环境生态学复习资料

1、?环境生态学?复习资料第一章生态学定义：1 1.生态学是研究生态系统的结构与功能的科学美国- -奥德姆2 2.生态学是研究生物与其环境之间相互关系的科学.德国生物学家海克尔环境生态学定义： 运用生态学的理论,说明人与环境之间相互作用的机制和效应以及解决环境问题的生态途径的科学.生态学的第四条法那么：每一种事物都与别的事物相关；一切事物都必然要有其去向；自然界所懂得的是最好的；没有免费的午餐恢复生态学：研究生态系统退化原因,退化生态系统恢复与重建技术及方法,生态学过程与机制的科学.第二章种的性状分类：基因型：种的遗传本质,生物性状表现必须具备的内在因素.表型：与环境结合后实际表现出的可见性状.生

2、物的协同进化：两个相互作用的物种在进化过程中开展的相互适应的共同进化过程.协同适应系统：两个或更多物种的单独进化常互相影响,形成一个相互作用的协同适应系统生物多样性四个层次：遗传多样性；物种多样性；生态系统多样性；景观多样性影响生物多样性的因素：1 1 .物种生物量：具有高生物量的生态系统能够更好地发挥生物对环境的自我调节水平,使环境即使在遭受到较大的外界干扰时也不致变化太大.2 2 .物种的属性：不同的物种在环境中所扮演的角色也不同,它们对所在的生态系统影响产生量的积累,到达质的飞跃.3 3 .生物地化循环：生物多样性改善了系统内部生物地化循环的性质和过程,主要目的是使单一物种或小数量的物种

3、在生存定居中失败,不使单种栽培在波动不定的环境中遭受消灭性打击,改变目前生态系统变化的方向性.4 4 .系统的稳定性：系统的稳定性,就是系统的抗性和弹性.稳定性越高,多样性越高.抗性：又称反抗力,是生态系统受到干扰后产生变化的大小,即衡量系统受外界干扰而保持原状的水平；弹性：指生态系统干扰后恢复原来功能的水平环境因子：除生物有机体以外的所有环境要素,是构成环境的根本成分.光因子的生态作用及生物的适应1 1 .光照强度的生态作用与生物的适应(1)(1)影响生物的生长发育和形态建成光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加关系密切；光还能促进组织和器官的分化,使植物各器官和组织保持发育

4、上的正常比例；蛙卵、鞋鱼卵在有光的条件下孵化快,发育也快；黄化现象是光与形态建成的各种关系中的典型例子,黄化是植物对黑暗环境的特殊适应.光的穿透性限制着植物在海洋中的分布.(2)(2)植物对光照强度的适应类型光合作用饱和点：一定范围内,光合作用的效率与光强成正比,但到达一定强度光合效率不会再增加,假设继续增加光强,光合效率下降,这点谓之饱和点.根据植物对光照强度的适应程度分为：阳地植物：适应强光照地区生活阴地植物：适应弱光照地区生活2 2 .光质的生态作用与生物的适应(1)(1)植物：不同的光质对植物的光合作用,色素形成,向光性,形态建成的诱导等的影响是不同的.例如光合作用的光谱范围只是可见光

5、区(2)(2)动物：可见光对动物生殖,体色变化,迁徙,毛羽更换,生长及发育等都有影响；紫外光有致死作用,特别是细菌,病毒及微生物,但昆虫对紫外光有趋光反响3 3 .生物对光周期的适应(1)(1)植物的光周期临界暗期：指在昼夜周期中能诱导植物开花所需的最短或最长的暗期长度.根据植物对日照长度的反响类型分为：长日照植物：日照时间超过一定数值才能开花,否那么只进行营养生长短日照植物：日照时间短于一定数值才能开花,否那么只进行营养生长长短日照植物：连续长日照条件后,如不给予短日照条件花芽就不能形成的植物(2)(2)动物的光周期鸟类的迁移和生殖时间是由日照长度决定的；鱼类的生殖和迁移受光周期影响,特别是

