生态学资料.docx

1、生态学资料一、 基本概念生态学：生态学是研究生物及环境间相互关系的科学。种群生态学：研究种群的数量、分布、生活史格局、以及种群与其栖息环境中的非生物因素和其他生物种群的相互作用(如捕食者与猎物)，即研究种群动态、特征及其生态规律；种群动态是种群生态学研究的核心。群落生态学：研究群落与环境相互关系的科学。生态系统生态学：研究生态系统的组成要素、结构与功能、发展与演替、系统内和系统间的能流和物质循环以及人为影响与调控机制的学科。生态因子：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素，是生物生存所不可或缺的环境条件，也称生物的生存条件。限制因子：在各种生态因子中，限制生物生存

2、和繁殖的关键性因子为限制因子。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受极限，他就会成为这种生物的限制因子。生态幅：在耐受性限制下限和上限之间的范围，即每一个种对环境因子适应范围的大小，这主要决定于各个钟的遗传特性。最小因子定律（利比希最小因子定律）：植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养成分（应考虑各个种因子之间的相互关系；最小因子法则只能应用于稳态条件下）发育反应：生物在生长期受环境条件影响时，其基本结构和外表上发生的不可逆变化反应。光饱和点：植物光合作用达到最大值时的光照强度光补偿点：光合作用率与呼吸作用率相等时的光照强度。光周期现象：动植物的生物学现象对白天和黑夜的相对长度的反应。有效

3、积温法则：植物和某些变温动物完成某一发育阶段所需总热量（有效积温）是一个常数。K=N(T-C)K：发育天数T：发育期内的平均温度，C：生物学零度，种群：指同一物种中在一定时间范围内占有一定空间个体的集合体，是物种的存在单位集合种群（metapopulation）：一个大的兴旺的种群因环境污染，栖息地破坏或其他干扰而破碎成许多孤立的小种群时，这些小种群的联合体或总体就称为集合种群或联种群。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，称为密度效应或临界效应。最小生存种群数量：对于任何一个生境中的任何一个物种，不论可预见的统计因素、环境因素、遗传随机性和自然灾

4、害如何影响它，该种的最小生存种群或是孤立种群能在1000年内有99的机率保存下来。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，也即完全的竞争者不能共存。如共存，就必然出现分化。生态位宽度： 生态位的大小或广度。生态位重叠：两物种生态位空间的相互重叠部分。生态位漂移：资源竞争而导致两物种的生态位发生变化。生态位分离：种间竞争结果使两物种的生态位发生分化，从而使生态位分开。生态对策：是指任何生物在某一特定的生态压力下，都可能采用有利于种生存和发展的对策。繁殖成本：生物在繁殖后代时对能量或资源的所有消费。亲本投资：生物生产子代以及抚育和管护

5、时所消耗的能量、时间和资源量群落：指在相同的时间聚集在一定地域或生境中各种生物种群的集合，即生态系统中具生命的部分。优势种：对群落结构和群落环境的形成有明显的控制作用的植物钟成为优势种。个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强，即优势度较大的种。建群种：群落中优势层的优势种称为建群种。关键种：如果一个物种在群落中具有独一无二的作用，而且这种作用有时至关重要的，那么这个物种就是关键种。群落演替：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。演替系列：某一地段上从先锋群落到顶级群落按顺序发育的那些群落。先锋物种：一个生态群落的演替早期阶段或演替中期阶段的物种。先锋群落：演替

6、开始最先建立起来的植物群落。顶级群落：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。中性理论：大部分对种群的遗传结构与进化有贡献的分子突变在自然选择的意义上都是中性或近中性的，因而自然选择对这些突变并不起作用；中性突变的进化是通过随机漂移，或被固定在种群中，或消失。生态系统：指生态系统中的生物，包括：生产者、消费者。与环境系统共同构成生态系统（生态系统：在一定的空间内生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位）。生态效率：是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值关系，长以百分数表示。同化效率：被植物吸收的日光能中被

