高中生物競(jìng)賽輔導(dǎo)生態(tài)學(xué)

關(guān)于高中生物競(jìng)賽輔導(dǎo)生態(tài)學(xué)第1頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日1.什么是生態(tài)學(xué)（Ecology） 研究生物與環(huán)境相互依賴、制約和協(xié)調(diào)關(guān)系的科學(xué)。1869，德國(guó)進(jìn)化論者?？藸柼岢觥皁ecology”。1893(美)一次生態(tài)學(xué)會(huì)議,把這個(gè)詞簡(jiǎn)化確定為“ecology”。1950s后，數(shù)學(xué)的引入發(fā)展成定量科學(xué)近代生態(tài)破壞所帶來的惡果日益嚴(yán)重和明顯，生態(tài)學(xué)才引起全社會(huì)的重視。生態(tài)學(xué)概述第2頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日生態(tài)學(xué)一覽第3頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日1.2生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科基礎(chǔ)(純粹)生態(tài)學(xué)按組織層次分：個(gè)體(種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、分子)生態(tài)學(xué)等按生物類別分動(dòng)物（植物、微生物、真菌）生態(tài)學(xué)等按棲息環(huán)境分陸地（海洋、河口、淡水）生態(tài)學(xué)等第4頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日主要范圍：一、生物與環(huán)境的相互關(guān)系：二、種群生態(tài)學(xué)：三、群落生態(tài)學(xué)：四、生態(tài)系統(tǒng)：五、環(huán)境問題：第5頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日一、生物與環(huán)境的相互關(guān)系：一）、環(huán)境與生態(tài)因子的概念二）、生物與生態(tài)因子關(guān)系的基本規(guī)律三）、主要生態(tài)因子及其生態(tài)作用環(huán)境：是指某一特定生物體或生物群體以外的空間及直接、間接影響該生物群體生存的一切事物的總和，包括生物和非生物。環(huán)境總是針對(duì)某一特定的主體或中心而言的，離開了這個(gè)主體或中心也就無所謂環(huán)境了。第6頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日

像溫度等環(huán)境中對(duì)生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、行為和分布有著直接或間接影響的環(huán)境要素就稱為生態(tài)因子，除了溫度以外還包括濕度、食物、氧氣、二氧化碳和其他相關(guān)生物等等。生態(tài)因子中生物生存所不可缺少的環(huán)境條件，也稱生物的生存條件。一）、生態(tài)因子的概念例題：以下關(guān)于動(dòng)物對(duì)溫度的適應(yīng)的說法正確的是（）。A．在低溫條件下，變溫動(dòng)物的壽命較長(zhǎng)，隨著溫度的增高，其平均壽命縮短B．溫暖地區(qū)，變溫動(dòng)物完成發(fā)育的時(shí)間比在冷的地區(qū)長(zhǎng)C．恒溫動(dòng)物在低溫下保持恒定的體溫，而變溫動(dòng)物隨環(huán)境溫度的提高而有相應(yīng)變化D．溫度是動(dòng)物分布的限制因子，最重要的是地區(qū)平均溫度AC第7頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日1．最小因子法則(lawoftheminimum)

任何特定因子的存在量低于某種生物的最小需要量，因而成為決定該物種生存或分布的根本因素。二）、生物與生態(tài)因子關(guān)系的基本規(guī)律第8頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2．耐受性法則(lawoftolerance)

各種生態(tài)因子對(duì)某一種生物都存在生物學(xué)的上限和下限，它們之間的幅度就是該種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐受范圍。耐受性定律可用鐘性曲線來表示。最適點(diǎn)最適區(qū)適宜區(qū)高死亡限低死亡限環(huán)境梯度生長(zhǎng)、生殖0第9頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日環(huán)境梯度生長(zhǎng)、生殖廣生態(tài)幅狹生態(tài)幅狹生態(tài)幅根據(jù)生物對(duì)環(huán)境因子的適應(yīng)范圍的大小

對(duì)同一生態(tài)因子，不同種類的生物耐受范圍是不相同的。有的可耐受很廣的溫度范圍，稱廣溫性動(dòng)物；有的只能耐受很窄的溫度范圍，稱狹溫性生物。第10頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日注意：1).一般來說，如果一種生物對(duì)所有生態(tài)因子的耐受范圍都是廣泛的，那么這種生物在自然界的分布也一定很廣。2).一種生物的耐受范圍越廣，對(duì)某一特定點(diǎn)的適應(yīng)能力也就越低；相反狹生態(tài)幅的生物，通常對(duì)范圍狹窄的環(huán)境條件具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，但卻喪失了在其它條件下的生存能力。3).自然界中的動(dòng)植物很少能夠生活在對(duì)他們來說是最適宜的地方，而只能生活在它們占有更大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的地方。例如：很多沙漠植物在潮濕的氣候條件下能夠生長(zhǎng)得更茂盛，但是它們卻只分布在沙漠中，因?yàn)橹挥性谀抢锼鼈儾耪加凶畲蟮母?jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。第11頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日生物對(duì)生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整1.馴化：生物借助于馴化過程可以稍稍調(diào)整它們對(duì)某個(gè)生態(tài)因子或某些生態(tài)因子的耐受范圍。如果一種生物長(zhǎng)期生活在它的最適生存范圍偏一側(cè)的環(huán)境條件下，久而久之就會(huì)導(dǎo)致該種生物耐受曲線的位置移動(dòng)。馴化在實(shí)驗(yàn)室條件下，一般只需較短時(shí)間；而在自然環(huán)境中這個(gè)變化通常要較長(zhǎng)時(shí)間。馴化可以理解為生物體內(nèi)決定代謝速率地酶系統(tǒng)的適應(yīng)性改變。第12頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2.休眠：休眠是動(dòng)植物抵御暫時(shí)不利環(huán)境條件的一種非常有效的生理機(jī)制，環(huán)境條件如果超出了生物的適宜范圍(但不能超出致死限度)，雖然生物也能維持生活，但卻常常以休眠的狀態(tài)適應(yīng)這種環(huán)境。動(dòng)植物一旦進(jìn)入休眠期，它們對(duì)環(huán)境條件的耐受范圍就會(huì)比正常活動(dòng)是寬得多。第13頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日3．限制因子定律(limitingfactors)

任何一種生態(tài)因子，只要接近或超過生物的耐受范圍，它就阻止其生長(zhǎng)、繁殖、分布、生理機(jī)能或者生存的因素就是限制因子。例題：在下列情況下，測(cè)定了不同光照強(qiáng)度光合作用速率的影響（4種實(shí)驗(yàn)條件）：0.10%CO2、30℃(1)0.10%CO2、20℃(2)0.03%CO2、30℃(3)0.03%CO2、20℃(4)從以上實(shí)驗(yàn)可以得知，對(duì)實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)4和P點(diǎn)起到限制作用的因素分別是A．光強(qiáng)度、0.03%CO2、溫度B．0.10%CO2、光強(qiáng)度、溫度C．溫度、光強(qiáng)度、CO2濃度D．溫度、0.03%CO2、光強(qiáng)度光強(qiáng)度光合速率123和4PD第14頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日注意：