6、表层水中的鱼类；昆虫的代谢和发育受光周期的影响；哺乳动物的生殖和换毛受光周期的影响.温度因子的生态作用及生物的适应4 4 .温度因子的生态作用(1)(1)温度与生物生长生物的三基点：参与生物生命活动中生理生化过程中的酶的活性有最低温度、最适温度、最高温度,相应的那么是生物生长的主基点在一定范围内,生物的生长速率与温度成正比(2)(2)温度与生物发育有效积温法那么：指植物在生长发育过程中,需从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育,而且某一特定植物类别各发育阶段所需要的总热量是一个常数.生物学零度：生物发育时只有高于一定的温度时才起积极的效应,此时的温度称为生物学零度,即发育起点温度.5 5

7、 .极端温度对生物的影响及生物对极端温度的适应(1)(1)环境对生物的影响和生物对低温环境的适应贝格曼(Bergman)Bergman)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,由于个体大的动物,其单位体重散热量相对减少.阿伦(Allen)Allen)规律：恒温动物身体的突出局部如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势,是减少散热的一种形态适应,称为阿伦规律.(2)(2)生物对高温环境的适应植物对高温的适应：生物对高温环境的适应表现在形态、生理和行为三个方面.有些植物生有密绒毛和鳞片,能过滤一局部阳光；有些可以反射红外线；还有些植物主要减低细胞含水量.

8、动物对高温的适应：动物对高温环境的一个重要适应是适当放松恒温性,在高温时吸收热量,等到环境适当或到阴凉处释放热量.(3)(3)温度与生物的地理分布温度可直接限制动物的分布(4)(4)变温对生物的影响变温通过改变植物的生理现象,如呼吸、蒸腾等,结果可以造成糖分在体内的大量聚集.水因子的生态作用及生物的适应1 1 .水因子的生态作用(1)(1)水是生物生存的重要条件(2)(2)水对动植物生长发育的影响水分对植物生长的主基点：最高、最适和最低对于动物,水分缺乏可以引起滞育或休眠(3)(3)水对动植物数量和分布的影响2 2 .生物对水因子的适应(1)(1)植物对水因子的适应植物的分类：水生植物：沉水植

9、物,浮水植物陆生植物：湿生植物,中生植物,旱生植物(2)(2)动物对水因子的适应水生动物的渗透压调节；陆生动物对环境湿度的适应土壤因子的生态作用及生物的适应1 1 .土壤因子的生态作用为陆生生物提供生活所必须的基质、矿物元素和水分,自身也是一个有生命的子系统.2 2 .植物对土壤因子的适应盐碱土：盐碱土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土的统称,所含的盐类,通常是 NaClNaCl、Na2SO4Na2CO3Na2SO4Na2CO3 以及可溶性的钙盐和镁盐.其中盐土所含的盐类主要为 NaClNaCl 和 Na2SO4Na2SO4.(1)(1)盐土对植物的影响引起植物的生理干旱；伤害植物组织；引起细胞

10、中毒；影响植物的正常营养(2)(2)碱土对植物的影响土壤的强碱性能毒害植物根系土壤物理性质恶化,土壤结构受破坏,质地变劣,透水性差(3)(3)植物对盐碱土的适应盐碱土植物是植物对盐碱生境适应的最好表现.生态因子：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.生态因子作用的一般特征：1 1 . .生态因子的综合作用2 2 . .主导因子作用3 3 . .直接作用和间接作用4 4 . .生态因子的阶段性作用5 5 . .生态因子的不可代替性和补偿作用限制因子：一种和少数几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子,这些关键性的因子就是限制因子.任何一种生态因子只要接近或超过生物的

