生态学复习资料

1、绪论局部生态学：是研究有机体与周围环境相互关系的科学.生态学研究对象生态学是研究生物与生物,生物与环境之间相互关系的科学.生态学主要研究以下三种关系：1生物与环境的关系；2各种生物之间的关系；3环境各要素之间的关系生态学研究的三大对象：1、以自然生态系统为对象；2、以人工或半人工生态系统为对象.3、以社会生态系统为对象.著名的生态学家以及他们对于生态学开展作出的重要奉献1、德国博物学家赫克尔Haeckel1866年最早提出生态学一词2、RobertRicklefs的生态学著作?自然经济学?3、Haeckel,1869,德：研究生物与环境包括生物环境和非生物环境相互关系的科学.4、Elton,1

2、927,英：在?动物生态学?中定义生态学科学的自然史5、Kawkapob1945,苏：研究生物的形态、生理和行为适应性的科学.6、Andrewarthes,1954,澳：研究生物有机体的分布和多度的科学.7、Odum,1963,美：研究生态系统结构和功能的科学.8、我国的生态学家马世俊在1980年提出,生态学是研究生命系统之间的相互作用及其作用机理的科学.9、Charles,1985,加研究生物的分布规律和丰度变化的科学.10、E.Odum,著?生态学根底?教科书,提出生态系统的概念,对大学的生态学教学和研究具有重要影响.11、约翰泰勒和爱丽丝泰勒在1973年创办,由南加州大学治理,授予对发现

3、和解决世界范围的环境问题做出重大奉献的科学家,被誉为生态学领域的诺贝尔奖生态学的根本研究方法.野外观测；.受控实验；.理论研究第一章、生物与环境一、环境与生态因子环境：是指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和,包括生物生存的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.大环境：是指地区环境、地球环境和宇宙环境.大气候：是指大环境中的气候,是地面1.5m以上的气候.小环境：是指特定生物栖息地小范围内,对生物有直接影响的邻接环境.小气候：小环境中的气候,是指近地面大气层中1.5m以下的气候.生态因子：是指环境要素中对生物起作用的因子,如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其它生物等.

4、生态因子的各种分类1按其性质分为：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子.2按有无生命的特征分为：生物因子和非生物因子.3按生态因子的作用强度是否与动物的种群密度有关,将其分为：密度制约因子调节数量和非密度制约因子决定分布.相对性4按生态因子的作用特点,分为：稳定因子和变动因子.稳定因子决定着生物的分布,而变动因子决定着生物的分布周期性变动因子和数量非周期性变动因子.二、生态因子对生物作用的特点选择性：指生物喜欢的那个温度范围,即最适范围.耐受性：指生物能生存和繁殖的温度范围,有上下限,耐受范围也叫生态幅.抗性：指生物的生命周期中某一个特殊时期能经受最恶劣环境条件的范围.生态因子对生

5、物作用的特点：1、综和性：每一个生态因子都是在与其它生态因子的相互影响、相互制约中起作用的,任何一个因子的变化都会在不同程度上引起其它因子的变化,形成综合作用.2、非等价性：对生物起作用的诸多生态因子,它们作用的大小是不相等的,其中有1-2个是起主要作用的主导因子.主导因子的改变常会引起其它生态因子发生明显变化,从而对生物的生长发育产生明显的影响.3、阶段性：生物在生长发育的不同阶段往往需要不同生态因子或同一生态因子的不同强度.4、不可替代性和可调剂性：生态因子虽非等价,但都不可缺少,一个因子的缺失不能由另一个因子来代替.但某一因子的数量缺乏,有时可以由其他因子来补偿.5、直接作用和间接作用：

6、生态因子对生物体的作用可以分为直接作用和间接作用.三、生态因子对生物的制约最小因子定律：在稳定条件下,任何特定因子的可利用量低于生物所需最小量时,这种物质将成为一个限制因素,限制其它处于良好状态的因子发挥效应,进而限制生物的生存和分布综合性、非等价性.最小因子定律也就是我们常说的笊桶定律限制因子定律：任何生态因子,当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻碍其生存、生长、繁殖或扩散时,这个因子就成为限制因子.耐受定律：任何一个生态因子在数量上或质量上的缺乏或过多,当其接近或到达某种生物的耐受限度时,会使该种生物减少或灭绝.生态幅：生物对各种生态因子的耐受范围,由生物的遗传特性决定,能够经驯化而发生改

7、变.内稳态机制：生物通过生理或行为来限制自身的体内环境体温、糖、氧浓度、体液组成,使其保持相对稳定的机制.三个定律的相同点和不同点,相关的生态学家1、最小因子定律：1840年,由德国有机化学家利比希提出.应用最小因子定律的前提：、必须是在稳定条件物质和能量的输入和输出平衡下才能运用；、应考虑生态因子之间的补偿作用.补偿性如：软体动物在钙缺乏时用铜作补偿；植物光合作用中光照和温度的相互补偿等.2、限制因子定律：1905年,布莱克曼开展了最小因子定律,提出了限制因子定律.某个因子缺乏时会成为生物的限制因子,但某个因子过量时,同样会成为限制因子.例如过高的温度、过强的光照或过多的水份.3、耐受性定律

