1、Ecology Ecology Ecology Ecology Oikos(,)Logos( ) Haeckel,1866 Ecology .Henry Thoreau,1858) 3S GPSRS GIS ,- . 1. 2. 3. , (ecological factors) biOtic factors abiotic factors pH (climatic factors)(edaphic factors) (topographic factors) (anthropogenic factors) Begon pH (,-1 /100m;,-0.6 /100m) M.C.Molles
2、,Jr,1999 : : (Liebigs law of minimum) Justus von Liebig,1840, Odum,198312 (factor compensation) (Shelfords law of tolerance)( V.E.Shelford,1913) (ecological amplitude) (ecological valence) (limiting factors) Smith,1980 (homeostasis): (A. Mackenzie et. Al.,1999) (adapatation) (adaptive suites): A 树皮纺
3、织娘树皮纺织娘(Bark katydid) B 枭蝶枭蝶(Owl butterfly) C 枯叶蝶枯叶蝶 (Leaflike insect(Anaea) D 捕食花螳螂捕食花螳螂 (Predatory flower mantis) E 蛙鱼蛙鱼(Frog fish) A B D E C (niche)(habitat) (hypovolume) 3 (fundamental niche)(realized niche) (A. Mackenzie et. al,1999) 1504000nm,380 760nm380700nm 400 630 1000 2500 4000 (nm) : , (
4、cheliophytes)(sciophytes) (shade plant) (photoperiodism)Garner(1920) () (long-day plants)(short-day plants) (long-day animals)(short-day animals) () () (Allens rule): (Bergmans rule): (Jordans rule): ; ; , 85 , 137 6 种群生态 . . () . . *; *, ,. , () () ; ; 目的: . , . . 1.: , . . 2. 3. : . : Px=e-m mx/x!
5、 Px: x(E) x: x m: :. . :. . . (): , ,. : 1. (): . ():, . . : a.; b. ; c.; d. 2. (): ,. (): . . 1000. ,3: 3: 1:1 , . ,. ,. 目的和内容:, , . ,. 种群生命表及分析 . , (), . . . . 1. : . 2. : . 3. : . 4. : , . : ,. : : () ( dx, dxf) , ,. ( ). ,dx. 种群间的相互关系 关系类型 关系特点 AB AB AB AB : , , . . : . :. : ,. :. , ,. : ; , . :
6、 , (1) : , ,3: : : : (2) : . , , . (3) : , , ,. , . : : : a.,. b.,. c., . , . ,. : () () , . - -. 第四章 群落生态 第一节 生物群落的概念 第一节 生物群落的概念 1. 1. 生物群落的定义及其内涵生物群落的定义及其内涵 2. 2. 植物群落学的概念植物群落学的概念 3. 3. 植物群落学的发展简史植物群落学的发展简史 4. 4. 群落的基本特征群落的基本特征 5. 5. 群落的性质群落的性质 在特定空间或特定生境下，具有一定的 生物种类组成，它们之间及其与环境之间彼 此影响、相互作用，具有一定的
7、外貌及结构， 包括形态结构与营养结构，并具特定功能的 生物集合体。也可以说，一个生态系统中具 生命的部分即生物群落。 植物群落（Phytocoenosium，Phytocommunity， Plant community） ： 植被（Vegetation）： Natural vegetation/ Fieldvegetation artificial vegetation/ cultivated vegetation 结构结构 生态生态 动态动态 分类分类 分布分布 4. 具有一定的外貌：生活型、（种类组成）生长类型反映植物 群落的外貌。 具有一定的种类组成：内蒙古植物志p371391。 一定
8、的群落结构：形态结构、生态结构（生态类型）、营养 结构（食物链）。 形成群落的环境： 不同物种之间相互影响：种间关系。 动态特征：替代过程、机制、替代后果。 分布范围：植被的分布规律主要受温度、水分的限制。 第二节第二节 群落的种类组成群落的种类组成 一一研究种类组成的意义和方法研究种类组成的意义和方法 二二种类组成的性质分析种类组成的性质分析 三三种类组成的数量特征种类组成的数量特征 四四种间关联的研究方法种间关联的研究方法 五五群落的综合特征群落的综合特征 一、一、 研究种类组成的意义和方法研究种类组成的意义和方法 1. 研究种类组成的意义研究种类组成的意义 种类组成是决定群落性质的重要因
9、素，一 个确定的植物群落，总是由一定的种类成 分所组成。 种类组成是鉴别不同群落类型的基本特征； 不同的群落类型必然有不同的种类组成。 植物名录和科属组成表 植物名称 科 属 地理成分 生活型 水分生态类型 中名，拉丁名 合计 三、种类组成的数量特征：三、种类组成的数量特征： 1、种的个体数量指标： 丰富度、密度、相对密度、密度比 还有：盖度、频度、高度、重量、体积以及相 对盖度、盖度比，以此类推。 2、种的综合数量指标： 优势度：重要值、综合优势比 生态位：空间、营养、多维生态位等。 第三节 群落的外貌与结构 种群在协同进化中形成的，其中生态适应和自然选择起 了重要群落的外貌与结构是群落的明
10、显标志，它是群落种植物 与植物间、植物与环境间相互关系的具体综合反映。不同的群 落具有不同的外貌与结构，因此，外貌与结构是识别与坚定群 落类型的重要特征，是群落研究的必要基础。 生物的每一组织水平都有其特定的结构，并与其功能相 联系，生物群落也是如此。群落结构是群落中相互作用的作用， 因此，群落外貌及其结构特征包涵了重要的生态学内容。 一、群落的外貌与结构要素 二、群落的垂直结构 三、群落的水平结构 四、群落交错区与边缘效应 一、群落的外貌与结构要素 1、植物群落的外貌（physiognomy) 2、层片（synusia） 3、同资源种团（guild） 4、生态位(niche) 一、群落的结构
