资源比率学说:每个种在限制性资源比率为某一值时表现为强竞争者,故当两种或多种限制性资源的相对利用率改变时,组成群落的植物种也随之改变,故发生了演替。
变化镶嵌体稳定态学说:一些生态系统的发展不依赖于外源环境干扰,却表现为一种内源自发控制过程,演替包括四个阶段——重组、加积、过渡和稳态。
五、生物群落的分类
1.分类单位:植物群落采用群丛 (Association)、群系(Formation)和植被型(vegetation type)为基本从属单位。
群丛——具有相似种类组成,优势种,结构和外貌的同类群落。
群系——相邻的群丛联合,有相同的一个或几个优势种。
植被型——具有同一生活型的建群种(优势种)的群系的联合。
五、生物群落的分类
2.群落的命名:中级及基本单位的命名采用下列主要方法。
优势种命名法:直接用群落中的拉丁学名命名,并在学名前加分类单位名称全称或缩写。
单优、多优,多层次植物群落。多优,多层次结构者把各主要优势种逐一写出用“—”或“+”联起。
3.分类原则
外貌原则 ②结构原则
③区系原则——特征种为分类单位级别 ④优势度原则
⑤生态原则——依生境区分 ⑥演替原则 ⑦外貌生态原则
六、生物群落主要类型及其分布
(一)世界植被的分类(见后)
(二)中国植被的分类
《中国植被》(1980)将全国植被分为11个植被型组(Suite of vegetation type),29个植被型,560多个群系,至少几千个群丛。
六、生物群落主要类型及其分布
世界植被的分类
1.密林(Closed forest):h>5m,树冠连续
(1) 热带雨林(Tropical rainforest)
三大雨林群系:亚洲雨林、美洲雨林、非洲雨林
中国热带雨林:3个群系组,12个群系
(2) 红树林(Mangrove):东方群系、西方群系、中国的红树林
(3) 季雨林(季风林)(Monsoon forest):不确切而多争议的类型
(4) 常绿阔叶林(Evergreen broad-leaved forest):除欧洲外,各大洲均有,中国最具代表性。
(5) 常绿硬叶林(Evergreen sclerophyllous forest):地中海地区较典型,澳洲桉林
(6) 落叶阔叶林(Deciduous broad-leaved forest):分布极广——北美大西洋沿岸,西欧、中欧、东亚。
(7) 常绿阔叶—落叶混交林( Evergreen broad-leaved and deciduous broad-leaved mixed forest ):过渡类型
(8) 针叶林(Coniferous forest)
六、生物群落主要类型及其分布
世界植被的分类
2.疏林(Woodland):h>5m,树冠不连接
3.密灌丛(Scrub):簇生,h为0.5~5m
4.短灌丛(Dwarf-scrub)
5.陆生草本群落(草本植被)(Herbaceous vegetation)
稀树草原(萨王纳)(Savamna):非洲分布广,干旱
草原(Steppe)—温带地区的地带性植被类型
草甸(Meadow)—不呈地带性分布,高纬度,高海拔地区
6.荒漠(Deserts)
第五章 生态系统
一、生态系统(ecosystem)的结构
二、生态系统的能量流动
三、生态系统的物质循环
四、生态系统中的信息及其传递
五、生态系统的变化
六、维护生态系统的相对平衡
四.生态系统中的信息及其传递
生态系统的功能除了体现在生物生产过程,能量流动和物质循环外,还表现在系统中各生命成分之间存在着信息传递。信息传递是双向的。环境是生态系统的一种信息源。生态系统中包含多种多样的信息,大致可分为物理信息、化学信息、行为信息和营养信息。
四.生态系统中的信息及其传递
1.物理信息及其传递
光信息——光强弱,光质,光照时间长短是重要的光信息。太阳能是光信息的重要初级信源。
声信息——鸟类婉转多变的叫声;蝙蝠、鲸类发达的声纳定位系统。
电信息——特别是鱼类,大约有300多种能产生0.2~2伏微弱电压,电鳗产生的电压能高达600伏。
磁信息——鱼类遨游迁徙于大海,候鸟成群结队长途飞行……都靠动物自己的电磁场与地球磁场互相作用确定方向,方位。
四.生态系统中的信息及其传递
2.化学信息及其传递
动物和植物间的化学信息
植物产生气味,不同动物对植物气味有不同反应。蜜蜂取食与传粉靠植物的化学信息息素。
动物之间的化学信息
动物通过外分泌腺向体外分泌某些信息素。动物可利用信息素标记所表现的领域行为。动物向体外分泌性信息素,以沟通种内两性个体的性信息素交流。
植物之间的化学信息
化学他感作用。有亲和性的,也有相互拮抗性的。
四.生态系统中的信息及其传递