如果一種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐受范圍很廣(窄)，而且這種因子又非常穩(wěn)定(不穩(wěn)定)，那么這種因子就不太可能(很容易)成為限制因子。例如：氧氣對(duì)陸生動(dòng)物來說，數(shù)量多，含量穩(wěn)定，因此一般不會(huì)成為限制因子；但是氧氣在水體中的含量是有限的，而且經(jīng)常發(fā)生波動(dòng)，因此常常成為水生生物的限制因子。第15頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日4．貝格曼定律（Bergman’srule）恒溫動(dòng)物（內(nèi)溫動(dòng)物）在寒冷的氣候條件下，體型趨向于大，在溫暖的氣候條件下，體型趨向于小。因?yàn)閭€(gè)體大的動(dòng)物，其相對(duì)表面積小，單位體重散熱量相對(duì)較少，這樣有利于保持體溫。5．阿倫定律（Allen’srule）恒溫動(dòng)物身體的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低溫環(huán)境中有變小變短的趨勢(shì)，在溫暖地區(qū)有變長(zhǎng)的趨勢(shì)。這也是在寒冷地區(qū)減少散熱和在溫暖地區(qū)增加散熱的一種形態(tài)適應(yīng)。6．喬丹定律（Jordan’srule）棲息于冷水水域中的魚類，比棲息于溫暖水域中的同種魚的脊椎骨數(shù)目多。解釋：低溫使魚類的生長(zhǎng)和發(fā)育速度變慢，因而延長(zhǎng)了其性成熟時(shí)間，從而產(chǎn)生更大的個(gè)體，其脊椎骨的數(shù)目也增多。第16頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日7．葛洛格定律（Gloger’srule）一般來說，在干燥而寒冷的地區(qū)，動(dòng)物的體色較淡；而在潮濕而溫暖的地區(qū)，其體色較深。解釋：溫?zé)岬貐^(qū)動(dòng)物毛色較深的原因，可能與色素產(chǎn)生和酶活動(dòng)有關(guān)，較高的濕度和溫度能增強(qiáng)酶的活性，提高代謝速率，使皮膚中產(chǎn)生較多的黑色素，體色則較深。8．阿利氏定律動(dòng)物有一個(gè)最適宜的種群密度，種群過密或過疏都可能對(duì)自身產(chǎn)生不利影響。隨著種群密度過大，將對(duì)整個(gè)種群帶來不利影響，如它將抑制種群的增長(zhǎng)率，增大死亡率等。第17頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日三）、主要生態(tài)因子及其生態(tài)作用1．光

光質(zhì)的變化：光質(zhì)隨空間發(fā)生變化的一般規(guī)律是短波光隨緯度增加而減少，隨海拔升高而增加。在時(shí)間變化上，冬季長(zhǎng)波光增多，夏季短波光增多；一天內(nèi)中午短波光較多，早晚長(zhǎng)波光較多。深水中的紅藻(紫菜)能夠較有效的利用綠光。紫外光的作用抑制了植物莖的伸長(zhǎng)，所以很多高山植物都具有特殊的蓮座狀葉叢。第18頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日（1）光對(duì)植物的影響光合作用強(qiáng)度光合作用呼吸作用光強(qiáng)度CP

光合作用和呼吸作用兩條線的交叉點(diǎn)就是光補(bǔ)償點(diǎn)。在此處的光照強(qiáng)度是植物開始生長(zhǎng)和進(jìn)行凈生產(chǎn)所需要的最小光照強(qiáng)度。陽生植物和陰生植物有差異。

光對(duì)植物光合作用的影響第19頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日光照強(qiáng)度有機(jī)物積累量光補(bǔ)償點(diǎn)光飽和點(diǎn)ab光照強(qiáng)度有機(jī)物積累量陽生植物陰生植物陽生植物和陰生植物的補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)

一般來說，植物個(gè)體對(duì)光能的利用率遠(yuǎn)不如群體高，夏季當(dāng)陽光最強(qiáng)時(shí)，單株植物很難充分利用這些光能，但在植物群體中對(duì)反射、散射和透射光的利用要充分的多。第20頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日

對(duì)植物群體的總光能利用率產(chǎn)生影響的主要因素是光合面積、光合時(shí)間和光合能力。光合面積主要指葉面積，通常用葉面積指數(shù)來表示，即植物葉面積總和與植株所覆蓋的土地面積的比值。光合時(shí)間是指植物全年進(jìn)行光合作用的時(shí)間，光合時(shí)間越長(zhǎng)，植物體內(nèi)就能積累更多的有機(jī)物質(zhì)并增加產(chǎn)量。延長(zhǎng)光合時(shí)間主要是靠延長(zhǎng)葉片的壽命和適當(dāng)延長(zhǎng)植物的生長(zhǎng)期。光合能力是指大氣中二氧化碳含量正常和其它生態(tài)因子處于最適狀態(tài)時(shí)的植物最大凈光合作用速率。第21頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日光對(duì)植物其它生理的影響a．與代謝的關(guān)系：對(duì)光照強(qiáng)度的要求不同植物分（陽生植物、陰生植物、耐陰植物）。陽生植物的光飽和點(diǎn)比陰生植物要高，當(dāng)然通常光補(bǔ)償點(diǎn)也會(huì)高一些b．與生殖的關(guān)系（光周期現(xiàn)象）：根據(jù)植物對(duì)日照長(zhǎng)度的反應(yīng)可分為長(zhǎng)日照植物、短日照植物、中日照植物和中間型植物。（具體情況請(qǐng)看植物的生殖生理）第22頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日（2）光對(duì)動(dòng)物的影響影響動(dòng)物的體色、生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、行為、視覺。有很多的動(dòng)物繁殖、行為都由日照長(zhǎng)度來決定。原因：光周期變化很有規(guī)律、很穩(wěn)定，以它為信號(hào)一般不會(huì)“上當(dāng)”。而其它因素如溫度等穩(wěn)定性不強(qiáng)。（一年中的同一天日照長(zhǎng)短都是一致的，但是溫度、濕度、食物等因素可能不一致）第23頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2．溫度最適點(diǎn)、最低點(diǎn)、最高點(diǎn)，在生態(tài)學(xué)上稱為溫度的三基點(diǎn)（1）植物和溫度a.植物的春化b．晝夜溫差與有機(jī)物積累：白天溫度高有利于光合作用，夜間溫度低降低呼吸作用。c．季節(jié)變溫與物候：生物長(zhǎng)期適應(yīng)于一年中溫度的

寒暑節(jié)律性變化，形成于此相適應(yīng)的生物發(fā)育節(jié)

律稱為物候，實(shí)質(zhì)是生物對(duì)季節(jié)性變溫的適應(yīng)。d.極端溫度對(duì)植物的影響：低溫對(duì)植物的傷害可分

為冷害、霜害和凍害三種。第24頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日

冷害是指喜溫生物在零度以上的溫度條件下受害或死亡，例如海南島的熱帶植物丁子香在氣溫降到6.1℃時(shí)葉片便受害，降到3.4℃時(shí)頂梢干枯，受害嚴(yán)重。冷害是喜溫生物向北方引種和擴(kuò)展分布區(qū)的主要障礙。冷害

