《基础生态学》第二版课后习题.docx

1、基础生态学第二版课后习题依力夏提江艾买尔的老婆穆妮热图尔洪 1、说明生态学定义生态学是研究有机体与环境相互关系的科学，环境包括非生物环境和生物环境。生物环境分为种内的和种间的，或种内相互作用和种间相互作用。2、试举例说明生态学是研究什么问题的，采用什么样的方法？生态学的研究对象很广，从个体的分子到生物圈，但主要研究4个层次：个体（individual）、种群（population）、群落（community）和生态系统（ecosystem）。在个体层次上，主要研究的问题是有机体对于环境的反应；在种群层次上，多度与其波动的决定因素是生态学家最感兴趣的问题，例如种群的出生率、死亡率、增长率、年龄结

2、构和性比等等；在群落层次上，多数生态学家在目前最感兴趣的是决定群落组成和结构的过程；生态系统是一定空间中生物群落和非生物环境的复合体，生态学家最感兴趣的是能量流动和物质循环过程。生态学研究方法可以分为野外的、实验的和理论的三大类。3、比较三类生态学研究方法的利弊分类利弊野外的可获得大量全面、真实的资料。过程复杂，条件不能控制。实验的条件控制严格，对结果分析较可靠，重复性强，过程简单。获得的资料可靠性有别于现实。理论的直观，过程易实施，可通过修改参数使研究逼近现实。预测结果需通过现实来检验正确性。第一部分 有机体与环境1 生物与环境1、概念与术语环境（environment）是指某一特定生物体或

3、生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素生态因子（ecological factor）是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分等生态幅（ecological amplitude）是指每一种生物对每一种生态因子，在最高点和最低点之间的范围大环境（marcroenvironment）指的是地区环境、地球环境和宇宙环境。影响生物的生存和分布小环境（microenviroment）指的是对生物有直接影响的邻接环境，即小范围内的特定栖息地。直接影响生物的生活大环境中的气候称为大气候（macroclimate）是指离地面1.5m以上的气候，由大范围因素决

4、定小环境中的气候称为小气候（microclimate）是指近地面大气层中1.5m以内的气候所有生态因子构成生物的生态环境，特定的生物体或群体的栖息地生态环境称为生境（habitat）密度制约因子（density dependent factor）对动物种群数量影响的强度随其种群密度而变化，从而调节种群数量的生态因子（食物、天敌等生物因子）非密度制约因子（density independent factor）可调节种群数量，但其影响强度不随种群密度而变化的生态因子（温度、降水等气候因子）生物对每一种环境因素都有一个耐受范围，只有在耐受范围内，生物才能存活。任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受

5、性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素称为限制因子（limiting factor）广温性（eurythermal）是指生物对环境中的温度因子的适应范围较宽，这种生物对温度耐受限度较广的特点。具有这种特点的动物叫做广温性动物狭温性（stenothermal）是指生物对环境中的温度因子的适应范围较窄，这种生物对温度耐受限度较窄的特点。具有这种特点的动物叫做狭温性动物2、什么是最小因子定律？什么是耐受性定律？利比希在1840年提出“植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素”。其基本内容是：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存与分布的根本因素，这就是利比希最小因子

6、定律（Liebigs law of minimum）Shelford于1913年提出了耐受性定律（law of tolerance）任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存3、生态因子相互联系表现在那些方面？、综合作用：环境中的每个生态因子不是孤立的、单独的存在，总是与其他因子相互联系、相互影响、相互制约的。任何一个因子的变化，都会不同程度地引起其他因子的变化，导致生态因子的综合作用。例如生物能够生长发育，是依赖于气候、地形、土壤和生物等多种因素的综合作用、主导因子作用：对生物起作用的众多因子并非等价的，其中有一个是起决定性作

