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斓、男、姗、真、贞、淑辛苦啦哦!好好复习吧,必过!生态学绪论:1、生态学的定义:生态学是研究有机体与其周围环境相互关系的科学。( Haeckel, 1866)2、 生态学的研究对象:(4个组织层次)即个体、种群、群落和生态系统3、生态学的使命:工业革命以来,人类的社会、经济、科学技术和人口都在迅猛地发展,人类物质文明臻于新的高峰。与此同时,人类对地球资源的消耗、环境的破坏和污染也越来越严重,即人类对各种生态环境的影响越来越大。人们发现:地球环境正在全面恶化中,威胁着人类自身的生存和发展。4、地球面临九大危机:海洋酸化,臭氧层空洞,淡水枯竭,物种灭绝,氮循环失衡,田地匮乏,气候变暖,气溶胶“超载”,化学污染5、 生态学的研究方法:野外研究:优点:直接观察,获得自然状态下的资料;缺点:不易重复。实验研究:优点:条件控制严格,对结果的分析比较可靠,重复性强,是分析因果关系的一种有用的补充手段;缺点:实验条件往往与野外自然状态下的条件有区别。数学模型研究(理论的):优点:高度抽象,可研究真实情况下不能解决的问题;缺点:与客观实际距离甚远,若应用不当,易产生错误。思考题:1、生态学的定义及其内涵。2、生态学的研究对象分几个层次,分别是什么? 3、生态学的发展经历几个时期?4、生态学的研究方法分为几类? 5、为什么要研究生态学?第一章 生物与环境(胡)1.环境:是指某一特定生物体或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。2.大环境是指地区环境、地球环境和宇宙环境,大环境直接决定了生物的生存和分布。小环境是指对生物有直接影响的邻接环境,小环境为生物提供了自身需要的生活条件。大环境中的气候称为大气候,是指离地面1.5m以上的气候,由大范围因素所决定。小环境中的气候称为小气候,是指近地面大气层中1.5m以内的气候,主要影响生物的生活。3.生态因子:是指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,如温度、湿度、光照、水分、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。4.生态因子的分类:按性质分为:气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子。 按有无生命特征分为:生物因子与非生物因子。按生态因子对动物种群数量变动的作用分为:密度制约因子,非密度制约因子。按生态因子的稳定性及其作用特点分为:稳定因子和变动因子。5.生态因子的作用特征:综合作用主导因子作用阶段性作用不可替代性和补偿性作用直接作用和间接作用6.生物与环境的相互作用(1)环境对生物的作用:a对生物存活的影响b对生物生长、发育的影响c对生殖、繁衍的影响d对生物的数量和分布的影响e对生物的种内、种间关系的影响(2)生物对环境的反作用:生物对环境的适应方式:形态的适应、生理的适应、行为的适应。生物对生物环境的响应和适应:A.物种间的相互作用B.物种间的协同进化协同进化是一个物种的性状作为对另一个物种性状的反应而进化,而后一物种的这一性状本身又是作为对前一物种性状的反应而进化。这一定义要求:特定性每一个性状的进化都是由于另一个性状;相互性两个性状都必须进化。生物对环境因子的改变:a.森林吸收太阳辐射、降低风速、保持水分、防治土壤冻结b.土壤微生物和土壤动物改变土壤的结构和性质c.过度放牧导致草场退化d.人类活动导致全球环境变化7.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元素;即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和分布的根本因素。定律成立条件:生物的内环境和外环境处于稳定状态。8.限制因子定律:生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时,都对生物具有限制性影响。9.耐受性定律: 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。10.生态幅: 每一种生物对每个生态因子都有一个耐受范围,即有一个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点(或称耐受性的下限和上限)之间的范围,称为生态幅或生态价。11.驯化:生物对环境生态因子的耐受范围并非固定不变,可通过自然驯化或人工驯化改变生物的耐受范围,适应环境的变化。自然驯化和人工驯化生理变化和遗传变化驯化可能:生物特性差异,诱导条件差异生物学意义:适应环境变化能力12.内稳态:是指生物在变化的环境中控制自身体内环境(如体温、血糖、血压、氧饱和度、渗透压等),使其保持相对恒定。内稳态可减少生物对外界环境条件的依赖性,扩大对生态因子的耐受范围,提高对环境的适应能力。注意:内稳态只是扩大了生物的生态幅与适应范围,并不能完全摆脱环境的限制。生物保持内稳态的机制内稳态通过生理过程、形态特征或行为的调整而实现。如动物的羽和毛起保温隔热作用;高代谢率增加体内产热;动物洄游、迁徙、迁移;建造巢穴等;爬行类改变姿势接受太阳辐射;高等植物叶子和花瓣的昼夜运动和变化。思考题:1.如何根据工作的需要对生态因子进行分类?2.生态因子作用有什么特点?3.生物与环境的关系包括哪些方面?4.内稳态生物是如何保持其稳态机制的?第二章 能量环境1.光质的生态作用和生物的适应(1)光质的生态作用:a.影响合成产物(蓝紫光:促进蛋白质的合成 ,红光:促进糖的合成)。b.影响光合强度(红、橙光是被叶绿体吸收最多的光线生理有效光,蓝紫光也能被叶绿素、胡萝卜素等强烈吸收)。c.影响形态建成、向光性及色素形成(短波光抑制植物的伸长生长,使植物向光性更敏感)。d.紫外线能杀菌 (促进合成VD,引发皮肤病)。e.红外线是地表的基本热源(对外温动物的体温调节和能量代谢有决定性作用)。(2) 生物对光质的适应:太阳鱼视力的灵敏峰值为500530nm。绿色植物和绿藻、红藻、褐藻和硅藻光合色素的差异(绿色植物和绿藻叶绿素b和类胡萝卜素;红藻藻红蛋白和藻蓝蛋白;褐藻和硅藻叶黄素)。高山植物含花青素、叶面缩小、毛绒发达。昆虫的趋光性,短波光-黑光灯。光质影响水中藻类的分布:绿藻(水上层)、褐藻(水中层)、红藻(水深层)。2.光照强度的生态作用和生物的适应(1)光照强度的生态作用a.对动物的影响(影响动物的生长发育;影响动物的体色)。b.对植物的影响(影响植物叶绿素的形成;影响植物细胞的增长和分裂、组织器官的生长和分化;影响植物花果的数量和质量)。(2)植物对光照强度的适应a.植物的向光性 b.植物秋季落叶 c.光合能力( C3植物和C4植物 )d.适应性差异主要表现在叶片的生理结构差异和植物形态差异(阳性植物和阴性植物、耐阴植物)。(3)动物对光照强度的适应a.动物视觉器官形态适应性变化(夜行性动物眼睛昼行性动物大)。b.影响动物每天开始活动的时间。3.黄化现象:一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶片发黄,称为黄化现象。4.生物对光照周期的适应:(1)生物的昼夜节律:是指生物活动昼夜24h循环一次的现象。(2)生物的光周期现象:植物的开花结果、落叶及休眠,动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛等是对日照长短的规律性变化的反应。其本质是一种光形态建成反应。a.植物的光周期:植物分为长日照植物(日照超过某一数值或黑夜小于某一数值时才能开花的植物,如萝卜、菠菜、小麦等)、短日照植物(日照小于某一数值或黑夜长于某一数值时才能开花的植物,如玉米、高粱、水稻、棉花等)、中日照植物(昼夜长度接近相等时才开花的植物,如甘蔗等)和日中性植物(开花不受日照长度影响的植物,如蒲公英、黄瓜、番茄等)。植物光周期的应用:杂交、抗性选育、异地种植b.动物的光周期现象:a.动物繁殖的光周期:长日照动物(日照超过某一数值或黑夜小于某一数值时开始进入繁殖期的动物,如鼬、刺猬、田鼠等)和短日照动物(日照小于某一数值或黑夜长于某一数值时开始进入繁殖期的动物,如羊、鹿、麝等)。b.昆虫滞育:越冬c.动物换毛换羽:春秋d.迁徙的光周期:鸟类迁徙生物的昼夜节律和光周期现象是受光周期控制的。5.地球上温度的分布(1)地表大气温度的分布与变化a.空间分布与变化:纬度影响:纬度每增加1,气温降低0.5陆地和海洋的影响:沿海地区气温变化小,内陆地区变化大地形变化影响:坡度、坡向、海拔高度等(逆温现象:封闭山谷与盆地,白天受热强烈,热空气又不易散发,使地面温度增高,夜晚冷空气又常沿山坡下沉,形成逆温现象。)b.时间变化:日变化和年变化日较差:随纬度增高减小,随海拔升高而增加年较差:随纬度增高增大,大陆性气候越强越大(2)土壤温度的分布与变化:土壤温度与气温相关;土壤温度变化与深度有关;土壤温度变化时间较气温滞后,且与深度有关;温度变化周期与深度相关;土壤温度的年变化与纬度、海拔有关。(3)水体温度的分布与变化a.水温的时间变化:变化幅度较气温小不同深度水体的日变化(海水昼夜温差不超过4,随深度增加幅度减小。15m以下无昼夜变化)不同深度水体的年变化(赤道及两极地带海洋的温度年较差不超过5,温带海洋年较差一般为10-15,多则达23)。b.水温的成层现象:水温分层:上湖层、斜温层(温梯层)和下湖层春季环流和秋季环流低纬度地区:雨季和干季海洋:低纬度水域、中纬度水域6.