生态学第二版杨持主编权威复习资料-2

生态学第二版杨持主编权威复习资料-2 一、绪论 1、生态学:生态学在创建时就达为研究生物有机体与其栖息场所之间相互关系的科学。上述生态学的定义是德国生物学家赫克尔(Haeckel,1866)首次提出。这是生态学至今最为经典的定义。但是首先使用“Ecology”一词学者是亨利.索瑞(Henry Thoreau,1858)。 生态学(Ecology)是研究生物与其环境之间相互关系‎‎、生物与生物之间相互关‎‎系的一门学科。 核心:研究生物与其环境相互关系的科学 2、普通生态学通常包括 个体 、 种群 、 群落 和 生态系统 四个研究层次 3、理论生态学按照生物类别可分为 植物 生态学、 动物 生态学、 微生物 生态学、人类生态学等。 4、 坦斯利 于1935年首次提出了生态系统的概念。 5、生态学的研究方法可分 野外 、 实验 和 理论 的3类 7、生态学发展经历了哪几个阶段, 分为4个时期:生态学的萌芽时期(公元16世纪以前)，生态学的建立时期(公元17世纪至19世纪末)，生态学的巩固时期(20世纪初至20世纪50年代)，现代生态学时期(20世纪60年代至现在)。 1、现代生态学发展的特点和主要趋势是什么? (1)研究层次向宏观和微观方向发展。现代生态学一方面向区域性、全球性乃至宇宙性方面发展;另一方面是向微观方向发展，与分子生物学、分子遗传学、生理学、微形态解剖学结合。 (2)研究范围的扩展。一是生态学的研究内容和任务扩展到人类社会，渗入到人类的经济活动，成为自然科学与社会科学相接的桥梁之一;二是应用生态学得到迅速发展。 (3)研究方法手段的更新。野外自计电子仪器、遥感与地理信息系统、生态建模等现代化测试技术、设备和手段得到广泛应用;系统分析方法以及系统生态学的发展，进一步丰富了本学科的方法论。 二、生物与环境 环境:环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和:;在生物科学中环境是指生物的栖息地，以及直接或间接影响生物生存和发展的各种因素;环境科学中，一般以人类为主体，环境是指围绕着人群的空间以及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种因素的总体。 生态环境(Ecological environment):一定区域所有生态因子的总和。 生境(Habitat):特定生物个体或群体的栖息地的生态环境(栖息地:指特定物种生活和生长的地方)。 环境因子:生物体外部的全部环境要素。 生态因子(ecological factor)环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素。即环境要素中对生物起作用的因子。 限制因子( limiting factor)限制生物生存和繁殖的关键因子，就是限制因子。 生态幅(ecological amplitude)每种生物对任何一种生态因子都有一个耐受范围，即一个生态学上的最低点和一个生态学上的最高点，在最高点和最低点之间的范围就称为生态幅 。 Liebig最小因子定律:任何特定因子的存在量低于某种生物的最小需要量，是决定该物种生存和分布的根本因素。 注意问题:1.定律成立条件:生物的内环境和外环境处于稳定状态 2.生态因子间的替代作用 Shelford 耐性定律: 任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多时会使该种生物衰退或不能生存 。 3.生物科学中的环境一般以 生物 为主体，而环境科学中的环境一般以 人类 为主体。 4(按范围环境包括 宇宙环境、 地球环境 和 区域环境 、 微环境、 内环境。 5(根据生态因子的性质可将其分为 气候因子、 土壤因子 、 地形因子 、 生物因子 和 人为因子 。 7(生理有效辐射中， 红 光和 蓝 光是被叶绿素吸收最多的部分。 8(根据植物开花对日照长度的反应，可把植物分为 长日照 植物、 短日照 植物、 中日照 植物和 日中性 植物。 10(动物对温度的适应方式包括 行为适应 、 形态适应 、 生理适应 。 11(根据生态因子作用强度与种群密度的关系，可将其分为 密度制约因子 和 非密度制约因子 。 13(陆生动物主要通过 形态结构适应 、 行为适应 和 生理 适应减少失水。 14地球环境由大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈组成。 2、植物对水分的适应类型有哪些? (1)水生植物有三类:?沉水植物;?浮水植物;?挺水植物。 (2)陆生植物有三类:?湿生植物;?中生植物;?旱生植物。 4、简述生态因子作用的一般特点。 答:(1)综合作用: 如气候的作用;(2)主导因子作用:渔业高密度养殖增氧;(3)直接作用和间接作用:地形因子一般为间接作用.;(4)阶段性作用:如鱼类的回游;(5)不可代替性和补偿作用。 5、种的生态幅及其制约因子有那些主要规律, 答:(1)对同一生态因子,不同生物的耐受范围是很不相同的，每个种的的生态幅主要决定于种的遗传特性。(2)一种生物对某一生态因子的适应范围较宽，而对另一因子的适应范围很窄，生态幅常常为后一生态因子所限制(3)同一生物。