8、：基于最小因子定律和限制因子的概念,美国生态学家谢尔福德V.E.Shelford于1913年提出了耐受性定律.耐受性定律的优点：、考虑了生态因子量的变化；、估计了生物本身的耐受限度阶段性；、包括了生态因子间的相互作用.了解生物生态幅发生变化的情况四、几个主要生态因子的作用1、光阳光：太阳外表以电磁波的形式释放的能量,即太阳辐射.光质：阳光的光谱成分组成称为光质.可见光：人类和大多数脊椎动物能看见的阳光光波范围.光合有效辐射：绿色植物光合作用所能利用的太阳辐射中可见光范围之内的有限波带.黄化现象：在黑暗条件下,植物不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄的现象.光合水平：接收到的太阳辐射能

9、饱和,温度适宜、相对湿度高、大气中CO2和02的浓度正常时的光合作用速率.光饱和点：在一定范围内,植物的光合水平与有效光强成正比,到达一定强度后实现饱和,再增加光强,光合水平也不会提升,这时的光强称为光饱和点.光补偿点：光合作用的有机物合成刚好与呼吸作用的有机物消耗相等时的光照强度.光照长度：白昼的持续时间或太阳光的照射时间.光周期现象：借助于自然选择和进化形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反响方式.阳光光质、光强、光照时间在地球上的分布和变化规律、对生物的意义生态学意义1、地球外表光质分布的规律在空间变化上,低纬度地区短波光多,高纬度地区长光波多；短波光随海拔升高而增多.在时间变化上,夏

10、季短光波多,冬季长光波多；中午短光波多,早晚长光波多.光质在水中的变化更大,波长越短,穿透水平越强；能深入海底的都是蓝绿光.2、光照强度在地球外表有空间和时间的变化.1空间变化：纬度、海拔高度、地形和坡向纬度变化：光照强度在赤道最大；随着纬度的增加,太阳高度角变小,光照强度相应减弱.海拔变化：由于海拔高度越高,空气密度越稀薄,光照强度随着海拔高度的升高而增强.坡向和坡度变化：在北半球温带地区太阳的位置偏南,南坡所接受的光照要比平地多；而北坡就比平地少.2时间变化：四季变化和昼夜变化.在一年中以夏天光照最强,冬季最弱；就一天而言,中午光照最强,早晚最弱.3、光照长度随纬度变化而进行不同的周期性变

11、化,除两极外,春分和秋分时全球昼夜相等.纬度越低,光照长度的最大和最小值之间的差距越小,如赤道地区的最大和最小值都是12小时,差距为零；随着纬度的增加,光照长度的最大和最小值之间的差距越来越大,即纬度越高光照时间长短的周期变化越明显.光质的生态作用：短波紫外线有杀菌作用,还可以促进生物体维生素D的合成,但过量的紫外线照射可能引起动物的皮肤红疹甚至皮肤癌.紫外线是昆虫新陈代谢所必须的.长波红外线对外温动物的体温调节和能量代谢起决定作用.光照强度的生态作用：、影响动物的生长发育主要是卵的孵化以及体色.、影响植物叶绿素的形成.植物光合器官叶绿体必须在一定光强条件下才能形成,在黑暗条件下,植物不能合成

12、叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄,出现黄化现象.、影响植物组织和器官的生长发育及分化.光照强度促进植物细胞的增长和分化,光照强度的增加有利于有利于花的发育、果实的成熟与品质的提升.光照时间的生态作用：是生物的昼夜节律的外源性周期；造成生物的光周期现象；光周期包括日周期和年周期,它使生物的生长发育与季节变化协调一致,以便适应变化的环境；动物的许多行为对日照长短都表现出周期性.日照时间长短的变化是地球上最严格和最稳定的周期变化,所以是生物节律最可靠的信号系统.掌握生物对阳光光质、光强、光照时间的适应1、生物对光质的适应1动物对光质的适应动物对光质的适应主要表现在对可见光范围的选择性适应.可见

13、光的强度和光照时间对动物的生殖、生长、发育、行为、形态和体色有显著的影响.2植物对光质的适应绿色植物的光合作用只能利用太阳辐射中可见光范围之内的有限波带380-710nm.光质不同也影响植物的光合强度.可见光中红光是被叶绿素吸收最多的成分,其次是蓝、紫光.绿光很少被吸收,在不同区域生活的植物利用光质的差异,表达为所含色素种类的差异,反映了它们对各自生活环境中光质环境的适应.光质不同,对植物形态建成、向光性及色素形成的影响也不同.2、生物对光强的适应1植物对光强的适应植物的叶子在一天之内会随着光强度和光照方向的变化而运动,落叶树叶子的脱落那么是对光强度年变化的反响.不同植物的光合水平对光照强度的

