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-生态学复习资料-第 14 页生态学（第三版）杨持（主编）第一章绪论生态学：是研究生物与环境间相互关系的科学。各学派的特点：北欧学派，以注重群落分析为特点；法瑞学派，用特征种和区别种划分群落类型，建立了严密的植被等级分类系统；英美学派，以研究植物群落的演替和创建顶级学说而著名；苏联学派，注重建群种和优势种，建立了一个植物等级分类系统，并重视植被生态、植被地理与植被制图工作。现代生态学的特点：研究层次上向宏观与微观两极发展；研究手段更新；研究范围扩展（以人类生存环境为中心的生态学研究更为突出）。21世纪生态学的研究特点：更加紧密的结合社会和生产之中的实际问题，不断突破其初始时期以生物为中心的学科界限，向解释社会的当前面临的问题发展，并在实现社会的可持续发展中起着越来越重要的作用。21世纪生态学发展的战略目标：促进以生态学为基础的科学决策；推进面向可持续发展的创新生态学研究；促进文化交融，创建一个前瞻性的国际生态学。第二章环境：指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该主体或生物群体生存的一切事物的总和。环境因子：指生物体外部的全部环境要素。环境因子分类：土壤、水分、温度、光照、大气、火和生物因子。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。如温度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。生态因子相互联系表现在如下方面：生态因子作用的一般特征：综合作用、主导因子作用、直接作用和间接作用、阶段性作用、不可替代和补偿作用。综合作用：环境中的每个生态因子不是孤立的、单独的存在，总是与其他因子相互联系和影响。任何一个因子的变化，都会不同程度地引起其他因子的变化，导致生态因子的综合作用，例如生物能够生长发育，是依赖于气候、地形、土壤和生物等多种因素的综合作用。（1） 主导因子作用：对生物起作用的众多因子并非等价的，其中有一个是起决定性作用的，它的改变会引起其它生态因子发生改变，使生物的生长发育发生改变。（2） 阶段性作用：由于生态因子规律性变化使生物生长发育出现阶段性，在不同发育阶段，生物需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。（3） 不可替代性和补偿性作用：对生物起作用的诸多生态因子，一个都不能少，不能替代，但在一定条件下，当某一因子数量不足，可依靠相近生态因子的加强得以补偿。（4） 直接作用和间接作用：生态因子对生物的行为、生长、生殖和分布的作用可以是直接的，也可以是间接的，有时需经历几个中间因子生态因子的限制作用：限制因子、Liebig最小因子定律、Shelford耐性定律、生态幅、指示生物、耐性限度的训化。限制因子：限制生物生存或繁殖的一种或少数几种因子的关键性因子（如果某一种生物对某一生态因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于变化，那么这种因子很有可能就是一种限制因子）。Liebig最小因子定律：植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。Shelford耐性定律：任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存（生物的耐性限度是可以改变的）。生态幅：每一种生物对环境因子适应范围的大小，主要决定于各物种的遗传特征。指示生物：生物在于环境相互作用，协同进化的过程中，每个中都留下了深刻的环境烙印，因此，能反映环境某些特征的生物指示者即指示生物。绿色植物的光合系统是太阳能以化学能的形式进入生态系统的唯一通道，也是食物链的起点。补偿点：在水生植物中，在适光带的下部，植物的光合作用量刚好与植物的呼吸消耗相平衡的地方。黄化现象：一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，但能形成胡萝卜素，导致叶子发黄，称为黄化现象。生物对光照的适应：光照对生物的影响包括光质、光照强度、光照周期的影响。（1） 不同光质对生物的作用不同，生物对光质也产生了选择性适应，光质不同影响着植物的光合强度，在红橙光下光合速率最快，蓝紫光次之，绿光最差，不同植物的光合色素有一定差异，这些色素种类的差异，反映了不同植物对生境中光质的适应。（2） 植物对光照强度的适应表现为阴地植物和阳地植物两类，这种差异是由于叶子生理上的植物形态上的差异造成的；另外，单株植物叶冠内不同结构的“阳叶”和“阴叶”的产生，是植物对自身存在的光环境的一种回应。光照强度不仅使动物在视觉器官形态上产生了遗传的适应性变化，而且与动物的活动行为密切相关，有些适应于白天强光下活动，成为昼行性动物，有些适应于黑夜或晨昏的弱光下活动，成为夜行性动物或晨昏性动物。