生態(tài)學(xué)考試復(fù)習(xí)材料

生態(tài)學(xué)考試復(fù)習(xí)材料

生態(tài)學(xué)筆記

第一章生態(tài)學(xué)是一門科學(xué)

生態(tài)學(xué)的定義

生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展

生態(tài)學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系

生態(tài)學(xué)的定義

1.生態(tài)學(xué)（ecology）是研究生物與周圍環(huán)境和無機(jī)環(huán)境相互關(guān)系及機(jī)理的科學(xué)。

（E.Haeckel,1866）

它包括4個層次的內(nèi)容：

生態(tài)學(xué)的定義還有很多：

生態(tài)學(xué)是研究生物（包括動物和植物）怎樣生活和它們?yōu)槭裁窗凑兆约旱纳罘?/p>

式生活的科學(xué)。（埃爾頓，1927）

生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體的分布和多度的科學(xué)。（Andrenathes,1954）

生態(tài)學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)。（E.P.Odum,1956）

生態(tài)學(xué)是研究生命系統(tǒng)之間相互作用及其機(jī)理的科學(xué)。（馬世駿，1980）

生態(tài)學(xué)是綜合研究有機(jī)體、物理環(huán)境與人類社會的科學(xué)。（E.P.Odum,1997）

二.生態(tài)學(xué)的形成與發(fā)展

理論上：概念上的提出--＞論著的出版--＞學(xué)科的形成。

時間上：萌芽時期一-?近代發(fā)展：4大學(xué)派的形成一-?現(xiàn)代發(fā)展：生態(tài)系統(tǒng)、人

類生存環(huán)境的研究。

實(shí)驗(yàn)技術(shù)上：描述---1?定性1■定量---1■模擬。

（1）生態(tài)學(xué)萌發(fā)階段（時期）

公元16世紀(jì)以前：

在我國：公元前1200年《爾雅》一書；

公元前200年《管子》“地員篇”；

公元前100年前后，農(nóng)歷確立了24節(jié)氣，同時《禽經(jīng)》一書（鳥類生態(tài)）問世;

《本草綱目》。

在歐洲：公元前285年也有類似著作問世。

（2）近代生態(tài)學(xué)階段（公元17世紀(jì)一19世紀(jì)末）

建立時期：

17世紀(jì)后生態(tài)學(xué)作為一門科學(xué)開始成長。

1792年德國植物學(xué)家C.L.Willdenow出版了《草學(xué)基礎(chǔ)》；

1807年德國A.Humbodt出版《植物地理學(xué)知識》提出“植物群落”“外貌”等概

念；

1798年T.Malthus《人口論》的發(fā)表;

1859年達(dá)爾文的《物種起源》；

1866年Haeckel在他的著作《普通生物形態(tài)學(xué)》中首先提出ecology一詞，并

首次提出了生態(tài)學(xué)定義。

1895年E.Warming發(fā)表了他的劃時代著作《以植物生態(tài)地理為基礎(chǔ)的植物分布

學(xué)》（1909年經(jīng)改寫成《植物生態(tài)學(xué)》）。

（2）近代生態(tài)學(xué)階段（公元17世紀(jì)一19世紀(jì)末）

鞏固時期（20世紀(jì)初至20世紀(jì)50年代）：

（1）動植物生態(tài)學(xué)并行發(fā)展，著作與教科書出版。

代表作:C.Cowels（1910）發(fā)表的《生態(tài)學(xué)》；

F.E.Chements（1907）發(fā)表的《生態(tài)學(xué)及生理學(xué)》；

前蘇聯(lián)蘇卡切夫的《植物群落學(xué)》（1908）、《生物地理群落學(xué)與植物群落學(xué)》

（1945）；

AG.Tamsley（1911）發(fā)表的《英國的植被類型》等；

R.N.Chapman（1931）的《動物生態(tài)學(xué)》；

中國費(fèi)鴻年（1937）的《動物生態(tài)學(xué)》；

特別是W.C.Alle（1949）等的《動物生態(tài)學(xué)原理》出版，被認(rèn)為是動物生態(tài)進(jìn)

入成熟期的重要標(biāo)志。

（2）近代生態(tài)學(xué)階段（公元17世紀(jì)一19世紀(jì)末）

鞏固時期（20世紀(jì)初至20世紀(jì)50年代）：

（2）學(xué)派的形成：主要有

①北歐學(xué)派：以注重群落結(jié)構(gòu)分析為特點(diǎn)。代表人物：G.E.DuRietz

②法瑞學(xué)派：注重群落生態(tài)外貌，強(qiáng)調(diào)特征種的作用。代表人物是

J.Braum-Blanquet

③英美學(xué)派：以動態(tài)和數(shù)量生態(tài)為特點(diǎn)。代表人物是Clements和Tansley

④俄國學(xué)派（前蘇聯(lián)學(xué)派）：植物（群落）與地學(xué)結(jié)合。代表人物：

B.H.Cykayeb

（三）現(xiàn)代生態(tài)學(xué)階段（20世紀(jì)60年代至現(xiàn)在）

以人類生存環(huán)境為中心。

三.生態(tài)學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系

深入到自然科學(xué)和社會（人文）科學(xué)中，形成各自的分支學(xué)科。

滲入到人類社會各種活動甚至思維和意識中。

參考書目、雜志：

李博主編.生態(tài)學(xué)，北京：高等教育出版社，2000.

孫儒泳.動物生態(tài)學(xué)原理，北京師范大學(xué)出版社，1992.

Richard.B等（中譯本），保護(hù)生物學(xué)概論，湖南科技出版社，1996。

R.E.Richiefs等，Ecology,NewYork,1990.

Manuel,c.Molle,Ecology：conceptsandapplications,Mcgraw-Hi11Companies.

Inc,（生態(tài)學(xué)：概念與應(yīng)用，科學(xué)出版社，影印版，2001）

《生態(tài)學(xué)報》，《植物生態(tài)學(xué)報》，《Ecology》，《JournalofEcology》。

第二章生物與環(huán)境

環(huán)境概述

生態(tài)因子

生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

一.環(huán)境概述

二.生態(tài)因子

1、定義：生態(tài)因子(ecologicalfactors)是指環(huán)境中對生物生長、發(fā)育、生

殖、行為和分布有直接或間接作用的環(huán)境要素。

2.生態(tài)因子作用的一般特征(一般規(guī)律)

(1)綜合作用；

(2)主導(dǎo)因子作用；

(3)直接作用和間接作用；

(4)階段性作用；

(5)可調(diào)節(jié)(補(bǔ)償)作用但不可代替性；

(6)限制性作用一耐度限制及耐度限制的調(diào)節(jié)。

限制因子(limitingfactor)：

①限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵性因子。

②在眾多生態(tài)因子中，任何接近或超過某種生物的耐受性極限，而且阻止其生長、

繁殖或擴(kuò)散甚至生存的因素。

最小因素定律(lawofminimum)：

能夠影響生物的無數(shù)因子中，總有一個因素限制生物的生長、生存或

繁殖。

耐性定律(lawoftolerance)：

耐性(tolerance)：①指生物能夠忍受外界極端條件的能力；②指單

個有機(jī)體或種群能夠生存的某一生態(tài)因子的范圍。

又稱shelford耐性定律。任何一個生態(tài)因子在數(shù)量或質(zhì)量上的不足或

過多，即當(dāng)其接近或達(dá)到某種生物的耐受性限制時，而使該種生物衰退或不能生

存。

2.生態(tài)因子作用的一般特征(一般規(guī)律)