7、光合作用固定的能量比例，或被动物摄食的能量中被同化的能量比例（同化效率=被植物固定的能量/吸收的太阳能=被动物吸收的能量/动物的摄食量）。生长效率：生长效率=n营养级的净生产量能量/n营养级的同化能量。利用效率：利用效率=n+1营养级的摄食能量/n营养级的净生产量。林德曼效率：林德曼效率=n+1营养级摄取的食物能/n营养级的净生产量（林德曼效率相当于同化效率、生长效率与利用效率的乘积。但也有学者把营养级间的同化能量之比值视为林德曼效率)。生态平衡：生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况，它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输出、输入上的稳定。生态足迹：要维持一个人、地区、国家的生存所需要

8、的或者指能够容纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积。生态安全：指生态系统完整性与健康程度。生态系统健康：指生态系统的能量流动和无知循环没有受到损伤，关键生态成分保留完整。总初级生产量：包括呼吸消耗在内的全部生产量。净初级生产量：在初期生产过程中，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，这部分产量称为初级生产量。生物富集(放大)作用：生物体从周围环境中吸收某些元素或不易分解的化合物，这些污染物在体内积累并通过食物链向下传递，在生物体内的含量随生物的营养和营养级的升高二升高，是生物体内某些元素或化合物的浓度超过了环境中浓度的现象。生物地球化学循环：指生态

9、系统内的各种化学元素及其化合物在生态系统内部各系统各组成要素之间及其他在地球标称生物圈、水圈、大气圈和岩石圈等个圈层之间，沿特定的途径从环境到生物体，再从生物体到环境，不断地进行着反复循环变化的过程。盖亚假说：地球上所有生物的共同合作是地球表面条件稳定的基础。生态文明：指人类遵循人、自然、社会和谐发展这一客观规律而取得物质欲精神成果的生存模式。以尊重和维护生态环境为主旨，以可持续发展为目标，以未来人类的继续发展为着眼点。2、简述题1. 生态学及其研究层次?生态学是研究生物及环境间相互关系的科学。其中，生物包括动物，植物，微生物及人类本身；而环境则指生物生活其中的无机因素，生物因素和人类社会，即

10、环境系统。生态学研究层次：分子，个体，种群，群落，生态系统，景观，生物圈。2. 生态因子的类型和作用特征？生态因子的类型：气候因子：光、温、水、空气土壤因子：土壤物理性质、化学性质、肥力和土壤生物等生物因子：动物、植物、微生物地形因子：海拔高度、坡度、坡向人为因子生态因子的作用特点：综合性作用主导因子作用，即非等价性直接作用和间接作用生态因子的阶段性作用不可代替性和补偿性3. 限制因子的生态学意义？生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，但是其中必有一种和少数几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子，这些关键性的因子就是限制因子。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，它就会成为这

11、种生物的限制因子，它的意义在于发现制约生物生存和繁殖的关键因子。4. 内稳态生物和非内稳生物调整耐受限度的机制？意义何在？内稳态：生物控制自身体内环境使其保持相对稳定的机制，它能减少生物对外界条件的依赖性，从而大大提高生物对外界环境的适应能力。内稳态是通过生理（恒温）和行为（变温）过程的调整而实现的。意义：（1）能减少生物对外界条件的依赖性，从而大大提高生物对外界环境的适应能力。（2）维持体内环境稳定是生物扩大耐性限度的一种重要机制，不能完全摆脱环境的限制举例：合欢，向日葵。非内稳态生物由体内酶系统在不同生态因子范围所起的作用而决定自身的耐性限度；而内稳态生物除了体内酶系统的性质外，还可以通过

