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§8捕食作用?捕食的性质?Lotka-Voterra捕食者-猎物模型?捕食者功能反应和数量反应?草食作用和植物防御?捕食者和猎物的协同进化捕食的性质?捕食?社会行为(socialbehavior>?利他行为第五章种内、种间关系思考题2?问答题?从植物和植食动物的关系入手，阐述协同进化原理。?根据生态位理论，阐述竞争排斥原理。?写出Lotka-Volterra的种间竞争模型<数学形式），说明其中变量和参数所代表的意义，并评述模型的行为。EmxvxOtOco50/50\n?写出Lotka-Volterra的捕食模型<数学形式），并说明其中变量和参数所代表的意义。√?阐述下列命题：①捕食者与猎物的协同进化<捕食者和被捕食者的相互适应是长期协同进化的结果）；②寄生物和宿主的相互适应；③在生物群落中，物种间的竞争可能会导致生态位的分化。SixE2yXPq5?简述两种间相互作用的类型<种间相互作用的实质是什么？两种间相互作用的类型有哪些？探讨寄生、共生形成的机制。）√6ewMyirQFL?动物的通讯方式有哪些？*?简述社会行为和社会等级的概念，并说明支配－从属关系的基本形式。*?食物因子的生态作用？动物食性分化及其生态学意义？*?动物集群的生态学意义？*?简述社会行为和社会等级的概念，并说明支配－从属关系的基本形式。*?动物的扩散和迁移有何生物学意义？人类哪些活动会对其产生影响？*第四章群落生态学?第一节生物群落的组成与结构?第二节生物群落的动态?第三节生物群落的分类与排序第一节生物群落的组成与结构?§1生物群落的基本概念?§2群落结构?§3影响群落结构的因素§1生物群落的基本概念?生物群落的定义?群落的基本特征?群落的性质生物群落的定义?群落群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体与种群那样，被称为机体论学派。?个体论学派(individualisticschool>群落是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中人为确定的一组物种的组合，被称为个体论学派。y6v3ALoS89§2群落结构?群落的生物结构?群落的物理结构50/50\n?群落的时间结构群落的生物结构?种类组成的性质分析?种类组成的数量特征?种的多样性?种间关联种类组成的性质分析?优势种和建群种:对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种：是那些在群落中出现频率很低的种类，往往是由于种群自身数量稀少的缘故。偶见种可能是偶然的机会由人带入、或伴随着某种条件改变而侵入，也可能是衰退中的残遗种。sQsAEJkW5T种类组成的数量特征?单个数量指标?综合数量指标单个数量指标?多度：对物种个体数目多少的一种估测指标。?密度：单位面积或单位空间内的个体数。?相对密度：某一物种的个体数点全部物种个体数的百分比。?密度比：某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比。?盖度：指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。分种盖度<分盖度）、层盖度<种组盖度）、总盖度<群落盖度）GMsIasNXkA?基盖度：植物基部的覆盖面积。?相对盖度：某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。?盖度比：某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。?频度：某个物种在调查范围内出现的频率。?高度和高度比：某种植物高度占最高物种的高度的百分比。?重量和相对重量：单位面积或容积内某一物种的重量点全部物种重量的百分比。?体积：胸高断面积、树高、形数<可查获）三者的乘积。综合数量指标?优势度：表示一个种在群落中的地位和作用。定义和计算方法不统一。?重要值：相对密度＋相对频度＋相对优势度<相对基盖度）。50/50\n?综合优势比：在密度比、盖度比、频度比高度比和重量比中取任意二项求其平均值，再乘100％。种的多样性?物种多样性：由物种数目和相对多度决定的。?物种丰富度(speciesrichness>:指一群落或生境中物种数目的多寡。?物种均匀度(speciesevenness>:指一群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，反映各物种个体数目的分配均匀程度。TIrRGchYzg?物种多样性的测度?丰富度指数?多样性指数?物种多样性类型?物种多样性梯度?决定多样性梯度的因素物种多样测度—丰富度指数?Gleason指数?Margalef指数物种多样测度—多样性指数?辛普生多样性指数(Simpson’sdiversityindex>物种多样测度--物种均匀性指数?均匀度假设的森林群落的物种多样性--群落A假设的森林群落的物种多样性--群落B物种均匀度--物种等级-多度曲线物种多样性类型?α多样性：栖息地或群落中的物种多样，测度群落内的物种多样性。?β多样性：测度区域尺度上物种组成沿着某个梯度方向从一个群落到另一个群落的变化率。?γ多样性：测度最大地理尺度上的多样性，体现一个地区或许多地区内穿过一系列群落的物种多样性总和。7EqZcWLZNX物种多样性梯度?多样性随纬度的变化?从热带到两极随纬度的增加，物种多样性有逐渐减少的趋势。?多样性随海拔高度的变化?在海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低决定多样性梯度的因素?进化时间学说?生态时间学说?空间异质性学说?气候稳定学说?竞争学说?捕食学说?生产力学说种间关联50/50\nV=(ad-bc>/[(a+b>(c+d>(a+c>(b+d>]1/2群落的物理结构?群落的结构单元?群落的垂直结构?群落的水平结构?群落的交错区与边缘效应群落的结构单元?生活型?层片植物的生活型?生活型：两个或多个群落之间的过渡地带。?边缘效应(edgeeffect>：群落交错区的生物种类和种群密度增加的现象称边缘交应。?边缘效应产生的原因：?在群落交错区往往包含两个重叠群落中所有的一些种以及交错区的特在种；?群落交错区的环境比较复杂，两类群落中的生物能够通过迁移而交流，能为不同生态类型植物定居，从而为更多的动物提供食物、营巢地隐蔽条件。tfnNhnE6e5?边缘效应原理的实践意义：?利用群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积，提高野生动物的产量。?人类活动而形成的交错区有的有利，有的是不利的。§3影响群落结构的因素?生物因素?干扰?空间异质性?岛屿化?物种丰富度的简单模型生物因素－竞争?竞争对群落结构的影响?资源利用→生态位重叠→竞争→生态位分化→性状替代、特化→共存?竞争→排斥?同资源种团<集团）(guild>:生物群落中，以同一方式利用共同资源的物种集合，即占据相似生态位的物种集合。50/50\nHbmVN777sL?竞争在形成群落结构上的作用可通过在自然群落中进行引种或去除实验，观察其它物种的反应。生物因素－捕食?捕食对群落结构的影响?泛化种的作用：捕食提高多样性、过捕多样性降低?特化种的作用：捕食对象为优势种，多样性增加；捕食对象为劣势种，降低多样性。?关键种(Keystonespecies>,以及生态位重叠的程度,它在生态学研究中有何重要意义？?分析生物群落中植物组分和动物组分垂直结构的特点，并说明其形成原因。?试分析环境的空间异质性对生物群落的结构影响。?不同生物物种必须满足哪些条件才能组合在一起构成生物群落？?说明生物群落的垂直结构和水平结构。?结合“生活型”和“生长型”两个概念，谈谈生物的趋同适应和趋异适应。第四章群落生态学?第一节生物群落的组成与结构50/50\n?第二节生物群落的动态?第三节生物群落的分类与排序第二节生物群落的动态?§1群落演替的基本概念?§2演替的类型?§3顶极群落?§4影响生物群落演替的因素?§5演替的机制经典的演替模式§1群落演替的基本概念?群落演替(communitysuccession>:自然群落中，一种群落被另一群落所取代的过程称群落演替。