基础生态学复习提纲

1、生态学定义：生态学是研究有机体与其周围环境相互关系的科学。（德国，海克尔，1866）生态学研究对象：4个组织层次，个体、种群、群落和生态系统。生态学的研究方法可分野外 、实验和理论3类生态学发展阶段：生态学的萌芽时期（公元16世纪以前）， 生态学的建立时期（公元17世纪至19世纪末）， 生态学的巩固时期（20世纪初至20世纪50年代），（英美、法-瑞、北欧、前苏联学派） 现代生态学时期（20世纪60年代至现在），（全球变化、生物多样性、生态系统可持续性）生物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。生态因子：环境要素中对生物的

2、生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。 生存因子：在生态因子中，对生物生存不能缺少的环境要素，也称为生存条件。生境：所以生态因子构成生物的生态环境，特定生物或群体的栖息地的生态环境。 环境类型：大环境：宇宙环境、地球环境、区域环境；小环境：微环境、内环境生态因子主要性质主要影响生物的适应/主要定律光光质光强光周期光合作用 形态建成发育和休眠对光质的选择性吸收（光合有效辐射）；C3、C4植物光饱和点与光补偿点 阴/阳生/耐阴性植物；植物光周期现象（长、短、中日照、日中性植物）温度极端温度有效积温温周期生物生长、发育、繁殖分布春化作用,三基点温度,发育域温度,有效积温法则。低温伤

3、害（冷害和冻害），贝格曼规律、阿仑规律，物候，温度对植物分布的影响水分生物失水、获水、保水 生长和分布水/陆生植物适应的类型及特点，水分对植物分布的影响，森林对水分平衡的影响土壤土壤组成、土壤物理性质、化学性质、土壤生物生存场所生存基质营养库团粒结构，田间持水量，植物 土壤生态型和适应性特征，土壤生物对土壤的影响光合有效辐射：光合作用系统只能够利用太阳光谱的一个有限带，即80710nm BO波长的辐射能。光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点当光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点C4植物的光补偿点低于C3 植物，光饱和点高于C3 植物。光周

4、期现象：植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛等，是对日照长短的规律性变化的反应，称为光周期现象。阳性植物：只能在全光照条件下才能正常生长发育，在荫蔽和弱光下生长发育不良的植物。 (全日照的70%以上)阴性植物：需要在较弱的光照条件下生长，不能忍耐高强度光照的植物。(全日照的5-20%)耐荫植物：既可以在强光下良好生长，又能忍受不同程度的遮荫。光周期现象：植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛等，是对日照长短的规律性变化的反应，称为光周期现象。长日照植物：日照超过某一数值或黑夜小于某一数值时才能开花的植物短日照植物：日照小于某一数值或黑夜长于某一数值时才能开

5、花的植物中日照植物：昼夜长度接近相等时才开花的植物日中性植物：开花不受日照长度影响的植物k发育阈温度：生物开始生长发育的最低温度。三基点温度：温度是最重要的生态因子之一，参与生命活动的各种酶都有其最低、最适和最高温度有效积温法则：外温动物和植物在生长发育过程中，必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段生长发育，而且各个发育阶段所需要的总热量为一个常数K=N× (T-C) K为有效积温（日度），N为发育时间，T为平均温度，C为发育起始温度某些植物的开花结果需要一定时间低温的刺激，这个过程称为春化过程。冷害：指喜温动物00C以上的温度条件下受害或死亡，这可能是通过降低了生物的生理活动及

6、破坏生理平衡造成的，它是喜温动物像北方引种和扩张分布区的主要障碍。冻害：温度降到冰点以下，植物组织发生冰冻而引起的伤害。这是由于细胞内冰晶形成的损伤效应，使原生质膜发生破裂，蛋白质失活或变性，这种损伤称为冻害。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，导致相对体表面积变小使单位体重的热散失减少，物候：生物长期适应于温度条件的周期性变化，形成与此相适应的生长发育节律。温度对植物分布的影响向高纬度和高海拔地区扩散的限制低温对生物分布的限制作用更为明显 冬温过低：直接作用是妨碍新陈代谢,使组织结冰，降低养分和水分可利用性以及机械伤害。 夏温不足：夏季短而凉的地方，总光

