2012年环境生态.doc

环境生态学第一章1生态学：研究生物及环境间相互关系的科学2.特殊的人和事 Moritz (1994) 认为分子生态学是用线粒体DNA (mitochondria DNA)(mtDNA) 的变化来帮助和指导种群动态的研究。 Hoelzel and Dover (1991 ) 则认为分子生态学是用DNA和蛋白质的特征来研究物种分化、演化及种群生物学等生态学问题。 分子生态学杂志(1992)则认为分子生态学是分子生物学、生态学和种群生物学之间形成的交叉领域 ,主要是利用分子生物学方法研究自然种群或人工种群与其环境间的相互关系以及转基因生物 (或其产物释放 )所带来的一系列潜在的生态学问题。 我国学者 (王小明 ) 认为分子生态学是利用分子生物学技术与方法研究生物对其所处环境的适应以及产生这种适应反应的分子机制。 曾被推许为第一个现代化学家的Boyle（1967）发表了低压对动物物种的试验结果，标志着动物生理生态学的开端； 1735年法国昆虫学家Reaumur在其昆虫学著作中，记述了许多昆虫生态学资料，他被认为是研究温度与昆虫发育生理的先驱。 Malthus（1978）发表了他的人口论，阐述了对人口增长和食物关系的看法； Humbodt（1807）发表了植物地理知识，描述了物种的分布规律； C.Darwin(1859)年发表的物种起源，更系统地深化了对生物与环境相互关系的认识； 德国生物学家Haeckel（1866）对生态学予以定义； 德国的Mobius（1877）创立了生物群落概念；Warming（1895）发表的以生态地理为基础的植物分布被认为是植物生态学诞生的标志；德国Schroter提出了个体生态学和群体生态学两个概念。这些学者以及许多未提及的学者所做的共作，为生态学的建立和发展打下了良好的基础。3 经典的生态学的划分（了解） 按组织层次（levels of organization）划分： 个体生态学(Individual ecology): 研究重点是个体对生物和非生物环境的适应（adaptation）。 种群生态学(Population ecology): 多度(abundance)和种群动态（population dynamics）。 群落生态学(Community ecology): 决定群落组成和结构的生态过程（ecological processes）。 生态系统生态学(Ecosystem ecology): 能流（energy flow）、食物网（food web）和营养循环（nutrient cycling）。 按生物类群划分：动物生态学；植物生态学；微生物生态学；人类生态学；昆虫生态学；鱼类生态学；鸟类生态学 按生物栖息环境划分：水生生态学；淡水生态学；河口生态学；海洋生态学；陆地生态学；湿地生态学 按交叉学科划分：数学生态学；地理生态学；生理生态学；行为生态学；进化生态学 按应用领域划分：农业生态学；城市生态学；资源生态学；环境生态学；保护生态学；恢复生态学；旅游生态学；污染生态学，等等4 生态学的发展史（了解，小题） 中国古代生态思想源于农耕文明 假如在旧石器的采集、狩猎期形成了生态思想萌芽的话，那么从新石器时代以来就进入了农耕文明，而农耕文明则促使生态思想由萌芽走向人类生态学思想的逐步形成。 从自然文化到人文化 道家也提出了“天人一体”的人本生态思想。老子说：“有物混成，先天地生，吾不知其名，故强字之曰道。道大，天大，地大，人亦大。”“人法地，地法天，天法道，道法自然。”这种“道法自然”的思想，强调人来自于自然，是自然的一部分，人与自然和谐统一是以人为主的。道家承认人与自然和谐统一，同时以人为本，但不承认主宰者：“万物归焉而弗知主，则恒无名也，可名曰大。”庄子对天也做了精辟的解释，他说：“天地与我并存，万物与我为一。”也就是说，天就是自然，人是自然所生，但人能变天然的东西为人为的东西，两者是统一的。也就是说，人与自然万物的关系，人是主动的一面，“乐”与“不乐”，就看人与自然采取“和”还是“不和”的态度。 儒家的生态伦理思想，其本质是人类中心主义的，但它不是以利益为中心的，而是以道义为中心的，这构成了其与西方传统的人类中心论的重要区别。从孔子开始，经过孟子，到宋明理学家，这种以道义为中心的人类中心论形成了儒家的一个重要传统，是儒家对待人与自然万物的关系的主流方式，它视万物为与人类同源、同构、同体，要求人类将仁者爱人的道德情怀扩展到对待自然万物，把仁爱万物作为道德的最终完成和最高境界。“人者天地之心”是儒家人类中心论的核心命题，依据这种观念，人类在为自己确立了“天地之心”的价值定位的同时，不是拥有了主宰万物的权力，而是主动承担起了自然万物的“主持者”、守护者的责任和义务。