12、自身生理过程或行为来保持自身体内环境的相对稳定，减少对外部环境的依赖性（或外部环境对其的影响），来控制自身的耐性范围。维持体内环境稳定是生物扩大耐性限度的一种重要机制。5. 生物对环境因子（光、温度、水分）耐受性限度调整的行为和生理机制？生态意义？生物对生态因子耐受限度的调整：1）驯化2）休眠3）迁移4）发育反应生态学意义：意义：（1）能减少生物对外界条件的依赖性，从而大大提高生物对外界环境的适应能力（2）维持体内环境稳定是生物扩大耐性限度的一种重要机制，不能完全摆脱环境的限制6. 动物休眠生理机制和生态学意义？动物通过休眠降低新陈代谢速率，减少能量消耗，改变自身生理状态或过程以减小自身对环境

13、的依赖或环境对自身的影响。休眠是生物抵御不利环境的一种有效的生理机制。7. 光质变化及光照强度变化对生物的影响？植物对光照强度的生态适应策略？光照强度对生物细胞的增长和分化、体积的增长、质量的增加、组织和器官的分化及生长发育速度等都有重要影响。不同光质对植物的光合作用、色素形成、向光性、形态建成的诱导等，动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长和发育等都有影响。植物通过调整光合作用与呼吸作用的速率使得光饱和点不同，形成阳地植物、阴地植物等不同类型来适应不同地域光照强度的不同。8. 植物的光周期现象及其在调控植物开花中的作用？光周期现象：植物对自然界昼夜长短的规律性变化的反应，称光周期现象。根据

14、植物开花与光照周期的关系，将植物分为：a/长日照植物：日照时间超过一定数值才开花b/短日照植物:日照时间短过一定数值才开花c/中间性植物：环境适宜即开花调控开花：延长或缩短花卉植物光照时间，如长日照植物冬季提前开花，可在冬季延长光照时间。9. 极端温度对于生物分布的限制作用？极端天气：一定地区在一定时间内出现的历史上罕见的天气极端天气总体可以分为极端高温、极端低温、极端干旱、极端降水等几类，一般特点是发生概率小、社会影响大。生物分布：生物的地理分布限制酶的活性、影响生物的生长速率、改变生物周期。10. 生物对于高温和低温的适应方式（形态、生理和行为）（1）低温：在形态方面，植物的芽具鳞片、分蘖

15、组织位于土层下1-2cm、体具蜡粉、植株矮小。生活在高纬度的恒温动物，其神图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。另外，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，这一适应被称为阿伦规律。在生理方面，生活在低温环境中的植物常通过将营养物质向细胞和根部运输、降低冰点（减少细胞水分和增加细胞有机质浓度）以及增加红外线和可见光的吸收带（高山和极地植物）来增加抗寒能力。动物则靠增加体内产热量来增强御寒能力和保持恒定的体温；同时降低身体终端部位的温度，而身体中央的温暖血液则很少流到这些

16、部位来维持体温。（2）高温：在形态方面植物有茎、叶生有绒毛、鳞片、刺；叶片革质发亮，反射阳光；树干和根茎生有木栓层等。动物有体形变小，外露部分增大；腿长将身体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层等来加强散热。在生理方面植物主要有水分调节：增加渗透势，降低细胞含水量，减缓代谢率；抗氧化保护体系：抗氧化酶和物质；光合作用：蒸腾作用旺盛，降低体温。动物主要有放宽恒温范围，减少内外温差。在行为方面植物：关闭气孔；动物：休眠，穴居，昼伏夜出等11. 有效积温法则及其作用？1）有效积温法则植物和某些变温动物完成某一发育阶段所需总热量（有效积温）是一个常数。 K=N*T (式中K为有效积温，N为发育时间，T为平均

17、温度)生物都有一个发育的起点温度（最低有效温度T0），所以，应对平均温度进行修饰。上式变为： K=N*(T- T0) 或 T= T0+K/N,温度T与发育时间N呈双曲线关系，由于发育速度V=1/N, 所以， T= T0+KV，温度与发育速度呈线性关系。应用：预测生物发生的时代数，制定防治措施；预测害虫来年发生程度；预测生物地理分布的北界，全年有效积温大于K；制定农业气候规划，合理安排作物，预报农时等。12. 水生和陆生植物对水因子的适应机制？水生植物：有发达的通气组织；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。陆生植物：形态适应：发达的根系吸收、运输；叶面小、气孔下陷减