11、耐受范围,它就会成为这种生物的限制因子.LiebiLiebig g 最小因子音律：植物的牛长取决干那此处干最少量状态的营养成分.如果这种营养物质处于最少量状态,植物的生长量就最少ShelfordShelford 耐受性定律：任何一个牛态因子在数量或质量上到达某种生物的耐受性限度时,就会使该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,上下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围,称生态幅.第三章种群：在一定空间中同种个体的组合.种群是物种在自然界中存在的根本单位种群特征：数量特征；空间分布特征；遗传特征种群的群体特征：1.1.种群密度.2 2 . .初级种群参数：出生率、

12、死亡率、迁入和迁出率.3 3 . .次级种群参数：性比、年龄分布和种群增长率等.与密度有关的种群增长模型：逻辑斯特方程逻辑斯谛曲线可划分为 5 5 个时期：开始期,加速期,转折期,减速期,饱和期种群数量变动的两个重要特征：波动性与稳定性生态对策：指生物在进化过程中所形成的各种特有的生活史特征,是生物适应于特定环境所具有的一系列生物学特性的设计r-r-对策者：适应于不可预测白多变环境.r-r-对策者具有能够将种群增长最大化的各种生物学特性,即高生育力、快速发育、早熟、成年个体小、寿命短且单次生殖多而小的后代KXKX 寸策者：适应于可预测的用 I I 定的环境.K-K-对策者具有成年个体大、发育慢

13、、迟生殖、产卵少而大但屡次生殖、寿命长、存活率高的生物学特性种内关系：1 1 .集群：集群是同一种生物的不同个体,在一定的时期内生活在一起,从而保证种群的生存和正常繁殖,是一种重要的适应性特征.同一种动物在一起生活所产生的有利作用,称为集群效应2 2 .种内竞争：为了利用有限的共同资源,相互之间所产生的不利或有害的影响,这种现象称为竞争种内竞争作用：具有调节种群大小的作用,也可以导致物种分化和物种形成种间关系：1 1 .种间竞争高斯假说：当两个物种利用同一种资源和空间时产生的种间竞争现象.两个物种越相似,它们的生态位重叠就越多,竞争也就越剧烈.生态位理论：主要指自然生态系统中一个种群在时间、空

14、间上的位置及其与相关种群之间的功能关系2 2 .捕食一种生物吃掉另一种生物的这种对抗性关系称为捕食.这种捕食者与猎物的关系对猎物种群的数量和质量的调节上具有重要的生态学意义3 3 .寄生指一个种寄生者寄居于另一个种寄主的体内或体表、从而摄取寄主养分以维持生活的现象.寄生物对寄生植物的生长有抑制作用,而寄主植物对寄生物那么有加速其生长的作用.4 4 .共生偏利共生：共生中仅对一方有利.附生植物与被附生植物是一种典型的偏利共生互利共生：两物种相互有利的共居关系,彼此间有直接的营养物质的交流,相互依赖、相互依存、双方获利生物群落：一个生态系统中具有生命的局部即为生物群落生物群落根本特征：(1)(1)

15、群落具有一定的物种组成；(2)(2)群落具有一定的外貌及内部结构；(3)(3)形成群落环境,对环境因子进行改造(4)(4)群落中不同物种之间相互影响；(5)(5)群落具有一定的动态特征；(6)(6)群落具有一定的分布范围；(7)(7)群落的边界特征.生物群落种类的组成1 1 .物种组成(1)(1)优势种：对群落的结构和群落环境的形成起主要作用的植物称为优势种(2)(2)建群种：群落不同层次有各自的优势种,其中某层的优势种起着构建群落的作用(3)(3)亚优势种：数量与作用次于优势种,在决定群落性质和群落环境方面起一定作用(4)(4)伴生种：群落常见物种,与优势种伴生,不起主要作用(5)(5)偶见