不同阶段耐受性不同，生物繁殖阶段常常是一个临界期。(4)内稳态扩大了生物的生态幅与适应范围，但并不能完全摆脱环境的限制。(5)驯化可导致物种耐性限度的改变，适宜生存范围的上下限会发生移动，并形成新的最适点。 6.光补偿点 (compensation point)光饱和点(saturate point): 光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点; 当光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。 7、水生植物对水因子的适应 , 有发达的通气组织 以保证各器官组织对氧的需要。 , 机械组织不发达或退化。 , 叶片薄而长,以增加光合和吸收营养物质的面积。 答:(1)水是生物生存的重要条件。水是任何生物体都不可缺少的重要组成成分;生物的一切代谢活动都必须以水为介质;水是光合作用的原料。因此，水是生命现象的基础，没有水也就没有生命活动。(2)水对动植物生长发育有影响。水分对植物生长有最低、最适和最高值3基点;水分不足时，可引起动物的滞育和休眠，许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相。(3)水对动植物数量和分布有重大影响。降水量最大的赤道热带雨林种的植物达52种/公顷，而降水量较少的大兴安岭红松林中，仅有植物10种/公顷;水分对植被的分布有影响，我国从东南到西北可分为3个等雨量区，因而植被类型也分为3个区:湿润森林区、干旱草原区和荒漠区。 8、简述土壤的生态作用。 答:(1)为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所;(2)提供生物生活所必须的矿物质元素;(3)提供植物生长所需的土壤肥力(水、肥、气、热);(4)维持丰富的土壤生物区系;。(5)生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中进行(分解作用、硝化作用、固氮);土壤是污染物转化的重要场地。 简述3种耐盐植物及其‎‎特征。 答:植物的耐盐方式:(1)聚盐性植物:从土壤里吸收盐，并把这些盐积聚在体内而不受伤害(2;)泌盐性植物:植物而是通过茎、叶表面上密布的分泌腺，把吸收的过多盐分排出体外;(3)不透盐性植物:根细胞对盐类的透过性非常小，几乎不或很少吸收土壤中的盐类。 9、论述温度因子的生态作用。 温度影响着生物的生长和生物的发育，并决定着生物的地理分布。任何一种生物都必须在一定的温度范围内才能正常生长发育。一般说来，生物生长发育在一定范围内会随着温度的升高而加快，随着温度的下降而变缓。当环境温度高于或低于生物所能忍受的温度范围时，生物的生长发育就会受阻，甚至造成死亡。此外，地球表面的温度在时间上有四季变化和昼夜变化，温度的这些变化都能给生物带来多方面和深刻的影响。 温度对生物的生态意义还在于温度的变化能引起环境中其他生态因子的改变，如引起湿度、降水、风、氧在水中的溶解度以及食物和其他生物活动和行为的改变等，这是温度对生物的间接影响。 第三章、种群及其基本特征 种群是占据特定空间的同种有机体的集合。种群不同于个体的群体特征可分为三类，(1)种群的密度和空间格局。(2)初级种群参数，包括出生率、死亡率，迁出率和迁入率。(3)次级种群参数，包括性比、年龄分布和种群增长率。 由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程称生态入侵 1、种群:在一定的时间和空间范围内，由同种个体组成的个体群称为种群。 2、生态位:是指物种所占有的物理空间，在群落中的功能作用以及对温度，湿度，光照，养分，土壤等环境资源条件的适应或利用范围的综合。 3、生命表:把观测到的种群中不同年龄个体的存活和死亡数编制成表，称为生命表。 4、种群分布格局:种群内个体的空间分布方式或配置特点，称为分布格 6、种群密度:单位面积或容积中种群的个体数目。 7、存活曲线:依据生命表中种群在不同年龄的存活数绘制的曲线称为存活曲线。 8、出生率:是指种群在单位时间内出生的个体数与初始个体总数之比。 9、种群年龄结构:是指种群内个体的年龄分布状况，用各个年龄级的个体数在整个种群个体总数中所占百分比表示。 10、互利共生:两种生物生活在一起，两者相互有利，甚到达到彼此相互依赖的程度，这种现象称为互利共生。 11、性比:指的是种群中雌雄个体的比例。 12、生态对策:生物在生存斗争中获得的生存对策，称为生态对策，或生活史对策。 、和 衰退型 三种类12种群的年龄结构一般可以分为 增长型 、稳定型 型。 14种群个体的空间分布格局一般可以分为 随机分布 、均匀分布 和 集群分布 三种类型。 15生命表包括 动态生命表 和 静态生命表 。 1. 物种、种群、群落和生态系统之间的关系, 物种:一般认为，物种是形态上类似的，彼此能够交配的，类似环境条件的生物个体的总和。物种乃是生物世界发展的连续性与间断性的统一的形式。 种群:一个种群就是同一物种的一群个体，通过个体间的交配而保持一个共同的基因库。