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发明 DDT DDT- 跳蚤-斑疹伤寒 战后大面积灭蚊 “silent spring”( Rachel Carson) 美国成立环保局 颁令禁用 DDT
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生物物种 环境 人 人类活动造成 环境恶化 生态破坏 生态破坏和环境恶化 互相加剧 生态破坏和环境恶化 又反过来 威胁人类生存。
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第十一讲 环境、生态和生物多样性 一、生态学的基本概念和发展 二、生物多样性问题的重要性 三、呼吁环保意识和生态意识
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一、生态学的基本概念和发展 (本节见参考书第274-292页)
一、生态学的基本概念和发展 (本节见参考书第 页) 1、生态学是研究生物与环境之间相互作用的一门学科。 包括: 生物个体之间 群落之间 生物和非生物之间
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生命科学研究的对象和范围,由小到大,由微观到宏观,可以区分为若干层次, 其中
种群水平 群落水平 生态系统 生物圈 属生态学研究范畴
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生物圈 生态系统 分子水平 群落水平 种群水平 亚细胞水平 整体水平 细胞水平 返回
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生态学是一门有数百年历史的古老学科。 只是到近代,生态破坏所带来的恶果日益严重和明显,生态学才引起全社会的重视。
生态学是一门有数百年历史的古老学科。 只是到近代,生态破坏所带来的恶果日益严重和明显,生态学才引起全社会的重视。
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19 世纪下半叶德国动物学家提出“oecology”。
拉丁文“oikos”有“家”的意思。 1893 (美)一次生态学会议, 把这个词简化确定为“ecology”。 返回
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2、种群生态学 什么是种群?居住在一定地区的同一种类的相互作用的个体组成一个种群。 对种群的研究包括多方面特征的描述。
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种群特征: 数量 年龄比 密度 性别比 分布状况 返回
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关键特征是“数量” 种群生态学研究外界因子(生物的、物理的)对某一种群在一定地区中丰度和分布的影响。 从而构造合理的种群变动模型,预测种群变化。
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蓝线代表对数生长曲线,又称 J 型线 红线代表算术生长曲线,又称 S 型线 NEXT
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如果对数生长持续较长时间的话….. 返回 一个大肠杆菌为起点 每 20 min可分裂一代 保持对数生长 48 hr 结果可产生多少个细胞?
= 2144= 1043个细胞 这些细胞的重量是多少? 1043 个细胞 克/细胞= 1031 克= 1025吨 相当于地球重量的4000倍 返回
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对人口的研究,是种群生态学研究的一个特化的分支。
图
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人口增长服从种群生态学规律 、人:出生时死亡率低,一定年龄后死亡率增加 、松鼠:终身死亡率恒定
、蠔:出生时死亡率特高,然后死亡率剧减
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人口增长一直很慢,直到工业革命(18世纪)后剧烈增长。
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x 108 人 x 109 人 x 109 人 x 109 人 x 109 人 返回
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一个国家的人口中,不同年龄组之间的比例, 关系到这个国家的人口增长速率。
图
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年龄/性别 结构 呈金字塔形时, 人口增长快。 年龄/性别 结构 呈菱形时, 人口达零增长。
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1990 年时两个不同国家的人口 年龄/性别 结构 返回
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3、群落生态学 什么是群落?居住在一定地区的两个以上不同物种的种群组成群落。 群落是指生活于某一特定地区的相互作用着的各种生物的总和。
3、群落生态学 什么是群落?居住在一定地区的两个以上不同物种的种群组成群落。 群落是指生活于某一特定地区的相互作用着的各种生物的总和。
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同一群落中不同种群间相互作用方式 方式 种群 种群 2 竞争 有害 有害 捕食/被捕食 有益 有害 寄生 有益 有害 互利共生 有益 有益 偏利共生 有益 无益、害 合作 有益 有益 植化相克 有益 有害 返回
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竞争:各个种群 生活在同一个空间, 分享同样资源, 在资源不足的情况下, 表现出竞争关系。
竞争:各个种群 生活在同一个空间, 分享同样资源, 在资源不足的情况下, 表现出竞争关系。
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两种草履虫,分开培养和混合培养,出现不同生长曲线
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生长在同一空间的种群,在长期共同进化中,对资源加以适当分配,以避免竞争。 生态位(niche)描述各种生物种群在空间和时间上的特定地位,包含生活方式:食物、气候、需求等等。
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五种北美莺同以云杉为生,分处不同的位置,达到避开竞争的效果。
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两种藤壶分处海岸不同高度 返回
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捕食/ 被捕食(包括食草动物)最为常见。 加拿大一家出产皮毛公司的销售记录反映了捕食者/被捕食者 数量消长的相互关系。 另一方面,捕食者/被捕食关系使双方发展出多种适应性策略。
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山猫正在追捕雪兔
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山猫和雪兔在 90 年间的数量消长 返回
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拟态 变色
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冬天白色 夏天黑色
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西番莲是热带藤本植物,展足蛾产卵于叶面,西番莲的蜜腺象卵,起到保护叶子的作用
