第三章 生态学基础

第三章种群生态第二节自然种群的数量变动一、环境容量设想有一个环境条件所允许的最大种群值，称之为环境容纳量或负荷量，通常以K表示。

当种群大小达到K值时，将不再增长。

这也就是说，任何环境只能维持一定数量的有机体，而不能使生物无限繁殖。

如果没有环境阻力，生物的数量增长就以对数的级数增长。

例如，每个细菌20分钟分裂为2个细菌，开始以一个细菌算，它将按l、2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024……的顺序增加，这样36小时将繁殖108代，那时数量可布满全球一尺厚，再过-d,时，它的厚度将超过人的头顶。

这样惊人的增长实际上因环境阻力的存在而不能实现。

环境容量也像其它生态特征一样，是随环境条件的不同而有所改变的。

环境容量的大小一般决定于两方面：一是温、光、水、养分等因子或食物、空间等资源所构成的环境；二是食性行为、适应能力等种群的遗传特性。

种群的数量是在K值附近波动。

二、内禀增长率三、增长率指单位时间内的出生率减去死亡率。

种群的内禀增长率是指在最适的条件下，种群的最大瞬时增长率，即种群的潜在增长能力。

常用r m表示。

自然界的环境条件在不断变化着，不可能对种群始终有利和始终不利，而是在两极端情况间变动着。

当条件有利时，种群的增长能力为正值，种群数量增加；当条件不利时，种群增长能力为负值，种群数量下降。

因此，在自然界，我们看到的种群实际增长率是不断变化的。

但在实验条件下，我们能排除对种群增长不利的因素，从而观察到种群的最大的内禀增长率(r m)。

显然，由实验条件测得的r m值是毫无用处的；相反，它可以成为一个模型，与自然环境中观察到的实际增长率进行比较，极高的r m值可能意味着种群将在自然条件下导致高死亡率；低的r m值则预示着种群在自然条件下可能出现低死亡率，从而引导我们要从种群整体上去研究种群生态。

内禀增长率的测定要以出生率和死亡率来衡量，两者又与年龄结构和性比有关。

三、种群增长型单种种群数量随时间变化有多种形式，但基本上是由指数增长和逻辑斯谛增长两个基本增长型所构成。

第三章生态学基础生态学与环境科学的关系与区别它们所研究的问题基本上是相近的。

生态学是以一般生物为对象的。

着重于研究自然环境因素与生物的关系，单纯属于自然科学的范畴。

环境科学则以人类为主要对象，把环境与人类生活的相互影响作为一个整体来研究，从而和社会科学有十分密切的关系。

生态学的许多基本原理同样也可以应用于环境科学中，作为基础理论而联系到人类独特的主观能动性和复杂的社会关系，来研究和解决人类生活与环境问题。

第一节生态学的含义及其发展一、生态学定义的提出与生态学的发展定义：生态学是研究生物与其环境之间相互关系及其作用机理的科学。

（生物和生物之间的关系、生物和环境之间的关系）生态学发展简史生态学的形成和发展经历了一个漫长的历史过程，大致可分为3个阶段：生态学的萌芽时期；生态学的建立和成长时期；现代生态学时期。

（一）生态学的萌芽时期由公元前2世纪到公元16世纪的欧洲文艺复兴，是生态学思想的萌芽时期。

在人类历史的早期，人类为了生活和生存，必须了解大自然的各种现象和其周围的动植物与人的关系，在生产实践中，产生了生态知识的萌芽。

根据文字记载，我国早在2000年以前，就注意到了植物生长和土壤环境条件的密切关系。

如公元前2世纪的西汉时，刘安撰写的《淮南子》一书，就记载有“欲知地道，物其树”（要了解土地性质，应观察其上生长的树木）。

其后还有许多古书如《群芳谱》，记载有农业知识和植物生态的内容。

《周易》“蒙卦”中提到“山下出泉，蒙”。

“蒙”不仅有迷蒙、蒙昧之意，它的本意是高地被草木覆盖蒙蔽住了。

“山下”之所以“出泉”，是因为草木蒙蒙茏茏十分茂密繁盛。

“蒙”之所以能够“养正”，是因为回复到了草木蒙茏的原始自然状态，万物得到了休养生息，树木的根本巩固了，即“正本”；清澈的山泉流出来了，即“清源”。

这分明是告诫人们，要按照事物的本来面目去认识和处理事物，不可违背自然规律。

古人对自然规律朴素而深刻的认识，令人叹服。

（二）生态学的建立和成长时期公元17世纪至20世纪50年代。

第三章生态学基础知识及其应用[引言] 近半个世纪以来，随着工业经济的长足发展和人口的膨胀，我们赖以生存的地球出现了“生态危机”。

这种危机产生的原因，主要是由于人们在利用和改造自然的过程中违背了客观规律，尤其是违反了生态学规律，是由于人们在各项活动中缺乏整体观念和系统观念，更缺乏多学科的共同合作。

