生态学笔记整理打印版Word文件下载.docx
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系统的整体功能是一种整体效应，不但反映各组分的独立功能，而且反映出各组分之间相互作用产生的新效应。
这种新效应可能加强各组分原有的独立功能，如：
狼群捕猎的例子。
系统的新效应也可能减弱各组分原有的独立功能，如：
蜂窝中只能有一个蜂王的例子。
系统的新效应也可能是各组分原来没有的，如：
蛋白质的酶功能是其组分氨基酸所没有的。
（二）生态系统
1、生态系统：
生物与生物之间以及生物与其生存环境之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转化和信息传递，成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体。
简言之，是在一定空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的统一体。
2、生态系统分为生物组分和非生物组分
①生物组分分为生产者、消费者、分解者
②非生物组分为：
太阳辐射、无机物质、有机物质、土壤
3、生态系统的基本特征：
①是生态学的一个主要结构和功能的单位，属于生态学研究的最高层次。
②生态系统内部具有自我调节的能力，但这种自我调节能力有限度的。
③生态系统的三大功能：
能量流动，物质循环，信息传递。
④生态系统各营养级的数目通常不超过6个。
⑤生态系统是一个动态系统，其早期阶段和晚期阶段具有不同的特性。
4、生态系统的特点有哪些？
生态系统也是系统，因此具有系统的共性。
然而，生态系统又是含有生物的系统，因此还具有区别于一般系统的特性：
（1）在组成成分方面，不仅包括各种无生命的物理、化学成分，还包括有生命的生物成分，生物群落是生态系统的核心。
（2）在空间结构方面，生态系统大多与一定的地理组成相联系，具有明显的地域特征。
（3）在时间变化方面，生态系统中的生物组分具有生长、发育、繁殖和衰亡的时间特征，使生态系统具有从简单到复杂，从低级到高级的演变发展规律。
（4）在内部功能方面，生态系统主要靠三大类群生物（生产者、大型消费者和小型消费者）协调的能量转化和物质循环过程完成。
这种联结使得系统内生物之间、生物与环境之间处于一种动态平衡关系。
（5）在外部关系方面，所有自然生态系统都是开放系统，通过不断地从外界输入物质和能量，经过转化变为各种输出，从而维系着系统的有序状态。
4、生态系统的特点：
①组分上：
无生命和有生命；
②结构上：
具有明显的地域性、动态性③时间变化上：
简单到复杂、低级到高级④功能上：
组分间不断进行能量转换与物质循环、使系统处于一种动态平衡的状态⑤外部关系上：
开放系统、物质能量交换
5、生态系统的结构系指生态系统中组成成分及其在时间、空间上的分布和各组分间的能量、物质、信息流的方式与特点。
6、生态系统的结构包括物种结构、时空结构和营养结构
7、生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递3大功能
8、生态系统的主要类型
（1）按环境分：
海洋生态系统、森林生态系统、草原生态系统、淡水生态系统
（2）按人类干预程度分：
自然生态系统、人工生态系统、半自然生态系统
（三）农业生态系统
1、农业生态系统：
在人类的积极参与下，利用农业生物和非生物环境之间以及农业生物种群之间的相互关系，通过合理的生态结构和高效的生态机能，进行能量转化和物质循环，并按照人类社会需要进行物质生产的综合体。
2、农业生态系统的特点：
