生态学基础复习一

1、生态学基础一、生物与环境的关系第一部分生态因子与生物的关系（一）生态因子生态因子（ecological factors ）是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要 素，如温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相 关生物等。生态因子中生物生存所不可缺少的环境条 件，有时又称为生物的生存条件。（二）光的生态作用光照对生物的影响包括光质、光照强度、光照周期的 影响。不同光质对生物的作用不同，生物对光质也产生了选 择性适应，光质不同影响着植物的光合强度，在红橙 光下光合速率最快，蓝紫光次之，绿光最差，不同植 物的光合色素有一定差异，这些色素种类的差异，反 映了不同植物对生境

2、中光质的适应。植物对光照强度的适应表现为阴地植物和阳地植物两 类，这种差异是由于叶子生理上的植物形态上的差异 造成的；另外，单株植物叶冠内不同结构的“阳叶” 和“阴叶”的产生，是植物对自身存在的光环境的一 种回应。光照强度不仅使动物在视觉器官形态上产生 了遗传的适应性变化，而且与动物的活动行为密切相 关，有些适应于白天强光下活动，成为昼行性动物， 有些适应于黑夜或晨昏的弱光下活动，成为夜行性动 物或晨昏性动物。光照周期的变化对生物起了信号作用，导致生物出现 日节律性的与年周期性的适应性变化，它使生物的生 长发育与季节变化协调一致，对动植物适应所处环境 具有重要意义。（三）温度的生态作用温度对生

3、物体的生理活动、生化反应、酶的活性、生 长发育的影响很大，也影响生物的分布和数量。温度 升高，生理生化反应加快，生长发育加速；温度降低， 生理生化反应变慢，生长发育迟缓。当温度达到最高 点和最低点时，生命活动逐渐趋向停顿甚至死亡。温度影响植物的分布。随着纬度的升高，海拔的增加， 温度逐渐降低，所以植被将从常绿阔叶林依次过渡到 落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林和苔原荒漠。同类恒温动物在寒冷地区的个体要比温带、热带地区 的个体大，而肢体（尾、耳、嘴和四肢等）则趋于缩 短、变小，实质是保持稳定体温。（四）水的生态作用水是生命活动的基础。植物通过吸水、输导、蒸腾，相互协调保持体内水分的动态平衡。根据对水

4、分的依 赖程度不同，植物可划分为：1水生植物包括沉水植物（金鱼藻、黑藻）、浮水植物（浮萍、睡 莲）和挺水植物（芦苇、香蒲环境特点是多水、弱 光、缺氧。水生植物与之相适应的特征是：大的细胞 间隙形成发达的通气组织以保证各器官组织对氧气的 需要；叶片常分裂成带状、线状或很薄以增加对光、 无机盐和二氧化碳的吸收面积；保护组织，吸收组织 和机械组织不发达或退化以适应多水。2陆生植物包括湿生、中生和旱生植物。湿生植物生活在潮湿的 环境中，抗旱力最小。如水稻等阳性湿生植物的根系 浅；分枝和根毛少，体内常有通气组织。中生植物生活在水分、湿度条件适宜的环境中，抗旱 力较大。如大多数的农作物、果树。它们的根系和

5、输 导组织比湿生植物发达，叶表皮常有角质层，叶片内 有细胞间隙，但未形成完整的通气系统。旱生植物生活于水分不足的干旱环境中，抗旱力最大。 如骆驼刺、仙人掌、景天等。它们一方面通过叶面积 缩小、角质层加厚、气孔凹陷以减少蒸腾，通过发达 的根系与机械组织和输导组织以增加吸水；另一方面 根、茎、叶逐渐变成贮水组织以增加储水。（五）、土壤的生态作用土壤是由于固体、空气、水分组成的三相复合系统， 它主要从以下4个方面影响生物：质地与结构，这 关系到通气性、蓄水性合保肥性，对植物的生长发育、 土壤动物生存以与土壤微生物活动具有重要意义； 水分，可直接被植物根系吸收利用，同时影响土壤动 物的生存和分布；空气

