第2章 生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)

第二章生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)生態(tài)學(xué)的概念第二節(jié)生物生存的環(huán)境-

生物圈第三節(jié)生態(tài)因子及其作用第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本概念及類型第五節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能第六節(jié)生態(tài)平衡第一節(jié)生態(tài)學(xué)的概念德國生物學(xué)家赫克爾將生態(tài)學(xué)定義為:研究有機體與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。生態(tài)學(xué)的簡明表述:生態(tài)學(xué)是研究生物之間、生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機理的科學(xué)。

生態(tài)學(xué)研究對象兩個方面:其一為生物之間的關(guān)系;其二為生物與環(huán)境之間的關(guān)系.現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究的研究層次向微觀和宏觀發(fā)展：分子、基因、個體直到整個生物圈。1.生物圈的概念地球表面生物賴以生存的部分稱為生物圈。2.生物圈的組成①大氣圈按氣體物質(zhì)的組成比例：（1）均質(zhì)層（2）非均質(zhì)層。按溫度變化情況：（1）對流層（2）平流層（3）中間層（4）熱層②水圈地球上的水體包括海洋、河流、湖泊、地下水、大氣水和冰，構(gòu)成了地球的水圈。③巖石土壤圈（一）巖石圈（二）土壤圈

第二節(jié)生物生存環(huán)境-生物圈

生物圈指地球上有生命活動的領(lǐng)域及其居住環(huán)境的整體。它包括海平面以上約1萬米至海平面以下1萬1千米處。

生態(tài)學(xué)研究的最高組織層次→生物圈3.

生物圈的形成

生物對陣個生物圈的形成、演化起著重要作用，它使地球的結(jié)構(gòu)、條件和演化過程發(fā)生了根本的變化。4.生物圈的特征（一）生物圈是地球上人們唯一的生存地。（二）生物圈具有很強的“生物化”特征。（三）生物有機體呈現(xiàn)種類的多樣性。（四）生物圈的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)不平衡性和不對稱性。（五）生物圈通過物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化來自我調(diào)節(jié)和平衡。

生物圈的形成和發(fā)展示意圖第三節(jié)生態(tài)因子及其作用1.生態(tài)因子的概念生境：在一定時間內(nèi)對生命體生活、生長發(fā)育、繁殖以及有機體存貨量有影響的空間條件的總和。生態(tài)因子：在生境中對生物的生命活動起直接作用的那些環(huán)境要素稱為生態(tài)因素或生態(tài)因子。2.生態(tài)因子的分類（一）非生物因子非生物因子也稱自然因子，物理、化學(xué)因子屬非生物因子。（二）生物因子生物因子包括動物、植物與微生物，即對某一生物而言的其它生物。3.

生態(tài)因子的一般特征（一）綜合作用：生物在一個地區(qū)生長發(fā)育受到環(huán)境因素的影響是綜合的、多因子的共同影響。（二）主導(dǎo)因子作用：在對生物作用的諸多生態(tài)因子中，有一個生態(tài)因子起決定性作用稱為主導(dǎo)因子。（三）生態(tài)因子的不可替代性和補償作用：生態(tài)因子是不可替代的，但在局部可以作一定的補償。（四）生態(tài)因子的直接作用和間接作用（五）因子作用的階段性4.生態(tài)因子作用的規(guī)律

（一）限制因子規(guī)律在環(huán)境諸因子中，某個因子限制了生物的生長、發(fā)育、繁殖或生存，我們稱之為限制因子。（二）最低量（最小因子）定律作物的產(chǎn)量常常不是被需要量大的營養(yǎng)物所限制，而是受到某些微量元素所限制，這就是利必希最低量定律。（三）耐受性定律

耐受性定律由美國生態(tài)學(xué)家謝爾福德提出，他認(rèn)為因子在最低量時可以成為限制因子，但如果因子過量超過生物體的耐受度也會成為限制因子。美國科學(xué)家謝爾夫德的耐受性定律示意圖

各種生物對生態(tài)因子（如溫度）所能耐受的上限與下限之間的幅度稱為生態(tài)幅，它反映了生物對環(huán)境因素的適應(yīng)能力和耐受性。第四節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的概念和類型1.

生態(tài)系統(tǒng)的概念

生態(tài)系統(tǒng)是指在一定時間和空間內(nèi)，生物和非生物成分之間，通過物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞，而相互作用和相互依存所構(gòu)成的統(tǒng)一體，是生態(tài)學(xué)的功能單元。生態(tài)系統(tǒng)也是生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)在特定空間的組合。

生態(tài)系統(tǒng)=生命系統(tǒng)+環(huán)境條件2.生態(tài)系統(tǒng)的組成

（一）非生物環(huán)境（二）生產(chǎn)者（三）消費者（四）分解者生態(tài)系統(tǒng)是生物群落與非生物因子通過能量流動和物質(zhì)循環(huán)相互作用而構(gòu)成的生態(tài)集合體。