7、用的，它的改变会引起其它生态因子发生改变，使生物的生长发育发生改变，这个因子称主导因子、阶段性作用：由于生态因子规律性变化使生物生长发育出现阶段性，在不同发育阶段，生物需要不同的生态因子或生态因子的不同强度、不可替代性和补偿性作用：对生物起作用的诸多生态因子，一个都不能少，不能替代，但在一定条件下，当某一因子数量不足，可依靠相近生态因子的加强得以补偿，而获得相似的生态效应、直接作用和间接作用：生态因子对生物的行为、生长、生殖和分布的作用可以是直接的，也可以是间接的，有时需经历几个中间因子2 能量环境1、概念与术语外温动物（ectotherm）指依赖外部热源的动物，如鱼类、两栖类和爬行类内温动物

8、（endotherm）指通过自己体内氧化代谢产热来调节体温的动物，如鸟类和哺乳类异温动物（heterotherm）指的是产生冬眠的内温动物内温动物经过低温的锻炼后，其代谢产热水平会比在温暖环境中高，这些变化过程是由实验诱导的，称为驯化（acclimation），如果是在自然界中产生的则称为气候驯化（acclimatization）当环境温度过低时，内温动物会自发地从冬眠中醒来恢复到正常状态，而不至冻死。内温动物这种受调节的低体温现象称为适应性低体温（adaptive hypothermia）生长发育是在一定的温度范围上才开始，低于这个温度，生物不发育，这个温度称为发育阈温度（developme

9、ntal threshold temperature）或生物学零度（biological zero）温度能够作为一种刺激物起作用，决定有机体是否将开始发育。很多植物在发芽之前都需要一个寒冷期或冰冻期。这种由低温诱导的开花，称为春化（vernalization）光是影响叶绿素形成的主要因素。一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，但能形成胡萝卜素，导致叶子发黄，称为黄化现象（etiolation phenomenon）2、生物对光照会产生哪些适应？光照对生物的影响包括光质、光照强度、光照周期的影响、对光质的选择性适应。人类和许多脊椎动物能看见的光只在可见光范围内；植物光合作用利用的波长在380710nm

10、，吸收最强的是红光和蓝紫光，光质影响光合强度、对光照强度的适应性。植物表现在阳地植物和阴蒂植物在生理及形态上的差异，以及C4植物和C3植物光合作用速率的差异；动物表现在视觉器官形态上产生了遗传的适应性变化，而且与动物的活动行为密切相关，有些适应于白天强光下活动，成为昼行性动物，有些适应于黑夜或晨昏的弱光下活动，成为夜行性动物或晨昏性动物、光照周期的变化对生物起了信号作用，导致生物出现适应性的昼夜节律与光周期现象，它使生物的生长发育与季节变化协调一致，对动植物适应所处环境具有重要意义3、生物对极端的高温和低温会产生哪些适应？生物对极端高、低温的适应表现在形态、生理和行为等方面、对极端低温的适应、

11、形态适应：植物的芽和叶片常有油脂类物质保护，树干粗短，树皮坚厚；内温动物出现贝格曼规律和阿伦规律的变化、生理适应：植物减少细胞中的水分，增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物冰点，增强抗旱能力；内温动物主要增加体内产热，此外还采用逆流热交换、局部异温性和适应性低体温等适应寒冷环境、行为适应：主要表现在迁徙和集群方面。迁徙选择温度适合的地区生活，躲避不利的低温环境。集群动物建立一定的小气候，减少体温的散失、对极端高温的适应、形态适应：有些植物有密绒毛和鳞片，能过滤一部分阳光；动物的毛皮在高温下起隔热作用，防止太阳的直接辐射、生理适应：植物是降低细胞含水量，增加糖和盐的浓度，以及增加蒸腾作用以散热；

12、动物则适当放松恒温性，将热量储存于体内，使体温升高，等夜间再通过对流、传导、辐射等方式将体内的热量释放出去、行为适应：一些小的内温动物以夜行加穴居的方式，避开沙漠炎热干燥的气候；夏眠或者夏季滞育，也是动物度过干热季节的一种适应4、物种的分布完全由温度决定吗？地球上主要生物群系的分布成为主要温度带的反映。年均温度、最高温度和最低温度都是影响生物分布的重要因子。但物种的分布并不完全由温度决定，温度变化可能与其他环境因素或资源紧密联系，例如相对湿度和温度间的关系，二者共同作用决定了地球上生物群系分布的总格局。温度和溶氧度的关系对水生生物是重要的5、简述火的生态作用在生态系统中，火既是一种自然因素，又

