生态学重点.doc

第九、十二、十三章1.生态系统营养级只有5-6级？ 各营养级消费者不可能100%利用前一营养级的生物量；各营养级同化率也不是100%，总有一部分排泄出去；各营养级生物要维持自身的活动，消耗一部分热量。 由于能流在通过各营养级时会急剧减少，所以食物链就不可能太长，生态系统中的营养级一般只有四、五级，很少超过六级。2.负反馈调节对生态平衡的意义？ 负反馈：使生态系统达到或保持平衡或稳态，结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化。生态平衡：生态系统通过发育和调节机制，所以在通常情况下，生态系统会保持自身的生态平衡。当生态系统达到动态生态平衡时，它能够自我调节和维持。由于生态系统具有负反馈的自我调节机制，所以在通常情况下，生态系统会保持自身的生态平衡。当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时，它能够自我调节和维持自己的正常功能，并能在很大程度上克服和消除外来的干扰，保持自身的稳定性。但是，生态系统的这种自我调节功能是有一定限度的，当外来干扰因素(如火山爆发、地震、泥石流、雷击火烧、人类修建大型工程、排放有毒物质、喷洒大量农药、人为引入或消灭某些生物等)超过一定限度的时候，生态系统自我调节功能本身就会受到损害，从而引起生态失调，甚至导致发生生态危机。3.食物链的类型？1）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。 如植物植食性动物肉食性动物。 (2）碎屑食物链 以动、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。植物残体蚯蚓线虫类节肢动物。（3）寄生性食物链： 由宿主和寄生物构成。它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。后者与前者是寄生性关系。如哺乳动物或鸟类跳蚤原生动物细菌病毒。4.湿地概念的科学定义。湿地定义为：“湿地、沼泽、泥沼或水体的面积，不论是天然的或人工的，永久的或暂时的，静止的或流动的水，淡的、稍咸的或咸的水面积，包括退潮时海水不超过6米深的海水面积。一般不包括珊瑚礁在内。第十章1.地球上各种生态系统的总初级生产量占总入射日光能的比率都不高，那么初级生产量的限制因素有哪些?作水域和陆地两大类生态系统间的比较。初级生产量：绿色植物所固定的太阳能或所制造的有机物质。或称第一性生产量。陆地生态系统中光、CO2 和营养物质是初级生产量的基本资源，温度是影响光和效率的主要因素。而食草动物的捕食会减少光和作用生产量。水域生态系统中光是影响水体初级生产量的最最要因子。P=Rk*C*3.7（R-浮游植物的净初级生产力，R-相对光和率，K-光轻度随水深度而减弱的衰变系数，C-水中的叶绿素含量）海洋浮游植物的净生产力决定于太阳的日总辐射量、C、k。决定淡水生态系统初级生产量的限制因素，主要是营养物质、光和食草动物的捕食。2.测定初级生产量的方法有哪些？收获量测定法；氧气测定法；二氧化碳测定法；放射性标记物测定法 ；叶绿素测定法 3.概括出生态系统次级生产过程一般模式。净初级生产量是生产者以上各营养级所需要能源的唯一来源。从理论上，净初级生产量可以全部被异样生物所利用，转化为次级生产量；但实际上，任何一个生态系统中的净初级生产量都肯让那个流失到这个生态系统以外的地方去。还有很多植物生长在动物所达不到的地方，因此也无法利用。总之，对动物来说，初级生产量或因得不到，或因不可食，或因动物种群密度低等原因，总有相当一部分未被利用，即使被动物吃进体内的植物，也有一部分通过动物的消化道排除体外，供腐食动物和分解者利用。被同化的能量中，有一部分用于动物的呼吸代谢和生命的维持，最终以热的形式消散，剩下的一部分用于动物的生长和繁殖。 4.分解过程的特点与速率决定于哪些因素? 分解作用：死有机物的逐步降解过程。是碎裂、异化和淋溶的综合。由于物理和生物的作用，吧尸体分解为颗粒状的碎屑称碎裂；有机物在酶的作用下分解，从聚合体变为单体，进而产生矿物成分，为异化。