生态学复习题.pdf

一、填空题 1生态因子按其性质和作用可分为 气象因子 ， 土壤因子 ， 地形因子 ， 生物因子 ， 人为因子 。 2景观中最基本的生态要素有： 斑块 ， 廊道 ， 本底 。 3影响光能利用效率的生物因素有：光合面积 ， 光合时间 和 光合能力 。 4控制演替的主要因素有： 植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性 ， 群落 内部环境的变化 ， 种内和种间关系的改变 ， 外界环境条件的变化 和 人类活动等。 5分解过程的特点和速率，决定于： 土壤动物 ， 物理环境 ， 凋落物的化学性质 ；而待分解者的C：N比为（2530）：1时，最有利 于分解者的分解。 6由于人类对气相循环的干扰，而造成全球性三大环境问题： 温室 效应 ， 臭氧层的破坏 ， 酸雨 。 7种群的内分布型可分为 随机型 ， 均匀型 和 集群型 。 8人间四月芳菲尽，山寺桃花使盛开。这句话反映的是生态学的 物 候 现象。 9生态系统的食物链主要有 捕食食物链 ， 腐生（碎屑）食物链 及寄生食物链。 10生态金字塔的类型主要有： 数量金字塔 ， 生物量金字塔 ， 能量 金字塔 。 11竞争按生物间的关系可分为 资源性竞争 和 相互干涉性竞争 。 12生态系统的物质循环按其影响范围的大小可分为： 地球化学循 环 ， 生物地球化学循环 ， 生物化学循环 。 13变色龙的生活习性属于生态学中的 拟态 现象。 14利他行为可以在 家庭选择 、亲属选择、群体选择 三个群体水平间 产生。 15分解过程的复杂性表现为它是 碎裂、 异化、和淋溶 三个过程 的综合。 16保护区的根据其功能和作用一般可以分为 核心区、缓冲区、实验 区 三个区域。 17种群的数量变化，按Logistic equation，可划分为五个时期： 开始 期 ， 加速期 ， 转折期 ， 减速期 ， 饱和期 。 18群落的基本特征有：一定的外貌特征，种类组成，群落的结构，群 落环境， 种间关系，动态特征，边界特征，分布范围等。 20热带雨林的结构具有 种类组成丰富 ， 群落结构复杂 ， 乔木具有 特殊构造 21一般来说，竞争发生于不同（或生态位相同、相近）的物种之间，竞 争的结果会导致物种间产生 生态位的分化，从而使群落中生物多样性 增加。 22生物种群的数量变化按年龄结构特征一般有增长型，稳定型，衰退 型三种类型。 及无明显季节交替的特点。 23.竹叶青蛇的身体与周围环境相似的特点属于生态学中的 （15） 现 象； 而一些草原动物体毛颜色随季节的改变则属于 （16） 现象。 二、正确的写T,错误的写F并改正 1贝格曼(Bergman)定律主要适合高纬度地区恒温动物的生态习性。（ T ） 2生产量就是指绿色植物利用光合作用固定的有机物质的量。（F,初 级生产量） 3生物多样性就是指物种多样性。（F,还包含遗传多样性和生态系统 多样性） 4“最后产量衡值法则”是植物密度效应的特殊规律。（ T ） 5捕食食物链是森林生态系统最主要的食物链。（ F,腐生食物链 ） 6净初级生产量等于是总生产量减去呼吸消耗量。（ T ） 7只有具不规则性波动的生物才可能产生种群大爆发现象。（F,具不 规则和周期性波动的生物都有可能） 8氧气是水域生态系统初级生产量的最主要限制因子。（ F, 是光 ） 9生物种类愈多，则该地区生物多样性就愈高。（ F 物种丰富度愈 高） 10pH K2 /，K2 K1 /时。两物种平衡，但不稳定。 (d)K1 K2 /，当K2 K1 /时，两物种平衡而且稳定。 从模型的结果分析，竞争的结果可能是：两个种群形成协调的平衡状 态；或者一个种群取代另一个种群；或者一个种群将另一个种群赶到别 的空间中去，从而改变原生态系统的生物种群结构。 从生态平衡的角度出发：在群落或系统中，应注意不同物种间的相互关 系，尽量避免种间竞争，特别是相互干扰式的竞争，通过生态位的分 化，以水平上的群落镶嵌和层次上垂直分布，合理布局种间结构，维持 系统的结构稳定和平衡，并进而在功能上、能量和物质的交换上达到稳 定和平衡。 2试述顶极群落理论在生态恢复中的意义。（11） 植物群落的演替是一个不断发展变化的动态过程，但这一过程并非无止 境的，当演替最终处于一个相对稳定阶段时的群落叫做顶极群落。 