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大家好大家好1一章：生物与环境一章：生物与环境2一、生态学的层次和生态因子一、生态学的层次和生态因子1 1 生态学概念：生态学概念：生态学是研究生态学是研究生物与生物、生物与环生物与生物、生物与环境之间相互作用的一门学科。境之间相互作用的一门学科。生物个体生物个体之间之间 群落群落之间之间 相互作用相互作用 生物和非生物生物和非生物之间之间3 生态学研究的生态学研究的层次层次：种群水平种群水平群落水平群落水平生态系统生态系统生物圈生物圈生态学生态学研究范畴研究范畴4分子水平分子水平亚细胞水平亚细胞水平细胞水平细胞水平种群水平种群水平群落水平群落水平整体水平整体水平生态系统生态系统生物圈生物圈5环境：环境：是指某一特定是指某一特定生物或生物群体生物或生物群体周围一切的总和周围一切的总和，它包括在一定空间，它包括在一定空间内直接或间接影响该生物或生物群体内直接或间接影响该生物或生物群体生存的各种因素。生存的各种因素。6生态因子生态因子l生态因子：生态因子：环境中对生物的生长、发育、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生殖、行为、分布有着直接或间接影响的环环境要素境要素。生物因子：生物因子：生物生物种内和种间的相互关系种内和种间的相互关系非生物因子非生物因子:光、温度、湿度、降水、光、温度、湿度、降水、土壤、大气等土壤、大气等7生态型：生态型：同一物种的个体群（种群）生态同一物种的个体群（种群）生态 分类最小单位，分类最小单位，是种群对不同生境是种群对不同生境 长期适应分化的产物长期适应分化的产物。指同一物种内指同一物种内因适应不同生境因适应不同生境而表现出而表现出具有具有一定结构或功能差异的不同类群一定结构或功能差异的不同类群。不同生。不同生态型具有形态、生理、遗传和适应性的差异；态型具有形态、生理、遗传和适应性的差异；例如水稻和旱稻；早稻和晚稻等。例如水稻和旱稻；早稻和晚稻等。8 2 2、种群生态、种群生态 什么是什么是种群种群？在特定在特定时间时间和和空间空间中同一中同一种生物个体的组合。种生物个体的组合。(物种物种;群落群落;生态系统生态系统)种群内的个体通过种群内的个体通过自然繁殖产生遗传性自然繁殖产生遗传性状稳定的后代。状稳定的后代。对种群的研究包括多方面特征的对种群的研究包括多方面特征的描述描述。包括包括:空间结构空间结构;年龄结构年龄结构;增长曲线增长曲线91)1)种群的种群的空间结构空间结构种群密度：种群密度：一定时间内，单位面积上或一定时间内，单位面积上或 单位空间内的个体个数。单位空间内的个体个数。种群分布型：种群分布型：随机分布随机分布 均匀分布均匀分布 群聚分布群聚分布10群集型群集型种群分布的类型图种群分布的类型图群集型分布：群集型分布：动植物对动植物对生活环境生活环境差异发生反应的结差异发生反应的结果果,受受生殖方式生殖方式和和 社会行为社会行为的影响。的影响。如如:鱼苗成群结队的移动鱼苗成群结队的移动生活环境包括水源、食物生活环境包括水源、食物等资源等资源11均匀型均匀型均匀型分布：均匀型分布：由于由于种群内部成种群内部成员进行竞争员进行竞争引起；如引起；如鸟类占据各自的树木鸟类占据各自的树木筑巢，树木争夺根部筑巢，树木争夺根部空间等。空间等。种群分布的类型图种群分布的类型图12随机型随机型随机型分布：随机型分布：只有只有资源分配不是限资源分配不是限制性因素制性因素，而且种内个体，而且种内个体既既不吸引又不排斥不吸引又不排斥时才能时才能发生。发生。