凍害是指冰點(diǎn)以下的低溫使生物體內(nèi)(細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間隙)形成冰晶而造成的損害。冰晶的形成會(huì)使原生質(zhì)膜發(fā)生破裂和使蛋白質(zhì)失活與變性。當(dāng)溫度不低于-3℃或-4℃時(shí)，植物受害主要是由于細(xì)胞膜破裂引起的；當(dāng)溫度下降到-8℃或-10℃時(shí)，植物受害則主要是由于生理干燥和水化層的破壞引起的。凍害第25頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日e.高溫對(duì)植物的影響

高溫可減弱光合作用，增強(qiáng)呼吸作用，使植物的這兩個(gè)重要過程失調(diào)。例如馬鈴薯在溫度達(dá)到40℃時(shí)，光合作用等于零，而呼吸作用在溫度達(dá)到50℃以前一直隨溫度的上升而增強(qiáng)，但這種狀況只能維持很短的時(shí)間。高溫還可破壞植物的水分平衡，加速生長(zhǎng)發(fā)育，促使蛋白質(zhì)凝固和導(dǎo)致有害代謝產(chǎn)物在體內(nèi)的積累。注：高溫和低溫（極端溫度）對(duì)植物的致死，使植物的地理分布也受到溫度的限制。植物水平分布的南界和北界，垂直分布的海拔高低。第26頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日f.植物對(duì)極端溫度的適應(yīng)：低溫適應(yīng)：*形態(tài)的適應(yīng)。芽葉具有油脂類物質(zhì)，芽具鱗片，植表有蠟粉密毛，植株矮小。*生理的適應(yīng)。減少細(xì)胞內(nèi)的水，增加糖、脂、色素，以降低冰點(diǎn)，增加吸熱。高溫適應(yīng)：*加強(qiáng)反光、濾光，形成木栓層（隔熱），降低含水量增加糖、鹽（減慢代謝速率、增強(qiáng)原生質(zhì)抗凝結(jié)力）加強(qiáng)蒸騰，反射紅外線。第27頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日（2）動(dòng)物和溫度a．影響動(dòng)物的繁殖：b．溫度與生物的發(fā)育：有效積溫法則：指生物（植物和變溫動(dòng)物）的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，必須從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育。如：水稻在浙江只能種兩季，而在海南島可以種三季。有效積溫法則的應(yīng)用：①預(yù)測(cè)生物發(fā)生的世代數(shù)；②預(yù)測(cè)生物地理分布的北界；③預(yù)測(cè)害蟲來年發(fā)生程度；④推算生物的年發(fā)生歷；c．溫度影響動(dòng)物的形態(tài)：貝格曼定律、阿倫法則。d．影響動(dòng)物的分布：有效積溫和極端溫度；e．極限溫度對(duì)動(dòng)物造成的影響：低溫使動(dòng)物致死，主要是由于細(xì)胞內(nèi)形成冰晶的損傷所致。高溫對(duì)動(dòng)物的有害影響主要是破壞酶的活性，使蛋白質(zhì)凝固變性，造成缺氧、排泄功能失調(diào)和神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等。f．動(dòng)物對(duì)極端溫度的適應(yīng)。第28頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日例題：以下關(guān)于動(dòng)物對(duì)溫度的適應(yīng)的說法正確的是（）。A．在低溫條件下，變溫動(dòng)物的壽命較長(zhǎng)，隨著溫度的增高，其平均壽命縮短B．溫暖地區(qū)，變溫動(dòng)物完成發(fā)育的時(shí)間比在冷的地區(qū)長(zhǎng)C．恒溫動(dòng)物在低溫下保持恒定的體溫，而變溫動(dòng)物隨環(huán)境溫度的提高而有相應(yīng)變化D．溫度是動(dòng)物分布的限制因子，最重要的是地區(qū)平均溫度AC第29頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日3．水植物與水：水生植物（沉水植物、浮水植物、挺水植物）陸生植物（濕生植物、中生植物、旱生植物） 各種生態(tài)類型的植物的形態(tài)、解剖學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（具體參照植物形態(tài)、解剖學(xué)）動(dòng)物與水：

a．影響動(dòng)物的分布；

b．影響動(dòng)物的體色；葛洛格定律（Gloger’srule）

c．影響動(dòng)物的繁殖；

d．影響動(dòng)物的行為；

e．影響動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育第30頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日一）水生植物適應(yīng)特點(diǎn)是體內(nèi)有發(fā)達(dá)的通氣系統(tǒng)；葉片常呈帶狀、絲狀或極薄，有利于增加采光面積和對(duì)CO2與無機(jī)鹽的吸收；植物體具有較強(qiáng)的彈性和抗扭曲能力以適應(yīng)水的流動(dòng)；淡水植物具有自動(dòng)調(diào)節(jié)滲透壓的能力，而海水植物則是等滲的。1．沉水植物整株植物沉沒在水下，為典型的水生植物。根退化或消失，表皮細(xì)胞可直接吸收水中氣體、營(yíng)養(yǎng)物和水分，葉綠體大而多，適應(yīng)水中的弱光環(huán)境，無性繁殖比有性繁殖發(fā)達(dá)。如貍藻、金魚藻和黑藻等。2．浮水植物葉片飄浮水面，氣孔通常分布在葉的上面，維管束和機(jī)械組織不發(fā)達(dá)，無性繁殖速度快，生產(chǎn)力高。不扎根的浮水植物有鳳眼蓮、浮萍和無根萍等，扎根的有睡蓮和眼子菜等。3．挺水植物植物體大部分挺出水面，如蘆葦、香蒲等。第31頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日二）陸生植物1．濕生植物抗旱能力小，不能長(zhǎng)時(shí)間忍受缺水。生長(zhǎng)在光照弱、濕度大的森林下層，或生長(zhǎng)在日光充足、土壤水分經(jīng)常飽和的環(huán)境中。前者如熱帶雨林中的各種附生植物（蕨類和蘭科植物）和秋海棠等；后者如水稻、毛茛、燈心草和半邊蓮等。2．中生植物適于生長(zhǎng)在水濕條件適中的環(huán)境中，其形態(tài)結(jié)構(gòu)及適應(yīng)性均介于濕生植物和旱生植物之間，是種類最多、分布最廣和數(shù)量最大的陸生植物。3．旱生植物能忍受較長(zhǎng)時(shí)間干旱，主要分布在干熱草原和荒漠地區(qū)。又可分為少漿液植物和多漿液植物兩類。前者葉面積縮小，根系發(fā)達(dá)，原生質(zhì)滲透壓高，含水量極少，如刺葉石竹、駱駝刺和夾竹桃等；后者體內(nèi)有發(fā)達(dá)的貯水組織，多數(shù)種類葉片退化而由綠色莖代行光合作用，如仙人掌、石蒜、景天和猴猻面包樹等。第32頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日水生動(dòng)物的滲透壓調(diào)節(jié)生活在海洋中的動(dòng)物大致有兩種滲透壓調(diào)節(jié)類型。一種類型是動(dòng)物的血液或體液的滲透濃度與海水的總滲透濃度相等或接近；另一種類型是動(dòng)物的血液或體液大大低于海水的滲透濃度。

1.硬骨魚類和甲殼動(dòng)物體內(nèi)的鹽是通過鰓排泄出去的，而軟骨魚類則是通過直腸腺排出。2.淡水動(dòng)物：丟失的溶質(zhì)從兩個(gè)方面得到彌補(bǔ)：一方面從食物中獲得某些溶質(zhì)，另一方面動(dòng)物的鰓或上皮組織的表面也能主動(dòng)地把鈉吸收到動(dòng)物體內(nèi)。動(dòng)物與水：