（3） 光照周期的变化对生物起了信号作用，导致生物出现日节律性的与年周期性的适应性变化，它使生物的生长发育与季节变化协调一致，对动植物适应所处环境具有重要意义。温度因子对生物的作用：三基点、极端温度的适应、生物的生态幅和地理分布、休眠。生物对极端的高温和低温的适应：生物对极端高、低温的适应表现在形态、生理和行为等各个方面。（1） 低温的形态适应：植物的芽和叶片常有油脂类物质保护，树干粗短，树皮坚厚；内温动物出现贝格曼规律（生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大）和阿伦规律（恒温动物的突出部位在低温环境下有变小变短的趋势）的变化。在生理方面，植物减少细胞中的水分，增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物冰点，增强抗旱能力；内温动物主要增加体内产热，此外还采用逆流热交换、局部异温性和适应性低体温等适应寒冷环境。行为上的适应照顾要是迁徙和集群。 （2） 生物对高温的适应：生理上，植物主要降低细胞含水量，增加糖和盐的浓度，以及增加蒸腾作用以散热；动物则适当放松恒温性，将热量储存于体内，使体温升高，等夜间再通过对流、传导、辐射等方式将体内的热量释放出去，一些小的内温动物以夜行加穴居的方式，避开沙漠炎热干燥的气候，夏眠或者夏季滞育、迁徙，也是动物度过敢惹季节的一种适应。火的生态作用：在生态系统中，火既是一种自然因素，又是人类增加的因素，火的燃烧破坏了生态平衡，同时也为土壤提供了新养分，促进了生物生长，因此火是一个重要的生态因子。火的生态作用分为有益和有害两个方面，有益作用是促使有机物转变为无机物，同时清除地面杂物，有利于植物吸收水分和养分；有害作用是破坏了生态平衡，降低了土壤吸水与保水的能力。休眠：生物的潜伏、蛰伏或不活跃状态。水生植物的特点：发达的通气组织；机械组织不发达或退化，增强植物的弹性和抗扭曲能力，适应水流特点。水生植物分类：沉水植物、浮水植物和挺水植物。陆生植物分类：湿生植物、中生植物和旱生植物。湿生植物：通常是指一类生长于隐蔽潮湿环境中，抗旱能力弱的植物，这类植物不能长时间忍受缺水，通气组织发达，以保证供氧。中生植物：指一类具有一套保持水分平衡的结构与功能的植物，这类植物根系与疏导组织比湿生植物发达，叶面有角质层。旱生植物：是指一类生长在干热草原和荒漠地带，抗旱能力极强的植物，叶片极度退化为针刺状，具有发达的储水组织。土壤的意义：提供栖息场所；植物生长的基质和营养库；土壤肥力；土壤中的空气、水分成为生物进化过程的过渡环境；使微生物和小型动物能够转化和分解有机质。植物对盐分的适应分为：聚盐性植物、泌盐性植物和不透盐性植物。第三章 种群及其基本特征种群：是在同一时期内占有一定空间的同种生物体的集合，该定义表示种群是由同种个体组成，占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成的一个系统。 自然种群有3个基本特征：空间特征，即种群具有一定的分布区域；数量特征，每单位面积上的个体数量是变动着得；遗传特征，种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因组成同样处于变动之中。种群边界确定的指标密度；统计方法样方法。样方法：在若干样方中计数全部个体，然后以平均数估计种群整体（样方必须有代表性和随机性）。单体生物：构件生物：种群年龄结构分为；增长型种群、稳定型种群和下降型种群。种群增长模型：与密度无关的增长模型指数增长；与密度有关的增长模型型曲线。逻辑斯谛增长模型的意义：它是许多两个相互作用的种群增长模型的基础它是渔捞、林业、农业等实践领域中，确定最大持续产量的主要模型模型中两个参数、，已成为生物进化对策理论中的重要概念。自然种群的数量变动主要表现为：种群的增长、不规则波动、周期性波动、种群爆发或大发生、种群平衡、种群的衰弱和灭亡。种群调节分为：气候学派、生物学派和自动调节学说。种群调节理论学派及各个学派所强调的种群调节机制：（1） 外源性种群调节理论强调外因，认为种群数量变动主要是外部因素的作用，该理论又分为非密度制约的气候学派和密度制约的生物学派。（2） 气候学派多以昆虫为研究对象，认为生物种群主要是受对种群增长有利的气候的短暂所限制，因此，种群从来就没有足够的时间增殖到环境容纳量所允许的数量水平，不会产生食物竞争。作为对立面，生物学派主张捕食、寄生和竞争等生物过程对种群调节起决定作用，此外还有一些学者强调食物因素对种群调节的作用，种群的调节取决于食物的量也取决于食物的质。（3） 内源性自动调节理论的研究者将研究焦点放在动物种群内部，强调种内成员的异质性，特别是各个体之间的相互关系在行为、生理和遗传特性上的反映，他们认为种群自身的密度变化影响本种群的出生率、死亡率、生长、成熟、迁移等种群参数，种群调节是各物质所具有的适应性特征，能带来进化上的利益。 自动调节理论：又分为行为调节学说、内分泌调节学说、遗传调节学说。