种群分布的类型图种群分布的类型图13 种群的种群的年龄结构年龄结构2)2)种群统计学种群统计学增长型增长型稳定型稳定型衰退型衰退型老年个体数老年个体数成体数成体数幼体数幼体数14 种群存活曲线种群存活曲线(survivorship)(survivorship)概念概念在各年龄阶段种群的存活率曲线在各年龄阶段种群的存活率曲线基本类型基本类型 型（型（凸型凸型）哺乳动物、人哺乳动物、人 型（型（直线型直线型）鸟类鸟类 型（型（凹型凹型）低等动物低等动物15存存活活率率年龄年龄凸型存活曲线凸型存活曲线16直线型存活曲线直线型存活曲线年龄年龄存存活活率率17凹型存活曲线凹型存活曲线年龄年龄存存活活率率 18种群增长率种群增长率（出生率（出生率+迁入率）迁入率）-（死亡率（死亡率+迁出率）迁出率）19指指数数式式增增长长“J”形形逻逻辑辑斯斯缔缔增增长长“S”形形 种群增长的形式种群增长的形式3)3)种群增长种群增长环境阻力环境阻力J J形曲线形曲线S S形曲线形曲线种群密度种群密度K(K(K为环境容纳量为环境容纳量 )时间时间20逻辑斯谛增长曲线逻辑斯谛增长曲线 在种群数量变化过程中，由于在种群数量变化过程中，由于环境容纳环境容纳量对种群数量变化有一定的制约作用量对种群数量变化有一定的制约作用，使种，使种群数量总是趋向于群数量总是趋向于恒定值恒定值K(K(环境容纳量环境容纳量)，形成一种形成一种S S形的增长曲线形的增长曲线。213 3、生物群落、生物群落 什么是群落？什么是群落？群落群落是指生活于某一特定地区的是指生活于某一特定地区的相互作用相互作用着的着的多种生物种群多种生物种群的总和。的总和。(竞争竞争;共生共生;扑食扑食)各个种群生活在各个种群生活在同一个时空同一个时空，分享同样资，分享同样资源，在源，在资源不足资源不足的情况下，表现的情况下，表现出竞争关系出竞争关系。22两种草履虫，分开培养和混合培养，出现不同两种草履虫，分开培养和混合培养，出现不同生长曲线生长曲线23 在长期共同进化中，对在长期共同进化中，对资源资源加以适当分配，加以适当分配，以以避免竞争。避免竞争。生态位（生态位（nicheniche）：）：描述各种生物种群描述各种生物种群在空间和时间上的特定地位在空间和时间上的特定地位。包含生活方式、。包含生活方式、食物、气候、需求食物、气候、需求等等。等等。24 五种五种北美莺北美莺同以同以云杉云杉为生为生，分处不同的生分处不同的生态位上，达到态位上，达到避开竞争避开竞争的效果的效果(分离分离)。25两种藤壶分处海岸不同高度两种藤壶分处海岸不同高度26 不同种群的个体之间，存在着长时间的不同种群的个体之间，存在着长时间的紧密的相互关系，称为紧密的相互关系，称为共生。共生。按对双方的利害区分为：按对双方的利害区分为：寄生：寄生：一方的生长带来对另一方的损害。一方的生长带来对另一方的损害。27锥虫是一种原生动物，能引起睡眠病锥虫是一种原生动物，能引起睡眠病28食食用未煮透的带虫卵的猪肉，可感染用未煮透的带虫卵的猪肉，可感染旋毛虫病旋毛虫病。轻轻则恶心、呕吐，重则致死。则恶心、呕吐，重则致死。29一一只只鸟鸟体体内内外外寄寄生生物物约约2 20 0多多种种30互利共生互利共生：则是双方都从共同栖居中得益。则是双方都从共同栖居中得益。合作合作：亦是双方互利的，但是两种生物体居亦是双方互利的，但是两种生物体居住关系上已疏远一点。住关系上已疏远一点。31蚂蚁和蚜虫共生蚂蚁和蚜虫共生32白蚁白蚁消化道中消化道中原生动物原生动物帮助白蚁消化木屑帮助白蚁消化木屑 互利共生互利共生。33牛牛尾尾鸟鸟帮帮助助犀犀牛牛清清除除寄寄生生小小虫。虫。