14、反响有差异,C4植物如玉米的光合水平随有效辐射强度而增加,C3植物如小麦的光合水平随有效辐射强度增加变化不明显.因此热带和亚热带植物区系主要是C4植物.不同植物对光强的反响不一样,根据植物对光强适应的生态类型可分为阳性植物、阴性植物和中性植物耐阴植物植物对光强的形态适应阳性植物：叶子以锐角形式暴露于正午阳光中,常排列成多层冠状,分散了入射光,降低了光强度,充分利用阳光.阴性植物：叶子在水平方向单层排列,光能利用效率低.单株植物叶冠内产生不同结构的阳叶和阴叶.阳叶小而厚,含有更多的细胞、叶绿体和叶脉,增加了单位面积的光合水平；阴叶更大而透明,干重轻,光合水平低.2动物对光照强度的适应光照强度使动

15、物在视觉器官的形态上产生可遗传的适应性变化,与很多动物的行为有着密切的关系.可根据此将动物分为昼行性动物、夜行性动物或晨昏性动物等.动物对光强的形态适应生活在黑暗中的生物对微弱光强的适应有三种模式：.视觉退化,开展出其它强力的感觉器官.具有兴旺的视觉器官,在黑暗中有很好的视力.夜行性动物具有较大的眼睛,有的夜行性啮齿类动物眼球突出于眼眶外,可以从各个方面感受微弱的光线.本身具有发光器官.动物对光照时间的适应1、生物的昼夜节律动物的活动行为、体温变化、能量代谢以及激素变化等.植物的光合作用、蒸腾作用、有机物质的积累与消耗等.2、生物的光周期现象植物的光周期现象：开花结果、落叶及休眠等.根据开花对

16、日照长度的要求,可把植物分为长日照植物、短日照植物、中日照植物和中间型植物.动物的光周期现象：繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等.根据动物繁殖与日照长短的关系,可以将动物分成长日照动物和短日照动物.了解光谱组成阳光光谱主要由紫外线波长小于380nm、可见光380760nm和红外线波长大于760nm组成,三者分别占太阳辐射能的9%,45%,46%.2、温度日较差：一天之中最高和最低气温的差值.年较差：一年内最热月和最冷月的平均温度之差.有效积温法那么：动植物发育不仅需要一定的温度,还需要温度与时间结合,即需要一定的总热量称总积温或有效积温才能完成某一阶段的发育.发育阈温度：生物开始生长发育的温度,也称

17、生物学零度,在发育阈温度以上,生物的发育速度随温度上升呈线性增加.春化：有的植物需要低温刺激之后才能发育和开花结果冬小麦、苹果、梨、桃,由低温诱导的开花称为春化.临界温度：温度低于或高于一定数值,生物便会受害,这个数值称为临界温度.冷害：指喜温的生物在0c以上温度条件下受到伤害或死亡.冻害：指0c以下的低温使生物体内形成冰晶而造成的损害.冰晶的形成会使原生质膜发生破裂,使蛋白质失活和变性.贝格曼规律：生活在高纬度地区的动物个体通常较低纬度地区的同类个体大,其单位体重散热量相对较小.阿伦规律：恒温动物身体的突出局部在低温环境中有变小和变短的趋势,从而缩小体外表积,以减少热量的散失.物候：是指生物

18、长期适应于一年中温度的节律性变化,形成的与此相适应的发育节律.掌握温度气温、水温、土温在地球上的分布和变化规律以及影响因素、温度对生物的意义生态学意义太阳辐射使地表受热,产生气温、水温和土温的变化.1、地表大气温度的分布和变化规律1气温的空间分布和变化 .纬向变化：纬度决定一个地区太阳入射高度的大小及昼夜长短,因此也决定了太阳辐射量的多少.低纬度地区太阳高度角大,太阳辐射量也大,昼夜长短差异小,太阳辐射量的季节分配比拟均匀.在北半球随着纬度北移,太阳辐射量减少,温度逐渐降低.纬度每增加1度,年均温度大约降低0.5C.因此,从赤道到极地一般划分为热带、亚热带、温带和寒带. .海陆位置变化：水的热