淋溶则是可溶性物质被水所淋洗出，纯物理过程。一般，温度高、湿度大的地带，其土壤中有机物质的分解速率高。5.自养生态系统和异养生态系统的区别有哪些？自养生态系统：靠绿色植物固定太阳能。异养生态系统：基本上不依靠太阳能的输入而主要依靠其他生态系统所产生的有机物的输入来维持自身的生存。第十一章1.气体型循环物质与沉积型循环物质在生态系统中循环有哪些异同? 气相型：其贮存库是大气和海洋。气相循环把大气和海洋相联系，具有明显的全球性。元素或化合物可以转化为气体形式，通过大气进行扩散，弥漫于陆地或海洋上空，在很短的时间内可以为植物重新利用，循环比较迅速，例如CO2、N2、O2等，水实际上也属于这种类型。由于有巨大的大气贮存库，故可对干扰能相当快地进行自我调节（但大气的这种自我调节也不是无限度的）。因此，从地球意义上看，这类循环是比较完全的循环。值得提出的是，气相循环与全球性三个环境问题（温室效应，酸雨酸雾，臭氧层破坏）密切相关。 沉积型：许多矿物元素其贮存库在地壳里。经过自然风化和人类的开采冶炼，从陆地岩石中释放出来，为植物所吸收，参与生命物质的形成，并沿食物链转移。然后，由动植物残体或排泄物经微生物的分解作用，将元素返回环境。除一部分保留在土壤中供植物吸收利用外，一部分以溶液或沉积物状态随流水进入江河，汇入海洋，经过沉降、淀积和成岩作用变成岩石，当岩石被抬升并遭受风化作用时，该循环才算完成。这类循环是缓慢的，并且容易受到干扰，成为“不完全”的循环。沉积循环一般情况下没有气相出现，因而通常没有全球性的影响。2.与一般营养物质相比较，有毒物质在生态系统中循环有哪些特点? 某种物质进入生态系统后在一定时间内直接或间接地有害于人或生物时，就称为有毒物质或污染物。有毒物质种类繁多，进入生态系统的途径也是多种多样的，有些被人们直接抛弃到环境中，有的通过冶炼、加工制造、化学品的贮存与运输以及日常生活、农事操作等过程而进入生态系统。有毒物质进入生态系统后，就会沿着食物链在生物体内富集浓缩，愈是上面的营养级，生物体内有毒物质的残留浓度愈高。 3.从物质循环角度分析污染形成机制及治理途径。P251 物质循环：生态系统从大气、水体和土壤环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收，进入生态系统，被其他物质重复利用，最后，在归还于环境中。4.从物质循环角度分析，谈谈如何提高生态系统的功能。生态系统的功能：物质循环，能量流动和信息传递。第七章1.群落动态的“驱动力”是什么？试从资源利用效率进行分析。 2.试述几种群落演替理论的主要内容。P155 单元顶极论：1、认为一个地区的全部演替都将会聚为一个单一、稳定、成熟的植物群落（即顶极群落：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）。这种顶极群落的特征只取决于气候。给以充分时间，演替过程和群落造成环境的改变将克服地形位置和母质差异的影响。至少在原则上，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。2、前顶极 1）亚顶极：达到气候顶极以前的一个相对稳定的演替阶段。2）偏途顶极：是由一种强烈而频繁的干扰因素所引起的相对稳定的群落。 3）前顶极（先顶极）：在一个特定的气候区域内，由于局部气候条件适宜而产生的较优越气候区的顶极。 4）超顶极（后顶极）：在一个特定的气候区域内，由于局部气候条件差而产生的稳定群落。多元顶极论：（1）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，可以认为是顶极群落。（2）在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都要汇集于一个共同的气候顶极终点。（3）除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；同时还可存在一些复合型的顶极，如地形-土壤和火烧-动物顶极等等。（4）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。