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生态系统生态学

发布时间: 2020-11-26 02:56:25

A. 生态学主要研究什么内容

生态学研究对象和内容可从以下几个方面来理解:

(一)生态学是研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的一门生物学分支学科,

1.如按现代生物学的组织层次来划分,生态学的研究对象为:基因、细胞、器官、有机体、种群、群落、生态系统等,研究它们与环境之间的相互关系。

2.如按生物类群来划分,生态学的研究对象为:植物、微生物、昆虫、鱼类、鸟类、兽类等单一的生物类群,研究它们与环境之间的相互关系。

(二)生态学尽管向宏观和微观两个方向发展,但其研究中心为种群、群落和生态系统,属宏观生物学范畴。

(三)生态学研究的重点在于生态系统和生物圈中各组分之间的相互作用。

(1)生态系统生态学扩展阅读:

基本内容与分类

1、按所研究的生物类别分

有微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学等。

2、生物系统的结构层次分

有:个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等。

3、生物栖居的环境类别分

有陆地生态学和水域生态学;前者又可分为森林生态学、草原生态学、荒漠生态学、土壤生态学等,后者可分为海洋生态学、湖沼生态学、流域生态学等;还有更细的划分,如:植物根际生态学、肠道生态学等。

生态学与非生命科学相结合的,有数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、经济生态学、生态经济学、森林生态会计等;与生命科学其他分支相结合的有生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学、分子生态学、古生态学等。

