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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。
当生态因子(一个或相关的几个)接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖、扩散或分布时,这些因子就成为限制因子。
生活在高纬度地区的恒温动物,其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大,因为个体大的动物,其单位体重散热量相对较少,这就是贝格曼规律。
恒温动物身体的突出部分,如四肢、尾巴和外耳等,在低温环境中有变小变短的趋势,这也是减少散热的一种形态适应,这一适应常被称为阿伦规律。
每种生物对环境因子适应范围的大小即生态幅,这主要决定于各个物种的遗传特性。
内稳态机制,即生物控制自身的体内环境使其保持相对稳定,是进化发展过程中形成的一种更进步的机制,它或多或少能够减少生物对外界条件的依赖性。
生物生长发育所需的最低临界温度为生物学零度。
有效积温法则是指在生物的生长发育过程中,必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育。
任何一个生态因子在数量或质量上不足或过多,当这种不足或过多接近或达到某种生物的耐受上下限时,就会使该生物衰退或不能生存下去。
这就是耐受性规律
生物长期适应于一年中温度的寒暑节律性变化,形成与此相适应的生物发育节律称为物候。
2、比较环境、生态因子、生存条件、生境概念的关系
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。
所有生态因子构成生物的生态环境。
生态条件
3、生态因子一般分为哪五大类型,哪些是直接作用,哪些是间接作用
直接作用:
气候因子、土壤因子间接作用:
地形因子、生物因子、人为因子。
4、生态因子作用的一般特征
(1)综合作用
(2)主导因子作用(非等价性)(3)直接作用和间接作用(4)限定性作用(阶段性)作用(5)不可代替性和补偿作用
5、Liebig最小因子定律及其作用条件?
当植物所需的营养物质降低到该植物的最小需要量以下时,该营养物就会影响该植物的生长。
这个论点就被称为利比希最小因子定律。
这一定律只适用于稳定状态,即能量和物质的流入和流出处于平稳的情况下才适用;
要考虑生态因子之间的相互作用。
6、阐述耐受性定律都受哪些因素影响?
(1)生物对各种生态因子的耐性幅度有较大差异,生物可能对一种因子的耐性很广,而对另一种耐性很窄;
(2)自然界中,生物并不都一定在最适环境因子范围生活,对所有因子耐受范围都很广的生物,分布也广;
(3)当一个物种的某个生态因子不是处在最适度状况时,另一些生态因子的耐性限度将会下降,如土壤含氮量下降时,草的抗旱能力也下降;
(4)自然界中生物之所以不在某一个特定因子的最适范围内生活,其原因是种群的相互作用(如竞争、天敌等)和其他因素妨碍生物利用最适宜的环境;
(5)繁殖期通常是一个临界期,此间环境因子最可能起限制作用,繁殖期的个体、胚胎、幼体的耐受限度要窄得多。
7、生态幅受哪些因素影响?
与耐性范围有何区别?
一个物种对某个生态因子的适应范围较宽,而对另一因子的适应范围很窄,在这种情况,生态幅常常为后一生态因子所限制。
还应注意的是,在生物的不同发育时期,它对某些生态因子的耐性是不同的,物种的生态幅往往决定于它的临界期的耐性。
通常,生物繁殖常常是一个临界期,这时,某一生态因子的不足或过多,最易起限制作用,从而使生物繁殖期的生态幅比营养期要窄。
在自然界,生物种往往并不处于其适应生境下,因为生物间的相互作用,常常妨碍它们去利用最适宜的环境条件,因此生理最适点与生态最适点常常是不一致的。
8、内稳态生物与非内稳态生物有何区别?