社群行为是一种调节种群密度的机制，限制了种群增长，随着种群密度变化而变化调节其调节作用的强弱；种群增长由于某些生理反馈机制而得到停止或抑制，使得社群压力下降，这就是种群内分泌调节的主要机制；当种群密度增加，死亡率降低时，自然选择压力较松弛，结果种内变异性增加，许多遗传性较差个体存活下来，当条件回归正常时，这些低质个体因自然选择压力加大而被淘汰，便降低了种内变异性，这就是遗传调节的主要机制。环境容纳量：生态系统生产力的自然极限，即有限环境中的有限增长。捕获策略：在对野生动植物的合理利用和开发时，一般将种群数量控制在环境容纳量的一半，此时种群增长的速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。生态阈值：等同于环境容纳量，取决于环境的质量和生物的数量。生态失调：当外界干扰远远超过了生态阈值，生态系统自我调节能力不能抵御，从而不能恢复到原初状态。第四章 生活史生物的生活史：指其从出生到死亡所经历的全部过程，生活史的关键组分包括身体大小、生命率、繁殖和寿命。生活史包括：生物的生长、发育、繁殖和扩散。植物扩散的动力：风力、水力、动物和人、自力。动物扩散形式：迁入、迁出和迁移。动植物扩散的生态学意义：交换个体，防止近亲繁殖补充或维持在正常分布区以外的暂时性分布区域的种群数量扩大种群的分布区生物在生存斗争中获得的生存对策，称为生活史对策。r-选择种类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，高的繁殖能量分配和短的世代周期。K-选择种类具有使种群竞争能力最大化的特征：慢速发育，大型成体，数量少而体型大的后代，低繁殖能量分配和长世代周期。第五章 种内与种间关系生物种间相互关系基本类型：偏利作用、原始合作、互利共生、中性作用、竞争（直接干预；资源利用）、偏害作用、寄生作用、捕食作用。种内与种间关系的基本类型：主要的种内关系是竞争、自相残杀、性别关系、领域性、社会等级等；主要的种间关系是竞争、捕食、他感作用、寄生和互利共生。种间竞争使两个物种生态位分开；种内竞争使两个物种生态位接近。密度效应：当种群的个数数目增加时，就必定会出现临近个体之间的相互影响。植物的密度效应有两个规律：最后产量法则：不管初始播种密度如何，在一定范围内，当条件相同时，植物的最后产量差不多总是一样的。-3/2自疏法则：随着播种密度的提高，种内竞争不仅影响到植株生长发育的速度，也影响到植株的存活率，竞争结果典型的是使较少量的较大个体存活下来，叫做自疏。自疏导致密度与生物个体大小之间的关系，该关系在双对数图上具有典型的-3/2斜率。亲代投入：指花费于生产后代和抚育后代的能量和物质资源。协同进化：关系密切的生物在进化上互相适应的现象。高斯假说：两个物种越相似，它们的生态位重叠就越多，竞争就越激烈。竞争排斥原理：生态位相同的两个物种，不能同时生存在同一地区。竞争排斥原理导致某一物种灭亡，或者通过生态位分化得以共存。生态位：主要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。生境：生物生存的周围环境。他感作用：通常是指一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，度其他植物产生直接或间接的影响。他感作用的生态学意义：对农林业生产和管理有重要意义歇地现象；他感作用对植物群落的种类组成具有重要影响，是造成种类成分对群落的选择性以及某种植物的出现引起另一类消退的主要原因；是引起植物群落演替的重要内在因素之一。竞争排斥原理：在一个稳定环境中，两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起，即完全的竞争者不能共存。竞争释放：在缺乏竞争者的时候，物种会扩张其实际生态位，即为竞争释放性状替换：竞争产生的生态位收缩会导致形态性状发生变化，叫做性状替换。捕食者具有捕食猎物的适应性；猎物具有逃避捕食者的适应性。协同进化：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，而后一种的这一性状本身又作为前一物种性状的反应而进化的现象。共生的类型：共生分为偏利共生（即两个不同物种的个体间发生一种对一方有利的关系）和互利共生（不同种两个体检一种互惠关系）。互利共生又分为专性互利共生、兼性互利共生、防御性互利共生、动物组织或细胞内的共生性互利共生。第六章生物群落的组成与结构生物群落：指在相同时间聚集在同一地段上的各种物种种群的集合。在这个定义中，首先强调了时间概念，其次是空间概念。生物群落的主要特征：具有一定的种类组成群落中各物种之间是相互联系的群落具有自己的内部环境具有一定的动态特征具有一定的分布范围具有边界特征具有一定的外貌群落的种类组成：优势种和建群种、亚优势种、伴生种、偶见种或稀见种。优势种：对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种。建群种：优势层的优势种。