厦门大学普通生态学考研笔记3

所有试卷资料免费下载8 捕食作用? 捕食的性质? Lotka-Voterra捕食者-猎物模型? 捕食者功能反应和数量反应? 草食作用和植物防御? 捕食者和猎物的协同进化捕食的性质? 捕食（predation）可以定义为摄取其它个体的部分或全部作为食物。捕食者包括：典型的捕食者、草食者、寄生者。捕食者可分为食草动物、食肉动物和杂食动物。? 食性的特化与泛化：根据捕食猎物种数的多少，某些捕食者是特化种（specialist），对食物的选择非常强；而另一些是泛化种（generalist），对吃几种类型的猎物。草食性动物一般比肉食性动物更加特化。动植物寄生者都是特化种。Lotka-Voterra捕食者-猎物模型? 猎物在没有捕食者条件下按指数增长? dN/dt=r1N N- 猎物种群密度，t-时间， r1-猎物的种群增长率。? 捕食者在没有猎物条件下按指数减少? dP/dt=-r2P P-捕食者的种群密度， t-时间，r2-捕食者的种群增长率。? 当两者共存于一个有限的空间内，捕食者发现和进攻猎物的效率为 ，可称为压力常数，即平均每一捕食者捕杀猎物的常数;捕食者利用猎物而转变为更多捕食者的常数为，即捕食效率常数。? 猎物的种群增长方程： dN/dt=r1N PN （1）? 捕食者的种群增长方程： dP/dt=-r2P NP （2）Lotka-Voterra捕食者-猎物模型行为捕食者的功能反应和数量反应? 功能反应：随着猎物密度的增加，每个捕食者可以捕获更多的猎物或可以较快地捕获猎物，这种现象就是捕食者的功能反应。概念最早由Solomon提出，Holling提出三类功能反应，即I型功能反应、II型功能反应、III功能反应。? 数量反应：随着猎物密度增加，更多的捕食者将生存下来，并繁衍后代，导致捕食者种群数量增加，这种过程称捕食者对于猎物密度增加的数量反应。食草作用? 食草动物对植物的危害 植物受食草动物的“捕食”的危害程度随损害的部位、植物发育的阶段而异。? 植物的补偿作用 植物因食草动物“捕食”而受损害，但植物不是完全被动的，植物有各种补偿机制。? 植物的防卫反应 食草动物的还能引起植物的防卫反应，如产生更多的剌（机械防御）或化学物（化学防御）。? 植物和食草动物的协同进化 在进化过程中，植物发展了防御机制，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的有毒化学物。 ? 植物一与食草动物种群的相互动态 9 寄生? 寄生（parasitism）: 一种从另一种生物的体液、组织或已消化物质中获取营养，并对宿主造成危害的情况。? 社会性寄生物（social parasites）:不通过摄取寄主的组织获益，而是通过强迫寄主提供食物或其他利益面获利。如杜鹃的巢寄生等。? 寄主寄生物协同进化 寄生物与其寄主间紧密的关联经常会提高彼此相反的进化选择压力，在这种压力下，寄主对寄生反应的进化会提高寄生物的进化变化。11 共生? 互利共生（mutualism）: 不同种两个个体间的一种互惠关系，可增加双方的适合度。? 互利共生的类型：? 仅表现在行为上的互利共生，如鼓虾和丝鱼段鯱鱼? 包括种植和饲养的互利共生，白蚁和真菌? 有花植物和传粉动物的互利共生，蜜蜂和植物? 动物消化道中的互利共生，反刍动物和胃纤毛虫? 高等植物与真菌的互利共生，菌根? 生活在动物组织或细胞内的共生体，纤毛虫和藻类第五章 种内、种间关系 参考文献第五章 种内、种间关系 思考题1? 名词解释? 性状替换（character displacement）* ? 适应辐射（adaptive radiation）*? 竞争替代（competitive displacement）*? 领域（territory）与领域行为(territorial behavior)? 社会行为(social behavior)? 利他行为（altruism） ? 他感作用（allelopathy） ? 基础生态位与实际生态位（fundamental niche and realized niche）? 生态位与生态价（生态幅）（niche and ecological valence） ? 竞争排斥原理（competitive exclusion principle）? 协同进化（coevolution） ? 植物的防御反应（plant defense）? 互利共生(mutualism) 第五章 种内、种间关系 思考题2? 问答题? 从植物和植食动物的关系入手，阐述协同进化原理。? 根据生态位理论，阐述竞争排斥原理。? 写出Lotka-Volterra 的种间竞争模型（数学形式），说明其中变量和参数所代表的意义，并评述模型的行为。? 写出Lotka-Volterra 的捕食模型（数学形式），并说明其中变量和参数所代表的意义。? 