13、是人类增加的因素。火的燃烧破坏了生态平衡，同时也为土壤提供了新养分，促进了生物生长，因此火是一个重要的生态因子。火的生态作用分为有益和有害两个方面，有益作用是促使有机物转变为无机物，同时清除地面杂物，有利于植物吸收水分和养分；有害作用是破坏了自然界生态平衡，降低了土壤吸水与保水的能力，并使大量的肥料丧失6、简述风的生态作用风对生物的影响是多方面的、风对生物生长及形态的影响、强风常能降低植物生长高度，引起植物矮化、连续的单向风可形成“旗形树”、影响动物的体表形态特征、风是传播运输工具、是风媒植物的传粉工具、影响能飞行动物类群（昆虫、蝙蝠、鸟类）的地理分布、是某些无脊椎动物迁徙的重要工具、传播着化

14、学信息，使很多捕食者动物和猎物决定自己的去向、大风具有破坏力，防护林可减轻风的危害 3 物质环境1、概念与术语湿生植物（hygrophyte）通常是指一类生长于隐蔽潮湿环境中，抗旱能力弱的植物。这类植物不能长时间忍受缺水，通气组织发达，以保证供氧中生植物（mesad）指一类具有一套保持水分平衡的结构与功能的植物。这类植物根系与疏导组织比湿生植物发达，叶面有角质层旱生植物（siccocolous）是指一类生长在干热草原和荒漠地带，抗旱能力极强的植物。叶片极度退化成针刺状，具有发达的储水组织腐殖质（humus）是土壤微生物分解有机物时，重新合成的具有相对稳定性的多聚化合物，主要是胡敏酸和富里酸，是

15、植物营养的重要碳源和氮源组成土壤的各种大小颗粒按直径可分为粗砂、细砂、粉砂和黏粒。这些不同大小颗粒组合的百分比，称为土壤质地（texture）。根据土壤质地，土壤可分为砂土、壤土和黏土三大类土壤颗粒排列形式、孔隙度及团聚体的大小和数量称为土壤结构（soil structure），影响着土壤中固、液、气三相的比例。土壤结构可分为微团粒结构、团粒结构和比团粒结构更大的各种结构盐碱土植物是指一类能够生长在盐土和碱土及各种盐化、碱化土上的植物。这类植物植株矮小、干硬，叶子不发达，蒸腾表面缩小，气孔下陷，表皮具厚的外皮，常具灰白色绒毛；细胞间隙小，栅栏组织发达，有的具肉质性叶，有特殊的贮水细胞，能使同化

16、细胞不受高浓度盐分的伤害2、简述陆地上水的分布及其变化规律陆地上的水分布不均匀。潮湿冷空气遇冷形成降雨，降雨量是陆地上重要的降水量，占降水量的绝大部分；在较高纬度地区，降雪是主要的水分来源之一；当地面物体夜间辐射冷却到露点温度时，空气中水汽在其表面凝结成水，形成露，其占降水量比例较少，但对干旱少雨的荒漠地区植物生长及动物饮水起了相当大作用。陆地上的降雨量随纬度发生很大变化，在赤道南北两侧20范围内，降雨量最大；向南北扩展，纬度为2040地带，降雨量最少；南北半球4060地带为中纬度湿润带；极地地区降水很少，成为干燥地带。此外，陆地上降雨量多少还受到海陆位置、地形及季节的影响3、水生植物如何适应

