大学普通生态学问答题

五、问答题（每题5分，共计20分）1简述生物对极端高、低温环境会产生哪些适应？答：生物对极端高、低温的适应表现在形态、生理和行为等各个方面。在低温的形态适应方面，植物的芽和叶片常有油脂类物质保护，树干粗短，树皮坚厚状；内温动物出现贝格曼规律和阿伦规律的变化（1分）。在生理方面，植物常通过减少细胞中的水分，增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物的冰点，增加抗寒防冻能力；小型内温动物主要增加体内产热量来增强御寒能力和保持恒定的体温，通常是靠增加非颤抖性产热和基础代谢产热，前者作用更为重要。内温动物还采用逆流热交换、局部异温性和适应性低体温等适应寒冷环境（1分）。行为上的适应主要表现在迁徙和集群方面（1分）。生物对高温的适应也表现在上述三个方面。在形态上，植物生有密绒毛和鳞片，植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮，叶片垂直排列或折叠，树干和根茎生有木栓层等，使植物体免受热伤害；动物皮毛隔热，夏季毛色变浅，具光泽（1分）。在生理上，植物主要降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，以及增强蒸腾作用避免植物体过热；动物则适当放松恒温性，将热量贮存于体内，使体温升高，等夜间再通过对流、传导和辐射等方式将体内的热量释放出去（0.5分）。在行为上，小内温动物常采用“夜出加穴居式的适应方式”，避开沙漠炎热干燥的气候。夏眠或夏季滞育、迁移，也是动物渡过干热季节的一种适应（0.5分）。2何谓生态过渡带（群落交错区）？它的主要特征有哪些？答：生态过渡带是两个或多个群落之间（或生态地带之间）的过渡区域。生态过渡带是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带，在这里，群落中种的数目及一些种群密度比相邻群落大（1.5分）。生态过渡带种的数目及一些种的密度增大的趋势被称为边缘效应。随着对生态过渡带研究的不断深入，国际上对生态过渡带已有一个大致统一的认识，即生态过渡带是指在生态系统中，处于两种或两种以上的物质体系、能量体系、结构体系、功能体系之间所形成的界面，以及围绕该界面向外延伸的过渡带（1.5分）。生态过渡带具有三个主要特征：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（1分）；其次，这里的生态环境抗干扰能力较弱，对外力的阻抗相对较低，界面区生态环境一旦遭到破坏，恢复原状的可能性很小（0.5分）；最后，这里的生态环境的变化速度快，空间迁移能力强，因而也造成生态环境恢复的困难（0.5分）。3以氮循环为例，说明研究生态系统物质循环对人类的意义?答：持续不断的物质循环和能量流动是一个生态系统长期生存和发展的基础，包括氮在内的物质在生态系统中可以反复循环利用（1分）。氮循环对人类的意义表现两重性：积极和消极。积极意义：维持人类生命的物质基础，提供人类生存与繁衍所需要的氨基酸和蛋白质，建成人类自身（2分）；消极意义：造成水体富营养化，土壤养分失衡，导致NOx的产生与释放，引起光化学烟雾等，危害环境和人类健康（2分）。4怎样正确处理人与自然的关系?答：随着生产力的发展和科学技术的进步，人类已经由自然生态系统中的普通成员转变为能够任意改变自然的主宰者。人类在改造自然，造福人类的同时，也带来了一系列环境问题，危害到了人类的自身生存（1分）。人类必须重新审视自己在自然中的地位，处理好与自然的关系。用生态学观点指导生产，规范人们的行为，是正确处理人与自然关系的前提（1.5分）。控制人口数量，可为其他生物留有足够的生存空间并能减少对自然资源的消耗。在改造自然，服务于人类的时候，要保持生态系统的平衡状态，避免生态失衡带来的危害（1.5分）。在取用自然资源的时候，要考虑对环境的保护并使可更新资源能持续利用，使不可更新资源能长久利用。要彻底摒弃自然资源取之不尽用之不竭的错误观点（1分）。5. 