这种道义类型的人类中心观念，在中国漫长的农业文明史上发挥了保护自然环境的积极作用，它可以为我们突破和超越西方的人类中心主义提供一种不可多得的传统思想资源，对于当今人类走出生态危机的困境、实现可持续发展具有重要的启发和借鉴意义。5 四大学派 英美学派：代表人为F.E.Clements 和A.G.Transley,以研究植物群落演替和创建顶极群落著名。他们的特点是重视群落的动态，从植物群落演替观点提出演替系列、演替阶段群落分类方法，并提出了演替顶极的概念(Climax)，他们俩分别是单元顶极学说和多元顶极学说的代表人物。 法瑞学派：这个学派以瑞士的苏利士(Zurich)大学和法国的蒙伯利埃(Montpellier)大学为中心。代表人物是:瑞士的Rubel，著有地植物学的研究方法(1922)；法国的Braun一Blanquet，著有植物社会学(1928)。这学派的特点是重视群落研究的方法，用特征种和区别种划分群落的类型，建立了严密的植被等级分类系统。 北欧学派：由瑞典乌普萨拉（Uppsala）大学的R. Sernauder创建。他们重视群落分析、森林群落与土壤pH值关系，1935年以后，与法-瑞学派合流，合称西欧学派，或叫大陆学派，不过仍保留把植物群落分得很细的特点。 前苏联学派：这个学派以V，NSukachev院士为代表。他们以建群种定名群丛，建立了一个等级分类系统，并且很重视制图工作，完成了全苏植被图。 6 现代生态学的一些特点：整体观的发展；生态学研究对象的多层次性更加明显；生态学研究的国际性是其发展的趋势；生态学在理论、应用和研究方法各个方面获得了全面的发展7 环境生态学：研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制，规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复，重建和保护对策的科学。即运用生态学理论,阐明人与环境间的相互作用及解决环境问题的生态途径. 第二章1 生态因子(ecological factors) ：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。生态因子是环境中对生物起作用的因子，而环境因子则是指生物体外部的全部要素。2 生态因子的分类：生态因子通常分为非生物因子和生物因子两大类a) 生物因子：有机体（同种和异种）b) 非生物因子：温度、光、湿度、pH、氧气等有的学者将生态因子分为五类c) 气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子Begon等将非生物因子分为条件和资源两类 d) 条件：温度、湿度、 pH等e) 资源：营养物质、水、辐射能等3 生态因子的空间分布 纬度地带性：从赤道到两极，整个地球表面具有过渡状的分带性规律。 太阳辐射量差异 自然地理带：赤道、热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带、亚寒带、寒带 植被地带性分布 垂直地带性：因太阳辐射和水热状况随着地形高度的不同而不同，生物和气候自山麓至山顶呈垂直地带分异的规律性变化(干燥空气,-1 /100m;湿润空气,-0.6 /100m)。 经度地带性：地球内在因素如大地构造形成地貌和海洋分异引起经度地带性分异。如北美大陆和欧亚大陆。4 生态因子作用的特点（懂得举例） 综合性: 互相联系促进制约，如气候的作用 非等价性（主导因子作用）:塜雉孵卵的温度控制；渔业高密度养殖增氧 直接性和间接性：食物，降水/地形，海拔 限定性（因子作用的阶段性）：小麦对温度的阶段性要求-春化 生态因子的不可替代性和互补性：水体内的钙和锶5 生态因子作用的规律 限制因子(limiting factors) 在众多生态因子中，任何一种因子，只要接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散，就称限制因子 最小因子定律”(Liebigs law of minimum) 植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素，这些处于最低量的营养元素称最小因子（Justus von Liebig,1840,德国） 。 “耐受性定律”(Shelfords law of tolerance)(V.E.Shelford,1913，美国) 超过耐受上限或下限的因子都称为限制因子 每种生物对一种生态因子都有一个耐受范围，即一个生态学上的最低点和一个生态学上的最高点，在最高点和最低点之间的范围就称为生态幅 (ecological amplitude) 或生态价6 生物对生态因子耐受限度的调整驯化 实验驯化(acclimation)与气候驯化(acclimatization)： 生物在实验自然条件下，诱发的生理补偿变化，前者需要较短的时间，后者需要较长的时间。