李永强
山东农业大学资源与环境学院
Tel:0538-8241371
E-mail:lyqlinda@163.com
普通生态学
General Ecology
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第四章 群落生态
? 生物群落的组成与结构
? 生物群落的动态
? 生物群落的分类与排序
? 地球上主要 群落类型及其分布
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第二节 生物群落的动态
? 一、群落动态的类型
? 二、群落的演替
? 演替的定义
? 演替的划分类型
? 演替系列
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? 四、演替的方向
? 进展演替 逆行演替
? 五、演替顶极学说
? 演替顶极的概念
单元顶极学说 。 Clements为代表
? 多元顶极学说。 Tansley为代表
? 演替顶极格局学说。 Whittaker为代表
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六、演替的机制的讨论
? 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:
? 促进模型 (facilitation model)
? 抑制模型 (inhibition model)
? 忍受模型 (tolerance model)
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第三节、群落的分类和排序
? 中国植物群落分类原则
? 中国植物分类系统单位
一、植物群落的分类
中国植物群落分类原则和单位:
二、植物群落的命名
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第四节、地球上主要群落类型及其分布
一、陆地生物群落的分布格局
? 1、陆地生物群落的水平分布规律
? 水平地带性
? 纬向地带性和经向地带性
? 中国植被分布的水平地带性规律
? 2、陆地生物群落的垂直分布规律
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二、陆地生态系统主要类型
森林
草原
荒漠
苔原
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森林生态系统
? 热带雨林
? 亚热带常绿阔叶林
? 夏绿阔叶林
? 北方针叶林
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绿



返回
?1、叶子多革质
?2、古老树种多
?3、无明显季相变化
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返回
?1、群落成层结构清晰
?2、四季分明,季相变化明显
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林海雪原中的针叶林
又称泰加林
1、群落外貌独特
2、群落结构简单
3、林下枯枝落叶很厚
4、夏季温凉,冬季严寒,明
显的大陆性气候
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草原生态系统
? 草原是内陆干旱到半湿润气候条件的产物,
以旱生多年生禾草占绝对优势,多年生杂
类草及半灌木也或多或少起到显著作用。
? 2.4*107KM2
? 温带草原
? 热带草原
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土壤钙化层
返回? 温带草原
? 欧亚大陆草原( Steppe)
? 北美大陆草原( Prairie)
? 南美草原( Pampas)
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稀树草原
(Savanna)
19:12:41 18稀树草原近观
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我国的草地
? 草甸草原
? 典型草原
? 荒漠草原
? 高寒草原
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草甸草原
19:12:41 21
典型草原
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荒漠草原
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高寒草原
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荒漠生态系统
? 指超旱生半乔木、半灌木、小半灌木占优
势的植被。
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苔原
寒带植被的代表
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冻土带的短暂夏天
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冻土带夏天也有色彩
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群落生态
组成与结构 动态 分类 与排序 类型及其分布
? 群落的的概念及基本特征
? 种类组成及数量特征
? 群落的外貌和结构(生活型和层片、群落交错区)
? 演替
? 演替的概念和顶极学说
? 演替机制的模型
? 分类原则、单位等级
? 分布规律
? 地带性植被的类型(草原)
小 结
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第五章 生态系统生态学
什么是系统?
构成系统的条件:
?由若干要素所组成
?要素之间要相互联系,相互作用,相互制约
?要素之间通过相互作用,产生跟各个组成成
分不同的新功能,即整体功能。
由相互联系、相互作用的若干要素结合而成的具有一定 功能 的整体。
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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
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第一节 生态系统的一般特征
? § 1 生态系统的概念
? § 2 生态系统的 组成成分
? § 3 生态系统的的营养结构
? § 4 生态效率
? § 5 生态系统的反馈调节和生态平衡
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§ 1 生态系统的基本概念
? 在一定的空间内,共同栖居着的所有生物与其环境之间由于不断进行物质循
环和能量流动过程而形成的统一整体。
? 一个生态学功能单位
生物区高能量
有机化合物
物质区低能量
无机化合物
热量活动呼吸作用
能量释放
光合作用
能量同化光


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§ 1 生态系统的基本概念
?生态系统类型
? 陆地生态系统:森林生态系统、农田生态
系统、城市生态系统 …… 。
? 水域生态系统:河流生态系统、池塘生态
系统、海洋生态系统 …… 。
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§ 1 生态系统的基本概念
? 英国学者 坦斯利( Tansley)于 1935年提出生态
系统的概念,强调生物和环境的不可分割性。
? 20世纪 60年代以来,成为国际上生态学研究的
焦点。
? 发展背景:
1 空间技术、遥感技术、计算机、环境监测仪
器设备、放射性同位素等的发展,使人们可以精
确地测定生态环境的变化。
2 随着世界工农业的发展,出现了举世瞩目的
世界性问题,如人口增加,资源短缺、环境污染
等问题日益严重。
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? 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通常不超过 5-
6个;
? 生态系统是一个动态系统。
§ 1 生态系统的基本概念
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§ 2 生态系统的 组成成分
生态系统
生物成分
非生物环境
生产者( producers)
消费者 (consumers)
分解者 (decomposers)
气候因素
无机物质
有机物质
六大组成成分 (四大基本成分)
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三大功能类群
? ① 生产者,自养生物,主要是各种绿色植物,也包括蓝
绿藻和一些能进行光合作用的细菌。
? ② 消费者,异养生物,主要指以其他生物为食的各种动
物,包括植食动物(一级),肉食动物(二~四级),
杂食动物和寄生动物等。
? ③ 分解者,异养生物,把复杂的有机物分解成简单无机
物,包括细菌、真菌、放线菌和动物等。
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§ 2 生态系统的 组成成分
? 初级生产:自养生物
的生产过程。
? 初级生产力
? 次级生产:异养生物
的再生产过程。
? 次级生产力
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§ 3 生态系统的的营养结构
? 食物链和食物网
? 营养级、生态金字塔
? 生态效率
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一个食物链的例子, 螳螂捕蝉,黄雀在后,
螳螂捕
蝉,黄
雀在后!
哈!哈!
植物汁液

