环境、生态和生物多样性

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1、生命科学导论上海交通大学生命科学技术学院《寂静的春天》193919431957196119701972发明DDTDDT－跳蚤－斑疹伤寒战后大面积灭蚊“silentspring”(RachelCarson)美国成立环保局颁令禁用DDT生物物种环境人人类活动造成生态破坏和环境恶化生态破坏和环境恶化环境恶化生态破坏互相加剧又反过来威胁人类生存。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一、生态学的基本概念和发展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：生物个体之间相互作用群落之间生物和非

2、生物之间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分子水平亚细胞水平细胞水平群落水平种群水平整体水平生物圈生态系统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。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”。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

3、描述。种群特征：年龄比性别比数量密度分布状况关键特征是“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。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型线对人口的研究，是种群生态学研究的一个特化的分支。人口增长服从种群生态学规律Ι、人：出生时死亡率低，一定年龄后死亡率增加ΙΙ、松鼠：终身死亡率恒定ΙΙΙ、蠔：出生时死亡率特高，然后死亡率剧减人口增长一直很慢，直到工业革命(18世纪)后剧烈增长。16501650-18501850-19301930-19751975-19

4、995x108人1x109人2x109人4x109人6x109人一个国家的人口中，不同年龄组之间的比例,关系到这个国家的人口增长速率。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。1990年时两个不同国家的人口年龄/性别结构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。同一群落中不同种群间相互作用方式方式竞争捕食/被捕食寄生互利共生偏利共生合作植化相克种群1有害有益有益有益有益有益有益种群2有害有害有害有益无益、害有益有害竞争：各个种群生活在同一

5、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。两种草履虫，分开培养和混合培养，出现不同生长曲线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。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。两种藤壶分处海岸不同高度捕食/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。山猫正在追捕雪兔山猫和雪兔在90年间的

6、数量消长拟态变色冬天白色夏天黑色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植物“装病”躲避虫害“装病”叶片海芋健康叶片虫害叶片人工涂色叶片长着白斑的海芋在海芋叶片上产卵的巢蛾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。锥虫是一种原生动物，能引起睡眠病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。寄主和寄生物动物病毒细菌原生动物扁虫、血吸虫线虫、螨、虱、蚤植物病毒细菌线虫、槲寄生菟丝子一只鸟里里外

7、外寄生物约20多种蚂蟥身上还有蚂蟥互利共生：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。蚂蚁和蚜虫共生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。牛尾鸟帮助犀牛清除寄生小虫。这是一种合作关系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。海边一种软虫,打洞捕获食物引来各种分享者。一种鼠尾草分泌化学物质，使周围成为不毛之地。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

8、可能给群落面目带来巨大改变。洪水、大火