19、容量大,海洋升温和降温速度比陆地慢,对于沿岸地区的气候有调节效应,使得纬度相同的地区温度差异很大,形成海洋性气候和大陆性气候. .海拔变化：海拔高的地方,空气稀薄,水蒸气和CO2含量低,地面的辐射散热量大,所以尽管太阳辐射较强,但温度还是较低.在枯燥空气中,通常海拔每升高100m,平均温度降低0.5-0.6C,相当于纬度北移1度. .地形变化：东西走向的山脉,对南北冷暖气流常具有阻挡作用,使山坡两侧温度明显不同.我国的秦岭山脉和南岭山脉能够成为不同生物气候带的分界线.山谷和盆地的昼夜温差很大,也是地形对温度的影响.2气温的时间分布和变化时间变化分为季节变化和昼夜变化.温度的昼夜变化是地球的自转

20、引起的.日出后温度逐步上升,一般在13-14点到达最高值,以后逐渐下降,直到日出前降至最低值.一天之中最高和最低气温的差值称为日较差,日较差随纬度增高而增加、随海拔升高而增加,并受到海陆位置、地形特点和地面性质等因素的影响.地球绕太阳的公转是一年四季温度变化的原因.根据气候的冷暖、昼夜长短的节律,一年分为春、夏、秋、冬四季平均温度10-22C为春秋季,10c以下为冬季,22C以上为夏季.四季长短受纬度、海拔高度、海陆位置、地形、大气环流等因素的影响,各地差异较大.一年内最热月和最冷月的平均温度之差称为年较差.年较差受纬度、海陆位置和地形等众多因素的影响.2、土壤温度变化白天土壤外表受热后,热量

21、从表土向深层输送；夜间土表冷却后,热量从深层向表层流动.土壤热量正反两方面的输送量及流动速率决定了土壤温带的状况.深层土壤温度的变化比大气要缓慢且稳定,所以地下冬暖夏凉.地球上各地土壤的温度与当地气温相关,又土壤的组成及性质特征而具有自身特点： .土壤表层的温度变化远比气温变化剧烈,随土壤深度加大,土壤温度变化幅度减小. .随土壤深度增加,土壤最高温和最低温出现的时间后延.土壤温度的变化特征有利于栖息地下的外温性动物选择自身需要的外界温度以进行体温调节. .土壤温度的日变化表达在土壤上层,年变化那么表达在深层土壤. .土壤温度的年变化在不同地区差异很大：高纬度地区的和高海拔地区的土壤温度的年变

22、化与积雪有关.中纬度地区由于光照强度与光照时间变化较大,土温变化大.热带地区光照强度与光照时间变化较小,土温受雨量限制.3、水体温度变化水体温度分层：由于水是热的不良导体,而且水体的热容量大,在湖泊中水体存在温度分层的现象.典型的淡水水体温度分层主要出现在中高纬度地区的水体之中.在低纬度地区,雨季和旱季的交替决定了当地水体的温度分层情况；雨季引起表层水变凉,旱季导致表层水变暖.海洋水温的成层现象,仅出现在低纬度水域的全年和中纬度水域的夏季.温度的生态作用1温度影响生物的代谢率：温度通过影响生物酶的活性对生物产生作用.每一种酶的活性都有最适温度范围、低温下限和高温上限.在酶的最适温度以下,酶催化

23、反响的速度随温度升高而增加.2温度影响生物发育：动植物发育不仅需要一定的温度,还需要温度与时间结合,即需要一定的总热量称总积温或有效积温才能完成某一阶段的发育.3温度影响生物的繁殖和遗传性：温度能够作为一种刺激条件,决定有机体发育和繁殖的开始.很多动物都要在一定的温度下才开始繁殖,以便幼子出生时有适宜的环境温度,提升成活率.不同区域的同种生物种群在温度响应上存在差异,这是温度对其基因产生影响,导致其基因变异的结果.这是我们研究同种生物不同地理种群的种质差异时要重点考虑的问题,希望能筛选出耐高温或耐低温的养殖品种家系.4温度影响生物的生殖力和寿命：生物对于其生存环境的温度具有适应性,在其适应范围

24、之内,生物的生殖水平随着温度上升而升高.生物在高温下成熟时间缩短,能够更快地完成其生命周期,寿命缩短.因此水体的热污染会严重干扰水生生物正常的生活和繁殖.5温度影响生物分布：地球上主要生物群系的分布是主要温度带的反映,物种在不同海拔高度上分布的情况也是温度变化的反映.温度的变化和其它一系列生态因子的变化紧密联系,其中温度和相对湿度的共同作用决定了地球上生物群系分布的总格局.掌握有效积温法那么有效积温公式：K=NT-CK:生物完成某阶段发育所需的总热量,即日度.N:发育所需天数；T:发育时环境平均温度；C:发育阈温度T=C+K/N=C+KVV:发育速率1/N有效积温法那么的意义 .制定农业气候区