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不同种群的个体之间,存在着长时间的紧密的相互关系,称为共生。 共生又可按对双方的利害区分为: 寄生:一方的生长带来对另一方的损害。 没有一种生物身上不长寄生生物。
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锥虫是一种原生动物,能引起睡眠病
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食用未煮透的带虫卵的猪肉,可感染旋毛虫病。轻则恶心、呕吐,重则致死。
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寄主和寄生物 动物 植物 病毒 病毒 细菌 细菌 原生动物 扁虫、血吸虫 线虫、槲寄生 线虫、螨、虱、蚤 菟丝子
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一只鸟里里外外寄生物约20多种
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蚂蟥身上还有蚂蟥
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互利共生:则是双方都从共同栖居中得益。 合作:亦是双方互利的,但是两种生物体居住关系上已疏远一点。
互利共生:则是双方都从共同栖居中得益。 合作:亦是双方互利的,但是两种生物体居住关系上已疏远一点。
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蚂蚁和蚜虫共生
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白蚁消化道中原生动物帮助白蚁消化木屑 这是一种互利共生。 返回
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牛尾鸟帮助犀牛清除寄生小虫。 这是一种合作关系 返回
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还有介于共生和互利共生之间的情况, 如: 偏利共生,对一方有利,另一方无利、害。 又如: 植化相剋,一方(通常是植物)释放出化学物质,抑制、驱赶、乃至杀死对方。
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引来各种分享者。 海边一种软虫, 打洞捕获食物, 返回
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一种鼠尾草分泌化学物质,使周围成为不毛之地。
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群落特征的描述是群落生态学的重要内容。 除了种群—种群间相互关系影响群落状况,外界因素也可能给群落面目带来巨大改变。 洪水、大火、冰河期、火山爆发,在一阵突变消除某一地区几乎所有生物种群之后,我们可以观察到群落组成的变化——生态更替。
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群落特征的描述包括以下几个方面: (1)群落的组成:有哪些种群?各个种群中的个体数量如何? (2)群落中的优势种群:往往是群落特征最显而 易见的部分。 (3)群落的稳定性。经受干扰的内在潜力。 (4)群落的营养结构:着重表征群落内部各种群间关系。
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4、生境 全球陆地,主要在气候和水分供应影响下,形成 7-15 种典型群落特征,称之谓“生境”(biomes)
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七种主要生境: 冻土带:即苔原,带状环北冰洋严寒区。我国没有。 针叶林带:又称泰加林,冻土带以南,温带北缘以及高山。我国东北。 落叶阔叶林带:温带多雨地区,我国东北南部,西南,东南沿海。
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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 返回
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林海雪原中的针叶林 返回
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四季分明的落叶阔叶林 返回
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草原:温带少雨地区。 我国东北南部,西南,东南沿海。 稀树草原:又称沙瓦纳,高原少雨地区。我国未定。 沙漠:又称荒漠,温带、热带干旱地区。我国西北。 热带雨林:热带,少数温带,沿海或多雨潮湿区。我国海南、台湾、西双版纳。
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肥美的澳州大草原 返回
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非洲稀树草原
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稀树草原近观 返回
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仙人掌是沙漠的特征
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沙漠也有干季和雨季 返回
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热带雨林是地球的宝贵资源
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置身热带雨林中间 返回
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5、生态系统 一定地区内的所有生物和环境物理因素的总和称生态系统。 研究生态系统着重于宏观方面。 能流、物质循环、生态系统的稳定性等等。
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能流——生态系统中的能量传递 效率低和逐级递减,是普遍的规律。
能流——生态系统中的能量传递 效率低和逐级递减,是普遍的规律。 图
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从106 千卡太阳光照开始,生态系统中能量传递的效率大约为10%。
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素食者比肉食者节约能源 返回
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物质循环包括: 水循环 气体循环 沉淀物循环
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地球表面,海洋面积占70%,淡水面积占3-4%。但是人类正面临淡水缺乏的威胁。
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光合作用和呼吸作用在二氧化碳循环中起重要作用。
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细菌在氮气循环中起重要作用 返回
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岩石分化和水土流失是沉淀物循环中重要因素
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第 11 讲(上) 一、生态学的基本概念和发展 继续: 第 11 讲(下) 二、生物多样性问题的重要性 三、呼吁环保意识和生态意识
第 11 讲(上) 一、生态学的基本概念和发展 继续: 第 11 讲(下) 二、生物多样性问题的重要性 三、呼吁环保意识和生态意识
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