每一物种总在它分散的不连续的居住场所或地点形成大大小小的群体单元，每一个群体单元就是一个种群。 群落:或称生物群落，是指在一定地段或一定生境里的各种生物种群相互联系和相互影响的有规律的组合单位。 生态系统:是指在一定时间，一定范围内，由生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用，互相依存而成的一个生态学功能单位。 2、种群增长率r与净增殖R0的关系，由此看生育的途径。 答:r = lnR0/T。R0:每代净增值率， T:世代时间。人口控制和计划生育的目 的是要使r值变小，途径有:?降低R0值，即使世代增殖率降低，这就要限制每对夫妇的子女数; ?使T值增大，即可以通过推迟首次生殖时间或晚婚来达到。 3、“S”型曲线的特点及各阶段的特征, 答:“S”型曲线具有两个特点:(1)曲线渐近于K值，即平衡密度;(2)曲线上升是平滑的。逻辑斯谛曲线可划分5个时期: (1)开始期:由于种群个体数很少，密度增长缓慢。 (2)加速期:随个体数增加，密度增长逐渐加快。 (3)转折期:当个体数达到饱和密度一半时，密度增长最快。 (4)减速期:个体数超过K/2以后，密度增长逐渐变慢。 (5)饱和期:种群个体数达到K值而饱和。 4、自然种群数量变动的类型, 答:自然种群的数量变动的类型有:(1)季节消长，(2)不规则波动，(3)周期性波动，(4)种群暴发或大发生，(5)种群平衡，(6)种群的衰落和灭亡，和(7)生态入侵。 5简述种群的调节学说. 答:当种群偏离平衡密度时，使种群回到原来平衡密度的作用即为调节作用。有三个学派解释种群密度的调节作用。(1)气候学派:种群数量受天气的强烈影响;(2)生物学派:捕食、寄生、竞争、食物等生物因素对种群起调节作用;(3)内源性调节学派(自然调节学说派):种群内成员的异质性起调节作用。内源性调节学派包括行为调节学说、内分泌调节学说和遗传调节学说。 6、什么是种群,种群有哪些重要特征, 答:种群是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。 1)空间特征，即种群具有一定的分布区域; 2)数量特征，每单位面积上的个体数量是变动的; 3)遗传特征，种群具有一定的基因组成，即一个基因库，以区别其他物种，但基因组成同样是处于变动中的 7、一般种群的存活曲线可以分为以下几种类型: A型:种群在开始时只有个别死亡，大多数个体能达到生理寿命。 B型:种群在整个生命过程中，死亡率基本稳定，即各个年龄的死亡基本相同。 C型:在幼年时期死亡率很高，以后死亡率较低且稳定。 第四章 种群生活史 1、繁殖有几种基本形式，各有怎样的生态学意义, 繁殖是指有机体生产出与自己相似的后代，包括营养繁殖，孢子生殖，和有性生殖 生态学意义:1.在现存环境条件下的扩展性2.对多变环境的适应性3.繁殖速度4.繁殖潜力5.在自然选择压力下的进化速度 2、扩散::扩散是指生物个体或繁殖个体从一个生境转移到另一个生境中。分主动扩散和被动扩散。植物:被动扩散 动物:主动扩散(主要有3种方式:迁入、迁出、迁移) 3.试比较r-选择和k-选择的主要特征。r-k选择理论在生产实践中具有什么指导意义, 主要特征 r-选择 K-选择 气候 多变，不确定，难以预测 稳定，较确定，可预测 死亡 具灾变性，无规律 比较有规律 非密度制约 密度制约 存活 幼体存活率低 幼体存活率高 数量 时间上变动大，不稳定 时间上稳定 远远低于环境承载力 通常临近k值 种内，种间竞争 多变，通常不紧张 经常保持紧张 选择倾向 1.发育快 1.发育缓慢 2.增长力高 2.竞争力高 3.提前生育 3.延迟生育 4.体形小 4.体型大 5.一次繁殖 5.多次繁殖 寿命 短，通常少于一年 长，通常大于一年 最终结果 高繁殖力 高存活力 r-k选择理论在生产实践中的指导意义:r-策略者是新生境的开拓者，但存活要靠机会，所以在一定意义上，他们是机会主义者，很容易出现“突然的爆发和猛烈的破产”。而k-策略者是稳定环境的维护者，在一定意义上，它们又是保守主义者，当生存环境发生灾变时很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。 3、为什么生物体的生长一般都呈“S” 型曲线, 答:将曲线分为三部分:(1)停滞期，这是生物体的准备生长期，概括起来可能受以下因素影响:幼株个体小，分裂细胞少，器官尚未完全形成，获取营养的能力较小，生长的环境条件尚未达到最适时期(2)。指数期，这是生物的真正生长期，生长的内外因素都达到最有利状态(3)静止期，当越来越多。的细胞开始死亡，细胞分裂乃至组织和器官的形成越来越慢，最终达到平衡，呈静止状态。 第五章 种内种间关系 1、种内关系:生物种群内部的个体间的相互作用。种内关系包括: 密度效应,竞争, 种内关系 性别关系,性别系统和婚配制 度, 领域性和社会等级 动物主要表现在等级制、领域性、集群和分散等行为上，植物除了有集群生长的特征外，更主要的是个体之间的密度效应。 *密度效应:在一定时间内，当种群的个体数目增加时，就必定会出现邻接个体之间的相互影响。 *最后产量衡值法则:不管初始播种密度如何，在一定范围内，当条件相同时，植物的最后产量差不多总是一样的。 