温度与动物类型常温动物(在外界环境温度变化时能够维持大致恒定体温的动物,如哺乳动物和鸟类)变温动物(体温随环境温度变化而变化的动物,如鱼、蛙、蛇、变色龙等)外温动物(依赖外部热源调节体温的动物,如鱼类、两栖类、爬行类)内温动物(通过自身氧化代谢产热调节体温的动物,如鸟兽)7.生物对温度的反应(1)高温对生物的伤害:蛋白质(酶)变性,有机体脱水。对于植物,高温可减弱光合作用,增强呼吸作用,破坏水分平衡。不同物种对高温的耐受性不同。(2)低温对生物的伤害:冻害:指冰点以下的低温使生物体内(细胞内和细胞间隙)形成冰晶而造成的损害。冻害使原生质膜发生破裂和使蛋白质失活与变性。冷害:是指喜温生物在零度以上的温度条件下受害或死亡。不同物种对低温的耐受性不同。生物的抗寒锻炼8.有效积温:发育的速率是随着发育阈温度以上的温度呈线性增加,它表明外温动物与植物的发育不仅需要一定的时间,还需要时间和温度的结合,即需要一定的总热量,称为总积温或有效积温。有效积温法则:植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育,而且植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。9.春化作用:植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长的现象。很多二年生植物的成花,既要经过春化,又需要长日照。10.驯化和气候驯化实验室条件下较短时间(人工驯化);自然环境中较长时间(自然驯化或气候驯化)生态适应和基因变异11.生物对极端环境温度的适应(1)生物对低温的适应植物a.形态方面:油脂,鳞片,蜡粉和密毛,矮小、匍匐状、垫状或莲座状b. 生理方面:减少水分,增加糖类、脂肪和色素等物质,冬季休眠动物a.形态方面:寒冷地区的内温动物在冬季增加了羽、毛的密度、提高了羽、毛的质量,增加了皮下脂肪的厚度b.生理方面:增加产热:基础代谢产热、颤抖性产热与非颤抖性产热;热中性区:热中性区宽,冷适应能力强;局部异温性:肢体末端温度比核心温度低;适应性低体温:冬眠c.行为方面:行为适应:迁徙、集群、冬眠、冬睡、滞育(2)生物对高温的适应植物a.形态适应:生有密绒毛和鳞片;体色呈白色、银白色,叶片发光;有些植物叶片垂直主轴排列,使叶缘向光;在高温条件下叶片对折;有的植物树干和根茎生有厚的木栓层b.生理适应:降低细胞含水量,增加糖或盐的浓度,这有利于减慢代谢率,增加原生质的抗凝结能力;靠旺盛的蒸腾作用避免植物体过热动物a.形态适应:皮毛在高温下起隔热作用;夏季毛色变浅,具光泽;哺乳动物的精巢季节性下降到腹腔外;有蹄动物通过逆流热交换而降温b.生理适应:放松恒温性,使体温有较大幅度的波动c.行为适应:穴居;昼伏夜出;夏眠或夏季滞育12.贝格曼规律:生活在高纬度地区的恒温动物,其身体往往比生活在低纬地区的同类个体大,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。13.阿伦规律:高纬度地区的恒温动物个体身体突出部分,如四肢、尾巴和外耳有变小变短的趋势。第三章 物质环境1. 水生植物如何适应水环境?2. 陆生植物如何适应干旱环境?3. 盐碱土对植物生长有哪些不利影响?盐碱土植物对环境的适应方式有哪些?4. 土壤的性质对生物的影响主要包括哪些方面?生物是如何适应的?5. 空气中CO2的浓度升高会给农业生产带来什么影响?C3和C4植物对CO2浓度升高的响应有何不同?一、水的作用:1. 水是任何生物体都不可缺少的重要组成成分2. 水是生命活动的基础3. 水为生物创造了一个非常稳定的温度环境4. 生物起源于水环境5. 水的存在与多寡,影响生物的生存与分布6. 水对陆生生物的热量调节和热能代谢也具有重要意义 二、水的性质1.水分子的极性2.水的高热容量性质3.水特殊的密度变化4.水的相变 三相:液态、固态、气态三、陆地上水的分布:(1)湿度:表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少,则空气越干燥;水汽越多,则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。相对湿度:指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。(2)降水量的变化低纬度湿润带、低纬度少雨带、中纬度湿润带、极地干燥带海陆位置、地形、季节都有影响(3)我国降水量的地域分布从东南往西北降水量逐渐减少。几条等雨线:华南、长江流域、秦淮地区、大兴安岭以西到秦岭以北、黄河上游、内蒙西部和新疆南部。四、陆生植物随生长环境的潮湿状态而分为三类:湿生、旱生、中生植物湿生植物:不能长时间忍受缺水,抗旱能力差,多生长在水边或潮湿的环境中。如水稻、灯芯草等。中生植物:适于生长在水分条件适中的环境中,形态结构及适应性介于湿生植物与旱生植物之间,种类最多、分布最广和数量最大的陆生植物。旱生植物:生长在干旱环境中,能忍受较长时间的干旱,且能维护水分平衡和正常的生长发育。主要分布在干热草原和荒漠地区。旱生植物形态适应:1.发达的根系2.叶面积很小3.发达的储水组织。 生理适应:原生质渗透压特别高水体环境特征:弱光 缺氧 粘性高 密度大 温度变化平缓适应特征:发达的通气组织 机械组织不发达甚至脱化水下叶片很薄,且多分裂成带状、线状水生植物的类型:沉水植物 浮水植物(睡莲) 挺水植物(荷花)水对植物生长发育的影响; 水分对植物生长有最低、最适和最高值3基点水对动物生长发育的影响: 1.水分不足时,引起动物的滞育和休眠 2.许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关(3)水对物种数量和分布的影响水分与动植物种类与数量的影响 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/公顷水对植被的分布的影响 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田间持水量:土壤空隙抗重力所蓄积的水称为田间持水量。是对作物有效的最高的土壤水含量,一般为25%左右。(1)水生动物调节水平衡方面 通过调节体内的渗透压来维持与环境的水分平衡五、淡水动物和海洋动物调节水平衡差异淡水鱼:排尿保持水平衡,有发达的肾小球;腮能从水中摄取盐离子,保证盐离子平衡。海水鱼:吞水保持水平衡,排尿少,肾小球退化;多余的盐通过腮排出体外;广盐性洄游鱼类:依靠肾调节水平衡:在淡水中排尿多,海水中少;依靠腮调节盐平衡:淡水中腮摄取盐,海水中排出盐;(2)适应水密度方面:个体变大,四肢变小,借助水密度推动身体前进;一般有鱼鳔,通过充气来调节鱼体密度。(3)适应水中低氧方面:提高低氧耐受能力,增加从水中提取氧的能力;依赖厌氧代谢供能;六、维持失水和得水的平衡是维持生存的基础失水途径:皮肤蒸发、呼吸、排泄得水途径:喝水、食物的水、体表吸水保水途径:减少蒸发、减少代谢、减少排水形态结构:羊膜卵;鼻孔;气孔;皮肤、鳞片、蜡膜行为:昼伏夜出;夏眠;滞育生理:蓄水能力;肾保水能力;蛋白质代谢;七、动物对水环境的适应与植物不同之处动物有活动能力,动物可以通过迁移等多种行为途径来主动避开不良的水分环境氧的来源:1.光合作用2.紫外线的光解作用3.O3的形成和作用八、动物对高海拔的适应:1. 外温动物血红蛋白结合氧的能力提高,食物和温度是限制因子。2. 内温动物血红蛋白结合氧的能力下降,低氧分压是限制因子。3. 人或哺乳动物进入高海拔地区的应急机制,回到平原后逐渐恢复正常。九、土壤的物理性质及其对生物的影响(1)土壤质地与结构对生物的影响土壤质地:土粒按直径大小分为粗砂、细粒、粉砂和粘粒,不同大小土粒的组合称为土壤质地。 砂土、壤土和粘土土壤结构:是指固体颗粒的排列方式、孔隙的数量和大小以及团聚体的大小和数量等。 团粒结构最好十、土壤温度 1.影响植物的生长发育 2.直接影响植物种子的萌发 3.影响根系的生长、呼吸及吸收能力 4.通过影响营养物质的溶解、土壤气体交换、水分蒸发、微生物活动以及有机质分解,间接影响植物的生长 5.影响土壤动物的活动 垂直迁移土壤的化学性质及其对生物的影响A 盐碱土植物对环境的适应形态: 植物矮小、干硬、叶不发达、蒸腾面小、气孔下陷、表皮有厚外皮、灰白绒毛结构:细胞间隙小、栅栏组织发达、贮水细胞生理: 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 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 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B.沙生植物对环境的适应(1)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影响土壤微生物活动而影响养分的有效性和植物的生长影响了土壤动物区系及其分布(2)土壤有机质腐殖质和非腐殖质影响土壤微生物和土壤动物的分布(3)土壤矿质元素植物生命活动需要9种大量元素和7种微量元素影响土壤动物的种类和数量第四章 种群及其基本特征名词解释:种群 单体生物 构件生物 标记重捕法 最大出生率 实际出生率 种群分布型 年龄锥体 生命表 存活曲线 内禀增长率 环境容纳量 世代时间 自然反应时间 生态入侵 种群调节 集合种群问答:1. 自然种群的基本特征是什么?包括哪些基本参数?2. 种群年龄锥体的类型有哪几种?3. 动态生命表和静态生命表的区别是什么?4. 种群存活曲线的类型有哪几种?5. 