阐述下列命题：捕食者与猎物的协同进化（捕食者和被捕食者的相互适应是长期协同进化的结果）；寄生物和宿主的相互适应；在生物群落中，物种间的竞争可能会导致生态位的分化。? 简述两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。）? 动物的通讯方式有哪些？*? 简述社会行为和社会等级的概念，并说明支配从属关系的基本形式。*? 食物因子的生态作用？动物食性分化及其生态学意义？*? 动物集群的生态学意义？*? 简述社会行为和社会等级的概念，并说明支配从属关系的基本形式。*? 动物的扩散和迁移有何生物学意义？人类哪些活动会对其产生影响？* 第四章 群落生态学? 第一节 生物群落的组成与结构? 第二节 生物群落的动态? 第三节 生物群落的分类与排序第一节 生物群落的组成与结构? 1 生物群落的基本概念? 2 群落结构? 3 影响群落结构的因素 1 生物群落的基本概念? 生物群落的定义? 群落的基本特征? 群落的性质生物群落的定义? 群落（community）: 特定空间或特定生境下，生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与环境之间彼此影响，相互作用，具有特定的形态结构与营养结构，执行一定的功能，这种多种群的集合称群落。群落的基本特征群落的性质? 机体论学派(organismic school) 群落是客观存在的实体，是一个有组织的生物系统，像有机体与种群那样，被称为机体论学派。? 个体论学派(individualistic school) 群落是生态学家为了便于研究，从一个连续变化着的植被连续体中人为确定的一组物种的组合，被称为个体论学派。2 群落结构? 群落的生物结构? 群落的物理结构? 群落的时间结构群落的生物结构? 种类组成的性质分析? 种类组成的数量特征? 种的多样性? 种间关联种类组成的性质分析? 优势种和建群种: 对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种（dominant species），对于植物群落来说，它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积大、生活能力强，即优势度较大的种；植物群落中，处于优势层的优势种称建群种（constructive species）。? 亚优势种（subdominant species）: 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物种。? 伴生种（companion species）：为群落的常见物种，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。? 偶见种或罕见种(rare species)：是那些在群落中出现频率很低的种类，往往是由于种群自身数量稀少的缘故。偶见种可能是偶然的机会由人带入、或伴随着某种条件改变而侵入，也可能是衰退中的残遗种。种类组成的数量特征? 单个数量指标? 综合数量指标单个数量指标? 多度：对物种个体数目多少的一种估测指标。? 密度：单位面积或单位空间内的个体数。? 相对密度：某一物种的个体数点全部物种个体数的百分比。? 密度比：某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比。? 盖度：指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。分种盖度（分盖度）、层盖度（种组盖度）、总盖度（群落盖度）? 基盖度：植物基部的覆盖面积。? 相对盖度：某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。? 盖度比：某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。? 频度：某个物种在调查范围内出现的频率。? 高度 和高度比：某种植物高度占最高物种的高度的百分比。? 重量和相对重量：单位面积或容积内某一物种的重量点全部物种重量的百分比。? 体积：胸高断面积、树高、形数（可查获）三者的乘积。综合数量指标? 优势度：表示一个种在群落中的地位和作用。定义和计算方法不统一。? 重要值：相对密度相对频度相对优势度（相对基盖度）。? 综合优势比：在密度比、盖度比、频度比高度比和重量比中取任意二项求其平均值，再乘100。种的多样性? 物种多样性：由物种数目和相对多度决定的。? 物种丰富度(species richness): 指一群落或生境中物种数目的多寡。? 物种均匀度(species evenness):指一群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，反映各物种个体数目的分配均匀程度。 ? 物种多样性的测度? 丰富度指数 ? 多样性指数 ? 物种多样性类型? 物种多样性梯度? 决定多样性梯度的因素物种多样测度丰富度指数? Gleason指数 ? Margalef指数物种多样测度多样性指数? 辛普生多样性指数(Simpsons diversity index)物种多样测度-物种均匀性指数? 均匀度假设的森林群落的物种多样性-群落A假设的森林群落的物种多样性-群落B物种均匀度-物种等级-多度曲线物种多样性类型? 多样性 ：栖息地或群落中的物种多样，测度群落内的物种多样性。 ? 多样性 ： 测度区域尺度上物种组成沿着某个梯度方向从一个群落到另一个群落的变化率。? 多样性 ：测度最大地理尺度上的多样性，体现一个地区或许多地区内穿过一系列群落的物种多样性总和。物种多样性梯度? 多样性随纬度的变化? 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。? 多样性随海拔高度的变化? 在海洋和淡水水体物种多样性随深度而降低决定多样性梯度的因素? 进化时间学说? 生态时间学说? 空间异质性学说? 气候稳定学说? 竞争学说? 捕食学说? 生产力学说种间关联 V=(ad-bc)/(a+b)(c+d)(a+c)(b+d) 1/2群落的物理结构? 群落的结构单元? 群落的垂直结构? 群落的水平结构? 群落的交错区与边缘效应群落的结构单元? 生活型? 层片植物的生活型? 生活型（life form）：是生物对综合环境条件长期适应的外部表现形式，是植物对相同环境条件进行趋同适应的结果。同一生活型的植物表示它们对环境的适应途径和适应方法相同或相似。亲缘关系很近的植物却可属于不同的生活型，这是生物之间趋同适应的结果，深刻地反映了生物和环境之间的关系。? 植物的生活型类型（Raunkiaer 生活型系统）：? 高位芽植物：休眠芽位于距地面25cm以上。? 地上芽植物：更新芽位于土壤表面之上，25之下，多为半灌木或草本植物。? 地面芽植物：又称浅地下芽植物或半隐芽植物，更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全枯死，即为多年生草本植物。? 隐芽植物：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：以种子越冬。植物的生长型? 生长型（growth form）:根据植物的可见结构分成的不同类群。生长型反映植物生活的环境条件，相同的环境条件具有相似的生长型，是趋同适应的结果。? 陆生植物大体可分为以下5种主要生长型：? 树木：在都是高达3m以上的高大木本植物。? 藤本植物：木本攀缘植物或藤本植物。? 灌木：是较小的木本植物，通常高不及3m。? 附生植物：地上部分完全依附在其他植物体上。? 草本植物：没有多年生的地上木质茎，包括蕨类、禾草类和阔叶草本植物。? 藻菌植物：包括地衣、苔藓等低等植物。层片? 层片的概念? 是群落的结构单元，具有一定的生态生物学一致性和一定小环境的种类组合。? 分三级：第一级层片是同种的个体组合；第二级层片是同一生活型的不同植物的组合；第三级层片是不同生活不同种类植物的组合。? 层片的层的区别 ? 层可能属于一个层片，也可能属于不同的层片；由于一个层的类型可由若干生活型的植物所组成，因此，层片的范围比层的窄。 群落的垂直结构? 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长型和生活型所决定。? 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? 植被的镶嵌性的主要决定因素：? 气候影响：微气候、径流? 土壤影响：营养物质、土壤质地、地形特点? 植物影响：他感作用、遮荫作用、繁殖特点? 动物影响：喜食情况、种子散布、食物贮藏、排泄物、践踏、挖洞群落的时间格局? 昼夜相? 与环境因子的昼夜节律有关? 季节相 ? 与环境因子的季节节律有关 ? 年际间变化 群落交错区与边缘效应? 群落交错区（ecotone）(生态交错区或生态过渡带)：两个或多个群落之间的过渡地带。? 边缘效应(edge effect)：群落交错区的生物种类和种群密度增加的现象称边缘交应。? 边缘效应产生的原因：? 在群落交错区往往包含两个重叠群落中所有的一些种以及交错区的特在种；? 群落交错区的环境比较复杂，两类群落中的生物能够通过迁移而交流，能为不同生态类型植物定居，从而为更多的动物提供食物、营巢地隐蔽条件。? 边缘效应原理的实践意义：? 利用群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积，提高野生动物的产量。? 人类活动而形成的交错区有的有利，有的是不利的。3 影响群落结构的因素? 生物因素? 干扰? 空间异质性? 