顶极群落以气候顶极最为稳定。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级。除了气候顶极之外，还可 有土壤顶极、地形顶极、火烧顶级、动物顶极等。一般在地带性生境上 是气候顶极，在别的生境上可能是其他类型的顶极。这样一来，一个植 物群落只要某一种或几种环境因子的作用下在较长时间内保持稳定状 态，都可认为是顶极群落，它和环境之间达到了较好的协调。 因此，在生态恢复中，我们所要达到的目的就是能够恢复到顶极群落的 状态，以达到对环境的最大利用和最好的环境调节能力。但在恢复的过 程中，应根据环境条件的特点，制定合理而科学的目标，以使群落与周 围环境的协调。 3请以C循环为例说明生物地球化学循环的特点。（12） 生态系统的物质循环又称生物地球化学循环，是指各种化学元素和化合 物，在不同生态系统之间或一个生态系统内，沿着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。一些 普遍关注的世界性环境问题，如全球气候的变化、水体的富营养化、有 毒化合物和重金属的污染等，都与生物地球化学循环过程有着密切联 系。 生物地球化学循环的特点主要体现在主要贮存库、循环速度、运动方 式、抗干扰能力、循环性质等方面。碳是构成生物有机体的最重要元 素，因此，生态系统碳循环研究成了系统能量流动的核心问题。 地球上的碳主要分布于岩石圈、海洋、大气圈和生物圈4大碳库中，虽 然岩石圈是地球上最大的碳库，但其在自然循环中周转速率十分缓慢。 地球上最大的活跃碳库是海洋，约为380001015gC，它大约是大气库 （7501015gC）中碳的56倍，而陆地植物的含碳量略低于大气库，约 为5601015gC。从全球碳循环途径看，最重要的碳流通率是大气与海 洋之间的碳交换（1015gC/a）和921015gC/a）和大气与陆地植物之 间的交换（1201015g/a），以及煤、石油、天然气等化石燃料燃烧参 与的碳循环（图57），碳在大气中的平均滞留时间大约是5年。 要缓解大气中CO2浓度上升而导致温室效应的趋势，从全球碳循环规律 上很容易找到答案，即减少由人为原因而导致的CO2净释放量，主要有 两种途径：一是通过提高能源利用率和采用对环境友好的替代能源，以 减少化石燃料的开采和使用；二是保护现有的植被，特别热带雨林，恢 复和重建森林植被，提高森林生产力，使大气库中的碳重新固定到绿色 植物中。 4分析和比较生物进化中K -对策和r -对策的特点。（10） 生物在长期的进化过程中适应于所生存的环境并朝一定方向进化的“策 略”称为生态对策，也叫生活史对策。在长期进化过程中，每种生物都 具有自己独特的、并且相互关联的生态特征。有的个体小、寿命短、存 活率低，但增殖率（r）高，具有较大的扩散能力，适应于多变的栖息 环境，种群密度很不稳定，大部分时间保持在“S”型曲线的上升段， 生物的这种选择策略称为r-对策或r-选择。如昆虫、细菌、杂草及一年 生植物；另一类生物个体大、寿命大、存活率高，适应于稳定的栖息环 境，扩散能力较弱而竞争能力强，种群密度较稳定，常处于K（环境容 纳量）的周围，称为K-对策（选择）。如乔木、大型肉食动物。r对 策者与K对策者是两种极端的类型，中间有很多过渡类型，自然界中 的生物大多介于两者之间，有的更接近r对策，有的更接近K对策， 是一个连续的谱系，有人称为rK连续体。两种对策者的主要特征比较 如下： 特 征r对策者K对策者 环境条件多变的，不确定的稳定的，较为确定 死亡率大，为非密度制约 的 小，为密度制约的 存活曲线型、型 种群密度不稳定，通常低于 环境容纳量 稳定，通常在环境容纳 量附近 迁移能力强，适于占领新的 生境 弱，不易占领新的生境 种间竞争能 力 较弱较强 选择倾向快速育，提早生 育，体型小 缓慢发育，延迟发育， 体型较大 寿 命短，常少于一年长，常大于一年 对子代投资小，常缺乏抚育和 保护机制 大，具完善的抚育和保 护机制 能量分配 （植物） 较多地分配给繁殖 器官 较多地用于逃避死亡和提 高竞争能力 5有效积温的概念及其生态学意义。