耐性限度(thelimitsoftolerance)：

每個種只能在環(huán)境條件一定范圍內(nèi)生存和繁殖。也即生物種在其生存

范圍內(nèi)，對任一生態(tài)因子的需求總有其上限與下限，兩者之間的距離就是該種對

該因子的耐性限度。

生物種的耐性曲線(見圖例)：

耐性限制用曲線表示，稱為耐性曲線(tolerancecurve)o廣幅分布

生物與狹幅分布生物分布耐性曲線。

耐度限制的調(diào)節(jié)通過下列主要方式：

新環(huán)境適應(yīng)：馴化培育

休眠——“逃避”限制

生理節(jié)律變化和其他周期性補(bǔ)償變化

調(diào)節(jié)的目的是對惡劣環(huán)境的克服，通過這些方式，使體內(nèi)生理、行為達(dá)

到平衡，而抵抗惡劣環(huán)境。

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

（1）強(qiáng)的作用：生食發(fā)育、形態(tài)建構(gòu)作用。典型例子一植物黃化現(xiàn)象

（eitiolationphenomenon）0

（2）光質(zhì)的作用：光合作用影響

紅、橙光能對葉綠素有促進(jìn)，綠光不被植物吸收稱“生理無效輻射二

紅光有利于糖的合成，藍(lán)光有利于蛋白質(zhì)的合成。

光對動物生殖、體色變化、遷徙、毛羽更換、生長發(fā)育有影響。

紫外光與動物維生素D產(chǎn)生關(guān)系密切，過強(qiáng)有致死作用，波長360nm

即開始有殺菌作用，在340nm~240nm的輻射條件下，可使細(xì)菌、真菌、線蟲的卵

和病毒等停止活動。200~300nm的輻射下，殺菌力強(qiáng)，能殺滅空氣中、水面和各

種物體邊面的微生物，這對于抑制自然界的傳染病病原體是極為重要的。

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

（3）光周期現(xiàn)象一生物對光的生態(tài)反應(yīng)與適應(yīng)

定義：生物對晝夜光暗循環(huán)格局的反應(yīng)所表現(xiàn)出的現(xiàn)象稱之為光周期

現(xiàn)象。

生物和許多周期現(xiàn)象是受日照長短控制的，光周期是生命活動的定時

器和啟動器。

表1不同緯度地區(qū)的日照時間單位：h

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

（3）光周期現(xiàn)象一生物對光的生態(tài)反應(yīng)與適應(yīng)

植物的光周期現(xiàn)象：

長日照植物、短日照植物、中日照植物、日照中植物。（不同光照時間對開花的

作用而定）

動物的光周期現(xiàn)象：

鳥類的光周期現(xiàn)象最為明顯，它的遷徙是由日照長短變化所引起的；鳥類及某些

獸類的生殖也與日照長短有關(guān)，如雪貂、野兔和刺猬等都是隨著春天日照長度增

加而開始生殖（稱為長日照獸類）；綿羊、山羊和鹿等總隨著秋天短日照的到來

而進(jìn)入生殖期（稱短日照獸類）。

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

（1）溫度與生物生長發(fā)育

生長：“三基點(diǎn)”——最低、最適、最高溫度。

發(fā)育：植物的春化作用（某些植物要經(jīng)過一個“低溫”階段才能開花

結(jié)果）。

（2）生物對極端溫度的適應(yīng)

對低溫適應(yīng)——在形態(tài)、生理和行為方面的表現(xiàn)

中國南北方兒種獸類顱骨長度的比較：

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

說明了生活在高緯度地區(qū)的恒溫動物其身體往往比生活在低緯度地區(qū)的同類個

體大。個體大的動物，其單位體重散熱量相對減少（貝格曼Begman定律）（表）。

阿倫（Allen）規(guī)律：恒溫動物身體的突出部分為四肢、尾巴、外身等在低溫環(huán)

境中有變小的趨勢。

在生理方面，生活在低溫環(huán)境中的植物通過減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中的糖

類、脂肪等物質(zhì)來降低植物的冰點(diǎn)，增加抗寒能力。動物對低溫的適應(yīng)主要表現(xiàn)

在代謝率與溫度關(guān)系中的熱中性區(qū)寬，下臨界點(diǎn)溫度以下的曲線率小等兒個方面

（圖）。

（3）物候節(jié)律：

物候又稱物候現(xiàn)象（phenologicalphenomenon）,是指生物的生命活動對季節(jié)變

化的反應(yīng)現(xiàn)象。物候?qū)W（pheology）則是指研究生物與氣候周期變化相互關(guān)系的

科學(xué)。

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

（1）水因子對生物生長發(fā)育的作用：

水分不足，使植物萎蕉；使動物滯育或休眠。某些動物的周期性繁

殖與降水季節(jié)密切相關(guān)，如澳洲鸚鵡遇到干旱年份，就停止繁殖；而某些龍腦香

科植物遇到干旱年份卻產(chǎn)生“爆發(fā)性開花結(jié)果”。

（2）生物對水因子的適應(yīng)

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

（2）生物對水因子的適應(yīng)

植物依其對水分需求劃分為水生植物、陸生植物兩大類型。各類型下又分別劃分

為沉水植物、浮水植物、挺水植物、濕生植物、旱生植物和中生植物等。（圖解）

陸生動物對水因子的適應(yīng)

形態(tài)結(jié)構(gòu)上的適應(yīng)：以各種不同形態(tài)結(jié)構(gòu)，使體內(nèi)水分平衡。

行為上的適應(yīng)：沙漠動物晝伏夜出；遷徙等。

生理上的適應(yīng)：“沙漠之舟”駱駝可以17天喝水，身體脫水達(dá)體重的27%,仍然

照常行走。它不僅具有貯水的胃，駝峰中還儲藏豐富的脂肪，有消耗過程中產(chǎn)生

大量水分；其血液中具有特殊的脂肪和蛋白質(zhì)，不易脫水。

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

（1）氧的生態(tài)作用；

（2）氮的生態(tài)作用；

（3）C02的生態(tài)作用（對動植物個體潛在的影響）；

①使植物氣孔開度減少，減少蒸騰，提高水分利用。

②C02濃度相對提高，使C3植物光合作用不斷增加（C4植物達(dá)到飽和點(diǎn)后則不

隨C02濃度提高，光合作用增加）。

③C02能促進(jìn)植物的生長——植物生長速率隨全球C02濃度的提高而增加。

④高濃度的C02能改變植物形態(tài)結(jié)構(gòu)——幼苗分枝增多，葉面積指數(shù)加大等。

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

（4）大氣污染與植物；

①大氣主要污染物對植物的危害（影響）

二氧化硫（S02）對植物的影響：傷害閾值為0.25~0.55ppm,2~8小時；典型癥

狀——葉片脈間呈不規(guī)則的點(diǎn)狀、條狀或塊狀壞死區(qū)。

氟化氫（HF）對植物的影響：傷害閾值＞40ppm；典型癥狀——葉尖和葉緣壞死。

臭氧（03）對植物的影響：傷害閾值0.05飛.15ppm0.5~8小時；典型癥狀——

葉面上出現(xiàn)密集的細(xì)小斑點(diǎn)。

乙烯對植物的影響：傷害閾值10~100ppb；典型癥狀——“偏上生長”致使葉片一、

花、果脫落。

②植物對大氣的凈化作用

吸收C02,放出02：造林綠化與人類維系呼吸；

吸收有毒氣體：吸收二氧化硫（S02）及氟化氫（HF）最優(yōu);

