生態(tài)學基本原理

生態(tài)學基本原理

思考為什么要學習生態(tài)學？空氣污染加劇林立的煙囪排放出滾滾濃煙

水資源短缺10月28日，一位長沙市民行走在湘江長沙段一片干涸的河床上。水污染嚴重因水體污染致死的白洋淀魚群固體廢物排放量大2030年中國城市垃圾將達4.8億噸/年。城市噪聲污染嚴重自然植被破壞位于山西省新絳縣境內(nèi)的馬首山，因山的形狀酷似馬頭而得名。過去，它是個山清水秀、泉水叮咚的好地方。然而，自1993年這里發(fā)現(xiàn)磁鐵礦后，一些非法采礦者便成群結(jié)隊來到這里，瘋狂地私挖濫采，使生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞,事故不斷發(fā)生,給當?shù)卮迕裆顜砭薮鬄?zāi)難。

據(jù)不完全統(tǒng)計，僅2004年到2005年，附近村里就有13人在礦上干活死于非命，至于外地的四川、陜西、湖北等民工，保守講近年也有五十多人，而且隱瞞不報或少報，賠點錢就了事。

野蠻的開采方式

沿山路可以看到，山上的植被被剝離得七零八落，原本可耕種的土地被隨意傾倒的礦渣所埋掉。山下選礦廠的石渣、石沙堆積如山，泄洪渠道被堵死，澆地的渠道被破壞，過去的水田已成為旱地，一些石渣沖入良田已無法復墾。植被慘遭破壞

大山的根脈已被挖斷

礦工們住的地方

個體生態(tài)原理種群生態(tài)原理群落生態(tài)原理系統(tǒng)生態(tài)原理景觀生態(tài)原理生態(tài)設(shè)計案例賞析生態(tài)設(shè)計創(chuàng)新實踐訓練一、個體生態(tài)原理環(huán)境對生物的綜合作用環(huán)境對生物的制約生物對環(huán)境的適應(yīng)性生物對環(huán)境的生態(tài)效應(yīng)1環(huán)境對生物的綜合作用生態(tài)因子——環(huán)境中對生物生長發(fā)育產(chǎn)生影響的要素。（氣候、地形、土壤、生物、人為）生存因子——生態(tài)因子中生物生存不可缺少的因子。交互作用不可替代作用主輔作用直接間接作用階段性作用2環(huán)境對生物的制約（1）最小因子定律（木桶原理）生物生長取決于數(shù)量最不足的營養(yǎng)物質(zhì)。限制因子：某一數(shù)量最不足的營養(yǎng)物質(zhì)，由于不能滿足生物生長的需要，不僅限制了生物的生長，而且也將限制其它處于良好狀態(tài)的生態(tài)因子發(fā)揮作用，這一生態(tài)因子就是限制因子。

任何一個生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上不足或過多，即當接近或達到某種生物的耐受限度時，就會使該生物衰退或不能生存。（2）耐性定律低

梯度

高不能耐受帶耐性上限耐性下限最適范圍不能耐受帶生理緊張帶生理緊張帶每個物種對生態(tài)因子適應(yīng)范圍的大小稱為生態(tài)幅。耐性定律的補充原理：①任何一種生物對不同生態(tài)因子的耐性范圍不同。②同種生物在不同的生育階段對生態(tài)因子的耐性范圍不同。③由于生態(tài)因子間的相互作用，當某一生態(tài)因子不是處于最適狀態(tài)時，生物對其他生態(tài)因子的耐性范圍將會縮小。④對多個生態(tài)因子耐性范圍都很寬的生物，其地理分布范圍也很廣。⑤同一生物種的不同品種，長期生活在不同的生態(tài)環(huán)境下，其耐性范圍會發(fā)生變化，產(chǎn)生生態(tài)型的分化。3生物對環(huán)境的適應(yīng)性趨異適應(yīng)——同一種生物的不同個體群，由于分布地區(qū)的間隔，長期接受不同環(huán)境條件的綜合影響，不同個體群之間所產(chǎn)生的相應(yīng)的生態(tài)變異。趨同適應(yīng)——不同種類的生物生長在相同的環(huán)境條件下，往往形成相同（或相似）的適應(yīng)方式和途徑。（1）生態(tài)型——趨異適應(yīng)