有机体对实验环境条件变化产生的生理调节反应称实验驯化； 有机体对自然环境条件变化产生的生理调节反应称气候驯化，实验驯化是对环境条件改变的一种生理上而非遗传上的可逆反应。 驯化的应用：植物的引种栽培内稳态 内稳态(homeostasis): 生物系统通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定。 内稳态通过形态、行为和生理适应实现。 大多数内稳态机制依赖于负反馈过程。依靠三个基本组成成份：接受器；控制中心；效应器。负反馈过程适应（重点） 生活型：生物对于综合环境条件的长期适应，在外貌上反映出相似性和一致性的植物类型叫生物的生活型(life form)。是指不同生物对相同环境趋同适应的结果。 生态型：指同种生物的不同个体由于生长在不同环境条件下，长期受综合生态条件的影响，在生态适应过程中，发生了不同个体群之间的变异和分化，变异在遗传上被固定下来，分化成不同的个体群类型，这种不同的个体群称为生态型。生态型是同种生物对不同环境条件发生趋异适应的结果。7 光质变化对生物的影响（小题） 海洋植物 光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性: 海水表层植物色素吸收蓝、红光； 深水植物光合色素有效地利用绿光。 高山植物 对紫外光作用的适应，发展了特殊的莲座状叶丛。（紫外光不利茎的伸长） 动物 不同动物发展不同的色觉。（猫、蛇）8 （小题） 光补偿点 (compensation point)：光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点；光饱和点(saturate point)：当光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。9 生物的光周期现象划分（了解） 植物光周期现象 对繁殖(开花)的影响：区分为长日照植物(long-day plants)和短日照植物(short-day plants) 。 日照超过一定数值才开花的植物称长日照植物。如小麦、油菜， 短日照短于一定数值才开花的植物称短日照植物，一般需要较长的黑暗才能开花。如苍耳、水稻。 动物光周期现象 对鸟类等迁徙影响；对繁殖的影响：区分为长日照动物和短日照动物 。 长日照动物(long-day animals)和短日照动物(short-day animals)：在温带和高纬度地区许多鸟兽在春夏之际白昼逐渐延长的季节繁殖后代，称长日照动物。如雪貂、野兔、刺猬 与些相反，一些动物只有在白昼逐步缩短的秋冬之际才开始性腺发育和进行繁殖，称短日照动物。如绵羊、山羊和鹿等10 参与生命活动的各种酶都有其最低、最适和最高温度，即三基点温度11 有效积温法则及其意义和实际应用（掌握） 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发育阶段的发育过程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数，称总积温或有效积温，因此可用公式： NTK 表示， 考虑到生物开始发育的温度，又可写成： N(TC)K, TCKN ， 其中，N为发育历期，即生长发育所需时间，T为发育期间的平均温度，C是发育起点温度，又称生物学零度，K是总积温（常数）。 有效积温法则的意义 预测生物发生的世代数； 预测生物地理分布的北界； 预测害虫来年的发生程历； 制定农业气候区划，合理安排作物； 应用积温预报农时。 有效积温法则的实际应用可包括以下几个方面： 1预测生物发生的世代数 例如小地老虎完成一个世代（包括各个虫态）所需总积温K1=504.7日度，而南京地区对该昆虫发育的年总积温K=2220.9，因此小地老虎可能发生的世代数为 南京地区小地老虎每年实际发生45代，与上述理论预测相符。 2预测生物地理分布的北界 根据有效积温法则，一种生物分布所到之地的全年有效总积温必须满足该种生物完成一个世代所需要的K值，否则该种生物就不会分布在那里。 3预测害虫来年发生程度。 例如东亚飞蝗只能以卵越冬，如果某年因气温偏高使东亚飞蝗在秋季又多发生了一代（第三代），但该代在冬天到来之前难发育到成熟，于是越冬卵的基数就会大大减少，来年飞蝗发生程度必然偏轻。 4推算生物的年发生历 根据某种生物各发育阶段的发育起点温度和有效积温，再参考当地气象资料就可以推算出该种生物的年发生历。 