基础生态学期末考点总结 .doc

绪论生态学：研究有机体及其周围环境相互关系的科学。生态学基本原则：1.整体有序2.相互依存3.循环再生4.反馈平衡5.最小因子6.环境资源有限性有机体与环境环境：是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。生境：所有生态因子构成生物的生态环境，特定生物体或群体的栖息地的生态环境。最小因子定律：植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素，即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。进一步研究表明，这个理论也适用于其他生物种类或生态因子。限制因子：生物的生存和繁衍依赖于各种生态因子的综合作用，但是其中必有一种或少数几种因子是限制生物生存和繁衍的关键性因子，这些关键因子就是限制因子。耐受性定律: 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是会使该种生物衰退或不能生存。生态幅：生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限，上限和下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围，称为生态幅。生态因子特征：1.综合性2.主导因子3.阶段性4.不可代替性和补偿性作用5.直接作用和间接作用物候：植物适应一年中温度等的周期性变化，形成与此相适应的发育节律。有效积温法则：生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阶段的发育，而且各个阶段所需的总热量是一个常数。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。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。生物对极端温度的适应生物对低温环境的适应形态方面：芽鳞、蜡粉、密毛、垫状、匍匐等生理方面：增大细胞液浓度，降低含水量; 动物增加脂肪、体内产热量。行为方面：休眠、迁移。贝格曼规律：来自寒冷气候的内温动物，往往比来自温暖气候的内温动物个体更大，相对体表面积变小，单位体重的散热减少。阿伦规律：寒冷地区的内温动物身体的突出部分，如四肢、尾巴和外耳有变小的趋势。生物对高温环境的适应形态方面：鳞片、被毛、厚皮、叶或皮反射光线、叶排列减少光照等生理方面：增大细胞液浓度，降低含水量。旺盛的蒸腾; 动物适当放宽恒温性。行为方面：休眠、昼伏夜出。土壤的生态意义：1 土壤位于陆地生态系统的底部，具有营养物传递系统，再循环系统和废物处理系统，是陆地生态系统的基底或基础。在土壤中进行的两个最重要的生态过程是分解和固氮过程。2土壤为陆生植物提供了基质，为陆生动物提供了栖息地。土壤是植物萌芽、支撑和腐烂的地方，又是水和营养物储存场所；是动物和微生物藏身处，排污处；是污染物质转化的重要基地。因此土壤无论对植物或动物都是重要的生态因子，是人类重要的自然资源。盐碱土对植物的危害引起植物的生理干旱伤害植物组织引起细胞中毒影响植物的正常营养在高浓度盐类作用下气孔不能关闭盐碱土植物对环境的适应盐碱土对植物生长的危害表现在伤害了植物组织，特别是根系；由于过多盐积累引起植物代谢混乱；能引起植物生理干旱。形态适应：矮小、干硬、叶子不发达、孔下陷，表皮具厚外皮，常具灰白色绒毛。细胞间隙小，栅栏组织发达。有的具有肉质性叶，有特殊储水细胞。生理适应：根据盐土植物对过量盐类的适应特点，可分为聚盐性植物、泌盐性植物和不透盐性植物。聚盐性植物的原生质抗盐性特别强，能忍受高浓度的NaCl溶液。其细胞液浓度特别高，根部细胞的渗透压一般为40个大气压，甚至可高达70100个大气压，所以能够吸收高浓度土壤溶液中的水分，例如盐角草、海莲子等。泌盐植物能把根吸入的多余盐，通过茎、叶表面密布的盐腺排出来，再经风吹和雨露淋洗掉，属于这类植物的有柽柳、红砂、滨海的各种红树植物等。不透盐性植物的根细胞对盐类的透过性非常小，它们几乎不吸收或很少吸收土壤中的盐类。这类植物细胞的渗透压也很高，是由体内大量的可溶性有机物，如有机酸、糖类、氨基酸等产生的。高渗透压也提高了根从盐碱土中吸水能力，所以它们被看成是抗盐植物，蒿属、盐地紫苑、盐地风毛菊、碱地风毛菊等都属这一类。种群生态学种群：是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合（总和）。自然种群有3个基本特征： （1）空间特征，即种群具有一定的分布区域； （2）数量特征，即种群密度是变动的； （3）遗传特征，种群具有的基因组成及其变动。种群的空间结构3种类型：随机型 、均匀型、成群型种群增长模型与密度无关的增长模型：不受资源限制，不受自身密度影响 种群离散增长模型:世代不重叠; 没有年龄结构。