多数群落的演替有一定的方向性，但也有一些群落有周期性的变化，即由一个类型转变为另一个类型，然后又回到原有的类型，称周期性演替，如：石楠→石蕊→熊果→石楠。uEh0U1Yfmh?演替系列(successionsere>:按顺序发生的一系列群落称演替系列。?先锋种(pioneerspecies>和先锋群落(pioneercommunity>:演替过程中，最早定居下来的物种称先锋种；演替过程中最初形成具在一定结构和功能的群落称先锋群落。IAg9qLsgBX?演替顶极(climax>和顶极群落(climaxcommunity>:任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段，当群落达到与周围环境取得平衡时(物种组合稳定>，群落演替渐渐变得缓慢，最后的演替系列阶段称演替顶极；演替最后阶段的群落称顶极群落。WwghWvVhPE§2演替的类型?按照演替发生的时间进程，可以分为：?世纪演替?长期演替?快速演替?按演替发生的起始条件，可以分为：?原生演替?次生演替?按基质性质，可以分为：?水生演替?旱生演替群落演替的实例—从湖泊演替为森林?一个湖泊经历一系列演替后，可以演变为一个森林群落，大体要经历以下几个阶段：?裸底阶段?沉水植物阶段?浮叶根生阶段?挺水植物和沼泽植物阶段?森林群落阶段群落演替的实例—湖泊沙丘的群落演替?美国密执安湖沙丘上的群落演替<原生演替）?裸露沙丘?固沙草本植物<滨草Ammophilabreviligulata、沙拂子茅Calamovilfalongifolia）asfpsfpi4k50/50\n?固沙灌木(沙李Prunuspumila、沙柳Salixspp.、三角杨Populusdeltoides>ooeyYZTjj1?松柏林?黑栎林?栎－山核桃林?山毛榉－槭树林群落演替的实例—从裸岩演替到森林?在裸岩的演替基质上，如果当地的气候条件适合于森林生长，经过漫长艰难的演替，迟早会长出森林来。从裸岩到森林大致要经过以下几个演替阶段：BkeGuInkxI?地衣阶段?苔藓阶段?草本植物阶段?灌木阶段?森林阶段群落演替的实例—橡果上的异养演替?橡树果提供了生物群落演替的基质?象甲等昆虫侵入橡果，进入橡果胚，在其中产卵，孵化后的幼虫利用橡果胚作为营养；象甲侵入时，亦把真菌带入橡果；PgdO0sRlMo?象甲幼虫离开橡果，在果壳上留下洞，食真菌者和食腐动物进入，橡胚组织被降解为粪便；?捕食螨等进入，捕食食腐动物；真菌软化橡果外壳；?较大的动物如毛虫、多足类等进入，橡果崩裂，成土壤腐殖质的一部分。§3顶极群落?顶极群落的特征?演替顶极学说顶极群落的能量学特征?群落能量学?总生产量／群落呼吸(B/R>?总生产量／生物量(P/B>?单位能流维持的生物量(B/E>?群落净生产量?食物链顶极群落的结构和生活史特征?群落结构?有机质总量?无机营养?物种多样性?生化多样性?层次和空间异质性?生活史?生态位特化?生物大小50/50\n?生活周期顶极群落的特征物质循环和内稳定性特征?物质循环?无机物质循环?生物与环境的物质交换?腐屑在营养物再生中的作用?内稳定性?内部共生?营养保持?抗干扰能力?熵?信息演替顶极学说?单元顶极学说(F.E.Clements,1916>?多元顶极学说(A.G.Tansley,1954>?顶极格局学说(R.H.Whittaker,1953>单元顶极学说(F.E.Clements,1916>?在同一个气候区内，只能有一个顶极群落，而这个顶极群落的特征完全是由当地的气候决定的，因此又叫气候顶极。在任何一个特定的气候区内，所有的演替系列最终都将趋向一个顶极群落<只要给它们足够的时间），而这个区域最终也将被一种单一的植物群落所覆盖。3cdXwckm15多元顶极学说(A.G.Tansley,1954>?任何一个区域的顶极群落都是多个的，都是由一定的环境条件所控制和决定的，如土壤的湿度、土壤的营养特性、地形和动物活动等。有人则分别将这些群落称为地形顶极、土壤顶极和动物顶极。h8c52WOngM顶极-格局学说(R.H.Whittaker,1953>?自然群落是由许多环境因素决定的，除气候外，还包括土壤、生物、火、风等因素。在逐渐变化的环境梯度中，顶极群落类型也是连续地逐渐地变化的，它们彼此之间是难以彻底划分开。v4bdyGious§4影响群落演替的因素?非生物因素?生物因素?人为因素非生物因素?气候因素：气候顶极?土壤因素：土壤顶极?地形地貌因素：地形顶极?火烧:火烧顶极?洪涝生物因素?群落内物种的生命活动50/50\n?植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性?种内和种间的关系：动物顶极人为因素?逆行演替:在不利的自然因素和人为因素<如污染和过牧）干扰下，生物群落的演替也可以向反方向进行，使群落逐渐退化，使群落的结构简单化和群落生产力下降。J0bm4qMpJ9?偏途演替：人为因素影响下，群落演替按照不同于自然发展的道路进行，这种演替称为偏途演替。§5演替的机制?经典的演替观?每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落；前一阶段群落中的物种活动促进了下一阶段物种的建立。?个体论演替观:Egler(1952>提出初始物种组成决定群落演替系列中后来优势种的学说，Connell和Slatyer(1977>提出了3种可能的物种取代机制：XVauA9grYP?促进模型(facilitationmodel>?抑制模型(inhibitionmodel>?忍受模型(tolerancemodel>?演替机制总结促进模型(facilitationmodel>物种替代是由于先来物种的活动改变了环境条件，使它不利于自身生存，面促进了后来物种的繁荣；因此物种替代有顺序性，可预测和具方向性。多出现在环境条件严酷的原生演替中。先来物种抑制后来物种，使后者难以入侵和发育，因而物种替代没有固定的顺序，各种可能都有，其结果在很大程度上取决于那一种先到。演替在更大程度上决定于个体的生活史对策，因而难以预测。在该模型中没有一个物种可以被认为是竞争的优胜者，而是决定于先到该地，所以演替往往是从短命种到长命种，而不是由规律、可预测的物种替代。介于上述二者之间，认为物种替代决定于物种的竞争能力。先来的机会种在决定演替途径上并不重要，任何物种都可能开始演替，但有一些物种竞争能力优于其它种，因而它最后能在顶极群落中成为优势种。至于演替的推进是取决于后来入侵还是初始物种的逐渐减少，可能与开始的情形有关。2＋(yA－yB>2Djk2＝∑(xj－xk>2?Bray-Curtis距离B(jk>=∑|xj－xk|/∑|xj+xk|聚类分析?分类样方：利用环境因素的排序，即以群落生境或其中某一生态因子的变化，排定样地生境的序位，又称直接排序(directordination>，或梯度分析(gradiantanalysis>；E836L11DO5?间接梯度分析(indirectgradiantanalysis>：用植物群落本身属性排定群落样地的位序，称间接排序(indirectordination>，又称组成分析(compositionalanalysis>S42ehLvE3M间接梯度分析?极点排序法?主分量分析法排序的原理?通过降维，使原来要用p个原始数据描述的实体，在尽量保留原数据特征的条件下，利用最少数据<排序坐标）来描述，有利于揭示原始数据反映的规律。501nNvZFis?按属性排序实体称正分析=∑|xj－xk|/∑|xj+xk|间接梯度分析－极点排序法?极点排序法提出?指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统。dGY2mcoKtT?生态系统的特点:?生态系统是生态学的一个主要结构和功能单位，属于经典生态学研究的最高层次；?生态系统具有自我调节能力；?能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能；?生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能量和这些能量在流动过程中的巨大损失，因此，营养级的数目通常不超过5－6个；rCYbSWRLIA?