驅(qū)菌殺菌作用：有些植物分泌殺菌素，如Iha松柏林24小時分泌34kg殺菌素；

阻滯粉塵：針葉林阻粉塵量32~34噸/年，闊葉林68噸/年；

吸收放射性物質(zhì)：吸收中子Y-射線。

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

（4）大氣污染與植物；

③大氣污染監(jiān)測—指示植物

a.作為指示植物的基本條件：

能夠綜合反映大氣污染對生態(tài)系統(tǒng)影響的強(qiáng)度；

能夠較早地發(fā)現(xiàn)污染（對大氣污染敏感）；

能夠同時檢測多種大氣污染物；

能夠反映出一個地區(qū)的污染歷史（基本年輪的化學(xué)分析）。

b.常見（用）的指示植物：地衣最敏感，0.015~0.105ppm二氧化硫下無法生存

（但反應(yīng)慢）。

④大氣污染的植物監(jiān)測

形態(tài)及生長量觀測：IA=Wo/Wm；

群落生活力調(diào)查（見《城市生態(tài)學(xué)》——孟德政等譯，1986）；

現(xiàn)場盆栽定點(diǎn)監(jiān)測；

生理生化指標(biāo)測定——光合作用，呼吸作用，氣孔開放度，細(xì)胞膜透性，葉液

PH值變化，植物體內(nèi)酶體變化等。

三.生態(tài)因子對生物的生態(tài)作用

（1）土壤化學(xué)性質(zhì)與植物的關(guān)系

①PH值＜3或＞9對根系嚴(yán)重傷害②礦質(zhì)營養(yǎng)元素與植物

（2）植物的鹽害和抗鹽性

植物的抗鹽方式：

排除鹽分——泌鹽植物；稀鹽植物（稀釋鹽分）；

富集鹽分；拒絕吸收

（3）植物對土壤適應(yīng)的生態(tài)類型

對PH值的適應(yīng)——嗜酸性植物、嗜酸一耐堿植物、嗜堿一耐酸植物、嗜

堿植物。

鈣土植物、鹽生植物、抗鹽植物

(4)土壤污染的植物監(jiān)測

土壤污染——重金屬污染、如汞、鎘、碑、化學(xué)農(nóng)藥污染等。

監(jiān)測：植物群落調(diào)查，蔬菜及作物調(diào)查，實(shí)驗(yàn)分析

第三章種群

種群的基本特征

種群的增長與調(diào)節(jié)

種群生活史

一、種群的基本特征

1、種群的定義(population)

種群是占據(jù)特定空間(地理位置)的同種有機(jī)體的集合群。

種群是占據(jù)某一地區(qū)的某個種的個體總和(Friederich,1930)

某一特定時間占據(jù)某一特定空間的一群同種有機(jī)體(Merrile,1981)

種群是物種在自然界中存在的基本單位，又是生物群落的基本組成單位。種群是

一種特殊組合，具有獨(dú)特性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、機(jī)能，有自動調(diào)節(jié)大小的能力。

種群生態(tài)學(xué)(populationecology)----研究同種生物個體群數(shù)量動態(tài)、特性分

化及其發(fā)生發(fā)展的科學(xué)。(種群生物學(xué)populationbiology)

一、種群的基本特征

1、種群的定義(population)

種群生態(tài)學(xué)歷史發(fā)展概況及主要代表作：

J.L.Harper,1977,PopulationBiologyofPlant.Academicpress,London

andNewYork.

J.W.Silvertown,1982.Introductiontoplantpopulationecology.Longman

LondonandNewYork.

③王伯荔等，1995,植物種群學(xué).廣州：廣東高等教育出版社.

2.種群的基本特征

(1)分布格局(distributionpattern)---種群內(nèi)個體空間分布方式或配置

特點(diǎn)。(圖)

均勻分布(uniformdistribution)

隨機(jī)分布(randomdistribution)

集群分布(contagiousdistribution)

種群分布格局最簡易的判斷方法，通過公式

S2=S(x-m)2/n-l計(jì)算

其中：n-調(diào)查時樣方數(shù)m-每個樣方中個體平均數(shù)

x一樣方中的個體總數(shù)S2一方差(分散度)

根據(jù)S2的值可判斷：

當(dāng)S2=0即S2〈M時，為均勻分布

當(dāng)S2=m時為隨機(jī)分布

當(dāng)S2>m時為集群分布

2.種群的基本特征

(2)年齡結(jié)構(gòu)(agestructure)----種群內(nèi)不同年齡的個體數(shù)量分布情

況。根據(jù)年齡結(jié)構(gòu)劃分三種種群類型：增長型、穩(wěn)定型、衰退型。(見圖)

增長型種群(increasingpopulation)----年齡結(jié)構(gòu)成典型金字塔型，表示種

群有大量幼體，老齡個體小，出生率大于死亡率。

穩(wěn)定型種群(stablepopulation)出生率與死亡率大致平衡，種群穩(wěn)定。

下降(衰退)種群(decliningpopulation)倒金字塔型。種群中幼體減少，

老體比例增大，死亡率大于出生率。

種群(特別是優(yōu)勢種)年齡結(jié)構(gòu)，直接關(guān)系著其本身及其所在群落的發(fā)展趨勢，

是種群及其所在群落的動態(tài)趨勢的主要指標(biāo)。測定種群的年齡結(jié)構(gòu)，便可分析它

的自然動態(tài)，推知它及其所在群落的歷史，預(yù)測它們的未來。

2.種群的基本特征

(3)性比(sexration)——性比是種群中雄性個體和雌性個體數(shù)目的比例。

受精卵的&/早大致是50：50,這叫第一性比。

由于種種原因，&/早比繼續(xù)變化，到個體成熟時為正的4/阜比例叫第二性比。

最后還有充分成熟的個體性比，叫第三性比。

性比對種群配偶關(guān)系及繁殖潛力有很大的影響。

2.種群的基本特征

(4)生命表(lifetable)——是指列舉同生群在特定年齡中個體的死亡和存

活比率的一張清單。

同生群(cohort)---同時出生的個體種群。

類型：圖解生命表(diagrammaticlifetable)----以圖解來表示生物，一^1、世

代的歷程。

常規(guī)生命表(conventionallifetable)

動態(tài)生命表(dynamiclifetable)---真實(shí)記錄生物個體存活情況。

靜態(tài)生命表(staticlifetable)一記錄某一特定時■間獲得的各齡級個體數(shù)情

況而編制成的。

作用(意義)：

綜合記費(fèi)了生物體生命過程的重要數(shù)據(jù)；

系統(tǒng)表示出種群完整生命過程；

研究種群數(shù)量動態(tài)必不可少的方法。

二.種群的增長與調(diào)節(jié)

1.種群增長的模型

(1)馬爾薩斯(Malthus)方程：又稱指數(shù)增長模型。

Nt=N0ert指數(shù)增長；InNt=lnNOtrt對數(shù)增長

(2)邏輯斯蒂增長(Logisticgrowth)模型：是比利時學(xué)者Verhulst1838

年創(chuàng)立的。邏輯斯蒂增長模型是指種群在有限環(huán)境下，受環(huán)境制約且與密度相關(guān)

的增長方式。

Nt=k/1+（1-Nt/k）e-rt

（3）Leslie—Lefkorich矩陣模型:

nt+l=Mtnt

Mt是m、p、i的距陣，nt和nt+1分別是在t和t+1時種群各階段個

體數(shù)的列向量，從中計(jì)算入值。當(dāng)入=1,表示種群穩(wěn)定；當(dāng)人>1,表示種群正在

增長；X<1,種群趨向衰退。

2.種群大小的調(diào)節(jié)（populationregulation）

種群大小的調(diào)節(jié)是指種群大小的控制或者是指種群大小所表現(xiàn)的作用限度。

調(diào)節(jié)種群大小的因素

非密度相關(guān)——外界（物理）因素，如降水、溫度、土壤狀況等。

密度相關(guān)（密度依賴）——內(nèi)部的生物因素。

自疏（selfthinning）與-3/2定律:

自疏——指同種植物因種群密度而引起種群個體死亡而密度減少的過程。

-3/2定律——植物種群自疏過程中，其個體平均重量與種群密度成-3/2直線

斜率的變化。

W=Cd-3/2logw=logc-3/21ogd

W~平均單株重量C~為常數(shù)d~種群密度

（植物個體重量與密度說：密度降低，重量增大）

3.人類種群的增長與調(diào)節(jié)

（1）世界及我國人口的增長趨勢（見圖）

（2）我國人口的調(diào)節(jié)

我國目前人口增長的特點(diǎn)：

面臨建國以來的第三次出生高峰；

人口老化趨勢出現(xiàn)；

人口的科學(xué)文化素質(zhì)較低。

我國人口的調(diào)節(jié)：

總方針——控制人口的增長，提高人口的素質(zhì)；

目標(biāo)——2000前力爭把中國平均人口自然增長率控制在12.5%。內(nèi)，期望下世紀(jì)

中葉穩(wěn)定在15~16億；

措施——堅(jiān)持優(yōu)生優(yōu)育，計(jì)劃生育；掃除青壯年文盲，實(shí)行九年制義務(wù)教育。

三、種群生活史

（一）種群在其生活史中表現(xiàn)的特征

（二）繁殖格局（reproductionpatterns）

（三）繁殖策略（reproductionstratagem）

(四)性選擇(sexualselection)

三、種群生活史

(一)種群在其生活史中表現(xiàn)的特征

1.生活史的定義----個生物從出生到生物所經(jīng)歷的全部過程稱為生活史(life

history)或生活周期(lifecycle)。

2.表現(xiàn)的主要特征

個體大小：是生物的遺傳特征，與生活周期長短有很好相關(guān)性。

生長與發(fā)育速度：呈””形生長曲線，包括停滯期、指數(shù)期、靜止期。

2.表現(xiàn)的主要特征

繁殖：指有機(jī)體生產(chǎn)出與自己相似后代的現(xiàn)象，是生物形成新個體的所有方式的

總稱。包括：

有性生殖(sexualreproduction)：是指通過兩性細(xì)胞核的結(jié)合形成新個體的繁

殖方式。

無性生殖(asexualreproduction)：

抱子生殖(sporereproduction)是指生殖細(xì)胞即抱子不經(jīng)過有性過程而直接發(fā)

育成新個體的繁殖方式。

營養(yǎng)繁殖(vegetativereproduction)

繁殖與物種的生存和發(fā)展關(guān)系極密切，它是生活史中的核心問題。

2.表現(xiàn)的主要特征

擴(kuò)散：指生物個體或繁殖體從一個生境轉(zhuǎn)移到另一個生境中。

①植物的擴(kuò)散(繁殖體的傳播)：

擴(kuò)散形式——水力、動物(包括人)、風(fēng)力。各自有特殊的適應(yīng)性。

②動物擴(kuò)散(主動擴(kuò)散)擴(kuò)散形式——遷出、遷入、遷移

遷出(emigration)----分離出去而不再歸來的單方向移動。

遷入(immigration)----進(jìn)入的單方向移動。

遷移(migration)——周期性的離開和返回。(回游、遷徙)

③動植物擴(kuò)散的生物學(xué)與生態(tài)學(xué)意義

可以使種群內(nèi)和種群間的個體得以交換，防止長期近親繁殖而產(chǎn)生不良的后果；

可以補(bǔ)充或維持在正常分布區(qū)以外的暫時性分布區(qū)域的種群數(shù)量；

擴(kuò)大種群分布區(qū)。

(二)繁殖格局(reproductionpatterns)

1、一次繁殖和多次繁殖

在生活史中，只繁殖一次即死亡的生物稱為一次繁殖生物(semelparity)。

一生中能夠繁殖多次的生物稱為多次繁殖生物(iteroparity)o

2、生活年限與繁殖

植物可劃分為一年生、二年生和多年生三種類型的生活年限；動物也分別劃分為

短命型、中等壽命型和長壽型三種類型的生活年限。

有機(jī)體的生活年限(life-span)或壽命(lifetime)既具遺傳性，也具有較大

的生態(tài)可塑性，通常前者為生理壽命，后者為實(shí)際壽命或生態(tài)壽命。

短命型可視為提前繁殖，長壽型視為延遲繁殖。

繁殖格局是自然選擇的結(jié)果，。它主要視生境條件決定的。

(三)繁殖策略(reproductionseratagem)

繁殖策略是表示生物對它所處生存條件的不同適應(yīng)方式。

MacArthur(1962)提出的r-K選擇的生活史策略。

1.r-選擇——有利于增大內(nèi)稟增長率的選擇稱為r-選擇。r-選擇的物種稱為r-

策略者(r-strategistis)o

r-策略者是新生境的開拓者，但存活要靠機(jī)會，所以在一定意義上它們是“機(jī)

會主義者“，很容易出現(xiàn)“突然的爆發(fā)和猛烈的破產(chǎn)”

2.k-選擇——有利于競爭能力增加的選擇稱為k-選擇。k-選擇的物種稱為k-

策略者(K-strategistis)o

k-策略者是穩(wěn)定環(huán)境的維護(hù)者，在一定意義上，它們是保守主義者，當(dāng)生存

環(huán)境發(fā)生災(zāi)變時，很難迅速恢復(fù)，如果再有競爭者抑制，就可能趨向滅絕。

3.r-選擇和k-選擇的相關(guān)特征(見表)

在動物中，大分類動物間比較時，昆蟲可視為r-選擇，脊椎動物為k-選擇；在

分類單位之內(nèi)比較時，體形大，生育力低，對幼小個體有良好保護(hù)的為典型的

k-選擇，體形小，生育力高，對幼小個體優(yōu)育時間短的，為典型的r-選擇。

在植物中，一年生植物如農(nóng)田雜草，原生和次生裸地的先鋒草種屬于r-選擇，

大多數(shù)森林樹種屬于k-選擇。

生物種群的繁殖策略也是自然選擇的結(jié)果。

(四)性選擇(sexualselection)

1.植物的選擇受精

選擇受精(selectivefertilization)是指具有特定遺傳基礎(chǔ)的精核與卵細(xì)胞

優(yōu)先受精的現(xiàn)象。

選擇受精主要表現(xiàn)為生理生化和遺傳上的特征，包括自交不親和性、遠(yuǎn)緣雜交、

不親和性、多個花粉精核間的競爭等現(xiàn)象。

植物的選擇受精的生物學(xué)意義：

(1)可保證最適應(yīng)的兩性細(xì)胞的高度融合，從而增強(qiáng)后代的存活能力；

(2)限制異種之間的自由交配，使種間生殖隔離，從而保證各個種的相對穩(wěn)定

性。

(四)性選擇(sexualselection)

2.動物的性選擇

(1)動物性選擇形式：動物的性選擇形式多種多樣，主要以異性的外表和行為

作為選擇的依據(jù)。通常表現(xiàn)為修飾(ornamentation)、色澤(coloration)、求

偶行為等方面，形成明顯的雌雄二形(sexualdimorphism)現(xiàn)象。

在動物中，絕大多數(shù)物種是由雄性作出求偶行為，往往表現(xiàn)在顏色修飾和

聲音上有許多差異(特別是鳥類)，有的做出各種各樣動作，顯示自己的魅力。

(2)雌性動物的婚配選擇：精心選擇那些攜帶最好基因型的雄性個體交配，來

獲得高質(zhì)量的后代，提高其繁殖成效。為此，雌性動物往往對雄性個體有敏銳的

洞察力，特別對色彩和聲音有較高的鑒別力。止匕外，對雄性的體態(tài)、行為特征(如

爭斗、給餌等)等也有一定的鑒別力，從中擇優(yōu)選擇，才能保證后代健康。

第四章生物群落(1)