顶极格局假说：（1）在任何一个区域内，环境因子都是连续不断的变化。（2）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。（3）格局中分布最广泛的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。3.研究群落演替有何现实意义？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哪一种先到。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。现实意义可以联系到个人，企业，国家的生存发展问题。第六章1.试应用岛屿生物地理学理论对自然保护区设计方案进行分析，在什么情况下如何设计才有最佳效果。 P145一般来说，保护区面积越大，越能支持或“供养”更多的物种；面积小，支持的物种少。若每一小保护区都是相同的一些种，则选择大保护区；从传播流行病而言，隔离小保护区有更好的防止传播作用；在一个相当异质的区域，多个小保护区能提高看见的异质性，有利于保护物种多样性；对密度过低、增长率慢的大型动物，为保护其遗传性，较大的保护区是必要的。保护区过小，种群数量过低，可能会由于近交使遗传特质退化，也易因遗传漂流而丢失优良物种的特征。2.有哪些因素导致群落的复杂性与多样性，复杂程度受什么因子影响？p136p143 生物因素 （1）竞争对生物群落的影响 竞争导致生态位分化“标准量”: 同一营养级但不同生态位的两 个共存物种间体重比 2,体长比1.3。（2） 捕食对群落结构的影响 捕食压力与群落结构与捕食者是泛化种还是特化种有关。泛化种一般增加物种多样性，特化种如选择优势种，则多样性可能增加，反之，生物多样性减少3.试述干扰对群落生物多样性有何影响？p140缺口形成的频率影响物种多样性，即中等程度的干扰水平能维持高多样性。它允许更多的物种入侵和定居，如果干扰间隔期很长，使演替过程能发展到顶级期，多样性不很高。如果干扰频繁，则先锋种不能发展到演替中期，多样性低。第四章 1.如何认识生态对策的多样性，有没有“完美的”生态对策？ P79干扰型：在资源丰富的临时生境的选择。竞争型：在资源丰富的可预测生境中的选择。忍耐型;在资源胁迫生境中的选择。2.不同繁殖方式各有什么生态适应价值？1) 在现存环境条件下的扩展性；2) 对多变环境的适应；3) 繁殖速度；4) 繁殖潜力； 5) 在自然选择压力下的进化速度。 3.分析动、植物性选择的生态学意义。 植物：保证最适两性细胞的高度融合、增强后代存活能力，限制异种交配、种间生殖隔离，保证种的相对稳定性。动物：选择一般只对雄性发生作用，结果必然导致雌雄二形现象。精心选择那些携带最好基因型的雄性个体交配，来获得高质量的后代，提高其繁殖成效。4.不同的婚配制度与资源状况有何关系？近亲交配会带来后代生存力合繁殖衰退的现象。杂种有诸多优点。 5.r-、K-对策者各有什么特征？ r-对策者是不断地侵占暂时性生境的种类，基本上是机会主义者。 K-对策者具有稳定的生境，其进化的方向是使它们的种群保持在平衡水平上和增加种间竞争力。若：世代时间T，生境保持有利的时间长度H 则：T/H1r-对策者第五章1.试比较生物有性繁殖和无性繁殖方式的特征及其适应意义。 有性繁殖：适应不测环境(多型性)，竞争、捕食关系是有性繁殖的重要因子。 无性繁殖：植物居多，优点：迅速增殖，为后代复制的基因组是有性之两倍2.生物密度效应的基本规律有哪两个?其主要特征是什么? 生物密度效应：在一定时间内，当种群的个体数目增加时，出现邻近个体之间的相互作用。最后产量恒定法则：在一定范围内，当条件相同时，不管一个种群的密度如何，最后产量都差不多。Y=W*d=Ki（Y-单位面积产量，Ki-常数，d-密度，W-植物个体平均重量）。-23自疏法则：在密度高的样方中，有的植物死亡了，于是种群开始出现自疏现象。W=Cd-a取对数lgW=lgC-algd(a-常数)3.什么是他感作用?研究他感作用有什么重要意义? 他感作用：一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其他植物产生直接或间接影响。