生态学期末考试复习资料(贝老师

1、生态学复习资料生态学的定义：生态学（ecology）是研究有机体与周围环境相互关系的科学，环境包括 生物环境：同种或异种其他有机体；非生物环境：温度、水、阳光、风。环境： 指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和， 包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各 种因素。环境：大环境：指地区环境、地球环境、宇宙环境 小环境：指对生物有直接影响的邻近环境，即小范 围内的特定环境。生态因子 ：指环境要素中对生物起作用的因子。如光、温度、水分、食物 态因子作用生特点 综合作用 主导因子作用 阶段性作用 不可替代性作用和补偿性作用 直接作用 和间接作用而后一物种的这一性状本身又是作为对前一物种协同

2、进化： 一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化， 性状的反应而进化 生物与环境的作用规律 最小因子、限制因子、耐受限度1、利比希最小因子定律低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生 物生存和分布的根本因素2、限制因子定律：限制因子： 任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受极限而阻止其 生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素叫限制因子 耐受性定律即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多， 衰退或不能存在 耐受限度：生物对环境生态因子的耐受范围 生态幅（生态价）在耐受范围最低点和最高点（或耐受性的上限和下限）之间的范围 生态幅：广

3、生态幅：广温性、广盐生、广食性等 ； 狭生态幅：狭温性、狭盐性、狭食性等 生物对温度的反应 各种动物对高温的耐受极限：越低等耐受性越强 生物对极端温度的适应（ 1）生物对极端低温的适应 形态上的适应：被毛、皮下脂肪厚 贝格曼规律：寒冷气候区的内温动物，往往比来自温暖气候区的个体大 阿伦规律：冷地区的内温动物身体突出部分有变小、变短的趋势冬眠） 生理上的适应：非颤抖性产热、逆流热交换（如四肢部位）、异温 （空间异温；时间上异温 行为上的适应：迁徙、集群（如企鹅） 分子水平适应：（ 2）生物对高温的适应 形态上体色变淡，反射阳光；个体变小 生理 植物：蒸腾作用，散失水分 特殊的结构：如骆驼，单位体

4、重产热少，贮存余热多，当温差大时，热容易散发出去。 逆流热交换机制：如头部夏眠：减慢代谢率 行为上适应 避开不利的温度，昼伏夜出、穴居 分子水平适应：生物对水的适应1、植物对水的适应（ 1）陆地植物 湿生植物：抗旱能力小，抗涝性强，根、茎、叶的通气组织 中生植物：根系较湿生植物发达，表面有角质层，防蒸腾失水 旱生植物：分少浆液和多浆液植物二类。少浆液类叶面积小，含水量少，失水较多仍能生存；多浆液为类根、 茎、叶成为肉质性器官，体内含大量水（2）水生植物 对盐的适应 淡水植物：渗透调节海水植物： 高渗透压，耐受高盐；盐腺泌盐 对低氧的适应，出水通气根互相连接的通气组织、封闭的通气组织2. 动物对

5、水的适应（1）水生动物 水生鱼类A:鱼类水平衡：a淡水鱼类（排水保盐）生活在低盐而能维持高渗透压，调节机制是排水保盐? 通过肾脏和鳃大量排出低渗尿? 通过鳃主动吸收 CL -和Na +离子b:海洋鱼类（排盐保水）生活于高渗透压环境，调节机制是排盐保水? 肾小球退化，排出的尿量较少，提高渗透压? 经常吞食海水? 主动排出多余的盐，鳃盖上的上皮细胞称为滤盐细胞。C:洄游鱼类 朔河性鱼：由海洋进江河产卵，幼仔入海生长，如大马哈鱼 降河性鱼：由江河生长，到海洋产卵，幼仔回江河生长，如鳗鲡。这两类鱼具有二重性，具海水和淡水调节 朔河性的：排水保盐，通过鳃主动吸收离子 降河性的：排盐保水，由鳃主动排出离子

