生态学

李鹂

目录

  • 1 第一章 绪论
    • 1.1 生态学的研究内容
    • 1.2 生态学的研究方法
    • 1.3 生态学发展趋势
  • 2 第二章  生物与环境
    • 2.1 环境与生态因子
    • 2.2 光因子的生态作用及生物的适应
    • 2.3 温度因子的生态作用及生物的适应
    • 2.4 水因子的生态作用及生物的适应
    • 2.5 土壤因子的生态作用及生物的适应
  • 3 第三章 种群生态学
    • 3.1 种群的基本特征
    • 3.2 种群空间分布格局
    • 3.3 种群动态
    • 3.4 种群增长模型
    • 3.5 种群调节
    • 3.6 种的变异与进化
    • 3.7 生活史
    • 3.8 r选择与K选择
  • 4 第四章 种内与种间关系
    • 4.1 种内关系
    • 4.2 种间关系
  • 5 生物群落的组成与结构
    • 5.1 生物群落的组成
    • 5.2 群落的调查方法
    • 5.3 生物群落的结构
    • 5.4 群落的演替
    • 5.5 群落的分类
  • 6 生态系统的组成与结构
    • 6.1 生态系统的组成
    • 6.2 营养级与金字塔
    • 6.3 生态系统的反馈调节机制和生态平衡
  • 7 能量流动
    • 7.1 初级生产
    • 7.2 次级生产
    • 7.3 分解
    • 7.4 热力学定律
  • 8 物质循环
    • 8.1 物质循环概念
    • 8.2 水循环
    • 8.3 气体型循环
    • 8.4 沉积型循环
    • 8.5 有毒有害物质循环
  • 9 生态系统类型
    • 9.1 分布规律
    • 9.2 陆地生态系统
    • 9.3 水域生态系统
  • 10 应用生态学
    • 10.1 全球变化
    • 10.2 人口与资源
    • 10.3 农业生态学
    • 10.4 可持续发展
  • 11 现代生态学
    • 11.1 景观 生态学
环境与生态因子


环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。

从定义中可看出,环境总是针对某一特定的主体而言。

从生物学角度来看,环境的主体是生物,在环境科学中,环境的主体是人类。

环境包括许多环境要素,但并不是所有的环境要素都对生物产生影响,比如说大气中的惰性气体,它对生物体没有任何作用。但它属于环境要素。因此我们把对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素称为生态因子。如温度、湿度、氧气、土壤等。

生物生存条件:生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件。

生态环境:所有生态因子的综合作用构成了生物的生态环境。

生境:特定生物体或种群的栖息地的生态环境称为生境。

 

1.综合作用

生态因子彼此联系、互相促进和互相制约。

水体温度与溶解氧的关系

从表中可以看出,淡水与海水随温度的升高,溶解氧含量下降的。说明温度的变化,引起了溶解氧含量的变化。这必然会对生物生存产生作用。

2.主导因子作用

众多因子中有一个对生物起决定作用的生态因子为主导因子。比如春化作用。

春化:低温促使植物开花的作用。

举个例子,冬小麦必须在秋季播种,出苗后越冬,来年夏季抽穗开花。如果将冬小麦在春季播种就只长茎叶,不能开花。不能开花就意味着不结实,没有收获。这说明低温是冬小麦苗期时的一个主导因子。

中国农民早已发现这个规律。当因自然灾害冬前未能按季节播种小麦时,采用“闷罐法”,把湿种子闷在罐里放在冷处4050天(人工春化),春暖后播种,当年仍可以收获。

3.直接作用和间接作用

生态因子对生物的生存生长有直接和间接作用。


图中所画的是四川二郎山(海拔3437米),在它的东坡分布的植被是常绿阔叶林,西坡分布的是耐旱灌草丛。植被的分布为什么会有如此大的不同。原因东坡是迎风坡,大量的暖湿气流沿坡而上,海拔升高,温度就会降低,气流中的水分就会凝结降落,当气流来到西坡时,变得干冷,在下行时,反而从坡面上吸收水分,使得西坡更干旱,只能生长耐旱灌草丛。

可见,地形因子是通过影响温度、水分等,而对植被产生作用,地形起到间接作用,温度、水分等是直接作用。

4.阶段性作用

生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。

图中是大马哈鱼溯河洄游的情形。生活在海洋中,生殖季节回游到淡水河流中产卵

5.不可替代性和补偿作用

不可替代性:生态因子虽非等价,但都不可缺少,一个因子的缺失不能由另一个因子来代替。但某一因子的数量不足,有时可以由其他因子来补偿。

植物进行光合作用时,如果光照强度不足,可以增加二氧化碳的量。

 

 

 

1、利比希最小因子定律

1840年德国化学家利比希(Liebig)在《有机化学及其在农业和生理学中的应用》中阐明在植物生长所必需的元素中,供给量最少的元素决定着植物的产量。

1973Odum补充:1Liebig定律只适用于稳定状态,即能量和物质的流入和流出处于平衡的情况下才适用;(2)要考虑生态因子之间的相互作用。如生态因子的补偿作用。

2、谢尔福德耐性定律

生物的存在与繁殖,要依赖与某中综合环境因子的存在,只要其中一个因子的量或质不足或过多,超过某种生物的耐性限度,则使该物种不能生存,甚至灭绝。

将任何接近或超过耐性上限和下限的因子都成为限制因子。

耐性定律要考虑的要素:(1)生物的耐性会因发育时期、季节、环境条件的不同而变化;(2耐性限度的实际范围几乎都比潜在范围狭窄;(3)生物耐性限度可以改变,生物的调整与适应能力;(4)生态因子的相互关系。

上述两个定律是为了说明限制因子对生物的重要作用。生物的生存和生长都依赖于各种生态因子的综合作用,但必定有一种和少数几种因子是限制生物的关键性因子,这些关键性因子就是限制因子。

3、生态幅

每一个种对环境因子适应范围的大小。主要决定于各个种的遗传特性,也是自然选择的结果。

熊猫仅见于秦巴山区

大象只生长在热带丛林

 

生态学中使用一系列名词来表示生态幅的相对宽度。

                       广温性                窄温性

                       广食性                窄食性

                       广水性                窄水性

4、生物内稳态

内稳态是生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制,它能减少生物对外界条件的依赖性,从而大大提高生物对外界环境的适应能力。

向日葵随太阳转动方向

维持体内环境稳定是生物扩大耐性限度的一种重要机制,但内稳态机制不能完全摆脱环境的限制,只能扩大自己的生态幅度与适应范围,成为一个广适种。

5、指示生物

生物在与环境相互作用、协同进化的过程中,每个种都留下了深刻的环境烙印,因此可用生物作为反应环境某些特征的指示者。

我国北方草原,凡有芨芨草成片生长的地段,都有浅层地下水分布。