生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶段。§2生态系统的组成成分?无机物?有机化合物?气候因素?②生产者(producer>?③消费者(consumer>?④分解者(还原者>50/50\n(decomposer>§3生态系统的结构?空间结构?时间结构?营养结构?食物链(C.Elton,1927>?食物网?食物链和食物网概念的意义?生态系统的营养结构及能流和物流间的关系一个食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀在后”食物链?食物链：生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它往往是交叉链索，形成复杂的网络结构，此即食物网。7qWAq9jPqE食物链和食物网概念的意义?食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食物链和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、消费者与消费者连成一个整体，反映了生态系统中各生物有机体之间的营养位置和相互关系；各生物成分间通过食物网发生直接和间接的联系，保持着生态系统结构和功能的稳定性。llVIWTNQFk?生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物链和食物网进行的。?食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律。生态系统的营养结构及能流和物流间的关系§4生态系统的功能?能量流动：生产者→消费者→分解者，单向(在第十章详述>?物质循环：生物←→环境，双向(在第十一章详述>?信息传递：包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息等，构成信息网。生态系统的信息传递?生态系统的信息特征?生态系统信息流动的过程和环节?信息化的生态系统?生态系统的信息处理系统§5生态系统的稳定性50/50\n?生态系统的稳定性:生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态，表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，但只要这种干扰没有超过一定限度，生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。yhUQsDgRT1生态系统稳定性包括了两个方面的含义:一方面是系统保持现行状态的能力,即抗干扰的能力<抵抗力resistance）。另一方面是系统受扰动后回归该状态的倾向,即受扰后的恢复能力<恢复力resilience）。MdUZYnKS8I?生态系统稳定性机制：生态系统具有自我调节的能力，维持自身的稳定性，自然生态系统可以看成是一个控制论系统，因此，负反馈：由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能称生态系统服务。e5TfZQIUB5?生态系统服务的主要内涵：?生物生产?生物多样性的维护?传粉、传播种子?生物防治?环境净化?土壤形成及其改良?减缓干旱和洪涝灾害?调节气候?休闲、娱乐?文化、艺术素养－－生态美的感受第一节参考文献?刘增文，李雅素。生态系统稳定性研究的历史与现状。生态学杂志，1997，16<2）：58－61。?孙刚,盛连喜,周道玮,生态系统服务及其保护策略,应用生态学报,1999，10<3）。?欧阳志云，王如松，赵景柱。生态系统服务功能及其生态经济价值评价。应用生态学报，1999，10<5）：635－640。s1SovAcVQM?辛琨，肖笃宁。生态系统服务功能研究简述。中国人口?资源与环境，2000，10<3）：20－22。GXRw1kFW5s?蔡晓明。生态系统生态学。北京：科学出版社，2000，39－55。第一节思考题－－名词解释?生态系统。AHP35hB02d现存的数量以N表示，现在的生物量以B表示。现存生物量通常用平均每平方M生物体的干重(g?m-2>或平均每平方M生物体的热值来表示(J?m-2>。NDOcB141gT?生产量(production>:是在一定时间阶段中，某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。它是时间上积累的概念，即含有速率的概念。有的文献资料中，生产量、生产力(productionrate>和生产率(productivity>视为同义语，有的则分别给予明确的定义。1zOk7Ly2vA?生物量和生产量是不同的概念，前者到某一特定时刻为止，生态系统所积累下来的生产量，而后者是某一段时间内生态系统中积存的生物量。fuNsDv23Kh生产量和现存量关系示意图总初级生产与净初级生产?初级生产过程可用下列方程式概述：光能6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2叶绿素?总初级生产(grossprimaryproduction,GP>与净初级生产(netprimaryproduction,NP>：植物在单位面积、单位时间内，通过光合作用固定太阳能的量称为总初级生产(量>，常用的单位：J?m-2?a-1或gDW?m-2?a-1；植物总初级生产<量）减去呼吸作用消耗掉的放入含有天然水体浮游植物的样瓶中，沉入水中，经过一定时间的培养，滤出浮游植物，干燥后，测定放射性活性，确定光合作用固定的碳量。由于浮游植物在黑暗中也能吸收14C，因此，还要用“暗吸收”加以校正。9eK0GsX7H1黑白瓶法次级生产的基本特点次级生产过程模型次级生产量的测定方法?按已知同化量A和呼吸量R，估计生产量PP=C-Fu-R，Fu-尿粪量?根据个体生长或增重的部分Pg和新生个体重Pr，估计PP＝Pg＋Pr?根据生物量净变化△B和死亡损失E，估计PP＝△B＋E§2生态系统中的分解?资源分解的过程：分碎裂过程、异化过程和淋溶过程等三个过程。?资源分解的意义：?理论意义：?通过死亡物质的分解，使营养物质再循环，给生产者提供营养物质；?维持大气中二氧化碳的浓度；?稳定和提高土壤有机质含量，为碎屑食物链以后各级生物生产食物；?改善土壤物理性状，改造地球表面惰性物质；?实践意义：?粪便处理?污水处理澳大利亚引进异地金龟处理牛粪?澳洲大陆距今14000万<1.4亿）年前就与其他陆地隔离，生物区系独特，当地繁殖的最大兽类是有袋类的大袋鼠。移民于1788年运去了第一批5头奶牛和2头公牛，到19世纪未牛的头超过4500万头。如以每头牛一昼夜排便10次计算，每天就有4.5亿堆又大又湿的牛粪。而当地的金龟子主要取食干硬的袋鼠粪，而对软而湿的牛粪不感兴趣。由于当地缺乏分解牛粪的生物，牛粪在草原上风干硬化，几年内都难以分解，日积月积，牛粪数量惊人。牛粪覆盖并破坏大面积草原，形成草原上的一块块秃斑。每年被毁的牧场竟达3600万亩。澳大利亚学者M.H.Wallace(1978>指出“澳大利亚的牛多，牛粪更多，牛屎多到铺天盖地，如果不到世界各地引种食粪金龟子处理，澳大利亚就将淹没在牛屎堆里。”naK8ccr8VI?据实验两头金龟子一前一后，能将100克50/50\n牛粪在30－40小时内，滚成球，埋入土层里，以备子代食用。由于牛粪中的蝇卵需96小时后才能孵化为幼虫，牛粪埋入地下，蝇类无法孵化。因此，金龟子消除了牛粪，又破坏了蝇类滋生的条件。为此，60年代，澳大利亚引入了羚羊粪蜣(Onthophagusgazella>和神农蜣螂(Catharsiusmolossus>等异地金龟，对分解牛粪发挥了明显的作用。B6JgIVV9ao§3生态系统的能流过程?生态系统能量流动规律?生态系统中能流途径?能量流动的生态效率生态系统能量流动规律?生态系统是一个热力学系统，生态系统中能量的传递、转换遵循热力学的两条定律：?第一定律：能量守恒定律，能量可由一种形式转化为其他形式的能量，能量既不能消灭，又不能凭空创造。?第二定律：熵律，任何形式的能<除了热）转化到另一种形式能的自发转换中，不可能100％被利用，总有一些能量作为热的形式被耗散出去，熵就增加了。P2IpeFpap5?生态系统中能流特点<规律）：?