25、划,合理安排作物和引种； .应用积温预报农时： .预测害虫来年的发生程历； .预测生物地理分布的北界；掌握生物对极端温度的适应 .低温：长期生活在低温环境中的生物通过自然选择,在形态、生理和行为方面表现出明显的适应.形态适应：植物的芽和叶片受到油脂类物质的保护,芽具有鳞片,植物体外表具有蜡粉和密毛,植物矮小并呈匍匐状、垫状或莲座状,树皮坚厚,以保持小气候中较高的温度.动物适应低温的形态特点可以总结为两条规律：阿伦规律和贝格曼规律生理适应：植物通过减少细胞中的水分而增加糖类、脂肪和色素等物质来减低植物细胞的冰点.极地或高山植物对于可见光谱具有更宽的吸收带,能吸收更多的热量.动物通过增加体内根底代

26、谢产热来增强御寒水平并保持恒定的体温；通过大大减低身体终端部位的温度来减少热量的散失空间异温性；另外内温动物肢体中血管的几何排列,增加了逆流热交换,减少了体表热散失.通过增加代谢来适应严寒的动物对严寒的适应水平不强.行为适应：植物在冬季会产生休眠现象,树叶脱落,在春天再长出新芽.严寒地区植物的休眠和后熟作用也是对严寒的适应.动物对低温的行为适应包括休眠、集群和迁移.当环境温度很低时,有些动物可以产生日麻痹和季节性麻痹：冬眠,在冬眠期间,代谢率极低,身体温度接近环境温度时间异温性.在冬眠过程中,当环境温度过低时,内温动物能自发地从冬眠中恢复到正常状态,而不致冻死,外温冬眠动物不会自发醒来,只有当

27、环境温度上升到足以维持其正常生活时才会苏醒 .高温：生物对高温的适应也是在在形态、生理和行为方面表现出来.形态适应：有些植物生有密绒毛和磷片,能过滤局部阳光；有些植物呈白色,叶片为革质能反射大局部阳光；有些植物通过改变叶片的排列或在高温下使叶片折叠,减少吸光面积,有些植物的根茎具有隔热的木栓层.热带动物体形相对较小,外露局部增大；腿长可以将体抬离灼热的地面；身上的毛皮形成隔热层,夏季毛皮颜色变浅,具有光泽,有利于反射太阳光.生理适应：植物：降低细胞含水量,增加糖或盐浓度,减缓代谢率,增加原生质的抗凝结水平；蒸腾作用旺盛,可以降低植物体的温度.动物：放宽身体的恒温范围,可以贮存热量,使体温有较大

28、幅度的变化,减少内外温差；通过形成独特的生理结构进行散热,以降低身体中热敏感组织的温度.行为适应：植物：关闭气孔,减少水分蒸发；使叶片闭合,减少阳光的曝晒.动物：休眠,穴居,昼伏夜出等.3、水相对湿度：同一温度下空气中水蒸气的实际含量e与饱和含量E的比值,用百分数表示.绝对湿度：一定温度下,单位体积空气中,所含水蒸气的实际量.饱和差：某一温度下饱和湿度和实际湿度之间的差值Ee.水的特性与生态意义 .水分子具有极性,能和其它生物成分结合,使水成为最好的溶剂,保证了各种营养物质的转运. .水具有高热容量,可以吸收大量热,而升温少,为水生生物提供良好的生存环境,也可以调节沿岸陆地的气温. .水具有特

29、殊的密度变化,4c的水密度最大,冰的密度比0C的水密度大,冰可以浮在水面,作为绝热体阻止冰下水进一步降温,减少水体冻结,保护水生生物的生存. .水容易产生相变：液态、气态和固态.水的相变过程是热量转化的重要途径,对生态系统能量流动和转化具有重要的意义.陆地上水的来源和分布以及影响因素降雨是陆地获得水的最主要方式；在高纬度地区和高山,降雪是水分的主要来源；露水对于干旱少雨的荒漠地区植物生长和动物饮水意义重大.地球上的降雨量随着纬度发生很大变化与大气环流有关：、赤道南北两侧20度范围内,湿热空气上升,降雨量最大.、纬度2040度的区域,空气受冷下降,吸收水分,降雨减少；一些主要的沙漠位于这一地带.

30、、纬度4060度的区域,南北冷暖气团相遇形成气旋雨,降雨量又有所增加.、极地地区水分蒸发少,因而降水也极少.陆地上的降雨量还受到海陆位置、地形及季节的影响：、海洋蒸发量大,潮湿空气由海洋吹向大陆,遇冷凝结成雨.因此沿海地区降雨量较多.、在迎风的山坡一侧降雨量多,背风的山坡降雨量少.、一般地区夏季的降雨量约占全年降雨量的一半,而冬季降雨很少.生物获得水分和保存水分的方式.获得水分途径植物：根部吸收,茎和叶面吸收.动物：饮水、食物,体表吸收,代谢水.损失水分途径植物：蒸腾作用,分泌失水.动物：蒸发失水,排泄、分泌失水.了解旱生植物、水生植物的类型和适应特点；水生动物的类型和适应特点、陆生动物的水平