优势种对整个群落具有控制性作用，如果去除，将导致群落性质和环境的变化。种的个数数量指标：多度、密度、盖度、频度、高度、重量、体积。密度：单位面积上的植物株数。盖度：植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比（分盖度之和大于总盖度）。频度：某个物种在调查范围内出现的频率。种的综合数量指标：优势度、重要值、综合优势比。种间关联：如果两个物同时种出现的次数比期望的更频繁，为正关联；反之为负关联。群落的时空结构：群落结构要素、群落的外貌与季相、群落的垂直结构（成层结构和分层结构）、群落的水平结构、群落交错区与边缘效应。生活型：是生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的生物，不但体态相似，而且在适应特点上也相似。生活型谱：决定群落外貌的是生活型。叶面积指数：总叶面积比单位土地面积。同资源种团：群落中以同一方式利用共同资源的物种集团（可相互取代）。镶嵌型：在二维空间中群落结构的不均匀配置，使群落在外形上表现为斑块相间。群落交错区：又称为生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间的国度区域。群落交错区的主要特征：它是多种要素的联合作用和转换区，各要素相互作用强烈，生物多样性较高；生态环境抗干扰能力弱，对外力阻抗相对较低，一旦遭到破坏，恢复原状的可能性很小；生态环境变化速度快，空间迁移能力强。影响群落结构的因素：（1） 主要是生物因素。生物群落结构总体上是对环境条件的生态适应，但在其形成过程中，生物因素起着重要作用，其中作用最大的是竞争与捕食。物种之间的竞争，对群落的物种组成与分布有很大的影响，进而影响群落结构；捕食对次年工程生物群落结构的作用，视捕食者是泛化种还是特异种而异。（2） 其次是干扰，近代多数生态学家认为干扰是一种有意义的生态现象，它引起群落的非平衡特性，强调了干扰在形成群落结构和动态中的作用，中度的干扰能够维持高水平的多样性。（3） 此外，空间异质性和岛屿也能影响群落结构。群落的环境不是均匀一致的，空间异质性的程度越高，意味着有更加多样的小生境，能允许更多的物种共存；岛屿大小以及距离大陆的远近，都会影响物种多样性，进而影响群落的结构。竞争导致生态位分化。干扰：指平静的中断，正常过程的打扰或妨碍。中度干扰假说：中等程度的干扰水平能维持高多样性。岛屿：与周围生物环境不具有同的生态群落特征的群落。植被型：在植被型组中，把建群种生活型相同或相似，同时对水热条件的生态关系一致的植物群落联合为植被型。群系：凡是建群种或共建种相同的植物群落联合为群系。植被型组分为针叶林、阔叶林、草地、荒漠等；植被型分为寒温性针叶林、夏绿阔叶林、温带草原、热带荒漠等。群丛：是植物群落分类的基本单位。第七章生物群落的动态群落演替：群落中等时间尺度的变化。演替：是一个群落代替另一个群落的过程，是朝着一个方向连续变化的过程。波动：短期的可逆的变化，其逐年的变化方向往往不同，一般不发生新种的定向代替。波动的原因：环境条件的波动；生物本身的活动周期；人为活动的影响。群落演替分类：按演替延续时间：世纪演替、长期演替、快速演替按演替的起始条件：原生演替、次生演替按基质的性质：水生演替、旱生演替按控制演替的主导因素：内因性演替、外因性演替按群落代谢特征：自养性演替、异养性演替演替顶级学说：单元顶级论、多元顶级论、顶级格局假说。控制演替的主要因素：植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性群落内部的环境变化种内和种间关系的改变外界环境条件的变化人类活动生物多样性减少的原因：自然淘汰；人类活动的干预。物种多样性减少产生的生态效应：影响生态系统的稳定性；影响生态系统的生产力；对气候变化的影响。保护物种多样性的主要措施：就地保护；迁地保护。外来物种：一些物种由原生存地借助于人为作用或其他途径移居到另一个新的生存环境，在新的栖息地繁殖并建立稳定种群的物种。外来物种入侵：外来物种对本地群落的干扰引起群落的结构形态和动态变化的过程。外来物种入侵的途径：引种。外来物种的危害：占据本地物种的生态位，使物种多样性减少对人体健康的影响带来直接或间接的经济危害第八章生态系统的一般特征生态系统：生物群落与环境通过不断进行着的物质循环和能量流动过程而形成的统一整体，即为生态系统。生态系统的主要组成成分：非生物环境、生产者、消费者、分解者。生产者加分解者可以构成简单的生态系统。生态系统的结构特征：包括组分结构、时空结构（包括水平结构、垂直结构、时间结构）、营养结构（包括食物链和食物网、食物链的类型、营养级和生态金字塔）。食物链：生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食的关系，而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被食的关系而排列的链状顺序称为食物链。