5可根据有效积温制定农业气候区划，合理安排作物 不同作物所要求的有效积温是不同的，如小麦、马铃薯大约需要有效积温10001600日度；春播禾谷类、番茄和向日葵为15002100日度；棉花、玉米为20004000日度；柑橘类为40004500日度；椰子为5000日度以上。 6应用积温预报农时 依据作物的总积温和当地节令、苗情以及气温资料就可以估算出作物的成熟收刈期，以便制定整个栽培措施。用有效积温预报农时远比其他温度指标和植物生育期天数更准确可靠。12 生物对温度的适应（理解） 生物对低温的适应 形态上的适应植物：芽具鳞片、体具蜡粉、植株矮小；动物：增加隔热层，体形增大（贝格曼规律），外露部分减小（阿伦规律）。 阿伦规律(Allens rule):寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称阿伦规律，是减少散热的适应。 贝格曼规律(Bergmans rule):生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大，这种趋向称贝格曼规律，是减少散热的适应。 约旦规律(Jordans rule):鱼类的脊椎骨数目在低温水域比在温暖水域的多。 生理上的适应植物：减少细胞中的水分和增加细胞中有机质的浓度以降低冰点，增加红外线和可见光的吸收带（高山和极地植物）；动物：超冷和耐受冻结，当环境温度偏离热中性区增加体内产热，维持体温恒定，局部异温等。 行为上的适应 迁移和冬眠休眠等。生物对高温的适应 形态上的适应植物：密毛、鳞片滤光；体色反光；叶缘向上或暂时折叠，减少辐射伤害；干和茎具厚的木栓层，绝热。动物：体形变小，外露部分增大；腿长将体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层。 生理上的适应植物：降低细胞含水量，增加糖或盐浓度，减缓代谢率；蒸腾作用旺盛，降低体温；反射红外光。动物：放宽恒温范围；贮存热量，减少内外温差。 行为上的适应植物：关闭气孔。动物：休眠，穴居，昼伏夜出等。13 陆生植物对水因子的适应（理解） 陆生植物的水平衡调节机制 形态适应：发达的根系（沙漠骆驼刺）；叶面小（仙人掌）；单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲；具发达的贮水组织（仙人掌）；角质层、绒毛（夹竹桃） 生理适应：水分运输的动力；原生质的渗透浓度高。 陆生植物的生态类型：湿生植物、中生植物、旱生植物。14 陆生动物的水平衡调节机制（理解） 失水的主要途径：皮肤蒸发、呼吸失水、排泄失水 补充水的主要途径：食物、代谢水、饮水 保水机制：减小皮肤的透水性（皮肤含水量少、脂质保护）；减少身体的表面蒸发（腊质保护）；减少呼吸失水（呼吸道冷却回收）；减少排泄失水（肾脏重吸收）；利用代谢水（氮-尿素排出费水-尿酸结晶排出） 生态类型：喜湿、耐旱第3章 种群生态1、 区别种群与种（物种）的概念 种群 同一物种在一定空间和一定时间的个体的集合体. 是具有潜在互配能力的个体.种群是构成物种的基本单位,也是构成群落的基本单位(组成成分) 种 是能够相互配育的自然种群的类群.不同种之间存在生殖隔离现象.是一个分类阶元. 一个物种可以包括许多种群；不同种群之间存在明显的地理隔离,长期隔离有可能发展为不同亚种,甚至产生新的物种.2、种群的基本特征 （1）种群的密度：每个单位空间内个体的数量.密度是种群最基本的参数, 也是种群重要的参数之一. 种群密度和生物的大小及该生物所处的营养级有关. 种群密度又分为 粗密度:单位空间中生物个体数，k,种群下降; N=k,种群不增不减;Nk种群上升 。逻辑斯谛增长模型（微分式） 逻辑斯谛增长率变化曲线 逻辑斯谛增长方程积分式 逻辑斯谛增长曲线的五个时期 逻辑斯缔方程的意义： 它是两个相互作用种群增长模型的基础； 它是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型；（不超环境最大容纳量） 模型中的两个参数K和r已成为生物进化对策理论中的重要概念。（2） 种群的指数增长(世代连续性生长模型) 适应: 世代重叠,生活史短,无特定繁殖期。 在无限环境中的几何增长;繁殖速率恒定可用微分方程表示: dN/dt=(b-d)N； dN/dt: 是种群的瞬时数量变化； b、d: 每个体的瞬时出生率、死亡率 b-d=r: 瞬时增长率(内禀增长率:种群固有的内在增长能力) dN/dt=rN dN/N=r dt 对上式积分可得: Nt=N0ert。Nt: 为t时刻的种群数量； N0: 种群起始个体数量；e:自然对数的底 此即在无限自然资源(食物 空间)中作指数函数曲线生长的模型； 利用此模型可计算未来任一时刻种群个体数 : 【例】1949，我国人口5.4亿，1978为9.5亿，根据模型Nt=N0ert，计算29年来的人口增长率? 