6、 2、 CO2 的生态作用（1）大气中 CO2 浓度与温室效应CO2 是主要的温室气体， 由于大气中 CO2 能透过太阳辐射， 而不能透过地面反射的红外线， 导致地面温度升高。CO2与植物? CO2 对植物生长发育具有重要作用? 提高 CO2 的浓度可增加植物光合作用的效率作业 1、简述生态学的研究对象及主要的研究方法2、简述水生动物水盐的调节3、简述陆生动物如何适应干旱环境4、简述你对火的生态作用的认识种群（ Population ）的概念1、种群是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合2、种群的基本特征空间特征 :种群有一定的分布区域数量特征：单位面积上的个体数目（密度）是变动的遗传

7、特征：种群有一定的基因组成，即基因库（ 3）种群的空间结构 随机分布：每一个体在领域内各个点出现的机会是相等的 均匀分布：较少见，形成原因是种群内个体间的竞争是根据大约同一时间出生的一组个体 （同生群） 从出生到死亡的记录编制的生命表称同生群生命表。 集群分布：资源分布不均匀，植物以母株为中心，动物集群行为 生命表 动态生命表：静态生命表：根据某一特定时间对种群作一年龄结构调查数据而编制的生命表。包括了出生率的生命表。综合生命表： 集群的生态学意义：机群有利于提高捕食效率；集群可以共同防御敌害；集群有利于改变小生境；集权有利于提 高学习效率；机群能够促进繁殖；集群可以提高工作效率等。（5）存活

8、曲线 以相对年龄（平均年龄的百分比）作为横坐标，存活率作纵坐标得到的曲线 A 型：凸型曲线，表示在接近生理寿命前，只有少数个体死亡。例如大型兽类和人的存活曲线 B 型：对角线型，各年龄死亡率相等，许多鸟类接近此类型。C 型：凹型曲线，幼年个体死亡率高，藤壶的存活曲线接近此型r=lnR0/T ，自然增长率 ：种群的实际增长率， 用 r 表示，可由出生率与死亡率相减来计算。也可用下公式来计算： R0 表示世代净增殖率， T 表示世代时间。rm 表示。应用：计划生育 降低 R0 值；增大 T 值 内禀增长率 ：是种群在不受限制条件下的增长率，即最大增长率，常用 种群增长模型（ 1）与密度无关的种群增

9、长模型 种群离散增长模型：公式： Nt+1=R0Nt =N0R0t ，增长曲线：直线 种群连续增长模型 分式： dN/dt=（b-d）N=rN, 积分式： Nt=N0ert ，增长曲线：微 J 型曲线（ 2）与密度有关的种群增长模型 逻辑斯谛增长： dN/dt=rN（1-N/K） 二个假设：有一个环境容纳量；增长率随密度上升而降低的变化是按比例的 曲线形状： S 型曲线 S 型曲线特点：渐近的；曲线上升是平滑的 种物 ：简称种，是具有一定的形态和生理特征以及一定的自然分布区的生物类群，是生物分类的基本单位，一个物种中的个体一般不与其他种的个体交配或交配后不能产生有生殖能力的后代地理亚种：由于环

10、境选择压力在地理空间上不连续或物种种群隔离而形成的亚种称为地理亚种。 物种的形成的方式：物种形成过程： 生活史：指从出生到死亡所经历的全部过程。包括身体大小、生长率、繁殖、寿命。 生活史对策（生态对策） ：生物在生存斗争中获得的生存对策 生境：具体的生物个体和群体生活地段上的生态坏境称为集群的生物学意义：生殖对策1、r_选择是在不稳定环境中进化的，具有使种群增长率最大化的特征：快速发育、小型成体、数量多而个体小的后代、高 的繁殖能量分配、短的世代周期。如一年生植物和昆虫等。2、K_ 选择是在接近环境容纳量 K 的稳定环境中进化的，具有使种群竞争能力最大化的特征：慢速发育、大型成体、数量 少但体