食物链类型：牧食食物链、寄生食物链、碎屑食物链（又称分解链）。食物网：生态系统中的食物链彼此交错连接，形成一个网状结构，即为食物网。一般说，食物网越复杂，生态系统抵御外力干扰的能力就越强；食物网越简单，生态系统越容易发生大的波动甚至崩溃。营养级：是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。生态金字塔：指各营养级之间的数量关系。消费者不能完全利用下一营养级的能量。生物放大作用（食物链浓集效应）：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既不被呼吸消耗，又不容易被排泄，浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。同化效率：是指植物吸收的日光能中被管和作用所固定的能量比例，或被耽误摄食的能量中被同化了的能量比例。生产效率：指形成新生物量的生产能量占同化能量的百分比。消费效率：指的是n+1营养级消费的能量占n营养级净生产能量的比例。林德曼效率：是指n+1营养级所获得的能量占n营养级获得能量之比，它相当于同化效率、生产效率和消费效率的乘积（湖泊约为10）。反馈：当生态系统某一成分发生变化，它必然引起其他成分出现一系列相应变化，这些变化反过来又反过来影响最初的因子的现象。负反馈调节：是指生态系统中某一成分发生变化，它必然引起其他成分出现一系列相反变化，这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分。负反馈调节的作用：负反馈控制可以使系统保持稳定，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干扰，保持自身稳定性。生态危机：由人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡，从而威胁人类的生存。第九章生态系统的能量流动生产力：每年每平方米所生产的有机质干重或每年每平方米所固定能量。生产量：是在一定时间阶段中，某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。初级生产量的测定方法：收获量测定法；氧气测定法；CO2测定法；放射性标记物测定法；叶绿素测定法；遥感测定法。净初级生产量是生产者以上各营养级所需能量的唯一来源。分解过程：把复杂的有机物降解为简单无机物的过程。包括碎裂、异化、淋溶。大部分分解者既是消费者又是分解者。第十章生态系统的物质循环物质循环：即生物地球化学循环。包括地球化学循环（地质大循环）和生物循环（生物小循环）。地质大循环时间长、范围广，是闭合的循环；生物小循环时间段、范围小，是开放式循环。库：由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化合物所构成的。流通量：单位时间或单位体积的转移量。周转率和周转时间是倒数关系。物质循环的特点：物质不灭、循环往复物质循环与能量流动不可分割，相辅相成物质循环的生物富集生态系统对物质循环有一定的调节能力物质循环中生物的作用个物质循环过程相互联系，不可分割生物富集：生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累，使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。大多数有毒物质，尤其是人工合成的大分子有机化合物和不可分解得重金属元素，在生物体内具有浓缩现象。营养级越高，富集能力越强，积累量越大。地球化学循环：包括水循环、气体型循环（碳、氮）、沉积型循环（磷、硫）。碳循环包括的主要过程是：生物的同化和异化过程；大气和海洋之间的二氧化碳交换；碳酸盐的沉淀作用。第十一章生态系统的自组织调节与系统稳定性盖亚假说：指在生命与环境的相互作用之下，能使得地球适合生命持续的生存与发展。第十二章陆地生态系统陆地生态系统：包括森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统。第十三章水域生态系统水域生态系统：包括淡水生态系统、湿地生态系统、海洋生态系统。陆地生态系统和海洋生态系统的比较：（1） 在陆地生态系统中，光、CO2、水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合作用生物量。在干旱地区，植物的净初级生产量几乎与降水量有线性关系；温度与初级生产量的关系比较复杂，温度上升，总光合速率升高，但超过最适温度则又转为下降；而呼吸率随温度上升而呈指数上升。（2） 在水域生态系统中，光是影响水体初级生产力的最重要的因子，海洋浮游植物的净初级生产力，取决于太阳的日总辐射量，水中的叶绿素含量和光强度随水深度而减弱的衰变系数；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，营养物质中，最重要的是N和P。第十四、十五章略完独孤静芳