区别内稳态生物与非内稳态生物,它们之间的基本区别是控制其耐性限度的机制不同。
非内稳态生物的耐性限度仅取决于体内酶系统在什么生态因子范围内起作用;
而对内稳态生物而言,其耐性范围除取决于体内酶系统的性质外,还有赖于内稳态机制发挥作用的大小。
9、有效积温法则相关计算及应用
K=N·
﹙T-T。
﹚式中
K——该生物发育所需要的有效积温,它是一个常数;
T——当地该时期的平均温度,℃;
T。
——该生物生长发育所需的最低临界温度(发育起点温度或生物学温度)
N——生长发育所经历的时间,d。
有效积温法则在农业生产上有重要的意义,全年的农作物茬口必须根据当地的平均温度和每一样作物的有效积温来安排。
该法则还可以用于预测害虫发生的时代数和来年发生程度。
10、图示北极狐、红狐、飞狐的热能曲线说明对低温环境的适应
从图中可以看出:
动物对低温环境的适应主要表现为热中性区宽,下临界点温度低和下临界点温度以下的曲线斜率小。
例如北极狐和生活在阿拉斯加的红狐,他们的热中性区都很宽,下临界点的温度可以达到-10℃以下,即使在下临界点温度以下的代谢率增加也很缓慢(红狐)甚至不增加(北极狐)。
11、动物对低温环境的适应
在形态上,生活在高纬度地区的恒温动物,其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大,这就是贝格曼规律。
另外在低温环境中有变小变短的趋势,这一适应称为阿伦规律。
恒温动物的另一形态适应是在寒冷地区和寒冷季节增加毛和羽毛的数量和质量或增加皮下脂肪的厚度,从而提高身体的隔热性能。
在生理上,动物靠增加体内产热量来增加御寒能力和保持恒定的体温,但寒带动物由于有隔热性能良好的毛皮,往往能使其少增加代谢产热的情况下就能保持恒定的体温。
减少身体散热的另一种适应是大大降低身体终端部分的温度,而身体中央的温度血液则很少流到这些部分。
行为的适应主要表现在休眠和迁移前者有利于增强抗寒能力,后者可躲过低温环境。
12、水生植物对水因子有哪些适应特征
体内有发达的通气系统,以保证身体各部对氧气的需要;
叶片常呈带状、丝状或极薄,有利于增加采光面积和对二氧化碳与无机盐的吸收;
植物体具有较强的弹性和抗扭曲能力以适应水的流动;
淡水植物具有自动调节渗透压的能力,而海水植物则是等渗的。
13、水生动物如何适应于高盐度或低盐度的环境
14、植物对水分的适应类型有哪些?
①水生植物a.沉水植物b.漂浮植物c.浮叶植物d.挺水植物②陆生植物a.湿生植物b.中生植物c.旱生植物
15、生物与光的关系
3种群生态学
概念:
生态入侵、他感作用、竞争排斥原理、种间竞争
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,分布区稳定地扩展,并给当地物种及生产生活带来、危害,这种过程称生态入侵。
他感作用也称作异株克生,通常指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。
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,亦即完全的竞争者不能共存。
叫竞争排斥原理
种间竞争是指具有相似要求的物种,为了争夺空间和资源而产生的一种直接或间接抑制对方的现象。
1、种群的基本特征:
(1)空间分布特征
(2)数量特征(密度或大小)(3)遗传特征
2、出生率的高低取决于哪些因素:
性成熟的早晚产子次数窝产量
3、种群密度的调查方法
绝对密度(直接统计法)(取样调查法)(①植物:
样方法②动物:
标志重排法)
相对密度(直接数量指标)(间接数量指标)
4、存活曲线有哪些类型,年龄结构类型
存活曲线分为三个类型:
①Ⅰ型曲线凸型,表示在接近生理寿命前只有少数个体死亡;
②Ⅱ型曲线呈对角线,各年龄死亡率相等;
③Ⅲ型曲线凹型,幼年期死亡率很高。
年龄结构分为三种基本类型:
①增长型曲线锥体呈典型金字塔形,基部宽,顶部狭,表示种群有大量幼体,老年个体较少,种群的出生率大于死亡率,是迅速增长的种群;
②稳定型种群锥体形状和老、中、轻比例介于增长型和下降型种群之间,出生率与死亡率大致相平衡,种群稳定;
③衰退型种群锥体基部比较狭,而顶部比较宽,种群中幼年比例减少而老年比例增大,种群的死亡率大于出生率。
5、净生殖率R与种群的关系
净生殖率(R0):
一个世代后,每雌产雌数。
也就是,每个世代的增殖率(一个世代后,原个体都已死亡)R0=∑lx·
mx若R0>
1,则出生率>
死亡率,一个世代后种数数量增殖R0倍。
(种群增长)R0=1,则出生率等于死亡率,一个世代后种群数量稳定。
R0<
1,则出生率<
死亡率,一个世代后种群数量下降。
R0=0,则出生率=0,一个世代后种群绝灭。
6、种群增长模型及其计算
7、比较分析种群增长的非密度制约指数增长模型(离散型和连续型)、密度制约增长模型(离散型和连续型)
成立的条件和建模的要求,各模型具有哪些生态学意义。
8、如何来判断种群属于哪种内分布型?