（10分） 生物在生长发育过程中必须从环境中摄取一定的热量才能完成生活史或 某一阶段的发育，并且这个温度总量（热量）通常是常数，这就是所谓 的有效积温法则。 有效积温的计算方法是，某一段时间内的平均温度减去生物学零度，再 乘以该时期天数，即： K=（tt0）n 其中，t0为生物学零度，即为某种生物生长发育的起始温度，亚热带地 区植物的生物学零度在10左右。t为某时期的平均温度；n为该时期所 经历的天数。 上式中，若以物理学零度代替生物学零度，即t0=0，计算的结果就是活 动积温。 通过有效积温计算可以预测一个地区某种害虫可能发生的时期和世代 数，从而预测某种害虫的分布区、来年的发生程度、推算生物的年发生 历。以此，可以合理安排作物生产并利用积温来预报农时，远比其他温 度指标和生物指标更为准确、可靠。 6. 请以N循环为例说明生物地球化学循环的特点。（8分） N是生物最重要的生命元素之一，是生物蛋白和核酸的主要元素。 N的主要储存库是大气圈。因此N循环属于气态循环，因N为惰性气体， 其循环途径主要通过自然合成（如雷电、火山爆发等化学合成）、人工 合成（N肥生产）和生物固定三个途径。 （1）N的固定 大气占79%，最主要的N库。 无机态N的存在对生物最有意义。 生物固N的作用。 （2）氨化作用（ammonification）式的矿化作用（mineralization） 通过微生物的作用，是释放能量的构成。 （3）硝化作用（nitrification） 自养和海洋中的一些异养细菌可以利用氨和氨盐合成自己的原生蛋白。 由于含N化合物很难被直接利用，而必须使其在硝化作用中转化为硝酸 盐。 即第一步在酸性条件下先把氨或氨盐转化为亚硝酸盐；第二步，再进一 步转化为硝酸盐（硝化细菌的参与）。 （4）反硝化作用（脱氨作用） 把盐酸盐等较复杂的含N化合物转化为简单的N2，NO，N2O的过程。 一般在无氧的条件，通过细菌和真菌的参与。 7以北亚热带森林为例，说明顶极群落的特征。（9分） 演替就是在地表的同一地段顺序，地分布着各种不同植物群落的时间过 程。经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段，到达稳定阶 段的植被，就是和当地气候条件保持协调和平衡的植被。演替的终点称 为演替顶极，中间称为演替系列群落。如果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，就可看作顶极群落。并最终发 展成为一个相对稳定的气候顶极（climatic climax）。 RHWhittaker(1974)还提出了识别顶极群落的方法。他认为一个顶 极群落具有如下特征： （1）群落中的种群处于稳定状态； （2）达到演替趋向的最大值，即群落呼吸量与总第一性生产量的比值 接近1：1； （3）与生境的协同性高，相似的顶极群落分布在相似的生境； （4）不同的干扰形式和时间所导致的不同演替系列都向类似的顶极落 会聚； （5）在同一区域内具最大的中生性； （6）占有发育最成熟的土壤；（7）在一个气候区内最占优势。 8请根据水生演替系列的特点说明水生生态系统的恢复策略。（10 分） 参考答案： 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。如淡水 湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。一般可以分为以下几个阶 段: （1）自由飘浮植物阶段：有机质的聚集靠浮游有机体的死亡残体，以 及湖岸雨水冲刷所带来的矿质微粒，导致湖底增高。 （2）沉水植物阶段：5-7米水深，首先出现轮藻属植物，由于它的生 长，湖底有机质积累较快而多，由于湖底嫌气条件轮藻的残体分解不完 全，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。 （3）飘浮植物阶段：水深1米左右，睡莲等植物飘浮水面，导致水下的 沉水植物得不到光照而被排挤，飘浮植物的茎部的阻碍，更多泥沙沉积 下来，同时植物残体量更大，湖底抬高，有利于下一阶段植物入侵。 （4）挺水植物阶段：水变浅，芦苇、香蒲等个体更大，突出水面，枝 叶茂密，根常纠缠绞结，拦截泥沙能力更强，残体也更多，水更浅，使 湖底迅速升高。 （5）湿生草本植物：水变成季节性积水，根茎发达的湿生的沼泽植物 开始生长。如莎草科、禾本科等一些湿生种类。排水能力更强和垫高能 力更强。 （6）疏林阶段：耐水湿的灌木、乔木出现，如柳、赤杨。 （7）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。(5分) 水生生态系统具有水陆过渡的特征,其退化和污染不但有水体自身的原 因,也有陆生系统污染源的进入。其生态系统的恢复就是通过恢复生态 系统的合理结构，实现生态系统的基本功能。 水生演替系列反映出从水体到陆地的逐渐演变过程，因此，从水生生态 系统的恢复主要是构建不同水深合理的群落结构，并通过对生态过渡带 和陆地植物群落的配置，构建从深水到浅水、岸边、水陆过渡带、陆地 的复合植物群落带，吸收不同类型的有机物、无机物及各种污染物并控 制，提高水体的自净能力，恢复水体系统的功能。（5） 9生态因子相互作用规律的特点有： （1）生态因子作用的综合性： （2）主导因子作用： （3）生态因 子的限制作用： （4）生态因子的可补偿性和不可替代性： （5）生态因子作用阶段性： 10. 全球气候变暖的影响因素及生态对策 全球气候变暖是一个非常复杂的过程，既可能与地球的自转和公转有 关，也可能与太阳的活动等因子有关。但总的来说由于人类活动影响， 而加速全球气候变暖的趋势主要体现为：对资源利用的不合理，大量的 化石燃料和矿物开采，改变了全球生物圈的原有格局，特别是改变了地 球岩石圈和大气圈的平衡，释放出的大量CO2、CH4、氟里昂等温室气 体，加速了全球气候变暖；对森林的大量砍伐和破坏，降低了自然生态 系统对温度的调节作用；海洋污染等环境问题也是水圈对CO2等吸收能 力下降，对大气圈的调节能力降低。 因此，人们应通过改变能源结构、合理利用森林资源、降低温室气体排 放、减少环境污染等方面着手，通过保护自然生态系统及其生态功能， 维持地球生物圈的生态平衡。 全球变暖：指因自然和认为因素，地球表层大气、土壤、水体及植被温 度表现出年际间缓慢上升的现象。 主要原因有：温室气体浓度增加，全球气温升高；两极冰雪融化，海平 面上升；土地利用和覆盖变化；生态系统组成及生物多样性变化；生态 系统的生产力、呼吸和分解变化；生物群落的空间分布变化；生态系统 结构变化；生态系统的功能变化等。 主要对策有：控制温室气体的排放和颗粒物的形成，其核心是控制化石 能的消耗；提高化石能的能效；改善能源结构，开发其他形式的清洁能 源；加强生态系统管理；建立健全法律、技术、教育和管理等社会机制 建设；加强的科学研究和国际间的合作。 11影响植物光能利用效率的主要因子有那些？在生产实践中可通过哪 些措施提高 单位面积的土地生产效率？ 影响植物光能利用效率的主要因子有：环境因子中的光、温、水、养分 等；生物因子为光和时间、光和面积、光和能力。 从环境因子出发可，以通过灌溉、施肥、增加光照时间、控制温度 等提高生物生产效率；从生物因子出发，可以通过生物筛选选择光和面 积大、光和时间长和光和能力强的物种；从经营管理的角度出发，可以 通过混交、复层林经营等手段提高单位面积土地的生产效率。 12简述生态系统的主要特征。 （1）是生态学的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的高层 次。 （2）内部具有自我调节能力。 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值和这些能 量在流动中巨大损失，因此生态系统中营养级不会超过5-6个。 5）生态系统是一个动态系统。 13.群落分布水平地带性与垂直地带性及其关系？ 14.请论述“低碳”的理念及其在当今社会、经济和环境发展中的意义 15.论述森林在全球气候变化中意义。 16Logistic种群增长模型及数量变化特点 17试以两种间的竞争模型说明竞争排斥理论在生态平衡中的意义。 竞争排除即两个生态位相同或相似的物种不能在一个稳定的环境中长期 共存，其中一个物种最终必将另一个物种排斥掉。而生态平衡是指生态 系统通过发育和调节所达到的一种稳定状态，包括结构上的稳定、功能 的稳定和能量输入与输出的稳定。 从Lo