现代生态学重点.doc

现代生态学一、 现代生态学的主要特点。（30分）现代生态学的发展期（20世纪50年代至今）20世纪50年代以来，人类的经济和科学技术获得了史无前例的飞速发展，既给人类带来了进步和幸福，也带来了环境、人口、资源和全球变化等关系到人类自身生存的重大问题。在解决这些重大社会问题的过程中，生态学与其它学科相互渗透，相互促进，并获得的了重大的发展。它有以下一些特点：1、整体观的发展（1）动植物生态学由分别单独发展走向统一，生态系统研究成为主流。（2）生态学不仅与生理学、遗传学、行为学、进化论等生物学各个分支领域相结合形成了一系列新的领域，并且与数学、地学、化学、物理学等自然科学相交叉，产生了许多边缘学科；甚至超越自然科学界限，与经济学、社会学、城市科学相结合，生态学成了自然科学和社会科学相接的真正桥梁之一。（3）生态系统理论与农、林、牧、渔各业生产、环境保护和污染处理相结合，并发展为生态工程和生态系统工程。（4）生态学与系统分析或系统工程的相结合形成了系统生态学。2、生态学研究对象的多层次性更加明显。现代生态学研究对象向宏观和微观两极多层次发展，小自分子状态、细胞生态，大至景观生态、区域生态、生物圈或全球生态，虽然宏观仍是主流，但微观的成就同样重大而不可忽视。而在生态学建立时，其研究对象则主要是有机体、种群、群落和生态系统几个宏观层次。3、生态学研究的国际性是其发展的趋势最重要的是60年代的IBP（国际生物学计划），70年代的MAB（人与生物圈计划），以及现在正在执行中的IGBP（国际地圈生物圈计划）和DIVERSITAS（生物多样性计划）。为保证世界环境的质量和人类社会的持续发展，如保护臭氧层、预防全球气候变化的影响，国际上一个紧接一个地签定了一系列协定。1992年各国首脑在巴西里约热内卢签署的生物多样性公约是近十年来对全球有较大影响力和约束力的一个国际公约，有许多方面涉及到了各国的生态学问题。4、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。（1）.理论方面的进展生理生态学研究在60年代IBP及随后的MAB计划的带动下，以生物量研究和产量生态学有关的光合生理生态研究、生物能量学研究较为突出。生理生态的研究也突破了个体生态学为主的范围，向群体生理生态学发展。种群生态学发展迅速，动物种群生态学大致经历了以生命表方法、关键因子分析、种群系统模型、控制作用的信息处理等发展过程。群落生态学研究进入了新阶段。群落生态学由描述群落结构，发展到数量生态学，包括排序和数量分类，并进而探讨群落结构形成的机理。生态系统生态学在现在生态学中占据了突出地位,这是系统科学和计算机科学的发展给生态系统研究提供了一定的方法和思路,使其具备了处理复杂系统和大量数据的能力的必然结果。（2）.应用方面的进展应用生态学的迅速发展是70年代以来的另一个趋势,它是联结生态学与各门类生物生产领域和人类生活环境与生活质量领域的桥梁和纽带。近20多年来，它的发展有两个趋势：经典的农、林、牧、渔各业的应用生态学由个体和种群的水平向群落和生态系统水平的深度发展，如对所经营管理的生物集群注重其种间结构配置、物流、能流的合理流通与转化，并研究人工群落和人工生态系统的设计、建造和优化管理等等。