论述温度因子的生态作用?答：温度影响着生物的生长和生物的发育，并决定着生物的地理分布。任何一种生物都必须在一定的温度范围内才能正常生长发育。一般说来，生物生长发育在一定范围内会随着温度的升高而加快，随着温度的下降而变缓(2分)。当环境温度高于或低于生物所能忍受的温度范围时，生物的生长发育就会受阻，甚至造成死亡。此外，地球表面的温度在时间上有四季变化和昼夜变化，温度的这些变化都能给生物带来多方面和深刻的影响(2分)。温度对生物的生态意义还在于温度的变化能引起环境中其他生态因子的改变，如引起湿度、降水、风、氧在水中的溶解度以及食物和其他生物活动和行为的改变等，这是温度对生物的间接影响(1分)。6概括出生态系统中能量流动的两个特点及其意义?答：生态系统能量流动的特点是：生态系统中能量流动是单方向和不可逆的(1.5分)；能量在流动过程中逐渐减少，因为在每一个营养级生物的新陈代谢的活动都会消耗相当多的能量，这些能量最终都将以热的形式消散到周围空间中去(1.5分)。意义：任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。如果在一个较长的时间内断绝对一个生态系统的能量输入，这个生态系统就会自行灭亡(2分)。7. 生态规划的含义是什么，其理论基础有哪些，具有哪些特点？答：以生态学原理和城乡规划原理为指导，应用系统科学、环境科学等多学科的手段辨别、模拟和设计人工复合生态系统内的各种生态关系、确定资源开发利用与保护的生态适宜度，探讨改善系统结构与功能的生态建设对策，促进人与环境关系持续协调发展的一种规划(2分)。生态规划的理论是：（1）整体优化理论；（2）趋适开拓原理；（3）协调共生原理；（4）区域分异理论；（5）生态平衡原理；（6）高效和谐原理；（7）可持续发展理论(1.5分)。生态规划具有以下特点和科学内涵：（1）以人为本；（2）以资源环境承载力为前提；（3）系统开放、优势互补；（4）高效、和谐、可持续(1.5分)。8论述全球主要生态问题及对策?答：全球主要生态问题包括环境问题、资源问题和人口问题。纷繁复杂的环境问题，大致可以分为两类，一类是因为工业生产、交通运输和生活排放的有毒有害物质而引起的环境污染，如农药、化肥、重金属、二氧化硫等造成的污染；另一类是由于对自然资源的不合理开发利用而引起的生态环境的破坏，如水土流失、沙尘暴、沙漠化、地面沉降等(1分)。资源问题是指自然资源由于环境污染和生态环境破坏以及人类过度开发利用导致的自然资源枯竭，包括矿产资源、淡水资源、生物资源和土地资源(1分)。人口问题包括人口数量问题和人口老龄化问题。人口的快速增长，加快了自然资源的消耗，加大了对自然环境的压力，世界所面临的资源、环境、农业等一系列重大问题，都与人口的快速增长有关；人口老龄化将对社会经济带来沉重负担，延缓经济增长速度，因老年人的特殊需要，国家必须加大社会福利、救济保障、医疗服务等方面的投入，以保护老年人的利益(1.5分)。 解决全球生态问题的对策是：控制人口数量，提高人口质量，减轻对环境和资源的压力；提高全人类保护环境和资源的意识，减轻对环境和资源的破坏与利用程度，实现持续发展；加强法制建设，用法律手段保护环境和资源；发展科学技术，用科技力量解决全球生态问题(1.5分)。9什么是生物群落？它有哪些基本特征？ 答：生物群落是指特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响，相互作用，具有一定的外貌结构，包括形态结构与营养结构，并具特定功能的生物集合体（1分）。群落的基本特征：（1）具有一定的外貌一个群落中的植物个体，分别处于不同高度和密度，从而决定了群落的外部形态（0.5分）。（2）具有一定的的种类组成 每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成的，因此，种类组成是区别不同群落的首要特征（0.5分）。（3）具有一定的群落结构生物群落是生态系统的一个结构单位，它本身除具有一定的种类组成外，还具有一系列结构特点，包括形态结构、生态结构与营养结构。