11、型大的后代、低繁殖能力分配、长的世代周期。如森林树木和大型哺乳动物。生殖价：是个体马上要生产的后代数量（当前繁殖输出）加上预期的以后的生命过程中要生产的后代数量（未来 繁殖输出）迁移：是方向性的运动，是生物在空间上移到更适宜的地点，来躲避恶劣环境的对策。（4） 动物的婚配制度 指种群内婚配的种种类型，包括配偶的数目、配偶持续的时间以及对后代的抚育单配制 ：一雌一雄结成配偶对，或者只在生殖季节，或者保持到有一个死亡。 多配制：指一个个体拥有两个或多个配偶，而这些配偶中没有与其他个体再成配偶的。a雄多雌制：一个雄性占有多个雌性。b雌多雄制：一个雌性占有多个雄性。 混交制：无论雌雄都可以与一个或更多

12、的异性交配，而不形成相对固定的婚配关系。（1）领域性 领域：指由个体、家庭或其他社群单位所占据的，并积极保卫不让同种其他成员进入的空间。 领域标志方式：粪、尿、气味、叫声、行为的显示 领域的可塑性：a领域面积随占有者的体重而扩大b.领域面积受食物品质的影响，食肉动物比同体重草食动物大C.领域面积和领域行为随生活史，尤其繁殖节律而变化。 领域的意义a：充分利用资源b :有利于避害C：有利于繁殖 护域行为的特征和原则a原则：动物从领域中得到的好处应大于保卫所付出代价b 特征：一般领域的侵犯者总是退却，领域者占优势（优先权）Lotka-Volterra 模型： Lotka-V olterra 捕食者

13、 -猎物模型 前提：相互关系中仅有一种捕食者与一种猎物；捕食者下降到某一值，则猎物上升，捕食者增多，猎物下降，反 之，猎物数量上升到某一值，捕食者增多，猎物很少，捕食者下降；猎物种群在没有捕食下指数增长，捕食者在 没有猎物下指数减少。猎物方程：(1)dN/dt=riN & PN捕食者方程：(2)dP /dt= r2P+0 PN生态位 指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色。空间生态位：是一物种所占有的微环境 营养生态位：物种在群落中的地位与功能作用。基础生态位：物种所能栖息的理论上的最大空间称为基础生态位 实际生态位：一物种实际占有的生态位空间称为实际生态位n维生态位：假设影响有机体的每个条

14、件和有机体能够利用的每个资源都当作一个维，在此维上可定义有机体 将出现的一个范围，同时考虑一系列这样的维，则可得到有机体一个增强了的定义图，这称之为n 维生态位。a 生态位分离概念两个相似的物种不能占有完全相同的生态位， 而是以某种方式相互取代， 每种各具食性或其他生活方式上的特点。 如空间生态位分离：不同的空间层次进食 时间生态位分离：不同的时间进食 食物大小上分离： 社群等级的生物学意义a：保持社群稳定，避免种群内竞争优生优育增长寿命 因为一些个体繁殖受抑制。b：协调社群内成员之间关系c :遗传方面意义：d:减少环境压力， e：调节种群密度，（2）共生两个不同物种的个体间发生对一方有利的关

15、系，称为偏利共生。如附生植物地衣、苔藓两个不同物种的个体间发生的一种互惠关系，可增加双方的适合度。如菌根 偏利共生： 互利共生：1、生物群落的概念群落 ：在相同时间聚集在同一地段上的各种生物种群的集合群落生态学：是研究群落与环境相互关系的科学2、群落的基本特征（1）具有一定的种类组成不同物种之间的相互影响群落具有自己的内部环境 具有一定的结构 具有一定的动态特征 具有一定的分布范围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。一个群 落中种类成分的多少及每种个体的数量，是度量群落多样性的基础。（2）（3）（4）（5）（6）每一生物群落都分布在特定的地

16、段或特定生境上， 不同群落的生境和分布范围不同。 无论从全球范围看还是从 区域角度讲，不同生物群落都是按着一定的规律分布。（7）具有边界特征（8）群落中各物种不具有同等的群落学重要性1、种类组成的性质分析（1）种-面积曲线 所谓最小面积，是指基本上能够表现出某群落类型植物种类的最小面积。如果抽样面积太大，会花费很大的 财力、人力与时间等；如果抽样面积太小，则不可能完全反映组成群落的物种情况。通常以绘制种面积曲线来 确定最小面积的大小。具体做法是：选择群落中各物种分布较均匀的地方，圈定一定的面积作为样方，登记这一 样方中的所有物种，然后逐渐扩大样方面积，登记新增加的种类。开始时，面积扩大，物种随