由于全球性污染和人对自然界的控制管理的宏观发展，如人类所面临的人口、食物保障、物种和生态系统多样性、能源、工业及城市问题六个方面的挑战，应用生态学的焦点已集中在全球可持续发展的战略战术方面。（3）.研究技术和方法上的进展遥感在生态学上已普遍应用，近20年来，遥感的范围和定量发生了巨大的变化，尤其是对全球性变化的评价，促使遥感技术去记实细小比例尺的变化格局。用放射性同位素对古生物的过去保存时间进行绝对的测定，使地质时期的古气候及其生物群落得以重建，比较现存群落和化石群落成为可能。现代分子技术使微生物生态学出现革命，并使遗传生态学获得了巨大的发展。在生态系统长期定位观测方面，自动记录和监测技术、可控环境技术已应用于实验生态，直观表达的计算机多媒体技术也获得较大发展。无论基础生态和应用生态，都特别强调以数学模型和数量分析方法作为其研究手段。二、 生态平衡失调的原因及对策。（30分）生态平衡的概念生态平衡（Ecological equilibrium, ecological balance）指一个生态系统在特定的时间内的状态，在这种状态下，其结构和功能相对稳定，物质与能量输入输出接近平衡，在外来干扰下，通过自然调节（或人为调控）能恢复原初的稳定状态。生态平衡概念包括两方面的含义：1、生态平衡是生态系统长期进化所形成的一种动态平衡，它是建立在各种成分结构的运动特性及其相互关系的基础上的；2、生态平衡反映了生态系统内生物与生物、生物与环境之间的相互关系所表现出来的稳态特征，一个地区的生态平衡是由该生态系统结构和功能统一的体现。生态平衡的失调和破坏当外来干扰超越生态系统自我调节能力，而不能恢复到原初状态的现象谓之生态失调，或生态平衡的破坏。1 .发生的原因：（1）生物种类成分的改变。（2）森林和环境的破坏。（3）环境破坏如不合理的资源利用、水土流失、气候干燥、水源枯涸等，都会使生态系统失调，生态平衡遭到破坏。2. 解决生态平衡失调的对策生态平衡失调最终给人类带来不利的后果，失调越严重，人类的损失也越大。因此，时刻关注生态系统的表现，尽早发现失调的信号，及时扭转不利的情况至关重要。同时，以生态学原理为指导保护生态系统，预防生态失调，则可事半功倍。（1）自觉地调和人与自然的矛盾，以协调代替对立，实行利用和保护兼顾的策略。其原则是：收获量要小于净生产量；保护生态系统自身的调节机制；用养结合；实施生物能源的多级利用。（2）积极提高生态系统的抗干扰能力，建设高产、稳产的人工生态系统。（3）注意政府的干预和政策的调节。三、 世界主要生物群落类型及其分布规律。（40分）陆地生物群落的主要类型（一）热带雨林1热带雨林是指分布于赤道附近的南北纬10之间的低海拔高温多湿地区，由热带种类所组成的高大繁茂、终年常绿的森林群落，为地球表面最为繁茂的植被类型。2植被特征：种类组成特别丰富，均为热带分布的种类。群落结构复杂：层次多而分层不明显，乔木高大挺直，分枝少，灌木成小树状，群落中附寄生植物发达，有叶面附生现象，富有粗大的木质藤本和绞杀植物。乔木树种构造特殊：多具板状根、气生根、老茎生花等现象；叶子在大小形状上非常一致，全绿，革质，中等大小；多昆虫传粉。林冠高低错落，色彩不一，无明显季相交替，终年常绿。3分布：主要分布于南北纬度10之间的区域，全球可分为三大群系。美洲雨林群系：主要分布亚马逊河流域，面积最大。非洲雨林群系：主要分布刚果盆地一带。亚洲雨林群系：主要分布在马来半岛、苏门答腊附近岛屿、婆罗洲、伊里安及菲律宾群岛。