16、种：在群落中出现频率很低,多半数量稀少2 2 .物种组成的数量特征和综合特征(1)(1)种群的数量特征密度；多度；盖度；频度；高度或长度；重量；体积多度：是对物种个体数目多少的一种估测指标,多用于群落内草本植物的调查盖度：是指植物地上局部垂直投影面积占样地面积的百分比,即投影盖度频度：某个物种在调查范围内出现的频率(2)(2)综合特征优势度：表示一个种在群落中的地位与作用重要值：表示某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标综合优势比：是一种综合数量指标.包括两因素、三因素、四因素和五因素等四类3 3 .物种多样性定义：生物种类的多样化,包含种的数目(或丰富度)和种的均匀度两方面含义.种的均匀度

17、：指一个群落或生境中全部物种个体数目的分配状况,它反映的是各物种个体数目分配的均匀程度生物群落的结构1 1 .牛活型、牛长型和牛态型(1)(1)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是相似的(陆生植物分为高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、隐芽植物和一年生植物五类生活型)(2)(2)生长型：主要根据植物体态进行划分,生长型也反映植物生活的环境条件,相同的环境条件具有相似的生长型(3)(3)生态型：同一种在不同的环境中适应环境所分化出来的性质经遗传稳定下来而产生的类型2 2 .垂直结构植物的垂直结构也就是群落的层次性,群落的层次主要是由植物

18、的生长型和生活型所决定的.成层结构是自然选择的结果,它显著提升了植物利用环境资源的水平.在发育成熟的森林中,阳光是决定森林分层的一个重要因素,而动物分层主要与食物有关.3 3 .水平结构植物的水平结构是指群落的配置状况或水平格局.多数群落中的各个物种常形成斑块状镶嵌,也可能均匀分布.生物群落的演替理论1 1 .单元顶极论演替顶极：任何一类演替都经过迁移、定居、群居、竞争、反响及稳定六个阶段,到达稳定阶段的群落,就是和当地气候条件保持协调和平衡的群落,这是演替的终点,这个终点就称为演替顶极2 2 .多元顶极论如果一个群落在某种生境中根本稳定,能自行繁殖并结束它的演替过程,就可看作顶极群落.除了气

19、候顶极之外,还可有土壤演替顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；同时还存在一些复合型顶极3 3 .顶极格局论在任何一个区域内,环境因子都是连续变化的.随着环境梯度的变化,各种类型的顶极群落不是截然呈离散状态,而是连续变化的,因而形成连续的顶极类型,构成一个顶极群落连续变化的格局.生物群落演替的制约因素1 1 . .植物繁殖体的迁移,散布和动物的活动性.2 2 . .群落内部环境的变化3 3 . .种内和种间关系的改变4 4 . .外界环境条件变化,气候、地貌、土壤和火等.5 5 . .人类对生物群落演替的影响.第四章生态系统：在一定空间中共同栖居着的所有生物与其环境之间由于不断地进行物质循环和能

20、量流动过程而形成的统一整体.生态系统组成成分：生物局部和非生物局部或非生物环境和生产者、消费者、分解者生产者：自养生物,包括所有的绿色植物和某些细菌消费者：异养生物,主要是动物分解者：微生物生态系统的物种结构：1 1 .物种结构关键种：一些对其他物种具有不成比例影响的物种,在维护生物多样性和生态系统稳定方面起着重要作用冗余种：在一些群落中有些种是冗余的,这些种的去除不会引起生态系统内其他物种的丧失,同时对整个群落和生态系统的结构和功能不会造成太大的影响2 2 .物种在生态系统中的作用挪钉假说：生态系统中每个物种都具有同样重要功能,一个挪钉或一个关键种的丧失或灭绝都会导致严重事故或系统变故冗余假

21、说：认为生态系统中物种作用有显著的不同,某些在生态功能上有相当程度的重叠,而冗余种在短时间内似乎多余,但经过在变化环境中长期开展,次要种和冗余种就可能在新环境下变为优势种或关键种生态系统的营养结构食物链：由生产者和各级消费者组成的能量运转序列,是生物因捕食而形成的链状关系食物网：不同食物链相互交叉形成复杂的网络结构1 1 . .食物网的结构特点根据物种在食物网中所处的位置可分为三种类型：顶位种：食物网中不被任何其他天敌捕食的物种.中位种：它在食物网中既有捕食者,又有被食者基位种：不取食任何其他生物.食物网中,基位种称为源点2 2 .食物网的限制机理自上而下：较低营养阶层的种群结构依赖于较高营养