17、于水环境？对于很多水生植物来说，要适应水环境，必须具备自动调节渗透压的能力，特别是要有一定的适应水环境盐度的机制。有的植物细胞质中有高浓度的适宜物质，从而增加了渗透压，除此之外，还可通过盐腺将盐分泌到叶子外表面；另一方面，水中氧浓度含量很低，水生植物为了适应缺氧环境，使根、茎、叶内形成一套相互连接的通气系统；水生植物长期适应于水中弱光及缺氧，使叶片细而薄，多数叶片表皮没有角质层和蜡质层，没有气孔和绒毛，因而没有蒸腾作用4、水生动物如何适应于高盐度或低盐度的环境？在低盐度（淡水）环境中，淡水硬骨鱼血液渗透压高于水的渗透压，属高渗透性。鱼呼吸时，水通过鳃和口咽扩散到体内，同时体液中的盐离子通过鳃和

18、尿可排出体外。进入体内的多余水分，由肾排出大量低浓度尿，保持体内的水平衡在高浓度（海水）环境中，海洋硬骨鱼渗透压与环境渗透压相比是低渗性的，它们的渗透调节需要排出多余的盐及补偿失去的水：通过吞进海水补充水分，同时减少排尿，进入体内的多余盐则靠鳃排出5、陆生动物如何适应干旱环境？在干旱环境中，水分是陆地动物面对的最严重的问题。陆生动物要维持生存，必须使失水与得水达到动态平衡。、得水途径可通过直接饮水，或从食物所含水分中得到水。、动物减少失水的适应形式表现在多个方面：、减少蒸发失水，大多数陆生动物呼吸水分的回收包含了逆流交换的机制、在减少排泄失水中，哺乳动物肾的保水能力代表了另一种陆地适应性、陆地

19、动物在蛋白质代谢产物的排泄上表现出对干旱环境的适应、陆地动物通过行为变化适应干旱；昆虫的滞育也是对缺水环境的适应6、简述大气中CO2与O2浓度同生物的关系大气中的O2与CO2关系到生物生存CO2是植物光合作用的原料，不同植物利用CO2的效率不同。在作物生长盛期和强光照下，CO2不足是光合作用的限制因素。大气中的CO2浓度增高会产生温室效应O2是动物生存的必需条件（厌氧动物除外）。动物能量代谢要消耗氧。大气压氧分压随着海拔升高而下降，高海拔低氧是内温动物生存的限制因子；内温动物对高海拔低氧的适应表现在加大了呼吸深度，增加了肺泡气体弥散能力，增加了组织肌红蛋白数量，增加了红细胞数量及血红蛋白浓度，

20、提高携氧能力。7、土壤的物理性质对生物有哪些作用？土壤是由于固体、空气、水分组成的三相复合系统，它主要从以下4个方面影响生物：、质地与结构 影响植物生长及土壤动物的活动，又影响了土壤其他物理性质、水分 能直接被植物根系吸收利用；调解土壤温度；影响土壤动物的生存和分布、空气 呈现高CO2低O2，影响土壤微生物种类、数量和活动情况，进而影响植物营养状况、温度 对植物生长发育密切相关、直接影响种子萌发和扎根出苗、影响根系的生长、呼吸和吸收性能、影响矿物质盐类的溶解速度、土壤气体交换、水分蒸发、土壤微生物活动以及有机质的分解，间接影响植物的生长导致土壤动物产生行为的适应变化8、土壤的化学性质对生物有哪

21、些作用？、土壤酸度 、影响矿质盐分的溶解度，从而影响植物养分的有效性、通过影响微生物的活动而影响养分有效性和植物生长、影响土壤动物区系及其分布、有机质 是土壤的重要组成成分，是土壤肥力的一个重要标志。其中很多成分可促进种子发芽、根系生长，增强植物代谢活动；土壤腐殖质还是异养微生物的重要养料和能源，可活化土壤微生物；土壤有机质对土壤团粒结构的形成、保水、供水、通气、稳温有重要作用，从而影响植物的生长9、土壤动物如何适应土壤中高二氧化碳与缺氧的环境？土壤中栖息着一类地下兽（鼢鼠），它们终生在地下而不上到地面，对土壤中低O2和高CO2浓度产生很好的适应性地下兽对低氧的适应表现在血红蛋白的浓度增加，血