7、合不足以补偿呼吸消耗，植物凋落，无净生长。 向低纬度和低海拔地区扩散的限制高温限制 夏温过高：破坏生物体内的代谢过程和光合呼吸平衡，引起植物新陈代谢紊乱、过热死亡、失水过度、呼吸速率增高，水分和养分可利用性下降。 冬季冷期过短：冬季冷期过短或寒冷程度不够，植物因得不到必要的低温刺激而不能完成发育阶段，因而限制树种向低纬度和低海拔分布。陆生植物对水的适应：形态适应：发达的根系；叶面小；单子叶植物中一些细胞，可使叶面卷曲；具发达的贮水组织；生理适应：原生质的渗透浓度高。水分条件对植物分布的影响：大区域的植被类型（荒漠、草原、落叶林、针叶林）和气候有密切关系，也就是植被的外貌随降水和温度而变湿润度W

8、P/E (年均降水量/潜在蒸发量)干燥度K：K0.16 ( t )/rP = I s + Et + Qs + Qss + WP为降水量，mm；Is为林冠截留量，mm；Et为蒸发散量，mm；Qs为地表径流量，mm；Qss为土壤中径流量，mm；W为土壤含水增量，mm。森林对水分平衡的影响：森林增雨作用的评价 水平截留山地森林 增加当地及下风区的降水，只限于地方性的对流雨和地形雨，而对大规模的锋面雨则没有影响。降水通过林冠后水质的变化 降水通过林冠的叶、枝和树干时，将沉积在这些部分和幼嫩枝叶释放出的养分淋下来，故含较多的营养。团粒结构 (0.25-10mm)：团粒结构是土壤中的腐殖质把矿质粒粘结而成

9、的小团块，是植物生长最好的土壤结构形态。田间持水量：降雨或灌溉后，多余的重力水已经排除，渗透水流已降至很低或基本停止时土壤所吸持的水量，以重量百分率表示。所吸持的水相当于吸湿水、膜状水和悬着毛管水的总和。田间持水量的大小与土壤孔隙状况及有机质含量有关粘质、结构良好或富含有机质的土壤，田间持水量大。是大多数植物可利用的土壤水上限。植物土壤生态型和适应性特征土壤生物对土壤的影响:搬运、混合、机械粉碎纤维素和木质素的分解。 生态因子作用的特点:综合性非等价性（主导因子作用）因子作用的阶段性不可替代性和互补性直接性和间接性生态因子作用特征 （1） 综合作用：环境中的每个生态因子捕食孤立的，单独的存在，

10、总是与其他因子相互联系、相互影响、相互制约的。因此，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。如山脉阳坡和阴坡的景观差异，是光照、温度、湿度和风速综合作用的结果。动植物的物候变化是气象变化影响的结果。 （2） 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，它的变化会引起其他生态因子发生变化，使生物的生长发育发生变化，这个因子称主导因子。如植物春化阶段的低温因子；若以水分为主导因子，植物可分成水生、中生、和旱生生态类型。 （3） 阶段性作用：由于生态因子规律性变化导致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

11、生态因子的不同强度，因此，生态因子对生物的作用也具有阶段性。 （4）不可代替性和补偿性作用：对生物作用的诸多生态因子虽然非等价，但都很重要，一个都不能缺少，不能由另一个因子来替代；但在一定条件下，当某一因子的数量不足，课依靠相近生态因子的加强得以补偿，而获得相似的生态效应。 （5） 直接作用和间接作用：生态因子对生物的行为、生长、繁殖和分布的作用可以是直接的，也可以是间接的，有时还要经过几个中间因子。 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。限制因子：任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，耐受性定

12、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。生态幅:生物对每一个生态因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间是生物对这种生态因子的耐受范围，其中包括最适生存区。生物对一种环境因子的适应范围称生态幅(生态价）趋同适应：自然界中，亲缘关系相当疏远的生物，由于长期生活在相同的气候或其它环境之中，通过变异、选择和适应，在器官形态等方面出现很相似的外貌特征的现象。植物生态型指同一物种内因适应不同生境而表现出具有一定结构或功能差异的不同类群。生活型：不同生物类群（分类系统上的不同种），长期受到同一外界环境作用下，所显现的相同或相似的适应形