注意：溫度和降水是影響生物在地球表面分布的兩個(gè)最重要的生態(tài)因子，兩者共同作用決定著生物群落在地球分布的總格局。第33頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日二、種群生態(tài)學(xué)：一）、種群的概念：二）、種群的基本特征三）、種群的數(shù)量變動(dòng)

種群是指在特定的時(shí)間內(nèi)，由分布在同一區(qū)域的許多同種生物個(gè)體自然組成的生物系統(tǒng)。例題：下列生物屬于種群的是（）A．一水田內(nèi)的全部水稻、稗草 B．一棉田中的幼蚜，無翅、有翅成熟蚜C．某池塘中的所有魚 D．一根朽木上的全部真菌B第34頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日1．種群密度：種群密度是反映種群大小的一個(gè)參數(shù)。種群的大?。倲?shù)）也可通過標(biāo)志重捕法來測(cè)定。標(biāo)志重捕法的具體操作是：在調(diào)查樣地上，捕獲一部分個(gè)體進(jìn)行標(biāo)志，經(jīng)一定期限進(jìn)行重捕。根據(jù)重捕取樣中標(biāo)志比例與樣地總數(shù)中標(biāo)志比例相等的假定，來估計(jì)樣地中被調(diào)查動(dòng)物的總數(shù)。即：N/M=n/m(其中M為標(biāo)志數(shù)，n為再捕個(gè)體數(shù)，m為再捕中標(biāo)記數(shù)。)二）種群的基本特征種群密度、種群的空間分布格局、出生率與死亡率、

遷入與遷出、性別比例、年齡組成第35頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2．種群的空間分布格局：

組成種群的個(gè)體在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局，分為三類：均勻型、隨機(jī)型、成群型（集群型）。集群型是最常見的一種分布方式。第36頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日均勻分布的產(chǎn)生原因，主要是由于種群內(nèi)個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)。例如森林中植物為競(jìng)爭(zhēng)陽光（樹冠）和土壤中營(yíng)養(yǎng)物（根際）。分泌有毒物質(zhì)于土壤中以阻止同種植物籽苗的生長(zhǎng)是形成均勻分布的另一原因。注：隨機(jī)型往往被錯(cuò)誤地認(rèn)為是最多見的（受到獨(dú)立分配規(guī)律的影響，非等位基因之間隨機(jī)組合），而事實(shí)上是最少見的，由于資源均勻分布、種群之間的個(gè)體間無吸引、無排拆的現(xiàn)象是不太可能出現(xiàn)的。

成群分布是最常見的內(nèi)分布型。成群分布的形成原因是：①環(huán)境資源分布不均勻，富饒與貧乏相嵌；②植物傳播種子方式使其以母株為擴(kuò)散中心；③動(dòng)物的社會(huì)行為使其結(jié)合成群。第37頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2.3.1種群的年齡結(jié)構(gòu)2.3種群統(tǒng)計(jì)增長(zhǎng)型穩(wěn)定型衰退型老年個(gè)體數(shù)成體數(shù)幼體數(shù)第38頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2.3.2種群存活曲線概念

在各年齡階段種群的存活率曲線基本類型

Ι型（凸型）

哺乳動(dòng)物、人

Π型（直線型）鳥類

Ⅲ型（凹型）低等動(dòng)物第39頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日存活率年齡凸型存活曲線第40頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日直線型存活曲線年齡存活率第41頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日凹型存活曲線年齡存活率第42頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日三）、種群的數(shù)量變動(dòng)1．種群數(shù)量變動(dòng)的基本參數(shù)a．出生率與死亡率；b．遷入與遷出；c．存活曲線；d．生命表年齡Ⅲ型Ⅰ型Ⅱ型10001001010.1存活數(shù)n(log)存活曲線類型動(dòng)態(tài)生命表靜態(tài)生命表年齡時(shí)間t0t1t2t3第43頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2．種群的增長(zhǎng)模型

種群在無限的環(huán)境中，即假定環(huán)境中空間、食物等資源是無限的，其增長(zhǎng)率不隨種群本身的密度而變化，種群呈指數(shù)增長(zhǎng)格局，其增長(zhǎng)曲線為“J”字形。注意：指數(shù)增長(zhǎng)的情況只有在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，人為控制的環(huán)境條件下，才有可能發(fā)生，自然條件下一般是不會(huì)出現(xiàn)的，由于自然條件的環(huán)境都是有限的。種群的指數(shù)增長(zhǎng)a．種群的指數(shù)增長(zhǎng)數(shù)量第44頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日b．種群的阻滯增長(zhǎng)（邏輯斯蒂增長(zhǎng)）

因?yàn)橐巴夥N群總是處于有限的環(huán)境當(dāng)中，種群增長(zhǎng)因此也是有限的。邏輯斯蒂增長(zhǎng)曲線的意義：最大持續(xù)產(chǎn)量的模型（K/2）；防治有害生物（K）：種群的阻滯增長(zhǎng)（邏輯斯蒂增長(zhǎng)）KK/2K：環(huán)境容納量邏輯斯蒂增長(zhǎng)曲線可劃分為5個(gè)時(shí)期：開始期、加速期、轉(zhuǎn)折期、減速期、飽和期（穩(wěn)定期）第45頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日3．種群的數(shù)量波動(dòng)調(diào)節(jié)a．種群的生態(tài)對(duì)策r-對(duì)策；k-對(duì)策；兩種生態(tài)對(duì)策的特點(diǎn)。大部分有害動(dòng)物屬于r-對(duì)策，大部分珍稀動(dòng)物屬于k-對(duì)策。b．種群數(shù)量的調(diào)節(jié)⑴密度制約：影響種群個(gè)體數(shù)量的因素中，其作用隨種群密度而變化的，包括生物之間的相互作用——即生物因素。生物種群的相對(duì)穩(wěn)定和規(guī)則的波動(dòng)與密度制約因素的作用有關(guān)。⑵非密度制約：有些因素雖對(duì)種群數(shù)量起限制作用，但作用強(qiáng)度和種群密度無關(guān)，主要是指氣候等非生物因素。種群數(shù)量的不規(guī)則變動(dòng)往往同非密度制約因素有關(guān)。第46頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日下列哪一條線表示動(dòng)物種群數(shù)量變動(dòng)中的非密度制約。（）B種群密度ABCD不利效應(yīng)（死亡個(gè)體數(shù)）四）、種間關(guān)系例題：第47頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2.4種內(nèi)與種間關(guān)系