应用性分支学科有:农业生态学、医学生态学、工业资源生态学、环境保护生态学、环境生态学、生态保育、生态信息学、城市生态学、生态系统服务、景观生态学等。

B. 一道《生态系统生态学》论述题

1 富营养化的概况
富营养化一般分为天然富营养化和人为富营养化两种,就是指氮、磷等无机营养物质大量进入湖泊、海湾等相对封闭、水流缓慢的水体,引起藻类和其他浮游植物大量繁殖,水体溶解氧含量下降,水质恶化,鱼类及其他水生生物大量死亡的现象。富营养化虽然是一个自然过程,但人类的活动可能会加速这一过程,这种情况下的富营养化称为人为富营养化。目前,大多数水体的富营养化主要是由于人类活动产生的大量含氮、磷的生活污水、工业废水以及农田排水进入水体中,致使水体中营养物质严重高于自然状态,促使自养性生物(浮游藻类)旺盛生长所引起的。
富营养化过程简单地说,就是自养性生物在水体中建立优势的过程。藻类和一些光合细菌能利用无机盐类制造有机质,在适宜的光照、温度、pH和充足营养物质的条件下,天然水体中的藻类可通过光合作用合成自身的原生质。根据对藻类化学成分进行的分析研究,得到藻类的经验分子式为C104H263O176N16P,可见碳、氮、磷是藻类繁殖所需的重要营养元素。藻类可以利用水中溶解的二氧化碳和有机物分解产生的二氧化碳作为自身生长所需要的碳源,而氮和磷则是藻类生长的限制性因素。一般认为磷是限制藻类增殖的最重要因子,水体中磷的含量通常被作为富营养化的标志。
2 富营养化的污染效应
富营养化是湖泊等天然水体面临的最为严重的环境问题,它通过促使水生生态系统中藻类以及其他水生生物的异常繁殖,经一系列物理、化学和生物作用,最终导致水质恶化、水生生物生理受阻、水生生物群落结构改变、水生生态系统结构破坏和功能受损等一系列连锁效应,从而影响水资源的利用,给饮用、工农业供水、水产养殖、旅游以及水上运输等带来巨大损失,并对人体健康构成危害。
2.1 对水质的影响
(1)使水体散发臭味。在富营养状态的水体中,一些藻类能够散发出腥味异臭,给人以不舒适的感觉,也大大降低了水质质量。
(2)增加水体的色度。在富营养状态的水体中,生长着以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻。这些水藻浮在湖水表面,使水质变得浑浊,色度增加,透明度明显降低。
(3)水体的溶解氧含量降低。在富营养水体的表层,藻类可以获得充足的阳光,从空气中获得足够的二氧化碳进行光合作用而放出氧气,因此,表层水体有充足的溶解氧。然而,在富营养水体深层,情况就不同。首先,表层的密集藻类使阳光难以射入水体深层,使深层水体的光合作用明显受到限制而减弱,使溶解氧来源减少。其次,藻类死亡后不断向水体底部沉积,不断地腐烂分解,也会消耗深层水体大量的溶解氧,使得需氧生物难以生存。如果一旦出现溶解氧为零,会引起一系列严重后果。例如,有机物无机化不完全,产生甲烷气体;硫酸盐还原形成硫化氢气体;底泥中铁、锰溶出,在底泥附近形成硫化铁等,从而影响湖泊水质。
(4)向水体释放有毒物质。富营养化对水质的另一个影响是某些藻类能够分泌、释放有毒性的物质,如蓝藻能释放蓝藻毒素,主要包括作用于肝脏的肝毒素、作用于神经系统的神经毒素等。研究表明,世界各地25%~70%的蓝藻水华可产生毒素。这些有毒物质进入水体后,可以使鱼类等水生动物中毒、病变和死亡,使渔业生产受到影响。同时这些有毒物质也将严重危害饮用水源的水质,使人类健康受到严重威胁。
2.2 对水生生物生理的影响
富营养化所带来的一系列水质问题将严重影响水生生物的正常生理活动,使它们的生长受到限制,甚至停止生长并大量死亡。
2.2.1 对水生植物的影响
富营养化能促使水中表层浮游藻类的生长繁殖,由于疯长的藻类覆盖于水体表面,使得阳光难以穿透水层,从而影响深层水体中高等水生植物的光合作用。此外,在富营养水体中,浮游藻类的生产力提高,除了遮光作用外,附生藻类还可在高等水生植物表面形成一个高O2、高pH、低CO2的环境,也不利于沉水植物的光合作用,使其生长受到限制。同时,也使得水体中养分循环加快,水体沉积物稳定性下降,不利于沉水植物扎根。富营养水体中的厌氧菌及化能合成菌的代谢产物对水草根系有毒害作用,也不利于沉水植物的种子萌芽。
2.2.2 对水生动物的影响