同種生物的不同個體群，長期生存在不同的自然生態(tài)條件或人為培養(yǎng)條件下，發(fā)生趨異適應(yīng)，并經(jīng)過自然選擇和人工選擇，所形成的生態(tài)、形態(tài)和生理特性不同的基因型類群，稱為生態(tài)型。

（2）生活型——趨同適應(yīng)

不同生物由于長期生存在相同的自然環(huán)境條件或人工培養(yǎng)條件下，發(fā)生趨同適應(yīng)，并經(jīng)過自然選擇和人工選擇，而形成的具有相似的形態(tài)、生理、生態(tài)特性的物種類群，稱為生活型。

生態(tài)型是一種種以下的分類單位，一個物種可能有幾種不同的生態(tài)型。一般分布區(qū)域越廣的生物種，其生態(tài)型越多。生活型著重從外貌上進行區(qū)分，是一種種以上的分類單位，一種生活型往往具有多種不同的生物。城市植被保護和凈化環(huán)境的生態(tài)效益：（1）改善小氣候（2）吸收二氧化碳，釋放氧氣（3）凈化空氣（4）減弱噪聲（5）涵養(yǎng)水源，保持水土（6）凈化水體（7）防風固沙4生物對環(huán)境的生態(tài)效應(yīng)一棵50年樹齡的樹，產(chǎn)生氧氣的價值約31,200美元；吸收有毒氣體、防止大氣污染價值約62,500美元；增加土壤肥力價值約31,200美元；涵養(yǎng)水源價值37,500美元；為鳥類及其他動物提供繁衍場所價值31,250美元；產(chǎn)生蛋白質(zhì)價值2,500美元，除去花、果實和木材價值，總計創(chuàng)值約196,000美元。

一棵樹的生態(tài)價值二、種群生態(tài)原理1什么是種群？

生物種群是指一定時間內(nèi)，占據(jù)一定空間，具有相似的形態(tài)、生理和生態(tài)特性，并能相互交配繁殖后代的同一個生物種的一群個體。

（1）均勻型（2）隨機型（3）成群型均勻成群型、隨機成群型、群集成群型2種群分布方式城市人口的分布格局3種群增長規(guī)律

種群增長主要表現(xiàn)有兩種形式，即指數(shù)增長和種群阻滯增長。其中：種群的指數(shù)增長，也稱為J型增長。種群的阻滯增長，也稱為S型增長或邏輯斯諦增長。

種群密度時間J型增長時間環(huán)境容納量S型增長人口增長屬于哪一種增長類型？地球上人口的環(huán)境容納量究竟有多大？4生態(tài)對策r對策：個體小，壽命短，生長迅速，存活率低，但增殖率（r）高，具有較大的擴散能力，適應(yīng)于多種棲息環(huán)境，種群數(shù)量常出現(xiàn)大起大落的突發(fā)性波動。k對策：個體較大，壽命長，存活率高，適應(yīng)于穩(wěn)定的棲息生境，不具較大擴散能力，但具有較強的競爭能力，種群密度較穩(wěn)定，常保持在k水平。5種間相互作用作用類型相互作用的一般特征①中性作用兩個種群彼此都不受影響②競爭：直接干涉型兩個種群相互抑制③競爭：資源利用型資源缺乏時間接相互抑制④偏害作用物種1受抑制，物種2不受影響⑤寄生作用寄生者得利，宿主受害⑥捕食作用捕食者得利，獵物受害⑦偏利作用共生者得利，宿主無影響⑧原始合作二者均有利，但不發(fā)生依賴關(guān)系⑨互利共生雙方都有利，且彼此依賴6種群調(diào)節(jié)（1）種內(nèi)調(diào)節(jié)：行為調(diào)節(jié)、生理調(diào)節(jié)、遺傳調(diào)節(jié)（2）種間牽制（3）環(huán)境影響一般來說，生態(tài)系統(tǒng)越復雜，調(diào)節(jié)機制就越多，越有利于種群的穩(wěn)定。兔數(shù)量減少兔吃少量植物兔因饑餓死亡兔的食物增加植物減少植物增加兔數(shù)量增加兔吃大量植物狼數(shù)量下降狼數(shù)量增加狼因饑餓死亡狼的食物增多狼吃少量的兔狼吃較多的兔種間牽制三、群落生態(tài)原理什么是群落？種群和群落有什么區(qū)別與聯(lián)系？群落=生態(tài)系統(tǒng)？