種群是物種在自然界中存在的基本單位。

捕食（predation）

競(jìng)爭(zhēng)（competition）

寄生（parasitism）

共棲（commensalism）

合作（protocooperation）與互利共生（mutualism）

化學(xué)互助和拮抗第48頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日山貓正在追捕雪兔第49頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日山貓和雪兔在90年間的數(shù)量消長(zhǎng)第50頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日兩種草履蟲，分開培養(yǎng)和混合培養(yǎng)，出現(xiàn)不同生長(zhǎng)曲線第51頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日一只鳥里里外外寄生物大20多種第52頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日(左)蘭花棲生在樹干上（右）雙鋸魚和?？矖?3頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日螞蟻和蚜蟲合作第54頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日牛尾鳥幫助河馬清除寄生小蟲。第55頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日白蟻消化道中原生動(dòng)物幫助白蟻消化木屑（互利共生）第56頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日第57頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日一種鼠尾草分泌化學(xué)物質(zhì)，使周圍成為不毛之地。第58頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日類型AB特點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng) --彼此互相抑制捕食 +-A種殺死或吃掉B種中性 OO彼此互不影響共生 ++彼此有利，分開后不能生活合作 ++彼此有利，分開能獨(dú)立生活附生 +OA種有益，B種無影響偏害-O對(duì)A有害，對(duì)B無利也無害寄生 +- 對(duì)A有利，對(duì)B有害種群關(guān)系總結(jié)第59頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日例題：曲線1和曲線2（圖5-4）代表物種1和物種2的耐熱范圍，在什么溫度情況下物種2能競(jìng)爭(zhēng)過物種1（）A．溫度在t1—t2范圍內(nèi) B．溫度在t2—t3范圍內(nèi)C．溫度在t1以下 D．溫度變化幅度很大時(shí)E．溫度在t3以上t1t2t3t21NB第60頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日例題：

在一實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了兩類細(xì)菌對(duì)食物競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定了第Ⅰ類細(xì)菌在第一代存活期間混合培養(yǎng)中所占總數(shù)的百分比（Zt），與第Ⅰ類細(xì)菌在第二代存活期間混合培養(yǎng)中所占總數(shù)的百分比（Zt+1）之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如右圖所示，實(shí)線表示觀察到的Zt+1和Zt的關(guān)系，虛線表示Zt+1=Zt時(shí)的情況。在較長(zhǎng)的時(shí)間里，第Ⅰ類細(xì)菌和第Ⅱ類細(xì)菌會(huì)發(fā)生什么情況？（）DA第Ⅰ類細(xì)菌和第Ⅱ類細(xì)菌共存

B第Ⅰ類細(xì)菌和第Ⅱ類細(xì)菌共同生長(zhǎng)C第Ⅰ類細(xì)菌把第Ⅱ類細(xì)菌排除掉D第Ⅱ類細(xì)菌把第Ⅰ類細(xì)菌排除掉0.20.40.60.81.0Zt+1Zt0.20.40.60.81.000思考：這條曲線如果改稱凸形的，結(jié)果又會(huì)怎么樣。第61頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日例題：將甲、乙兩種植物混種,若設(shè)定=N,=M,收獲的種子再播種,連續(xù)進(jìn)行若干代后將M對(duì)N作圖,有下列幾種可能的結(jié)果。請(qǐng)回答:MNMNabMNcMNdM=NM=NM=N(1)甲與乙的競(jìng)爭(zhēng)中,若甲取勝,可用圖

表示,那么M

N。(2)甲與乙的競(jìng)爭(zhēng)中,出現(xiàn)穩(wěn)定平衡時(shí),可用圖

表示,其平衡點(diǎn)為

eABCDB＞Ab第62頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日三、群落生態(tài)學(xué)群落(community)

在一定地理區(qū)域內(nèi)，生活在同一環(huán)境下的各種動(dòng)物、植物和微生物等的種群，彼此相互作用，組成具有獨(dú)特成分、結(jié)構(gòu)和功能的不同種群集合體。第63頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日群落生態(tài)學(xué)：一）、群落中物種的多樣性和優(yōu)勢(shì)種三）、群落結(jié)構(gòu)五）、群落演替四）、陸地植物群落分布的地帶性二）、生態(tài)位第64頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日群落 A B C D 種1 50 92 75 0 種2 30 4 5 25 種3 10 0 5 20 種4 10 0 5 20 種5 0 1 5 20 種6 0 1 5 5 種7 0 1 0 0 種8 0 1 0 0 例題：生態(tài)群落K到N包含以數(shù)字1到8代表的物種，每個(gè)物種的密度不同，表5—5中給出了這些物種得密度（每平方米的個(gè)體數(shù)），當(dāng)受到大規(guī)模害蟲襲擊（危害程度逐步增加）時(shí)，這些群落中的哪一個(gè)受到的影響最??？（）一）、群落中物種的多樣性和優(yōu)勢(shì)種D第65頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日1．群落多樣性的含義：

生物多樣性一般有三個(gè)水平：遺傳多樣性；物種多樣性；生態(tài)系統(tǒng)多樣性。生態(tài)系統(tǒng)多樣性中包含群落多樣性，而群落多樣性包含兩方面的含義⑴種的數(shù)目或豐富度；⑵種的均勻度2．優(yōu)勢(shì)種和建群種：

對(duì)群落的結(jié)構(gòu)和群落環(huán)境的形成有明顯控制作用的植物種稱為優(yōu)勢(shì)種。它們通常是個(gè)體數(shù)量多，投影蓋度大，生物量高，體積較大，生活能力較強(qiáng)。群落的不同層次有各自的優(yōu)勢(shì)種，而其中優(yōu)勢(shì)層的優(yōu)勢(shì)種常稱為建群種。3．群落的交錯(cuò)區(qū)和邊緣效應(yīng)

群落的交錯(cuò)區(qū)又稱生態(tài)交錯(cuò)區(qū)或生態(tài)過渡區(qū)，是兩個(gè)或多個(gè)群落之間的過渡區(qū)域。群落的交錯(cuò)區(qū)是一個(gè)交叉地帶或種群競(jìng)爭(zhēng)的緊張地帶，在這里，群落中種的數(shù)目及一些種群密度比相鄰的群落大，這種現(xiàn)象稱為邊緣效應(yīng)。第66頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日二）、生態(tài)位1、生態(tài)位的概念生態(tài)位是指物種在生物群落或生態(tài)系統(tǒng)中的地位和角色。生態(tài)位重疊；基礎(chǔ)生態(tài)位；實(shí)際生態(tài)位。D例題：下圖是種間競(jìng)爭(zhēng)排斥圖，如果供應(yīng)點(diǎn)在①區(qū)，供應(yīng)率低于A、B兩物種的零增長(zhǎng)線（ZNGI），那么A、B兩物種的結(jié)果是（）(B)ZNGI(A)ZNGI供應(yīng)點(diǎn)③②①yxA．都能生存B．共存C．物種A生存，

B排斥D．都不能生存第67頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2．生態(tài)位分化同一地區(qū)共存的物種，它們生態(tài)位的關(guān)系從理論上有三種情況：①

生態(tài)位完全分離；

②

生態(tài)位彼此部分重疊；③

生態(tài)位基本上重疊二）、生態(tài)位1、生態(tài)位的概念生態(tài)位是指物種在生物群落或生態(tài)系統(tǒng)中的地位和角色。生態(tài)位重疊；基礎(chǔ)生態(tài)位；實(shí)際生態(tài)位。第68頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日三）、群落結(jié)構(gòu)