6、呈现高二氧化碳低氧气，影 响土壤微生物种类、数量和活动，进而影响植物营养 状况；温度对植物生长发育密切相关，导致土壤动 物产生行为适应变化。土壤酸度影响矿质盐分的溶解度，从而影响植物养分 的有效性，此外土壤酸度还通过影响微生物的活动而 影响养分有效性和植物生长，土壤酸度还影响了土壤 动物区系与其分布；有机质是土壤肥力的一个重要标 志，其中很多成分可促进种子发芽、根系生长，增强 植物代谢活动，土壤腐殖质还是异养微生物的重要养 料和能源，可活化土壤微生物，土壤有机质对土壤团 粒结构的形成、保水、供水、通气、稳温有重要作用， 从而影响植物的生长。植物对土壤因子适应的生态类型适应土壤pH值的生态类型：

7、酸性土植物、中性土植物、碱性土植物；适应土壤沙质基质的生态类型：沙生植物；-适应土壤中矿质盐类的生态类型：钙质土植物、嫌 钙植物、盐土植物、碱土植物；（六）生态因子的作用规律生态因子的一般规律：（1）综合作用：环境中的每个生态因子不是孤立的、 单独的存在，总是与其他因子相互联系和影响。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，例如生物能够生长发 育，是依赖于气候、地形、土壤和生物等多种因素的 综合作用。（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，它的改变会引 起其它生态因子发生改变，使生物的生长发育发生改 变。（3

8、）阶段性作用：由于生态因子规律性变化使生物生 长发育出现阶段性，在不同发育阶段，生物需要不同 的生态因子或生态因子的不同强度。（4）不可替代性和补偿性作用：对生物起作用的诸多 生态因子，一个都不能少，不能替代，但在一定条件 下，当某一因子数量不足，可依靠相近生态因子的加 强得以补偿。直接作用和间接作用：生态因子对生物的行为、 生长、生殖和分布的作用可以是直接的，也可以是间 接的，有时需经历几个中间因子。生态因子的限制性作用Liebig最小因子定律：利比希在1840年提出“植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元 素”。其基本内容是：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

9、与分布的根本因素， 这就是利比希最小因子定律。Shelford耐受性定律：Shelford于1913年提出 了耐受性定律：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 度时会使该种生物衰退或不能生存。第二节、种群一、.什么是种群，有哪些重要的群体特征？种群(population)是在同一时期内占有一定空间的同 种生物体的集合，该定义表示种群是由同种个体组成， 占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成的一个 系统。自然种群有3个基本特征：空间特征，即种群具有 一定的分布区域；数量特征，每单位面积上的个体 数量是变动着得；遗传特征，种群具有一定的基因 组成，即系

10、一个基因库，以区别于其他物种，但基因 组成同样处于变动之中。二、什么是种群关系？包括种内关系和种间关系。（1）种内关系包括种内互助和种内竞争。（2）种间关系据种间关系的性质，可分为三种类型：一是正相互作 用，结果一方面得利或双方得利；二是负相互作用， 结果至少一方受害；三是中性作用，结果双方无明显 影响。分别用“+”表示有利，“一”表示有害，“O” 表示无利也无害，相互关系如下表。中性作用。彼此互不影响直接干涉型竞争一一彼此直接相互抑制红翅鸫 与黄头鸫资源利用型竞争一一资源缺乏时间接抑制啮齿动物和鸟类偏害作用（偏害共栖）O对种群A有害，对 种群B不影响胡桃树分泌胡桃醌抑制其他植物生长偏利作用（