能流在生态系统中是变化着的；?能流是单向流；?能量在生态系统内流动的过程，就是能量不断递减的过程；?能量在流动过程中，质量逐渐提高。生态系统中能量流动的途径?牧食食物链和腐食食物链是生态系统能流的主要渠道。?能量流动以食物链作为主线，将绿色植物与消费者之间进行能量代谢的过程有机地联系起来。?牧食食物链的每一个环节上都有一定的新陈代谢产物进入到腐屑食物链中，从而把两类主要的食物链联系起来。3YIxKpScDM?能量在各营养级之间的数量关系可用生态金字塔表示。生态锥体(CharlesElton,1927>?生态锥体有同化效率、生长效率、消费或利用效率、林德曼效率。WHF4OmOgAw?同化效率(assimilationefficiency,AE>:衡量生态系统中有机体或营养级利用能量和食物的效率。AE=An/In,An为植物固定的能量或动物吸收同化的食物，In为植物吸收的能或动物摄取的食物。aDFdk6hhPd?生长效率(growthefficiency,GE>:同一个营养级的净生产量:一个营养级对前一个营养级的相对摄取量。CE＝In＋1／Pn，In＋1为n＋1营养级的摄取量，Pn为n营养级的净生产量。CvDtmAfjiA?林德曼效率(Lindemanefficiency>:指n与n＋1营养级摄取的食物量能量之比。它相当于同化效率、生长效率和利用效率的乘积，即：In＋1／In＝An/In?Pn／An?In＋1／PnQrDCRkJkxh能流分析?研究生态系统能流的途径?生态系统层次上能流研究的原理?生态系统能流分析的内容?生态系统层次上能流研究的步骤?生态系统能流分析的方法?能流分析的实例研究生态系统能流的途径?生态系统能流分析可以在个体、种群、群落、和生态系统层次上进行。生态系统层次上能流研究的原理?依据物种的主要食性，将每个物种都归属于一个特定的营养级，然后精确地测定每一个营养级能量的输入值和输出值。4nCKn3dlMX生态系统层次上能流研究的步骤?⑴确定组成生态系统生物组成部分的有机体成份；?⑵确定消费者的食性，确定消费者的分类地位；?⑶确定有机体的营养级归属，进而确定：–①各营养级的生物量，–②各营养级能量或食物的摄入率，–③同化率，–④呼吸率，–⑤由于捕食、寄生等因素而引起的能量损失率；?⑷结合各个营养级的信息，获得营养金字塔或能流图。湖泊能流分析的内容?水生生态系统的生物生产?初级生产50/50\n?次级生产?水生生态系统的能量收支?水生生态系统的能量格局?营养关系?生态锥体?生态效率?水生生态系统的能流过程生态系统能流分析的方法?直接观察法?肠胃法?血清技术?同位素示踪分析法稳定同位素法对生态系统进行能流分析?元素、核素、同位素、稳定同位素?许多化学元素有几种稳定同位素，如C的稳定同位素包括和12C和13C，N的稳定同位素包括15N和14N，S的稳定同位素包括34S和32S，它们在不同的环境以及不同的生物体中的含量不同。ijCSTNGm0E?用稳定同位素进行能流分析的原理：由于不同的生物的稳定同位素来源不同、对稳定同位的选择性利用，因此，所含的轻重稳定同位素的比例不同。如生物在蛋白质合成过程中，轻的N同位素被选择性地排出，结果体内的15N相对于食物较高，因而当物质从一个营养级进入下一个营养级，组织中的15N浓度变得较为丰富。生态系统中，最高的营养级15N的相对浓度最高，最低的营养级15N的相对浓度最低。由于C4植物含有相对高的13C，因此，稳定同位素分析可以物种食物中的C3和C4的相对浓度。vfB1pxanfk稳定同位素浓度的计算公式?稳定同位素通常用较重的同位素相对于某个标准的偏离值，单位为偏离值<±）的千分之一<±‰）。偏离值的计算公式为：δx=[(R样品/R标准>-1]×103JbA9VhEou1δ=±x=较重同位素的相对浓度，如13C、15N、34S的‰R样品＝样品中稳定同位素的比，如13C:12C、15N:14NR标准＝标准的稳定同位素的比，如13C:12C、15N:14N?用作C、N、S标准的参照物是大气氮的15N:14N比；PeeDee石灰岩中的13C:12C比，CanyonDiablo陨石中的34S:32S比。X7Ahr18pJI?如果δx＝0，那么，样品和参照物中稳定同位素比相等；如果δx=－x‰，那么样品中较重的稳定同位素的浓度较低；如果δx=＋x‰，那么，样品中较重的稳定同位素含量较高。由于生态系统中不同的组成部分这些比值是不同的，因此，生态学家可以用稳定同位素的比值来研究生态系统的结构及其过程。b3zqXLCqXo肋螺不同食物中的稳定同位素比率肋螺体内稳定同位素的空间变化北美东部土著人骨骼中的13C浓度变化美国明尼达州塞达波格湖的能流分析－－波格湖生态系统各类有机体之间的营养关系美国明尼达州塞达波格湖的能流分析50/50\n－－营养动态学说?营养动态学说是生态系统能量流动研究的基础?R.L.Lindeman将生态系统中的各类生物按其在营养级中所处的位置不同划分为若干营养级。用Λn表示各营养级的能量含量，浮游植物通过光合作用将一部分太阳辐射能转化为自身能量Λ1，浮游动物取食浮游植物中的能量，为初级消费者，其能量含量为Λ2，其余Λ3、Λ4依次类推。并定义λn为从Λn-1到Λn正的能量流动速率，λn’为从Λn到Λn+1负的能量流动速率；Rn为各营养级呼吸速率。因此，某一营养级Λn的能量含量变化速率可表达为：dΛn/dt=λn+λn’pZyytu5rc5美国明尼达州塞达波格湖的能流分析－－波格湖生态系统营养动态简图λn为从Λn-1到Λn的能量贡献速率，λn'为从Λn到Λn-1的能量损耗率美国明尼达州塞达波格湖的能流分析－－波格湖生态系统营养动态简图能量单位：cal?cm-2?a–1。呼吸29.3+未利用78.2+分解3.5＝总初级生产量111.0，能量守恒美国明尼达州塞达波格湖的能流分析－－波格湖生态系统能量金字塔森林生态系统的能流课堂讨论题：试用能量生态学原理，从环境保护的角度，论述秸杆的充分利用。?原理：能量沿生态系统的食物链或食物网定向逐级流动并被各级营养级上的生命有机体逐级利用。?生态工程设计：能量多层分级利用第二节参考文献?祖元刚。能量生态学引论。长春：吉林科学技术出版社，1990。?蔡晓明。生态系统生态学。北京：科学出版社，2000，39－55。第二节思考题?名词解释：?同化效率?生态效率?林德曼效率?生物量金字塔、数量金字塔和能量金字塔?生态金字塔?问答题?简述生态系统的基本结构和功能。?简述生态系统的基本组成及各功能类群的基本功能。?简述次级生产力的测定方法。?在常见的三种金字塔中，生物量金字塔和数量金字塔在某些生态系统中可以呈现倒金字塔形，但能量金字塔却无论如何不会呈倒金字塔形。试解释其中的原因。DVyGZezsrM?试比较三类生态金字塔的优缺点。预习内容?第五章第三节生态系统的物质循环50/50\n阅读：?《普通生态学》第五章生态系统第六节生态系统中的物质循环?《生态系统生态学》第九章生态系统的物质循环第五章生态系统生态学?第一节生态系统的一般特征?第二节生态系统的能量流动?第三节生态系统的物质循环?第四节自然生态系统第三节生态系统的物质循环?§1生物地化循环的概念?§2水循环?§3气体型循环?§4沉积型循环?§5有毒物质的迁移和转化?§6放射性核素循环?§7生物地化循环与人体健康§1生物地化循环的概念?生物地化循环?生物地化循环的特点?生物地化循环的类型生物地化循环(biogeochemicalcycle>?矿物元素在生态系统之间的输入和输出，它们在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动和交换称生物地(球>化(学>循环，即物质循环(cyclingofmaterial>。RQxPvY3tFs生物地化循环的特点?①物质循环不同于能量流动，后者在生态系统中的运动是循环的；?②生物地化循环可以用库和流通率两个概念来描述。库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的，可分为贮存库和交换库。前者的特点是库容量大，元素在库中滞留的时间长，流动速率小，多属于非生物成分；交换库则容量较小，元素滞留的时间短，流速较大。物质在生态系统单位面积(或单位体积>和单位时间的移动量称流通率。5MxX1IxuU9?③生物地化循环在受人类干扰以前一般是处于一种稳定的平衡状态。?