简述种群增长的逻辑斯谛模型及其主要参数的生物学意义。6. 试述生态入侵的危害。7. 试述种群调节理论的分类和基本观点。8.为什么说种群动态是种群生态学的核心问题?1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。2种群可以由单体生物或构件生物组成。单体生物:个体由一个受精卵直接发育而来,其形态和发育可以预测。构件生物:受精卵首先发育成一结构单位,或构件,然后发育成更多的构件,形成分支结构。发育不可预测。3、 自然种群的基本特征: 空间特征:即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,以区别于其它物种,但基因组成同样是处于变动之中的。4种群的生态学研究范畴:有多少?(数量和密度)哪里多、哪里少?(分布)怎样变动?(数量变动和扩散迁移)为什么这样变动?(种群调节)5.种群的数量统计:最常用的指标是密度,大体上可分为绝对密度和相对密度绝对密度:单位面积或空间的实有个体数。相对密度:表示种群数量高低的相对指标。 总数量调查法:容易计数的生物可以使用,直接统计调查范围内的个体数量。样方法:在调查范围内随机取若干大小一定的样方,计数样方中全部个体,然后将其平均数推广到整个种群来估计种群整体数量。 标记重捕法:用于不断移动位置直接记数很困难的动物。在调查样地上,随机捕获一部分个体M进行标记后释放,经一定期限后重捕n个个体,其中标记的个体数为m 。N为样地上个体总数。原理: N : M = n : m 缺陷:捕获过的动物较难或更易捕获;标记动物不均匀分布;标记方法不当,标记动物死亡率高。 6.种群的空间结构:种群内个体在生存空间的分布方式或配置特点,称为种群的空间分布格局或内分布型。(它是由种群的生物学特性,种内、种间关系和环境因素的综合影响所决定的。)三种类型:随机型、均匀型和集群(成群)型 均匀分布:种群内个体在空间上是等距离分布形式。均匀分布是由于种群内个体间的竞争所引起的。表现:植物为竞争阳光(林冠)和土壤中营养物(根际) 沙漠中植物为竞争水分 自毒现象(桉树、蝌蚪、细菌)随机分布:每一个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不影响其他个体的分布。集群分布:种群内个体在空间的分布极不均匀,常成群、成簇、成块或呈斑点状密集分布,这种分布格局即为集群分布,也叫成群分布和聚群分布。集群分布是自然界最常见的内分布型。集群分布形成的原因:种群的繁殖特点;资源分布不均匀造成环境条件的差异;动物的集群行为;植物种子传播方式以母株为扩散中心。种群个体的集群分布是对自然的长期选择和适应的结果,它有许多有利的方面:具有保护作用;利于繁殖; 增加个体间的基因交流,丰富遗传多样性;有益的种内竞争。种群个体的集群分布也有不利的方面:加剧种内竞争; 导致环境恶化;疾病的传播; 个体间的相互干预。种群分布格局的检验:种群分布格局的检验还可以用空间分布指数法检验分布型。空间分布指数(I)由方差平均数比率获得即I=S2/m。若I=S2/m0,属均匀分布;若I=S2/m=1,属随机分布;若I=S2/m1,属集群分布。7种群统计学种群具有个体所不具备的各种群体特征。这些特征多为统计学指标,大致分为三类:最基本特征种群密度;初级种群参数包括出生率、死亡率、迁入和迁出;次级种群参数包括年龄结构、性比、种群增长率、分布型等。年龄结构:种群内各年龄群数量与整个种群数量的比率。 时期结构:每一时期的个体数量,即为时期结构。年龄椎体三种类型:典型金字塔型椎体,钟型椎体,壶型椎体。8生命表的类型、区别和联系1)动态生命表:是根据对同年出生的所有个体存活数目进行动态监测的资料而编制的,这类生命表也称为同生群生命表。这种生命表对植物比较合适,因为植物固定不动 。2)静态生命表:是根据某一种特定时间对种群作一年龄分布(结构)的调查,它适用于世代重叠的生物,并掌握各年龄组的死亡率(数)再用统计学处理而编制的生命表。静态生命表能够反映出种群出生率和死亡率随年龄而变化的规律,但却无法分析死亡的原因,也不能对种群密度制约过程的种群调节作定量分析。3)综合生命表与静态生命表不同之处在于除lx栏外,增加了mx栏。mx栏,描述了各年龄的出生率。 各类生命表的优缺点及生命表的意义:动态生命表个体经历了同样的环境条件,而静态生命表中个体出生于不同的年份,经历了不同的环境条件,因此,编制静态生命表等于假定种群所经历的环境没有变化,事实上情况并非如此。动态生命所研究的对象必须是同一时间出生的个体,但历时太长工作量太大,难以获得生命表数据。静态生命表虽有缺陷,在运用得法的情况下,还是有价值的。通过生命表的研究可以了解种群的动态。存活曲线的类型及特征:型存活曲线: 幼体和中年个体的存活率相对高,老年个体的死亡率高。型存活曲线: 各年龄段的死亡率恒定,曲线呈对角线型。型存活曲线:一段极高的幼体死亡率时期之后,存活率相对高。9. 种群的实际增长率称为自然增长率用r表示,不考虑种群的迁入和迁出,自然增长率由出生率和死亡率相减计算出。r可按下式计算: r=lnRoT 其中T为世代时间:种群中指代从母体出生到子代再产子的平均时间,用生命表资料可以估计T的近似值,即T= x lxmx /R0 = x lxmx / lxmx 内禀增长率(rm):是具有稳定年龄结构的种群,在食物不受限制、同种其他个体的密度维持在最适水平,在环境中没有天敌,并在某一特定的温度、湿度、光照和食物等的环境条件组配下,种群的最大瞬时增长率。该值并非固定不变的。10种群的增长模型 (1)与密度无关的种群增长模型(与密度无关的种群离散增长模型和与密度无关的种群连续增长模型)前提:1.种群孤立地生活(单一种群),2.在稳定的无限制环境中(不受资源和空间的限制),3.种群净迁移为零,4.瞬时增长率既不随时间而变化也不受种群密度影响。(2)与密度有关的种群增长模型 逻辑斯谛方程数学式: dN/dt = r N (1-N/K) (微分式) Nt=K/(1+ea-rt) (积分式)模型行为:该曲线在N=K/2处有一个拐点,在拐点上, dN/dt最大,在拐点前, dN/dt 随种群增加而上升,在拐点后,dN/dt随种群增加而下降。曲线可划分为:开始期(潜伏期)(N0),加速期(NK2) ,转折期(NK2) ,减速期(NK) ,饱和期(NK)逻辑斯谛方程的两个参数r和K,均具有重要的生物学意义: r表示物种的潜在增殖能力,瞬时增长率r的倒数称为自然反应时间TR=1/r,它表示种群受到干扰后,返回平衡所需要的时间。 K表示环境容纳量,即物种在特定环境中的平衡密度。 模型中的K值是一最大值,随环境(资源量)改变而改变11. 自然种群的数量变动(种群增长,季节消长,种群的波动,种群的爆发,种群平衡,种群的衰落和消亡)12.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。(又叫生物入侵、外来物种入侵)生态入侵的危害:1.外来物种入侵会严重破坏生物的多样性,并加速物种的灭绝。2. 外来物种入侵会严重破坏生态平衡。3外来物种入侵会因其可能携带的病原微生物,而对其他生物的生存甚至对人类健康构成直接威胁。4. 外来物种入侵还会给受害各国造成巨大的经济损失。外来物种入侵的途径:1.自然入侵2.人为引进(有意引进,无意引进)生态入侵的典型案例:欧洲穴兔,福寿螺,小龙虾克氏原螯虾,美国白蛾,仙人掌,紫茎泽兰,薇甘菊,空心莲子草(水花生),凤眼莲 (水葫芦),豚草。13.种群调节:非密度制约因子:与种群本身密度大小无关的因素。对于陆域环境来说,这些因素包括光照、温度、风、降雨等非生物的气候因素。这种非密度制约作用是通过环境的变动而影响环境容纳量,从而达到调节作用。密度制约因子:与种群密度相关的因素,如死亡率、出生率等。随着种群密度的上升,死亡率升高,或生殖力、出生率下降或迁出率升高。密度制约作用包括生物间的各种生物相互作用,如捕食、竞争、寄生等。这种调节作用不改变环境容纳量,通常随密度逐渐接近上限而加强。外源性调节: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内源性调节:1)行为调节学说/温.爱德华学说a社群行为也是一种调节种群密度的机制。b社群等级和领域性等社群行为可能传递有关资源与种群数量关系的信息。c通过这种社群行为限制在生境中的动物数量,使食物供应和繁殖场所在种群内得到合理分配,把剩余的个体从适宜生境排挤出去,使种群的密度不至于上升太高。2)内分泌调节学说/克里斯琴学说a社群压力 生长激素减少 生长代谢障碍低血糖、休克/抗体减少 对疾病及外界刺激抵抗力降低 死亡率增加 b促肾上腺皮质激素增加皮质激素增多抗体减少 对疾病及外界刺激抵抗力降低 死亡率增加 c促肾上腺皮质激素增加 生殖器官和血细胞障碍出生率下降d促性激素减少 性激素减少/ 生殖细胞成熟减少 出生率下降3) 遗传调节学说/奇蒂(Chitty)学说基因型A:适于高密度的种群,繁殖力低,高进攻性,有外迁倾向。基因型B:适于低密度的种群,繁殖力高,较低的进攻性,有留居倾向。种群数量增加选择有利于基因型A相互进攻,生殖减少,死亡增加,部分迁出种群数量降低选择有利于基因型B相互容忍,繁殖力高,留居种群数量增加。自动调节学派的三个共同特点1,自动调节学派强调种群调节的内源性因素。2,种群密度自身影响本种群的出生率、死亡率、生长、性成熟、迁入和迁出等种群各种特征和参数。种群的自动调节学说是建立在种群内部的负反馈理论的基础上。3,种群的自动调节是各物种所具有的适应性特征,它对于种内成员整体来说,能带来进化上的利益。14. 