岛屿化? 物种丰富度的简单模型生物因素竞争? 竞争对群落结构的影响? 资源利用 生态位重叠 竞争 生态位分化 性状替代、特化 共存? 竞争 排斥 ? 同资源种团（集团）(guild): 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。? 竞争在形成群落结构上的作用可通过在自然群落中进行引种或去除试验，观察其它物种的反应。生物因素捕食? 捕食对群落结构的影响? 泛化种的作用：捕食提高多样性、过捕多样性降低? 特化种的作用：捕食对象为优势种，多样性增加；捕食对象为劣势种，降低多样性。? 关键种(Keystone species)（Robert Paine1966,1969）: 生物群落中，处于较高营养级的少数物种，其取食活动对群落的结构产生巨大的影响，称关键种。关键种可以是顶极捕食者，也可以是那些去除后对群落结构产生重大影响的物种。关键种和冗余种? 关键种理论的意义：? 对食物网理论有重要意义? 概念的含义上? 在实践中的意义? 作用方式上? 关键种和优势种的区别：? 冗余种（species redundancy）：在一些群落中，有些物种是冗余的，它们的去除不会引起生态系统内其他物种的丢失，同时，对整个群落和生态系统的结构和功能不会造成太在的影响。干扰? 干扰的意义 ? 中度干扰假说（T.W.Connell）: 中等程度的干扰水平能维持高多样性。? 干扰理论与生态管理 干扰可以增加群落的物种丰富度。因为干扰使许多竞争力强的物种占据不了优势，其他物种乘机侵入。 如果要保护自然界的生物多样性，就不要简单地去阻止干扰。实际上，干扰可能是产生多样性的最有力手段之一。这种思想在自然保护、森林和野生动物管理等方面有重要意义。空间异质性岛屿化? 岛屿的物种数与面积关系：? ScAz S种数，A-面积，z 、c为常数? 岛屿上物种数预测：MacArthur 的平衡说? 岛屿群落的进化 ? 岛屿的物种进化较大陆快； ? 远离大陆的岛屿上，地方种可能较多； ? 岛屿群落可能是物种未饱和的群落。 ? 岛屿生态与自然保护区 ? 对自然保护区的设计有一定的指导意义 岛屿上物种数预测不同类型岛屿的物种数物种丰富度的简单模型(Begon）物种丰富度的简单模型(Begon）物种丰富度的简单模型(Begon）物种丰富度的简单模型(Begon）物种丰富度模型对影响群落因素的讨论? 竞争对群落结构的影响：对于竞争占重要作用的群落，资源可能被利用得更加完全。物种丰富度将取决于有效资源范围的大小（a）,种特化程度的高低(b), 以及生态位重叠的程度（c）。? 捕食对群落结构的影响：捕食者可能消灭某些猎物物种，群落因而出现未充分利用的资源，使饱和 ，种数少（d）；捕食者使一些种的数量长久低于环境容纳量，降低了种间竞争程度，允许更多的生态位重叠，更多的物种共存（ c ）。? 岛屿化影响：岛屿代表一种“发育不全”的群落，面积小，资源范围小（ a）；面积小，种被消灭的风险大，反映在群落饱和度低（ d ）；能在岛上生活的种可能尚未迁入岛中（ d ）。第六章 参考文献第六章 思考题 名词解释? 群落（community）? 边缘效应（edge effect）? 群落交错区（ecotone）? 优势种与建群种（dominant species and constructive species）? 香农威纳指数（Shannon-Weiner index）? 物种丰富度和均匀度（species richness and evenness）? 镶嵌群落（mosaic community）? 关键种（keystone species）? 同资源种团（guild） 第六章 思考题 问答题? 群落的基本特征有哪些？（简要说明群落的基本结构与特征）? 简述关于群落性质的两种对立的观点。? 决定群落物种多样性梯度的因素有哪些？? 何谓群落交错区和边缘效应，它们在理论上和实践上有什么意义？? 何为同资源种团(guilds),它在生态学研究中有何重要意义？? 分析生物群落中植物组分和动物组分垂直结构的特点，并说明其形成原因。? 试分析环境的空间异质性对生物群落的结构影响。? 不同生物物种必须满足哪些条件才能组合在一起构成生物群落？? 说明生物群落的垂直结构和水平结构。? 结合“生活型”和“生长型”两个概念，谈谈生物的趋同适应和趋异适应。 第四章 群落生态学? 第一节 生物群落的组成与结构? 第二节 生物群落的动态? 第三节 生物群落的分类与排序第二节 生物群落的动态? 1 群落演替的基本概念? 2 演替的类型? 3 顶极群落? 4 影响生物群落演替的因素 ? 5 演替的机制 经典的演替模式1 群落演替的基本概念? 群落演替(community succession):自然群落中，一种群落被另一群落所取代的过程称群落演替。