【教学课件】第八章生命与环境(新).ppt

第八章 生命与环境,个体生态种群生态群落生态生态系统,第一节 个体生态,环境与生态因子的基本概念生态因子的分类生态因子的作用特点生物对生态因子的耐受限度,一、环境与生态因子的基本概念,环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和生态因子是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为、分布有着直接或间接影响的环境要素,二、生态因子分类,生物因子 生物之间的各种相互关系，如捕食、寄生、竞争和共生等非生物因子 光、温度、湿度、降水、土壤、大气等,综和性非等价性不可替代性和互补性限定性,三、生态因子的作用特点,综和性,每个生态因子都是在与其他生态因子的相互影响、相互制约中起作用，任何一个因子的变化都会在不同程度上引起其他因子的变化,非等价性,对生物起作用的诸多因子是非等价的，其中必有12个是主要因子,不可替代性和互补性,虽非等价，但不可缺少，一个因子缺失不能由另一个因子替代但某一因子的数量不足有时可靠另一因子的加强而得到调剂和补偿,限定性,生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或不同的强度，因此某一生态因子的有益作用常仅限于生物生长发育的某一特定阶段,四、生物对生态因子的耐受度,1913年，美国生态学家谢尔福特（Shelford）提出耐受性法则生物对每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,谢尔福特耐受定理,耐受范围,第二节 种群生态,概念种群的空间结构种群统计学种群关系,一、种群概念：,占有一定空间和时间的同种个体的集合体，其基本构成成分是有潜在互配能力的个体,二、种群的空间结构,种群密度种群分布,1、种群密度,一定时间内，单位面积上或单位空间内的个体个数。,集团分布,均匀分布,随机分布,2、种群分布型,种群的年龄结构种群存活曲线种群增长率种群增长的形式,三、种群统计学,1、种群的年龄结构,年龄金字塔表示分为：增长型、稳定型、衰退型,2、种群存活曲线(survivorship),概念：在各年龄阶段种群的存活率曲线,型（凸型）哺乳动物、人 型（直线型）鸟类型（凹型）低等动物,基本类型,凸型存活曲线,绝大多数个体都能活到生理年龄，早期死亡率极低，但当达到一定生理年龄时，短期内几乎全部死亡,哺乳动物、人,直线型存活曲线,种群各年龄的死亡率基本相同,鸟类,凹型存活曲线,早期有极高的死亡率，但一旦活到某一年龄，死亡率变得很低而且稳定,低等动物,3、种群增长率,（出生率+迁入率）-（死亡率+迁出率）,一般以一定时间每1000个个体的出生数或死亡数表示,r-瞬时增长率K-环境容纳量,瞬时变化量,4、种群增长的形式,-J形,-S形,指数式增长“J”形逻辑斯缔增长“S”形,四、种群关系,大草履虫单独培养,小草履虫单独培养,混合培养,种间竞争,种群密度,高 低,/d,/d,/d,捕食,合作,附生,在热带地区，兰花通常以树干作支撑,鱼以海葵作庇护的场所,寄生,黄蜂产卵于蛾幼虫体内，将幼虫致死图为黄蜂蛹覆在虫体上，以幼虫内部组织为生,第三节 群落生态,定义分类主要群落类型基本特征,一、群落定义,由一定种类的生物种群所组成的生态功能单位，是占有一定时间和空间的多种生物的集合体。,二、群落的基本特征,群落具有,一定的结构一定的种类组成一定的种间关系,生物组成的多样性：包括植物、动物、微生物植物生长型和群落层次性：各种植物具有极不相似的外貌，根据外貌分成不同的生长型如乔木、灌木、草本和苔藓等，不同的生长型决定群落的层次性优势现象：优势种具有高度的生态适应性相对数量：各种生物的数量是不一样的营养结构：指群落中各种生物间的取食关系和各自所处的位置,三、地球上群落的主要类型,热带雨林温带落叶阔叶林北方针叶林（泰加林）草原冻原沙漠淡水生物群落海洋生物群落,热带雨林,整个热带雨林约有几千个树种层次明显：乔木层、灌木层、草本层；各层次上还有许多附生植物和藤本植物动物：灵长动物、鸟类、昆虫单位面积含有的生物种类比任何其他群落都多,温带落叶阔叶林,主要树种：落叶乔木、灌木、阔叶草本植物最大食草动物：鹿最大食肉动物：熊,代表动物,北方针叶林,常绿针叶树组成，如松树、杉树哺乳动物，很多是珍贵的毛皮兽,草原,黄羊野驴,代表动物,冻原