18、少水分丢失；具细毛和棘刺（散热、遮光）、蜡质表皮；具发达的贮水组织。生理适应：细胞渗透调节物浓度高13. 盐碱植物的类型及其特征？1 )聚盐性植物 根部细胞的渗透压高于盐土溶液的渗透压，能吸收高浓度土壤溶液中的水分，同时吸收大量可溶性盐类，并把这些盐类积聚在体内而不受伤害，如滨藜(Atriplex sp)、盐节木(Halocnemum)等2) 泌盐性植物根部细胞的渗透压高于盐土溶液的渗透压，但是它们吸进体内的盐分并不积累在体内，而是通过茎、叶表面上密布的分泌腺（盐腺），把所吸收的过多盐分排出体外，如红树（Conocarpus erecta)、大米草(Speatina anglica) 。3)不

19、透盐性植物 这类植物的根细胞对盐类的透过性非常小，几乎不吸收或很少吸收土壤中的盐类。根细胞的高渗透压是由体内较多的可溶性有机物质（如有机酸、糖类、氨基酸等）所引起，如碱菀（Tripolium vulgare）。lgare）。共同特征:1)植物体干而硬，叶子不发达，蒸腾表面强烈缩小，气孔下陷；2)表皮具有厚的外壁，常具灰白色绒毛；3)细胞间隙强烈缩小，栅栏组织发达；4)枝叶具有肉质性，叶肉中有特殊的贮水细胞。14. 植物对盐碱土壤的生态适应策略？形态上：形成了有利于保存和存贮水分的特征1)植物体干而硬，叶子不发达，蒸腾表面强烈缩小，气孔下陷；2)表皮具有厚的外壁，常具灰白色绒毛；3)细胞间隙强烈

20、缩小，栅栏组织发达；4)枝叶具有肉质性，叶肉中有特殊的贮水细胞。生理上：泌盐作用植物可以通过多种不同的形式将体内的盐分排出体外。有的植物通过体内特有的盐腺将盐分排出；有的植物通过自由吐水，在叶表面形成分离的滴点状的盐结皮，将盐排出体外；还有的植物通过角质层将盐分排出。排出到体外的盐分常常通过风吹或者雨露淋洗掉。茎叶的肉质化同肉质旱生植物相似，贮水组织非常发育，在贮存较多水的同时也能容纳较多的盐类。通过结构脱落排盐这类植物在它们的枝叶内集中了相当多的盐分，当盐分充满后，那些老的枝叶便提前枯干脱落，另外再长出新的枝叶继续上述功能。15. 我国农田土壤退化的主要特征及原因？i.土壤有机质降低，土壤肥

21、力下降ii.过量使用化肥导致土壤酸化，土壤结构破坏iii.耕地土壤物理性状变差，土壤耕作层变浅iv.土壤重金属污染状况严重原因：a)海水浸渍与海水入侵作用下的土壤盐分积聚过程；b)地下水作用下的土壤盐分积聚过程；c)地表径流作用下的土壤盐分积聚过程；d)次生盐渍化过程，生物积盐过程；16. 种群及其基本特征？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。自然种群具有三个基本特征a)数量特征：单位面积或空间上的个体数量即密度将随时间而发生变动；b)空间特征：种群具有一定的分布区域和分布形式；c)遗传特征：种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其它物种，但

22、基因组成同样是处在变动之中。17. 种群生态学及其基本任务?P46种群生态学研究种群的数量、分布、生活史格局以及种群与其栖息环境中的非生物因素和其他生物种群（例如捕食者与猎物、寄生物和宿主等）的相互作用。简单地说，种群生态学是研究种群动态、特征及其生态规律的科学。18. 何谓种群的年龄结构?年龄锥体主要有哪几种类型? 对种群动态有何影响？种群的年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。年龄椎体可分为增长型，稳定型和下降型3种基本类型。增长型种群：椎体呈典型金字塔形，基部宽，顶部狭，表示种群有大量幼体，而老年个体较少。种群出生率大于死亡率，是迅速增长的种群。稳定型种群：椎体介于、两类