解:根据：Nt=N0ert 推出lnNt=lnN0+rt 即r =（lnNt-lnN0）/t =(ln9.5-ln5.4)/29=0.0195/(人.a) 即我国人口自然增长率为19.5，即每百年增1.95人再求周限增长率=er=e0.0195=1.0196 每年的人数是上年的1.0196倍。 指数增长与逻辑斯谛增长之间的关系： 5、种群生态学：是研究种群的数量、分布以及种群与其栖息环境中非生物因素和其他生物种群之间的相互作用的一门学科。6、 种群生态学研究的内容：定量地研究种群的出生率、死亡率、迁入迁出率了解影响种群波动的因素及种群存在、发生规律;了解种群波动所围绕的平均密度及种群衰落、灭绝的原因；目的: 调控种群。7、生命表的定义：生命表是按种群生长的时间,或按种群的年龄(发育阶段)的程序编制的,系统记述了种群的死亡或生存率和生殖率。是最清楚、最直接地展示种群死亡和存活过程的一览表。两类：动态生命表和静态生命表 特定时间生命表 又称静态生命表.生命表中常见的形式. 适用:于世代重叠的生物,在人口调查中也常用 优点: 容易使我们看出种群的生存、生殖对策; 可计算内禀增长率rm和周限增长率 编制较易.缺点: 无法分析死亡原因或关键因素 也不适用于出生或死亡变动很大的种群.8、存活曲线（三种类型）：型：凸型存活曲线: 幼体和中年个体的存活率相对高，老年个体的死亡率高。型：对角线型存活曲线: 各年龄段的死亡率恒定，曲线呈对角线型。型：凹型存活曲线: 一段极高的幼体死亡率时期之后，存活率相对高。9、生态入侵与生物入侵的区别： 生态入侵：由于人类有意识或无意识地将某种生物带入适宜于其栖息和繁 衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这个过程称生态入侵。 生物入侵：指生物通过扩散造成异地经济损失、严重危害生态环境安全的现象， 入侵生物种包括细菌、害虫、藻类 等，传播途径千变万化，常令人防不胜防。第四章1、生物群落的定义：在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成，它们之间及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定功能的生物集合体。2、群落的基本特征： 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。在植物群落中，通常由其生长类型决定其高级分类单位的特征，如森林、灌从或草丛的类型。 具有一定的种类：组成每个群落都是有一定的植物、动物和微生物种类组成的。群落的物种组成是区分不同群落的首要特征。一个群落中物种的多少和每个种群的数量，是度量群落多样性的基础。 具有一定的群落结构：生物群落是生态系统的一个结构单元，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。例如，生活型组成、种的分布格局、成层性、季相、捕食者和被捕食者的关系等。但其结构常常是松散的，不像一个有机体结构那样清晰，有人称之为松散结构。 形成一定的群落环境：生物群落对其居住环境产生重大影响，例如森林形成特定的群落环境，与周围的农田或裸地大不相同。 不同物种之间的相互影响：群落中的物种有规律的共处，即在有序状态下共存。诚然，生物群落是生物种群的集合体，但不是说一些种的任意组合便是一个群落。一个群落必须经过生物对环境的适应和生物种群之间的相互适应、相互竞争，形成具有一定外貌、种类组成和结构的集合体。 有一定的动态特征：生物群落是生态系统中有生命的部分，生命的特征就是不断运动，群落也是如此，其运动形式包括季节变化、年际变化，演替与演化。 一定的分布范围：任一群落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。无论从全球范围还是从区域角度讲，不同生物群落都是按着一定的规律分布。 具有特定的群落边界特征：在自然条件下，有的群落有明显的边界，有的边界不明显。前者见于环境梯度变化较陡，或者环境梯度突然中断的情形，如陆地和水环境的交界处湖泊、岛屿等。3、群落的两个观点 机体论观点认为：a、任何一个植物群落都要经历一个从先锋阶段到相对稳定阶段的成长过程。如果时间充足的话，森林区的一片沼泽最终会发展为森林植被，这个成长过程类似于一个有机体的生活史。群落像一个有机体一样，有诞生、生长、成熟和死亡的不同发育阶段，而这些不同的发育阶段，可以解释成一个有机体的不同发育时期。b、在植物群落中，有些种群具有强烈的依附性，只能在一定的群落中而不能在别的群落中生长，群落的组成和结构有稳定的模式。