局域种群:同一个种的并且以很高的概率相互作用的个体的组合。斑块:局域种群所占有的空间。集合种群:局域种群通过某种程度的个体迁移而连接在一起的区域种群。第六章 生活史对策L一.生活史的关键组分:身体大小(体型大小影响竞争力),生长率(休眠影响生长速率),繁殖(单次生殖与多次生殖)和寿命(衰老影响寿命) .二.生活史对策(生态对策):指各种生物在进化过程中形成各自特有的生活史,人们可以把它想象为生物在生存斗争中获得生存的对策。三.主要的生态对策类型:1生殖对策: MacArthur & Wilson (1967)推进了Lack的思想,将生物按栖息环境和进化对策分为r对策者和K对策者。前者属于r-选择后者属于k-选择和k-选择理论. r-选择者是在不稳定的环境中进化的,因而使种群增长率r最大。特征表现:快速发育、小型成体、数量多而个体小的后代,高的繁殖能量分配和短的世代时间.K-选择者是在稳定的环境中进化,因而适应竞争。特征表现:生长缓慢、大型成体、数量少但体型大的后代、低繁殖能量分配和长的世代时间。1)r-对策:生物体生活在条件严酷和不可预测的环境中,种群死亡率通常与密度无关,种群内的个体采用的对策为r-对策:较多的能量用于生殖,较少的能量用于生长,代谢和竞争力.2)r-选择者:采取r-对策的生物称r-选择者,其特征:一般寿命较短;生殖率很高;产生大量的后代;后代的存活率低;快速发育;小型成体但数目多;较少的抚育行为. r - 选择者示例:蚊子,鼠3)k-对策:生物体生活在条件优越和可预测环境中,死亡率大都取决于密度相关因素,生物间存在着激烈竞争,因此种群内的个体采用的对策:较多的能量用于生长,代谢和竞争力,较少的能量用于生殖.4)K-选择者:采取k-对策的生物称k-选择者,其特征:一般寿命较长,生殖率弱,产生较少的后代,后代的存活率高,慢速发育,大型成体但数量少,较强的抚育行为,长的世代周期. k-选择种类是在接近环境容纳量K的稳定环境中进化的,因而适应竞争。K-选择示例:熊猫,大象和虎5)r-选择者和K-选择者的生态特征比较 :特征r-对策者 (鼠)K-对策者 (虎、狮)增长曲线平衡点不稳定,常低于K值有平衡点并接近K值,扰动过大,趋消亡寿命短,常小于1年长,常大于1年出生率高,早生育,世代长度短低,延迟生育,世代长度长体型小,种间竞争能力弱大,种间竞争能力强存活率低,C型存活曲线,死亡多因环境引起高,A,B型存活曲线,死亡多因密度引起对子代投资少,缺乏抚育和保护机制大,具完善的抚育和保护机制迁移能力强,适于扩散弱,不易占领新的生境发育速度快慢适应的环境多变不确定环境,难以预测稳定、可预测的环境最终繁殖对策高繁殖力高存活力6)r-对策的优缺点: 优点:生殖率高,发育速度快,世代时间短,因此,种群在数量较低时,可以迅速恢复到较高的水平;后代数量多,通常具有较大的扩散迁移能力,可迅速离开恶化的环境,在其他地方建立新种群,因此,常常出现在群落演替的早期阶段;由于高死亡率、高运动性和连续面临新环境,可能使其成为物种形成的新源泉。缺点:死亡率高、竞争力弱、缺乏对后代的关怀,高的瞬时增长率必然导致种群的不稳定性,因此,种群的密度经常激烈变动7)r-对策的优缺点: 优点:种群的数量较稳定,一般保持在K值附近,但不超过此值,因此,导致生境退化的可能性小;具有个体大和竞争能力强等特征,保证它们在生存竞争中取得胜利。缺点: 由于r值较低,种群一旦遭到危害,难以恢复,有可能灭绝。8)K-选择的适应意义:竞争能力强、数量稳定、大量死亡或导致生境退化的可能性小;由于r低,种群数量下降后恢复困难。多数顶级生物属于该类群。9)r-选择的适应意义: 死亡率高,但高r能使种群迅速恢复,具有高扩散能力使其迅速离开不利环境,更有利于建立新的种群和形成新的物种,大多数先锋生物属于这类群 (优缺点和适应意义大体相同可选择记忆)2取食对策3迁移对策4逃避对策5体型对策四 生境分类与植物的生活史对策:Grime的CSR三角形是对植物生活史的三途径划分,比r/k二分法应用更广. 影响植物选择压力最大的是生境的干扰强度和胁迫强度(严峻度),以此为坐标轴,将植物的潜在生境分为四种类型: 高干扰、高严峻度,如火山等,植物无法生存。高干扰、低严峻度生境,如农田,支持高繁殖率杂草对策(R选择)在资源丰富的临时生境中的选择,主要将资源分配给生殖。低干扰、低严峻度生境竞争对策,如热带雨林,支持成体间竞争能力最大化的生活史对策(C选择)在资源丰富的可预测生境中的选择,主要将资源分配给生长 低干扰、高严峻度生境:沙漠里的耐逆境对策,如沙漠,支持胁迫忍耐对策(S选择)。在资源胁迫的生境中的选择,主要将资源分配给维持。五 对鱼类生活史对策的研究表明,生物在繁殖力、幼体成活率和性成熟年龄之间存在权衡,在这三维空间中,鱼类的生态对策被划分为三种:机遇对策:繁殖力低(繁殖的能量分配高)、幼体成活率低和性成熟早。平衡对策:繁殖力低、幼体成活率高和性成熟晚,如胎生或卵胎生鲨鱼。 周期性对策:繁殖力大、产大量小卵,幼体成活率低和性成熟晚,如中华鲟等。 六 休眠:是生物为躲避不适宜环境而延缓发育的一种适应性生存对策。滞育:昆虫的休眠,是昆虫长期适应不良环境而形成的种的遗传性。潜生现象(隐生现象):缓步类动物在发育的任何阶段都可以进入休眠状态并在该状态下存活许多年(水熊虫) .蛰伏(蜂鸟,蝙蝠,鼠) :动物暂时失去运动能力、对外界刺激敏感性降低的状态,通常伴随着代谢率、体温和呼吸率的明显降低。冬眠(刺猬) :也叫“冬蛰”。某些动物在冬季时生命活动处于极度降低的状态,是动物对冬季外界不良环境条件(如食物缺少、寒冷)的一 种适应。夏眠(非洲肺鱼):夏眠也叫 “夏蛰”。动物在夏季时生命活动处于极度降低的状态,是某些动物对炎热和干旱季节的一种适应。七、迁移:方向性运动,如家燕从欧洲到非洲的秋季飞行。扩散是离开出生或繁殖地的非方向性运动。可认为扩散是生物进化来的一种用来躲避种内竞争、以及避免近亲繁殖的方法。迁移模式:反复往返旅行 、单次往返旅行 、 单程旅行八 复杂的生活周期案例:蝌蚪和蛙成体 化茧成蝶九衰老: 生物体进入老年后,身体恶化,繁殖力、精力、存活力下降衰老的原因 (机械水平):化学毒物的影响使细胞器崩溃,引起衰老。进化影响决定衰老 :突变积累模型:早期表达的坏基因早期被去除,晚期表达的则不能被去除而持久地保持在种群中 拮抗性多效模型:部分基因对早期繁殖有利对生命晚期有害十复习题 名词解释:生活史、生态对策、滞育 、休眠、迁徙、衰老、潜生现象 问答题:什么是生活史,包括哪些重要组分? 什么是生活史对策?K-对策和 r-对策各有哪些特点?什么是Grime 的植物生活史对策?第七章 种内与种间关系名词解释:最后产量恒值法则、-3/2自疏法则、种间竞争、捕食、领域性、社会等级现象、阿利氏规律、他感作用、高斯假说、互利共生、偏利共生、基础生态位和实际生态位、竞争释放、协同进化问答题 1 种内与种间关系的基本类型及特征。 2植物的密度效应及相关法则。3 动物领域行为的一般规律。4 写出Lotka-Volterra 的种间竞争模型数学式,说明其中变量和参数所代表的意义,并评述模型的行为。5 写出Lotka-Volterra 的捕食模型数学式,并说明其中变量和参数所代表的意义。6 简述两物种间相互作用的类型(种间相互作用的实质是什么?两种间相互作用的类型有哪些?探讨寄生、共生形成的机制。)7. 如何利用阿力氏规律来调节种群数量?1种内关系的主要形式:竞争;自相残杀;性别关系;领域性;社会等级。种间关系的形式主要有竞争、捕食、寄生和互利共生。种间关系:生活于同一生境中不同物种之间的关系。种间关系可分为正相互作用和负相互作用.正相互作用:偏利共生、原始合作、互利共生.负相互作用:竞争、捕食、寄生、和偏害密度效应: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,称密度效应或邻接效应。密度效应是影响种群出生率、死亡率和迁移的各种理化因子、生物因子综合作用的表现。根据影响因素的种类,可分为密度制约和非密度制约。前者如生物种间的捕食、寄生、食物、竞争;后者如气候因素。最后产量恒值法则: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。Y=Wd=Ki Y为单位面积产量; W为植物个体平均重量;d为密度;Ki为常数。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,个体变小自疏现象:随着播种密度的提高,种内对资源的竞争不仅影响到植株生长发育的速度,也影响到植株的存活率。在高密度的样方出现植株死亡的现象称为自疏现象(self-thinning)。 -3/2自疏法则:植物重量与密度的对数关系成直线关系,直线斜率是-3/2。 这种关系称为Yoda氏-3/2 法则或-3/2 自疏法则。英国生态学家J.L.Harper (1981) 研究黑麦草发现: a = 3/2(恒值) 即,W = C d - 3/2 两边取对数 lgW=lgC-3/2lgd植物重量与密度的对数关系成直线关系,直线斜率是-3/2。 这种关系称为Yoda氏-3/2 法则或-3/2 自疏法则。2 两性细胞的结合与有性繁殖:两性细胞的结合和亲代投入:两性细胞结合方式(有性繁殖):自体受精(雌雄同体)和异体受精(雌雄异体、雌雄同体)。有性繁殖和无性繁殖的利弊:无性生殖:可迅速增殖,占领生境;保证遗传的稳定性有性生殖:产生更多变异类型的后代;适应多变的环境;适应稳定而异质的环境。(这是大多数生物选择有性繁殖的主要原因之一)(3)求偶行为:这是种内两性关系或性别关系的表现。是指寻求配偶,导致交配的行为。求偶行为具有炫耀、吸引异性的特点。