生物群落的特征

二.生態(tài)位

三.生物群落內(nèi)的種間關(guān)系

四.生物群落的演替

五.生物群落的分類

六.生物群落主要類型及其分布

生物群落的特征

1、定義：生物群落(bioticcommunity)是指在一定地段或一定生境里各生物

種群相互聯(lián)系和相互影響所構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)單元。

植物群落(plantcommunity,phytocoenosium,phytocommunity)是指由一些

植物在一定生境條件下所構(gòu)成的一個相互影響、互為關(guān)聯(lián)的總體。

植被(Vegetation)是指地球表面的一層活的植物覆蓋。

2、生物群落的基本特征

(1)群落中的所有物種在生態(tài)上有相關(guān)性

植物群落中的種類成分組成——調(diào)查方法：標(biāo)準(zhǔn)樣地法(確定最小面積)、點(diǎn)一

四分法(中點(diǎn)象限法)(見另圖)。

各物種的相關(guān)：競爭、共生、附生、腐生、他感等。

(2)群落與環(huán)境不可分割性

(3)群落中各物種的重要性有各異性

植物群落中物種的數(shù)量特征：

單一數(shù)量特征

綜合(數(shù)量)特征

▲單一數(shù)量特征：

*密度(Density)--D=N/S

*多度(Abundance)——指種類的豐富程度

M=F/AX100%F一樣地內(nèi)該種的個體數(shù)

A一所有個體數(shù)

*頻度(Frequency)--指群落中某種植物出現(xiàn)的樣方百分比

F=SS/NX100%“F”也稱頻度系數(shù)

Raunkier植物頻度定律：共分5級

A(1-20%)>B(21?40%)、C(41—50%)>D(51-80%),E(81~100%)

A>B>C<=>D<E(這一定律并非符合所有群落類型)

▲綜合(數(shù)量)特征：

*存在度(presence)：指一種植物在一個群落中出現(xiàn)的程度

P=n/Nn——某種植物出現(xiàn)的群落數(shù)

N——同一類型群落總數(shù)

*恒有度(Constance)：在一定面積內(nèi)物種的存在度

*確限度(fidelity)：一種植物在一個群叢中的集中程度：

具體分5個確限度等級：奇偶種、隨偶種、適宜種、偏宜種、專有種或確限

種。

*優(yōu)勢度(dominance)：表示某種植物在群落中所占的優(yōu)勢程度。由多度、頻度、

顯著度和立木級比例綜合評定。

確限度等級：

奇偶種(stranger)——偶然發(fā)現(xiàn)或入侵的或殘遺的種；

隨偶種(indifferent)——對任何群落都沒有顯著的親緣；

適宜種(preferent)——在若干群落中發(fā)現(xiàn)，但在其中一個群落中成為優(yōu)勢種或

生長最好的種；

偏宜種(selective)一特別在某一群落中出現(xiàn)，但也在其他群落中偶爾出現(xiàn)的

種；

專有種或確限種(exclusive)——完全或兒乎只出現(xiàn)在某一群落中的種。

優(yōu)勢度(dominance)

重要值(importancevalue)(IV)：以綜合數(shù)值表示植物物種在群落中的相對重

要值。

重要值=相對多度+相對頻度+相對顯著度

(IV)RD%RF%RP%

相對多度=某個種的個體數(shù)/所有種的個體數(shù)X100%

相對頻度=某個種的頻度/所有種的頻度X100%

相對顯著度=某個種的胸截面積/所有種的胸截面積X100%

(4)群落有其空間和時間上的結(jié)構(gòu)

空間結(jié)構(gòu)——分層(地上分層、地下分層)。森林群落空間結(jié)構(gòu)地上成層(分層)

現(xiàn)象用剖面圖解表示。分：喬木層(一般三層)、灌木層、草本層、地被層。(圖)

時間結(jié)構(gòu)(季節(jié)性周期變化)——指那些與季節(jié)性氣候變化相關(guān)聯(lián)的明顯周期現(xiàn)

象。主要表現(xiàn)在：

葉子的生長變化：新葉生長、變?nèi)~期、落葉期；

開花和結(jié)實(shí)

(5)群落結(jié)構(gòu)的松散性和邊界模糊性

二.生態(tài)位

1.生態(tài)位(niche)的概念

Grinnell(1917)最早使用這個術(shù)語，指出生態(tài)位是“每個物種由自身結(jié)構(gòu)上和功

能上的限制而被約束在其內(nèi)的最后分布單位”。

Elton(1927)認(rèn)為“生態(tài)位是說物種在生物環(huán)境中的位置及它的食物和敵害關(guān)

系”。

Hutchinson(1957)定義生態(tài)位是“一種生物和它的非生物與生物環(huán)境全部相互作

用的總和。

Whittaker(1975)的概念較科學(xué)及明確。

“生態(tài)位是指每個物種在群落中的時間和空間的位置及其機(jī)能關(guān)系。或者說

群落內(nèi)一個種與其他種的相關(guān)的位置”。

2.生態(tài)位理論的基本要點(diǎn)

(1)生態(tài)位寬度(廣度)(nichebreadth,nichewidth)□定義：

一個有機(jī)體單位(物種)利用的各種各樣不同資源的綜合的幅度。

一種生物或生物類群所表現(xiàn)出來的資源利用的多樣性。

可利用的少生態(tài)位寬度增加，促使生態(tài)位泛化

(generalagation)

資源：

豐富，可選擇性大生態(tài)位寬度減少，促使生

態(tài)位特化(specialigation)

(2)生態(tài)位重疊(nicheoverlap)

定義：不同物種的生態(tài)位之間的重疊現(xiàn)象。或是說兩個或更多的物種對資源位和

資源狀態(tài)共同利用。

生態(tài)位重疊是競爭的必要條件但并非絕對條件，而決定于資源狀態(tài)。

豐富，供應(yīng)充足，生態(tài)位重疊也不發(fā)生種間競爭。

資源

貧乏，供應(yīng)不足，生態(tài)位稍有重疊，即發(fā)生激烈

的種間競爭。

(3)生態(tài)位分離(nichesepartion)

定義：兩個物種在資源系列上利用資源的分離程度。

又稱競爭排斥原理(competiveexclusionpriciple)或高斯(Gause,1934)原

理：如果許多物種占據(jù)一個特定的環(huán)境，他們要共同生活下去，必然要存在某種

生態(tài)學(xué)差別(具有不同的生態(tài)位)，否則它們不能在相同的生態(tài)位內(nèi)永久地共存。

(4)生態(tài)位移動(nichedrift)

定義：種群對資源譜利用的變動。這是環(huán)境脅迫或者競爭的結(jié)果。

3.用生態(tài)位理論解釋自然生物群落：

(1)一個穩(wěn)定的群落中占據(jù)了相同生態(tài)位的兩個物種，其中一個終究要滅亡；

(2)一個穩(wěn)定的生物群落中，由于各種群在群落中具有各自的生態(tài)位，種群間能

避免直接的競爭，從而保證了群落的穩(wěn)定。

(3)群落是一個相互起作用，生態(tài)位分化的種群系統(tǒng)。這些種群在它們對群落的

時間、空間和資源利用方面，以及相互作用的可能類型方面，都趨于互相補(bǔ)充而

不是直接競爭。大家配合共同生活，更有效地利用環(huán)境資源，從而保證了群落在

一個較長時間有較高的生長力，具有更大的穩(wěn)定性。

(4)競爭可以導(dǎo)致多樣性而不是滅絕，競爭在塑造生物群落的物種構(gòu)成中發(fā)揮著

主要作用。競爭排斥在自然開放系統(tǒng)中，很可能是例外而不是規(guī)律，因?yàn)?，物種

常常能夠轉(zhuǎn)換它們的功能生態(tài)位去避免競爭的有害效應(yīng)。

三.生物群落內(nèi)的種間關(guān)系

1、互利共生(互惠共生)(mutualisum)