11、偏利共栖）+。对种群A有利，对 种群B不影响苔藓附在树的表面原始合作+彼此有利，但无依赖关系寄居蟹 与海葵互利共生+彼此有利，彼此依赖地衣、根瘤、 菌根 寄生+ 寄生种群A得利，寄主种群B有害 蛔 虫与人捕食+一种群A得利，种群B有害食草动物取 食植物根、茎、叶三、其中竞争关系是最重要的。简述种间竞争理论？ 在种间关系中，最重要的是竞争关系。种间竞争是指 具有相似要求的物种为争夺空间和资源而产生的直 接或间接抑制对方的现象。种间竞争大小取决于生态位（物种在环境中所处的地 位或所起的作用，包括空间生态位、营养生态位、资 源生态位或超体积生态位）分化。竞争排斥原理或生态位理论（也称为高斯假说）认为

12、， 物种之间的生态位越接近，相互之间的竞争就越剧烈; 分类上属于同一属的物种之间由于亲缘关系较接近因 而具有较为相似的生态位，可以分布在不同的区域； 如果它们分布在同一区域，必然由于竞争而逐渐导致 其生态位的分离，即竞争排斥导致亲缘种的生态位分 离。四、种群的生态对策生物在生存斗争中获得的生存对策，称为生活史对策。 基本有两种生存对策。r-选择种类具有使种群增长率 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；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，数量少而体型大的后代，低繁殖能量分配 和长世代周期。第三节、群落、概念生物

13、群落是指在一定时间内，居住在一定区域或生境 内的各种生物种群相互联系、相互影响的有规律的一 种结构单元。二、群落的基本特征1、具有一定的种类组成2、物种之间相互联系3、群落具有自己的内部环境4、具有一定的结构5、具有一定的动态特征6、具有一定的分布范围7、具有边界特征或边缘效应8、各物种不具有同等的重要性三、群落结构1、垂直结构不同物种由于遗传特性与对光、温度、养分、水分的 要求不同，而处于群落的不同高度上，群落的这种垂 直分化就形成了群落的层次，称为群落的垂直成层现 象。每一层次由同一生活型的植物组成，是群落结构 的基本单元。成层现象保证了生物群落在单位空间中 更充分地利用自然条件。2、水平

14、结构由于生态因子分布的不均匀性、群落内部环境不一致 性、种间的相互作用与植物种类本身的生态生物学特 点，导致在一个群落的某一地点，植物的分布是不均 匀的，在群落内部不同地点形成各自的小型组合，群 落内部的这种小型组合称为小群落。各个小群落具有 一定的种类成分和生活型组成，它们的生产力和外貌 特征也不相同，在群落内部形成了不同的斑块，这种 现象称为群落的镶嵌性。3、群落交错带这是相邻群落的过渡带。发育较好的群落交错带，其 生物可以包括相邻群落的共有物种，以与群落交错区 特有的物种一一边缘种。这种在群落交错区内，单位 面积内的生物种类和种群密度较之相邻群落有所增加 的现象称边缘效应。四、群落演替1

15、、概念群落演替是指群落经过一定历史发展时期，由一种类 型转变为另一种类型的顺序过程，或者说在一定区域 内一个群落被另一个群落所替代的过程。群落演替可 分为原生演替和次生演替。原生演替是在原生裸地（此 前从无生物定居，无种子或孢子）上的演替，如在沙 丘、火山岩上的演替。次生演替是在原先有其他生物 定居过，因植被遭受毁灭性破坏所形成的次行裸地（有 机物质丰富、土壤层厚并遗留有少量的生物遗体、种 子或抱子等）上进行的演替。2、群落演替过程（在裸地上）（1）侵移。植物生活的繁殖结构进入裸地，或进入以 前不存在这个物种的一个生境的过程。（2）定居。传播体的生长、发育和繁殖的过程。这种 适应能力较强，能够

16、在新环境定居的物种称先锋植物（如地衣）。这时物种数目少，种群密度低，互不干扰。（3）竞争。随物种数量增加，密度加大，出现了激烈 的种间竞争，有的物种定居下来，有的物种被排斥。 获得优势的物种得到发展，从不同角度利用和共摊资 源。通过竞争，达到相对平衡，发展到顶极群落。顶极群落学说经一系列的演替阶段，最后达到与该地区环境条件相 适应的相对稳定的生物群落，叫做顶极群落。单顶极学说。美国生态学家克里门茨认为在一个气候 区域内，只有一个与当地气候相适应的顶极群落，即 气候顶极群落。只有气候才是演替的决定因素。多元顶极学说。英国的坦斯列认为一个气候区域内， 可以由几种不同类型的顶极群落（如气候顶极、土壤