④元素和难分解的化合物常发生生物积累、生物浓缩和生物放大现象。生物积累、生物浓缩和生物放大?生物积累(bioaccumlation>:指生态系统中生物不断进行新陈代谢的过程中，体内来自环境的元素或难分解的化合物的浓缩系数不断增加的现象。jIw5xs0v9P?生物浓缩(bioconcentration>:指生态系统中同一营养级上许多生物种群或者生物个体，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物富集。xEve2buwnw?生物放大(biomagnification>:50/50\n指生态系统的食物链上，高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。生物放大的结果使食物链上高营养级生物体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓度。KAvmyVYxCd生物地化循环的类型?水循环?气体型循环?沉积型循环§2水循环(aquaticcycle>?水循环的意义：?水是所有营养物质的介质；?水对物质是很好的溶剂；?水是地质变化的动因之一。?水循环的途径?人类活动对水循环的影响：?空气污染和降水；?改变地面，增加径流；?过度利用地下水；?水的再分布。水循环示意图§3气体型循环(gaseouscycle>?氧循环?碳循环?氮循环氧循环(oxygencycle>碳循环(carboncycle>氮循环(nitrogencycle>§4沉积型循环(sedimentarycycle>?磷循环?硫循环磷循环又称污染物(pollutant>，按化学性质分两类。无机有毒物质主要指重金属、氟化物、和氰化物；有机有毒物质主要有酚类、有机氯药等。Ywuu4FszRT?按污染物的作用分一次污染物和二次污染物。前者由污染源直接排入环境的，其物理和化学性状未发生变化的污染物，又称原发性污染物；后者是由前者转化而成，排入环境中的一次性污染物在外界因素作用下发生变化，或与环境中其它物质发生反应形成新的物理化学性状的污染物，又称继发性污染物。cstDApWA6A50/50\n有毒物质的迁移和转化?迁移(transport>是重要的物理过程,包括分散、混合、稀释和沉降等；?转化(transformation>主要是通过氧化、还原、分解和组合等作用，会发生物理的化学的和生物化学的变化。qotL69pBkh汞循环(mercurycycle>§6放射性核素循环?放射性核素可在多种介质中循环，并能被生物富集。?放射性核素通过核实验或核作用物进入大气层，然后，通过降水、尘埃和其他物质以原原子状态回到地球上。?人和生物既可直接受到环境放射源危害，也可因食物链带来的放射性污染而间接受害。?放射性物质由食物进入人体，随血液循环遍布全身，有的放射物质在体内可存留14年之久。§7生物地化循环与人体健康?地方病：自然界由于环境条件的不同，地表元素发生迁移，常造成一些元素在地表分布的不均。这种生物地化循环时常导致某些生态系统中生命元素含量的异常，或不足，或过剩，从而造成植物、动物乃至人类的疾病。这种疾病常呈区域性，故称“地方病”。EksTCSTCzX?微量元素循环：地方病大多数与微量元素有关。?碘的循环与分布特点：碘由陆地随水进入海洋，由海洋逸出进入大气，再通过降水进入陆地，形成一个大循环。在生物中，通过海洋、陆地两个食物链保持碘的生态平衡。山区少于平原，平原少于沿海，沿海少于海洋。Sgs28CnDOE?微量元素与人体健康：?碘缺乏：缺碘症：甲状腺肿大，智力低下，影响胎儿发育等。?硒缺乏：引起克山病、大骨节病，也被认为是引起癌症的主要因素。课堂讨论题—第三节参考文献?孙儒泳.《动物生态学原理》(第三版>.北京师范大学出版社,2001.?蔡晓明编著.《生态系统生态学》.科学出版社,2000.?尚玉昌,蔡晓明编.《普通生态学》.北京大学出版社,1992.第三节思考题?何谓生物地化循环？有哪些主要特点？?概述生态系统中碳循环的主要过程和特点，并对“温室效应”的形成机制作一说明。?用图解和叙述的方式介绍一种沉积型物质循环。?什么是一次污染物、二次污染物？?说明放射性核素在生态系统中的迁移特点。?什么是“地方病”，列举一种地方病，并说明与生物地化循环的关系。?以碳、氮为例，说明生物地球化学循环的基本过程及特点。预习内容?第三节自然生态系统50/50\n阅读：?《普通生态学》第四章地球上的主要群落类型及其分布?《环境生态学》第六章生物圈主要生态系统及自然资源保护第五章生态系统生态学?第一节生态系统的一般特征?第二节生态系统的能量流动?第三节生态系统的物质循环?第四节自然生态系统第四节自然生态系统?§1生态系统格局?§2森林生态系统?§3草原生态系统?§4荒漠和苔原生态系统?§5湿地生态系统?§6水域生态系统§1自然生态系统格局?生态系统的类型及分布?陆地生态系统的分布规律生态系统类型及分布世界地图陆地生态系统的分布规律?纬度地带性?经度地带性?垂直地带性纬度地带性?由于太阳高度角及其季节变化因纬度而不同，太阳辐射量及与其相关的热量也因纬度而异，从赤道向两极温度递减。6craEmRE2k?由于热量沿纬度变化，出现群落和生态系统类型的有规律更替，如从赤道向北极依次出现热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、北方针叶林与苔原。k8qia6lFh1经度地带性?在北美和欧亚大陆，由于海陆分布格局与大气环流特点，水分梯度常沿经向变化，因而导致群落和生态系统经向分异，即由沿海湿润区的森林，经半干旱的草原至干旱的荒漠。y3qrGQOGwI?与纬度地带性表现的自然规律不同，经度地带性是局部大陆的自然地理现象。垂直高度地带性?海拔高度每升高100M，气温下降0.4-0.6℃，降水最初随高度增加而增加，超过一定高度增加而降低。MZpzcAiHKo?由于海拔高度的变化，常引起群落和生态系统有规律的更替。?表现垂直带谱：山地季雨林、山地常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林、高山矮曲林、高山草原与高山草甸、高山永久冻土带。0VoHIjMIZ550/50\n§2森林生态系统?森林生态系统的分布规律?森林生态系统的主要特征?森林生态系统的功能?我国的森林资源现状森林生态系统分布规律森林生态系统的主要特征?生物种类多、结构复杂；?系统稳定性高；?物质循环的封闭程度高；?生产效力高。森林生态系统的功能?具有综合的环境效益；?调节气候；?涵养水源，保持水土；?作为生物遗传资源库。我国的森林资源现状?我国森林生态系统的主要问题?森林生态系统比例小，地理分布不均匀；?森林生态系统生物群落结构发生变化，系统自身调节能力下降；?恢复和重建速度慢。?森林生态系统破坏的生态危害：?促进沙漠化的过程；?对大气化学产生影响；?引起气候变化、增加自然灾害发生的频率。?我国森林生态系统恢复和重建对策：?加快森林生态战略工程的建设，增大比例、改变格局；?积极推广农林复合生态系统的建设；?尽快建立南方用材林基地；?加强科学管理，发挥现有森林综合效益潜力。中国生态区划分§3草原生态系统?草原生态系统的类型和特点?草原生态环境现状?草原生态环境恶化的原因?恢复和保护对策草原生态系统的类型和特点?草原生态系统的类型降水减少降水增加荒漠草原典型草原原草甸草原dRoQe3gJeM辐射量增加辐射量减少?草原生态系统的特点50/50\n?草原生态系统中生产者的主体是禾本科、豆科和菊科等草本植物，优势植物以丛生禾本科为主。?垂直结构通常分为三层：草本层、地面层和根层。?气候<温度）对草原植物有明显的影响。?草原生态系统中的初能消费者有适于奔跑的大型草食动物、穴居的啮齿动物以及小型的昆虫等；食肉动物有狼、狐、鼬、猛禽等。rNnYJNKKts?初级生产量在所有的陆地生态系统中居中等或中等偏下水平。草原生态环境现状?20世纪60年代以来，草原生态系统普遍出现草原退化现象。20世纪70年代中期，全国退化草原面积占草原总面积的15％，20世纪70年代中期，增加到30％以上。全国草原退化面积以1000－2000万亩的速度扩展。FJn6fxdLH9?草原退化的主要特征：?群落优势种和结构发生改变；?生产力低下，产草量下降；?草原土壤生态条件发生巨变，出现沙化(sandification>和风暴。?