如一年生植物及昆虫条件：世代不重叠; 没有年龄结构; 没有迁入和迁出模型：N为种群大小，t为世代，l周限增长率特点： l >1 ，种群上升； =1 ，种群稳定；0 < l <1 ，种群下降； =0 ，没有繁殖，种群在下一代灭亡。 种群连续增长模型：世代重叠; 具有年龄结构。 如人和多种兽类条件：世代重叠; 具有年龄结构模型：dN/dt =（b-d)N = rN,积分形式为 Nt = N0ert b瞬时出生率，d瞬时死亡率 r瞬时增长率图形:“J”型增长曲线 种群的数量加倍时间： Nt =2N0因此：ert =2，ln2=rt,t=0.69315/r与密度有关的增长模型：有一个环境容纳量K，当Nt=K时，种群为零增长，每增加一个个体就产生1/K的抑制影响。条件：有一个环境容纳量K，当Nt=K时，种群为零增长，增长率随密度上升而降低的变化是线性的，每增加一个个体就产生1/K的抑制影响。 环境容纳量(K)：环境条件所容纳的种群最大值 增长率随密度上升而降低的变化，是成比例的。每一个体利用空间为1/K，N个体利用N/K空间，剩余空间为1- N/K。模型： dN/dt = rN(1-N/K) 逻辑斯谛方程积分形式为 Nt = K/(1+ea-rt)图形：“S”型增长曲线集合种群：所描述的是生境斑块中局域种群的集合，这些局域种群在空间上存在隔离，彼此间通过个体扩散而相互联系。集合种群理论的意义与应用随着人类和其他生物赖以生存的环境的破碎化程度越来越高，集合种群理论在景观管理和自然保护中有很大的应用价值 。生活史对策生殖对策:r-选择种类是在不稳定环境中进化的，因而使种群增长率r 最大。 K-选择种类是在接近环境容量K的稳定环境中进化的，因而适应竞争。 r-选择种类和K-选择种类的特征 r-选择种类具有所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。如一年生植物，昆虫等。 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，数量少但个体大的后代，低的繁殖能量分配和长的世代周期。如森林树木，大型哺乳动物等。 r-对策和K-对策在进化过程中的优缺点 K-对策种群竞争力强，数量较稳定（K附近），大量死亡或导致生境退化的可能性较小。但受危害造成种群数量下降，由于低r值种群恢复比较困难。 r-对策种群死亡率很高，但高r值使其种群能迅速恢复，而且高扩散能力还可使其迅速离开恶化生境，在其他地方建立新种群。种内关系密度效应（竞争）具体反映在植物个体产量和死亡率上。1）最后产量衡值法则 在一定的范围内，不管种群的密度如何，最后的产量大致是相等的。(高密度下，植株之间光、水、营养物竞争十分激烈，有限的资源使植株的生长率降低，个体变小) 用公式表示如下：c = w×d 式中c为产量，w为平均重量，d为密度。2) -3/2自疏法则 随着密度的提高，种内对资源的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，部分植株开始死亡，于是种群出现自疏(self-thinning)现象。 其关系为：平均植物重量对数和密度对数之间的斜率为-3/2。用公式表示即： lgw = (-3/2)lgd + lgc （式中c为恒量） W = Cd-3/2 其中:W,植物个体平均质量,d,密度,c, 常量.种间关系种间竞争:两种或更多物种共同利用同样的有限资源时而产生的相互竞争作用。种间竞争的结果有两个：（1）一个种群被另一个种群完全排挤掉； （2）一个种群迫使另一种群：占有不同的空间（空间分隔）；食性特化； 其他生态习性分化，如时间分隔等。 竞争类型及其一般特征 竞争类型： 资源利用性竞争（Exploitation competition）：通过损耗有限的资源，而个体不直接相互作用。 相互干涉性竞争（Interference competition）：通过竞争个体直接相互作用。 一般特征： 竞争结果的不对称性； 对一种资源的竞争，能影响对另一种资源的影响结果。植物的竞争不仅发生在地上冠层(竞争阳光)，而且也发生在地下根层(营养物质和水)。 竞争模型 Lotka-Volterra模型,根据logistic方程构建。现假设两个物种，单独生长时增长形式为逻辑斯蒂模型。 dN/dt = rN(1-N/K)若将两个物种放在一起，发生竞争，从而影响其他种群 增长。两个种竞争时： 种1竞争方程：dN1/dt=r1N1(1-N1/K1- N2/K1) 种2竞争方程：dN2/dt=r2N2(1-N2/K2- N1/K2)为种2对种1的竞争系数, 为种1对种2的竞争系数.a） 种1胜，种2败:K1>K2/, K2<K1/a b)种2胜，种1败: K2> K1/a, K1< K2/c) 种1与种2不稳定共存: K1> K2/, K2> K1/a d) 种1与种2稳定共存: K1< K2/, K2< K1/a 生态位：物种在群落或生态系统中的地位和角色。 基础生态位：物种能栖息的、理论上最大的空间 实际生态位：物种实际占有的空间竞争释放 :缺乏竞争者时，物种实际生态位扩张的现象(以色列沙鼠)性状替换 :竞争产生的生态位收缩导致形态变化的现象(收获蚁、达尔文雀)