31、衡机制.植物形态适应：具有兴旺的根系,获得水分的水平强.叶面积较小,叶子外外表覆盖有不易透水的角质层,能降低叶外表的蒸腾量,水分的损失少.具有兴旺的贮水组织.生理适应：细胞原生质的渗透浓度高,不容易失水.行为适应：局部单子叶植物具扇状的运动细胞,可使叶面卷曲,以减小叶片蒸腾面积.限制叶片上气孔的开与闭,调节蒸发量.3水生动物的水分平衡调节机制等渗生物isosmoticorganism：体内和体外的渗透压相等,水和盐以大致相等的速度在体内外之间扩散.通过排泄失水,通过食物、饮水、代谢水获得水,泌盐器官排出多余的盐分.比方鲨鱼等软骨鱼类和海洋无脊椎动物高渗生物hyperosmoticorganis

32、m：体内渗透压高于体外,水由环境中向体内扩散,体内的盐分向外扩散.肾脏发育完善,通过排泄作用排出多余的水；盐分通过食物和鲤摄入.比方淡水硬骨鱼低渗生物hypoosmoticorganism：体内渗透压低于体外,水分向外扩散,盐分通过鲤进入体内.通过食物、代谢水和饮水获得水,具有多种多样的泌盐组织排出多余的盐分.比方海洋硬骨鱼类.变渗透压生物：依靠肾脏调节水,在淡水中排尿量大,在海水中排尿量少,并大量饮水；依靠鲤调节盐,鲤在海水中排出盐,在淡水中摄取盐.比方河口动物和泡游鱼类.4陆生动物的水平衡调节机制体表具有角质层和蜡膜,或者具有鳞片,减小皮肤的透水性,减少身体的外表蒸发.通过逆流交换机制减少

33、呼吸失水.哺乳动物肾脏具有保水水平,爬行动物、鸟类和昆虫通过排泄尿素和尿酸,减少排泄失水行为适应：昼伏夜出,夏眠和滞育.4、大气温室效应：由大气层温室气体吸收太阳辐射能,引起的全球变暖现象.氧气和二氧化碳的生态意义1氧气与生物氧气是动物能量代谢不可缺少的原料生物生存所需的能量来自于食物的氧化过程.在水中,溶解氧少,氧气成为限制水生动物存活和和分布的重要生态因子.在陆地上,空气中的氧气容易获得,使陆生动物可以具有高的代谢率,能够进化成为恒温动物.2CO2对植物的意义CO2是植物光合作用的重要原料,植物的生物产量绝大局部来源于大气中的CO2.由于受到叶片表皮阻力和气孔阻力的影响,CO2进入叶绿体的

34、速度慢,效率低,气孔的开张度是决定CO2扩散速度的重要条件,是高产作物提升生产力的限制因素.各种植物利用CO2的效率不同,C4植物甘蔗、玉米、高梁利用效率高,而C3植物水稻、小麦、大豆利用效率低.在温室中,增加空气中CO2的浓度可以加快植物的生长,这对C3植物的效果比拟明显.生物对低氧的适应动物对高海拔低氧的适应无脊椎动物、两栖动物和爬行动物的血红蛋白在低氧环境下对氧结合的水平增加,高山氧分压下降对这些外温动物的生存与分布没有太大的影响；而鸟兽的血红蛋白在低氧环境下对氧结合的水平减小,高山氧分压下降成为内温动物生存与分布的重要影响因子.内温动物对高海拔低气压的适应性反映在呼吸和血液组成.呼吸：

35、动物的呼吸深度增加,肺泡膜的气体扩散水平增高,组织内毛细血管增生,骨骼肌中携氧水平强的肌红蛋白浓度增加,有利于在低氧状态下给组织供氧.血液组成：红细胞数量、血红蛋白浓度及血球比积值升高.了解大气的成份氮占78.9%、氧占21%、二氧化碳占0.032%、惰性气体、氨、甲烷、臭氧、氮氧化合物及水蒸气等占0.068%5、土壤土壤的组成、物理化学性质及其生态意义土壤是由固体、水分和空气组成的三相复合系统.土壤的物理性质包括：土壤质地与结构、土壤水分、土壤大气和土壤温度.土壤的化学性质取决于形成土壤的母岩的化学成分和不同地理带上土壤形成过程的特点.土壤的生态意义1、土壤为土壤动物和微生物提供了栖息地；2

36、、是植物萌发、扎根和获得资源的场所,也是植物残体分解,释放营养物质的场所；3、是水分和营养物质的贮存场所、加工转化场所和转运通道；4、是污染物质转化和去除的重要场所.第二章、种群生态学一、种群及其根本特征种群：是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合.单体生物：个体区分清楚,每一个体来源于一个受精卵,个体的形态和发育都可以预测.构件生物：由一个受精卵发育成一套构件,由这些构件组成个体,构件发育的形式和时间是不可预测的.种群动态：种群数量在时间和空间上的变动规律.阿利氏规律：种群密度过大会恶化本身的食物、氧气和其它生活条件.但是种群密度过稀也有不良影响,比方繁殖时难以找到异性.种群内分布型