多数群落的演替有一定的方向性，但也有一些群落有周期性的变化，即由一个类型转变为另一个类型，然后又回到原有的类型，称周期性演替，如：石楠石蕊熊果石楠。? 演替系列(succession sere):按顺序发生的一系列群落称演替系列。? 先锋种(pioneer species)和先锋群落(pioneer community):演替过程中，最早定居下来的物种称先锋种；演替过程中最初形成具在一定结构和功能的群落称先锋群落。? 演替顶极(climax)和顶极群落(climax community):任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段，当群落达到与周围环境取得平衡时(物种组合稳定)，群落演替渐渐变得缓慢，最后的演替系列阶段称演替顶极；演替最后阶段的群落称顶极群落。2 演替的类型? 按照演替发生的时间进程，可以分为：? 世纪演替? 长期演替? 快速演替? 按演替发生的起始条件，可以分为：? 原生演替? 次生演替? 按基质性质，可以分为：? 水生演替? 旱生演替群落演替的实例从湖泊演替为森林? 一个湖泊经历一系列演替后，可以演变为一个森林群落，大体要经历以下几个阶段：? 裸底阶段? 沉水植物阶段? 浮叶根生阶段? 挺水植物和沼泽植物阶段? 森林群落阶段群落演替的实例湖泊沙丘的群落演替? 美国密执安湖沙丘上的群落演替（原生演替）? 裸露沙丘? 固沙草本植物（滨草Ammophila breviligulata、沙拂子茅Calamovilfa longifolia）? 固沙灌木(沙李Prunus pumila、沙柳Salix spp.、三角杨 Populus deltoides)? 松柏林? 黑栎林? 栎山核桃林? 山毛榉槭树林群落演替的实例从裸岩演替到森林? 在裸岩的演替基质上，如果当地的气候条件适合于森林生长，经过漫长艰难的演替，迟早会长出森林来。从裸岩到森林大致要经过以下几个演替阶段：? 地衣阶段? 苔藓阶段? 草本植物阶段? 灌木阶段? 森林阶段群落演替的实例橡果上的异养演替? 橡树果提供了生物群落演替的基质? 象甲等昆虫侵入橡果，进入橡果胚，在其中产卵，孵化后的幼虫利用橡果胚作为营养；象甲侵入时，亦把真菌带入橡果；? 象甲幼虫离开橡果，在果壳上留下洞，食真菌者和食腐动物进入，橡胚组织被降解为粪便；? 捕食螨等进入，捕食食腐动物；真菌软化橡果外壳；? 较大的动物如毛虫、多足类等进入，橡果崩裂，成土壤腐殖质的一部分。3 顶极群落? 顶极群落的特征? 演替顶极学说顶极群落的能量学特征? 群落能量学? 总生产量群落呼吸(B/R)? 总生产量生物量(P/ B) ? 单位能流维持的生物量(B/E)? 群落净生产量? 食物链顶极群落的结构和生活史特征? 群落结构? 有机质总量? 无机营养? 物种多样性? 生化多样性? 层次和空间异质性? 生活史? 生态位特化? 生物大小? 生活周期顶极群落的特征物质循环和内稳定性特征? 物质循环? 无机物质循环? 生物与环境的物质交换? 腐屑在营养物再生中的作用? 内稳定性? 内部共生? 营养保持? 抗干扰能力? 熵? 信息演替顶极学说? 单元顶极学说(F.E.Clements,1916)? 多元顶极学说(A.G.Tansley,1954)? 顶极格局学说(R.H.Whittaker,1953)单元顶极学说(F.E.Clements,1916)? 在同一个气候区内，只能有一个顶极群落，而这个顶极群落的特征完全是由当地的气候决定的，因此又叫气候顶极。在任何一个特定的气候区内，所有的演替系列最终都将趋向一个顶极群落（只要给它们足够的时间），而这个区域最终也将被一种单一的植物群落所覆盖。多元顶极学说(A.G.Tansley,1954)? 任何一个区域的顶极群落都是多个的，都是由一定的环境条件所控制和决定的，如土壤的湿度、土壤的营养特性、地形和动物活动等。有人则分别将这些群落称为地形顶极、土壤顶极和动物顶极。顶极-格局学说(R.H.Whittaker,1953)? 自然群落是由许多环境因素决定的，除气候外，还包括土壤、生物、火、风等因素。在逐渐变化的环境梯度中，顶极群落类型也是连续地逐渐地变化的，它们彼此之间是难以彻底划分开。4 影响群落演替的因素? 非生物因素 ? 生物因素? 人为因素非生物因素? 气候因素：气候顶极? 土壤因素：土壤顶极? 地形地貌因素：地形顶极? 火烧:火烧顶极? 洪涝生物因素? 群落内物种的生命活动? 植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性? 种内和种间的关系：动物顶极人为因素? 逆行演替:在不利的自然因素和人为因素（如污染和过牧）干扰下，生物群落的演替也可以向反方向进行，使群落逐渐退化，使群落的结构简单化和群落生产力下降。? 偏途演替：人为因素影响下，群落演替按照不同于自然发展的道路进行，这种演替称为偏途演替。5 演替的机制? 经典的演替观? 