首先,在富营养水体中,深层水体中的溶解氧不断地被大量死亡藻类的分解所消耗,又由于光合作用微弱无法产生新的溶解氧作为补充,因而导致深层极低的溶氧水平,有时甚至出现厌氧状态。生活于深层水体的水生动物,如鱼类等,由于得不到适量的氧而使呼吸作用受到抑制,无法进行正常的代谢活动,最终导致死亡。
其次,富营养水体中的一些藻类能分泌和释放毒素,引起水体中水生动物中毒死亡。研究发现,微囊藻毒素和节球藻毒素能导致肝细胞收缩分离,大量血液进入肝组织,肝充血肿大,致使动物失血休克或死亡。
2.3 对水生生物群落结构的影响
在水体富营养化过程中,水生生物群落包括水生植物群落和水生动物群落都会发生演替,使原有群落结构发生改变。
2.3.1 对水生植物群落结构的影响
富营养化过程可以看作是水体中水生植物群落由大型水生植物占优势向浮游植物占优势转变的过程。随着水体富营养化的发生和发展,耐污能力强的物种得到大发展,取代了原有的优势物种形成单优势群落,群落结构不断简化。与此同时,浮游藻类的个体数量迅速增加,但种类逐渐减少,藻类的暴发性繁殖最终导致“水华”的发生。
以滇池为例,20世纪70年代中期以后,随着人为活动的加剧,滇池湖水日益富营养化,湖泊水质恶化,导致水生植物群落结构简化和退化,原来的优势物种如海菜花、轮藻等已绝迹,范草、马来眼子菜、苦草等已到濒临消失的边缘,耐污种如凤眼莲、喜旱莲子草和龙须眼子菜等大发展形成单优势群落。水生植物物种多样性也大幅度下降,由原来的100余种减少到20余种,而蓝藻“水华”也时有发生。
2.3.2 对水生动物群落结构的影响
在淡水生态系统中,水生动物主要有浮游动物、底栖动物以及鱼类等。目前研究最多的是水体富营养化过程中浮游动物群落和底栖动物群落的变化情况。
研究表明,水体营养状况与浮游动物生物量呈显著正相关,且随着富营养化的发生,群落优势种类逐渐由清水型向耐污性和寡污性种类转变。以武汉东湖为例,原生动物群落优势种也随水体富营养化而发生演替。在低营养水体中,优势种为球砂壳虫;在中营养水体中,优势种既有耐污性种类点钟虫,也有寡污性种类透明麻铃虫;在富营养水体中,耐污性的单环栉毛虫和喇叭虫已演替成为特有的优势种。
大型底栖动物的物种多样性与水体营养水平呈相反趋势,富营养化导致多样性明显降低,而耐污种群急增。以武汉东湖为例,在水体富营养化严重时,常发现大量的霍甫水丝蚓个体,这主要归因于该种类能耐受由于有机物大量分解而造成的低氧甚至缺氧环境,而其他底栖动物在这种环境下往往受到抑制甚至死亡。
2.4 对水生生态系统功能的影响
在一般正常的情况下,水生生态系统中各种生物都处于相对平衡的状态,但是,水体一旦受到污染而呈现富营养状态时,正常的生态平衡就会被扰乱,而使水生生态系统的结构和功能受到破坏。
在营养水平较高时,水体中产生表面积/体积比低的浮游动物不能摄食的大型藻类,且水体浑浊不利于靠视觉定位的凶猛性鱼类捕食,从而减轻了对摄食浮游动物和底栖生物的鱼类的捕食压力,导致滤食效率较高的大型浮游动物(如枝角类)的种群减小,减少了其对藻类的滤食。此外,沉水大型植物消失后,为大型浮游动物、螺类和鱼类等提供附着基质、隐蔽所和产卵场所的功能随之消失,引起附植生物和着生动物的减少,最终致使水生态系统的生物多样性下降。而生物多样性的降低必将导致水生生态系统稳定性下降,从而破坏水生生态系统的生态平衡。
3 结语
总之,湖泊富营养化问题不是一个简单的水体污染问题,而是生态系统失调问题,是生态系统的结构功能在人类活动的干预下发生了重大变化之后出现的一种灾害。以上综述了现有研究中有关富营养化的概况、生态效应方面的内容,但湖泊富营养化中有很多基础研究问题还没有解决,现有研究对生态效应的发生机理,如生物群落结构与生态系统功能特征的关系研究还不够深入,有待进一步探讨。富营养化作为影响水生生态系统的重要原因,已引起人们的普遍关注,我国已将“湖泊富营养化过程与蓝藻水华暴发机理研究”列入《国家重点基础研究发展规划》中,预期将在理论上揭示湖泊富营养化过程和蓝藻水华暴发的机制,方法上建立我国湖泊生态系统服务价值理论的基础、湖泊生态系统健康管理的指导原则、评价方法和指标体系,技术原理上探索通过生态系统稳态转换整治湖泊富营养化的新途径,进而为我国湖泊的可持续发展做出贡献。