群落結(jié)構(gòu)是指群落中各種生物在空間上的配置狀況，包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。垂直結(jié)構(gòu)：指群落的分層現(xiàn)象，群落中植物的分層導(dǎo)致動(dòng)物的分層。群落的分層結(jié)構(gòu)是自然選擇的結(jié)果，它顯著提高了利用環(huán)境資源的能力。水平結(jié)構(gòu)：群落內(nèi)水平的二維空間中生態(tài)因子常常不均勻，或由于人類和動(dòng)物活動(dòng)的影響，使群落在外形上表現(xiàn)為斑塊相間，我們稱之為鑲嵌性，每一斑塊就是一個(gè)小群落。四）、陸地植物群落分布的地帶性1．經(jīng)度地帶性； 2．緯度地帶性 3．垂直地帶性第69頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日五）、群落演替1．概念不同的群落在同一地方相繼出現(xiàn)，即一種群落轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N群落的過程，叫做群落演替。2．演替的基本類型1）按照演替發(fā)生的時(shí)間進(jìn)程，可以分為：

a．世紀(jì)演替：延續(xù)時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)久，一般以地質(zhì)年代計(jì)算；

b．長(zhǎng)期演替：延續(xù)達(dá)幾十年，有時(shí)達(dá)幾百年；

c．快速演替：延續(xù)幾年或十幾年。2）按演替發(fā)生的起始條件分，可以分為：

a．原生演替：開始于原生裸地或原生蕪原（完全沒有植被并且也沒有任何植物繁殖體存在的裸露地段）上的群落演替

b．次生演替：開始于次生裸地或次生蕪原（不存在植被，但在土壤或基質(zhì)中保留有植物繁殖體的裸地）上的群落演替第70頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日3）按基質(zhì)的性質(zhì)劃分，可分為：

a．水生演替：

演替開始于水生環(huán)境中，但一般都發(fā)展到陸地群落。如淡水

湖或池塘中水生群落向中生群落的轉(zhuǎn)變過程。

b．旱生演替：

演替從干旱缺水的基質(zhì)上開始。如裸露的巖石表面上生物群落

的形成過程。4）按群落代謝特征來劃分，可分為：

a．自養(yǎng)性演替：

自養(yǎng)性演替中，光合作用所固定的生物量積累越來越多，例如

由裸巖→地衣→苔蘚→草本→灌木→喬木的演替過程。

b．異養(yǎng)性演替：

有機(jī)物質(zhì)是隨演替而減少的。如：出現(xiàn)有機(jī)污染的水體，由于

細(xì)菌和真菌分解作用特別強(qiáng)，有機(jī)物質(zhì)是隨演替而減少。第71頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日5）按控制演替的主要因素劃分：a．內(nèi)因性演替：群落中生物生命活動(dòng)的結(jié)果首先使它的生境得到改造，然后被改造了的生境又反作用于群落本身，如此相互促進(jìn)，使演替不斷向前發(fā)展。b．外因性演替：這種演替是由于外界環(huán)境因素的作用所引起的群落變化。其中包括氣候發(fā)生演替、地貌發(fā)生演替、土壤發(fā)生演替、火成演替和人為發(fā)生演替。注意：

一切源于外因的演替最終都是通過內(nèi)因生態(tài)演替來實(shí)現(xiàn)的，所以說，內(nèi)因生態(tài)演替是群落演替的最基本和最普遍的形式。

第72頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日3．演替頂極

1）單元頂極論：無論是水生演替，還是旱生演替，最后都發(fā)展成為一個(gè)與當(dāng)?shù)貧夂蛳噙m應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定的中性群落——?dú)夂蝽敇O群落；

2）多元頂極論：在一個(gè)氣候區(qū)內(nèi)，群落演替的最終結(jié)果不一定都形成一個(gè)相同的氣候頂極群落。除了氣候頂極外，還可有土壤頂極、地形頂極、火燒頂極等。

3）頂極——格局假說：實(shí)際是多元頂極的一個(gè)變型，認(rèn)為隨著環(huán)境梯度的變化，構(gòu)成一個(gè)頂極群落連續(xù)變化的格局。第73頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日四、生態(tài)系統(tǒng)二）、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)三）、生態(tài)系統(tǒng)的功能一）、生態(tài)系統(tǒng)的概述 1、概念：生態(tài)系統(tǒng)是指在一定的時(shí)間和空間內(nèi)生物成分和非生物成分通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)而相互作用、相互依存所形成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位。⑴生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部具有自我調(diào)節(jié)能力；⑵能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能。生態(tài)系統(tǒng)非生物成分生物成分氣候因子(太陽輻射、溫度、濕度、風(fēng)等)無機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者2、組成：(生物群落)(非生物的物質(zhì)和能量)第74頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日

食物鏈和食物網(wǎng)的概念

生態(tài)系統(tǒng)中儲(chǔ)存于有機(jī)物中的化學(xué)能，通過一系列吃與被吃的關(guān)系，把生物與生物緊密地聯(lián)系起來，這種以食物營(yíng)養(yǎng)關(guān)系彼此聯(lián)系起來的生物序列，稱為食物鏈（foodchain）。

生物群落中錯(cuò)綜復(fù)雜的食物關(guān)系，使多條食物鏈彼此交聯(lián)，形成食物網(wǎng)（foodweb）。二）、生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)第75頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日食物鏈第76頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日第77頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日4.2.2

食物鏈中的功能類群

生產(chǎn)者（producers）

消費(fèi)者（consumers）

還原者或稱分解者（decomposer）

第78頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日1．食物鏈和食物網(wǎng)⑴碎屑食物鏈：以死生物或腐屑為起點(diǎn)的食物鏈。在大多數(shù)陸地生態(tài)系統(tǒng)和淺水生態(tài)系統(tǒng)中，生物量的大部分不是被取食，因此能流是以通過碎屑食物鏈為主。⑵捕食食物鏈：又叫活食鏈，直接以生產(chǎn)者為基礎(chǔ)。捕食食物鏈雖然是人們最容易看到的，但只在某些水域生態(tài)系統(tǒng)中才能成為能流的主要渠道。⑶寄生食物鏈：是以寄生方式取食活有機(jī)體而構(gòu)成的食物鏈第79頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日4.2.4食物鏈的基本特點(diǎn)

同一食物鏈中常包含有食性和其它生活習(xí)性極不相同的多種生物；

同一生態(tài)系統(tǒng)中，可能有多條食物鏈，長(zhǎng)短不同，營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)目不等；

不同生態(tài)系統(tǒng)，各類食物鏈的比重不同；

生態(tài)系統(tǒng)中，各類食物鏈總是協(xié)同起作用的。

食物網(wǎng)不僅維持生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)平衡，并推動(dòng)生物進(jìn)化，是自然界發(fā)展演化的動(dòng)力第80頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2．營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔⑴營(yíng)養(yǎng)級(jí)：一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物物種的總和。通常一條食物鏈上的營(yíng)養(yǎng)級(jí)只有4～5級(jí)。為什么？⑵生態(tài)金字塔：數(shù)量金字塔：是利用各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所包含的各種生物的總數(shù)的多少來構(gòu)成的生態(tài)金字塔

生物量金字塔：以生物組織的干重表示每一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)中生物的總重量

能量金字塔：是利用各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所固定的總能量值的多少來構(gòu)成的生態(tài)金字塔第81頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日注意:

生態(tài)金字塔一般都是上窄下寬的，但是也有例外的。比如：前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的個(gè)體比后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的個(gè)體明顯大的多，就又可能構(gòu)成上寬下窄的倒置金字塔（數(shù)量金字塔）；還有在湖泊和開闊海洋的水域生態(tài)系統(tǒng)中常常出現(xiàn)上寬下窄的倒置的生物量金字塔。注：能量金字塔不可能出現(xiàn)上寬下窄的倒置金字塔。

第82頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日3．生態(tài)效率：a．同化效率

=固定的日光能/吸收的日光能（植物）

=同化的食物能/攝取的食物能（動(dòng)物）b．生長(zhǎng)效率

=n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量能量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化能量c．利用效率

=n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝食能量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量d．林德曼效率

=n+1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝食能量/n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的攝食能量注：

一般大型動(dòng)物的生長(zhǎng)效率要低于小型動(dòng)物；老年動(dòng)物的生長(zhǎng)效率要低于幼年動(dòng)物；肉食動(dòng)物的同化效率要高于植食動(dòng)物。但隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的增加，呼吸消耗所占的比例也相應(yīng)增加，因而導(dǎo)致在肉食動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)級(jí)凈生產(chǎn)量的相應(yīng)下降。但是林德曼效率在各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的統(tǒng)計(jì)幾乎都是一個(gè)常數(shù)——即10%。以上也可以看出每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量都絕大多數(shù)通向碎屑食物鏈第83頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日4．生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)和生態(tài)平衡

反饋調(diào)節(jié)分為負(fù)反饋調(diào)節(jié)和正反饋調(diào)節(jié)。負(fù)反饋調(diào)節(jié)：較常見的一種反饋，它的作用是能夠使生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到和保持平衡或穩(wěn)態(tài)，反饋的結(jié)果是抑制和減弱最初發(fā)生變化的那種成分所發(fā)生的變化。正反饋調(diào)節(jié)：比較少見，它的作用剛好與負(fù)反饋調(diào)節(jié)相反，即生態(tài)系統(tǒng)中某一成分的變化所引起的其他一系列變化，反過來不是抑制而是加速最初發(fā)生變化的成分所發(fā)生的變化，因此正反饋的作用常常使生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。

由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力，所以在通常情況下，生態(tài)系統(tǒng)會(huì)保持自身的生態(tài)平衡。生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育和調(diào)節(jié)所達(dá)到的一種穩(wěn)定狀況，它包括結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定、功能上的穩(wěn)定、能量輸入和輸出的穩(wěn)定。當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，它能在很大程度上克服和消除外來的干擾，保持自身的穩(wěn)定性。這一現(xiàn)象就是生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)。第84頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日三）、生態(tài)系統(tǒng)的功能1．生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)a．生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)和次級(jí)生產(chǎn)⑴生產(chǎn)量（或稱生產(chǎn)力）：在一段時(shí)間內(nèi)，生態(tài)系統(tǒng)中某個(gè)種群或群落生產(chǎn)出來的有機(jī)物總量。⑵初級(jí)生產(chǎn)量：綠色植物通過光合作用，把太陽能轉(zhuǎn)變成植物體內(nèi)的化學(xué)能，這過程稱為“初級(jí)生產(chǎn)”，它所固定的總能量（或形成的有機(jī)物總量）稱為初級(jí)生產(chǎn)量。又分①總初級(jí)生產(chǎn)量：在某單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)者所固定的全部太陽能；②凈初級(jí)生產(chǎn)量：總初級(jí)生產(chǎn)量減去生產(chǎn)者自身呼吸消耗后余下的數(shù)值。⑶次級(jí)生產(chǎn)量：在單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)物體的同化量減去其呼吸量余下的值。實(shí)際上它就是動(dòng)物用于生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的那部分能量。一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)消費(fèi)者的生產(chǎn)量都屬于次級(jí)生產(chǎn)量。

次級(jí)生產(chǎn)量=同化量－次級(jí)呼吸量=個(gè)體增重+新個(gè)體重量第85頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日b．能量流動(dòng)特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)，不可逆轉(zhuǎn)，逐級(jí)遞減。2．物質(zhì)循環(huán)：又稱生物地化循環(huán)，特點(diǎn)：反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動(dòng)。⑴水循環(huán)，全球性⑵氣體型循環(huán)⑶沉積物循環(huán)第86頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日能流和營(yíng)養(yǎng)水平（trophiclevels）

各類生物以地球生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)者的總生產(chǎn)量/年為起點(diǎn)，能量按食物鏈順序的流動(dòng)，即能流能流過程中，各類生物所處的地位稱為營(yíng)養(yǎng)水平。營(yíng)養(yǎng)水平和食物鏈的環(huán)節(jié)是有限的（通常4~5個(gè)）第87頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日4.3.1.4能量轉(zhuǎn)化效率和生態(tài)金字塔能量轉(zhuǎn)化效率：指某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所固定的能量與上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)所攜有的能量之比。十分之一定律：營(yíng)養(yǎng)水平每上升一級(jí)所得能量只有原來營(yíng)養(yǎng)水平的10%。生態(tài)金字塔（ecologicalpyramid）

生態(tài)系統(tǒng)中，當(dāng)能量傳遞其營(yíng)養(yǎng)級(jí)由低向高推進(jìn)時(shí)，每級(jí)的個(gè)體數(shù)目、生物量或所含能量呈遞減式塔型分布，稱生態(tài)金字塔。第88頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日素食者比肉食者節(jié)約能源第89頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日2．物質(zhì)循環(huán)：又稱生物地化循環(huán)，特點(diǎn)：反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動(dòng)。⑴水循環(huán)，全球性⑵氣體型循環(huán)⑶沉積物循環(huán)第90頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日生物地球化學(xué)循環(huán)（biogeochemicalcycle）

在生態(tài)系統(tǒng)乃至生物圈內(nèi)，各種化學(xué)元素沿特定途徑，從環(huán)境到生物體，又從生物體再回歸到環(huán)境，這種不斷流動(dòng)和循環(huán)過程。生物富集作用（biologicalenrichment）

生態(tài)系統(tǒng)中同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上眾多種群或個(gè)體，從環(huán)境中積蓄某種元素或難于分解的化合物，致使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán)境中的濃度的現(xiàn)象。例：DDT的富集現(xiàn)象。第91頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日DDT經(jīng)食物鏈濃縮107倍水中DDT濃度3x10－6ppm鷹體內(nèi)DDT濃度25ppm第92頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日水循環(huán)

氣體循環(huán)（碳、氧、氮的循環(huán)）

碳的循環(huán)

氮的循環(huán)

沉淀循環(huán)（鈣、鉀、納、鎂、磷等鹽類的循環(huán)）

磷的循環(huán)第93頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日水循環(huán)第94頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日碳循環(huán)第95頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日氮循環(huán)第96頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日3。生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞生態(tài)系統(tǒng)中信息流（傳遞、接受和感應(yīng)）存在于不同組織水平，是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果。生態(tài)系統(tǒng)中的信息種類

物理信息：聲、光、電、熱等

化學(xué)信息：代謝分泌物、植物次生代謝物等

營(yíng)養(yǎng)信息：影響生物的遷徙等

行為信息生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的特征

具有可傳擴(kuò)性、永續(xù)性；

具有時(shí)效性、分享性與轉(zhuǎn)化性第97頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日印隨學(xué)習(xí)（imprinting）第98頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞動(dòng)物之間的信息傳遞是通過神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)進(jìn)行的；動(dòng)物之間的信息傳遞決定生物的多種行為。

