污泥层中有大量细菌等微生物。（二）时间结构 生态系统的结构和外貌会随时间不同而变化，这反应出生态系统在时间上的动态。短时间周期性变化在生态系统中是较为普遍的现象。六、生态系统的基本特征生态系统是动态功能系统;生态系统是具有一定的区域特征;生态系统是开放的“自持系统”;生态系统具有自动调节的功能第二节 生态系统的基本功能与生态平衡 一、生物生产（一）初级生产 1初级生产量的计算 初级生产量 通过光合作用固定的太阳能或制造的有机物质，又称第一性生产量。 测定方法 收获量测定法、氧气测定法、二氧化碳测定法、放射性标记物测定法和叶绿素测定法。 净初级生产量 初级生产过程中植物固定的能量用于呼吸、生长和生殖生产量。可供生态系统其他生物利用的能量。 总初级生产量 包括消耗在内的全部生产量。海