如生活型组成，种的分布格局，成层性，季相，捕食者和被食者的关系等（0.5分）。（4）形成群落环境 生物群落对其居住环境产生重大影响，并形成群落环境（0.5分）。（5）不同物种之间的相互影响 群落中的物种有规律地共处，即在有序状态下生存（0.5分）。（6）一定的动态特征 生物群落是生态系统中具有生命的部分，生命的特征是不停地运动，群落也是如此（0.5分）。（7）一定的分布范围 任一群落都分布在特定地段或特定生境上，不同群落的生境和分布范围不同（0.5分）。（8）群落的边界特征 在自然条件下，有些群落具有明显的边界，可以清楚地加以区分；有的则不具有明显边界，而处于连续变化中（0.5分）。10. 什么是单元顶极论？它和多元顶极论有什么区别？答： Clements认为，在同一气候区内，无论演替初期的条件多么不同，植被总是趋向于减轻极端情况而朝向顶极方向发展，从而使得生境适合于更多的生物生长。演替可以从千差万别的生境上开始，先锋群落可能极不相同，但在演替过程中植物群落间的差异会逐渐缩小，逐渐趋向一致。因而，无论水生型的生境，还是旱生型的生境，最终都趋向于中生型的生境，并均会发展成为一个相对稳定的气候顶极（2分）。 两者的不同点在于：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（1.5分）。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（1.5分）。11. 什么是生活史对策？r-对策者和K-对策者各有哪些特点？答：各种生物在进化过程中形成各种特有的生活史，人们可以把它想象为生物在生存斗争中获得生存的对策，称为生活史对策（2分）。r-对策的生物，通常出生率高、寿命短、个体小，一般缺乏保护后代机制，竞争力弱，但一般具很强的扩散能力，一有机会就入侵新的栖息生境，并通过高r值而迅速增殖（1.5分）。K-对策的生物，通常出生率低、寿命长、个体大、具有较完善的保护后代机制，一般扩散能力较弱，但竞争能力较强，即把有限能量资源多投入于提高竞争能力上（1.5分）。12简述逻辑斯谛增长曲线的形成过程及各阶段的特征?答：逻辑斯谛增长是具密度效应的种群连续增长模型，比无密度效应的模型增加了两点假设：（1）有一个环境容纳量；（2）增长率随密度上升而降低的变化，是按比例的。按此两点假设，种群增长将不再是“J”字型，而是“S”型（2分）。 “S”型曲线有两个特点： （1）曲线渐近于K值，即平衡密度； （2）曲线上升是平滑的（1分）。 逻辑斯谛曲线常划分为5个时期： （1）开始期，也可称潜伏期，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，密度增长逐渐加快；（3）转折期，当个体数达到饱和密度一半（即K2时），密度增长最快；（4）减速期，个体数超过K2以后，密度增长逐渐变慢；（5）饱和期，种群个体数达到K值而饱和（2分）。13现代生态学发展的特点和主要趋势是什么? 答：（1）研究层次向宏观和微观方向发展。现代生态学一方面向区域性、全球性乃至宇宙性方面发展；另一方面是向微观方向发展，与分子生物学、分子遗传学、生理学、微形态解剖学结合（2分）。（2）研究范围的扩展。一是生态学的研究内容和任务扩展到人类社会，渗入到人类的经济活动，成为自然科学与社会科学相接的桥梁之一；二是应用生态学得到迅速发展（1分）。（3）研究方法手段的更新。野外自计电子仪器、遥感与地理信息系统、生态建模等现代化测试技术、设备和手段得到广泛应用；系统分析方法以及系统生态学的发展，进一步丰富了本学科的方法论（1分）。（4）生态学研究的国际性日益增强（1分）。14试述生态因子的作用规律？答：（1）综合作用。生态环境是一个统一的整体，生态环境中各种生态因子都是在其他因子的相互联系、相互制约中发挥作用，任何一个单因子的变化，都必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用（1分）。（2）主导因子作用。