22、阶层物种的影响,称为下行效应自下而上：较低营养阶层的密度生物量等决定较高营养阶层的种群结构,称上行效应生态效率：各种能流参数的任何一个参数在营养级之间或内部的比值关系同化效率：衡量生态系统中有机体或营养剂利用能量的效率生长效率：生产效率,同一营养级净生产量与同化量的比值初级生产量的计算初级生产量：通过光合作用固定的太阳能或制造的有机物质测定方法：收获量测定法、氧气测定法、二氧化碳测定法、放射性标记物测定法和叶绿素测定法净初级生产量：除去呼吸作用的初级生产量能量在生态系统中流动的特点：1 1 .能流在生态系统中和在物理系统中不同2 2 .能流是单向流3 3 .能量在生态系统内流动的过程是不断递减

23、的过程4 4 .能量在流动中质量逐渐提升生态系统的信息类型：物理信息、化学信息、行为信息和营养信息世界主要生态系统的类型：1 1 .森林生态系统特征：物种繁多,结构复杂；生态系统类型多样；生态系统稳定性高；生产力高,现存量大,对环境影响大2 2 .草地生态系统草地可分为草原和草甸.根据草原的组成和地理分布,可分为温带草原、热带草原3 3 .河流生态系统特点：水流不停；陆水交换；氧气丰富4 4 .湖泊生态系统特征：界限明显；面积较小；湖泊的分层现象；水量变化较大；演替,发育缓慢5 5 .海洋生态系统6 6 .湿地生态系统湿地生态系统是指地表过湿或常年积水,生长着湿地植物的地区.湿地环境有机物难以

24、分解,故随着泥炭的积累,湿地的矿物质营养由多而少.可分为：富养沼泽：是沼泽发育的最初阶段.水源补给主要是地下水,水流带来大量矿物质营养较为丰富.植物主要是苔草、芦苇、蒿草、柳、落叶松、水松贫养沼泽：沼泽发育的最后阶段.由于泥炭层的增厚,沼泽中部隆起,高于周围,故称为高位沼泽.水源补给仅靠大气降水,营养贫乏.植物主要是苔葬植物和小灌木中养沼泽：介于上述两者之间的过渡类型.营养状态中等.既有富养沼泽植物,也有贫养沼泽植物.苔群植物较多,但未形成群丘,地表形态平坦7 7 .城市生态系统城市生态系统是城市居民与其周围环境组成的一种特殊的人工生态系统,是人们创造的自然-经济-社会复合系统第五章生态系统效

25、劳：指生态系统与生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能生态系统效劳功能的主要内容：1 1 . .有机质的生产与生态系统产品2 2 . .生物多样性的产生与维护3 3 . .调节气候4 4 . .减缓灾害5 5 . .维持土壤功能6 6 . .传粉播种7 7 . .限制有害生物8 8 . .净化环境9 9 . .感官、心理和精神益处1010 . .精神文化的源泉中国价值分类体系：总经济价值：(1)(1)直接使用价值：产品直接使用价值：林、农、畜牧、渔业等效劳价值：旅游观光、科学文化价值等(2)(2)间接价值：有机物质生产、维持碳氧平衡、水土保持等(3)(3)潜在使用价值：潜