13、态，如：乔木、灌木、草本植物、攀援植物等。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种群主要特征：数量特征：每单位面积上的个体数量（即密度）是变动的。空间特征：即种群具有一定的分布区域。（均匀、随机、聚集）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，但基因组成同样是处于变动之中的。绝对密度：单位空间实有种群个体的数量相对密度：可估计种群密度高低的任何参数总体密度：对生境不加区分的基础上确定的单位空间的种群大小生态密度：在生物适宜空间范围内确定的单位空间的种群大小出生率、死亡率、迁入和迁出年龄结构*、性比、存活曲线、内禀增长率rm*：具有稳定年龄结构的种群，在食物

14、不受限制、同种其他个体的密度维持在最适水平，在环境中没有天敌，并在某一特定的温度、湿度、光照和食物等的环境条件组配下，种群的最大瞬时增长率，也称内禀增长能力。rlnR0 /T 影响因素 繁殖次数 窝卵（仔）数 初次繁殖年龄1 几何增长模型 Nt= R0 Nt-1 = R0t N02 指数增长模型 dN/dt = r N Nt = N0ert3 逻辑斯谛增长 积分式：生活史：生物从其出生到死亡所经历的全部过程。生活史对策：生物在生存斗争中获得的生存对策，也称生态对策或进化对策r-对策者 通常个体小，寿命短，出生率高，死亡率高，在裸地生境具有很强的占有能力，对后代的投资不注重质量，更多的是考虑其数

15、量。在植物界表现为种子小，结实量大，能够远距离传播种子。K-对策者 通常是长大寿命的，种群数量稳定，竞争能力强，个体大但生殖力弱，只能产生很少的后代，亲代对后代有很好的关怀，发育速度慢，成体体形大。最后产量恒值法则：不管初始播种的密度如何，在一定范围内，当条件相同，植物的最后产量差不多总是一样的。 Y=W×d= Ki Y：单位面积产量 W：个体平均重量 d：密度 Ki ：是一个常3/2自疏法则自疏导致密度与个体大小之间的关系在双对数作图时，具有32斜率。w =C×d-3/2 或 log w =logC-3/2logd w ：个体平均重量 C：常数 d：密度种间竞争：两种或多

16、种生物因共同利用同样的有限资源而产生的使其受到不良影响的相互关系称为种间竞争。利用性竞争：对同一有限资源的共同利用而产生的间接竞争。相互干扰型：两个物种的个体在获取资源的过程中，一种生物借助行为排斥另一种生物使其得不到资源竞争特征：不对称性 通常竞争各方影响的大小和后果不同Lotka-Volterra模型： dN1/dt=r1N1（K1-N1-N2）/K1 dN2/dt=r2N2（K2-N2-N1）/K2 其中：a 是物种 2 的竞争系数，表示每个N2个体对N1种群所产生的竞争抑制效应； 是物种 1 的竞争系数，表示每个N1个体对N2 种群所产生的竞争抑制效应； =1: 对N1种群，物种2每个

17、个体的竞争抑制效应与物种1每个个体的影响相等 >1：对N1种群，物种2每个个体的竞争抑制效应大于物种1每个个体 <1：对N1种群，物种2每个个体的竞争抑制效应小于物种1每个个体生态位：空间生态位：一个物种所占有的微环境。营养生态位：物种在生物群落或生态系统中的地位与功能作用。n维生态位：影响有机体的环境变量（或资源）作为一系列维，多维变量便是n-维空间，生态位是位于n维资源中的超体积。基础生态位：生物群落中，某一物种所栖息的理论上的最大空间。实际生态位：生物群落中物种实际占有的生态位空间。生态位的重叠与分化：种内竞争促进生态位的扩张；种间竞争导致生态位宽度收缩（生态位变狭），导致生

18、态位重叠减小竞争释放 缺乏竞争者时，物种会扩张其实际生态位特征替代现象：指同地分布近缘物种之间的差异往往比异地分布时所表现的差异为大他感作用：通常指一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其它植物产生直接或间接的影响，也称异株克生（德 H. Molisch,1937）协同进化：一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化，而后一物种的这一性状本身又是作为对前一物种性状的反应而进化的。生物群落：特定空间或特定生境下，生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与环境之间彼此影响，相互作用，具有特定的形态结构与营养结构，执行一定的功能，这种多种群的集合称群落。生物群落的基本特征一定的种类组成各物种