C. 生态学原理和生态学工程原理分别是什么_

生态学原理,包括生物与环境关系基本原理、种群生态学、群落生态学与生态系统版生态学等,通过权这些不同层次的研究内容,深入浅出地讲述生态学的基本原理及其发展。第十一章涉及当前生态学的热点领域,从不同侧面揭示生态学作为极富活力和发展动力的学科所肩负的协调人地关系、实现可持续发展的重大使命,体现生态学的前瞻性及应用性。第十二章为不同性质生态系统解析,从将全球生态系统作为统一整体的角度出发,探讨各类系统的贡献与作用,揭示不同性质生态系统间的内在联系,注重生态学理沦在全球生态系统管理中的应用,集中体现生态学研究的综合性、整体性、系统性与应用性。

生态工程原理,是指应用生态系统中物质循环原理,结合系统工程的最优化方法设计的分层多级利用物质的生产工艺系统,其目的是将生物群落内不同物种共生、物质与能量多级利用、环境自净和物质循环再生等原理与系统工程的优化方法相结合,达到资源多层次和循环利用的目的。如利用多层结构的森林生态系统增大吸收光能的面积、利用植物吸附和富集某些微量重金属以及利用余热繁殖水生生物等。

D. 群落生态学的定义

群落生态学不是以一种生物作为对象,而是把群落作为研究对象。由斯科罗特和克尔茨纳(C.Schroter.& O.Kirchner,1902)提出。
1.群落的定义
群落(生物群落,biotic community)指特定时间内,由分布在同一区域的许多同种生物个体自然组成的生物系统。居住在一定空间范围内的生物种群的集合。它包括植物、动物和微生物等各个物种的种群,共同组成生态系统中有生命的部分。
生物群落=植物群落+动物群落+ 微生物群落
生物群落上述的三个部分,从目前来看,植物群落学研究得最多,也最深入,群落学的一些基本原理多半是在植物群落学研究中获得的。植物群落学(phytocoenology)也叫地植物学(geobotany)、植物社会学(phytosociology)或植被生态学(ecology of vegetation),它主要研究植物群落的结构、功能、形成、发展以及与所处环境的相互关系。已形成比较完整的理论体系。
动物群落学的研究较植物群落困难,起步也相对较晚,但对近代群落生态学作出重要贡献的一些原理,如中度干扰说对形成群落结构的意义,竞争压力对物种多样性的影响,形成群落结构和功能基础的物种之间的相互关系等许多重要生态学原理,多数是由动物学家研究开始,并与动物群落学的进展分不开。最有效的群落生态学研究,应该是动物、植物和微生物群落的有机结合。
2.群落的性质
关于群落的性质,长期以来一直存在着两种对立的观点。争论的焦点在于群落到底是一个有组织的系统,还是一个纯自然的个体集合。
①“有机体”学派认为:沿着环境梯度或连续环境的群落组成了一种不连续的变化,因此生物群落是间断分开的。法国的Braun-Blanquet、美国的Clements和英国的Tansley等支持上述观点。
②“个体”学派则认为:在连续环境下的群落组成是逐渐变化的,因而不同群落类型只能是任意认定的。前苏联的Ramensky、美国Gleason的和法国的Lenoble等支持上述观点。
虽然现代生态学的研究,群落存既在着连续性的一面,也有间断性的一面。如果采取生境梯度的分析的方法,即排序的方法来研究连续群变化,虽然在不少情况下,表明群落并不是分离的、有明显边界的实体,而是在空间和时间上连续的一个系列。但事实上,如果排序的结果构成若干点集的话,则可达到群落分类的目的;如果分类允许重叠的话,则又可反映群落的连续性。这一事实反映了群落的连续性和间断性之间并不一定要相互排斥,关键在于研究者从什么角度和尺度看待这个问题。
3.群落与生态系统
群落和生态系统究竟是生态学中两个不同层次的研究对象,还是同一层次的研究对象。这个问题,还存在着不同的看法,大多者认为应该把两者分开来讨论,如Om(1983)和Smith(1980)等人,但也有不少学者把它们作为同一个问题来讨论,如Kreb(1985)和Whittaker(1970)等。
但我们认为,群落和生态系统这两个概念是有明显区别的,各具独立含义。群落是指多种生物种群有机结合的整体,而生态系统的概念是包括群落和无机环境。生态系统强调的是功能,即物质循环和能量流动。但谈到群落生态学和生态系统生态学时,确实是很难区分。群落生态学的研究内容是生物群落和环境相互关系及其规律,这恰恰也是生态系统生态学所要研究的内容。随着生态学的发展,群落生态学与生态系统生态学必将有机的结合,成为一个比较完整的,统一的生态学分支。
4.群落结构的松散性和边界的模糊性
同一群落类型之间或同一群落的不同地点,群落的物种组成、分布状况和层次的划分都有很大的差异,这种差异通常只能进行定性描述,在量的方面很难找到一个统一的规律,人们视这种情况为群落结构的松散性。
在自然条件下,群落的边界有的明显,如水生群落与陆生群落之间的边界,可以清楚的加以区分;有的边界则不明显,而处在连续的变化中,如草甸草原和典型草原的过渡带,典型草原和荒漠草原的过渡带等。多数情况下,不同群落之间存在着过渡带,被称为群落交错区(ecotone)。
5.群落的命名
对于群落的分类和命名,常见的有以下一些方法:
1. 根据群落中的优势种来命名:如马尾松林群落,木荷林群落。
2. 根据群落所占的自然生境来命名:如岩壁植被。
3. 根据优势种的主要生活型来命名:如亚热带常绿阔叶林群落,草甸沼泽群落。
4. 根据群落中的特征种来命名:如木荷群丛
5. 根据群落动态来进行分类和命名。

E. 生态学分哪几个层次 分别讲什么

研究生物的层次有11个,而生态学是其中一个分支包括:全球生态系统(即生物圈)、区域生态系统、生态系统生态学、群落生态学、种群生态学、分子生态学。
全球生态系统:是地球上凡是出现并感受到生命活动影响的地区。是地表有机体包括微生物及其自下而上环境的总称,是行星地球特有的圈层。它也是人类诞生和生存的空间。生物圈的范围是:大气层的底部、水圈大部、岩石表面。生物圈是地球上最大的生态系统。
生物圈是一个复杂的、全球性的开放系统,是一个生命物质与非生命物质的自我调节系统。它的形成是生物界与水圈、大气圈及岩石圈(土圈)长期相互作用的结果,生物圈存在的基本条件是:
第一,可以获得来自太阳的充足光能。因一切生命活动都需要能量,而其基本来源是太阳能,绿色植物吸收太阳能合成有机物而进入生物循环。
第二,要存在可被生物利用的大量液态水。几乎所有的生物全都含有大量水分,没有水就没有生命。
第三,生物圈内要有适宜生命活动的温度条件,在此温度变化范围内的物质存在气态、液态和固态三种变化。
第四,提供生命物质所需的各种营养元素,包括氧气 二氧化碳 氮 碳元素 钾元素 钙元素 铁元素 硫元素等,它们是生命物质的组成或中介。
总之,地球上有生命存在的地方均属生物圈。生物的生命活动促进了能量流动和物质循环,并引起生物的生命活动发生变化。生物要从环境中取得必需的能量和物质,就得适应环境,环境发生了变化,又反过来推动生物的适应性,这种反作用促进了整个生物界持续不断的变化。