生态学本来是生物科学的一个基础分支学科，它研究生物与其生活环境之间的相互关系，以往，它同其它分支一样，只有生物学工作者才熟知它。

近年来，随着粮食、人口、环境、资源、等一系列直接关系到人类生存的许多重大问题的出现，推动了生态学的发展，使它超越了自然科学的范畴，迅速发展为当代最热门、最活跃的前沿学科之一。

近年来，生态学的基本原则不仅被看作环境科学重要的理论基础，也被看成社会经济持续发展的理论基础。

从生态学观点来看待今日的环境、人口、资源等问题，以下几点是我们应该认识到的：1.虽然宇宙是无限的，但地球是有限的，地球上适合人类和生物生存的空间和物质资源也是有限的，科学家将地球比喻为“一个小小的宇宙飞船”，而把人类比作这个飞船中的乘客。

2.虽然人类是地球上生物圈的主人，人类能改变和控制自然，但人类毕竟是生物圈这个地球上最大的一个组成成员，人类并不能凭自己意志为所欲为，而必须服从和运用生态学规律。

3.地球是脆弱的，虽然人类能按照自己需求，改变地球环境，但有利于人类生存的生态环境是一个极其脆弱的平衡，以人类今天的能力，破坏它容易，而维持或恢复它却十分困难。

这里有两个绝好的例子：“生物圈二号”的失败和韩德柬无人区的欣欣向荣，意味着现代人类活动在生态平衡中已经成为一个负数。

第一节生态学的含义及其发展一、生态学的定义：“生态学”(eco)一词最早出现在19世纪下半叶（eco-表示住所、栖息地；logy表示学问），德国生物学家赫克尔(Ernst Haeckel)1869年在《有机体普通形态学》一书中首先对生态学作了定义：“研究生物有机体和无机环境相互关系的科学”。

第3章生态学基础一、名词解释生物多样性答：生物多样性是指陆地、海洋和其他水生系统的生命的所有变异，以及由它们所构成的生态复合体，包括种内的、种间的和生态系统的多样性。

生物多样性包括遗传（基因）多样性、物种多样性及生态系统的多样性。

二、简答题1．简述生态系统的组成和类型。

答：（1）生态系统的组成生态系统的组成包括必要的和非必要的两部分。

①必要的部分又分为非生物成分和生物成分两种。

a．前者包括阳光和营养分，供生产者合成有机物之用；b．后者包括生产者、分解者和转变者。

第一，生产者又称自养者，以绿色植物为主，还有一些能借光合作用营生的菌类。

第二，分解者包括一部分细菌和真菌，能使生物体分解成为无机物质。

第三，转变者也是细菌，其作用是将分解后的无机物转变为可供植物利用的营养分。

②非必要的部分主要是各级消费者，它是靠生产者的有机物质为生的，故又称他养者或异养者。

按其食性，消费者可分为草食动物、肉食动物、寄生生物和腐食动植物等。

它们在生态系统中只能消费不能生产，所以是非必要的成分。

（2）生态系统的类型①陆地生态系统。

又可分自然生态系统和人工生态系统，前者如森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等，后者如农田、城市、工矿区等。

②淡水生态系统。

包括湖泊、河流、水库。

③海洋生态系统。

包括海岸、河口、浅海、大洋、海底等。

2．简述生态系统和生态平衡。

答：（1）生态系统①种群是指一个生物物种在一定范围内所有个体的总和；②群落是指在一定的自然区域中许多不同种的生物的总和；③生态系统是指任何一个生物群落与其周围非生物环境的综合体。