①受人控制②净生产力高③组成要素简化，自我稳定性较差④开放性
⑤受自然与社会“双重”规律制约⑥明显的区域性
3、农业生态系统基本功能：
（1）能量流
（2）物质流（3）信息流（4）价值流
4、生态系统的结构：
指生态系统组分在时间、空间上的配置及组分间的能物流顺序关系。
（1）物种结构：
生物种群组成及它们之间的量比关系；
（2）空间结构：
生物群落在空间上的垂直和水平格局变化；
（3）时间结构：
生态区域内各生物种群生活周期在时间分配上形成的格局；
（4）营养结构：
生态系统中生物碱构成的食物链和食物网结构。
（四）农业生态系统与自然生态系统的比较：
1.生物构成方面：
（1）农业生态系统中的生物是经人工驯化培育的农业生物以及与之相关的生物，而自然生态系统中的生物是特定环境下经生物种群间、生物与环境间长期相互适应形成的自然生物群落
（2）农业生态系统的生物种类结构单一，物种多样性低于自然生态系统。
2.环境条件方面农业生态系统的环境条件受到人类的调控与改造，以便农业生物能够更加高效地转化出人类所需的各种农副产品
3.结构与功能方面农业生态系统的结构组成既包含了自然生态系统的组分又包含了社会经济因素的组分。
4.稳定机制方面自然生态系统物种多样性十分丰富，生物之间、生物与环境之建立了复杂的食物链与食物网，形成了自然的自我调节稳定机制，保证自然生态系统相对稳定发展农业生态系统因生物种类减少，食物链结构变短，自然调节的稳定机制被削弱，系统的自我稳定性下降。
5.生产力特点农业生态系统具有较高的生产力和较高的光能利用率。
6.开放程度方面两者均是开放性的系统，但农业生态系统要高于自然生态系统。
7.能流特征方面因农业生态系统是一个具有大量输入与输出的开放系统，系统内自我维持的能量很少。
8.养分循环方面农业生态系统养分循环的特点：
具有较高的养分输出率与输入率，养分库存量较低，但流量大、周转快；
9.服从规律方面农业生态系统的存在与发展同时受到自然与社会经济规律即双重规律的支配。
10.运行的“目标”方面自然生态系统运行的“目标”是自然资源的最大限度生物利用，并使生物现存量达到最大；
农业生态系统运行“目标”是使农业生产在有限的自然与社会条件制约下，最大限度的满足人类的生存和持续发展
的需要。
农业生态系统的结构
（1）水平结构：
①农业生态景观与农业生态系统的水平结构。
景观多样性，边缘效应与生态交错带。
生态交错带：
在景观中不同斑块连接之处的交错区域。
②不同自然坏境条件对农业生态系统水平结构的影响。
③农业区位和社会经济条件对农业生态系统水平结构的影响。
（2）垂直结构
①自然地理位置与农业生态系统的垂直结构。
②农田立体模式。
③水体立体模式。
④养殖业立体模式。
⑤农林立体模式。
（3）营养结构
①食物链：
生物成员之间通过取食与被取食的关系所联系起来的链状结构。
②食物网：
生态系统中不同种类的生物相互交错形成复杂的网状结合。
捕食食物链：
从绿色植物开始，到草食动物，再到肉食动物的一条以活的有机体为营养源的食物链；
腐食食物链：
以死的有机体或生物排泄物为营养源，将有机质分解为无机物的食物链；
寄生食物链：
由寄生成员通过计生关系联系起来的链条；
混合食物链：
由腐生、寄生、捕食等多种成员联系起来的链条。
食物链加环有什么作用
（1）提高农业生态系统的稳定性。
通过在农业生态系统中引入捕食性昆虫或动物这样的营养级，就可以抑制虫害的发生，大大减少由于病虫害而造成的经济损失，提高农业生态系统的稳定性。
（2）提高农副产品的利用率。
一般农作物只有20%~30%的主产品可供人类直接食用，而70%~80%则为副产品。