求偶行为形式:鸣叫、鸣啭、发声;体色显示,发光;释放分泌物;身体接触;舞蹈和婚飞;求偶喂食;象征性营巢;装饰求偶场;公共竞技场求偶等。求偶行为的特点:1、求偶过程可能相当简单,只需通过嗅觉、视觉、听觉的刺激即可完成。2、求偶过程也可能相当复杂,需通过若干形式的通讯交流方能完成。3、凡有两性区别的动物都需要有求偶行为,其最终目的是导致子代的产生。求偶行为的生态学意义:吸引异性。防止与异种个体杂交。 激发对方的性欲望。选择最为理想的配偶。最终目的:繁衍后代有利于种族的延续。性选择三大理论:达尔文理论,让步赛理论,Fisher氏模型Darwin的理论:性内选择:同性个体间的竞争;性间选择:异性间的喜好让步赛理论:拥有奢侈特征的个体有好的基因Fisher的理论:两性同时对选择特征编码,并不断定向选择而遗传固定。即异性选择促进吸引异性性状的定向进化。认为雄性的某些诱惑性特征被雌性所喜爱选择,这些特征将继续进化。雌雄异株优越性:(1)减少同系交配几率,具异型杂交优越性 ;(2)回避两性间对资源的竞争;(3)动物传粉,决定了雌雄异株有利于生存繁衍。 婚配制度:群体内婚配制度的各种类型,包括配偶数目,持续时间,对后代的照顾。主要类型:婚配体制1、 单配制( 一雌一雄临时制(燕子、麻雀 )、一雌一雄终生制(鹤、雁、天鹅 )2、多配制一雄多雌(雉类 )一雌多雄(鹊、三趾鹑 )决定婚配体制类型的环境因素1、 主要生态因素可能是资源的分布,主要是食物和营巢地在空间和时间上的分布情况。2、 单配制:天鹅(资源平均分布)3、 多配制 一雄多雌:海狗科(不均等分布,有竞争,常见类型)一雌多雄:水雉等领域:指动物的个体、 家庭,甚至社群所占据的、并积极保卫不让同种其它个体侵入的空间领域行为:动物驱赶入侵者的行为,这种现象称领域性目的:保护营巢地,从而获得配偶和养育后代领域的主要特征:领域是一个固定的区域,且大小可调整。 领域受积极保护。领域的使用是排他性的。动物的领域面积随占有者的体重而变化,受食物品质影响,也随生活史而变化。 领域的意义:领域使动物可以得到充足的食物。领域减少对生殖活动的外来干扰。领域使安全更有保障。社会等级:指动物种群中各个动物的地位具有一定顺序的等级现象。 例如:家鸡鸡群的彼此啄击现象群稳定、少争斗;生长快,生产率高社会等级的优越性 利于种群内部的团结、稳定 利于优势个体获得更多的食物、栖所、配偶优先权(强者获得更好的繁殖机会,利于种族的保存与延续)他感作用:某些植物能分泌一些有害化学物质,阻止别种植物在其周围生长,这种现象称他感作用, 或叫异株克生。类型:种内他感作用,种间他感作用克生物质:他感作用中植物的分泌物。酚及其衍生物,不饱和内脂、生物碱、配糖体、乙烯、香精油等集群行为:一种特殊的群体行为,是种内关系的明显表现。对个体的生存具有较大的生态意义。集群的一般生态意义:1、有利于改变小气候条件,如企鹅集群提高温度。2、鱼类集群时对有毒物质的抗御能力增强。3、提高警觉性,集体防御。4、稀释效应,减少每一个个体被捕杀的机会。5、集群有利于取食。6、有利于动物繁殖和抚育幼体。7、集群易进行迁移或迁徙。阿利氏规律:动物种群有一个最适的种群密度,密度过密过疏都对种群不利,会对种群增长产生抑制性影响。种间关系是构成生物群落的基础,是种群生态和群落生态学的界面研究。研究内容(1)相互动态:两个或多个物种在种群动态上的相互影响。(2)协同进化:在进化过程和进化方向上的相互作用。种间竞争:两种或多种生物因利用共同资源而产生的使其受到不良影响的相互关系称为种间竞争。竞争结果 一方获胜,另一方被抑制或消灭竞争排斥原理内容:当两个物种利用同一资源和空间时产生的种间竞争现象,两个物种越相似,它们的生态位重叠就越多,竞争也就越激烈。竞争类型:相互干扰性竞争;资源利用性竞争(1)资源竞争的类型:相互干扰性竞争 资源利用性竞争种间竞争的特征:不对称性; 一个体的竞争代价常远高于另一个体,一种资源的竞争会影响到对另一种资源的竞争结果。;结果的不对称性是中间竞争的一个共同特点。种间竞争的结果:迁移:失败的物种将迁往它处寻求生存。竞争劣势的种群数量下降,甚至灭绝。两个种在取食习性和行为等方面发生变化,形成生态隔离,从而使两个种之间形成平衡而共存。决定动物单配偶制的主要因素是:( )A 性比 b 高质量而均匀分布的资源c 高质量但非均匀分布的资源 d贫乏的资源有关动物的领域效应,下面哪种说法不正确? a 动物不允许除家庭成员外其它个体进入领域; b 同样体重大小的黄牛领域面积小于老虎; c 体重越大的动物占有的领域面积越大;d 鸟类在营巢期领域面积最大Lotka-Volterra模型(大致看看出现的几种结果)生态位:物种在生物群落或生态系统中的地位和角色。主要指在自然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。基础生态位:生物群落中,某一物种所栖息的理论上的最大空间,称为基础生态位。实际生态位:生物群落中物种实际占有的生态位空间称实际生态位。竞争释放:以色列沙鼠、地鸽性状替换例:收获蚁、达尔文雀广义的捕食包括:典型的捕食 ;食草作用;寄生和拟寄生;同类相食。(看看)捕食者与猎物协同进化反映在:捕食者适于捕食的特征:锐齿、利爪、尖喙、毒牙等工具,诱饵追击、集体围猎猎物逃避捕食的对策:保护色、警戒色、拟态、假死、集体抵御自然选择对捕食者和猎物的对立选择红皇后效应“精明的捕食者”一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化,而后一物种这一性状本身又是作为对前一物种性状的反应而进化。捕食者和猎物之间的这种协同进化关系为“红皇后效应”精明的捕食者大多不捕食正当繁殖年龄的被食者个体,因为这会减少被食者种群的生产力,更多的是捕食那些老弱病残个体。这对被食者种群的稳定起着巨大作用。Lotka-Volterra捕食者-猎物模型P139(看看)最佳的捕食对策:最佳捕食效率;最佳食物搜寻者:食谱广谱化,大量时间搜寻猎物,少部分时间处理、吃掉猎物。鸟类处理者:食谱趋向特化,容易发现猎物,花费大量时间捕获、处理猎物。狮子老虎同等条件下,生活在生产力低的生境中的捕食者食谱趋向广谱化。捕食者优选能量高的食物。草食动物对植物的危害:植物受草食动物的“捕食”的危害程度随损害的部位、植物发育的阶段而异植物具有防卫反应:具有毒性;味道差;防御结构:机械防御:刺棘化学防御:气味植物和食草动物的协同进化表现:竞争物种间、捕食者猎物间、植物食草动物间、寄生物宿主间等。一方面:在进化过程中,植物发展了一系列防御机制,以对付食草动物的进攻。另一方面:食草动物亦在进化过程中产生了相应的适应性,如形成解毒酶等,或调整食草时间避开有毒化学物。 寄生物类型:微寄生物(寄主体内或体表生长在寄主体内或体表繁殖例:病毒、细菌、真菌和大寄生物(寄主体内或体表生长不在寄主体内或体表繁殖例:昆虫等)(1) 寄生物与寄主的相互适应与协同进化(具体表现两方面)寄生物对寄生生活的适应:感官和神经系统退化;超强的繁殖能力;复杂的生活史:转换寄主寄主对疾病的反应:免疫反应:细胞免疫反应和B淋巴细胞免疫反应;行为对策:整理毛、羽,逃离病区;植物和低等动物的反应:非特异性免疫、局部细胞死亡、提前落叶。寄生物与寄主种群的相互动态表现(两方面):与捕食者-猎物的相互作用类似寄主密度增加寄生物广泛扩散和传播寄主种群因流行病而急剧缩小寄主提高免疫力易感种群减小、疾病传染力下降寄主密度增加与捕食者-猎物种群类似的寄主种群循环寄主密度增加寄生物扩散和传播的机会增加寄主种群因流行病而缩小寄生物种群也随之减小寄主种群上升社会性寄生物:如鸟类的窝寄生:种内窝寄生:鸭;种间窝寄生:大杜鹃、褐头牛鹂蚂蚁的社会性寄生强迫其他种的工蚁为其饲育幼体共生类型:互利共生,偏利共生,偏害共生偏利共生:两物种个体生活在一起,仅对一方有利的共生关系。如藤壶附着在螺壳上, 鮣鱼附在鲨鱼腹部。互利共生:两物种相互有利的共居关系,彼此间有直接的营养物质的交流,相互依赖、相互储存、双方获利共生作用:共生性互利共生:高等植物与真菌的互利共生,如菌根。非共生性互利共生:清洁鱼与顾客鱼;专性互利共生 :地衣,珊瑚 ;兼性互利共生: 有花植物和传粉动物的互利共生,蜜蜂和植物;防御性互利共生:黑麦草与麦角真菌,蚂蚁和金合欢 ;消化道中的互利共生:如白蚁肠道共生物;表现在行为上的互利共生:海葵和寄居蟹,蚂蚁和蚜虫;种植和饲养的互利共生: 蚂蚁和真菌名词解释:最后产量恒值法则、-3/2自疏法则、种间竞争、捕食、领域性、社会等级现象、阿利氏规律、他感作用、高斯假说、互利共生、偏利共生、基础生态位和实际生态位、竞争释放、协同进化问答题:1 种内与种间关系的基本类型及特征。2植物的密度效应及相关法则。3 动物领域行为的一般规律。4 写出Lotka-Volterra 的种间竞争模型数学式,说明其中变量和参数所代表的意义,并评述模型的行为。5 写出Lotka-Volterra 的捕食模型数学式,并说明其中变量和参数所代表的意义。6 简述两物种间相互作用的类型(种间相互作用的实质是什么?两种间相互作用的类型有哪些?探讨寄生、共生形成的机制。) 7. 如何利用阿力氏规律来调节种群数量?第八章 种群的组成与结构1、生物群落:特定时间和空间中各种生物种群之间以及它们与环境之间通过相互作用而有机结合的具有一定结构和功能的复合体。生物群落的主要特征:具有一定的种类组成;群落中各物种之间是相互联系的;群落具有自己的内部环境;具有一定的结构具有一定的动态特征;具有一定的分布范围;具有边界特征群落交错区;群落中各物种不具有同等的群落学重要性。2.对群落性质的两种对立观点:机体论学派:群落是一个和生物个体、种群相似的自然单位,是有生命的系统。