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,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,生态系统,I,生物群落,生态学的博物学传统,Darwin,Hongboldt,最幸福的人！,生物群落,生态系统的硬结构,Community,在一定,时间,和,空间,内所有种群组成的具有内在联系和共同规律的生物系统,对于同一尺度的生物在空间上具有排他性,生态系统,Ecosystem,以生物群落为主体，在一定,时间和空间,内，,生物和非生物,成分之间，通过不断的,能量流动和物质循环,而形成的,相互作用、相互依存,的,整体,。是生态学的一个结构、功能和进化单位。,淡水生态系统,生态系统的外貌和边界,生态系统的外貌,生态系统的空间范围,尺度跨越很大,空间独占性,生态系统的边界,如何看待边缘,?,生态交错带（,Ecotone,）,温带草原,海洋生态系统,生态系统的水平结构,镶嵌性,生境异质性,其它隔离因素,小群落,群落不均匀是绝对的,小群落之间边界相对模糊,小群落之间本质上同一,垂直结构,成层性,主要生物类群的分层,温带森林最典型,4,层,(,乔、灌、草、地被层）,亚热带常绿阔叶林,5,层,寒温带针叶林而,3,层（缺少灌木层）,热带雨林几层？,层间植物,空间分层的原因和意义,生态系统的时间动态,外貌的季节动态,季相,温带最典型,热带雨林几乎没有，但季雨林有,主要受温度和水分两个因素决定,外貌的年变化,气候原因,内生原因,大小年,生态系统的组分,生物成分,结构性组分,建群种、优势种、伴生种、偶见种,功能性组分,生产者、消费者、分解者、流通者、调控者,非生物成分,太阳辐射能，无机物质,(,大气、水、土壤等,),，有机物质,生态系统结构性组分,主体结构性物种,非主体结构性物种,主体结构性物种的地位类型,建群种（,constructive species,）,优势种（,dominant species,）,次优势种（,sub-dominant species,）,非主体结构性物种的地位类型,伴生种（附属种,accompanying species,）,偶见种（,accidental species,）,非生态学术语,关键种（,keystone-species,）,冗余种（,species redundancy,）,生态系统中物种的数量特征,基本数量参数,多度（定性）,密度（定量）,盖度,频度,高度,重量,生态系统中物种的数量特征,综合数量指标,优势度（,dominance,）,重要值（,important value,）,综合优势比（,summed dominance ratio,）,群落最小面积,生态系统中物种和种群的多样性,物种多样性,丰富度（,richness,）,差异度（,difference,）,均匀度（,evenness,）,物种多样性测度,丰富度指数,多样性指数,生态系统中物种和种群的多样性,物种多样性测度,丰富度指数,Gleason,指数,D=S/lnA,Margalef,指数,D=(S-1)/ln,N,多样性指数,s,S,D=1-,P,i,2,H=-,P,i,log,2,P,i,i=1,i=1,影响生态系统物种多样性的因素,决定生态系统物种多样性的因素,时间,环境适宜度和空间异质性,竞争,捕食,气候稳定性,生产力,其它因素,生态系统的非生物组分,光、温、水、气、土等,下章讲,传统生态系统与新生态系统,传统概念仅有功能而无空间维度,经济学渊源,生态学,-,生物学家跟风,群落与生态系统层次混淆,从分子到全球的时空二维图？,正确的位置才能避免“烦恼的修补”,研究背景,-,科学内生需求,生态学理论停滞已久,1941,年,Tansley,提出生态系统，,1950s,经,Odum,系统整理成熟,1930s,种群理论趋于成熟,70,余年里仅小修补,新的革命已经到来,新系统层次刚刚进化出来,大量案例和数据的积累,相邻学科的发展：经济学、物理学,数理工具与实用工具,生物学缺少大人物,目前有生物学科而无生物学家,分科太细,99,的人都在研究细节,各个领域的顶尖人物都是统合论者,把越来越多的事实以一些基本原理统合起来,物理学界尤其明显,目前在生物学界正相反,生物学中少有统合论者,生物学家中很少大人物的原因,他山之石,物理学、数学、经济学、计算机等，生物学新方向的开启者,薛定谔,在,1943,年发表了,什么是生命,中的,三个观点发展成理论生物学的三个方向：分子生物学、耗散结构理论、量子生物学,分子生物学是带头学科之一，但这门学科的创建几乎没有多少生物学家的功劳,故事：,Clean and dirty,Francis Crick,，,Robert May,Bifurcates,Order within non-order,Rule within non-rule,Determine within uncertainty,生态学中的主要理论和假说,举例,达尔文,物种的起源,Malthus,人口论,进化稳定对策（,ESS,），,Logistic,Lotka-Volterra,模型,能流模型和十分之一法则,群落演替顶极理论,最小因子法则和耐受性定律,主要理论和假说,May-,种群混沌理论,McArthur-,岛屿生物地理学说,Whittacker-,生物五界系统,Hamilton-,kin-selection,Lovelock-Gaia,假说,常杰、葛滢,-,统合生物学及城乡耦合系统,生态系统的生长,规模扩大,组分数量增多,生态系统“生物量”增加,密度增高，体积增加,生态系统的生长,生态系统形成的基质,裸地，原生与次生,物种扩散（散布）进来,传播、定居与竞争,只有在新地点自行繁殖，才是定居成功,阻限,（,barrier,）与,筛滤路线,（,filter route,）,生态系统的壮大,密度增高，体积增加,生态系统的发育,生态系统的发育阶段,在发育过程中一个生物群落使生态系统性质发生的变化,初期,先锋物种,高多样性,低联系,盛期,生物多样性适中,复杂性高,历时长,末期,混杂,生态系统的变态,生态系统的变态,生物群落的演替,结构,过程有明显差异,但却是同一个生态系统的延续和发育成熟,原生演替与次生演替,水生演替与旱生演替,内因性演替与外因性演替,自养性演替与异养性演替,千年演替、世纪演替与快速演替,从水底开始的群落演替,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,从干旱环境开始的原生演替系列,极端生境开始：火山、岩石,地衣植物阶段,苔藓植物阶段,草本植物阶段,灌木阶段,乔木阶段,旱生演替系列的方向是干燥生境湿润化,群落演替的一些共同特征,大多数群落的演替都有着共同的趋向,从低等生物到高等生物,从小型生物发展到大型生物,生活史从短到长,群落空间层次从少到多；生态系统营养级从低到高增加，复杂性增加；种类竞争从无到有，再发展到很激烈，最后趋向于动态中的稳定,群落演替中的一些共同特征,演替速度,原生慢,次生快（生态系统的再生）,演替中的“利他效应”,发育和进化的基础,演替顶极,演替顶极与顶极群落,吸引子,恒定性演替,多数群落的演替具有方向性，并在稳定的群落阶段长期保持，有微小波动，地带性植被类型的演替属于此类；,周期性演替,由一个类型转变为另一个类型，然后又回到原有类型,
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