17、之迅速增加，但逐 渐扩大面积后，物种增加的比例减少，当物种增加到一定程度时，种 面积曲线有明显变缓的趋势，通常把曲线 陡度开始变缓处所对应的面积称为最小面积。 也就是说至少要求这样大的空间， 才能包括组成群落的大多数物种。（2）群落成员优势种：对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种，不同层次可有各自的优势种 建群种：森林群落中，优势层的优势种 亚优势种 ：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：为群落的常见种类，它与优势种相伴存在，但不起主要作用。 偶见种或罕见种：在群落中出现频率很低，个体数量也很少的物种。需要指出的是： 同一个植

18、物种在不同的群落中可以不同的群落成员型出现。 例如在内蒙古高原中部排水良好的壤 质栗钙土上， Stipa grandis 是建群种，而 Aneurolepidium chinense 是亚优势种或伴生种，但在地形略为低凹，有 地表径流补给的地方， A chinense 则是建群种， S grandis 退居次要3、种的多样性 丰富度：指一个群落或生境中物种数目的多寡均匀度：指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，它反映的是各物种个体数目分配的均匀程度。 辛普森多样性指数：随机取样的两个个体属于不同种的概率D=1-其中，pi为第i物种占群落中总个体数的比例，pi=Ni/N，Ni为种i的个体

19、数，N为群落中全部物种的个体数，故辛普森指数为D=1 -=1 -4、物种多样性在空间上的变化规律多样性随纬度的变化：随纬度增高逐渐降低 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。此规律无论在陆地、海洋和淡水坏境，都有类似趋 势，有充分的数据可以说明这一点。如北半球从南到北，随着纬度的增加，植物群落依次出现为热带雨林、亚热 带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、寒温带针叶林、寒带苔原，伴随着植物群落有规律的变化，物种丰富度和多样 性逐渐降低。当然也有例外，如企鹅和海豹在极地种类最多，而针叶树和姬蜂在温带物种最丰富。（2） 多样性随海拔的变化 如果在赤道地区登山，随海拔的增高，能见到热带、温带

20、、寒带的环境，同样也能发现物种多样性随海拔增加而 逐渐降低。（ 3） 在海洋或淡水水体，物种多样性有随深度增加而降低的趋势 显然，在大型湖泊中，温度低、含氧少、黑暗的深水层，其水生生物种类明显低于浅水区；同样，海洋中植物分 布也仅限于光线能透入的光亮区，一般很少超过 30 米。5、物种多样性空间变化规律的各种学说进化时间学说 ：热带群落由于比较古老、进化时间长，地质年代中环境条件稳定，群落有足够的时间进化到 高多样化的程度，温带和极地群落地质年代比较年轻，遭受灾难性气候比较多，所以多样性低。生态时间学说 ：物种分布区的扩大需要一定时间，而且还需要畅通的道路，但有的物种在传播的过程中被 某些障碍

21、所阻断，因此，温带地区的群落与热带相比其物种是未饱和的，故多样性低。空间异质性学说：低纬度的热带环境的复杂性增加，即空间异质性程度增加，提供的生境类型多，导致动植 物群落的复杂性高，从而物种多样性也高。1 、 群落的结构单元群落外貌 （physiognomy）是指生物群落的外部形态或表相而言 .它是群落中生物与生物间 ,生物与环境间相互作用的综合反映 .陆地群落的 外貌主要取决于植被的特征 .植被是整个地球表面上植物群落的总和 .植物群落是植被的基本单元 .水生群落的外 6貌主要决定于水的深度和水流特征 .，同一生活型的生物，不但体态相似，而且生活型 群落结构的基本单位之一，是生物对外界环境适