注: Y=Wad=Ki Y单位面积产量，Wa植物个体平均重量，d为密度，Ki常数 原因:一定环境下的资源承载力是一定的;密度增加时，竞争加强，生长率下降，个 体变小 2、种间关系:生活于同一生境中的物种间的相互‎‎作用。包括:竞争、他感、捕食、寄生和共生。 *竞争排斥原理:在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的但具有相同资源利用方式的种，不能长期共存在一起，即完全的竞争者不能共存。 ?Lotka-Voterra种间竞争模型 (见第五章42页开始) 3、?生态位:在生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。 在生物群落中，能够为某一物种所栖息的、理论上的最大空间。 ?基础生态位: ?实际生态位:在生物群落中，一个种实际占有的实际生态空间 4(什么是他感作用,研究他感作用有什么重要意义, 他感作用:一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其他植物产生直接或间接的影响。 注1:研究意义:?他感作用与歇地现象;?他感作用与植物群落中的种类组成;?他感作用与植物群落的演替。 注2:植物的分泌物在种间竞争中具有重要作用，他感作用是保证种群生存和繁衍的重要手段之一。 5、捕食的生态学意义 a.可限制种群分布和抑制种群数量; b.可影响群落结构的主要生态过程，使生态系统中的物质循环和能量流动多样化，提 高能量的利用率; c.促进捕食者和猎物的适应性; d.可使种群复壮，更具有生存竞争力。 6、歇地现象:是指农业中，有些农作物不宜连种，连作影响作物长势，降低产量的现象 7、寄生与共生:寄生、偏利共生、互利共生 *寄生:是指一个种(寄生者)寄居于另一种(寄主)的体内或体表，从而摄取寄主养分以维持生活的现象。 第六章 生物群落的组成与结构 1群落:在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定的功能的生物集合体。 2群落的基本特征:有一定的外貌、一定的种类组成、一定的结构、形成群落环境、不同物种之间相互影响、一定的动态特征、一定的分布范围、群落的边界特征 3群落生态学: 以生物群落为对象，研究群落的这些特征的生态学分支就是群落生态学。 群落生态学研究聚集在一定空间范围内的不同种生物与生物之间、生物个体之间的关系，分析生物群落的组成、特征、结构、机能、分布、演替及群落分类、排序等问题。 4 群落的性质: 关于群落的性质问题，生态学界存在两种截然相反的观点: ?一派认为群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体与种群那样，被称为机体论观点; ?一派认为群落并非自然界的实体，而是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中，人为确定的一组物种的集合，被称为个体论观点 5种类组成性质: (1)优势种:在群落中能有效控制能量流动和物质循环并对群落的结构和群落环境的形成具有明显的控制作用的生物种特征:个体数量多，投影盖度大，生物量高，体积大，生活能力强。 (2)建群种:把优势层中的优势种称为建群种，其决定着群落的外貌，而且也控制着群落的生态环境和群落中的其它组成成分，起着构建群落的作用。在森林群落中，乔木层中的优势种既是优势种，又是建群种; (3)亚优势种:个体数量与作用都次于优势种，在决定群落性质和控制群落环境方面也起着一定作用的物种。在复层群落中，它通常居于较低的亚层。 (5)伴生种:伴生种为群落的常见物种，它与优势种相伴存在，但在决定群落性质和控制群落环境方面不起主要作用。 (6)偶见种或罕见种:是那些在群落中出现频率很低的物种，有些偶见种的出现具有生态指示意义，可能是入侵种，也可能是衰退中的残遗种。 ,如果群落中的建群种只有一个，则称该群落为“单建种群落”或“单优势种群落”。 ,如果具有两个或两个以上同等重要的建群种，则称为该群落为“共优种群落”或“共建种群落”。 ,优势种对整个群落具有控制影响，如果把群落中的优势种去除，必然导致群落性质和环境的变化;若把非优势种去除，只会发生较小的或不显著的变化。因此不仅要保护那些珍 稀濒危物种，而且也要保护那些建群种和优势物种，他们对生态系统的稳态起着重要作用。 6、种类组成的数量特征 1). 密度 ,单位面积或单位空间内的个体数。一般对乔木、灌木和丛生草本以植株或株丛计数，根茎植物以地上枝条计数。 ,样地内某一物种的个体数占全部物种个体数之和的百分比称做相对密度。 ,密度D=q/R ,q为某一特定种的个体总数 ,R为统计样地总数，即包括无该种的样地。 2). 多度 表示一个种在群落中的个体数目。 3). 盖度 ,投影盖度:植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比。 ,基盖度:单位面积内，所有植物茎基部的横切面积的总和占地表面积的百分比 ,群落中某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比，即相对盖度。 4). 