23、之间，老、中、幼比例大体相同。出生率与死亡率大致相平衡，种群稳定。下降型种群：椎体基部比较狭，而顶部比较宽。种群中幼体比例减少而老体比例增大，种群的死亡率大于出生率，是不断衰退的种群。19. 何为种群增长率和内禀增长率，对分析种群竞争有何意义？种群增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数。内禀增长率是指在特定条件下，具有稳定年龄组配的生物种群不受其他因子限制时的最大瞬时增长速率。内禀增长率反映了在理想状态下生物种群的扩繁能力，而种群增长率反映了种群在自然环境下竞争后的扩增能力，有利于分析种群竞争对其繁衍影响，比较种群竞争力。20. 逻辑斯谛增长模型的特点？逻辑斯谛增长模型在生物资源管

24、理中的应用？确定生物资源的最大可持续收获量的方法？逻辑斯蒂曲线通常分为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，密度增长加快。3.转折期，当个体数达到饱和密度一半（K/2),密度增长最快。4.减速期，个体数超过密度一半（K/2)后，增长变慢。 5.饱和期，种群个体数达到K值而饱和。可以帮助人们了解到生物资源的变化，知道人们控制种群数量。将种群数量控制在K/2处便可长期持续收获。21. 种群增长模型的类型？答：与密度无关的种群增长模型：（1）种群离散增长模型（世代不重叠）：几何/指数增长模型（2）种群连续增长模型（世代重叠）：指数增长模型与密度有关的种群

25、增长模型：（1）种群连续增长模型（逻辑斯谛模型，Logistic equation）22. 种群周期性波动、原因和在种群管理中的意义？种群数量有规律的波动成为周期性波动。原因是食物不足和捕食共同作用；意义是人为控制种群数量23. 物种稀有程度取决于那些因素？以大熊猫为例，说明大熊猫濒危的原因。1、物种的地理分布范围；2、生境的耐受性；3、种群大小。大熊猫的分布范围小，狭耐受范围，小种群，故其易灭绝。24. 生物入侵形成原因和后果？举例说明？原因：有很强的生态适应性，较强的繁殖特性，新生境里缺少天敌。后果：经济损失，物种灭绝，破坏生态。举例：水葫芦，紫茎泽兰，穴兔。25. 种群分布格局类型及其成

26、因？1、均匀型，成因是种群内个体间的竞争2、随机型，成因是每一个体在种群领域中各个点上出现的机会是相等的，并且某一个体的存在并不影响其他个体的分布。3、成群型，原因有 一、环境资源分布不均匀，富饶与贫乏相嵌；二、植物传播种子方式使其以母株为扩散中心；三、动物的社会行为使其结合成群。26. 集合种群的意义和种群灭绝风险估算方法？1）同一斑块种群在不同年度内不灭绝概率Pe 种群局部灭绝的概率（1年）P= 1-Pe（2年）P2=(1-Pe)(1-Pe)=(1-Pe)2（n年）Pn=(1-Pe)n2）不同斑块种群在同一年内不灭绝概率（2斑块） P2=1-(Pe)(Pe)=1-(Pe)2（x斑块） Px

27、=1-(Pe)x27. 亲本投资及其类型？生物生产子代以及抚育和管护时所消耗的能量、时间和资源量称亲本投资类型： 有抚育习性的生物：u 子代数量少，抚育能量投资大，存活率较高；u 子代数量多，抚育能量投资少，存活率较低。 不具抚育习性的生物：u 子代个体较小，数量较多；u 子代个体较大，数量较少。28. 什么是r-选择和k-选择？试比较其主要特征，并讨论其生态意义。有利于发展较大r值（R：内禀增长率）的选择为R选择，有利于竞争能力增加的选择称为K选择（K：环境容纳量）。R选择：生活在条件严酷或不可预测环境中，死亡率通常和种群密度无关。种内个体一般把更多的能量用于生殖。K选择：生活在条件较优越和