26、在选择价值潜在保存价值(4)(4)存在价值生态系统效劳功能价值的评估方法：1 1 .市场价格法(1)(1)市场价值法：以生态系统提供的商品价值为依据(2)(2)费用支出法：以人们对某种环境效益的支出费用来表示分类：总支出法；区内支出法；局部费用法缺点：不能真实地反映自然资源的实际价值；许多费用并不是为享受而支出；该方法适用于游客多的地点2 2 .替代花费法某些环境效益和效劳虽然没有直接的市场可买卖交易,但具有这些效益或效劳的替代品的市场和价值,通过估算替代品的花费而代替某些环境效益或效劳的价值3 3 .生产本钱法(1)(1)时机本钱法：把失去使用时机的方案中能获得的最大收益称为该资源选择方案的

27、时机本钱(2)(2)恢复和保护费用法：一种资源破坏了,我们可以把恢复它或保护它不受污染或不受破坏所需要的费用,作为该环境资源被破坏带来的经济损失3 3影子工程法：恢复费用技术的一种特殊形式,它是在生态环境破坏以后,人工建造一个工程来代替原来的环境功能4 4 .旅行费用法TCMTCM利用相关市场的消费行为评估环境物品的经济价值主要用于户外娱乐活动；用来评价某一地点,或一组地点的研究5 5 .享乐价格法HPMHPM通过人们为优质环境物品所支付的价格来评估主要适用于评估当地空气和水质的变化、噪声骚扰,特别是飞机和公路交通噪声6 6 .躲避行为和防护费用法有些商品可被视为环境质量的替代物.当环境质量改

28、善时,在这些替代品上的花费将会下降.躲避行为主要被用于评估大气、水或噪声污染；土壤侵蚀、土地滑坡或洪水、土壤肥力、土地退化及海域和海岸带的污染和侵蚀等7 7 .条件价值评估CVMCVM又称意愿调查法,直接向调查对象询问对减少环境危害的不同选择所愿意支付的价值.适用于评价空气和水的质量；娱乐效益；无市场价格的自然资源的保护价值；生物多样性的选择价值、遗产价值、存在价值等第六章景观：由假设干生态系统镶嵌组成的具有高度空间异质性的区域景观要素： 斑块： 景观尺度上最小的均质单元,它的大小、 数量、 形状和起源等对景观多样性有重要意义.廊道：成线状或带状,是联系斑块的纽带,不同景观有不同类型的廊道.基

29、质：景观中面积较大、连续性高的局部,往往形成景观的背景.景观生态学：研究景观单元的类型组成、空间格局及其与生态学过程相互作用的一门综合性学科.其核心是空间格局、生态过程及其相互作用斑块按其起源不同,可将其分为如下几类：环境资源斑块；干扰斑块；残存斑块；引进斑块种植斑块；聚居地斑块的大小和形状对斑块内的能量、营养分配和生物组成都有重要影响廊道廊道的结构特征：弯曲度或通直度；连通性；内环境廊道的作用：生境；传输通道；过滤和阻抑作用；作为能量、物质和生物的源或汇.基质孔隙度：指单位面积基质上某一特定类型斑块的数目的多少,是某种特定类型斑块密度的量度,与斑块大小无关.孔隙度的生态意义在于影响能流、 物

30、流和物种流在景观斑块间的流动.镶嵌度：所有类型斑块密度的量度景观要素的边界形状：周长与面积比很小圆形；周长与面积比拟大；树枝状景观异质性与多样性：异质性是描述斑块空间镶嵌的复杂性；多样性是描述斑块性质的多样化景观异质性研究主要侧重于三个方面：空间异质性：景观结构在空间分布的复杂性时间异质性：景观空间结构在不同时段的差异性功能异质性：景观结构的功能指标空间分布的差异性景观生态学强调空间异质性的绝对性和空间同质性的尺度性.在某一尺度上的异质空间,而在比其低一层次上的空间单元那么可视为相对同质的.网络结构：景观要素之间的空间联系方式之一,它包括由廊道相互连接形成的廊道网络和由同质性或异质性的景观斑块通过廊道的空间联系形成的斑块网络,但通常意义上的网络是指廊道网络,廊道网络有两种形式,即分枝网络和环形网络景观破碎化：主要表现为斑块数量增加而面积减少,形状趋于不规