频度 ,频度是含有某特定种的样方占全部样方的百分数。 ,相对频度是指群落中某一物种的频度占所有物种频度之和的百分比 5). 高度或长度 (height length):测量植物体体长的一个指标。测量时取其自然高度或绝对高度。某种植物高度与最高种的高度之比为高度比。 6). 重量(weight):衡量种群生物量(biomass)或现存量(standing crop)多少的指标。可分为干重和鲜重。草原植被研究中重要的指标。 7). 体积(volume):是生物所占空间大小的度量。森林植被研究中重要的指标 注:种的综合数量指标 ,1)重要值:表示一个种在群落中的地位和作用 ,重要值=相对密度+相对频度+相对盖度 2)优势度:表示一个种在群落的地位和作用 3)综合优势比 7、群落的结构要素 (1)生活型 1)概念:生物对外界环境适应的外部表现形式 2)表现:趋同适应 同一生活型的物种，不但体态相似，而且适应特点也是相似 3)分类:丹麦生态学家C.Raunkiaer(朗克尔):选择休眠芽在不良季节的着生位置作为 划分生活型的，把陆生植物‎‎划分为五类生活型 , 高位芽植物:休眠芽位于距地面25cm以上;多为乔木 , 地上芽植物:更新芽位于土壤表面之上，25cm之下，多为半灌木或草本植物 , 地面芽植物:又称浅地下芽植物或半隐芽植物，更新芽位于近地面土层内，冬季地 上部分全枯，多年生草本植物 , 地下芽(隐芽)植物:又称地下芽植物，更新芽位于较深土层中或水中，多为鳞茎类 、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物 , 一年生植物:以种子越冬 注:几个概念 , 休眠芽:温带的多年生木本植物，其枝条上近下部的许多腋芽在生长季节里往往是不 活动的，暂时保持休眠状态。 , 活动芽:通常认为能在当年生长季节中萌发的芽 , 更新芽:是指植物在冬季时已经准备好的留待明年开春时发的芽。更新芽位于土壤 表面之上，25厘米之下,多为半灌木或草本植物。 8、 群落的结构 (1)群落的垂直结构:群落的分层现象、成层性 (2)群落的水平结构:镶嵌性 (3)植物群落的分层现象 陆地群落的分层与光的利用有关，群落层次主要是由植物的生长型和生活型所决定。 随着光强渐减，依次发展为乔木层、下木层、灌木层、草本层和地被层。 9、群落交错区和边缘效应 (1)群落交错区 1)概念:又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间(或生态地带之间)的 过渡区域。 2)交错区形成的原因: , 生物圈内生态系统的不均一; , 地形，地质结构与地带性差异; , 气候等自然因素变化引起的自然演替，植被分割或景观分割; , 人类活动造成的隔离，森林草原遭受破坏，湿地消失和土地沙化等。 3)生态学意义(群落交错区主要特征) a.它是多种要素的联合作用和转换区，各要素相互作用强烈，常是非线性现象显示区和 突变发生区，也常是生物多样性较高的区域; b.这里的生态环境抗干扰能力弱，对外力的阻抗相对较低，界面区生态环境一旦遭到破 坏，恢复原状的可能性很小 c.这里的生态环境的变化速度快，空间迁移能力强，因而也造成生态环境恢复的困难。 4) 边缘效应:群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势。 5) 边缘种 :发育较好的群落交错区往往包含两个重叠群落的所有共有种及交错区内特 有的种。这种仅发生于交错区或原产于交错区的最丰富的物种，称为边缘种。 6) 群落交错区的生态作用 a.由于群落交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳定性，使得毗邻群落的生物可能聚 集在这一生境重叠的交错区域中，不但增大了交错区中物种的多样性和种群密度，而 且增大了某些生物种的活动强度和生产力， b.在群落交错区往往包含两个重叠群落中所有的一些种以及交错区本身所特有的种。 c.群落交错区的环境条件比较复杂，能为不同生态类型的植物定居，从而为更多的动 物提供食物、巢穴和隐蔽条件。 10、影响群落组成和结构的因素:生物因素(竞争、捕食????)、干扰、空间异质性 11、捕食对群落结构的影响 特化种的作用:捕食对象为优势种，多样性增加;捕食对象为劣势种，降低多样性。 12、干扰:在陆地生物群落中，干扰往往会使群落形成，指平静的中断，正常过程的打扰或妨碍。 断层，断层对于群落物种多样性的维持和持续发展，起了一个很重要的作用不同程度的干扰，对群落的物种多样性的影响是不同的 13、中度干扰假说认为，群落在中等程度的干扰水平能维持高多样性。其理由是:?在一次干扰后少数先锋种入侵断层，如果干扰频繁， 则先锋种不能发展到演替中期，使多样性较低; ?如果干扰间隔时间长，使演替能够发展到顶级期，则 多样性也不很高; ?只有在中等程度的干扰，才能使群落多样性维持最高水平，它允许更多物种入侵和定居。 14、岛屿与群落结构 岛屿面积越大、种数越多，称为岛屿效应。 ?平衡说 MacArthur的 岛屿上的物种数目决定于迁入物种和灭亡物种的平衡，而且是一种动态平衡，即不断有物种灭绝，由同种或别种的迁入而得到补偿。 