3.生態(tài)系統(tǒng)的基本特征（一）生態(tài)系統(tǒng)具有生物學(xué)特征（二）生態(tài)系統(tǒng)具有一定的區(qū)域特征（三）生態(tài)系統(tǒng)是開放的“自律系統(tǒng)”（四）生態(tài)系統(tǒng)是一種反饋系統(tǒng)4.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（一）形態(tài)結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)是生物種類、數(shù)量的空間配置和時間變化，也就是生態(tài)系統(tǒng)的空間與時間結(jié)構(gòu)。（二）營養(yǎng)結(jié)構(gòu):食物鏈與食物網(wǎng)通過處于不同營養(yǎng)水平的生物之間的食物傳遞形成了一環(huán)套一環(huán)的鏈條式關(guān)系結(jié)構(gòu)，稱為食物鏈。生態(tài)系統(tǒng)中的營養(yǎng)關(guān)系是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此稱為食物網(wǎng)。食物網(wǎng)越復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)就越穩(wěn)定；食物網(wǎng)越簡單，生態(tài)系統(tǒng)就越容易發(fā)生波動或遭受毀滅。5.

生態(tài)系統(tǒng)的類型（一）按人類對生態(tài)系統(tǒng)的干預(yù)程度劃分（1）自然生態(tài)系統(tǒng)（2）半自然生態(tài)系統(tǒng)（3）人工生態(tài)系統(tǒng)（二）按生態(tài)系統(tǒng)空間環(huán)境性質(zhì)劃分（1）陸地生態(tài)系統(tǒng)（2）淡水生態(tài)系統(tǒng)（3）海洋生態(tài)系統(tǒng)第五節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的功能1.

生物生產(chǎn)（一）初級生產(chǎn)初級生產(chǎn)是指綠色植物的生產(chǎn)，即植物通過光和作用，吸收和固定光能，把無機物轉(zhuǎn)化為有機物的過程。

NPP=GPP-R（二）次級生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的次級生產(chǎn)是指消費者和分解者利用初級生產(chǎn)物質(zhì)進(jìn)行同化作用建造自己和繁衍后代的過程。

PS=C-Fu-R2.能量流動（一）生態(tài)系統(tǒng)的能量（二）生態(tài)系統(tǒng)能量流動的基本模式

（1）能量形式的轉(zhuǎn)變（2）能量的轉(zhuǎn)移（3）能量的利用（4）能量的耗散（三）生態(tài)系統(tǒng)能量流動的渠道（1）第一能量流：牧食性食物鏈傳遞的能量。（2）第二能量流：腐生性食物鏈傳遞的能量。（3）第三能量流：能量傳遞中，儲存和礦化的能量。（四）生態(tài)系統(tǒng)能量流動特點（1）能量是變化著的（2）能流的不可逆性（3）能量的消耗（4）能量利用率低Linderman

的“百分之十定律”：從一個營養(yǎng)級到另一個營養(yǎng)級的能量轉(zhuǎn)化效率為10%，則生產(chǎn)效率順營養(yǎng)級逐級遞減，也就是說能量流動過程中有90%的能量是損失了，這就是營養(yǎng)級不超過VI級的原因。3.物質(zhì)循環(huán)（一）物質(zhì)循環(huán)的基本概念

生態(tài)系統(tǒng)中各種營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過分解者分解成為可被生產(chǎn)者利用的形式歸還環(huán)境中重復(fù)利用，周而復(fù)始地循環(huán)，這個過程叫物質(zhì)循環(huán)。（二）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動與物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系

（1）生態(tài)系統(tǒng)中生命的生存和繁衍，既需要能量，也需要營養(yǎng)物質(zhì)。（2）物質(zhì)是能量的載體。（3）生態(tài)系統(tǒng)的能量流和物質(zhì)流緊密結(jié)合，維持著生態(tài)系統(tǒng)的生長發(fā)育和進(jìn)化。（三）物質(zhì)循環(huán)的分類

（1）生物個體層次的物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)層次的物質(zhì)循環(huán)和生物圈層次的物質(zhì)循環(huán)。（2）氣相循環(huán)、液相循環(huán)和固相循環(huán)。（四）主要的生物地球化學(xué)循環(huán)（1）水循環(huán)（2）碳循環(huán)（3）氧循環(huán)（4）氮循環(huán)（5）硫循環(huán)水的循環(huán)碳的循環(huán)4.

信息傳遞

（一）營養(yǎng)信息（二）物理信息（三）化學(xué)信息（四）行為信息第六節(jié)生態(tài)平衡1.生態(tài)平衡的概念生態(tài)平衡是生態(tài)系統(tǒng)在一定時間內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能的相對穩(wěn)定狀態(tài)，其物質(zhì)和能量的輸出、輸入接近相等，在外來干擾下，能通過自我調(diào)節(jié)恢復(fù)到原初穩(wěn)定狀態(tài)，則這種狀態(tài)可稱為生態(tài)平衡。2.

保持生態(tài)平衡的因素（一）結(jié)構(gòu)的多樣性