向西可达缅甸和印度的阿萨姆，向北经中南半岛可达中国的台湾、广东及云南南部，向东南可一直延伸到澳大利亚大陆的东部。以龙脑香科植物为标志。我国的热带雨林为北方边缘，不很典型，分布于台湾、两广、藏、滇的南部。群落中绞杀植物较多，但龙脑香科的种类不多。可分为湿润雨林、季雨林、山地雨林三个植被亚型。4动物及其生态：热带雨林中种类很多，但个体数量较少，且特化种类较多。动物的活动性低，很少有季节性的迁移现象，其生殖活动和数量变动受季节性的影响不明显。热带雨林中的代表动物主要有长臂猿、猩猩、眼镜蛇、懒猴、犀牛、蜂鸟、极乐鸟等。（二）红树林1指分布于热带滨海地区受周期性海水侵淹的一种淤泥海滩上生长的乔灌木植物落。2植被特征：主要由红树科的常绿种类组成，其次为马鞭草科、海桑科、爵床科等的种类，共10余科，30多种。外貌终年常绿，林相整齐，结构简单，多为低矮性群落。具特殊的胎生现象，具支柱根或呼吸根，以及旱生、盐生的形态和生理特点。3、分布：有两个分布中心。东方红树林：分布于太平洋和印度洋沿岸的热带、亚热带滨海地区。西方红树林：分布于太平洋东岸和大西洋沿岸的热带、亚热带滨海地区。我国的红树林属东方红树林的一部分，主要分布于广东、福建沿海、广西和台湾。4、动物及其生态：生活在红树林中的哺乳动物种类和数量都较少，较为广泛分布的是水獭，东南亚红树林中有吃书叶的各种猴子，如长鼻猴和天狗猴等。两栖动物大都避开这种咸淡水环境。鸟类以苍鹭、鸬鹚、翠鸟和鹗等较为常见，鱼类以弹涂鱼为最多。其它有多种蟹类、藤壶类、蚊类、蠓类等生活在其中。（三）热带季雨林指分布于热带有周期性干湿交替地区的，由热带种类所组成的森林群落。植物群落特征：旱季乔木树种部分或全部落叶，季相变化明显。种类组成、结构、高度等均不及雨林发达。板状根、茎花现象、木质大藤、附生植物等均不及雨林发达。分布：不连续分布在亚洲、非洲和美洲的热带地区，其中以亚洲东南部最为发达。动物及其生态：由于该群落类型一方面与常绿雨林相毗邻，另一方面又与稀树草原想接壤，因此其动物区系，具有明显的过渡区或群落交错区的特征。常见的动物有独角犀、亚洲虎、野猪、印度野牛、原鸡、叶猴、罗猴、懒熊等等。（四）热带旱生林分布于热带干燥或半干燥的低海拔地区，小而多刺的乔木或灌木植物在群落中占优势。典型的植物有瓶子树、猴面包树、金合欢、大戟科和仙人掌科的一些肉质植物。大多数植物在旱季无叶，而在雨季十分繁茂。（五）热带稀树草原指分布于热带干燥地区，以喜高温、旱生的多年生草本植物占优势，并稀疏散布有耐旱、矮生乔木的植物群落。散生在草原背景中的乔木矮生且多分枝，具大而扁平的伞形树冠，叶片坚硬，具典型旱生结构。草本层以高约1米的禾本科植物占优势，亦具典型旱生结构。藤本植物非常稀少，附生植物不存在。该群落类型主要分布在非洲、南北美洲、澳洲和亚洲。我国在云南干热河谷，海南岛北部，雷州半岛和台湾的西南部均有分布。(六)荒漠和半荒漠分布在亚热带和温带（纬度3040之间）的副热带无风地区。例如，南美西岸的智利和阿根廷，非洲的西海岸，南非荒漠，澳大利亚荒漠等。最大的是连接亚洲的大沙漠，包括北非的撒哈拉沙漠、阿拉伯沙漠、中亚大沙漠和东亚大沙漠，后者包括我国的柴达木、准葛尔、塔里木、阿拉善等沙漠。荒漠和半荒漠的年平均降雨量低于250，季节性明显。在荒漠群落中，植物是一些特别耐旱的超旱生植物，他们从生理和形态结构上适应旱生环境，叶面缩小或退化，以小枝和茎代行光合作用，如猪毛菜属（Salsala）、碱蓬属（Suaecla）等。