生态意义：1）歇地现象：连作影响作物长势、降低产量的现象。连作轮作。2）群落中的种类组成 H.B. Bode(1958)：黑核桃下几无草本植物，因其树皮、果实含有氢化核桃酮（1-4-5-三羟基萘），进入泥土中氧化成核桃酮，抑制其它植物生长。 日本、朝鲜的刺松的他感作用。3)群落演替。内因演替中的一种重要机制。4.什么是高斯假说与竞争排斥原理? 高斯假说（生态排斥原理）：有共同资源需求的两物种间存在竞争，生态需求越相似，竞争越激烈，完全相同的两物种不能共存。5.什么是生态位?试举例说明。生态位是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。假如我们考察单一的环境因子（温度）时，一个种将只有一个明确的适合度，亦即这个种只有在一定温度范围内才能生存和繁殖，这个范围就是这个种在一维上的生态位。我们要同时考虑在湿度上的适合范围时，生态位就成了两维。6.如何理解生物间的相互作用与协同进化现象？协同进化：指在进化过程中，一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化，而后一物种的性状本身又作为前一物种性状的反应而进化的现象。 第三章1.分析生态入侵的发生机制，并收集中国生态入侵种的名录，并评估其危害性。P58 生态入侵：指某些生物由于偶然的机会进入某一适宜其生存和繁殖的地区，其种群数量不断增加、分布区稳定扩大的过程。 如紫茎泽兰、穴兔、水花生等。外来有害生物侵入适宜生长的新区后，其种群会迅速繁殖，并逐渐发展成为当地新的“优势种”，严重破坏当地的生态安全。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。严重破坏生态平衡。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。2.试比较几种关于种群调节的理论，分析各理论在解释种群调节时的适用性。P61 气候学派：多以昆虫为对象，认为种群参数受天气条件强烈影响，强调种群数量变动，否定稳定性。生物学派：主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决定作用。认为只有密度制约因子才能调节种群密度。食物因素：可以归入生物学派。3.种群动态有哪几种主要形式，如何理解种群的繁殖力。P54p671、数量动态 种群数量总体上可能处于相对平衡、规则或不规则 波动、缓慢增长、迅速增长、迅速下降、迅速扩张等多种状态。 主要动态规律有： （1）季节消长：不同生物其季节消长规律不同。具有季节生殖的物种，尤其是动物与草本植物季节消长规律明显。（2）不规则波动：植物在相对稳定的条件下其数量相对稳定，如大型木本植物。动物尤其是昆虫则年际变化大，如落叶松毛虫经常泛滥成灾，其大发生一般有规律，有周期性爆发现象，但周期由于各地种群世代（一年一代、二年一代）、外界因子影响及立地条件等差异性而不一致。 一般认为，干旱是害虫大量繁殖、爆发的前提。 松毛虫：干旱、温暖为正在取食的幼虫建立起最适的温湿度，加速幼虫发育，加上叶子生长成分变化，树脂、挥发性油等于害虫有毒物质减少，导致种群上升。（3）周期性波动 旅鼠、北极狐3-4年的周期性波动。（4）种群爆发：不规则及周期性波动的种群都可能周现种群爆发。如老鼠、蝗虫、赤潮、水华等。（5）种群平衡：K-对策者（6）种群衰亡：当种群长期处于不利条件下，其数量持续下降，K-对策者种群数量易出现这种情况。（7）生态入侵 2、空间动态 空间需要和种群空间格局（静态：分布格局 动态：迁移、扩散 ）。4生物为什么有空间需要？生物有机体需要一定的空间以获取必要的物种、能量。从而影响种群密度。 5.生物对于资源紧缺如何适应？竞争，具有能从环境中迅速提取资源的能力，快速生长。第二章1.试述光因子的生态作用及生物的适应性。P21-p24 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。太阳光本身又是一个十分复杂的环境因子，太阳光辐射的强度、质量及其周期性变化对生物的生长发育和地理分布都产生着深刻的影响。