每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落；前一阶段群落中的物种活动促进了下一阶段物种的建立。? 个体论演替观: Egler(1952)提出初始物种组成决定群落演替系列中后来优势种的学说，Connell和 Slatyer(1977)提出了3种可能的物种取代机制：? 促进模型(facilitation model)? 抑制模型(inhibition model) ? 忍受模型(tolerance model)? 演替机制总结促进模型(facilitation model) 物种替代是由于先来物种的活动改变了环境条件，使它不利于自身生存，面促进了后来物种的繁荣；因此物种替代有顺序性，可预测和具方向性。多出现在环境条件严酷的原生演替中。（A、B、C、D代表个物种，箭头代表被替代）抑制模型(inhibition model) 先来物种抑制后来物种，使后者难以入侵和发育，因而物种替代没有固定的顺序，各种可能都有，其结果在很大程度上取决于那一种先到。演替在更大程度上决定于个体的生活史对策，因而难以预测。在该模型中没有一个物种可以被认为是竞争的优胜者，而是决定于先到该地，所以演替往往是从短命种到长命种，而不是由规律、可预测的物种替代。（A、B、C、D代表个物种，箭头代表被替代）忍受模型(tolerance model) 介于上述二者之间，认为物种替代决定于物种的竞争能力。先来的机会种在决定演替途径上并不重要，任何物种都可能开始演替，但有一些物种竞争能力优于其它种，因而它最后能在顶极群落中成为优势种。至于演替的推进是取决于后来入侵还是初始物种的逐渐减少，可能与开始的情形有关。（A、B、C、D代表个物种，箭头代表被替代）演替机制第七章 参考文献? Burke,A. 确定景观功能和生态系统动态：对纳米布沙漠南部生态恢复的贡献.AMBIO-人类环境杂志，2001，30（1）：2936 .第七章 思考题 ? 名词解释? 顶极群落（climax community）? 群落演替（community succession）? 演替系列（sere）? 次生演替（secondary succession）? 气候顶极（climatic climax）? 先锋种（pioneer species）和先锋群落（ pioneer community ）? 问答题? 群落演替的分类及其主要类型的特点。 ? 试比较单顶极群落学说与多顶极群落学说的差异。? 简述群落演替中物种取代机制。? 群落演替过程中群落的物种多样性如何变化？第四章 群落生态学? 第一节 生物群落的组成与结构? 第二节 生物群落的动态? 第三节 生物群落的分类与排序第三节 生物群落的分类与排序? 1 生物群落的分类? 中国的植物群落分类? 法瑞学派的群落分类? 美国的群落分类? 群落的数量分类中国的植物群落分类? 中国植物群落分类原则 以群落本身的综合特征作为分类依据? 中国植物分类系统单位 分类单位分三级：植被型（高级单位）、群系（中级单位）和群丛（基本单位）。每一等级的上下再设一个辅助单位和补充单位。 中国的植物群落分类系统植被型组：如草地 植被型：如温带草原 （植被亚型）：如典型草原 群系组：如根茎禾草草原 群系：如羊草草原 （亚群系）：如羊草丛生禾草草原 群丛组：如羊草大针茅草原 群丛：如羊草大针茅柴胡草原 亚群丛植被分类单位? 植被型：最主要的高级分类单位。建群种生活型相同或相似，同时对水热条件、生态关系一致的植物群落联合。? 群系：主要的中级分类单位。建群种或共建种相同的植物群落联合。? 群丛：基本单位。层片结构相同，各层片优势种或共优势种相同的植物群落联合。植被分类单位? 植被型组：最高的分类单位。建群种生活型相近因而群落外貌相似的植物群落联合。? 植被亚型：辅助单位。根据优势层片或批示层片的差异划分。? 群系组：根据建群种亲缘关系近似，生活型近似或生境相近而划分? 亚群系：辅助单位。根据次优势层片及其所反映的生境条件而划分。? 群丛组：片层结构相似，而且优势层片与次优势层片的优势种工共优势种相同的植物群落联合。? 亚群丛：反映群丛内部在区系成分、层片配置、动态变化等方面出现的若干微细变化。法瑞学派的群落分类? 植物区系结构分类系统，被称为群落分类中的归并法，以植物区系为基础。? 群丛门? 群丛纲? 群丛目? 群丛属? 群丛? 亚群丛? 群丛变型? 亚群丛变型? 群丛相美国的群落分类? 双轨制分类系统根据群落动态发生演替原则的概念来进行群落分类的。群落的数量分类目标? 用植物种的数据（属性）去划分样方（实体），可以较客观地揭示出植被本身可能存在的自然间断。? 用土壤、气候等环境因素的数据去划分样方，可能揭示植被间断的环境原因。? 以植物种的分类与用土壤、气候等环境因素分类的结果进行比较，可以反映出植被变化与环境变化的关系。? 