用一定面积的样方对种群数量进行若干次取样调查,将取样调查的结果进行统计分析,计算平均数和方差,然后根据平均数(m)与方差(s²
)的比值,就能检测出该种群的分布格局形式。
均匀分布时,s²
/m<1随机分布时,s²
/m=1成群分布时,s²
/m>1
9、有关种群调节理论有哪些学派
外源性种群调节理论
(1)气候学派
(2)生物学派
内源性种群调节学派
(1)行为调节学说
(2)内分泌调节学说(3)遗传调节学说
10、比较种群指数增长模型和逻辑增长模型
11、从r=㏑R/T计划生育有哪些途径
(1)降低R值,即使世代增殖率降低,即限制每对夫妇的子女数;
(2)使T值增大,即可以通过推迟首次生育时间或晚婚来达到。
12、自然种群的数量变动包括哪些类型?
(1)季节波动
(2)年际波动(3)种群的衰落和灭亡(4)种群的暴发(5)生态入侵
13、种群出生率和死亡率可区分为哪几种类型?
出生率常分为最大出生率和实际出生率或生态出生率。
最大出生率(有时还称绝对或生理出生率)是在理想条件下(即无任何生态限制因子,繁殖只受生理因素的限制)在理论上产生新个体的最大数量。
实际出生率表示种群在某个真实的或特定的环境条件下的增长。
死亡率分为最低死亡率和实际死亡率(生态死亡率)。
最低死亡率是种群在最适环境条件下,种群中的个体都是因年老而死亡,即动物都活到了生理寿命后才死亡的情况。
实际死亡率是在某特定条件下丧失的个体数。
14、生物亲本投资有哪些方式
具有抚育习性的生物:
(1)一种是产生较少的后代,把大部分的能量投资于对子代的抚育上,以确保子代有较高的存活率。
(2)一种是产生较多的子代,把较少的能量投资于子代的抚育上,所以子代成活率低,需要大量后备个体补偿。
不具抚育习性的生物:
子代的个体大小和数量决定。
15、r-选择,K-选择有哪些特征
特征
r-选择
K-选择
出生率
高
低
死亡率
高,灾难性的,非密度制约
低,有规律性,密度制约
发育
快
慢
种群大小
大,不稳定,种群大小波动大
小,稳定,种群大小在K值附近
体型
体型小
体型大
存活曲线
属Ⅲ型,幼体存活率低
属Ⅰ或Ⅱ型,幼体存活率高
生育投资
提早生育,单次生殖
缓慢发育,多次繁殖
适应气候
多变,难以预测,不确定
稳定,可预测,较确定
寿命
短,通常不到1年
长,通常大于1年
竞争能力
弱
强
导致
高生育力的
高存活率的
16、图示说明两种繁殖策略数量的波动与稳定
17、种内竞争的特点
主要分为资源利用性竞争和相互干扰性竞争。
在资源利用性竞争中,生物之间并没有直接的行为干涉,而是双方各自消耗利用共同资源,由于共同资源可获得量减少从而间接影响竞争对方的存活、生长和生殖,因此资源利用性竞争也称为间接竞争。
相互干扰性竞争又称为直接竞争,直接竞争中,竞争者相互之间直接发生作用。
18、社会等级的基本形式
一长性,单向性,循环性
19、生物种间关系基本类型
(1)种间竞争
(2)捕食(3)种间寄生(4)种间偏利共生(5)种间共生
20、生态位理论
4群落组成与结构
群落优势种频度生物多样性演替演替顶级原生裸地次生裸地次生演替
生物群落是指在特定的时间、空间或生境下,具有一定的生物种类组成、外貌结构(包括形态结构和营养结构),各种生物之间、生物与环境之间彼此影响、相互作用,并具特定功能的生物集合体。
对群落的结构和群落环境的形成起主要作用的种称为优势种。
频度即某个物种在调查范围内出现的频率。
生物多样性:
一定时空范围内生物物种及其所携带的遗传信息和其与环境形成的生态复合体的多样化及各种生物学,生态学过程的多样化和复杂性。
演替就是指某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程。
演替顶级:
就是干扰顶级,在演替的过程中由一种强烈而频繁的干扰因素所引起的相对稳定的群落。
原生裸地:
从未有过任何生物的裸地。
次生裸地:
原有生物群落被破坏后的裸地。
次生演替是在原有生物群落被破坏后的次生裸地上(如森林砍伐迹地、弃耕地)开始的演替。
1、植物群落的基本特征有哪些?
(1)具有一定的物种结构
(2)不同物种之间的相互作用(3)具有形成群落环境的功能(4)具有一定的外貌和结构(5)具有一定的动态特征(6)具有一定的分布范围(7)具有特定的群落边界特征
2、群落的性质
3、生物群落的数量特征有哪些?