这这是是一一种种合合作作关关系系34 介于共生和互利共生之间介于共生和互利共生之间,如：如：偏利共生偏利共生，对，对一方有利，另一方无利、害。一方有利，另一方无利、害。如：如：植化相剋植化相剋:一些类型的植被与杂草之间表现出植化相一些类型的植被与杂草之间表现出植化相克效应，如以黑麦、高粱、小麦、大麦和燕麦作为覆盖材料时，克效应，如以黑麦、高粱、小麦、大麦和燕麦作为覆盖材料时，其释放的物质对杂草萌发和生长有抑制效应。其释放的物质对杂草萌发和生长有抑制效应。鼠尾草鼠尾草分泌化学物质，使周围成为不毛之地。分泌化学物质，使周围成为不毛之地。35森林森林热带雨林热带雨林亚热带常绿阔叶林亚热带常绿阔叶林温带落叶阔叶林温带落叶阔叶林泰加群落（针叶林、山地森林）泰加群落（针叶林、山地森林）4 4、主要群落类型（水生和陆生）、主要群落类型（水生和陆生）(森林、草原、荒漠、冰原森林、草原、荒漠、冰原)36热带雨林热带雨林主要分布于东南亚、澳大利亚北部、南美洲亚马逊河流域、非洲刚果主要分布于东南亚、澳大利亚北部、南美洲亚马逊河流域、非洲刚果河流域、中美洲和众多太平洋岛屿。河流域、中美洲和众多太平洋岛屿。37温带落叶阔叶林温带落叶阔叶林四季分明四季分明,群落的垂直结群落的垂直结构一般具有四个非常清楚构一般具有四个非常清楚的层次：乔木层、灌木层、的层次：乔木层、灌木层、草本层和苔藓地衣层。草本层和苔藓地衣层。38代表动物针叶林针叶林39草原草原热带草原热带草原温带草原温带草原冻原冻原40热带草原热带草原41稀树草原近观稀树草原近观42温带草原温带草原43冻原代表动物冻原冻原驯鹿44代表植物荒漠荒漠45二、生态系统二、生态系统 1 1）概念：）概念：一定地区内的一定地区内的所有生物和环境所有生物和环境 物理因素物理因素的总和称的总和称生态系统生态系统。研究生态系统着重于宏观方面。研究生态系统着重于宏观方面。能流、物质循环、生态系统的稳定性能流、物质循环、生态系统的稳定性等等。等等。462 2）生态系统的基本组分）生态系统的基本组分非生物成分非生物成分 太阳辐射能，无机物质太阳辐射能，无机物质(大气、水大气、水)，有机物质，有机物质生物成分生物成分 生产者，消费者，还原者生产者，消费者，还原者 4748海洋生态系统食物链海洋生态系统食物链陆地和海洋生态系统食物链陆地和海洋生态系统食物链各种生物通过一系列吃与被吃的关系（捕食关系）彼此各种生物通过一系列吃与被吃的关系（捕食关系）彼此联系起来的序列，在生态学上被称为联系起来的序列，在生态学上被称为食物链食物链49 能量流动能量流动生态系统中的能量传递生态系统中的能量传递效率和效率和 逐级递减逐级递减，是普遍的规律。是普遍的规律。3 3）生态系统的功能）生态系统的功能?能量流动能量流动?物质循环物质循环?信息传递信息传递505152物质循环包括：物质循环包括：水循环水循环 气体循环气体循环 沉淀物循环沉淀物循环 物物 质质 循循 环环5354水循环水循环的过程通过降水、地表径流、入渗、地下径的过程通过降水、地表径流、入渗、地下径流、蒸发、植物蒸腾等环节，把流、蒸发、植物蒸腾等环节，把大气圈大气圈、水圈水圈、岩岩石圈石圈和和生物圈生物圈联系起来，并在期间进行能量交换。联系起来，并在期间进行能量交换。55碳碳在无机环境与生物群落之间中以二氧化碳的形式进行循环。在无机环境与生物群落之间中以二氧化碳的形式进行循环。二氧化碳二氧化碳通过通过生产者的光合作用生产者的光合作用合成为有机物一些海洋浮合成为有机物一些海洋浮游植物还能将无机碳沉积在细胞表面来固碳。游植物还能将无机碳沉积在细胞表面来固碳。生物群落中的碳又通过生物群落中的碳又通过生物的呼吸作用和微生物的分解作生物的呼吸作用和微生物的分解作用以二氧化碳形式返回到大气中用以二氧化碳形式返回到大气中.