22、红蛋白的氧结合能力增加，同时降低能量代谢，降低体温，以减少对氧气的需求地下兽的脑中枢对CO2敏感性降低，随着吸入二氧化碳气体浓度升高，呼吸通气量增加缓慢，大量CO2在体内造成高碳酸症，地下兽通过肾调整盐离子排泄速度，以及提高血液缓冲能力，对高CO2环境产生代偿性适应。10、土壤有哪些生物学特性？土壤的生物学特性是土壤中动植物和微生物活动所产生的一种生物化学和生物物理学特性。、土壤微生物、是土壤中重要的分解者或还原者，在土壤形成过程中起重要作用、其生命活动中产生的一些物质能促进植物生长，增强植物抗病性总之，土壤微生物对土壤肥力具有重要作用、土壤动物、是最重要的土壤消费者和分解者、其生命活动影响土

23、壤肥力和植物生长总而言之，活动于土壤中的动物，扎根于土壤中的植物与众多的微生物对土壤的作用，促进了成土作用，改善了土壤的物理性能，增加了土壤中的营养成分4 种群及其基本特征1、什么是种群，有哪些重要的群体特征？种群（population）是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。该定义表示种群是由同种个体组成，占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成的一个统一体或系统自然种群有3个基本特征：、空间特征 种群具有一定的分布区域、数量特征 每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）是变动的、遗传特征 种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因组成同样处于变动之中的2、试

24、说明我国计划生育政策的种群生态学基础我国人口现状的年龄锥体属于典型的金字塔锥体，基部宽，顶部狭，表示人口数量中有大量幼体，而老年个体很少，种群出生率大于死亡率，代表增长型种群在庞大的人口基数的基础上，人的存活曲线为型，曲线凸型，幼儿存活率高，而老年个体死亡率高，在接近生命寿命前只有少数个体死亡，所以人口增长呈上升趋势从r = ln R0 / T来看，r随R0增大而增大，随T增大而变小。据此式，控制人口、计划生育有两条途径： 降低R0值，即使世代净增殖率降低，这要求限制每对夫妇的子女数； 增大T值，可通过推迟首次生殖时间或者晚婚来达到3、设在0.5mL 培养液中放5个草履虫，每天计数培养液中种群

25、数量，其后4天的结果为20，137，319，369，请用逻辑斯谛曲线拟合，并求出种群增长方程4、1992年中国人口大约为12亿，出生率为22，死亡率为7，其每年的增长率为多少？以该增长率增长，种群的加倍时间是何时？5、有关种群调节理论有哪些学派，各个学派所强调的种群调节机制是什么？、外源性种群调节理论强调外因，认为种群数量变动主要是外部因素的作用该理论分为非密度制约的气候学派和密度制约的生物学派、非密度制约的气候学派该学派多以昆虫为研究对象，认为生物种群主要是受对种群增长有利的气候的短暂所限制。因此，种群从来就没有足够的时间增殖到环境容纳量所允许的数量水平，不会产生食物竞争、密度制约的生物学派

26、作为对立面，该学派主张捕食、寄生和竞争等生物过程对种群调节起决定作用；有些学者强调食物因素对种群调节的作用，种群的调节取决于食物的量也取决于食物的质、内源性自动调节理论研究者将研究焦点放在动物种群内部，强调种内成员的异质性，特别是各个体之间的相互关系在行为、生理和遗传特性上的反映。他们认为种群自身的密度变化影响本种群的出生率、死亡率、生长、成熟、迁移等种群参数，种群调节是各物质所具有的适应性特征，能带来进化上的利益自动调节理论分为行为调节学说、内分泌调节学说、遗传调节学说、行为调节学说社群行为是一种调节种群密度机制，限制了种群增长，随着种群密度变化而变化其调节作用的强弱 、内分泌调节学说种群增