a 岛屿上的物种数不随时间变化, b 平衡是一种动态平衡，即灭亡种不断 地被新迁入的种所替代 , c 大岛比小岛能“供养”更多的种, d 随岛屿离大陆距离由近到远，平衡点 的种数不断降低。 *岛屿生态与自然保护的作用 (1)一般说来，保护区面积越大，越能支持或“供养”更多的物种;面积小，支持的种数也少。但有两点需要说明: ?建立保护区意味着出现了边缘生境(如森林开发为农田后建立的森林保护区)，适应于边缘生境的种类受到额外的支持; ?对于某些种类而言，小保护区比大保护区可能生活得更好。 (2)在同样面积下，一个大保护区好还是若干小保护区好，这决定于下列情况: A.若每一小保护区支持的都是相同的区系，那么大保护区能支持更多种; B.从传播流行病而言，隔离的小保护区有更好的防止传播流行作用; C.如果在一相当异质的区域中建立保护区，多个小保护区能提高空间异质性，有利于保护物种多样性; D.在保护密度低，增长率慢的大型动物时，为了保护其遗传特性，较大的保护区是必需的。保护区过小，种群数量过低，可能由于近交使遗传特征退化，也易于因遗传漂变而丢失优良特征。 (3)在各个小保护区之间的“通道”或走廊，对于保护是很有作用的，原因: ?能减少被保护物种灭亡的风险; ?细长的保护区有利于物种的迁入; 第七章 生物群落的动态 1. 演替的概念 o 随时间的推移，生物群落内一些物种消失，另一些物种侵入，群落组成及其环境向一定方向产生有顺序的发展变化，称为群落的演替。 2. 演替的特征 o (1)群落演替是有一定方向、具有一定规律的，随时间而变化的有序过程。 o (2)演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化。 o (3)物理环境一定程度上决定着演替的类型、方向和速度，但演替是群落本身所控制的。 o (4)群落演替到环境处于平衡状态时，演替就不再进行，以相对稳定的群落为发展顶点。 3. 演替中某一物种的变化 o (1)互不干扰阶段(入侵阶段) o (2)相互干扰阶段(定局阶段) o (3)共摊阶段(发展阶段) o (4)进化阶段(入侵阶段) 5.5.2 演替序列 o 1.演替的过程 o 在演替过程中的不同阶段，各种过渡性群落所出现的时期，称为系列期。 o (1)系列期内物种也不断更替，早期出现的物种称先锋物种; o (2)中期出现的物种称过渡种或演替种; o (3)演替发展到最后出现在顶级群落中的物种称顶级种。 5.5.3 群落演替的影响因素 o 植物繁殖体的迁移、散步和动物的活动性是群落演替的先决条件。 o 群落内部环境的变化是演替的动力。 o 种内和种间关系是演替的催化剂 o 外界环境条件的变化是诱因; o 人类活动是重要的影响因素。 5.5.4 顶极群落 o 1. 顶极群落:演替中，生物群落的结构和功能发生着一系列的变化，生物群落通过复杂的演替，达到最后成熟阶段的群落是与周围物理环境取得相对平衡的稳定群落，称为顶极群落。 4( 什么是植物群落的原生演替和次生演替,请比较二者的异同。 答:植物群落的原生演替是指发生在原生裸地上的演替，次生演替是指发生在次生裸地上的演替。 二者的共同点:(1)演替都是在裸地上开始。 (2)群落在形成过程中，都有植物的传播、植物的定居和植物之间的竞争 这三个方面的条件和作用。 (3)都是进展演替，即群落向着物种多样化、中生化和高生产力方向演替。 演替开始的土壤条件不同，原生演替开始的裸地条件严酷，从来没有植二者的不同点:(1) 物的繁殖体或被彻底消灭了，而次生演替开始的裸地土壤条件基本保 留，甚至还有一些繁殖体存在。 (2)演替速度不同，原生演替慢，而次生演替快。 第九章 生态系统的一般特征 生态系统:就是在一定空间中共同栖居着的所有生物(即生物群落)与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。 生态系统的特点: A生态系统是生态学的一个主要结构和功能单位属于经典生态学研究的最高层次; B生态系统具有自我调节能力; C能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能; D生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能量和这些能量在流动过程中的巨大损失，因此，营养级的数目通常不超过5,6个; 生态系统的结构特征(3个方面):空间结构、时间结构、营养结构 食物链:生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食的关系在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排列的链状顺序 食物网:食物链彼此交错连结，形成一个网状结构 食物链类型:捕食食物链、碎屑食物链、 寄生食物链 捕食食物链:绿色植物为起点到食草动物进而到食肉动物的食物链 • 植物-食草动物-食肉动物 –草原上:青草-野兔-狐狸-狼 –湖泊中:藻类-甲壳类-小鱼-大鱼 碎屑食物链:动、植物的遗体被食腐性生物(小型土壤动物、真菌、细菌)取食，然后到他们的捕食者的食物链 • 植物残体-蚯蚓-线虫类-节肢动物 寄生食物链:由宿主和寄生物构成 以大型动物为食物链的起点，继之以小型动物、微型动物、细菌和病毒后者与前者是寄生关系 • 哺乳动物或鸟类-跳蚤-原生动物-细菌-病毒 4. 