一定地段上所有生物種群的集合，就形成一個生物群落。

種群+種群群落1群落的基本特征（1）有一定的種類構(gòu)成（2）有一定的外貌和結(jié)構(gòu)（3）有一定的邊界（4）有一定的分布范圍（5）不同物種之間相互影響（6）具有形成群落環(huán)境的功能（7）有一定的動態(tài)特征2群落結(jié)構(gòu)（1）垂直結(jié)構(gòu)群落的分層結(jié)構(gòu)愈復雜，對環(huán)境利用愈充分，提供的有機物質(zhì)也愈多，群落分層結(jié)構(gòu)的復雜程度也是生態(tài)環(huán)境優(yōu)劣的標志。（2）水平結(jié)構(gòu)鑲嵌性形成的原因：①親代的擴散分布習性②環(huán)境異質(zhì)性③種間相互作用自然界中群落的鑲嵌性是絕對的，而均勻性是相對的。（3）時間結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為季相和時相。3群落演替

群落演替是指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的生物群落隨著時間的推移，一些物種消失，另一些物種侵入，出現(xiàn)了生物群落及其環(huán)境向著一定方向有順序的發(fā)展變化過程。量變質(zhì)變

原生演替：在從未有過任何生物的裸地上開始的演替。

次生演替：在原有生物群落破壞后的地段上進行的演替。

原生演替常要經(jīng)過上千年以上時間發(fā)展才能達到頂極群落，次生演替進程較快，可以在數(shù)百年甚至數(shù)十年內(nèi)完成。3yearsafterfireMaturedforest15yearsafterfire15yearsafterfireWithplantingWithoutplantingFailedplanting草本、灌木、白樺幼樹、落葉松/樟子松幼苗群落多種草本混發(fā)小葉章、莎草群落草本、灌木、白樺幼苗群落針闊幼樹+灌木+草本混生群落針闊幼樹+灌木混生群落針葉林+灌木火后1年火后2年3年5年10年20年>100年重度火燒跡地的不同更新過程ConiferousforestBroad-leavedforestmixedwithshrubsandherbs

<10yearsNaturalregeneration5~40yearsMixedforest100~200yearsBroad-leavedforestmixedwithafewconifer30~120yearsBurnedblank<30yearsHumanplanting20~80yearsMixedforestHumanplantingwithselectedharvestingofbroad-leavedtreesandshrubs10~30years喀斯特森林石漠化景觀

喀斯特石山成土速度慢，土層淺薄，土壤持水力差，水土流失嚴重。陡坡耕地，越墾越窮，越窮越墾4群落交錯區(qū)與邊緣效應(yīng)

群落交錯區(qū)又稱生態(tài)交錯區(qū)或生態(tài)過渡帶，是兩個或多個群落之間（或生態(tài)地帶之間）的過渡區(qū)域。群落交錯區(qū)種的數(shù)目及一些種的密度增大的趨勢稱為邊緣效應(yīng)。四、系統(tǒng)生態(tài)原理1生物與環(huán)境相適原理2生物共生互利原理3充實生態(tài)位原理4食物鏈構(gòu)成原理1生物與環(huán)境相適原理

生物在長期進化中形成了對某些生態(tài)因子的特定要求，只有滿足生物對這些生態(tài)因子的特定要求，生物才能正常生長發(fā)育。在實踐中，可根據(jù)資源條件選擇與之相宜的優(yōu)勢生物種，亦可根據(jù)既定生物種對資源條件的需求改善現(xiàn)存資源條件。

2生物共生互利原理

對生活在同一環(huán)境中的生物，應(yīng)盡量利用相互促進的種間關(guān)系，避免將具有負相互作用的生物種群安排在同一環(huán)境中。

稻田養(yǎng)鴨3充實生態(tài)位原理生態(tài)位：生物種在生態(tài)系統(tǒng)中的功能和地位?；A(chǔ)（潛在）生態(tài)位：一種生物當不受其他生物競爭限制時所能占據(jù)的最大