取食：視覺、味覺、聽覺信號(hào)對(duì)動(dòng)物取食的影響 居?。何锢硇盘?hào)和食物信號(hào)影響棲息地的選擇。

防護(hù)行為：擬態(tài)（imicry）、警戒色、保護(hù)色

性行為：性外激素（pheromone）；生物的群集作用：食物、環(huán)境和信息素的作用。第99頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日防衛(wèi)甲殼蟲噴出毒液第100頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日蝴蝶用鮮艷的“眼睛”嚇走敵人防衛(wèi)第101頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日擬態(tài)第102頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日西番蓮是熱帶藤本植物，展足蛾產(chǎn)卵于葉面，西番蓮的蜜腺象卵，葉子起到保護(hù)的作用第103頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日一種像石頭樣的植物，不易被動(dòng)物發(fā)現(xiàn)第104頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日信息在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用

光信息的應(yīng)用：調(diào)節(jié)控制生物的發(fā)生發(fā)展

化學(xué)信息的應(yīng)用：趨光性和趨化性的利用，“迷向法”防治害蟲；

聲信息的應(yīng)用：超聲處理種子；聲納捕魚；番茄聽音樂。第105頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日五、環(huán)境問題：（一）人類對(duì)大氣層的破壞1．酸雨污染：（不是單純的雨，他還包括雪、霧、塵埃等各種含有酸性物質(zhì)的沉降物）

a．形成原因：SO2、NOb．酸雨的危害：

c．酸雨的防治：2．光化學(xué)煙霧：

a．形成原因：NO和碳?xì)浠衔镌陉柟庵械淖贤饩€的作用下；

b．光化學(xué)煙霧的成分：O3、NO2、醛類、過氧乙?；跛狨ィ≒AN）與大氣的粒狀污染物混合，形成前藍(lán)色煙霧。

c．光化學(xué)煙霧的危害：空氣污染達(dá)到毒害的程度常常伴隨著

一種氣候條件——逆溫現(xiàn)象第106頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日溫度地表暖空氣冷空氣更冷空氣高度

溫度高度地表冷空氣冷空氣暖逆溫層逆溫現(xiàn)象圖解（左）暖空氣上升，擴(kuò)散污染物；（右）由于逆溫現(xiàn)象，壓在冷空氣上面的暖空氣層阻礙污染物上升和進(jìn)行擴(kuò)散第107頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日a．溫室氣體：CO2、CH4、氮氧化物、氯氟烴。溫室氣體能無阻擋地讓太陽的短波輻射設(shè)想地面，并部分吸收地表向外輻射的長(zhǎng)波輻射（紅外線）。全球增溫作用中以CO2為主，約占60%以上。但是CO2并不是溫室效果最強(qiáng)的氣體，比如N2O的溫室效應(yīng)要比CO2高的多（200倍左右），但是由于濃度比較低。所以…………b．溫室效應(yīng)與氣候變暖的危害：影響植被分布、海平面上升、陸地減少

c．溫室效應(yīng)與氣候變暖的防治：提高森林覆蓋率，改善生態(tài)環(huán)境。4．臭氧層的破壞

a．臭氧層的作用：

b．臭氧層破壞的原因：氯原子能催化分解O3，制冷劑氟里昂（CFCl3）、CCl4、此外超音速飛機(jī)、汽車廢氣以及氮氧化合物也能分解臭氧。3．溫室效應(yīng)與氣候變暖：第108頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日（二）水體污染1．有機(jī)污染：有機(jī)污染物在水中分解時(shí)需要消耗大量的氧，固又稱需氧污染物。被有機(jī)物嚴(yán)重污染的水體中，溶解氧急劇下降，甚至產(chǎn)生無氧層，大部分魚類會(huì)窒息死亡。同時(shí)，水中厭氧菌迅速發(fā)展，分解有機(jī)物并放出CH4和H2S等有毒氣體，發(fā)出臭氣。2．水體富營(yíng)養(yǎng)化：由于生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)田排水中含較多的N、P等元素，這些元素大量的進(jìn)入水體后使藻類植物等大量繁殖，這些生物死亡后，先被需氧微生物分解，使水體中溶解氧的含量明顯減少。接著，生物遺體又會(huì)被厭氧微生物分解，產(chǎn)生出CH4和H2S等有毒氣體，使魚類和其他水生生物窒息或中毒死亡，水體變臭。富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生在淡水中叫“水華或水花”，發(fā)生在海水中叫做“赤潮”。第109頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日3．有毒污染物與生物富集作用：水體中的有毒污染物有兩類

①重金屬（汞、鉛、鎘、鉻、砷（類金屬）等等），

②人工合成的有機(jī)物（有機(jī)氯、有機(jī)磷、多氯聯(lián)苯和芳香族氨基化合物）。有毒污染物的危害除造成生物急性中毒外，還有一種重要危害是生物富集作用帶來的不良后果。生物從環(huán)境攝取重金屬和脂溶性的DDT、六六六等有機(jī)氯殺蟲劑后，在體內(nèi)積累，并延食物鏈轉(zhuǎn)移。其結(jié)果是污染物的濃縮，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，富集能力越強(qiáng)，積累越多，呈現(xiàn)倒金字塔形。（著名例子是“水俁病”）4．海洋石油污染：污染石油的來源：河流、油輪事故、海底油田的泄漏和大氣降雨。5．水體熱污染：許多工廠向水體排放廢熱水及其它形式的“廢熱”，使水體溫度顯著上升，影響水生生物的生存。（可以從生態(tài)幅的角度考慮）第110頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日（四）其它環(huán)境問題：淡水資源短缺、土地荒漠化、生物多樣性遭受嚴(yán)重破壞。（五）人口增長(zhǎng)與環(huán)境問題（六）生物在環(huán)境保護(hù)中的作用

a．森林在環(huán)保中的作用：涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、保持水土、防風(fēng)固沙…………b．生物監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)植物，如煙草對(duì)低濃度的光化學(xué)煙霧極為敏感，且葉片傷害程度與臭氧濃度正相關(guān)。地衣、苔蘚等許多植物都可作為監(jiān)測(cè)植物。

c．生物的凈化作用：有些污染物能被生物吸收，在體內(nèi)積累或轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)，這一過程稱為生物的凈化，或稱為環(huán)境的自凈。如柳杉、懸鈴木、橙能釋放殺菌素（三）土壤污染：

是指人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物通過各種途徑輸入土壤，其數(shù)量和速度超過了土壤凈化作用的速度，導(dǎo)致土壤正常功能失調(diào)。第111頁，共127頁，2023年，2月20日，星期日不同污水中生物體系和指示生物污水類型在顯微鏡下觀察到的生物(個(gè)/升)指示生物新排出的城市生活污水和類似的工業(yè)廢水纖毛蟲10~50,000腐生草履蟲、豆形蟲、閃瞬目蟲、布氏尾絲蟲、小口鐘蟲、旋毛蟲鞭毛蟲1,000~2,000變形蟲0~1,000細(xì)菌大量，真菌大量含大量硫化氫的腐敗廢水鞭毛蟲5,000~