因而他们强调，植物群落在许多方面是表现为整体性的，认为群落是自然单位，它们和有机体一样具有明确的边界，而且与其他群落是间断的、可分的，它们独立存在，可重复出现，因此，可以像物种那样进行分类。 个体论观点认为：a、群落的存在、组成及结构依赖于特定的生境与物种的选择性。但环境条件在空间与时间上都是不断变化的，由于环境而引起的群落的差异是连续的。所以，群落是连续的，群落之间不具有明显的边界，而且在自然界中没有任何两个群落是相同或相互密切关联的，人们研究的群落单元是连续群落中的一个片断。b、不连续的间断情况仅仅发生在不连续的生境上，如地形、母质、土壤条件的突然改变，或人为地砍伐、火烧等的干扰。在通常情况下，生境与群落都是连续的，因此他们认为应采取生境梯度分析的方法来研究连续群落变化，而不采取分类的方法。他们用梯度分析与排序等定量方法研究植被，以证明群落并不是一个个分离的有明显边界的实体，多数情况下是在空间和时间上连续的一个系列。4、优势种、关键种的含义及其区别 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（dominantspecies），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。 关键种：各特种在群落中的地位是不同的,一些珍稀、特有、庞大的对其它物种具有不成比例影响的物种，在保护生物多样性和生态系统稳定性方面起着重要作用，如果他们消失或消弱，整个生态系统就可能要发生根本性的变化，这样的物种称为关键种。 关键种和优势种的区别：群落的关键种不同于优势种。优势种的主要识别特征是它们个体数量多，体积大或生物量高，生活能力强。一般是建群种。而关键种的显著特征：a、其存在对于维持群落的组成和多样性有决定性作用；b、关键种是一个对它所在的群落或生态系统产生巨大影响的物种，其影响相对于多度而言非常不成比例。5、冗余种：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。6、生活型：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。7、具体是以休眠或复苏芽所在位置的高低和保护的方式为依据，把高等植物划分为五大生活类型群 高位芽植物：休眠芽位于距地面25cm以上。（乔木） 地上芽植物：更新芽位于土壤表面之上，25cm之下，多为半灌木或草本植物。（灌木） 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。（草本） 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8、种的个体数量指标 （1）多度：是对物种个体数目多少的一种估测指标，多用于群落野外调查。 （2）密度：指单位面积或单位空间内的个体数。 相对密度：某一物种的个体数占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。 （3）盖度：是指植物的地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比,即投影盖度。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。 （4）频度：指群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比。9、地上成层现象在森林群落里最为明显，根据生长型划分为四个基本层次： 乔木层、灌木层、草本层、地被层第五章1、生态系统的定义: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。2、生态系统的组成成分 六大组成成分：（非生物成分）无机物、有机化合物、气候因素；（生物成分）生产者、分解者、消费者3、 生态系统的结构营养结构 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。（1）食物链的类型： 牧食食物链：又称捕食食物链，以活的动植物为起点的食物链，如草食动物、各级食肉动物。 牧草 羊、牛 狼 。 以绿色植物为起点，是活的生物体。腐食食物链：又称碎屑食物链，从死亡的有机体或腐屑开始。 动植物残体 腐食性动物 肉食性动物 顶级肉食动物 以动、植物残体为起点，数量越来越少。 寄生型食物链：以活的生物为寄主，夺取寄主的物质和能量来维持生存。体型越来越小，数量越来越多。 