(1)种的个体数量指标:
①多度②密度③盖度④频度⑤高度或长度⑥重量⑦体积
(2)种的综合特征:
①优势度②重要值③综合优势比④群落相似性⑤种间关联
4、群落交错区有哪些特征?
具有三个主要的特征:
首先,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;
其次,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遇破坏,恢复原状的可能性很小;
最后,这里的生态环境变化速度快,空间迁移能力强,因而也造成生态环境恢复的困难。
5、如何确定植物群落样地的最小面积
选择群落中各物种生长分布较均匀的地方,用绳子圈定一定面积的样地,登记这一面积中的所有的物种,然后按照一定的顺序成倍扩大面积,登记新增加的种类。
开始时,面积扩大,物种随之迅速增加,但逐渐扩大面积后,物种增加的比例减少,最后,面积再增大,种类却很少增加。
将两者的比例关系,绘制一张种类-面积曲线图。
曲线最初陡峭上升,而后水平延伸,开始延伸的一点所示的面积(曲线转折处),即为群落的最小面积。
6、物种多样性及测定方法
7、种间关联相关模型
8、Raunkiear分类系统
(1)高位芽植物
(2)地上芽植物(3)地面芽植物(4)隐芽植物(5)一年生植物
9、生活型与环境的关系
高位芽植物占优势是温暖、潮湿气候地区群落的特征;
地面芽植物占优势的群落,反映了该地区具有较长的严寒季节;
地上芽植物占优势,反映了该地区环境比较湿冷;
一年生植物占优势则是干旱气候的荒漠和草原地区群落的特征。
10、中度干扰假说,依据
中等程度的干扰水平能维持较高的多样性。
这是因为:
①一次干扰后少数先锋种入侵缺口,如果干扰频繁,先锋种不能发展到演替中期,因而多样性较低;
②如果干扰间隔很长,演替过程能发展到顶级期,多样性也不高;
③中等干扰程度使多样性维持最高水平,它允许更多的物种入侵和定居。
11、岛屿的种数—面积关系
岛屿面积越大,种类越多。
可用种数-面积方程表示:
12、平衡假说
岛屿上的物种数取决于物种迁入和灭亡的平衡,并且这是一种动态平衡,不断地有物种灭亡,也不断的由同种或别种的迁入而替代补偿灭亡的物种。
岛屿面积越大且距离大陆越近的岛屿,其居留物种的数目最多;
而岛屿面积越小且距离大陆越远的岛屿,其居留物种的数目越少。
岛屿上的物种数不随着时间而变化;
这是一种动态平衡,即灭亡种不断被新迁入的种所代替;
大岛比小岛能“供养”更多的种;
随岛距大陆的距离由近到远,平衡点的物种不断降低。
13、影响群落结构的因素有哪些?
1、生物因素
(1)竞争
(2)捕食2、干扰3、空间异质性
(1)非生物环境的空间异质性
(2)生物空间的异质性4、岛屿与群落结构
14、断层的抽彩式竞争
抽彩式竞争出现的条件为:
①群落中具有许多入侵缺口②有许多对缺口中物理环境适应能力相等的物种③这些物种中任何一个种在其生活史过程中能阻止后入侵的其他物种再入侵。
对缺口的种间竞争结果完全取决于随机因素,即先入侵的物种取胜,至少在其一生中取胜。
当缺口的占领者死亡后,缺口再次成为空白,那后一种入侵和占有又是随机的。
群落由于各种原因不断形成新的缺口,群落整体就有更多的物种可以共存,群落的多样性将明显提高。
15、演替类型
(1)按照演替延续的时间进程可分为快速演替、长期演替和世纪演替
(2)按照演替的起始条件可分为原生演替和次生演替
(3)按照演替的基质性质可分为水生演替和旱生演替
(4)按照控制演替的主导因素可分为内因性演替和外因性演替
(5)按照群落的代谢特征可分为自养型演替和异样型演替
16、以云杉林采伐演替为例,说明次生演替过程
1、采伐迹地阶段亦即森林采伐时的消退期。
在采伐森林后留下的大面积采伐迹地上,原有的森林气候条件完全改变,如阳光直射地面、温度变化剧烈、风大且易形成霜冻等,不能忍受日灼或霜冻的植物难以生存,原来林下耐阴或阴性植物受到限制,甚至消失,而喜光的植物,尤其是禾木科、莎草科以及其他杂草得以滋生形成杂草群落。
2、小叶树种阶段新的环境适合于一些喜光、耐旱、耐日灼和耐霜冻的阔叶树种的生长,在原有云杉所形成的优越土壤条件下,在杂草群落中便形成以桦树和山杨为主的群落。
同时,郁闭的林冠下耐阴植物也抑制和排挤其他的喜光植物,使它们开始衰弱,然后完全死亡。