F. 生态学实质内容的核心是什么

一)生态学是研究生物与环境、生物与生物之间相互关系的一门生物学分支学科,

1.如按现代生物学的组织层次来划分,生态学的研究对象为:基因、细胞、器官、有机体、种群、群落、生态系统等,研究它们与环境之间的相互关系。

2.如按生物类群来划分,生态学的研究对象为:植物、微生物、昆虫、鱼类、鸟类、兽类等单一的生物类群,研究它们与环境之间的相互关系。

(二)生态学尽管向宏观和微观两个方向发展,但其研究中心为种群、群落和生态系统,属宏观生物学范畴。

(三)生态学研究的重点在于生态系统和生物圈中各组分之间的相互作用
1、按所研究的生物类别分

有微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学等。

2、生物系统的结构层次分

有:个体生态学、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学等。

3、生物栖居的环境类别分

有陆地生态学和水域生态学;前者又可分为森林生态学、草原生态学、荒漠生态学、土壤生态学等,后者可分为海洋生态学、湖沼生态学、流域生态学等;还有更细的划分,如:植物根际生态学、肠道生态学等。

生态学与非生命科学相结合的,有数学生态学、化学生态学、物理生态学、地理生态学、经济生态学、生态经济学、森林生态会计等;与生命科学其他分支相结合的有生理生态学、行为生态学、遗传生态学、进化生态学、分子生态学、古生态学等。

应用性分支学科有:农业生态学、医学生态学、工业资源生态学、环境保护生态学、环境生态学、生态保育、生态信息学、城市生态学、生态系统服务、景观生态学等。

G. 生态学专业都学什么

我是中南林业科技大学生态学专业的在读学生,希望我的回答能对大家有所帮助。

首先从生态学的概念和分支、研究方法上来解释一下。生态学是研究“生活所在地”的生物,即研究生物和它所在地关系的一门学科;而学科分支主要有个体生态学(对个体生物或某一物种的生活史以及它们对其环境的反应进行研究的学科)、种群生态学(对单物种种群的多度、分布、生产力或动态进行研究的学科)、群落生态学(对由不同生物种形成的某一自然集合的某些方面进行定性或定量分析的有关学科)、生态系统生态学(同时研究生物群落及其非生物环境的有关学科);从研究方法上来看,主要方法如有:野外观察和定位站、实验方法、数学模型和数量分析方法。以上表明生态学其实是相当庞大的一个学科。

H. 生态系统生态学的学科分支

自然生态系统的保护和利用。 2.生态系统调控机制的研究。
3.生态系统退化的机制、恢复及其修复研究。
4.全球性生态问题的研究。
5.生态系统可持续发展的研究。 过去以破坏环境为代价来发展经济的道路使人类社会走进了死胡同,人类要摆脱这种困境,必须从根本上改变人与自然的关系,把经济发展和环境保护协调一致,建立可持续发展的生态系统。研究的重点是:生态系统资源的分类、配置、替代及其自我维持模型;发展生态工程和高新技术的农业工厂化;探索自然资源的利用途径,不断增加全球物质的现存量;研究生态系统科学管理的原理和方法,把生态设计和生态规划结合起来;加强生态系统管理(ecosystem management)、保持生态系统健康(ecosystem health)和维持生态系统服务功能(ecosystem service)。

I. 高中生物中,生态学原理是什么

生态学原理就是生物在其存在的各个水平上的相互关系及其与环境的平衡与均衡关系。
《生态学原理》是2011年科学出版社出版的图书,作者是张雪萍 。《生态学原理》共12章,前10章是生态学基础部分,包括生物与环境关系基本原理、种群生态学、群落生态学与生态系统生态学等,通过这些不同层次的研究内容,深入浅出地讲述生态学的基本原理及其发展。第十一章涉及当前生态学的热点领域,从不同侧面揭示生态学作为极富活力和发展动力的学科所肩负的协调人地关系、实现可持续发展的重大使命,体现生态学的前瞻性及应用性。第十二章为不同性质生态系统解析,从将全球生态系统作为统一整体的角度出发,探讨各类系统的贡献与作用,揭示不同性质生态系统间的内在联系,注重生态学理沦在全球生态系统管理中的应用,集中体现生态学研究的综合性、整体性、系统性与应用性。

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