如果在其中加入新的食物链环节，这一部分副产品也可供其他动物或菌类利用，并制造出更多的次级产品，为人类提供更多的食物，从而提高农副产品的利用率和经济效益。
（3）提高能量的利用率和转化率。
生态系统中，食物链中下一个营养级只能部分地利用上一个营养级所储存的有机物质和能量，而总有一部分未被利用，适当增加新的生物组分则可提高物质和能量的利用率。
食物链加环有哪些类型？
食物链加环的主要类型有：
（1）生产环。
它又可分为一般生产环和高效生产环两种。
（2）增益环。
（3）减耗环。
（4）复合环。
（5）加工环。
加工环有传统加工型、多次加工型和农工商结合型3种类型。
什么是食物链解列？
通常用在哪些方面？
食物链解列，是指在有毒物质在食物链上富集达到一定程度时，使其与到达人类的食物链中断联系。
食物链解列通常用在以下方面：
（1）污染土壤处理。
在受污染的土壤上种植非食用的用材林、薪炭林等林木和花卉等观赏植物，还可用来生产纤维用的各种麻类作物，使污染物离开食物链。
（2）污水处理。
利用水生植物处理城市污水、生活污水和工业废水，可减轻有毒物质对人体、畜禽的危害。
（4）时间结构
①作物套作。
小麦玉米套作、麦棉绿肥间套作、小麦玉米甘薯套作、以粮为主，间套瓜菜、果农套作，以短养长。
②轮作、轮养。
作物的轮作（大田作物轮作：
水旱轮作、旱地轮作。
蔬菜作物轮作）；
稻鱼轮作；
动物的轮养和套养。
③农业生产模式的演替
√第三章生物种群
重点掌握生物种群的特征、增长类型及特点，生物种群数量变化原因及调节方式，生物种群进化过程中的生态策略选择。
掌握种群间的相互作用关系及其在农业生产中的应用
（一）种群的概念与特征
1、种群：
是指在某一特定时间中占据某一特定空间的一群同种的有机体的总称，或者说一个种群就是在某一特定时间中占据某一特定空间的同种生物的集合体。
种群是物种存在的基本形式，又是组成生物群落的基本单位
2、种群的基本特征：
①空间特征：
指种群有一定的分布区域和分布方式。
②数量特征：
指种群具有一定的密度、出生率、死亡率、年龄结构和性比。
③遗传特征：
指种群具有一定的一船组成，而且有随着时间进程改变其遗传特性的能力，即进化适应能力。
④系统特征：
种群是一个自组织。
自调节的系统。
（二）种群结构
1、种群的大小和密度
种群大小：
是指一定面积或容积内某个种群的个体总数。
种群密度：
是指单位面积或容积内某个种群的个体总数。
粗密度：
又称天然密度，是指单位空间某个种的实际个体数量或生物量。
生态密度：
是指单位单位栖息空间某个种群的个体数量或生物量。
2、种群的年龄结构和性比
龄级比：
若一个种群中的不同个体具有不同的年龄，则可按一定的年龄分组，统计各个年龄组个体数占种群总个体数的比率，称龄级比。
①增长型种群。
其年龄结构呈经典的金字塔形，种群中有大量的幼体和极少的老年个体。
种群的出生率大于死亡率。
②稳定型种群。
每一龄级的个体死亡数接近进入该龄级的新个体数，种群数量相对稳定。
③衰退型种群。
种群中幼体比例很小，而老年个体比例较大，出生率小于死亡率。
种群趋于衰退甚至消失。
性比：
是指一个雌雄异体的种群所有个体或某个龄级的个体中雄性对雌性的比率。
3、种群的出生率和死亡率
4、种群的内禀增长率与环境容纳量
种群的内禀增长率：
在没有任何环境因素（食物、领地和其他生物）限制的条件下，由种群内在因素决定的稳定的最大增值速度称为种群的内禀增长率。
环境阻力：
是指妨碍种群内禀增长率实现的环境限制因素的总和。
环境容纳量：
在一个生态系统中有限的环境条件下种群所能达到的稳定的最大数量（或最大密度），称为系统对该种群的环境容纳量，常用K表示。
5、种群的空间分布和阿利氏原则
种群分布基本类型：