营养级与生态金字塔 一个营养级;是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。 例如，作为生产者的绿色植物和所有自养生物都位于食物链的起点，共同构成第一营养级。所有以生产者(绿色植物)为食的动物都属于第二营养级，即食草动物营养级; 第三营养级包括以食草动物为食的食肉动物。以此类推，换可以有第四营养级(即二级食肉动物营养级)和第五营养级。 生态金字塔:数量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔 1、在农田系统中，从能量流动和物质循环的角度分析合理密植、中耕除草、施肥、喷农 药等农事活动生态学原理和上述各项措施的具体意义。 答: 生态学原理:保证适当的叶面积指数，使总光合与总呼吸的比值达最大，促进 根部呼吸，最大量供给营养，减少或排除竞争，截断食物链，使光合产物最大量的 按人们的意志聚集。 具体意义:充分利用太阳能，减少呼吸消耗，最大量合成有机物质，通过排除 使光合产物最大量聚集在杂草对营养物质的竞争和营养供给，及消灭植食性动物， 农作物上。 2、为什么生态系统中营养级一般不超过6个, 答:由于生产者所固定的能量是有限的，而这些能量在能流过程中有巨大的损失 (约90%)。较高的营养级(5-6级之后)的生物就得不到足够的能量以维持自身存 在。所以营养级的数目一般不超过6个。 3、为什么细菌和真菌具有较强的分解能力, 答:分解效率高是由于其具有两种适应: (1)生长型:群体生长:表面扩散快收，有利于侵入微小孔隙。 丝状生长:能穿透和入侵有机物质深部，破坏弱键，营养传递快。 (2)营养方式:细菌和真菌分泌细胞外酶，使底物分解为简单的分子状态，然后吸 收，是一种节能方式，与动物不同，动物是先摄食，再吸收，消耗能量大。 另外，真菌具分解纤维素、木质素的酶，可分解植物性死有机质，细菌在极端的环 境中(如缺氧时)可活动，两者结合，分解效果尤佳。 16、简述生态系统各营养级能量减少的原因。 答(1)前一营养级的能量不能100%被利用; (2)被利用的营养不能100%被同化; (3)生物的自身代谢消耗。 第十章 生态系统的能量流动与信息流 生态系统中能量的输入、传递和散失的过程，称为生态系统的能量流动。 1.能量的源头: 太阳 2.起点: 从生产者固定太阳能开始 3.输入生态系统的总能量: 生产者固定的太阳能总量 4.渠道: 食物链和食物网 5.能量散失的形式: 热能 生态系统中的能量流动开始于绿色植物通过光合作用对太阳能的固定因为这是生态系统中第一次能量固定，所以植物所固定的太阳能或制造的有机物质称为初级生产量 在初级生产中，植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物生长和生殖，这部分生产量称为净初级生产量生产量通常用每年每m2所生产的有机物质干重(g/ m2 a)或每年每m2所固定的能量( J/ m2 a)来表示。净初级生产量+呼吸消耗=总初级生产量。 生态系统中能量流动的特点是:单向流动，逐级递减 生态系统中能量单向流动逐级递减——原因 A 各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级的生物量，总有一部分自然死亡和被分解者利用; 例如:蝗虫只能消化它们进食的30%，其余的70%以粪便的形式排出体外。供腐食动物和分解者利用。 B各营养级的同化率也不是百分之百的，总有一部分变成排泄物而留于环境中，被分解生物所利用。 C 各营养级生物要维持自身的生命活动，总要消耗一部分能量，这部分能量变成热能而耗散掉。 能量在生态系生统态中系的传统递和转化服从热力学两个定律: •第一定律(能量守恒定律):在自然界发生的所有现象中，能量既不能消失也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。 •第二定律:在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变，在能量的传递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和做功能力外，总有一部分不能继续传递和做功，而以热的形式消散，这部分能量使系统的熵和无序性增加。 能量流动 概念:生态系统中能量的输入、传递和散失的过程 过程 能量的源头:太阳能 流经生态系统的总能量: 生产者固定的太阳能的总量 途径:食物链或食物网 特点 单向流动:沿食物链方向由低营养级流向下一营养级 逐级递减:能量沿食物链流动过程中逐级递减;传递效率为10%~20%。 能量金字塔: 研究意义:调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类最有益的部分 概括出生态系统中能量流动的两个特点及其意义。 答: 生态系统能量流动的特点是:?生态系统中能量流动是单方向和不可逆的。 ?