群落演替的定向特征相当于生物的生活史或生物的发育过程,具有机体特征群落都要经历“先锋阶段顶级阶段”的演替过程,顶级群落受破坏后重复演替过程达到顶级群落阶段。 代表人物:美国生态学家Clements个体论学派:群落不是自然单位,而是自然界中在空间和时间连续变化系列中的一个区段。因为在连续变化的环境下的群落组成是逐渐变化的,群落间没有明显的边界 代表人物:H.A.Gleason 3. 群落成员型及主要区别:优势种 :对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物。优势种对整个群落具有控制性影响。特征:个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强。建群种 :优势层中的优势种。亚优势种 :指个体数量与作用都次于优势种,但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种。伴生种 :群落的常见种类,与优势种相伴存在,但不起主要作用偶见种 :在群落中出现频率很低的种类,多是由于种群本身数量稀少的缘故 4. 种类组成的数量特征有以下指标:多度和密度、盖度、频度、重要值。Raunkiaer频度定律内涵:在一个种类分布比较均匀一致的群落中,属于A级频度的种类通常是很多的,B、C和D级频度的种类较少,E级频度的植物是群落中的优势种和建群种,其数目也较多,所以占有的比例也较高,所以ED。符合群落中低频度种的数目较高频度种的数目多的事实。定律基本上适合于任何稳定性较高而种数分布比较均匀的群落。群落的均匀性与A级和E级的大小成正比。E级愈高,群落的均匀性愈大。如若B、C、D级的比例增高时,说明群落中种的分布不均匀,暗示着植被分化和演替的趋势。5. 生物多样性定义:生物中的多样化和变异性及物种生境的生态复杂性。它包括植物、动物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统。生物多样性可分为: 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性三个层次。物种多样性具有下面二种涵义:(1) 种的数目或丰富度:指一个群落或生境中物种数目的多少。(2)种的均匀度: 指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况,它反映的是各物种个体数目分配的均匀程度7.有两个代表性的综合指标:辛普森多样性指数和香农-威纳指数6.物种多样性在空间上的变化规律(1)多样性随纬度变化 从热带到两极随纬度的增加,物种多样性有逐渐减少的趋势(2)多样性随海拔变化 物种多样性随海拔增加而逐渐降低。(3)在海洋或淡水水体物种多样性有随深度增加而降低的趋势 8、群落的结构:是指群落内的所有种类及其个体在空间中的配置状况。所有生物在群落中都各自占有一定的生存空间,它们构成了群落的空间结构。生活型:生物对外界环境适应的外部表现形式。根据休眠芽在不良季节的着生位置,陆生植物可以划分为五类生活型高位芽植物:休眠芽位于距地面25厘米以上(根据高度分4 亚类:大高位芽(高度30m)、中高位芽(8-30m)、 小高位芽(2-8m)、矮高位芽(25cm2m)地上芽植物:更新芽位于土壤表面之上,25厘米以下,多为半灌木或草本植物地面芽植物:更新芽位于近地面土层内,冬季地上部分全枯死,为多年生草本植物地下芽植物: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:只能在良好季节中生长的植物,它们以种子的形式度过不良季节层片具有下述特征:a属于同一层片的植物是同一生活型类别。b每一个层片在群落中都具有一定的小环境,不同层片小环境相互作用的结果构成了群落环境c每一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间,而且层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征。d层片是群落的三维生态结构,它与层有相同之处,但又有质的区别。生物型谱如何统计:统计某一个地区或某一个植物群落内各类生活型的数量对比关系。生物型谱如何绘制:首先是弄清整个地区(或群落)的全部植物种类,列出植物名录,确定每种植物的生活型,然后把同一生活型的种类归到一起。按下列公式求算:某一生活型的百分率=该地区该生活型的植物种数/该地区全部植物的种数100 群落的垂直结构最直观的就是它的成层性。 成层现象不只是表现在森林群落。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活型所决定。动物群落的分层现象陆地动物群落的分层主要与食物有关,其次与不同层次的微气候条件有关。 水生群落的分层现象与阳光、温度、食物和溶氧等因素有关。群落的水平结构:生物个体在水平方向上的分布不均匀造成不同地段的生物种类的差异。植物群落水平结构的主要特征是具有镶嵌性群落的时间结构:植物群落表现最明显的就是季相。动物群落时间格局主要表现为:群落中动物的季节变化、群落的昼夜变化群落交错区:又称为生态交错区或生态过渡带,是两个或多个群落之间的过渡区域。边缘效应:群落交错区种的数目及一些种的密度有增大的趋势。生态过渡带主要特征:a多种要素联合作用强烈,生物多样性较高。b抗干扰能力弱,生态环境恢复原状的可能性较小c生态环境变化快,恢复困难4.影响群落结构的因素主要是生物因素。竞争的影响:引起种间的生态位的分化,使群落中物种多样性增加。其中关键种不一定是建群种。同资源种团:生物群落中,以同一方式利用共同资源的物种集合即占据相似生态位的物种集合。捕食对生物群落结构的影响:视捕食者是泛化种还是特异种而异。泛化种:捕食压力的加强,将有竞争能力的物种吃掉,使物种多样性增加; 捕食压力过高时,因为需吃一些不适口的物种,物种多样性降低。特化种:喜食的是群落的优势种,则捕食可以提高物种多样性。喜食的是竞争上占劣势的种类,则捕食会降低物种多样性 。特化的捕食者,容易控制被食者物种干扰对群落结构的影响:断层的抽彩式竞争:出现在以下条件中:a群落中具有许多入侵断层能力相等和耐受断层中物理环境能力相等的物种。B这些物种中任何一种在其生活史过程中能阻止后入侵的其他物种的再入侵。在这两个条件下,对断层的种间竞争结果完全取决于随机因素,即先入侵的种取胜,至少在其一生之中为胜利者。中度干扰假说:即中等程度的干扰能维持高多样性,其理由:a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,使多样性降低b如果干扰间隔期很长,使演替过程能发展到顶级期,多样性也不很高c只有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。空间异质性和岛屿也能影响群落结构。群落的环境不是均匀一致的,空间异质性(是指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性)的程度越高,意味着有更加多样的小生境,能允许更多的物种共存;岛屿效应(岛屿面积越大种数越多)。6、一个物种丰富度的简单模型(大致了解其基本内容和应用即可)a: 群落物种的平均生态位宽度和平均生态位重叠是一定值时,资源利用范围越大,群落将含有更多的种数。b: 当资源利用范围一定时,群落物种的平均生态位宽度越小(表示种在资源上越分化,生态位越窄),群落有更高的物种数c: 当资源利用范围一定时,群落物种平均生态位重叠越大(物种间利用资源中重叠较多),群落将含有更多的种数。d: 当资源利用范围一定时,群落中利用资源越充分,含有更多的物种数;若群落种有一部分资源未被利用,所含种数就越少。第九章 群落的动态一 波动的原因: A、环境条件的波动变化,如雨水多少等 B、生物本身的活动周期,如病虫害暴发C、人为活动的影响,如放牧强度的改变二 波动的类型:不明显波动:数量关系变化很小,群落外貌和结构基本保持不变,摆动性波动:群落成分在个体数量和生产量方面的短期变动(1-5年),它与群落优势种的逐年交替有关.偏途性波动:气候、水分条件的长期偏离而引起一个或几个优势种明显变更的结果,通过群落自我调节,还可以回复到接近于原来状态,时期长(5-10年)三 演替的概念: 演替是指在植物群落发展变化过程中,由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着一个阶段,一个群落代替另一个群落的自然演变过程。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。四 演替类型:1按照演替发生的时间进程,可以分为:(1)世纪演替 延续时间相当长久,一般以地质年代计算。(2)长期演替 延续达几十年,有时达几百年,云杉林(3)快速演替 延续几年或十几年。草原弃耕地的恢复演替2按演替发生的起始条件划分可以分为:(1)原生演替:开始于原生裸地或原生芜原上的群落演替。(2)次生演替:开始于次生裸地或次生芜原上的群落演替。3按基质的性质划分可分为:(1)水生演替:演替开始于水生环境中,但一般都发展到陆地群落。(2)旱生演替:演替从干旱缺水的基质上开始。4按控制演替的主导因素划分有:(1)内因性演替 一切源于外因的演替最终都是通过内因生态演替来实现,因此可以说,内因生态演替是群落演替的最基本和最普遍的形式。(2)外因性演替 这种演替是由于外界环境因素的作用所引起的群落变化。其中包括气候发生演替、地貌发生演替、土壤发生演替、火成演替和人为发生演替。