①随机的②均匀的③成丛的（聚集的）
阿利氏群聚原则：
是指每个生物都有自己最适的密度，过疏和过密都产生限制影响的这一原则。
（三）种群动态
1、生命表和生命曲线
生命表又称为寿命表或死亡率表，它可用来综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命，预测某一年龄组的个体能活多少年，还可以看出不同年龄组的个体比例情况。
依据生命表可以绘制存活曲线。
存活曲线是反映种群在每个年龄级生存的数目。
存活曲线通常分为三种基本类型。
A型：
凸型的存活线。
表示种群在接近生理寿命前，死亡率一直很低，直到生命末期死亡率才升高。
大型动物包括人类。
B型：
呈对角线的存活曲线。
各个时期的死亡率是相等的。
C型：
凹型的存活曲线。
幼体的死亡率很高，以后的死亡率低而稳定。
2、生物种群的增长类型与特点
①种群在无环境限制条件下的指数式增长：
特征：
种群在不受环境条件限制下，即食物充足，无种内竞争，无天敌，具有稳定的年龄结构，并且光、温、湿等环境条件处于最适状态，种群以指数方式增长，此时的种群增长率最大，称为内禀增长率。
种群的增长率稳定不变，不受种群自身密度的影响，分为离散种群增长型和连续种群增长型。
指数型增长一般发生在生物种群增长的初级阶段，环境条件或资源相对丰富。
②种群在环境制约下的S型曲线增长模型
种群在一定的生态系统中，因各环境因子的综合作用，使种群的数量处于一个相对稳定的最大数量。
种群数量低于K值时，种群数量将增加，种群数量超过K值时，种群数量将下降。
①种群在无环境限制下的指数式增长
时代分离的种群，其增长呈不连续状态。
时代重叠的种群，其增长呈连续状态。
指数增长只是短期的，只有空间和资源对种群数量相对没有任何限制的情况下才能表现出来。
②种群在环境制约下的逻辑斯蒂增长
在自然条件下，环境条件总是有限的。
在有限的环境条件下，开始时因为种群数量少而增长缓慢，随后逐渐加快，但不久之后，由于种群对有限空间资源和其他生活必需条件的种内竞争加剧，环境阻力的逐渐增加，增长速度又开始逐渐下降，直到种群数量达到环境容纳量（K）并维持下去。
由于环境的阻力的逐渐增加的，故增长曲线呈S型。
生物种群的增长类型分为指数型增长和s型曲线方程型增长。
（四）生物种群数量变化原因及调节方式
1、种群波动的原因
（1）非密度制约：
与数量无关的因素，如温度、降水、食物来源
（2）密度制约：
①种内竞争食物和领地②某些特殊生物种的增长，对心理抑制使种群不能繁殖过多
③捕食者与猎物者之间的反馈控制作用④治病的病原菌和寄生物对种群的影响
1、种群数量变化的原因。
外因：
无机环境，种间竞争，天敌，人类干涉。
内因：
内部的自我调节
2、种群的数量动态（种群数量波动类型）
①种群增长：
自然种群数量变动中J型和S型增长均可见到，J型增长可以视为是不完全的S型增长
②季节消长：
自然种群数量变动存在着年内（季节消长）和年间的差异
③不规则波动：
波动无周期性，数量也极不稳定（例子马世骏研究东亚飞蝗在我国大发生）
④周期性波动：
例子旅鼠、北极狐3-4年周期，美洲兔、加拿大猞猁9-10年周期
⑤种群的爆发：
具有不规则或周期性波动的生物都可能出现种群的爆发
例子农业生产中最闻名的爆发是害虫和害鼠
⑥种群的平衡：
种群较长期地维持在几乎同一个水平上
⑦种群的衰落和死亡：
种群长久处于不利条件下（人类过度捕猎或栖息地被破坏），其数量会出现持久性下降，即种群衰落，甚至死亡。
个体小，出生率低，生长慢，成熟晚的生物，最早出现此种情况
⑧生态入侵：
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