3、云杉定居阶段由于桦树和山杨等所形成的树冠缓和了林下小气候条件的剧烈变化,又改善了土壤环境,因此,阔叶林下已经能够生长耐阴性的云杉和冷杉幼苗。
4、云杉恢复阶段当云杉的生长超过桦树和白杨,占据了森林上层空间,桦树和白杨因不能适应上层遮荫而开始衰亡,过80~100年,云杉又高居上层,造成严密的遮荫,在林内形成紧密的酸性落叶层,其中混杂着一些留下的桦树和白杨。
新形成的云杉林与采伐前的云杉林,只是在外貌和主要树种上相同,但树木的配置和密度都不相同了。
17、说明原生演替系列
①旱生演替系列典型的旱生演替系列是:
地衣群落阶段→苔藓群落阶段→草本群落阶段→木本群落阶段。
②水生群落系列典型的水生演替系列是:
自由漂浮植物阶段→沉水植物阶段→浮叶根生植物阶段→直立水生植物阶段→湿生草本植物阶段→木本植物阶段。
18、主要顶级理论有哪些,基本观点各是什么?
(1)单元顶级理论:
一个气候相当一致的区域,如给予足够的时间,最终将被一种连续和整齐一致的植被普遍覆盖着,这就是单元顶级理论。
(2)多元顶级理论:
如果一个群落在某种生境中基本稳定,能自行繁殖并结束它的演替过程,就可看作顶级群落。
(3)顶级-格局假说:
在任何一个区域内,环境因子都是连续不断地变化的。
随着环境梯度的变化,各种类型的顶级群落不是截然呈离散状态,而是连续变化的,因而形成连续的顶级类型,构成一个顶级群落连续变化格局。
19、演替方向比较二者异同
两者的区别在于:
进展演替导致:
(I)植物群落的结构和种类成分复杂化;
(2)群落充分利用环境,(3)群落生产力逐步增加,(4)最大利用地面;
(5)群落的中生化;
(6)对外界环境的改造强烈。
逆行演替导致;
(1)结构简单化;
(2)不能充分利用环境;
(3)生产力逐渐下降:
(4)不能充分利用地面:
(5)群落早生他;
(6)对外界环境的改造轻微。
5生态系统生态学
食物链营养级摄取量同化量呼吸量生产量生态系统生态平衡物种流生态服务系统
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而在生态系统中传递,各种生物按其取食和被食的关系而排列的链状顺序称为食物链。
营养级是指食物链某一环节上的所有生物种的总和。
摄取量(I)表示一个生物(生产者、消费者、腐食者)所摄取的能量。
同化量(A)表示在动物消化道内被吸收的能量,即消费者吸收所采食的食物能。
呼吸量(R)指生物在呼吸等新陈代谢和各种活动中所消耗的全部能量。
生产量(P)指生物呼吸消耗后所净剩的同化能量值。
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进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。
在一定时间内,生态系统中生物各种群之间,通过能流、物流、信息流的传递,达到互相适应、协调和统一的状态,处于动态的平衡之中,这种动态的平衡称为生态平衡。
物种流是指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。
生态系统服务是指由自然系统的生境、物种、生物学状态、性质和生态过程所产生的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能。
1、生态系统的功能类群分为哪几类?
各具有什么作用?
各包括哪些生物类群?
它们是通过怎样的方式联系成为一个功能整体的?
①生产者是指利用太阳能或其他形式的能量将简单的无机物制造成有机物的各类自养生物,包括所有的绿色植物、光合细菌和化能合成细菌等。
②消费者是指不能利用太阳能将无机物质制造成有机物质,而只能直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物质维持生命的各类异样生物,主要是各类动物。
③分解者分解者是异养生物,其作用是把动植物残体的复杂有机物分解为生产者能重新利用的简单化合物,并释放出能量,其作用正与生产者相反。
2、食物链分为哪几种类型?
a.捕食食物链b.碎屑食物链c.寄生食物链d.混合食物链e.特殊食物链
3、全球初级生产量的分布特点
在海洋中,由河口湾向大陆架到大洋区,单位面积净初级生产量和生物量有明显降低的趋势,但在珊瑚礁和海藻床是最高产量的;
在陆地上,由热带雨林向温带常绿林、落叶林、北方针叶林、