5按群落代谢特征来划分有:自养性演替(光合作用所固定的生物量积累越来越多,例如由裸岩地衣苔藓草本灌木乔木的演替过程)和异养性演替(异养性演替如出现在有机污染的水体,由于细菌和真菌分解作用特别强,有机物质是随演替而减少的)6,按我国植物生态学家刘慎谔教授(1959)的划分:A、时间演替:地点相同,而时间不同的演替;B、空间演替:时间相同,地点不同的演替,指植被类型的分布或生态系列;C、植被类型发生演替:即历史植被演替五 演替系列:生物群落的演替过程,从植物的定居开始,到形成稳定的植物群落为止,这个过程称之为演替系列。水生演替系列:湖底开始的演替(个人感觉只记黑体字)自由飘浮植物阶段:浮游有机体的死亡残体,湖岸雨水冲刷所带来的矿质微粒,导致湖底增高,沉水植物阶段:5-7米水深,首先出现轮藻属植物,湖底有机质积累较快而多,湖底进一步抬高;水深2-4米左右,有金鱼藻、狸藻等出现,繁殖强,垫高湖底.浮叶根生植物阶段:水深1米左右,睡莲等植物飘浮水面,沉水植物被排挤,更多泥沙沉积下来,湖底抬高,有利于下一阶段植物入侵,挺水植物阶段:水变浅,挺水植物为主,拦截泥沙能力更强,残体也更多,水更浅,使湖底迅速升高湿生草本植物阶段:季节性积水,根茎发达的湿生的沼泽植物开始生长。排水能力更强和垫高能力更强疏林阶段:耐水湿的灌木、乔木出现,如柳、赤杨中生森林:随树木的侵入,形成森林。地下水位降低,大量地被物改变了土壤条件旱生演替系列:岩石表面的演替(个人感觉只记黑体字)地衣植物阶段:壳状地衣腐蚀岩石表面,岩石风化作用,形成一些极少量的土壤;叶状地衣积聚更多的残体,使土壤增加的更快些;枝状地衣,生长能力强。苔藓植物阶段:在干旱时进入休眠,待到温和多雨时,大量生长。能积累的土壤更多些,为以后生长的植物创造条件。草本植物阶段:蕨类、一年生、二年生植物,土壤增加,小气候形成,多年生草本出现。使土壤增厚,遮荫,减少蒸发,土壤中真菌、细菌和小动物增多。灌木群落阶段:喜光的阳性灌木出现,与高草混生形成“高草灌木群落”,以后灌木大量增加,形成优势灌木群落,乔木群落阶段:阳性乔木树种生长,耐荫树种定居,阳性树种在林内不能更新而逐渐从群落消失。林下生长耐荫的灌木和草本植物复合的森林群落形成六 控制演替的几种主要因素: 1)植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性 (2)群落内部环境的变化,这种变化是由群落本身的生命活动造成的,与外界环境条件的改变没有直接的关系 (3)种内和种间关系的改变(4)外界环境条件的变化群落之外的环境条件诸如气候、地貌、土壤和火等常可成为引起演替的重要条件(5)人类的活动 人对生物群落演替的影响远远超过其他所有的自然因子(演替是从植物繁殖体的散布,迁移,传播和定居开始的,其中定居是重点)七 演替方向: 进展演替:群落的演替显示着群落是从先锋群落经过一系列的阶段,到达中生性顶极群落。这种沿着顺序阶段向着顶极群落的演替过程称之为进展演替。逆行演替:发生在人为破坏或自然灾害干扰因素之后,原来稳定性较大,结构较复杂的群落消失,代以结构简单、稳定性小的群落,利用环境和改造环境能力相对减弱,甚至倒退到裸地。八 演替顶级学说:演替顶极:每一演替系列都是由先锋阶段开始,经过不同的演替阶段,到达中生状态的最终演替阶段(群落类型)。1单元顶极论: H. C. Cowles 和F. E. Clements(1916)(后者认为演替总是向前发展的,是进展演替,而不可能是后退的逆行演替)提出观点,一个地区的全部演替都将会形成一个单一、稳定、成熟的植物群落.顶极群落:和当地气候条件保持协调和平衡的群落,这个演替的终点为顶极群落。顶极群落的特征只取决于该地区的气候性质:a给以充分时间,最终都能发展到该地区的顶级群落b在一个气候区域内的所有生境中,最后都将是同一的顶极群落c非正常的顶极2多元顶极论: A.G.Tansley(1954)提出观点:如果一个植物群落在某一种或几种环境因子的作用下在较长时间内保持稳定,能自行繁殖结束演替过程,就可以认为是顶极群落,气候顶极是顶极群落的一种类型,但在一个气候区域内,群落演替的最终结果,不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点, 地带性生境上是气候顶极,别的生境上可能是其他类型.附:单元顶极论和多元顶极论的区别:单元顶极论认为,只有气候才是演替的决定因素,其他因素都是第二位的,但可以阻止群落向气候顶极发展;多元顶极论则认为,除气候以外的其他因素,也可以决定顶极的形成。单元顶极论认为,在一个气候区域内,所有群落都有趋同性的发展,最终形成气候顶极;而多元顶极论不认为所有群落最后都会趋于一个顶极。3顶极格局假说(是多元顶极群落学说的一个变型):由美国Whittaker(1953)提出,在任何一个区域内,环境因子都是连续不断的变化。随着环境梯度的变化,各种类型的顶极群落,如气候顶极、土壤顶极等,不是截然成离散状态,而是连续变化的,因而形成连续的顶极类型,构成一个顶极连续变化的格局。格局中分布最广泛的且位于格局中心的顶极群落,称为优势顶极,它最能反映该地区气候特征的顶极群落,相当于单元顶级论的气候顶级.九 复习题: 名词解释:季相、演替、原生裸地、次生裸地、原生演替、次生演替、进展演替、逆行演替、演替顶极 思考题:1. 什么是群落波动,简述研究群落波动的意义。2. 什么是群落的原生演替和次生演替?它们二者的区别是什么?3. 谈谈你对非正常顶级群落的演替条件的看法。4. 烧荒后的演替是哪种演替方式?为什么?5. 单元顶极论、多元顶极论和顶极格局说内容,有哪些区别和联系?第十章 群落的分类与排序1.中国植物群落分类原则:“群落生态”原则,即以群落本身的综合特征作为分类依据,群落的种类组成、外貌和结构、地理分布、动态演替等特征及其生态环境在不同等级中均作了相应反映。分类方法:不重叠等级分类分的层次:主要分类单位分为3级:植被型(高级单位)、群系(中级单位)和群丛(基本单位)基本的分类单位:以植被型、群系、群丛为基本分类单位。第十一章 生态系统的一般特性一 生态系统的概念(生态系统是一个功能单位不是分类单位):A 生态系统是指在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质的循环和能量的流动互相作用,互相依存而构成的一个生态学功能单位。B 生物群落与其生存环境之间,以及生物种群相互之间密切联系、相互作用,通过物质交换、能量转换和信息传递,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,称为生态系统。C 在一定空间中共同栖居着的所有生物(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。 二 生态系统的基本特征: (1)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;(2)生态系统具有自我调节能力;(3)能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能;(4)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56个;(5)生态系统是一个动态系统,要经历一系列发育阶段。二、 生态系统的组成与结构: (二四六的分法、分别指什么)二:非生物环境成分、生物成分(生物群落)四:非生物成分.生产者,消费者,分解者(还原者):这三种是生物成分. 六:无机物、有机化合物、气候因素、生产者、消费者、分解者 (还原者)无机质:处于物质循环中的各种无机物,如氧、氮、二氧化碳,水和各种无机盐等。 有机质:包括蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等 。气候因素:如温度、湿度、风和雨雪等。 三大功能群: 生产者:自养生物,主要是各种绿色植物,也包括蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌。消费者:异养生物,主要指以其他生物为食的各种动物,包括植食动物(一级) 、肉食动物(二四级) 、杂食动物和寄生动物等。分解者:异养生物,把复杂的有机物分解成简单无机物,包括细菌、真菌、放线菌和动物等。三、 食物链的类型:在生态系统中都存在着三种主要的食物链,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:青草野兔鹰)和碎屑食物链(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。碎食物碎食物消费者小肉食性动物大肉食性动物 )和寄生食物链(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)四、 营养级的特征:1各营养级消费者不可能100%利用前一营养级的生物量。2各营养级同化率也不是100%,总有一部分排泄出去。3各营养级生物要维持自身的活动,消耗一部分热量。4能流在通过各营养级时会急剧减少,食物链就不可能太长5生态系统中的营养级一般只有四、五级,很少超过六级。生态金字塔类型:生物量金字塔(以相同单位面积上生产者和各级消费者的生物量即生命物质总量建立的金字塔。对陆地、浅水生态系统中比较典型,因为生产者是大型的,所以塔基比较大,金字塔比较规则,海洋生态系统中,浮游植物的个体小,生活史短,根据某一时刻调查的生物量,常低于浮游动物的生物量,就会使塔倒置)、能量金字塔(最能保持金字塔形,由各营养级所固定的总能量值的多少来构成的生态金字塔)和数量金字塔(单位面积内生产者的个体数目为塔基,以相同面积内各营养级位有机体数目构成塔身及塔顶。