目录

  • 1 绪论
    • 1.1 ​生态学和水域生态学的内容、对象和目的
    • 1.2 生态学的研究方法
    • 1.3 生态学的分支学科
    • 1.4 生态学发展简史
    • 1.5 生态学发展趋势
    • 1.6 水域生态学研究进展
  • 2 个体生态学
    • 2.1 生态因子分类及其基本作用规律
    • 2.2 光的生态作用
    • 2.3 温度的生态作用
    • 2.4 溶解盐的生态作用
    • 2.5 溶解气体的生态作用
  • 3 种群生态学
    • 3.1 种群的基本特征
    • 3.2 种群的结构
    • 3.3 种群遗传学
    • 3.4 种群统计
    • 3.5 种内关系
    • 3.6 种群的增长
    • 3.7 物种形成与种群生态对策
    • 3.8 种群动态的调节机制
  • 4 群落生态学
    • 4.1 生物群落的概念
    • 4.2 群落的种间关系
    • 4.3 群落的结构
  • 5 生态系统生态学
    • 5.1 生态系统的基本概念
    • 5.2 生态系统的物质循环
    • 5.3 生态系统的能量流动
    • 5.4 生态系统的信息联系
    • 5.5 生态系统的演化和演替
  • 6 水体生物生产力
    • 6.1 初级生产力
    • 6.2 ​次级生产力
    • 6.3 水体鱼产力
  • 7 各类水域生态系统的特点
    • 7.1 各类水域生态系统的特点
  • 8 水污染生态学
    • 8.1 水污染生态学与生态修复
    • 8.2 有害物质循环
    • 8.3 生物入侵
  • 9 水生态系统生物多样性及保护
    • 9.1 生物多样性定义和研究内容
    • 9.2 我国淡水生态系统的生物多样性问题
    • 9.3 我国海洋生态系统生物多样性问题
    • 9.4 水域生物多样性保护策略与措施
  • 10 水域生态学全球变化
    • 10.1 全球变化定义及其内容
    • 10.2 全球变化的生态后果
    • 10.3 减缓全球变化的途径与措施
生态系统的演化和演替

生态演替:生态系统的结构与功能随时间而改变称为生态演替,亦即生态演替是生态系统中的一个群落被另一个群落有规律的渐次取代直到一个相对稳定的顶级群落为止的过程。

演替系列(series):在特定生态系统中,群落由一个到另一个的整个取代顺序,称为演替系列。

顶级群落(climax community):是一种相对稳定的生态系统,这时能量流动和物质循环较长时间地保持平衡状态,自养生物和异养生物在数量上保持相对稳定,并构成完整的营养结构。顶级群落就是演替系列中最后的稳定的群落。


基质的性质不同,演替过程不同。旱生演替主要从裸露岩石(原生裸地)开始,分为以下阶段:

地衣阶段

裸露的岩石由于没有土壤,降水导致土壤流失。地衣能忍受严酷的条件,通过风化作用和地衣分泌的代谢酸逐步积累土壤和有机质。

它可分为壳状地衣、叶状地衣和枝状地衣阶段。





苔藓阶段

苔藓能在浅层土壤上生长,干旱时休眠,有雨水时生长,随着土层和有机质的加厚,土壤微生物逐渐丰富,地衣则逐渐消失。


草本植物阶段

当土壤积累到能保持一定水分时,禾草、野菊、紫苑和矮小的草本植物占优势,土壤、小气候条件得到改善,开始出现小型动物。



灌木阶段

开始出现阳性灌木和高草混生现象,随后灌木逐渐增加,形成真正的灌木群落。由于土壤有利于灌木生长,高大的植物个体逐步剥夺了草本生长的阳光,草类逐渐消失。土壤含水量差异减少,变幅不大。



森林阶段

由于土壤为树木种子的萌发创造了条件,树木便逐渐生长起来,阳性灌木消失,耐荫的灌木得到了保留。随着土壤有机质的增加,形成阔叶林。


经过不同演替阶段,群落到达终点,即演替顶极,但对顶极认识有不同的假设。

1、单元顶极说

同一气候区,经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段,到达与当地气候条件协调的群落,即演替顶级。

2、多元顶极说

除气候外,还可形成气候顶极、土壤顶极、地形顶极。

3、顶极群落格局说

由于环境连续变化,种群特性、地形、和土壤异质性,群落呈连续的分布格局。

 


演替过程中群落结构发生变化,功能也发生变化。这些变化以生物量为基础来划分,包括以下两个方面:

1、生物调节的丧失

植物群落破坏后,蒸腾作用消失,地表径流量增加。径流中养分浓度增加,分解作用、硝化速率、土壤可侵蚀性增加。

2、生物调节的恢复

植被恢复后,植物种类增加,净第一性生产力和叶面积指数增加,水文功能增强和养分输出降低。



生态系统的另一个普遍特性是存在着反馈现象。

所谓反馈就是当生态系统中某一成分发生变化的时候,它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化,这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分,这个过程就叫反馈。

反馈有两种类型,即负反馈和正反馈。

1.负反馈

负反馈是比较常见的一种反馈,它能够使生态系统达到和保持平衡或稳态,其结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。

例如,如果草原上的食草动物因为迁入而增加,植物就会因为受到过度啃食而减少,植物数量减少以后,反过来就会抑制动物的数量。

                             两个负反馈之间的相互作用

2.正反馈

正反馈是不常见的一种反馈,它的作用与负反馈相反,即生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化,反过来不是抑制而是加速最初发生变化的成分所发生的变化,因此正反馈的作用常常使生态系统远离平衡状态或稳态,类似于平时所说的“恶性循环”。

可见,自然界生态系统常常趋向于达到一种稳态和平衡状态,这种平衡状态是靠具有负反馈的自我调节过程来实现的。所以在通常情况下,生态系统会保持自身的生态平衡

 

 


生态平衡是指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况,包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输入、输出上的稳定。

 



在自然条件下,生态系统中的能量、物质总是在不断进行流动和循环,生物个体在不断更新,总是朝着种类多样性、结构复杂化和功能完善化的方向发展,直到生态系统到达成熟的最稳定状态。

当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时,它能够自我调节和维持自己的正常功能,并能在很大程度上克服和消除外界的干扰,保持自身的稳定性。

但生态系统的自我调节具有一定的限度(生态阈值),超过这一限度,导致生态失调,甚至会导致生态危机。

 

 


生态危机是指由于人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡,从而威胁到人类的生存

生态平衡失调的初期往往不容易被人们觉察,但如果一旦出现生态危机就很难在短期内恢复平衡。因此,人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外,还必须特别注意生态效益,在改造自然的同时能保持生物圈的稳定与平衡。