在对生物起作用的诸多因子中，其中必有一个或两个是对生物起决定性作用的生态因子，称为主导因子。主导因子发生变化会引起其他因子也发生变化（1分）。（3）直接作用和间接作用。环境中的一些生态因子对生物产生间接作用，如地形因子；另外一些因子如光照、温度、水分状况则对生物起直接的作用（0.5分）。（4）阶段性作用。生态因子对生物的作用具有阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的（0.5分）。（5）生态因子不可代替性和补偿作用。环境中各种生态因子对生物的作用虽然不尽相同，但都各具有重要性，不可缺少；但是某一个因子的数量不足，有时可以靠另外一个因子的加强而得到调剂和补偿（1分）。（6）生态因子限制性作用。生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子（1分）。15用热力学第一、第二定律分析生态系统中的能流过程？答：热力学第一定律指的是能量既不能创造，也不能消灭，只能从一种形式转化为另一种形式（1分）。热力学第二定律指的是当能量从一种形式转化为另一种形式的时候，转化率并非百分之百，一部分以热的形式消散于环境中（1分）。生态系统中的能量来自于太阳发出的光能，被绿色植物转化为植物体内的化学能，经食物链再转化为消费者和分解者体内的化学能（1分）。在能流过程中，一部分化学能转变为供生物取食和运动的机械能并进一步以热能形式散失于环境中（1分）。由于能量的转化率不是百分之百，在上一个营养级向下一个营养级转化过程中，能量逐级减少，因此，各营养级所能维持的生物量也逐级减少，营养级的个数一般不超过45级（1分）。16试述光的生态作用?答：太阳光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉，地球上生物生活所必需的全部能量，都直接或间接地源于太阳光（1分）。（1）光照强度对生物的生长发育和形态建成有重要影响（1分）。（2）不同光质对生物有不同的作用。光合作用的光谱范围只是可见光区，红外光主要引起热的变化；紫外光主要是促进维生素D的形成和杀菌作用等。此外，可见光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长、发育等也有影响（1.5分）。（3）日照长度的变化使大多数生物的生命活动也表现出昼夜节律；由于分布在地球各地的动植物长期生活在具有一定昼夜变化格局的环境中，借助于自然选择和进化而形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，即光周期现象。根据对日照长度的反应类型可把植物分为长日照植物和短日照植物。日照长度的变化对大多数动物尤其是鸟类的迁徙和生殖具有十分明显的影响（1.5分）。17试述水因子的生态作用?答：（1）水是生物体不可缺少的重要的组成部分；水是生物新陈代谢的直接参与者，也是光合作用的原料。因此，水是生命现象的基础，没有水也就没有生命活动。此外，水有较大的比热，当环境中温度剧烈变动时，它可以发挥缓和、调节体温的作用（1.5分）。（2）水对生物生长发育有重要影响。水量对植物的生长也有最高、最适和最低3个基点。低于最低点，植物萎蔫，生长停止；高于最高点，根系缺氧、窒息、烂根；只有处于最适范围内，才能维持植物的水分平衡，以保证植物有最优的生长条件。在水分不足时，可以引起动物的滞育或休眠（1.5分）。（3）水对生物的分布的影响。水分状况作为一种主要的环境因素通常是以降水、空气湿度和生物体内外水环境三种方式对生物施加影响，这三种方式相互联系共同影响着生物的生长发育和空间分布。降水是决定地球上水分状况的一种重要因素，因此，降水量的多少与温度状况成为生物分布的主要限制因子（1.5分）。我国从东南至西北，可以分为3个等雨量区，因而植被类型也可分为3个区，即湿润森林区、半干旱草原区及干旱荒漠区（0.5分）。18论述捕食者与猎物的协同进化?答：一个物种的性状作为另一物种的性状的反应而进化，而后一物种的性状又作为前一物种性状的反应的进化现象称协同进化（0.5分）。捕食者与猎物的相