3、种群数量调节方式：
种群调节是指种群数量的控制。
①密度制约。
密度制约是指通过密度因子对种群大小的调节过程。
通常认为密度制约是生物因素引起的。
诸如寄生、病原体、食物短缺、捕食等。
分为种内调节和种间调节。
②非密度调节。
主要指非生物因子（包括气候因素，污染物，化学因素）对种群大小的调节。
③农业有害生物种群的综合防治。
尽可能协调地应用一切合适的技术和方式，使有害生物种群数量保持在低于经济损失水平以下的有害生物管理方法。
种内调节：
任何种群密度过高对自身均是有害的，所以种群的进化趋势是在环境容纳量水平以下，调节着自身的密度。
（行为，生理，遗传）
种间调节：
捕食，寄生和种间竞争共同资源等因子均对种群的密度产生制约作用。
（五）种群间的相互作用
种群间的相互作用包括正相互作用和负相互作用。
1、正相互作用有偏利共生、互利共生和原始协作。
①偏利共生：
指相互作用的两个种群一方获利，而另一方则没什么影响。
②互利共生：
是一种专性的、双方都有利并形成相互依赖和能直接进行物质交流的共生关系
③原始协作：
两种生物在一起，彼此各有所得，但两者之间不存在依赖关系。
2、负相互作用有竞争、寄生以及捕食。
④竞争：
两个生物争夺同一对象而产生的对抗作用。
④直接干涉型⑨资源利用型。
⑤捕食：
一种物种成员取食另一物种成员的现象。
⑥寄生：
一种寄生者寄居在另一种寄主的体内或体表，从而摄取寄主的养分以维持生活的现象。
（竞争排斥原理（高斯原理）：
是指具有相同生态位的不同物种，在同一生境中不能长期共存。
）
（协同进化：
指在种间相互作用的影响下，不同种生物间相关性状在进化中得以形成和加强的过程。
）
⑦偏害作用：
种群1受到抑制，种群2不受影响。
⑧中性作用：
两个种群彼此都不受影响。
3、次生代谢产物在种间关系中的作用
化感作用：
植物（包括微生物）通过向环境中释放化学物质从而对邻近植物（或微生物）的生长和发育产生抑制或促进作用，这种影响可以是直接的，也可以是间接的。
4、种群间相互关系在农业生产中的应用
①建立人工混交林、林粮间作，农作物间套种
②稻田养鱼、养萍，稻鱼、稻萍混作
③蜜蜂与虫媒授粉作物的互利作用
④生物防治病虫害及杂草
（六）生物对策
1、生态对策：
是指生物为适应环境而朝不同方向进化的“对策”，也即生物以何种形态和功能特征的适应而在其生境中生存和繁衍后代。
2、生态策略选择：
r选择：
在环境不稳定和自然灾害经常发生的地方，只有较高的繁殖能力才能补偿灾害所造成的损失。
故在不稳定的环境中，谁有较高的繁殖能力就对谁更有利。
所以居住在不稳定环境中的物种，具有较大的Ym是有利的，有利于增大内禀增长率的选择称为r选择。
k选择：
在气候条件稳定，自然灾害罕见的地方，生物的繁衍有可能接近环境容纳量，故在稳定的环境中，谁能更好地利用环境承载力，达到更高的K，对谁就有利。
3、生态对策的比较
K-对策生物（K-对策者）：
属K-对策的生物①个体大，寿命长，存活率高，适应于稳定的栖息环境，不具较大的扩散能力②种群密度比较稳定，种群的数量通常是稳定在环境容纳量（K）的水平或附近③种间竞争能力比较强，但繁殖率低，遭到激烈变动或死亡后，返回平衡水平的自然时间较长，容易走向灭绝。
如乔木和大型肉食动物。
r-对策生物（r-对策者）：
属r-对策的生物①个体小，寿命短，存活率低，但具有较高的生殖率，具有较大的扩散能力，适应于多变的栖息环境②种群数量经常出现大起大落的突发性波动③竞争能力弱，但繁殖率高，返回平衡水平的反应时间较短，灭绝的危险较少。
如昆虫和杂草。
4、生态对策在农业上的应用