是生命系统和环境系统在特定空间的组合。

④在生态系统中，各种生物彼此间以及生物与非生物的环境因素之间互相作用，关系密切，而且不断地进行着物质和能量的流动。

目前人类所生活的生物圈内有无数大小不同的生态系统。

整个生物圈便是一个最大的生态系统。

（2）生态平衡①任何一个正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断地进行着，但在一定时期内，生产者、消费者和还原者之间都保持着一种动态的平衡，这种平衡状态就叫生态平衡。

生态学基础一．简答题1、什么是生态学?简述其研究对象和范围。

生态学是研究生物与其周围环境之间相互关系的一门科学。

由于生物是呈等级组织存在的，因此，从生物大分子、基因、细胞、个体、种群、群落、生态系统、景观直到生物圈都是生态学研究的对象和范围。

2、简述生态学的分支学科。

根据研究对象的组织层次分类：分子生态学、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学与全球生态学等;根据生物类群分类：植物生态学、动物生态学、微生物生态学等;根据生境类型分类：陆地生态学、海洋生态学、森林生态学、草原生态学、沙漠生态学等;根据交叉学科分类：数学生态学、化学生态学、物理生态学等;根据应用领域分类：农业生态学、自然资源生态学、城市生态学、污染生态学等。

3、生态学发展经历了哪几个阶段?分为4个时期：生态学的萌芽时期(公元16世纪以前)，生态学的建立时期(公元17世纪至19世纪末)，生态学的巩固时期(20世纪初至20世纪50年代)，现代生态学时期(20世纪60年代至现在)。

4、简述生态学研究的方法。

生态学研究方法包括野外调查研究、实验室研究以及系统分析和模型三种类型。

野外调查研究是指在自然界原生境对生物与环境关系的考察研究，包括野外考察、定位观测和原地实验等方法。

实验室研究是在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中研究单项或多项因子相互作用，及其对种群或群落影响的方法技术。

系统分析和模型是指对野外调查研究或受控生态实验的大量资料和数据进行综合归纳分析，表达各种变量之间存在的种种相互关系，反映客观生态规律性，模拟自然生态系统的方法技术。

5、种群具有哪些不同于个体的基本特征?种群具有个体所不具备的各种群体特征，大体分3类：(1)种群密度和空间格局。

(2)初级种群参数，包括出生率(natality)、死亡率(mortality)、迁入和迁出率。

出生和迁入是使种群增加的因素，死亡和迁出是使种群减少的因素。

(3)次级种群参数，包括性比、年龄分布和种群增长率等。

生态学基础生态学是一门研究生物与环境相互作用的学科，主要关注生物体在环境中的适应性和生态系统的结构与功能。

它探讨生物种群的数量、分布和动态变化以及物种与物种之间的关系，从而揭示出生态系统中生物与环境之间的相互作用和相互依赖关系。

生态学的基础概念和原理是研究生态学的基石。

其中，生态学最基本的概念是生物环境、群落、生物种群和生态系统。

生物环境包括生物体所处的生活空间和生活资源等因素，群落是指具有相互影响和相互依赖关系的多个物种的聚集体，生物种群是同一物种在一定地域范围内所组成的群体，而生态系统则是一个相互作用的整体，包括生物群落和其所处的非生物环境。

生态学的原理主要包括能量流动、物质循环和生命多样性三个方面。

能量流动是指生物体在生存和生长过程中所需要的能量，如光合作用中的光能转化为化学能，而化学能又被生物体利用。

物质循环则是指元素和化合物在生态系统中的转化和传递过程，如碳、氮、磷等的循环与转化。

生命多样性则是指生态系统中各种不同物种的存在和相互关联，包括物种多样性、基因多样性和生态系统多样性。

这些原理相互影响，构成了生态系统的结构与功能。

生态学在解决人类与环境之间关系紧密的问题上发挥着重要作用。

生态学的研究可以帮助我们更好地理解自然界的生物群落和生态系统，并为资源利用、环境保护和可持续发展等问题提供科学依据。

例如，生态学家利用生态学原理研究物种的适应性和种群动态，以保护和管理野生动植物资源。

此外，生态学还可以揭示环境污染对生物体和生态系统的影响，为解决环境问题提供解决方案。

总之，生态学是一门重要的学科，它研究生物与环境之间的相互关系和相互作用，是促进人与环境和谐发展的基础。

通过深入了解生态学的基础概念和原理，我们能够更好地保护和管理环境资源，推动可持续发展。