(初级消费者 )
螳螂
(二级消费者 )
黄雀
(三级消费者 )

(四级消费者 )
(顶极食肉动物 )
食物链和食物网
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食物链和食物网
? (C.Elton,1927)
? 食物链( food chain),各种生物按其取食
和被食的关系而排列成的链状顺序称为食物
链。
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陆地与海洋食物链的例子
4
-
5



19:12:41 47
食物链和食物网
? (C.Elton,1927)
? 食物链不可能太长,一般 4- 5个环节。
? 食物链的类型:根据食物链的起点不同,可将其
分成两大类,
? 捕食食物链( grazing food chain),以活的动
植物为起点的食物链,如绿色植物,草食动物、
各级食肉动物。寄生食物链可以看作捕食食物链
的一种特殊类型。
? 腐食食物链( detrital food chain):又称碎屑
食物链,从死亡的有机体或腐屑开始。
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食物网 (food webs)
? 生物之间的捕食和被食
的关系不是简单的一条
链,而是错综复杂的相
互依赖的网状结构,即
食物网。
? 食物网不仅维持着生态
系统的相对平衡,并推
动着生物的进化,成为
自然界发展演变的动力。
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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。
? 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。
? 生物扩大:由于生物体对于某物不能代谢,它们就累计在
个体的体内,这就导致在更高营养级上的有机体中的积累。
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?营养级:处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。
19:12:41 51
19:12:41 52
1939 发明 DDT
1943 DDT- 跳蚤-斑疹伤寒
1957 战后大面积灭蚊
1961,silent spring”( Rachel Carson)
1970 美国成立环保局
1972 颁令禁用 DDT
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生态金字塔
? 数量金字塔 (pyramid of numbers)
? 生物量金字塔 (pyramid of biomass)
? 能量金字塔 (energy pyramid)
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辐射能
有机物质的合成过程,
即生产者(绿色植物)
吸收太阳能量形成初
级生产量。
热 能
化学能
热 能
机械能
活有机物质被各级消
费者(动物)消费的
过程。
死有机物质(动植物
残体和排泄物)被腐
生物分解的过程。
生态系统的能量流动
能量流动的特点
1、单向流动的,不可逆
2、逐级递减
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能量金字塔
19:12:41 56
单位:公

生物量金字塔
1000
100
10
1
浮游动物

浮游植物
19:12:41 57
p
1'C
2'C
3'C
4'C
p
1'C
2'C
3'C
4'C
p
1'C
2'C
p
1'C
2'C
3'C
3'C
数量
能量
落叶林 草地
落叶林及草地数量和能量金 字塔
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生态金字塔
? 各个营养级之间的数量关系
? 能量金字塔是最稳定的 金字塔形。
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§ 4 生态效率
? 生态效率:各种能流参数中任何一个参数
在营养级之间或营养级内部的比值。(常
以百分数表示)
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§ 4 生态效率
? 常用的几个能量参数
? 摄取量,I 生物所摄取的能量
? 同化量,A 固定的能量
? 呼吸量,R 呼吸等的消耗
? 生产量,P 净剩的同化能量
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§ 4 生态效率
? 同化效率,Ae=An/In
? 生产效率,Pe=Pn/An
? 消费效率,Ce=In+1/Pn
? 林德曼效率,Le=In+1/In 或 An+1/An
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?根据林德曼测定结果,这个比值大约是 1/10,称为是林德曼 1/10法则。
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§ 5 生态系统的反馈调节和生态平衡
系统太阳
其它
能源
能量、物质
迁出的生物
物质和生物
环境 环境
输出输入
一个开放的生态系统模型
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§ 5 生态系统的反馈调节和生态平衡
反馈:系统的输出变成了决定未来功能的
输入。
? 负反馈
? 正反馈
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生态系统中的反馈 ( 正反馈(左)和负反馈(右) )
狼 ↑
狼 ↓
兔 ↓
兔 ↑
植物 ↓
植物 ↑

饿




吃了
较多
兔子
吃了
较少
兔子




饿

吃了
较少
的草
吃了
大量
的草
污染 ↑ ↑
鱼死亡 ↑
污染 ↑
鱼死亡 ↑ ↑ ↑
鱼死亡 ↑ ↑
污染 ↑ ↑ ↑
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§ 5 生态系统的反馈调节和生态平衡
? 自然界生态系统总是趋向于保持一定的内
部平衡关系,使系统内各成分间完全处于
相互协调的稳定状态。生态系统内的负反
馈机制是达到和维持平衡或稳定的重要途
径。
? 生态平衡:指生态系统通过发育和调节所
达到的一种稳定状况,它包括结构上的稳
定、功能上的稳定和能量输入、输出上的
稳定,是一种动态平衡。
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第二节 生态系统的能量流动