固定沙丘复活、流沙在掩埋草场；?鼠害现象严重；?动植物资源遭破坏，生物多样性下降。草原生态环境恶化的原因?超载过牧。?不适宜的农垦；?人类对资源的掠夺性开采。草原生态系统恢复和保护对策?实行科学管理；?发展人工草场；?建立牧业生产新体系。§4荒漠和苔原生态系统?荒漠和苔原生态系统的分布?荒漠生态系统类型与特征?荒漠化及荒漠化防治?苔原生态系统的特征荒漠生态系统类型与特征?荒漠生态系统类型：?荒漠生态系统(desertecosystem>:是地球上最为干旱的地区，其气候干燥，蒸发强烈。由超旱生的小乔木、灌木和半灌木占优势的生物群落与其周围环境所组成的综合体。有石质、砾质和沙质之分。习惯上称石质、砾质的荒漠为戈壁(gobi>,或戈壁沙漠(gobidesert>；沙质荒漠为沙漠(sandydesert>。TFmfLhHMWP?荒漠生态系统的特征：?生态环境严酷；?荒漠生物群落极为稀少，植被丰富度极低；?植物群落以超旱生小乔木和半木本植物为优势物种；50/50\n?生态系统生物物种极度贫乏，种群密度稀少，生态系统脆弱；荒漠化及荒漠化防治?荒漠化是由极地平原和高山苔原的生物群落与其生存的环境所组合成的综合体，主要特征是低温、生物种类贫乏、生长期短、降水量少。lxlvNKFOpd?我国的苔原为山地苔原，存在于温带东部的长白山和西部的阿尔泰山高山带。§5水域生态系统?水域生态系统的特点：?水域生态系统的环境特点?水域生态系统的营养结构特点?水域生态系统的功能特点?水域生态系统的类型：?淡水生态系统?海洋生态系统?水域生态系统的恢复和保护对策：?减少污水排放量?实行综合保护措施，提高系统自身的抵抗力；?正确认识水生生物群落特征，合理利用生物资源。§6湿地生态系统?湿地生态系统的概念?湿地及其保护?中国湿地?安徽湿地湿地生态系统的概念?湿地生态系统(wetlandecosystem>:是指地表过湿或常年积水，生长着湿地植物的地区。湿地是开放水域与陆地之间过渡性的生态系统，它兼有水域和陆地生态系统的特点，具有独特的结构和功能。ztkEju9PET?湿地生态系统的功能：天然的基因库；潜在资源；净化功能；气候和水文调节等功能。湿地及其保护50/50\n?湿地定义：湿地指不问其天然或人工、永久或暂时的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带，常带有静止或流动、咸水或淡水，半碱水或碱水水体，包括低潮时水深不过6m的滨岸海域。NpjMPeCQTA?湿地保护?1971年全球政府间的湿地保护公约《关于特别作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》<简称《湿地公约》）诞生。1ljUlY6R8h?到1999年已有96个国家加入《湿地公约》。?我国于1992年正式加入。?我国目前已建立各类保护区152处，有7个自然保护区被列为国际重要湿地。中国湿地?近海及海岸湿地?河流湿地?湖泊湿地?沼泽和沼泽化草甸湿地?库塘安徽湿地?全省湿地面积2918804hm2,占全省国土面积21%?现有升金湖、扬子鳄、安庆沿江、贵池十八索、当涂石臼湖、颖上八里河、霍邱东西湖、五河沱湖、铜陵淡水豚等近10处自然保护区。fhi3RIASmX讨论题?从生态系统物质循环和能流的角度，阐述如何治理巢湖和淮河等污染水生生态系统。第四节参考文献第四节思考题?解释名词：?荒漠化?湿地?问答题：?简述森林、湿地的生态功能。?草原生态系统有何特点，如何恢复退化草原？第六章大尺度生态学和微观生态学?§1大尺度生态学?§2微观生态学大尺度生态学?景观生态学?地理生态学?全球生态学?“3S”技术及其在大尺度生态学研究中的应用景观生态学?景观和景观生态学?景观生态学的一般概念和理论?尺度及其有关的概念50/50\n?格局与过程?空间异质性和斑块性?种－面积关系和岛屿生物地理学理论?斑块－廊道－基底模式?边缘效应?景观的分形几何学?Meta-种群理论?景观连接度、渗透理论和中性模型?等级理论?斑块动态理论景观和景观生态学?景观(Landscape>:由若干生态系统组成的异质区域(heterogeneousarea>,这些生态系统构成景观中明显的斑块(patches>,这些斑块称景观要素(landscapeelements>。scibnr4TBE?景观生态学(Landscapeecology>：研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的综合性学科。其研究对象和内容可概括为3个方面，即景观结构、景观功能和景观动态。G8hjTbyUQk景观生态学的一般概念和理论尺度及其有关的概念?尺度(scale>:一般指对某一研究对象或现象在空间或时间上的量度，分别称为空间尺度和时间尺度。?粒度(grain>和幅度(extent>：尺度往往以粒度和幅度来表达。?空间粒度指景观中最小可辩识单元所代表的特征长度、面积或体积。时间粒度指某一现象或某一干扰事件发生的频率。U4gspV1V41?幅度是指研究对象在空间或时间上的持续范围，研究区域的总面积决定该研究的空间幅度；研究工程持续多久则确定其时间幅度。80gAVFvXjI?尺度和比例尺：大尺度指较大空间范围内的景观特征，往往对应于小比例尺、低分辩率；小尺度指较小空间范围内的景观特征，往往对应于大比例尺、高分辩率。mWfIqpZYyo格局与过程?格局：往往指空间格局，即斑块和其他组成单元的类型、数目以及空间分布与配置等。?过程：过程则强调事件或现象发生、发展的程序和动态特征。景观生态学常常涉及到的生态过程包括种群动态、种子或生物体的传播、捕物和捕食者的相互作用、群落演替、干扰扩散、养分循环等。ASeRW8tZM5空间异质性和斑块性?空间异质性是指生态过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性。?空间异质性一般可理解为空间斑块性和梯度的总和。?空间异质性表现对尺度的依懒性。不同尺度上的森林格局-中国森林分布不同尺度上的森林格局-安徽森林分布50/50\n不同尺度上的森林格局-合肥市森林分布种－面积关系和岛屿生物地理学理论?景观中斑块面积的大小、形状以及数目对生物多样性和各种生态学过程都会有影响。?物种丰富度＝f(生境多样性、干扰、斑块面积、演替阶段、基底特征、斑块隔离程度>?一般来说，斑块数量的增加常伴随着物种的增加。?岛屿生物地理学理论将生境斑块的面积和隔离程度与物种多样性联系在一起，对斑块动态理论及景观生态学发展起了重要的启发作用。岛屿生物地理学理论的一般数学表达式为：OOeZsSX01MdS/dt=I-E,S为物种数，t为时间，I迁居速率<是种源与斑块间距离D的函数），E绝灭速率<是斑块面积A的函数）2Kd7YCq1gs斑块－廊道－基底模式?美国生态家R.Forman和法国生态学家M.Godron(1986>认为，组成景观的结构单元不外有三种：斑块、廊道和基底。斑块泛指与周围环境在外貌或性质上不同，但又具有一定内部均质性的空间部分，具体包括植物群落、湖泊、草原、农田、居民区等。廊道指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构，如农田间的防风林、河流、道路、峡谷和输电线等。基底指景观中分布最广、连续性最大的背景结构，常见的有森林基底、草原基底、农田基底、城市用地基底等等。斑块、廊道、基底的划分是相对，与观察的尺度相联系，实际划分是十分困难的。gGcgumU2v9?近年来，斑块、廊道、基底为核心的一系列概念、理论和方法已逐渐形成了现代景观生态学的一个重要方面。R.Forman<1995）称之为斑块－廊道－基底模式。uCco06o3JP边缘效应?边缘效应指斑块边缘部分由于受外围影响而表现与斑块中心部分不同的生态学特征的现象。斑块中心部分在气象条件、物种组成以及生物地球化学循环方面都可能与其边缘部分不同。许多研究表明，斑块周界部分常常具有较高的物种丰富度和初级生产力。IybwwQS4Yw?有些物种需要较稳定的生物条件，往往集中分布在斑块的中心部分，称内部种；而另一些物种适应多变的环境条件，主要分布在斑块边缘部分，则称为边缘种。VubF2zm5dd?斑块的结构特征对系统的生产力、养分循环和水土流失等过程都有重要的影响。?斑块的形状多种多样，其特点可用长宽比、周界－面积比等来描述。