佛山科学技术学院精品资源共享课农业牛态学（聂早荣) 农业生态学拓展学习资料2 (示池学习资料，欢迎关注、欢迎纠错！) 第一讲生态学的基本知识 1、尘念学的定义及发展史 1.1生念学的定义 生态学(ecology)一词山德国学者E.H.Haeckel提出，他认为：生念学是研究生物有机 体与其无机环境之间相互关系的科学。 ecology-一词源于希腊文，山词根"oiko"和"logos'"演化而来，"oikos"表示住所，"log os"表示学问。因此，从原意上讲，生态学是研究生物"住所"的科学。英国生态学家Eto(1 927)的定义是"科学的自然历史"：澳大利亚生念学家Andrewartha(1954)认为，生念学是研究 有机体的分布与多度的科学，强调了对种群动念的研究：关国生念学家0dum(1959,1971 ，1983)的定义是研究生念系统的结构与功能的科学：我国著名生态学家马世骏认为，生态 学是研究尘命系统和环境系统相互的科学 生念学定义为：尘念学研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其相互 规律的科学，其目的是指导人与生物圈（即自然、资源与环境）的协调发展。 1.2生态学的发展大致可分为萌芽期、形成期和发展期二个阶段 4.2生念因子及其作用 生态因子是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布等有着直接或间接影 响的环境要素，光照、温度、水分、食物和其他相关生物等。生态因子中生物生存所不 可缺少的环境要素，也称尘物的生存因子。 (一)生念因子的分类 简单、传统的方法是把生念因子分为生物因子（包括生物种内和种间的相互关系）和 非生物因子（包括气候、土壤、地形）。 (1)气候因子 气候因子也称地理因子，包括光照、温度、水分、空气等。根据各因子的特点和性 质，还可再细分为若干因子。光因子可分为光强、光质和光周期等，温度因子可分为平 均温度、积温、节律性变温和非节律性变温等。 (2)土壤因子 1
佛山科学技术学院精品资源共享课农业牛态学（聂早荣） 土壤是气候因子和生物因子共同作用的产物，土壤因子包括土壤结构、土壤的理化 性质、土壤肥力和土壤尘物等。 (3)地形因子 地形因子地面的起伏、坡度、坡向、阴坡和阳坡等，通过影响气候和土壤，间可接 地影响植物的生长和分布。 (4)生物因子 尘物因子包括生物之间的各种相互关系，如捕食、寄尘、竞争和互惠共尘等。 (5)人为因子 把人为因子从生物因子中分离出来是为了强调人的作用的特殊性和重要性。人类活 动对自然界的影响越来越大和越来越带有全球性，分布在地球各地的生物都直接或间接受 到人类活动的巨大影响。 (二)生态因子作用的特点 (1)综合性 每一个尘念因子都是在与其他因子的相互影响、相互制约中起作用的，任何因子的 变化都会在不同程度上引起其他因子的变化。例光照强度的变化必然会引起大气和土壤 温度和湿度的改变，这就是生态因子的综合作用。 (2)非等价性 对生物起作用的诸多因子是非等价的，共中有1~2个是起主要作用的主导因子。主 导因子的改变常会引起其他生态因子发生明显变化或使生物的生长发育发生明显变化， 光周期现象中的口照时间和植物春化阶段的低温因子就是主导因子。 (3)不可替代性和可调剂性 生念因子虫非等价，但都不可缺少，一个因子的缺失不能山另一个因子来代替。但 某一因子的数量不足，有时可以山其他因子来补偿。例光照不足所引起的光合作用的下 降可山CO2浓度的增加得到补偿。 (4)阶段性和限制性 尘物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生念因子或尘态因子的不同强度。例低温对 冬小麦的春化阶段是必不可少的，但在其后的生长阶段则是有害的。 2
佛山科学技术学院精品资源共享课农业牛态学（聂早荣） 第二讲生态系统 3.生态系统的主要过程 3.1生态系统的物种流动 (一)物种流的含义 物种流(species fow)是指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。物种流是生念系统一个 重要过程，它扩大和加强了不同生态系统间的交流和联系。提高了生态系统的服务功能。 物种流主要有三层含义：(1)生物有机体与环境之间相五作用所产生的时间、空间变化的 过程：(2)物种种群在生态系统内或系统之间格局和数量的动念，反映了物种关系的状态 ,寄生、捕食、共尘等：（3)生物群洛中物种组成、配置，营养结构变化，外来种(x otic species)和本地种(native species)的相互作用，生念系统对物种增加和空缺的反应等。 物种流的意义：自然界中众多的物种在不同生境中发展，通过流动汇集成一个个生 物群落，赋予尘念系统以新的面貌。物种流亦就意味着基因流。 流动、扩散是生物的适应现象。生物通过流动，扩大了分布区域，扩大了新资源的利用： 改变了营养结构：促进了种群间基因物质的交流，形成异质种群又称复合种群或超种群( meta population)：经过扩散和选择把最适合的那些个体保m下来。一个多样化的基因库史有利 于物种的发展。 (二)物种流的一些特点 ①迁移和入侵。物种的空间变动可概括为无规律的生物入侵(biological invasion)和有规律的迁移(migration)两大类。有规律的迁移多指动物依靠主动和自身行 为进行扩散和移动，一般都是固有的习性和行为的表现，有一定的途径和线路，跨越不同 3