3.行为信息和营养信息
许多植物的异常表现和动物异常行动传递了某种信息,可通称行为信息。
生态系统中,生物的食物链是一个生物的营养信息系统。
五.生态系统的变化
生态系统是不平衡的,它首先是不平衡开始,永远处于不断的变化和发展。这种变化有自然变化和人为变化两种。
五.生态系统的变化
(一)生态系统的自然变化
生态系统的结构和功能随时间的改变而发生变化的过程就是生态系统的自然变化。
简单 复杂; 复杂 简单
这些变化体现在下列两个特征上:
1.能量和物质循环特征
如果在生态系统中:
(1) Pg(第一性生产)/R(呼吸)>1,系统是增长型的,物质循环开放性—外流少。
(2) Pg/R<1,系统是衰退型的,物质循环也是开放性的——外流多。
(3) Pg/R≈1,系统是稳态的(相对平衡),物质循环是封闭的。
2.生物多样性特征
五.生态系统的变化
(二)生态系统的人为变化——环境的变化
人类对生态系统变化产生的几种原因:
农业、林业的过度开垦
都市化、工业化和现代化对环境的污染
(1) 城市垃圾(包括生活垃圾和工业垃圾)
(2) 废水废气
(3) 农药与化肥
六.维护生态系统的相对平衡
1.更新观念——树立正确的生态观。
2.积极保护森林植被,保护生物多样性,植树种草。
3.既要工业化现代化更要环境优质化——环境污染的综合治理。
4.大力发展环境科学研究。
第六章 人与生物圈
一、生物多样性及其保护
二、全球变化现象及其效应
三、可持续发展
(Sustainable development)
一、生物多样性及其保护
(一)什么是生物多样性(biological diversity)
定义
生物多样性的价值
(二)生物多样性的分布及其丧失
生物多样性的分布格局
生物多样性的测度
物种多样性的丧失——物种灭绝
物种多样性丧失的原因
(三)生物多样性保护研究
(四)我国生物多样性及其保护现状与未来
(一)什么是生物多样性(biological diversity)
1、定义:生物多样性是指有机体及其赖以生存的生态复合体(ecological complex)之间的多样性和变异性。具体包括下列三个层次:
物种多样性(species diversity)(最基本层次)——包括地球上整个空间的物种,它指物种水平上的表现形式。
遗传多样性(gene diversity)(微观层次)——指物种内基因的变化,包括同种内两个隔离地理种群间及单个种群内个体间的遗传变异。
生物群落多样性或生态系统多样性(ecosystem diversity)(宏观层次)——指生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性以及生态系统内生境、生物群落和生态变化。
全球生物物种估计有1400万种,而目前发现并描述了的只有175万种。(表)
(一)什么是生物多样性(biological diversity)
2、生物多样性的价值
(1) 直接经济价值——为人类提供最广泛最重要的资源直接享用。
(2) 间接经济价值——对环境的影响过程和生态系统的公益情况。主要是保护水资源、保护土壤、调节气候和处理废物。
(3) 伦理价值——精神和美学价值。
(二)生物多样性的分布及其丧失
1、生物多样性的分布格局
(1) 时间分布格局——主要是指地质历史时期生物多样性的变化。(图)
(2) 空间分布格局:
纬度梯度格局(地球总体分布格局)——指不同地理纬度生物多样性的变化,海拔高度不同的变化。(图)
具体地说,目前全球生物物种多样性的分布是从热带 亚热带 温带 寒带的地理梯度减弱。在全世界中,有12个国家的物种多样性最为丰富,它们拥有全世界60~70%的物种。
最大分布格局——由于历史原因或生境适宜某一些生物类群所达到的最大多样性。
相关分布格局——不同有机体类型之间,物种丰富度分布的相关性。
(二)生物多样性的分布及其丧失
2、生物多样性的测度
测度主要是对生物群落内物种多样性的测度,常用的普通方法如下3种:
(1) 物种丰富度指数(d)——有4种指数:
Dgl =S/lnA (Gleason,1992)
dma=(S-1)/lnN (Margalef,1958)
dme=S/N1/2 (Menhiniek,1964)
dmo=S/N (Monk,1956)
这里:d—指物种数目随样方增大而增大的速率
s—为物种数目
N—为所有物种的个体数之和
A—为样方面积
(二)生物多样性的分布及其丧失
2、生物多样性的测度
(2) Simpson指数(D)——又称优势度指数
D=1-∑Pi2=1-∑(ni/N)2
Pi 为第I物种被抽中的概率
ni 为第I个种的个体数
N是样方内所有个体数