28、可预测环境中，死亡率常和种群密度有关，种内竞争激烈，常把能量用于生殖以外。29. 最后产量恒值法则和-3/2自疏法则？1）最后产量恒值法则(Law of constant final yield)在一定范围内, 当条件相同时, 不管一个种群的密度如何, 最后产量差不多总是一样的。如不同密度三叶草的植物产量：在生长131天前，产量与密度呈正相关，发育末期(181天)产量与密度无关。c = w d ，c为总产量，常数；w为平均每株重量；d为密度2）-3/2 自疏法则 (-3/2 thinning law)高密度导致种群“自疏”时，存活个体的平均株干重（w）与密度（d）的关系表达为：W = Cd；l

29、ogW=logC-alogd是用密度/平均株重的对数作图所得相关直线的斜率, C是该直线在纵坐标上的截距，一般地，=3/2，C=3.54.3。30. 他感作用及其生态学意义？二）他感作用（Allelopathy）指一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质、对其它植物产生直接或间接的影响。1、植物他感物质的释放途径：从植物表面溢出,被雨水冲洗到下层植物的植株上或进一步渗入土壤;从植物根部溢出;一些挥发性化感物质通过植物体表进入环境;植物残株或凋落物分解2、他感作用类型2.1植物之间的他感作用(1) 产生克生物质: 一种植物分泌某些克生物质抑制或杀死另一种植物，如黑核桃树叶和果实含有氢化核桃酮（

30、1-4-5-三羟基萘）。在黑核桃（Juglans nigra）树下几乎没有草本植物生长。(2) 产生自体毒性物质: 某些植物能产生一些化学物质抑制自身的发展和种群的扩大，从而使群体保持平衡，有利于自身的生长繁殖。如许多不宜连作的作物：早稻 根系分泌的对-羟基肉桂酸，对早稻的幼苗起强烈的抑制作用；大豆根系分泌的酚类物质抑制大豆种子萌发和胚根生长。2.2、植物与动物之间的化感作用1克生作用：如万寿菊能通过化感作用减少土壤中线虫的数量及其对作物的侵害；2互惠作用：如虫媒花植物与为之受粉的昆虫之间的化感作用；3植物产生取食抑制物质:如沙巴拉灌木在果实成熟的过程中，很少被动物取食，但在成熟时却能被鸟取食

31、。2.3、植物与分解者之间的他感作用1 植物的产物能够影响土壤细菌的活性：如群落演替早期的植物分泌出的酚类物质，能够抑制土壤中的硝化细菌和固氮菌的发育，使土壤中氮素的积累非常缓慢。2 植物根系分泌物和枯枝落叶分解物影响土壤pH值；如松树的枯枝落叶是酸性，因此，松林下土壤呈现较强的酸性，土壤中几乎没有蚯蚓。3、他感作用的物质：可分为四类u脂肪族化合物:指水溶性的醇和酸,如草酸、乙醇等;u脂肪酸、类酯物以及不饱和内酯:如苹果酸、柠檬酸等;u萜类化合物:如单萜烯、桉树脑等;u芳香族化合物:如单宁、酚类。5、他感作用的生态学意义u农作物轮作u群落组成u群落演替u环境保护31. 植食现象及植物的补偿机制和防卫反应？被食者只有部分机体被损害，捕食者只采食植物的一部分，留下的部分可以再生。补偿作用：植物在被动物啃食之后不是完全被动，具有各种补偿机制，采取各种行动恢复正常。防卫反应：草食动物的捕食会引起植物的防卫反应，如产生刺或化学分泌物。32. 利用种群竞争排斥原理分析种间竞争