生态学基础 教案

生态学基础

第一节 环境和生物间的相互作用

一、 生态学概念

1. 生态学

研究生物之间以及生物与非生物环境之间相互作用的一门学科。研究生物如何适应环境、如何利用环境以及生物的存在及其活动如何改变该地区的环境。

2. 环境

非生物因子：能量、非生物质、以及非生物质与能量之间相互作用的过程。

生物因子：生物生存环境的生物因子包括与之相互作用的所有生命形式。

3. 限制性因素

定义：尽管生物以多种方式与其外界环境相互作用，对某种生物的生存来说，其中某些因素是至关重要的，缺少这些因素将限制某些物种的生存。这些因素即称为限制性因素。

耐受范围：每种鱼类，对溶解氧和水温都有其特定的耐受范围。

4. 生境和小生境

生境：生物栖息的地方，生物生活在这个空间（它的地址）。生境的描述，倾向于强调他们生存环境中的突出的自然或生物特征。（土壤类型、可利用的水、气候条件或该地区存在的主要植物种类）。

小生境：即生物在环境中的功能性作用（它的职业）。小生境的描述包括所有影响生物的途径，通过这些途径生物与自然环境如何相互作用，以及生物如何改变自然环境。

二、 自然选择的作用和进化

基因、种群和物种

基因：包括控制结构的基因、控制生理过程的基因等。

种群：指在某个特殊的地理区域内发现的所有相同种的生物。

物种：所有能够在内部自然繁衍、而且下代也能繁衍的一群生物。

三、 生物相互作用类型

1. 捕食

2. 竞争

竞争：种内竞争+种间竞争

3. 共生关系

共生：两种不同物种之间长期的、密切的自然关系。

（1）寄生：指一种称为寄生者的生物，生活在成为宿主的另一种生物体内，并从中获取营养的一种关系。

（2）偏利共生：两种生物之间的关系是：其中一种生物受益而另一种生物不受影响；

（3）互利共生：在这种关系中的双方都受益

4. 难以归类的一些关系

临时的寄生虫、吸血虫？

巢寄生、育雏寄生？

5. 人类相互作用——不同的视野

肉食动物

草食动物

食腐动物、偏利共生、寄生、互利共生、竞争

四、 群落与生态系统之间的相互作用

1. 基本概念

（1）群落：某个地区所有相互作用的不同物种的种群的集合，其中一些物种起次要作用，另一些物种起主要作用，但都是群落的一部分。

（2） 生态系统：具有所有复杂关系（相互作用、能量转换、物质循环代谢和

信息传递功能……）的群落与自然环境之间相互作用的确定空间。

2. 由生态系统概念的延伸

2.1 生态系统中生物的主要作用

2.2 生态系统内能量的利用途径

当生产者被其他生物所食用时，储存在大分子中的能量，也随之转移到另一种生物中。

营养级：生态系统中能量流的每一级，称为营养级。

食物链：能量从一个营养级传递到下一个营养级，引起一种生物消费另一种生物。

食物网：当某些食物链相互重叠、交叉时，即构成食物网。

2.3 生态系统中信息的传递

1、营养信息

2、化学信息

3、物理信息

4、行为信息

第二节 生态系统平衡及生态系统、群落的种类

一、生态系统平衡

1. 生态系统平衡：是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间，生物各个种群之间，通过能量流动、物质循环和信息传递，使它们相互间达到高度适应、协调和统一的状态。

2. 生态系统的平衡是动态的、发展的：

（1）在生态系统中能量和物质的输入、输出必须相对平衡。

（2）从整体看，生产者、消费者、分解者应构成完整的营养结构。

（3）生物种类和数目要保持相对稳定。

3. 影响生态平衡的因素：自然因素、人为因素

自然原因：自然界发生的异常变化。

人为因素：人类对自然资源的不合理开发利用，以及当代工农业生产的发展所带来的环境问题等。

二、生态系统失衡

1. 生态平衡的破坏主要包括以下三种情况

① 物种改变引起生态平衡的破坏

② 环境因素改变导致生态平衡的破坏

③ 信息系统的改变引起生态平衡的破坏

许多生物在生存的过程中，都有释放出某种信息素（一种特殊的化学物质）的本能，以驱赶天敌，排斥异种，取得直接或间接的联系以繁衍后代等等。

生态系统信息通道堵塞,信息传递 受阻,就会引起生态系统改变,破坏生态平衡

2 生态失衡的标志

① 结构标志

平衡失调的生态系统从结构上讲就是出现了缺损。缺损指生态系统一个或几个组分“失去”，从而使生态系统在结构上不完整，以至失去平衡。

② 功能标志

a. 能量流动在生态系统中的某一个营养层上受阻。

b. 物质循环正常途径的中断。是目前许多生态系统平衡失调的主要原因。

3. 生态系统的调节机制：通过系统的反馈机制、抵抗力和恢复力实现的。

（1）. 反馈机制

有系统的正反馈和负反馈，两者的作用是相反的。

正反馈可使系统更加偏离置位点，因此它不能维持系统的稳态。生物的生长、种群数量的增加等均属正反馈。

负反馈就是系统的输出变成了决定系统未来功能的输入。种群数量调节中，密度制约作用是负反馈机制的体现。

（2）. 抵抗力

抵抗力是生态系统抵抗外干扰并维持系统结构和功能原状的能力，是维持生态平衡的重要途径之一。抵抗力与系统发育阶段及状况有关，其发育越成熟，结构越复杂、抵抗外干扰的能力就越强。

（3） 恢复力

指生态系统遭受外干扰破坏后，系统恢复到原状的能力。

4.生态系统平衡的基础

（1）、相互依存与相互制约规律

①普遍的依存与制约，亦称“物物相关”规律。

②通过“食物”而相互联系与制约的协调关系，亦称“相生相克”规律。

（2）、物质循环转化与再生规律

（3）、物质输入输出的动态平衡规律

（4）、相互适应与补偿的协同进化规律

5.生态系统平衡的应用