37、：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局.年龄锥体：按一定年龄分组,统计各年龄组的个体数占总个体数的比例；用矩形的长度表示比例大小；再把这些矩形按年龄从小到大叠起,就形成年龄锥体.存活曲线：以存活数的对数为纵坐标,以年龄为横坐标作图画成的曲线,可反映种群的死亡过程.生命表：描述种群中个体死亡与存活过程,预计种群中个体存活情况的一种工具.内禀增长率：具有稳定年龄结构的种群,在没有任何环境因素包括食物、领地和其它天敌生物限制,同种其它个体密度维持在最适水平的条件下,在某一环境条件组合下,由种群内在因素决定的稳定的种群最大增殖速率,又称生物潜能或生殖潜能.环境容纳量：某个种群在有限的环境中所能

38、到达的稳定的最大数量或最大密度,称环境对该物种的环境容纳量.集合种群：是指局域种群通过某种程度的个体迁移而连接在一起的区域种群.种群的定义及其根本特征自然种群具有三个根本特征1空间特征：种群具有的一定分布区域和分布形式.2数量特征：每单位面积或空间上的个体数量即密度将随时间而发生变动.3遗传特征：种群具有一定的基因组成,即一个基因库,以区别于其它物种,但种群的基因组成同样是处于变动之中的.年龄锥体和存活曲线的类型1年龄锥体的类型增长型：含大量新生个体,种群出生率大于死亡率,种群数量呈上升趋势.稳定型：各年龄组个体比例适中,分布均匀,种群出生率和死亡率相近,种群大小趋于平衡.下降型：含老年个体数

39、较大,幼年个体很少,种群出生率小于死亡率,种群数量趋于减少.三种理想化的存活曲线模式A型：凸型的存活曲线,表示种群在接近生理寿命之前,只有个别的死亡,即几乎所有的个体都能到达生理寿命.如人类.B型：呈对角线的存活曲线,表示生物个体各时期的死亡率是几乎相等的.如鸟类.C型：凹型的存活曲线,表示幼体的死亡率很高,以后的死亡率低而稳定.如牡蛎、大局部鱼类.生命表的涵义和作用、重要参数的意义作用：从生命表中可以判断种群的死亡过程,看哪一个年龄组死亡危险最大,找出死亡原因,有效加以限制.这在养殖业的育苗工程中具有重要意义.重要参数白意义：K-因子分析：通过对某种生物进行连续观察所获得的综合生命表,了解在

40、该生物的整个生命周期中,哪一个时期种群的死亡率最大,确定该生物的存活曲线类型,有针对性地找出对该物种总死亡效应影响最大的关键因子.在某种综合生命表中,K值是一个时期个体数目或存活率的对数减去下一个时期个体数目或存活率的对数,即这种生物在这个生活史时期的致死力.计算K值并将其累加,就可以得到某种生物的总死亡效应ktotal,并知道其在生活史各周期中是如何分布的.指数增长模型、逻辑斯谛方程的作用、方程中重要参数的生态意义时间t处的种初始种群个体数量种群数量变化率种群增长的时间跨度种群瞬时增长率种群的指数增长模型指数增长模型的应用1 .根据模型求人口增长率.Nt=N0ertr=lnNt-lnN0+t

41、2 .用指数增长模型进行种群数量变化的预测.当种群数量加倍时,Nt=2N0Nt=N0ert因而：ln2=rt,t=0.6931/r3 .用生命表数据R0和T值求r值和入值r=lnR0/T=ln入4 .估计种群受到干扰后种群恢复平衡的时间.环境容纳量(1+ea-rt)种群增长的时间跨度曲线与原点的相对位置,取决于种群初始个数N.时间t时的种群个体数r值和K值的生态学意义r:种群瞬时增长率表示物种的潜在增殖水平K同其他种群的生态学K:是环境容纳量,即物种在特定环境中的平衡密度,表示物种的对环境资源的需求.应注意特征一样,随资源量的改变而改变.逻辑斯谛方程的意义、是两个相互作用竞争、捕食种群增长模型

42、的根底；、确定渔业、牧业、林业的最大持续产量；、模型参数r和K,是生物进化对策理论中的重要概念种群调节学说的类型和内容气候学派：种群数量受气候条件的强烈影响、俳密度调节I生物学派：捕食、寄生、竞争,食物等生物因r外源性调节素对种群起调节作用密度调节内源性调节自动调节学说行为调节学说：社群的等级和领域性内分泌调节学说：激素分泌的反响调节遗佞调节学说：种群的遗传多态性机制内源性调节学说注重种群数量变动过程中,生物个体的行为、生理和遗传特征的相应变动情况及其对种群调节的意义,了解种群分布的格局,种群波动的类型和特点种群内分布型可分为：随机型、均匀型、成群型；种群波动的类型：不规那么波动、周期性波动二