光照强度：对生物的生长发育和形态建成有重要影响。不同植物对光照强度的反应不一样，形成阳性植物和阴性植物两个生态类型。（1）光强对生物的生长发育和形态建成有重要的作用。 种子萌发、茎的生长等：抑制、促进，不同植物反应不同;干形、冠形、叶片结构等。如阳生叶、阴生叶的形态差异。林中树木与光照条件;蚜虫：连续无光照则多无翅个体。 （2）光照强度与水生植物 。补偿点透光带动植物的垂直分布光质：（1）太阳光由红外光、可见光区和紫外光三部分构成，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；紫外光主要促进维生素D的形成和杀菌作用等。（2）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。太阳光在地球上一天完成一次昼夜交替，而大多数生物的生命活动也表现出昼夜节津。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。日照长度的变化对动物尤其是鸟类的迁徙和生殖具有十分明显的影响。 2.简述植被对水环境状况的影响机制，植树造林对于改善区域水文条件有何影响。(1）水生植物有三类：沉水植物；浮水植物；挺水植物。（2）陆生植物有三类：湿生植物；中生植物；旱生植物。水生植物在水体环境中形成了与陆生植物具有很大不同的特征：一是具有发达的通气组织，以保证各器官组织对氧的需要。二是机械组织不发达甚至退化，以增强植物的弹性和抗扭曲能力，适应于水体流动。森林有重要的涵养水源、保持水土作用 （1）减少地表径流；（2）减少洪枯比；（3）减少雨水冲击力；（4）改善土壤结构，提高蓄水力。 3.举例分析生物适应逆境的机制。沙漠地区夏季昼夜地表温度相差很大，地面和地下的相对湿度和蒸发量力相差也很大。一般沙漠动物白天躲在洞里，夜里出来活动，甚至将洞口封住，表现可动物行为的适应。还有形态结构上的适应（皮脂腺、毛）和生理适应。极端低温对生物的影响及生物的适应。温度低于一定的数值，生物便会因低温而受害，这个数值便称为临界温度。在临界温度以下，温度越低生物受害越重。长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在形态、生理和行为方面表现出很多明显的适应。极端高温对生物的影响及生物的适应。温度超过生物适宜温区的上限后就会对生物产生有害影响，温度越高对生物的伤害作用越大。如高温可减弱光合作用，增强呼吸作用，使植物的这两个重要过程失调，还可破坏植物的水分平衡。生物对高温环境的适应表现在形态、生理和行为3个方面。4.温度对生物作用的“三基点”和积温在农业生产和虫害预报上有何意义? P27酶的活性都有它的最低温度、最适温度和最高温度相应形成生物生长的“三基点”。有效积温法则的含义是生物在生长发育过程中，需从环境中摄取一定的热量才能完成其某一阶段的发育，而且生物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。有效积温法则在农业生产中有着很重要的意义，全年的农作物茬口必须根据当地的平均温度和每一作物所需的总有效积温进行安排，否则，农业生产将是十分盲目的。可能导致土地不能充分利用或作物减产甚至颗粒无收。在植物保护、防治病虫害中，也要根据当地的平均温度以及某害虫的有效总积温进行预测预报。5.你熟悉的生物节律与周期现象有哪些？其机制是什么? P24 光周期：在陆地上不同地理区域和季节里，昼夜长短的周期性变化即为。光周期反应：生物的生长发育对于不同昼夜长短交替的反应。根据植物的光周期反应可分为：长日植物、短日植物、中性植物 动物的光周期反应在鸟类中表现明显，很多鸟类的迁徙者是由日照长短变化所引起的。昼夜节律：即24h循环一次的现象。存在内部控制机制。6.生态因子的作用规律有哪些？生物如何适应多变的生态环境？ P13生态因子：指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。综合作用、主导因子作用、直接作用于间接作用、阶段性作用、不可代替性作用和补偿作用。7.在自然界特定生境条件下生存的生物，其生存环境是否为该物种的最适