植物 /动物 寄生物 更小的寄生物 （2）食物链的特征： 食物链的长度通常不超过6个营养级，最常见的45个营养级，因为能量沿食物链流动时不断流失； 食物链越长，最后营养级位所获得的能量也越少。因为从起点到终点经过的营养级越多，其能量损耗也就越大； 食物链或食物网的复杂程度与生态系统的稳定性直接相关； 生态系统中的食物链不是固定不变的，它不仅在进化历史上有改变，在短时间内也会发生变化。4、国际生物学研究计划（IBP）、人与生物圈计划（MAB）、生态系统保持协作组（ECG）5、生态系统的三大功能:能量流动：生产者消费者分解者 物质循环：生物 环境 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。6、 负反馈是指系统受到外界的和内部的干扰时，系统能控制住干扰。典型例子温度控制器和人体保持恒温的调控机制 负反馈调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。7、正、负反馈的区别：【掌握】 正反馈：具有增强系统功能作用的为正反馈。正反馈是增大与中心点距离的过程，正反馈的作用常常是使生态系统远离稳态。 负反馈：具有削弱和减低系统功能作用的称为负反馈，负反馈是一种不断减少与中心点距离的过程，也是不断趋向中心点的行为过程。8、物质循环：矿物元素在生态系统之间的输入和输出，它们在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动和交换称物质循环，也称生物地(球)化(学)循环，即生物地化循环。【掌握】9、生物地化循环的特点：【掌握四大点】 物质循环不同于能量流动，后者在生态系统中的运动是循环的； 生物地化循环可以用库和流通率两个概念来描述。a、库：存在于生物或非生物体成分中一定数量的某种化合物所构成的；如在一个湖泊生态系统中，水体中磷的含量可以看成是一个库，浮游植物中的磷含量是第二个库。这些库借助有关物质在库与库之间的转移而彼此相互联系。b、流通：库与库之间的转移。c、流通率：单位时间或单位面积内转移营养物质的量，通常用绝对值表示（物质/单位面积单位时间）； d、周转率：流通率与库中物质总量的比率 。 生物地化循环在受人类干扰以前一般是处于一种稳定的平衡状态。 元素和难分解的化合物常发生生物积累、生物浓缩和生物放大现象。10、生物积累、生物浓缩和生物放大【理解】生物浓缩：指生态系统中同一营养级上许多生物种群或者生物个体，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物富集。生物积累：指生物在其整个代谢活跃期间通过吸收、吸附、吞食等各种过程，从周围环境中蓄积某些元素或难分解化合物，以致随着生长发育，浓缩系数不断增大的现象。生物放大：指生态系统的食物链上，高营养级生物以低营养级生物为食，某种元素或难分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。生物放大的结果使食物链上高营养级生物体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓度。11、 碳循环的途径有三个:(1)途径之一是陆地生物与大气之间的碳素交换。细胞水平的个体水平的群体水平的食物链(系统)水平的循环(2)途径之二是海洋生物与大气之间碳素交换(3)途径之三是化石燃料燃烧参与的碳循环。12氮循环中的四种基本生物化学过程 （1）固氮作用： 固氮作用：闪电、宇宙射线、陨石、火山爆发等活动，将大气中的N2转化成氨或硝酸盐，随降雨到达地表； 工业固氮：主要是氮肥；生物固氮：是最重要的固氮途径。 含氮有机物的转化和分解 （2）氨化作用：由氨化细菌和真菌将有机氨（氨基酸和核苷酸）分解成为氨与氨化物，供植物直接利用； （3）硝化作用：氨化合物被亚硝酸盐细菌与硝酸盐细菌转化为亚硝酸盐或硝酸盐，供植物吸收利用； (4)反硝化作用：又叫脱氮作用，将亚硝酸盐转变为N2回到大气。12、生物生产的定义：是生态系统重要功能之一。生态系统不断运转，生物有机体在能量代谢过程中，将能量、物质重新组合，形成新的产品的过程，称生态系统的生物生产。生物生产常分为个体、种群和群落等不同层次。13、影响初级生产的因素：陆地生态系统中，初级生产量是由光、二氧化碳、水、营养物质(物质因素) 、氧和温度(环境调节因素)六个因素决定的。14、生态锥体：能量通过营养级逐级减少，如果把通过各营养级的能流量由低到高用图型表示，就成为一个金字塔形，称能量锥体或能量金字塔。同样如果以生物量或个体数目来表示，可能得到生物量锥体和数量锥体。三类锥体合称为生态锥体。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。