11、要素 1、植物群落的外貌（physiognomy)：指的是群落的 外表形态或相貌，它是群落与外界环境长期适应的结 果。群落的外貌主要取决于植物种类的形态习性或长 相、生活型或生长型、叶型以及周期性等几个方面。 形态习性（morphological performance） 生活型（life forms ） 生长型（growth form） 生活型谱(life form spectrum) periodicity phenological phase aspect aspection 世界各气候带的植物生活型谱 (Raunkiear,1905) 气 候 带 种数 生 活 型 % Ph Ch H
12、Cr T 热带（塞色尔群岛） 258 61 6 12 5 16 荒漠带（利比亚） 194 12 21 20 5 42 地中海代（意大利） 366 12 6 29 11 42 温带（丹麦） 1084 7 3 50 22 18 北极带（斯匹次卑尔根） 110 1 22 60 15 2 常 态 普 1000 46 9 26 6 13 4、生态位(niche) C CElton(1927)Elton(1927)把生态位定义为种在群落中把生态位定义为种在群落中 的机能作用和地位。后来，许多人认为生态位可的机能作用和地位。后来，许多人认为生态位可 与资源利用谱等同与资源利用谱等同(May(May，1976
13、)1976)。 根据根据G GF FGause(1934)Gause(1934)等人的实验，生态位等人的实验，生态位 相同的种不能共存，因之有人提出每个生态位一相同的种不能共存，因之有人提出每个生态位一 个种的概念，上边谈到的同资源种团，实际上它个种的概念，上边谈到的同资源种团，实际上它 们的资源利用谱也不可能完全一致。生态位与群们的资源利用谱也不可能完全一致。生态位与群 落结构有密切的联系，群落结构越复杂，生态位落结构有密切的联系，群落结构越复杂，生态位 多样性越高。多样性越高。 1 ecosystem: A.G.Tansley(1935) 2 (producer) (consumer) (
14、) (decomposer) () 3 螳螂捕蝉，黄雀在后螳螂捕蝉，黄雀在后 () () () () () food chaintrophic level grazing food chain detrital food chain 食物链的特征 6 45 食物链的特征 (food web) 4 () () () ( ) () ( ) 5 stability: : , resistance; , resilience negative feedback 1 2 3 4 5 6 7 2 (aquatic cycle) Clodius and Keller,1951 3 (gaseous cycl
15、e) (oxygen cycle) H2O+CO2 H2CO3 HCO3- +H+ CO2 HCO3- CO32 - Ca2+ CaCO3 O2 4FeO+O2 2FeO3 CO2 CO O2+2CO CO2 O2 O3 O2 O O2 H OH H2O H2O O CO2 (carbon cycle) CO2 CO2 (nitrogen cycle) N2 HN3,NO,NO2, N2O , 4 (sedimentary cycle) phosphorus cycle , sulfur cycle CaSO4,FeS2 SO42- SO2 H2S S CaSO4 FeS2 SO42- SO2
16、,SO42- SO42- SO2 FeS2 SO42- H2S S SO42- H2S ,SO2,SO42- SO2,SO42- SO2,SO42- SO2 H2S ,SO2,SO42- 5 - (toxic substance)(pollutant) (transport), (transformation) (mercury cycle) (CH3)2Hg Hg2 CH3Hg (pH) (pH) 1 2 1 environmental pollution 2 1 2 3 1 water pollation self-purification of water body water qual
17、ity standard water pollation self-purification of water body water quality standard 2 3 eutrophication 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 3 1 environmental pollution (air pollution) (acid rain) (water pollution) (air pollution) (acid rain) ( acid rain )(acid deposition): 1972 R. A. Smith () pH5.6 pH (water polluti
18、on) BODCOD eutrophication (environmental monitoring): (ecological monitoring): indicator organism saprobien system PFU()(polyurethane foam unit) bioassay (indicator organism) SO2SO2 O3 Kolkwiz Marsson 1909 - - 2 (biodiversity): : DNA : 500 3000140170 10 Schopf 2040004000 50 0.274 13 19926 152522 IUC
19、N (International Union for Conservation of Nature) CITES Antarctic Treaty,1992 dN/dt = rN(K-N)K NK2 dN/dt d(K/2)/dt = rK/4 Graham(1935) dN/dt MSY N K2, MSY rK/4 K2 K2 B A b a N K N dNdt MSY MSY dNdt NMSY NdN/dt; N=K/2 MYS=rK/4, N MYS K2 (pest) K2 3 (F. Steiner,1960s) : McHargI.L. McHarg ,1969 () ( ) (ecological restoration) (ecological engineering,ecoengineering) 1984 (ethnoecology) 20 20 20 80 (ethos) / 1954(Harold Conklin) (Hanunoo) , (Kay Milton) ethnoecologyethno folk () () : 1. () (Andrew P.Vayda) (Roy A.Rappaport) ; () : ; () 1. 2. 3. 4. (traditional ecological knowledge) 5.