用样方数据去划分植物种的集合，结果会分成若干种组，它本身可能反映出种间相互作用的规律。? 用样方数据去分割环境因素的集合，结果会分成若干环境梯度，反映不同环境之间的组合关系。? 以样方数据分割出的种组与环境梯度进行比较，可能找到种组与环境因素的关系，这样的种组被称为生态种组。群落的数量分类方法? 多元分析技术的一般特点? 不需要随机取样，不涉及显著性检验。? 多元分析方法是施于原始数据集合的一套处理规则，从而揭示属性之间、实体之间以及属性和实体之间的复杂关系。方法本身不依赖于对实体和属性具体内容的解释，因些可用于多学科。? 多元分析的基本单位叫实体，描述实体数量特征的各种数据项目称为属性，在群落生态学研究中，实体可以是样方、样地、林分或群落等。? 相似系数? 距离系数? 相关系数? 信息系数N个样方p个物种数距离系数? 绝对值距离D| xA xB| | yA yB|Djk | xj xk| ? 欧氏距离平方 D 2 ( xA xB) 2 ( yA yB )2D jk2 (xj xk ) 2 ? Bray-Curtis距离 B(jk)= | xj xk| / | xj+ xk| 聚类分析? 分类样方（Q分析）? 计算实体间的相似矩阵C6? 找出最相似的两个样方进行一次合并? 重算（61） （61）的相似距阵? 重复合并过程直到全部样方并成一组样方间的66欧氏距离距阵 1 2 3 4 5 6 0 3.317 4.472 4.359 3.742 2.449 0 5.195 6 6.403 3 0 1.732 3.742 2.449 0 2.236 3 0 3.742 0第一次合并后的55欧氏距离距阵 1 2 3 5 6 0 3.317 4.416 3.742 2.449 0 5.598 6.403 3 0 2.989 2.725 0 3.742 0 群落排序的概念? 排序是把一个地区内所调查的群落样地，按照相似度来排定各样地的位序，从而分析各样地之间及其与生境之间相互关系。? 排序的原理? 排序的类型排序类型? 直接梯度分析(direct gradiant analysis)：利用环境因素的排序，即以群落生境或其中某一生态因子的变化，排定样地生境的序位，又称直接排序(direct ordination) ，或梯度分析(gradiant analysis)；? 间接梯度分析(indirect gradiant analysis)：用植物群落本身属性排定群落样地的位序，称间接排序(indirect ordination )，又称组成分析(compositional analysis)间接梯度分析? 极点排序法? 主分量分析法排序的原理? 通过降维，使原来 要用p个原始数据描述的实体，在尽量保留原数据特征的条件下，利用最少数据（排序坐标）来描述，有利于揭示原始数据反映的规律。? 按属性排序实体称正分析（normal analysis）,或叫分析（Q analysis）。? 按实体去排序属性的叫逆分析（ inverse analysis）或叫分析（ R analysis）。6个林分7个树种的多度数据? 相异似数B(jk)= | xj xk| / | xj+ xk| 间接梯度分析极点排序法? 极点排序法（Polar ordination）(PO法)（Bray-Curtis方法）（BC法）1. 计算相似和相异似数矩阵间接梯度分析极点排序法间接梯度分析极点排序法2 . 第一排序轴X的选择间接梯度分析极点排序法3. 第二排序轴Y的选择间接梯度分析极点排序法4. 排序的图形表示间接梯度分析主成份量分析（PCA法）? 主成份量分析（principal components analysis）? 将一个综合考虑许多性状的问题，在尽量少损失原有信息的前提下，找出少量几个（个）主成份量，然后将各个实体在一个23维的空间中表示出来，从而达到直观明了地排序实体的目的。直接梯度分析? Whittaker 的梯度分析原理：? 用与坡向垂直设置的样带，将坡向从深谷到南坡分为5级，将样带中的树种分四等，计算样带的湿度指标，然后在高度对湿度的二维空间中排序。? （右图为示意图）第八章 参考文献? 阳含熙，卢泽愚植物生态学的数量方法北京：科学出版社，1981? 徐克学生物数学北京：科学出版社，1999? 李春喜，王文林等. 生物统计学北京：科学出版社，1998第八章 思考题? 1.什么是直接梯度分析和间接梯度分析（direct gradient analysis and indirect gradient analysis） ？? 2. 为什么要进行群落分类？? 3. 群落分类和排序有何异同？第五章 生态系统生态学? 第一节 生态系统的一般特征? 第二节 生态系统的能量流动? 第三节 生态系统的物质循环? 第四节 自然生态系统第一节 生态系统的一般特征? 1 生态系统的概念? 2 生态系统的组成成分? 3 生态系统的结构 ? 