27、长由于某些生理反馈机制而得到停止或抑制，使得社群压力下降，这就是种群内分泌调节的主要机制、遗传调节学说当种群密度增加，死亡率降低时，自然选择压力较松弛，结果种内变异性增加，许多遗传性较差的个体存活下来。当条件回归正常时，这些低质个体因自然选择压力加大而被淘汰，便降低了种内变异性，这就是遗传调节的主要机制6、什么是集合种群，集合种群与通常所说的种群有何区别？集合种群（metapopulation）所描述的是生境斑块中局域种群（local population）的集合，这些局域种群在空间上存在隔离，彼此间通过个体扩散而相互联系。通常所说的种群是指在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合集合种群

28、是种群的概念在一个更高层次上的抽象和概括，也就是说多个局域种群集合而组成的系统，因此有人将集合种群称为一个种群的种群5 生物种及其变异与进化1、怎么理解生物种的概念？生物种概念认为：种是一组具有相似形态和遗传特性的可以相互交配的自然种群，它们与其他种群之间具有繁殖隔离。生物种有如下特点：、生物种不是按任意给定的特征划分的逻辑的类，而是由内聚因素（生殖、遗传、生态、行为等）联系起来的个体的集合、物种是一个可以随时间进化改变的个体的集合、物种是生态系统中的功能单位2、为什么说种群是进化的基本单位？进化生物学认为，变异（variation）处于生命科学研究的心脏地位，因为变异既是进化的产物，又是进化

29、的根据。种群内的变异包括遗传物质的变异、基因表达的蛋白质的变异和表型的数量性状的变异。遗传物质的变异主要来自基因突变和染色体突变。同一种群内个体共有一个基因库。物种的进化过程表现为种群世代间基因频率的变化。由于突变、迁入、选择、漂变等原因，使大部分种群内存在相当多的遗传变异。综上所述，因此可以认为种群是进化的基本单位3、什么是多态现象？多态现象（polymorphism）是指种群内出现二种以上不同体型的个体，有不同的结构和生理上的分工，完成不同生理机能，使群体成为一个完整整体的现象4、为了确定某一物种在一些性状上的地理变异是由自然选择还是遗传漂变引起的，应该得到哪些证据？ 广布种的形态、生理、

30、行为和生态特征往往在不同地区有显著的差异，称为地理变异（geographic variation），其反映了物种种群对环境选择压力空间变化的反应 自然选择（natural selection）就是对有差别的存活能力和生殖能力的选择。如果个体或群体之间没有形态、生理、行为和生态特征上的差异或区别，也就没有存活能力和生育能力上的不同，自然选择过程也就没有基础。选择只能出现在具有不同存活和生育能力的、遗传上不同的基因型个体之间 遗传漂变（genetic drift）是基因频率的随机变化，仅偶然出现，在小种群中更明显。基因频率的随机变化会使种群中某些基因频率增加，而某些基因频率减少或丧失，从而导致小种

31、群中遗传变异随时间的减少。漂变的发生是由于偶然性对基因由一代向下一代转移时的影响5、经历过遗传瓶颈的种群有哪些特点？如果一个种群在某一时期由于环境灾难或过捕等原因导致数量急剧下降，就称其经历过瓶颈（bottle neck）。经过瓶颈后，若种群一直很小，则由于遗传漂变作用，其遗传变异会迅速降低，最后可能致使种群灭绝；另一方面，种群数量在经过瓶颈后也可能逐步恢复6、植物以及岛屿的的物种分化有何特点？ 植物易于通过自发形成多倍体而产生新种，并且比动物更易于产生杂种后代，杂交能育性高。有些杂种如三倍体，虽不能进行有性繁殖，但可通过营养体繁殖而广泛分布 岛屿物种形成的特点是由于和大陆隔离，往往易于形成适应于当地的特有种。有一个共同祖先起源，在进化过程中分化成许多类型，适应于各种方式的现象，叫做适应辐射（adaptive radiation）6 生活史对策1、什么是生活史？其包含哪些重要组成成分？生物的生活史（life history）是指其从出生到死亡所经历的全部过程。生活史的关键组分包括身体大小、生命率、繁殖和寿命2、什么是生活史对策？K-对策和r-对策各有那些特点？生物在生存斗争中获得的生存对策，称