一般每一个营养级所包括的有机体数目,沿食物链向上递减。有时植食动物比生产者数目多。如昆虫和树木。个体大小差别很大,只用个体数目多少来说明问题有局限性。)生态效率的能量参数(知道代表什么):a摄取量I:表示一个生物(生产者,消费者或腐食者)所摄取的能量;对植物来说,代表被光合作用所吸收的日光能值。对动物,代表动物吃进的食物能量。b 同化量A:表示在动物消化道内被吸收的能量(吃进的食物不一定都能吸收)。对分解者来说是指细胞外产物的吸收;对植物来说是指在光合作用中所固定的日光能,即总初级生产量(GP)。c 呼吸量R:指生物在新陈代谢和各种活动中所消耗的全部能量。d,生产量P:代表生物在呼吸消耗后所净剩的能量值,它以有机物质的形式累积在生态系统中。对植物来说,它是指净初级生产量(NP);对动物来说,它是同化量扣除呼吸量后的净剩的能量值,即P=A-R。 3.林德曼定律(十分之一定律):能量沿营养级的移动时,逐级变小,后一营养级只能是前一营养级能量的十分之一左右。 4. 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入输出上的稳定。生态平衡是一种动态平衡,因为能量流动和物质循环总在不间断地进行,生物个体也在不断地进行更新。生产者、消费者和分解者在数量上保持平衡能够增强生态系统的自我调节能力。生态平衡的标志:1)能量和物质输入、输出平衡2)生物种类和数目相对稳定3)生态环境相对稳定4)生产者、消费者、分解者构成的营养结构相互协调。第12章 生态系统中的能量流动1.植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量或第一性生产量。2.动物和其他异养生物的生产量称为次级生产量或第二性生产量。 3.在初级生产过程中,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,这部分生产量称为净初级生产量。而包括呼吸消耗在内的全部生产量称为总初级生产量。总初级生产量(GP)= 净初级生产量(NP)+ 呼吸消耗的能量(R)。4.地球上初级生产力的分布:陆地上湿地(沼泽和盐沼)生产量最高2500g/m2海洋中藻类和珊瑚礁生产量最高2000g/m2净初级生产力纬度分布前三名:赤道附近;北半球的中温带;南半球的中温带陆地季节波动大:夏季冬季垂直变化:乔木层灌木层 草被层5.海洋净初级生产力的季节变动是中等程度的,而陆地生产力的季节波动则很大,夏季比冬季净初级生产力平均高60%。6.初级生产量的限制因素:陆地生态系统水、温度、营养物质水域生态系统营养物质、光和食草动物的捕食7.次级生产的生态效率:消费效率:世代周期短的高于世代周期长的,草本植物、浮游生物世代短,更新快,消费率高。同化效率:肉食动物高于植食动物。净生长效率:营养级越高,净生长效率越低,植食动物肉食动物;植物动物。生产效率:无脊椎动物外温性脊椎动物内温性脊椎动物。8. 分解过程的三个环节:碎裂(把尸体分解为颗粒状的碎屑)、异化(有机物在酶的作用下,进行生物化学的分解,从聚合体变成单体,进而成为矿物成分)、淋溶(可溶性物质被水淋洗出,是一种纯物理过程)。分解过程是死有机物质的逐步降解过程,将有机物还原为无机物并释放出能量。9.影响分解过程的因素:分解者生物的种类、分解资源的质量、分解时的理化环境。10.分解者生物:(1)细菌、真菌:分解过程的开始。生长型:群体生长酵母、细菌(繁殖、扩散) 丝状生长真菌、放线菌(穿透)营养方式(节能):分解细胞外酶催化分解底物再吸收(2)动物:A.陆地生态系统:分解者主要是食碎屑的无脊椎动物B.水生生态系统:动物的分解过程分为搜集、刮取、粉碎、取食或捕食等几个环节。碎裂者:以落入河流中的树叶为食。颗粒状有机物质搜集者:一类从沉积物中搜集;另一类从水体中滤食有机颗粒。刮食者:其口器适应在石砾表面刮取藻类和死有机物。以藻类为食的食草性动物。捕食动物:以其他物脊椎动物为食。11.资源的物理和化学性质影响着分解的速率。物理性质:表面特性和机械结构 化学性质:随其化学组成而不同 分解速率:单糖半纤维素纤维素木质素酚 C:N 最适的C:N = 25-30:112.理化环境对分解的影响:水热条件:温度高、湿度大的地带,有机质分解速率高;低温干燥地带,分解速率低;分解速度随纬度增高而降低。分解生物的相对作用:无脊椎动物在地球上的分布随纬度的变化呈现地带性的变化规律;低纬度热带地区起作用的主要是大型土壤动物,其分解作用明显高于温带和寒带;高纬度寒温带和冻原地区多为中、小型动物,它们对物质分解起的作用很小。13.生态系统中的能量流动的基本特征:热力学第一定律(能量守恒定律):能量既不能创生,也不会消灭,只能按严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。热力学第二定律 (熵定律):在能量传递和转化过程中,除了一部分传递和作功外,总有一部分以热的形式消散,使系统的熵增加。能量是单向性和逐级减少的:生态系统能量的流动是单一方向的能量以光能的状态进入生态系统后,就只能以热的形式不断地逸散于环境中。从太阳辐射能到被生产者固定,再经植食动物,到肉食动物,能量是逐级递减的过程各营养级消费者不能百分之百地利用前一营养级的生物量,各营养级的同化作用也不是百分之百的,生物的新陈代谢要消耗一部分能量。第十三章 生态系统中的物质循环能量流动与物质循环的区别:能量流动是单向的逐级递减,物质循环是双向的。物质循环五类型:全球水循环、碳循环、氮循环、磷循环、硫循环生态系统中的水循环包括:截取、渗透、蒸发、 蒸腾、地表径流(碳循环老师说好好看看,我不知道那里是重点,所有的都在啦)碳循环途径 绿色植物通过光合作用,把大气中的CO2固定,转化为碳水化合物 光合作用产物供各营养级利用、重组、呼吸、分解等,以CO2 形式回到大气; 通过燃烧煤炭、天然气、石油等产生的CO2 脱离循环,被永久禁锢 碳在生态系统中循环不平衡引起的生态效应CO2增加,引起温室效应对6个生物层次的产生潜在影响: 1.生物圈:海平面上升,淹没大片海岸湿地,陆地生物区变化 2.生态系统:农业生态系统;森林生态系统;水生生态系统; 3.生物群落:影响生物群落结构,使植物群落中有些优势种竞争能力下降 4.种群:改变某些植食性动物的食性,导致某些种群的互相作用强度增强 5.物种:加速物种的灭绝,加速某些物种的迁移6.植物个体:提高水分利用,提高光合作用,促进作物生长,改变植物形态结构保持碳循环相对平衡的生态对策 (1) 减少CO2 的排放 (2) 大力开展对CO2的吸收,固定和利用氮循环的三个作用: 1.氨化作用 由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解成为氨与氨化合物 2.硝化作用 氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐 3.反硝化作用 也称脱氨作用,反硝化细菌将亚硝酸盐转变成大气氮,回到大气库中1. 生物放大作用 (食物链浓集效应): 某些物质当他们沿食物链移动时,既不被呼吸消耗,又不容易被排泄,而是浓集在有机体的组织中,这一现象称为生物放大作用。 2.生物地球化学循环的类型:水循环、气体型循环、沉积型循环4.比较气体型和沉积型两类循环的特点。在气体型循环中,大气和海洋是主要的贮存库,有气体形式的分子参与循环过程,如氧气、二氧化碳、氮气等循环。而参与沉积型循环的物质,其分子和化合物没有气体形态,并主要通过岩石风化和沉积物分解为生态系统可利用的营养物质,如磷、钠、钙、镁等。气体型循环和沉积型循环都受太阳能所驱动,并都依托于水循环。5.全球碳循环包括哪些重要的生物和非生物过程?碳循环包括的主要过程是:生物的同化和异化过程;大气和海洋之间的二氧化碳交换;碳酸盐的沉淀作用。第十四章 陆地生态系统的主要类型及其分布陆地生态系统为什么呈地带性分布?中国陆地生态系统类型的水平分布遵循什么规律?为什么说热带雨林生态系统是地球上最复杂的生态系统?常绿阔叶林具有哪些重要的生态特征?这些特征与所对应的环境之间具有怎样适应性?1. 陆地生态系统分布的基本规律陆地生态系统水平分布的基本规律(纬向地带性、经向地带性)植被分布的垂直地带性局部地形对植被的影响2、 世界陆地主要植被及生态系统的类型(从赤道到两极)1)热带雨林 2)亚热带常绿阔叶林 3) 温带落叶阔叶林 4)北方针叶林 5.)草原 欧亚大陆草原、北美大陆草原、南美草原、稀树草原、草甸草原6.)沙漠 7) 苔原/冻原热带雨林分布:赤道及其两侧湿润地区。影响植被水平分布的主要因素:气候和土壤 影响径向分布主要因素:水分3.什么是热带雨林?其主要群落特征有哪些?热带雨林是指耐阴、喜雨、喜高温、结构层次不明显、层外之物丰富的乔木植物群落。其特点是(1)种类组成丰富,高大乔木为主;(2)群落结构复杂,树冠不齐,分层不明显;(3)藤本植物及附生植物极丰富;(4)树干高大挺直,分枝小,树皮光滑,常具板状根和支柱根;(5)茎花现象很常见;(6)寄生植物很普遍,高等有花的寄生植物常发育于乔木的根茎上;(7)植物终年生长发育。4.常绿阔叶林群落有什么特征?常绿阔叶林主要由桦木科、壳斗科等科的乔木组成,其叶无革质硬叶现象,季相变化十分显著,树干常有很厚的皮层保护;群落结构较为清晰,分为乔木层、灌木层和草本层3个层次;林中藤本植物不发达,几乎不存在有花的附生植物,乔木多为风媒花植物。一祝17的姑娘们,考出好成绩,考研成功!另外找到好工作,每天心情愉快!嘿嘿嘿。
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