43、、生物种及其变异与进化多态现象：种群中许多等位基因的存在导致种群中存在多种表现型的现象.地理变异：分布范围广泛的生物种群的形态、生理、行为和生态特征在不同地区往往有显著差异的现象.自然选择：自然环境对生物种群中存活水平和生殖水平有差异的个体进行选择,优胜劣汰.进化：物种的基因频率不断发生变化,以适应性更强的基因取代适应性较差的基因.遗传漂变：是基因频率随机增减的现象,在小的种群里较明显,与自然选择导致定向的基因频率变化不同.建立者效应：某一物种以少数个体在空白生境中建立一个新种群建立者种群.新种群的遗传变异和特定基因在新种群中的呈现,将完全依赖少数移植者的基因型.由于新种群和母种群的基因库发生

44、了别离,而且由于两者所处地域的不同,各有不同的选择压力,使得新种群和母种群之间差异越来越大,形成建立者效应.变异的类型及其生态学意义变异既是进化的产物,又是进化的根底.、种群内的变异包括遗传物质的变异、基因表达的蛋白质特别是酶的变异以及种群中表现型的数量的变异.、种群内在的变异导致了种内个体在形态、结构和功能上的差异多态现象和地理变异,形成了渐变群和地理亚种.、变异导致了生物种群个体形态、生理、行为和生态特征上的差异和区别,产生了存活水平和生殖水平的差异,是自然选择的根底.自然选择的类型.稳定选择：当环境条件对靠近种群的数量性状正态分布线中间那些个体有利,选择淘汰两侧的极端个体时,选择属于稳定

45、型的.定向选择：中选择对一侧的极端个体有利,从而使种群的平均值向这一侧移动,选择属定向型.分裂选择：中选择对两侧的个体有利,而不利于中间的个体时,种群分化成两局部,选择是分裂的或歧化的.物种形成的过程和类型物种形成是进化的关键阶段,其过程大致分为三个步骤：.地理隔离：由于地理屏障使种群隔离,阻碍了种群中个体间的交流,从而使基因流受阻.独立进化：彼此隔离的种群适应于各自的特殊环境,独立地进化.生殖隔离机制建立：如果独立进化形成了生殖隔离机制,即使地理隔离屏障消失,即使隔离种群的个体再次相遇,但基因交流已不可能.此时原来的种群由于生殖隔离而分化为不同的物种,物种形成过程完成.物种形成方式1、异域性

46、物种形成是由地理隔离造成的,包括两类：.由于大范围的地理隔离,别离的群体各自演化,经过很长时间才能建立生殖隔离机制,形成新物种.主要发生在分布范围广阔的大型猫科、犬科食肉动物和鸟类种群中.处于种群分布区边缘中的少数个体从原种群中别离出去,到达其它地方并经地理隔离和独立演化而形成新种.2、邻域性物种形成：出现在地理分布区相邻,仅有局部地理隔离的种群内的物种形成.占据很大地理区域的物种在其分布区内适应不同的环境条件,种群内产生分化和独立,形成基因流动的障碍,形成新物种.3、同域性物种形成：在原种群分布区内部,由于生态位的别离,逐渐建立起假设干子群,子群间由于逐步建立的选择适应和生殖隔离,形成基因库

47、的别离而形成新种.比方植物多倍体的形成.4、适应辐射：一个物种在进化过程中分化成许多类型,适应于各种生活方式,形成一系列的新物种.三、生活史对策生活史：生物从出生到死亡所经历的全部过程.生活史的关键要素是个体大小,生长率、繁殖策略和寿命.生活史对策：生物在生存斗争中所采取的生存对策,包括生长发育方式、体形大小、摄食方式以及繁殖方式等.r-对策和k-对策生物的形态、生理和行为特点,比拟其优缺点.r选择种类的特点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.缺点：r-选择种类个体竞争水平弱,死亡率高.优点：r-选择种类具有高的种群增长率,在种群遭到破坏后能够迅速恢复,具有强大的扩散水平可以使其迅速离开恶化的生境,在其它地方建立新种群.r-选择种类具有高死亡率、高运动性和广泛的适应性,更有利于形成新种群.k选择种类的特点k-选择种类具有所有使种群竞争水平最大化的特征：慢速发育、大型成体,数量少而个体大的后代,低的繁殖能量分配和长的世代周期.优点：k-选择种类竞争水平强,数量通常稳定在环境容纳量周围,种群个体死亡率低,对于生存环境高度适应,能够与环境和谐共存