兩種生物或兩種中的一種，由于不能獨(dú)立生存而共同生活在一起，或一種生活于

另一種體內(nèi)，互相依賴，各獲得一定利益的現(xiàn)象

2、寄生(parasiturn)----某一物種的個體居住于另一種物種個體的體內(nèi)或

體表從中吸取營養(yǎng)而生活的現(xiàn)象。

3、腐生(saprophytic)-----些生物有機(jī)體只利用腐朽有機(jī)物生存的現(xiàn)象。

4、競爭

5、他感

三.生物群落內(nèi)的種間關(guān)系

4、競爭(competition)——同種或異種的兩個或更多個個體間發(fā)生對于環(huán)境資

源和空間爭奪，從而產(chǎn)生的一種生存斗爭現(xiàn)象。

種間競爭——近緣種圍繞著共同的資源(食餌、空間等)而斗爭，其結(jié)果是一方

或雙方種群的生長、生存、分布和增殖都受到不良影響。

種內(nèi)競爭——種群內(nèi)各個個體間為爭奪資源與空間所產(chǎn)生的生存斗爭現(xiàn)象。

競爭是對抗性的。其結(jié)果：排斥、淘汰、抑制、共存，導(dǎo)致多樣性，而不是滅絕。

決定競爭勝負(fù)的因素：

種間競爭——種的生態(tài)習(xí)性、生活型、生態(tài)幅度狀況等

種內(nèi)競爭——個體的生長狀況，體積小(強(qiáng)弱)，年齡大小狀況等。

三.生物群落內(nèi)的種間關(guān)系

5、他感(化感，他感化學(xué)作用)(allelopathy)

⑴定義：由生物體分泌到體外的化學(xué)物質(zhì)對別種或本種其他個體發(fā)生影響的現(xiàn)

象。

⑵他感作用的主要類型

植物與微生物間的他感

植物間的他感：他感與自毒

植物與草食者間的他感作用

植物與動物(人類)的他感作用

⑶一些植物他感作用的具體途徑

水淋溶、根分泌、揮發(fā)物、殘體分解、不同植物具體途徑不同(見表)：

表：已被證實(shí)的10種植物的他感作用途徑

(4)他感作用的兒個問題

他感作用對象作用部位差異性問題：他感對不同植物有不同的作用(敏感度不…

樣)。例如對檸檬核水抽提物和揮發(fā)油對蘿卜等6種受體種子發(fā)芽和幼苗生長的

影響，其中6種受體對水抽提物抑制敏感性由強(qiáng)到弱的順序是：蘿卜〉玉米〉水稻

＞柱花草》黃瓜〉豆角。對揮發(fā)物的敏感順序是：蘿卜〉柱花草〉玉米〉水稻〉黃瓜》

豆角。

表現(xiàn)出低促高抑現(xiàn)象。例如，檸檬粒揮發(fā)油在0.005%低濃度下對蘿卜幼苗生長

起促進(jìn)作用，當(dāng)濃度超過0.08%又表現(xiàn)出顯著的抑制作用。

他感作用與環(huán)境因子關(guān)系：不同月份（季節(jié)）水抽提物的他感作用不同；各月份

水抽提物的他感作用與降水量明顯相關(guān)。

（5）他感作用的機(jī)理

①生物體化學(xué)生理活性物質(zhì)（他感作用物）的作用。如木麻黃的他感作用有5

個黃酮衍生物和一個阿魏酸衍生物；螃螟菊的地上部分他感作用物有2個倍半轉(zhuǎn)

內(nèi)酯類化合物；茶樹他感作用及自毒作用的主要物質(zhì)是茶多酚及咖啡因。

②他感作用物主要是對細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響。如使細(xì)胞壁變寬、彎曲；高

爾基體變形，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體數(shù)量減少；致使整個細(xì)胞液泡化。

（6）他感作用在群落中的作用（要深入探討此關(guān)系）

對種群在群落中形成——干擾鄰近植物的生長，保持種群地位。

在群落演替中的作用——“自毒”使本身衰退，加速更新演替；干擾鄰近及入侵

物種，保持自身優(yōu)勢地位，保持群落的正常運(yùn)作。

（7）他感作用在農(nóng)林業(yè)中的作用

防止經(jīng)濟(jì)作物“自毒”衰退，保持高產(chǎn)。

“以草治草”、“以草治蟲”，并合成他感化學(xué)活性物質(zhì)，選擇新一代無污染農(nóng)藥。

第四章生物群落（2）

一.生物群落的特征

二.生態(tài)位

三.生務(wù)群落內(nèi)的種間關(guān)系

四.生物群落的演替

五.生物群落的分類

六.生物群落主要類型及其分布

四.生物群落的演替

1.演替的表征、原因及類型

定義、表征、原因、類型

2.演替頂極及其基本理論

定義

演替頂級基本理論

3.演替過程及機(jī)制的主要理論

演替的兩種哲學(xué)觀

主要理論學(xué)說

演替的數(shù)學(xué)模型

1.演替的表征、原因及類型

定義：演替(Succession)是指一個生物群落被另一個生物群落所代替的過程。

表征：

▲群落結(jié)構(gòu)與功能的定向性變化；

▲優(yōu)勢種的變更；

▲在頂級群落形成之前其演替過程持續(xù)進(jìn)行。

原因：

環(huán)境變化；繁殖體的散布；物種間相互作用；新種類不斷發(fā)生；人類活動的影

響。

類型：按演替的起始條件劃分為：

原始演替(primarysuccession)----開始于原生裸地上的群落演替。

次生演替(secondarysuccession)----開始與次生裸地(如森林砍伐跡地、棄

耕地)上的群落演替。

2.演替頂極及其基本理論

(1)定義：演替頂級(Climax)是Clements首先提出。Oosting(1956)給予完

整概念。

演替頂級就是這樣的一個群落，它們的種類在綜合彼此之間發(fā)展起來的環(huán)境中很

好地互相適合；它們能夠在群落內(nèi)繁殖而且能排除新的種類，特別是可能成為優(yōu)

勢種的種類在群落內(nèi)的定居。也就是說，演替頂級是群落演替的最終階段。

(2)演替頂級基本理論

單元頂級學(xué)說。Clements為代表

多元頂級學(xué)說。Tansley為代表

演替頂級格局學(xué)說。Whittaker為代表

3.演替過程及機(jī)制的主要理論

(1)演替的兩種哲學(xué)觀

有機(jī)體論一整體論——強(qiáng)調(diào)環(huán)境的作用(觀察尺度大，對現(xiàn)象作解釋)，強(qiáng)調(diào)系

統(tǒng)的整體特征、綜合特征和超特征。主要代表人物是美國生態(tài)學(xué)家E.P.Odum。

整體論者認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)演替是有序的，定向的，從而可預(yù)見的群落內(nèi)部控制過