还有一些生物死后快速埋藏，经过复杂的地质还有一些生物死后快速埋藏，经过复杂的地质演化转变为演化转变为煤、石油、天然气等化石燃料贮存在地层中煤、石油、天然气等化石燃料贮存在地层中。56自然界中的游离态自然界中的游离态氮氮只有通过固氮菌等生物作用只有通过固氮菌等生物作用57584 4、生态平衡及调控、生态平衡及调控生态平衡（生态平衡（ecological balanceecological balance）一个生态系统在特定时间内的动态平衡一个生态系统在特定时间内的动态平衡状态。状态。特征特征动态和相对的平衡动态和相对的平衡整体性整体性59生态平衡的失调和破坏生态平衡的失调和破坏环境因素环境因素改变改变(废气、废水、垃废气、废水、垃圾和乱砍乱伐圾和乱砍乱伐)生物生物种类成分种类成分的改变的改变对对生物信息系统生物信息系统的破坏的破坏60天津市北辰区西堤头镇天津市北辰区西堤头镇 “红河谷红河谷”61野生动物的过度捕杀野生动物的过度捕杀62人们向人们向大气中排大气中排放的污染物放的污染物能与能与之发生化学反应，之发生化学反应，则雌虫的性外激则雌虫的性外激素就失去了引诱素就失去了引诱雄虫的生理活性，雄虫的生理活性，结果势必影响昆结果势必影响昆虫交尾和繁殖，虫交尾和繁殖，最后导致种群数最后导致种群数量下降甚至消失。量下降甚至消失。63解决生态平衡失调的对策解决生态平衡失调的对策正确处理正确处理保持生态平衡保持生态平衡与与开发资源开发资源的的关系关系正确安排正确安排环境供需相对平衡环境供需相对平衡维持生物间的维持生物间的制约关系制约关系妥善处理妥善处理部分与全局部分与全局的关系，使生态的关系，使生态系统处于优化状态系统处于优化状态64三三.中国环境现状中国环境现状 人口：人口众多人口：人口众多水荒：水荒：2121世纪为水而战世纪为水而战污染：一江浊水向东流污染：一江浊水向东流65马尔萨斯马尔萨斯马寅初马寅初逻辑斯谛增逻辑斯谛增长曲线与人长曲线与人口增长口增长 66温室效应温室效应1 1、原因、原因二氧化碳含量增多二氧化碳含量增多自然原因：自然原因：人为原因：人为原因：燃烧矿物燃料产生燃烧矿物燃料产生毁林毁林甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体氟甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体氟氯烃化合物（氯烃化合物（CFCCFC等其他温室气体等其他温室气体太阳活动、大气环流、火山活动、地壳运动等太阳活动、大气环流、火山活动、地壳运动等为什么为什么？67南极臭氧空洞为什么？为什么？9月16日 9月16日 9月16日“世界保护臭氧层日”68沙尘暴沙尘暴69垃圾与噪声垃圾与噪声垃圾垃圾新的白色恐怖新的白色恐怖噪声噪声猛于虎猛于虎70垃垃圾圾处处理理场场自自20102010年世博年世博会以后，年垃会以后，年垃圾总量基本维圾总量基本维持在同一水平，持在同一水平，而此前，年垃而此前，年垃圾产量以圾产量以3 35 5的速度递增。的速度递增。目前，上海目前，上海日日产垃圾约产垃圾约2.22.2万万吨，吨，其中其中4040焚烧处理，其焚烧处理，其余为填埋和综余为填埋和综合处理。合处理。71草原在退化草原在退化红树林：泪尽泣以血红树林：泪尽泣以血呼唤：伐木者，醒来！呼唤：伐木者，醒来！流失的土地流失的土地南方占地猛似虎南方占地猛似虎长江：中国的第二条黄河？长江：中国的第二条黄河？深圳：繁荣的背后深圳：繁荣的背后 72
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