19、相互联系群落具有自己的内部环境具有一定结构具有一定的动态特征具有一定的分布范围具有边界特征各物种群落学重要性不等群落的结构（种类组成、空间结构、时间结构）群落的动态演替2群落的种类组成（1）物种的数量最小面积法种面积曲线多度：群落中物种个体数目多少密度：单位面积或单位空间内的个体数盖度：植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。频度（劳恩开尔频度定律）重要值(相对密度相对频度相对盖度)/3 物种的性质优势种：对群落（生物）结构和群落（物理）环境的形成有明显的控制作用的植物种建群种:优势层中的优势种，如森林中乔木层中的优势种。优势层是决定群落结构和群落环境的主要层次。“单优势种群落”、“共优

20、势种群落”亚优势种: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植物种伴生种：群落中相伴优势种而存在的常见物种，但作用并不突出偶见种：群落中出现频率很低的物种，常常是种群本身的数量较少 物种多样性生物多样性的概念生物多样性就是地球上各种各样的生物及其与环境形成的生态复合体，以及与此相关的各种生态过程的总和。包括数以百万计的植物、动物、微生物和它们所携带的遗传信息，以及它们与生存环境形成的复杂生态系统。层次遗传多样性：广义指地球上生物个体中所包含的遗传信息的总和；狭义主要指种内不同群体之间或同一群体内不同个体遗传变异的总和。物种多样性：地球上生物有机体的多样化生

21、态系统多样性: 生物圈内生境、生物群落与生态过程的多样化 景观多样性：指由不同类型的景观要素或生态系统构成的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性或变异性物种丰富度 : 指一群落或生境中物种数目的多寡。物种均匀度 : 指一群落或生境中全部物种个体数目的分配状况，反映各物种个体数目的分配均匀程度。物种多样性梯度:自然界中物种多样性表现出规律性的梯度变化随纬度而变化随海拔而变化随水体深度而变化生态型指同一物种内因适应不同生境而表现出具有一定结构或功能差异的不同类群生活型是不同生物类群（分类系统上的不同种），长期受到同一外界环境作用下，所显现的相同或相似的适应形态。层片:是指由相同生活型或相

22、似生态要求的种组成的机能群落。群落的垂直结构植物群落的分层现象 地上分层：乔木层、灌木层、草本层、苔藓层和层间植物主要层、次要层植物群落地上部分的分层主要决定于环境因素的光照、温 度和湿度。地下分层：根系地下部分的分层主要决定于土壤的理化性质，特别是水分 和养分。动物分层现象群落的水平结构镶嵌性群落交错区与边缘效应:两个或多个群落的过渡区域称为群落交错区。群落交错区内物种的数目以及一些种的密度有增大趋势的现象称为边缘效应环境因素:气候条件对群落的结构影响最为明显。主要表现在（1）物种组成和数量（2）群落垂直结构（3）群落季相 生物因素:群落中物种的相互作用对群落结构有重要影响。（1） 竞争对群

23、落结构的影响（2） 捕食对群落结构的影响 竞争作用:竞争引起种间的生态位的分化，促进群落资源的充分利用，将使群落中物种多样性增加。捕食作用关键种 生物群落中，处于较高营养级的少数物种，其取食活动对群落的结构产生巨大的影响，称关键种。物种在生态系统中占居的地位不同，一些珍稀、特有、庞大的物种对其他物种具有不成比例的影响。它们在维护生物多样性和生态系统稳定性方面起重要作用，它们消失或削弱，整个生态系统会发生根本性的变化。这样的物种称为关键种。 干扰 :指能够改变生态系统、群落和种群的结构，并引起资源和基质有效性变化的不连续事件 中度干扰说：中等程度的干扰可以维持高水平的物种多样性群落的动态应包括群

24、落内部动态，群落的演替和群落的进化1 群落的季节动态季相2 群落的波动年际动态限于群落内部的短期可逆的变化，不产生群落的更替现象。其逐年的变化方向常常不同，一般不发生新种的定向代替。3 群落的演替长期动态，群落性质变化群落演替: 在植物群落的发展变化过程中，由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着另一个阶段，一个群落取代另一个群落的自然演变现象称群落演替。原生演替：开始于原生裸地上的植物群落演替。原生裸地：指以前完全没有植物的地段，或原来存在过植被，但被彻底消灭，甚至植被下的土壤条件也不复存在。原生演替特点：从极端条件开始，向水分适中方向，即中生化方向发展，经历的时间长，阶段多。旱生演替系列：