能量在流动过程中逐渐减少，因为在每一个营养级生物的新陈代谢的活动都会消耗相当多的能量，这些能量最终都将以热的形式消散到周围空间中去。 意义:任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功 能。如果在一个较长的时间内断绝对一个生态系统的能量输入，这个生态系统就会自行灭亡。 十一章 生态系统的物质循环 物质循环 特点: 森林生态系统:热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带森林(温带落叶阔叶林、温带针叶林)、北方针叶林热带季雨林 森林循环: 成因:干扰 阶段:林窗阶段、建立阶段、成熟阶段 1热带雨林群落的分布、生境和群落特征。 (1)分布:赤道及其两侧湿润地区。 (2)生境:终年高温多雨。 (3)群落特征:?种群组成较为丰富;?群落结构极其复杂;?乔木具有板状根、裸芽、茎花等特征;?无明显季相变化。 、常绿阔叶林的分布、生境和群落特征。 2 (1)分布:主分布亚热带大陆东岸，中国东南部为世界面积最大，最典型。 (2)生境:亚热带季风季候，夏热冬温，无太明显干燥季节。 (3)群落特征:?种类组成丰富(不及热带雨林);?群落结构复杂(不及雨林);?板根，茎花等现象几乎不见;?优势植物为樟科，壳斗科，山茶科，和木兰科;?无明显季相变化。 3、落叶阔叶林的分布、生境和群落特征。 (1)分布:北美大西洋沿岸，西、中欧，亚洲东部。 (2)生境:欧洲为温带海洋性气候，亚洲、北美为温带季风季候，共性是四季分明，冬季较干冷。 (3)群落特征:?种类组成较丰富;?优势树种为壳斗科，槭树科，桦树科，杨柳科;?群落结构简单;?季相明显。 4、北方针叶林的分布、生境和群落特征。 (1)分布:北半球寒温带，贯通欧亚、北美大陆。 (2)生境:气候寒冷、冬季长而寒冷，夏季短而温和，终年湿润。 (3)群落特征:?种类组成较贫乏;?乔木以松属、云杉属、冷杉属和落叶松属组成;?群落结构简单;?不同树种的森林外貌和季相不同。 森林生态系统的功能 ?森林能维持改善人类赖以生存的生态环境;保持水土、涵养水源、调节陆地水分循环和小气候，增加区域降水;防风固沙，调节空气、土壤温湿度，改良土壤，保障农牧业增产。 ?森林不短为人类提供木材，能源材料，各种林产品和动物、植物性的副产品。 7、简述热带草原的分布、生境和群落特征。 (1)分布:热带森林与热带荒漠之间。 (2)生境:终年高温，降水分配不均，干湿季明显。 (3)群落特征:?有星散分布的耐旱乔木;?喜热禾本科植物占优势;?季相明显;?大型草食动物和大型肉食动物丰富。 8、简述温带草原的分布、生境和群落特征。 (1)分布:温带大陆内部，荒漠与森林之间。 (2)生境:半干旱、半湿润气温，低温。 (3)群落特征:?种类组成贫乏;?以耐低温、旱生禾本科，豆科为主;?草本具典型旱生特征;?季相明显而华丽;?群落结构简单，仅草本层。 9、简述荒漠的分布、生境和群落特征。 (1)分布:极端干旱地副热高压带和大陆中心。 (2)生境:极端干旱。 (3)群落特征:?种类组成极其贫乏;?优势植物是超旱生灌木，肉质旱生植物和短命植物;?群落结构极其简单，许多地方连一个层次都没有;?生物量和生产力极低。 10、简述苔原的分布、生境和群落特征。 (1)分布:北冰洋沿岸。 (2)生境:冬季酷寒且漫长，夏季凉而短促，土壤具永冻层。 (3)群落特征:?种类组成贫乏;?优势植物是苔藓、地衣和极耐寒小灌木;?植株低矮;?生长极其缓慢;?多年生地面芽为主。 11、生态平衡包括哪些具体内容? (1)系统结构的优化与稳定(2;)系统的能流、物流收支平衡;(3)系统的自我修复、自我调节功能的保持。 13、简述生态平衡的概念与标志。 概念:在一定时间内，生态系统中的生物和环境之间、生物各种群之间，通过能量流动、物质循环和信息传递，达到高度适应、协调和统一的状态。 标志:能量和物质输入、输出平衡，生物种类和数目相对稳定，生态环境相对稳定，生产者、消费者、分解者构成的营养结构相互协调。 17、简述碳循环研究的重要意义。 答:(1)碳是构成有机体的重要元素;(2)人类活动对化石能量的大量使用对气候变化产生重大影响。 18、碳循环包括哪些主要的过程, 答:(1)生物的同化过程和异化过程;(2)大气和海洋之间的二氧化碳交流;(3)碳酸盐的沉淀作用。(4)人类活动产生的碳排放。 1生态因子与环境因子:生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件，有时又称为生物的生存条件。 环境因子则是指生物体外部的全部环境要素。在某种程度上环境因子的范围更广，生态因子也可认为是环境因子中对生物起作用的因子。 2 生态型与生活型:同一生物的不同个体群，由于分布地区的间隔，长期接受不同环境条件的作用和影响，趋异适应的结果不同个体群之间产生分异并在遗传上固定下来，这种不同的个体群的称为生态型。 不同种类的生物生长在相同的生境条件下，形成相同或相似外貌的物种群被归并为同一生活型。 生态型是趋异适应的结果，生活型是趋同适应的结果。 7 演替和波动:演替是一个群落代替另一个群落的过程，是朝着一个方向连续 而波动是短期的可逆的变化，其逐年的变化方向尝尝不同，一般的变化过程; 不发生新种的定向代替。