22、应的外部表现形式 在适应特点上也是相似的5、群落的交错区与边缘效应（1）群落交错区 又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间的过渡区域。 边缘效应：群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势称为边缘效应 群落交错区的特征? 是多种要素联合作用区，生物多样性较高? 生态环境抗干扰能力弱，破坏后难恢复。? 生态环境变化速度快若群落中物种平均生态位宽度和平均生态位重叠是一定值，则资源范围越大，群落将含有更多的物种数。 若资源范围一定，物种平均生态位宽度越小，则群落中物种数越多。 若资源范围一定，物种平均生态位重叠越大，则群落中物种数越多。或资源范围一定，群落的饱和度越高，则群落的物种数越多，

23、相反，群落中有一部分资源未利用，所含种5、一个物种丰富度的模型（1）（2）（3）（4） 数也少。演替生物群落的演替过程 作业1、什么是生物群落，它有哪些主要特征2、什么是群落交错区，有哪些主要特征，在生物多样性保护中有什么指导意义。3、群落的物种多样性随哪些条件变化，为什么热带地区生物群落的物种多样性高于温带和极地。4、简述旱生演替系列的过程，影响群落演替的主要因素有哪些。一、生态系统的一般概念在一定空间中共同栖居着的所有生物与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。 简言之，就是生物群落加无机环境1、组成（1）非生物环境：包括无机元素、化合物、有机物（2）生产者：能以

24、简单的无机物制造食物的自养生物（3）消费者食草动物食肉动物大型食肉动物（4）分解者生态系统结构的一般模型：（1）生产者亚系统 初级生产：自养生物的生产过程称为初级生产（2）消费者亚系统 次级生产：异养生物的再生产过程称为次级生产（3）分解者亚系统生态系统特点 ：（ 1）（2）（4）（5） 5、初级生产量的测定方法 （1）收获量测定法 用于陆地生态系统，定期收割植被，干燥到重量不变，然后以每年每平方米的干物质重量来表示。净初级生产量 =LB-IB（2）氧气测定法 用于水生生态系统，即黑白瓶法 初始瓶（ IB ）：水中本身溶解氧 黑瓶（ DB ）：含氧量最低 白瓶（ LB ）：含氧量最高 呼吸量

25、=IB-DB 总初级生产量 =LB-DB 一、陆地生态系统分布的基本规律 1、水平分布的基本规律 水平地带性： 地球表面的水热条件等环境因素， 沿纬度或经度方向发生递变， 从而引起植被沿纬度或经度方向呈 水平更替的现象，称为植被分布的水平地带性。（1）植被分布的纬向地带性与经向地带性 沿纬度方向有规律地更替的植被分布， 称为植被分布的 纬向地带性 。植被在陆地上的分布， 主要取决于气候条件， 特别是其中的热量和水分条件， 以及二者状况。 由于太阳辐射提供给地球的热量有从南到北的规律性差异， 因而 形成不同的气候带，如热带、亚热带、温带、寒带等。与此相应，植被也形成带状分布，在北半球从低纬度到高

26、 纬度依次出现热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带夏绿阔叶林、寒温带针叶林、寒带冻原和极地荒漠 以水分条件为主导因素，引起植被分布由沿海向内陆发生更替，这种分布格式，称为 经向地带性 。它和纬向地带 性统称为水平地带性。由于海陆分布、大气环流和大地形等综合作用的结果，从沿海到内陆降水量逐步减少，因 此，在同一热量带，各地水分条件不同，植被分布也发生明显的变化。例如，我国温带地区，在沿海空气湿润， 降水量大， 分布夏绿阔叶林； 离海较远的地区， 降水减少， 旱季加长， 分布着草原植被； 到了内陆， 降水量更少， 气候极端干旱，分布着荒漠植被。每一地区既具有地带性植被，也具有非地带性植被。（ 非沙土 ） 、所谓地带性植被就是指分布在 “显域地境 ”上的植被类型。而显域地境系指具有壤质土或粘质土的 非盐渍化的、排水良好的 （ 不积水 ） 平地或坡地。（2）中国植被分布的水平地带性规律 我国从东南沿海到西北内陆受海洋季