利用k对策生物能稳定环境与r对策能迅速适应变化了的环境的特点，在农业生态系统中适当配置r-k对策谱系的物种可以提高系统的生产力。
如利用浮游生物、蚯蚓、食用菌、蚕等生活周期短，繁殖快的特定，加速系统的物质循环利用，减少养分流失，增加产品产出；
利用多年生林果，竹木等以稳定农业生态环境。
大量的农作物，家禽属于中间类型。
√第四章生物群落
重点掌握生物群落结构理论及其农业应用，生态位理论与应用，群落演替与顶极群落理论的应用。
（一）生物群落的概念与特征
1、生物群落：
是指在一定地段或生境中各种生物种群所构成的集合。
2、群落的基本特征：
①具有一定的种类组成。
群落是由一定的植物、动物和微生物种类组成的。
②具有一定的结构。
群落本身具有一定的形态结构和营养结构。
③具有一定的动态特征。
群落不断运动。
其运动形式包括季节变化、年际变化、演替与演化。
④不同物种之间存在相互影响。
一个群落的形成和发展必须经过生物对生物的适应和生物种群的相互适应。
⑤具有一定的分布范围。
任何一个群落只能分布在特定的地段和生境中。
⑥形成一定的群落环境。
生物群落所其居住环境产生重大影响。
⑦具有特定的群落边界特征。
在自然条件下，有的群落有明显的边界，有的边界不明显。
3、生物群落的种类组成及其数量特征
组成1.生态优势种2.亚优势种3.伴生种4.偶见种或稀见种
数量特征：
种的个体数量指标和种的综合数量指标
种的个体数量指标包括多度、密度、盖度、频度、高度、体积、重量
1.种的个体数量指标：
多度、密度、盖度、频度、高度、重量
2.种的综合数量指标：
优势度、重要值、综合优势比、物种多样性
有关多样性的指数（香农-威纳指数、辛普森指数）
（二）群落的结构
1.群落的水平结构
群落的水平结构是指群落的在水平方向上的配置状况或水平格局，也称为群落的二维结构。
在多数情况下群落内各物种常常形成局部范围相当高密度集团的片状分布或斑块状镶嵌。
控制农业生物群落的水平结构有以下两种基本方式。
①在不同的生境中因地制宜选择合适的物种，宜农则农，宜林则林，宜牧则牧。
②在同一生境中配置最佳密度，并通过饲养、栽培手段控制密度的发展。
2.群落的垂直结构
群落的垂直结构包括不同类型群落在海拔高度不同的生境上的垂直分布和同一群落内部不同类型物种及不同个体的垂直分层两个方面。
3.群落的时间结构
光、温度和水分等很多环境因子有明显的时间节律（如昼夜节律、季节节律），受这些因子的影响，群落的组成和结构也随时间序列发生有规律的变化。
这就是群落的时间结构。
它包括两方面的内容，一是自然环境因素的时间节律所引起的群落各物种在时间结构上相应的周期变化；
二是群落在长期历史发展过程中，由一种类型转变成另一种类型的顺序变化，亦即群落的演替。
群落结构在农业中的应用：
①塘的养殖密度、草场的放牧量等都对群落的水平结构及产量有重要影响
②生物群落的成层性使单位面积内能容纳更多的生物种类和数量，产生更多的生物物质，同时以复杂的营养结构维持着系统的相对稳定，为人类合理栽培作物群落提供了可贵的依据。
如鱼的分层放养
③调节农业生物群落时间结构的主要方式是复种、套种、轮作和轮养、套养
4、群落的交错区和边缘效应
群落交错区：
是两个或多个群落或生态系统之间的过渡区域
边缘效应：
由于生态环境的过渡性，不同斑块间能量、物质和信息交流频繁，生物数量繁多，生产力较高。
由于群落交错区生境条件的特殊性、抑制性和不稳定性，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。
边缘效应应用：
在海洋和陆地的交接处即海岸带和三角洲地
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