佛山科学技术学院精品资源共享课农业牛态学（聂早荣） 的生态系统。而生物入侵是指生物山原发地侵入到另一个新的生态系统的过程，入侵成功 与杏决定于多方面的因素。 ②有序性(ordr)。物种种群的个体移动有季节的先后：有年幼、成熟个体的先后 等。 ③连续性(continuous movement)个体在生念系统内运动常是连续不断的，有时1速、有时减速。 ④连锁性(chain reaction).。物种向外扩展常是成批的。东亚飞蝗先是少数个体起飞，然后带动大量蝗虫起 飞。据报道，非洲沙漠蝗虫1889年一次飞越红海的蝗群面积约有2000个，数量约有2500亿 只。 (4)对生念系统间接的影响 外来种对生态念系统的影响是多方面的。(1)改变原有系统内的成员和数量：(2)改变了 系统内营养结构：(3)改变了干扰、胁迫的机制：(4)获取和利用资源上不同于本地物 种。只要具备其中的一条，许多入侵的外来种就能够直接或间接地改变生念系统过程。 3.2生念系统能量流动 (一)生态系统中能量存在的形式 (1)辐射能，来自光源的光量子以波状运动形式传播的能量，在植物光化学反应中起着重 要的作用： (2)化学能，化合物中贮存的能量，它是生命活动中基本的能量形式： (3)机械能，运动着的物质所含有的能量。动物能够独立活动就是基于其肌肉所释放的机 械能： (4)电能，电子沿导体流动时产尘的能量。电子运动对尘命有机体的能量转化是非常重要 的： (5)生物能，凡参与生命活动的任何形式的能量均称为生物能。 不同温度下，山高热区向低热区流动，称为热流。以上所述各种形式的能，最终都要转化 为热这一形式。生态系统中这些不同形式的能量可以贮存和相互转化， (二)生念系统能量流动遵循热力学定律 (1)热力学第一定律 在生态系统中，能量既不能创造，也不会消灭，只能按严格的当量比例山一种形式转变为 另一种形式。尘念系统中的能量转换和传递过程，都可以根据热力学第一定律进行定量。 (2)热力学第二定律 热力学第二定律表达的是有关能量传递方向和转换效率的规律。用自山能则可表示为：① 物体自山能的提高不可能是一个自发的过程：②任何产生自山能贮备的能量转换都不可能 达到百分之百有效。 4
佛山科学技术学院精品资源共享课农业牛态学（聂早荣） (三)生念系统中的能源和能流路径 太阳辐射能是生态系统中的最主要的能量来源。太阳辐射中的红外线的主要作用是产 生热效应，形成生物的热环境：紫外线具有消毒灭菌和促进维生素D生成的生物学效应： 可见光为植物光合作用提供能源。除太阳辐射外，对生念系统发生作用的一切共他形式的 能量统称为辅助能。辅助能不能直接转换为生物化学潜能，但可以促进辐射能的转化，对 生态系统中光合产物的形成、物质循环、生物的生存和繁殖起着极大的辅助作用。辅助能 分为自然辅助能（潮汐作用、风力作用、降水和蒸发作用）和人工辅助能（如施肥、灌 溉等)。 生念系统中能量流动的主要路径：能量以川光(Sunlight)形式进入生态系统，以植物 物质形式贮存起来的能量，沿着食物缝和食物恻流动通过生态系统，以动物、植物物质中 的化学潜能形式贮存在系统中，或作为产品输出，离开生念系统，或经消费者和分解者生 物有机体呼吸释放的热能从系统中丢失。生态系统是开放的系统，某些物质还可通过系统 的边界输入如动物迁移，水流的携带，人为的补充等。 (四)能量是单向性和遂级威少 生态系统的能量流动是单一方向的(one way flow of energy)。能量以光能的状念进入生态系统后，就不能再以光的形式存在，而是以热的形 式不断地逸散于环境中。能量在尘念系统中的流动，很大部分被各个营养级的生物利用， 通过呼吸作用以热的形式散失。散失到空间的热能不能再回到生念系统参与流动。 从太阳辐射能到被生产者固定，再经植食动物，到肉食动物，再到大型肉食动物，能 量是遂级递减的过程，这是因为：(1)各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级 的生物量：(2)各营养级的同化作用也不是百分之百的，总有一部分不被同化：(3)生 物在维持生命过程中进行新陈代谢，总要消耗一部分能量。 5