4 生态系统的功能? 5 生态系统的稳定性? 6 生态系统的服务功能1 生态系统的基本概念? 生态系统（ecosystem）的定义:? 由英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出? 指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统。? 生态系统的特点:? 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；? 生态系统具有自我调节能力；? 能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能；? 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；? 生态系统是一个动态系统，要经历一系列发育阶段。2 生态系统的组成成分? 无机物? 有机化合物? 气候因素? 生产者 (producer)? 消费者 (consumer)? 分解者 (还原者)(decomposer)3 生态系统的结构? 空间结构? 时间结构? 营养结构? 食物链(C.Elton,1927)? 食物网? 食物链和食物网概念的意义? 生态系统的营养结构及能流和物流间的关系一个食物链的例子“螳螂捕蝉，黄雀在后” 食物链? 食物链（food chain）和营养级（trophic level）：食物链指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条式的关系，即物质和能量从植物开始，然后一级一级地转移到大型食肉动物。食物链上的每一个环节称为营养阶层或营养级，指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。? 食物链的类型：根据食物链的起点不同，可将其分成两大类:? 牧食食物链（grazing food chain）：又称捕食食物链，以活的动植物为起点的食物链，如绿色植物，草食动物、各级食肉动物。寄生食物链可以看作捕食食物链的一种特殊类型。? 腐食食物链（detrital food chain）：又称碎屑食物链，从死亡的有机体或腐屑开始。食物网? 食物网 (food web)：生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它往往是交叉链索，形成复杂的网络结构，此即食物网。食物链和食物网概念的意义? 食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食物链和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、消费者与消费者连成一个整体，反映了生态系统中各生物有机体之间的营养位置和相互关系；各生物成分间通过食物网发生直接和间接的联系，保持着生态系统结构和功能的稳定性。? 生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物链和食物网进行的。? 食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律。 生态系统的营养结构及能流和物流间的关系4 生态系统的功能? 能量流动：生产者 消费者 分解者，单向 (在第十章详述)? 物质循环：生物 环境，双向(在第十一章详述)? 信息传递：包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息等，构成信息网。生态系统的信息传递? 生态系统的信息特征? 生态系统信息流动的过程和环节? 信息化的生态系统? 生态系统的信息处理系统5 生态系统的稳定性? 生态系统的稳定性（stability）(生态平衡):生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态，表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，但只要这种干扰没有超过一定限度，生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。 生态系统稳定性包括了两个方面的含义 :一方面是系统保持现行状态的能力 ,即抗干扰的能力（抵抗力resistance）;另一方面是系统受扰动后回归该状态的倾向 ,即受扰后的恢复能力（恢复力resilience）。? 生态系统稳定性机制：生态系统具有自我调节的能力，维持自身的稳定性，自然生态系统可以看成是一个控制论系统，因此，负反馈（negative feedback）调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。