能量金字塔：（1）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。（2）以相同的单位面积和单位时间内的生产者和各级消费者所积累的能量比率来构造。15、 金字塔倒置： 一般说来，能量锥体最能保持金字塔形，而生物量锥体有时有倒置的情况。例如，海洋生态系统中，生产者(浮游植物)的个体很小，生活史很短，根据某一时刻调查的生物量，常低于浮游 动物的生物量。 但一年中浮游植物的总能流量还是较浮游动物多16、三类生态锥体优缺点：数量锥体：以各个营养级的生物个体数量进行比较，忽视了生物量因素，一些生物的数量可能很多，但生物量却不一定大，在同一营养级上不同物种的个体大小也是不一样的。生物量锥体：以各营养级的生物量进行比较，过高强调了大型生物的作用。能量锥体：表示各营养级能量传递、转化的有效程度，不仅表明能量流经每一层次的总量，同时，表明了各种生物在能流中的实际作用和地位，可用来评价各个生物种群在生态系统中的相对重要性。能量锥体排除了个体大小和代谢速率的影响，以热力学定律为基础，较好地反映了生态系统内能量流动的本质关系。17、一般将林德曼效率称为生态效率：林德曼效率指n+1营养级所获得的能量占n营养级所获得的能量之比，即林德曼效率=(n+1)营养级摄取的食物n营养级摄取的食物。它相当于同化效率、生产效率和消费效率的乘积，18、 生态系统中能流特点 a、能流在生态系统中是变化着的；b、能流是单向流；c、能量在生态系统内流动的过程，就是能量不断递减的过 程；d、能量在流动过程中，质量逐渐提高。第六章 城市生态系统1、城市化：指由于社会生产力的发展而引起的城镇数量增加及其规模扩大，人口向城镇集 中的过程。2、城市化的表现 ：空间上城市规模的扩大 数量上农业人口转变为城镇非农业人口 质量上城市居民生活方式的现代化3、城市生态系统的结构（1）空间结构。城市由各类建筑群、街道、绿地等构成，形成一定的空间结构。包括同心圆（家庭）、扇形（经济）、多核心（民族）三类结构。 （2）经济结构。由生产系统、消费系统、流通系统几部分组成。各部分的比例因城市不同而异，取决于城市的性质和职能。（3）社会结构。包括人口（规模与等级）、劳动力（经济特点与职能）和智力（文化程度和现代化程度）结构。（4）营养结构。以人为中心，生产者（绿色植物）少，分解者少，消费者（人）多。需外界供结，分解营养结构为倒三角。4、城市生态系统的特点（一）城市生态系统是人工生态系统人工控制对城市生态系统的存在和发展起着决定作用。但是，人工控制是在自然控制的大背景下起作用的，必然受到太阳辐射、气温、气候、风、水源状况等自然因素控制。（二）城市生态系统是以人为主体的生态系统v 城市生态系统中，人口高度集中，其他生物的种类和数量都很少。动物群落基本上是家养动物群落，其生存除部分受气候与疾病等的影响外，基本不受天敌的威胁，而主要受人的支配。人是城市生态系统中主要的消费者。v 在城市生态系统中，生产者、消费者所占的比例，与其在自然生态系统中的比例正好相反，是以消费者为主的倒三角形营养结构。（3） 食物链简化（四）能量和物质流量巨大、转换迅速的开放系统v 城市中的植物，其主要作用已变为美化环境、消除污染和净化空气。v 由于植物产量远远不能满足当地消费者的粮食需要，必须从城市以外输入。v 需要异地分解废弃物（垃圾厂、化粪池等等）v 大量、高速的输入输出流、能量、物质和信息在系统中高度浓集，高速转化。(5) 城市生态系统是多层次的复杂系统(6) 依赖性强，独立性弱，自我调节能力小由于生产者的缺乏，大量能量和物质需要其它系统提供，使城市生态系统永远离不开农田生态系统和其他自然生态系统而独立存在，依赖性很强。城市生态系统输入和输出的能量和物质，其中食品是以营养关系构成的食物链，除此以外，大部分能量流和物质流是通过经济技术系统转移的。人工的经济技术系统不像食物链经过长期自然进化，形成相当完善、协调的系统，常因各种原因出现故障。城市生态系统自我调节能力小，是一个脆弱而不稳定的生态系统。 5、城市生态环境问题（了解）v 交通发展的不良后果：城市向外蔓延,造成土地.能源.空间等资源的浪费和城市中心的衰落。v 住宅问题。v 水问题：供水能力低，中国40城市严重缺水；严重的水土资源组合不匹配，北方地区已出现用水危机；一方面水源不足，另一方面严重浪费水源；水污染日趋严重。v 大气，固废，噪声和电磁波污染等。6、城市问题的生态学实质（了解）（1）物流链很短，物质流动基本上是线性的,常常就是资源到产品和废物。（2）生产、生活等一切活动需要大量的能源。（3）各部门分割，行业间缺乏自觉的相互合作，各自为政，各行其是。（4）生产多着眼于局部产品，着重当前经济利益。（5）消费者和生产者的比例常常失调。（6）人们集中在一个相对密闭的有限空间内，自