,冻土层，环绕北冰洋的狭长地带土壤能够从几厘米以下终年冻结不化最典型的植物：地衣食草动物有：驯鹿、麝牛等食肉动物有：北极狐、狼,代表植物,沙漠,干旱沙漠植物主要适应是减少叶表面积动物的主要适应性表现在增加皮肤的不透水性,四、群落的演替,群落的依次取代现象叫做演替群落的演替是一个有规律的、有一定方向的和可以被预测的自然过程,原生演替：指在一个起初没长任何植物的地方所发生的演替次生演替：指原有的群落遭到破坏后所发生的群落演替演替顶级：指在一定环境条件下，能自我永续的群落演替达到稳定终末状态这时的群落称为该环境下的顶级群落,群落演替图,裸底阶段,浮叶根生植物阶段,挺水植物和沼泽植物阶段,沉水植物阶段,群落演替过程,裸底阶段：湖底相当于陆地裸岩，几乎没有什么植物能扎根生长，出现在湖底的只有浮游生物，浮游生物死后沉积形成一层有机质沉水植物阶段：与此同时，陆地的泥沙不断冲入湖中，形成疏松的软泥，轮藻、金鱼藻等沉水植物扎根生长起来浮叶根生植物阶段：有些植物根扎在湖底，叶浮在水面挺水植物阶段：水位变化使浮叶根生植物失去保护，挺水植物占据这一地带,沼泽植物群落：湖边缘沉积物变硬，演变成沼泽，湖泊演变成介于水生群落和陆生群落之间的沼泽植物群落森林群落,裸底阶段,沉水植物阶段,浮叶根生植物阶段,挺水植物和沼泽植物阶段,群落演替示例,第四节 生态系统,生态系统的基本概念生态系统中的能量流动生态系统中的物质循环,一、生态系统的基本概念,定义特征组成食物链和食物网生态金字塔生态系统的自我调节生物圈,（一）生态系统定义：,在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质的循环、能量的流动和信息的传递而相互作用、互相依存所构成的一个具有自组能力和自我调控功能的生态学功能单位,（二）基本特征,具有自我调节能力具有能量流动、物质循环和信息传递三大功能生态系统中营养级数目不超过45级半开放的动态系统,（三）生态系统组成,非生物环境：无机物、水、气体、太阳能生产者：绿色植物、海洋澡类消费者：异养生物分解者：细菌、真菌,（四）食物链和食物网,植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中传递把生物之间存在的这种单方向营养和能量传递关系称为食物链,食物网,在群落中食物链往往是相互交错、相互联系的把食物链彼此交织在一起形成的网状结构称为食物网更能反映出群落内各物种之间的关系生物多样性的减少，可使维持食物网稳定的结构和过程受到危害,（五）生态系统的自我调节,通过反馈进行调节包括正反馈和负反馈,负反馈能使生态系统趋于平衡或稳态,正反馈能使生态系统远离平衡或稳态当湖泊受到污染时，鱼类数量减少，鱼类腐败后加重污染，引起更多鱼类死亡，污染进一步加重,（六）生物圈,指地球上有生命存在的所有地方包括水域、岩层表面、土壤和大气圈的下部,二、生态系统中能量流动,特点：能量循着食物链而流动生态系统中能量流动是单方向的逐级减少,初级生产量次级生产量生态金字塔,1、初级生产量,在给定的时间周期内，通过生态系统中自养生物将光能变成有机化合物中化学能的量，称为初级生产量通过自养生物所固定的总的能量，总初级生产量（GR）植物呼吸消耗掉部分能量（R）净初级生产量（NR）=GRR,2、次级生产量,消费者再生产出的生产量消费者从上一营养级获得的生产量，经同化作用后，除用于呼吸代谢消耗外所净剩的同化能量值，以有机物形式积累在生物体或生态系统中用于生长、生殖,3、生态金字塔,生产量金字塔生物量金字塔数量金字塔,A、生产量金字塔,进入营养级中流动的能量，随食物链中营养级上升而递减总是正锥体图形,B、生物量金字塔,生物量：指在某一时刻调查时单位面积上存积的有机物质，以生物的干重表示一般来说：植物的生物量植食动物生物量肉食动物生物量，生物量金字塔上窄下宽锥体形在海洋生态系统中，由于个头小的生产者寿命短、周转快，常表现倒锥形生物量金字塔,C、数量金字塔,各营养级中生物个体数目金字塔通常为上窄下宽锥体在温带森林中，树木的个体数量比植食动物数量少，倒锥体,三、生态系统中的物质循环,又称生物地化循环指元素或化合物通过生活的有机体运动的过程特点：物质流动是循环的，各物质和元素都可借助其完善的循环功能被植物重复利用无数次,物质循环的类型,气态型或气态物循环：以O、C、N循环为代表，主要储存在大气中沉积型循环：以S、P、Ca、Mg为代表，主要贮存在地壳中水循环,