如：S＝P／2(?A>－2,S斑块形状，P斑块周界，A斑块面积。景观的分形几何学(fractalgeometry>Meta-种群理论?Meta-种群<异质种群）(联种群>(metapopulation>:美国生态学家R.Levins(1970>采用了metapopulation一词，并定义为“由经常局部性绝灭，但又重新定居而再生的种群所组成的种群”。换言之，它是由空间上相互隔离，但又有功能联系的二个或二个以上的亚种种组成的种群斑块系统。9paNyjP6rT?Meta-种群理论的两个基本要点：亚种群频繁地从生境斑块中消失<斑块水平的局部性灭绝）；亚种群之间存在生物繁殖体或个体的交流<斑块间和区域性定居过程），从而使Meta-种群在景观水平上表现复合稳定性。nl9V43j7GA50/50\n?Meta-种群动态模型<斑块动态模型）：dP/dt=Mp(1-P>-eP其中，P-被某一物种个体占据的斑块比例，t-时间，m-与所研究物种的定居能力有关的常数，e-与所研究物种的灭绝速率有关的常数。Bh94ANN8VhMeta-种群理论的意义?集合种群理论的意义：生境片断化之后，形成隔离的生境斑块，种群个体在不同的斑块之间扩散，个体在亚种群之间的迁移影响持久和稳定。在保护生物学上具十分重要的意义。Pd8c6xh9aX景观连接度、渗透理论和中性模型?景观连接(landscapeconnectivity>:是对景观空间结构单元相互之间连续性的量度，它包括结构连接度和功能连接度。前者指在空间上直接表现出的连续性，可通过卫片、航片、或视学器官观察来确定；后者是以所研究的对象或过程的特征尺度来确定。397kCgKaoE?渗透理论(percolationtheory>:当媒介的密度达到一临界值时，渗透物突然能够从媒介一端达到另一端。在生态学中，有许多临界阈值现象，如植被覆盖度达到多少时流动沙丘得以固定？生境面积占整个景观面积多少时，某一物种才能幸免于生境破碎化作用而长期生存？h57t70ebDk?中性模型(neutralmodel>:指不包含任何具体生态学过程或机理，只产生数学或统计学上所期望的时间或空间格局的模型。渗透理论基于简单的随机过程，并有显、而且可预测的阈限特征，因此是非常理想的景观中性模型。v16BDKIcS1等级理论?等级理论是20世纪60年代以来逐渐发展形成的、关于复杂系统的结构、功能和动态的系统理论。根据等级理论，复杂系统具有离散性等级层次，一般来说，处于等级系统中高层次的行为或动态常表现现大尺度、低频率、慢速度特征；而低层次行为或过程常表现出小尺度、高频率、快速度的特征。JX6J9ucd6I?许多复杂系统包括景观系统可视为等级结构，可将繁杂的相互作用的组分按照某一标准进行组合，赋之于层次结构。如不同类型植被分布的温度和湿度范围，食物链关系、景观中不同类型的斑块连界。XT5SFeGelo?研究复杂系统时一般到少需要同时考虑3个相邻的层次，即核心层次、其上一层次和下一层次。斑块动态理论?J.Wu和Loucks<1995）：在总结前人研究工作范式，要点包括：生态系统是由斑块镶嵌体组织的等级系统；生态系统的动态是斑块个体行为和相互作用的总体反映；格局－过程－尺度观点，即过程产生格局，格局作用于过程，而二者又依赖于尺度；非平衡观点，即非平衡现象在生态学系统中普遍存在，局部尺度上的非平衡态和随机过程往往是系统稳定性的组成部分；兼容机制和复合稳定性，兼容是指小尺度上、高频率、快速度的非平衡态过程被整合到较大尺度上稳定过程的现象。而这种在较大尺度上表现出来的“准稳定性”往往是斑块复合体的特征，因而称之为“复合稳定性”。aP40bY9fA550/50\n?等级斑块动态范式最突出的特点就是空间斑块性和等级理论的有机结合，以及格局、过程和尺度的辩证统一。地理生态学?地理生态学(geographicecology>:主要是研究大尺度的生物多样性和分布格局，如岛屿生物地理学、物种多样性的纬度格局以及大尺度的区域性或历史过程对生物多样性的影响。oL48HHDgOM?面积、隔离和物种丰富：在岛屿和陆地生境斑块中，物种丰富度随面积增加而增加，随隔离程度增大而降低。CH3hdr7h3s?岛屿生物地理学的平衡模型：岛屿物种丰富度在物种的迁入和灭绝之间达到动态平衡。?物种丰富度的纬度梯度：物种丰富度通常由中、高纬度向赤道增加的趋势。?历史和区域性因素对物种丰富度的影响：长期历史和区域性过程对生物区和生态系统有显著的影响。岛屿生物地理学的平衡模型中国干旱地区小哺乳动物物种数随纬度的变化全球生态学?全球生态学?大气层和温室效应?厄尔利诺现象?人类活动和全球氮循环?土地覆盖和土地利用变化?人类对大气成份的影响?臭氧层变化全球生态学?全球生态学如同温室的玻璃，将较多的辐射能截留在地球表层而致温度上升，这种现象称温室效应。iu1GLFylLw厄尔利诺现象厄尔利诺现象后果人类活动和全球氮循环50/50\n?1909年，Haber用元素合成了氨，在Bosch主导下，到1913年，这一发明以惊人的迅速商业化，从而使得氨的大规模生产成为可能，19世纪50年代后期氮肥施用的迅速推广，到19世纪80年代后期，世界范围内的氮肥使用量增加到近80百万吨?遥感(remotesensing,RS>?地理信息系统(geographicinformationsystem,GIS>全球定位系统(globalpositioningsystem,GPS>遥感及其功能?遥感(remotesensing>指不直接触目标而收集信息，主要是和处理目标发射和反射的电磁波。遥感器可以从双目望远镜、照相机到安装在卫星上的传感器。ceZdOCupIh?遥感卫星通常佩有光电传感器，可以描述多个波段的电磁波，传感器将电磁辐射转变成电信号，接着由计算机转变为数字信号，用这些数字可以构建图像。paYlkmXqXX?卫星遥感已经产生了地球表面每平方M的细致图像，这些图像给生态学家，尤其是景观和地理生态学家们提供了极其有价值的信息。D6XuQ6rrbE?生态学家通过使用“绿色”作为指标，用遥感监测植被生物量。地理信息系统?地理信息系统?酸雨(acidrain>?水污染(waterpollution>?土壤污染空气污染(airpollution>?空气污染是由人类活动直接或间接引起天然与合成有害物质向大气的排放。污染物直接排放到大气中称初级污染物，在太阳电磁辐射的影响下，在空气中由其他污染物制造出来，称次级污染物。主要的空气污染物有：二氧化硫、固体颗粒、二氧化氮、碳氢化合物、一氧化碳、臭氧、硫化氢、氟化物、一氧化氮、铅、汞。xQV1U3mv8o?空气污染物对人及整个自然界有重要的影响。造成环境不舒适，腐蚀雕塑，破坏公共设施；防碍人类和其他生物的健康，同时改变气候以及土壤、湖泊和河流的化学性质。LLU9qNQwn5酸雨(acidrain>?酸雨(acidrain>和酸沉降(aciddeposition>:酸雨<1972，英国化学家R.A.50/50\nSmith提出）是指雨水中含有一定数量本性物质(硫酸、硝酸、盐酸等>的自然降水现象。大气中形成酸的物质以雨、雪、雹和雾等形式从空气中沉降下来，其pH值一般都小于5.6，这种现象称酸沉降。ZHUiWwkxCM?酸沉降对动物、植物以及森林有明显的损害；改变了土壤和湖泊的pH值，同时本酸化会导致有毒金属<汞和铝等）从土壤和沉积物中释放出来。dDTqsgOyQs水污染(waterpollution>?水污染是指由于人类活动而排放的污染物进入水体，使水体及其底泥的物理、化学性质或生物化学性质发生了变化，从而防碍了对水体的利用，这种现象称水污染。rzSyY0iz59?水体污染物可分为生物体、可溶性化学物质、不溶性化学物质和热四类。?水污染危害：?有毒物对生物的直接毒害，不溶性固体降低水的质量；?水中有害生物导致水传播疾病的流行；?水中有机质引起水体的富营养化，引起水体生物耗氧:研究和监测环境质量。其手段有化学、物理学、生物学、生态学、地球物理、地球化学等，因此其内容有化学监测、物理监测、生物监测、生态监测、地球物理化学监测等。6nRXvdJCNd?生态监测(ecologicalmonitoring>:利用生命系统各层次对自然或人为因素引起环境变化的反应来判定环境质量。kjQ61XdD2T?生态监测的特点：?能综合地反映环境质量状况；?具有连续监测的功能；?具有多功能；50/50\n?监测灵敏度高。