25、原生演替中开始于裸露岩石、山地等干旱基质上的演替。 地衣植物群落阶段 苔藓植物群落阶段 草本植物群落阶段 灌木植物群落阶段 乔木植物群落阶段水生演替阶段：从积水发生的原生演替。 自由漂浮植物阶段 沉水植物阶段 浮水植物阶段 挺水植物阶段 湿生草本植物阶段 木本植物阶段次生演替：开始于次生裸地上的植物群落演替。次生裸地：指地面上植物现已被消灭，但土壤中仍保留原来群落中的植物繁殖体，如种子、植物的根系等的裸地。次生演替特点：由外部干扰所引起，演替速度往往较快，群落的复生。撂荒地演替系列 、采伐迹地演替系列 进展演替:植物群落由低级阶段向高级阶段发展的演替逆行演替:物群落由高级阶段向低级阶段退化的演

26、替单元演替顶极学说由美国的Clements（1916）提出认为一个气候区中，植物群落演替朝向一个共同的终点，其终点的植物群落是该气候作用下的最中生型的稳定群落，称气候顶极群落。即一个气候相当一致的区域，最终将有一种连续的和整齐一致的植被普遍的覆盖着。多元演替顶极学说英国学者坦斯利（1954）提出如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可看作是顶极群落，而不必汇集于一个共同的气候顶极终点。地带性生境上是气候顶级群落。也有土壤顶极， 地形顶极，火烧顶极等。生态系统：在一定时间和空间范围内，由生物群落与其环境组成的一个整体，该整体具有一定的大小和结构，各成员借助能量流动、物

27、质循环和信息传递而相互联系、相互影响、相互依存，并形成具有自组织和自调节功能的复合体（Tansley，1936）。生态系统的组成成分及其功能 非生物环境：是生物赖以生存的物质和能量的源泉及活动的场所生产者：利用光能（或化学能），以简单的无机物制造食物的自养生物，主要是绿色植物，及一些蓝藻、光合细菌和化能合成细菌消费者：各类动物，不能利用无机物质制造有机物质，而是直接或间接依赖于生产者所制造的有机物质。依靠活的动植物为食，属于异养生物。分解者：异养生物，主要是细菌、真菌等微生物，也包括某些原生动物和营腐生生活的无脊椎动物。捕食食物链：活绿色植物为起点到食草动物进而到食肉动物的食物链碎屑食物链;动

28、植物的遗体、排泄物被食腐性生物（小型土壤动物、真菌、细菌）取食，到它们的捕食者的食物链寄生性食物链营养级：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和生态金字塔：指各个营养级之间的数量关系。表示生态系统中能流、生物量和个体数量在各营养级分布比例的图形。方框长度代表各级能量、生物量或个体数量大小，按营养级顺序由下而上叠置在一起。 数量金字塔：各个营养级以生物的个体数量进行比较，那么所得的图形称为数量金字塔。 生物量金字塔：以相同面积上生物组织的干重表示每一个营养级中生物的总重量建立的金字塔。 能量金字塔：各营养级所固定的总能量值的多少来构成的生态金字塔。生态效率：各种能流参数中的任何一种参数在营养级内

29、或营养级间的的比值关系同化效率Ae被植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例，或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例。Ae=An/In An 同化量 In 摄食量生产效率形成新生物量的能量占同化 能量的百分比Pe=Pn/An利用效率Ce后一营养级摄取的能量占前一营养级净生产的能量比例 Ce=In+1/Pn林德曼效率Le后一营养级所获得的能量占前一营养级获得能量的比例Le=In+1/In林德曼效率同化效率×生产效率×利用效率能量流动的过程初级生产量：生态系统中绿色植物通过光合作用合成有机物质的数量称为初级生产量，净初级生产量：在初级生产过程中，植物固定的能量有一部分被植物

30、自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物的生长和生殖，初级生产力：即初级生产速率，就是指在单位时间、单位面积内初级生产者生产的干物质或积累的能量净初级生产力：指单位面积和时间内总初级生产力减去植物呼吸消耗量所剩下的数量。生物量：是指某一时刻调查时单位面积上积存的生活有机质，以鲜重或干重表示。次级生产：消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过同化作用形成自身的物质，称为次级生产，亦称第二性生产。分解 ：是生态系统中各种生物所制造的有机物质经过生物和非生物的作用转化为无机物质的过程分解过程是由一系列阶段所组成的，从开始分解后，物理的和生物的复杂性一般随时间进展而增加，分解者生物的多样性也相应增加。这些生物中有些具特异性，只分解某一类物质