程，而且終止于具有內(nèi)控自調(diào)特征的穩(wěn)定階段(即頂級)。

個體論一簡化論——整體等于其組分之和，系統(tǒng)可以簡化或分解到組分水平，最

終可根據(jù)物理或化學(xué)原理加以解釋。主要代表人物是美國人H.A.Gleasono

簡化論者認(rèn)為，群落演替只不過是種群動態(tài)的總和，因而它的演替并不是有序的

或預(yù)見的。

3.演替過程及機(jī)制的主要理論

(2)主要理論學(xué)說：

接力植物區(qū)系學(xué)說：若干演替系列群落循序漸進(jìn)逐步取代的過程。包括6個步驟

或階段，即立地裸化、遷移、定居、競爭、反應(yīng)、穩(wěn)定態(tài)的過程。意味著在此過

程中，植物種是以組或批的形式出現(xiàn)或消失的。

初始植物區(qū)系組成說：演替途徑是有初始期立地?fù)碛械闹参锓N類組成決定(先鋒

樹種的存在)，以后隨時間變化其他植物侵入、取代。

三重機(jī)制學(xué)說(C-S學(xué)說)：認(rèn)為演替有三種可選擇的模式：促進(jìn)型、忍耐型和

抑制型。

生活史對策演替學(xué)說：C-S-R三角模型

3.演替過程及機(jī)制的主要理論

(2)主要理論學(xué)說：

資源比率學(xué)說：每個種在限制性資源比率為某一值時表現(xiàn)為強(qiáng)競爭者，故當(dāng)兩種

或多種限制性資源的相對利用率改變時，組成群落的植物種也隨之改變，故發(fā)生

了演替。

變后鑲嵌體穩(wěn)定態(tài)學(xué)說：一些生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展不依賴于外源環(huán)境干擾，卻表現(xiàn)為

一種內(nèi)源自發(fā)控制過程，演替包括四個階段——重組、加積、過渡和穩(wěn)態(tài)。

五、生物群落的分類

1.分類單位：植物群落采用群叢(Association)群系(Formation)和植被型

(vegetationtype)為基本從屬單位。

群叢——具有相似種類組成，優(yōu)勢種，結(jié)構(gòu)和外貌的同類群落。

群系——相鄰的群叢聯(lián)合，有相同的一個或兒個優(yōu)勢種。

植被型——具有同一生活型的建群種(優(yōu)勢種)的群系的聯(lián)合。

五、生物群落的分類

2.群落的命名：中級及基本單位的命名采用下列主要方法。

優(yōu)勢種命名法：直接用群落中的拉丁學(xué)名命名，并在學(xué)名前加分類單位名稱全稱

或縮寫。

單優(yōu)、多優(yōu)，多層次植物群落。多優(yōu)，多層次結(jié)構(gòu)者把各主要優(yōu)勢種逐一寫出用

，，一”或，，+”聯(lián)起。

3.分類原則

外貌原則②結(jié)構(gòu)原則

③區(qū)系原則一特征種為分類單位級別④優(yōu)勢度原則

⑤生態(tài)原則——依生境區(qū)分⑥演替原則⑦外貌生態(tài)原則

六、生物群落主要類型及其分布

(一)世界植被的分類(見后)

(二)中國植被的分類

《中國植被》(1980)將全國植被分為11個植被型組(Suiteofvegetationtype),

29個植被型，560多個群系，至少兒千個群叢。

六、生物群落主要類型及其分布

世界植被的分類

1.密林(Closedforest)：h>5m,樹冠連續(xù)

(1)熱帶雨林(Tropicalrainforest)

三大雨林群系：亞洲雨林、美洲雨林、非洲雨林

中國熱帶雨林：3個群系組，12個群系

(2)紅樹林(Mangrove)：東方群系、西方群系、中國的紅樹林

(3)季雨林(季風(fēng)林)(Monsoonforest)：不確切而多爭議的類型

(4)常綠闊口|■林(Evergreenbroad-leavedforest)：除歐洲外，各大洲均有,

中國最具代表性。

(5)常綠硬葉林(Evergreensclerophyllousforest)：地中海地區(qū)較典型，澳

洲核林

(6)落葉闊葉林(Deciduousbroad-leavedforest)：分布極廣----北美大西洋

沿岸，西歐、中歐、東亞。

(7)常綠闊口I，一落口I.混交林(Evergreenbroad-leavedanddeciduous

broad-leavedmixedforest)：過渡類型

(8)針葉林(Coniferousforest)

六、生物群落主要類型及其分布

世界植被的分類

2.疏林(Woodland)：h>5m,樹冠不連接

3.密灌叢(Scrub)：簇生，h為0.5~5m

4.短灌叢(Dwarf-scrub)

5.陸生草本群落(草本植被)(Herbaceousvegetation)

稀樹草原(薩王納)(Savamna)：非洲分布廣，干旱

草原(Steppe)—溫帶地區(qū)的地帶性植被類型

草甸(Meadow)一不呈地帶性分布，高緯度，高海拔地區(qū)

6.荒漠(Deserts)

第五章生態(tài)系統(tǒng)

一、生態(tài)系統(tǒng)(ecosystem)的結(jié)構(gòu)

二、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

三、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)

四、生態(tài)系統(tǒng)中的信息及其傳遞

五、生態(tài)系統(tǒng)的變化

六、維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的相對平衡

四.生態(tài)系統(tǒng)中的信息及其傳遞

生態(tài)系統(tǒng)的功能除了體現(xiàn)在生物生產(chǎn)過程，能量流動和物質(zhì)循環(huán)外，還表現(xiàn)在系

統(tǒng)中各生命成分之間存在著信息傳遞。信息傳遞是雙向的。環(huán)境是生態(tài)系統(tǒng)的一

種信息源。生態(tài)系統(tǒng)中包含多種多樣的信息，大致可分為物理信息、化學(xué)信息、

行為信息和營養(yǎng)信息。

四.生態(tài)系統(tǒng)中的信息及其傳遞

1.物理信息及其傳遞

光信息——光強(qiáng)弱，光質(zhì)，光照時間長短是重要的光信息。太陽能是光信息的重

要初級信源。

聲信息——鳥類婉轉(zhuǎn)多變的叫聲；蝙蝠、鯨類發(fā)達(dá)的聲納定位系統(tǒng)。

電信息一特別是魚類，大約有300多種能產(chǎn)生0.2~2伏微弱電壓，電鰻產(chǎn)生的

電壓能高達(dá)600伏。

磁信息——魚類遨游遷徙于大海，候鳥成群結(jié)隊(duì)長途飛行……都靠動物自己的電

磁場與地球磁場互相作用確定方向，方位。

四.生態(tài)系統(tǒng)中的信息及其傳遞

2.化學(xué)信息及其傳遞

動物和植物間的化學(xué)信息

植物產(chǎn)生氣味，不同動物對植物氣味有不同反應(yīng)。蜜蜂取食與傳粉靠植物的化學(xué)

信息息素。

動物之間的化學(xué)信息

動物通過外分泌腺向體外分泌某些信息素。動物可利用信息素標(biāo)記所表現(xiàn)的領(lǐng)域

行為。動物向體外分泌性信息素，以溝通種內(nèi)兩性個體的性信息素交流。

植物之間的化學(xué)信息

化學(xué)他感作用。有親和性的，也有相互拮抗性的。

四.生態(tài)系統(tǒng)中的信息及其傳遞

3.行為信息和營養(yǎng)信息

許多植物的異常表現(xiàn)和動物異常行動傳遞了某種信息，可通稱行為信息。

生態(tài)系統(tǒng)中，生物的食物鏈?zhǔn)且粋€生物的營養(yǎng)信息系統(tǒng)。

五.生態(tài)系統(tǒng)的變化

生態(tài)系統(tǒng)是不平衡的，它首先是不平衡開始，永遠(yuǎn)處于不斷的變化和發(fā)展。這種

變化有自然變化和人為變化兩種。

五.生態(tài)系統(tǒng)的變化

(一)生態(tài)系統(tǒng)的自然變化

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能隨時間的改變而發(fā)生變化的過程就是生態(tài)系統(tǒng)的自然變