生态监测的原理和方法?生态监测的原理?生态监测的方法生态监测的原理?生物与环境之间相互依存、相互影响、协同进化。?生物与环境相互补偿、协同发展是在自然界长期发展过程中形成的，生物的变化是某一区域内环境变化的一个组成部分，因此，生态学上个体、种群、群落和生态系统各组织层次的生物变化可以作为环境改变的指示和象征。yfPexHHEhA生态监测的方法?个体和种群水平?指示生物法法(polyurethanefoamunit>?生物指数法是一些对环境中的某些物质，包括污染物的作用或环境条件的改变能较敏感和快速地产生明显反应的生物。通过其所作的反应可了解环境的现状和变化，起“预警”功能。MbPm3raFvh?指示生物的基本特征：?对干扰作用反应敏感且健康；?具有代表性；?对干扰作用的反应个体间的差异小、重现性高；?具有多功能。?常用的指示生物：紫花苜蓿:50/50\n生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。它包括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与生存环境形成的复杂生态系统。fsIQIzsR7P?包括四个层次:?遗传多样性<基因多样性）?物种多样性?生态系统多样性?景观多样性遗传多样性?指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异。?其测度包括三个方面，即染色体多态性、蛋白质多态性和DNA多态性。物种多样性?指物种水平的多样性，即一个地区内物种的多样化，主要是从分类学、系统学和生物地理学角度对一定区域内物种的状况进行研究。toHYejWSmw生态系统多样性?指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样化以及生态系统内生境差异、生态过程变化的多样性。?生态多样性指数可分为:?α多性指数?β多样性指数?γ多样性指数景观多样性?指不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化或变异性。生物多样性的价值生物多样性的现状生物多样性丧失的原因?引起生物多样性丧失的主要原因有：?栖息地丧失和片断化；?掠夺式的过度利用；?环境污染；?工业化的农业和林业；?外来种的引入；?全球气候变化。生物多样性的保育对策保护公约?国际生物多样性保护公约：1992年6月在巴西首都里约热内卢召开了地球最高级会议，联合国环境与发展大会，通过了国际生物多样性公约，确立了生物多样性保护的重要地位，152个国家在公约上签字。5月22日世界生物多样性日。HkG7K3qTBd?保育对策应该包括全球、国家、地区和地方的一系列不同层次。?国际级对策保护全球受威胁生态系统，由IUCN(InternationalUnionforConservationof50/50\nNature>牵头。成功的措施是濒危野生动植物物种国际贸易公约K当N＝K／2时，dN/dt最大，d(K/2>/dt=rK/4?Graham(1935>认为：在渔业生产中，dN/dt可以看成是可供捕捞而不影响资源种群大小的“剩余生产”。要使种群维持最大的产量：与人类竞争食物或遮蔽所、传播病原体、以人类为食或用不同的方法威胁人类健康、舒适或安宁的生物。2VDVQtiZ1k?防治的原理：防治有害生物的过程往往成为一个猎取“持续产量”的过程，因此，如果每年去除一个“最大待续产量”，那么既不能将危害动物种群消来掉，也不能把它的数量压到K／2的水平以下，所以，只有当每年的去除数量大于“最大持续产量”，才能使种群趋向灭亡。gRC3mdM0f1?防治目标：降低有害生物到某一水平，在这个水平上进一步降低是无利可图的。?防治类型：化学防治、生物防治、基因防治、物理防治、综合防治。有害生物防治的利益和代价模型人口管理?人口增长模型?人口控制对策和人口问题50/50\n人口增长模型?马尔萨斯的人口理论?Hale-Malthus增长典线?人口预测马尔萨斯的人口理论?1824年，马尔萨斯认为，假如植物或动物不受营养不良、饥荒或疾病等自然力<环境阻力）的限制，它们则能充分地利用其生物潜能，而以不可想象的速度进行繁殖增长。uNBbRXg1uI?而这一点上人类与植物或动物将无任何区别。人口将按几何级数方式增长，而生活资料的生产将按算术方式增长。IJBknHK2Jo?因此，倘若人类不能自动限制其繁殖力的话，则将由外界以饥饿和战争来实现这种限制。?生物学家同意该理论的前半部分。Hale-Malthus增长曲线?Hale1677年就指出人口增加有呈几何增长的趋势?Verhurst1838年假设环境因素数量为一定时，种群在无限空间中世代连续的增长可成立一个方程式，dN/dt=rN：既能满足当代的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。oxzJVUb6rs环境规划?环境规划也称环境保护规划，强调规划区域内大气水体、噪声及固废等环境质量的监测、评价和调控管理。生态规划?生态规划的概念?生态规划的原则?生态规划的内容?生态规划的步骤生态规划的概念?生态规划：强调运用生态系统整体优化观点，对规划区域内城乡生态系统的人工生态因子<如土地利用状况、产业布局状况、环境污染状况、人口密度和分布以及建筑、桥梁、道路、城市管线基础设施分布等）和自然生态因子<气候、水系、地形地貌、生物多样性、资源状况等）的动态变化过程和相互作用特征都应给予相当的重视，研究物质循环和能量流动的途径，进而提出资源合理开发利用，环境保护和生态建设的规划对策。其目的在于区域与城市生态系统的良性循环，保持人与自然、人与环境关系的持续共生，协调发展，追求社会的文明、经济的高效和生态环境的和谐。CtyRrEF7G9生态规划的原则?整体优化原则?趋适开拓原则?协调共生原则?区域分异原则?生态平衡原则?高效和谐原则?可待续发展原则生态规划的内容?生态要素的调查与评价?环境容量和生态适宜度分析?评价指标体系的建立及规划目标的研究?生态功能区划与土地利用布局?环境保护规划?人口适宜容量规划?产业结构与布局调整规划?园林绿地系统规划?资源利用与保护规划?生态规划管理对策生态规划的步骤－－国外生态规划的技术路线?资源管理生态规划(F.Steiner,1960’s>:①确定规划目标→②资源数据清单和分析→③区域适宜度分析→④方案选择→⑤规划方案实施→⑥规划执行→⑦方案评价50/50\n。PpyZXo98UP?McHarg生态规划法?生态工程(ecologicalengineering,ecoengineering>生态恢复?指使受损生态系统恢复合理的结构、高效的功能和协调的关系，恢复不等于复原。?受损生态系统的恢复可遵循两个模式：?当生态系统受损不超过负荷并是可逆的情况下，压力和干扰被移去，恢复可在自然过程中发生；?另一种是生态系统的受损超过负荷，并发生不可逆变化，依靠自然过程已不能使系统恢复，必须依靠人的帮助。hgwgZS6aod生态工程?马世骏<1984）认为，生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理、结构与功能协调原则，结合系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统。vcwovBAbCT?生态工程是考虑生态系统自我设计特点，是有利于人为和自然两者的设计；?环境工程是利用一系列科学原理去净化或防治环境污染。第七章参考文献第七章思考题一、名词解释1.生物多样性2.生物资源的可持续利用3.生态危机4.生态赤字第七章思考题二、问答题1.试述生态系统可持续发展的意义。2.全球气候变化可能难世界农业带来哪些有利和不利的影响？3.目前我国所面临的资源与环境问题主要包括哪些？试作一概括说明。√4.试述温室效应对陆地生态系统的影响。5.何谓生物多样性，可在哪些个层次上加以研究，各有何特点？生物多样性的价值包括哪些方面？√6.经济建设中有哪些生态学原理，试就其中2个生态学原理说明其应用及意义。*50/50\n申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。50/50
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