荒漠中的动物，多数有冬季和夏季休眠以及贮存大量食物以备越冬的习性。夜出性的种类所占比例较高。代表动物在欧亚大陆荒漠有三趾跳鼠亚科、沙鼠科的啮齿类动物。鸟类中有百灵、隼等；北美荒漠则有棉尾兔、更格尔鼠和小韦鼠等。南美有美洲鸵鸟。澳洲的荒漠上有袋鼠、袋鼹等。(七) 亚热带常绿阔叶林1常绿阔叶林是指分布在亚热带大陆东岸湿润地区的，由常绿的双子叶植物所构成的森林群落。又称照叶林、月桂树林、樟栲林等。2植被特征：主要由壳斗科、樟科、山茶科、木兰科和金缕梅科等的常绿树种组成，区系成分极其丰富，地理成分复杂，富有起源古老的孑遗植物，或系统进化上原始或孤立的科属及特有植物；乔木层树种具有樟科月桂树叶子的特征：小型叶、渐尖、革质、光亮、无茸毛、排列方向与光线垂直等。外貌中年常绿，林相整齐，季相变化不明显。群落结构较为复杂，林木层、下木层均有亚层次的分化，草本层以蕨类植物为主。藤本植物较为丰富，但多为革质或木质小藤，板根、茎花、叶面附生现象大大减少，附生植物中很少有被子植物。3分布：主要分布在东亚的中国、日本、朝鲜半岛，北美的佛罗里达半岛和加利福尼亚，南美的智利，非洲的那利群岛，澳洲的澳大利亚、新西兰以及北大西洋的马德拉群岛和加那利群岛等地。我国是常绿阔叶林的集中分布区，面积最大，类型最多，南自南岭，北抵秦岭，西至青藏高原东缘，东到东南沿海岛屿，可分为北亚热带常绿、落叶阔叶混交林，中亚热带典型常绿阔叶林和南亚热带季风常绿阔叶林3个植被型，若干个植被亚型。4动物及其生态：亚热带常绿阔叶林内动物种类较为丰富，主要的哺乳动物是猴类和鹿类，著名的猴类为金丝猴、日本猴；鹿类如白唇鹿、毛冠鹿、白尾鹿等。中国西南地区分布的熊猫则是世界上最濒危的珍稀动物，被称为活化石。日本产的日本小睡鼠则是东亚产的唯一睡鼠，而澳大利亚的众多有袋动物都是独特的动物类群。 （八）硬叶常绿阔叶林1指分布于亚热带大陆西岸地中海式气候地区的，由硬叶常绿阔叶林树种所构成的森林群落。2植被特征：主要由硬叶常绿阔叶树种所构成，其叶片具典型的旱生结构，坚硬革质，小型叶为主，被茸毛，无光泽，气孔深陷，排列与光线成锐角，或叶片退化（甚至成刺状），植株与花具强烈香味（挥发油）；森林群落上层稀疏，树木较矮小，群落下层较为繁茂、密闭；无附生植物，藤本植物很少。多年生草本植物尤以具鳞、球、根茎的地下牙植物特别丰富。分布：主要有三个集中分布区欧洲的地中海沿海：主要由木栓栎、刺叶栎等组成。北美西岸的加利福尼亚：主要由密花栎和禾叶栎等组成。大洋州西南和东南地区：按树属、金合欢等属为主。我国为山地类型（夏多雨、冬干冷），主要分布在西南，尤以金沙江中上游河谷两侧山地为多，主要由高山栎等树种组成。(九) 温带落叶阔叶林指分布于温带湿润海洋地区的，由落叶双子叶植物所构成的落叶森林群落。特征：季相更替现象十分明显为其外貌的显著的特征；中生性植物特别丰富，乔木层有阔叶叶片、草质、柔软、无毛，生活型以地面芽和地下芽植物占优势，其次是高位芽植物；结构简单，分层清楚，夏季林相郁闭，冬季林内明亮干燥；层间植物在群落中作用不明显。分布：有三个集中分布区西欧和中欧：以山毛榉为主要建群种。北美的五大湖地区和大西洋沿岸：以美洲山毛榉和糖槭为建群种。东亚：主要分布在我国，以Quercus种群为代表。我国的落叶林分布面积较广，包括东