化。

簡單復(fù)雜；復(fù)雜簡單

這些變化體現(xiàn)在下列兩個特征上：

1.能量和物質(zhì)循環(huán)特征

如果在生態(tài)系統(tǒng)中：

(1)P晨第一性生產(chǎn))/R(呼吸)〉1,系統(tǒng)是增長型的，物質(zhì)循環(huán)開放性一外流少。

(2)Pg/R<l,系統(tǒng)是衰退型的，物質(zhì)循環(huán)也是開放性的——外流多。

(3)Pg/R^l,系統(tǒng)是穩(wěn)態(tài)的(相對平衡)，物質(zhì)循環(huán)是封閉的。

2.生物多樣性特征

五.生態(tài)系統(tǒng)的變化

(二)生態(tài)系統(tǒng)的人為變化——環(huán)境的變化

人類對生態(tài)系統(tǒng)變化產(chǎn)生的兒種原因：

農(nóng)業(yè)、林業(yè)的過度開墾

都市化、工業(yè)化和現(xiàn)代化對環(huán)境的污染

(1)城市垃圾(包括生活垃圾和工業(yè)垃圾)

(2)廢水廢氣

(3)農(nóng)藥與化肥

六.維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的相對平衡

1.更新觀念——樹立正確的生態(tài)觀。

2.積極保護(hù)森林植被，保護(hù)生物多樣性，植樹種草。

3.既要工業(yè)化現(xiàn)代化更要環(huán)境優(yōu)質(zhì)化——環(huán)境污染的綜合治理。

4.大力發(fā)展環(huán)境科學(xué)研究。

第六章人與生物圈

一、生物多樣性及其保護(hù)

二、全球變化現(xiàn)象及其效應(yīng)

三、可持續(xù)發(fā)展

（Sustainabledevelopment）

一、生物多樣性及其保護(hù)

（一）什么是生物多樣性（biologicaldiversity）

定義

生物多樣性的價值

（二）生物多樣性的分布及其喪失

生物多樣性的分布格局

生物多樣性的測度

物種多樣性的喪失——物種滅絕

物種多樣性喪失的原因

（三）生物多樣性保護(hù)研究

（四）我國生物多樣性及其保護(hù)現(xiàn)狀與未來

（一）什么是生物多樣性（biologicaldiversity）

1、定義：生物多樣性是指有機(jī)體及其賴以生存的生態(tài)復(fù)合體（ecological

complex）之間的多樣性和變異性。具體包括下列三個層次：

物種多樣性（speciesdiversity）（最基本層次）----包括地球上整個空間的物

種，它指物種水平上的表現(xiàn)形式。

遺傳多樣性（genediversity）（微觀層次）——指物種內(nèi)基因的變化，包括同種

內(nèi)兩個隔離地理種群間及單個種群內(nèi)個體間的遺傳變異。

生物群落多樣性或生態(tài)系統(tǒng)多樣性（ecosystemdiversity）（宏觀層次）指

生物圈內(nèi)生境、生物群落和生態(tài)過程的多樣性以及生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生境、生物群落和

生態(tài)變化。

全球生物物種估計(jì)有1400萬種，而目前發(fā)現(xiàn)并描述了的只有175萬種。（表）

（一）什么是生物多樣性（biologicaldiversity）

2、生物多樣性的價值

（1）直接經(jīng)濟(jì)價值——為人類提供最廣泛最重要的資源直接享用。

（2）間接經(jīng)濟(jì)價值——對環(huán)境的影響過程和生態(tài)系統(tǒng)的公益情況。主要是保護(hù)

水資源、保護(hù)土壤、調(diào)節(jié)氣候和處理廢物。

（3）倫理價值——精神和美學(xué)價值。

（二）生物多樣性的分布及其喪失

1、生物多樣性的分布格局

（1）時間分布格局——主要是指地質(zhì)歷史時期生物多樣性的變化。（圖）

（2）空間分布格局：

緯度梯度格局（地球總體分布格局）——指不同地理緯度生物多樣性的變化，海

拔高度不同的變化。（圖）

具體地說，目前全球生物物種多樣性的分布是從熱帶亞熱帶溫

帶寒帶的地理梯度減弱。在全世界中，有12個國家的物種多樣性最為豐

富，它們擁有全世界60~70%的物種。

最大分布格局一一由于歷史原因或生境適宜某一些生物類群所達(dá)到的最大多樣

性。

相關(guān)分布格局——不同有機(jī)體類型之間，物種豐富度分布的相關(guān)性。

（-）生物多樣性的分布及其喪失

2、生物多樣性的測度

測度主要是對生物群落內(nèi)物種多樣性的測度，常用的普通方法如下3種：

（1）物種豐富度指數(shù)（d）——有4種指數(shù)：

Dgl=S/lnA(Gleason,1992)

dma=(S-l)/lnN(Margalef,1958)

dme=S/Nl/2(Menhiniek,1964)

dmo=S/N(Monk,1956)

這里：d一指物種數(shù)目隨樣方增大而增大的速率

s-為物種數(shù)目

N一為所有物種的個體數(shù)之和

A一為樣方面積

（二）生物多樣性的分布及其喪失

2、生物多樣性的測度

（2）Simpson指數(shù)（D）——又稱優(yōu)勢度指數(shù)

D=l-EPi2=l-S（ni/N）2

Pi為第I物種被抽中的概率

ni為第I個種的個體數(shù)

N是樣方內(nèi)所有個體數(shù)

（3）Shannon一Wiener指數(shù)（H）

H=-E（ni/N）log（ni/N）=~XPilogPi

ni、N與上同義

（二）生物多樣性的分布及其喪失

3、物種多樣性的喪失——物種滅絕

（1）自然滅絕

地史上5個時期（奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、白堊紀(jì)）自然大滅絕概況。

（見圖）

恐龍滅絕的假說。

目前鳥類和哺乳類每世紀(jì)的滅絕率為現(xiàn)或每年0.01%o

自然滅絕是絕對的。生物只有滅絕才能進(jìn)化，離開了進(jìn)化，生物學(xué)是毫無意義的。

（二）生物多樣性的分布及其喪失

3、物種多樣性的喪失——物種滅絕

（2）人類造成的滅絕

自1600年至今，已有83種哺乳動物及113種鳥類遭人為滅絕（相當(dāng)于哺乳

動物種數(shù)的2.1%和鳥類種數(shù)的1.3%）。特別近150年喪失最多（圖表），1600—

1700年間鳥類和哺乳類滅絕率大約是每10年1個種，到了1850—1950年，上

升到每年1個種。如果人類威脅不停止，則現(xiàn)在世界鳥類種的2%和哺乳類物種

的5%將處于危在旦夕的滅絕境地。

（-）生物多樣性的分布及其喪失

4

、物種多樣性喪失的原因

/11\

\(7人口膨脹，資源利用不斷增加

/2\

\(7物種賴以生存的生境受破壞，熱帶雨林受威脅

/3\

\(7生境片斷化、生境退化與污染

/4\

\(7外來種引入和外來病害的入侵和傳播

z5\

\(7對資源的過度開發(fā)

（三）生物多樣性保護(hù)研究

1、生物多樣性現(xiàn)狀及其格局研究

2、生物多樣性形成、發(fā)展、衰退和喪失的機(jī)制研究

3、物種瀕危狀況、滅絕速率、原因及其保護(hù)措施的研究

4、生物多樣性的監(jiān)測研究——“生物多樣性指示物種”的尋找及其監(jiān)測手段（生