17、 顶极、地形顶极、动物顶极等）镶嵌而成。顶极群落 可由各种因素决定。第四节、生态系统（一）概念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。（二）生态系统的结构生态系统的结构包括空间结构（见群落的空间结构） 和营养结构等。生物之间通过营养关系起来的结构称营养结构，包括 食物链和食物网，是物质、能量、信息流通的主要渠 道。食物链中的每一环节称为营养级。由于生物的杂 食性，生态系统中的多条食物链相互交错，形成食物 网。（三）生态系统的能量流动系

18、统中各种绿色植物和光合细菌把太阳辐射能量转变 为化学能，把无机物转化为有机物的生产叫初级生产。 系统中各动物和微生物利用初级生产的产品进行的生 产称次级生产。单位时间、单位面积（或体积）内初 级生产者和次级生产者所合成的有机物质总量，称总 生产量。总生产量除去呼吸消耗（呼吸量）以外的部 分称净生产量。在一条食物链中，能量总是沿着食物链从低营养级向 高营养级逐级单向流动，不循环。在流动过程中，由 于生产者和各级消费者的呼吸量、各级消费者的未利 用物质和粪尿量的损失是相当大的，所以能量流动是 逐级递减的，在相邻两个营养级之间的传递效率大约 是10%-20%。因此一般地说，一条食物链的营养级不 超过

19、5个。能量传递的十分之一定律是美国生态学家研究发现 的，营养级之间的能量转化大约1/10转移到下一个营 养级，组成生物量；9/10被消耗。（四）生态金字塔生态金字塔是指由于能量每经过一个营养级时被净同 化的部分要大大少于前一营养级，当营养级由低到高， 其生物个体数目、生物量和所含能量就呈塔形分布。生态金字塔可分为数量金字塔、生物量金字塔和能量 金字塔。（五）生物地球化学循环.基本概念在物质循环中物质被暂时固定、贮存的场所称为库， 其中库存容量大、滞留时间长、物质交换慢的为贮存 库，如大气库；库容小、滞留时间短、物质交换快的 称交换库，如植物库。生态系统中生物不断进行新陈代谢的过程中，体内来 自

20、环境中的元素或难分解化合物的浓缩系数不断增加 的现象称生物积累，如牡蛎能从海水中大量积累铜， 地衣积累铅。生物浓缩指生态系统中同一营养阶层上 的许多生物种群或个体，从周围环境中蓄积某种元素 或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓度超过环 境中的浓度现象。生物放大作用（生物富集作用）是指该生态系统的食 物链上，某种元素或难分解化合物在生物机体中浓度 随着营养级的提高而逐步增大的现象。生态系统之间矿物元素的输入和输出以与它们在大气 圈、水圈、岩石圈之间以与生物之间的流动和交换称 为生物地球化学循环。生物地化循环包括水循环、气 相型循环（如碳、氧、氮循环）和沉积型循环（如磷、 钾、硫循环）。.水循环

21、.碳循环通过碳循环的各种作用维持碳的平衡，由于森林的破 坏和大量化石燃烧，使大气中CO2含量上升。二氧化 碳对太阳的短波辐射无阻挡，但对地面长波辐射产生 吸收和散射作用，导致地面温度升高，全球气候变暖， 称为“温室效应”。结果会使干旱加剧，海平面上升等。.氮循环（1）固氮作用是指将大气中的氮固定并还原成硝酸盐 和氨的过程，包括高能固氮、生物固氮和工业固氮。生物固氮一般认为是N2分裂成两个氮原子，氮原子 再与氢结合成氨的过程。固氮的生物包括自生固氮生 物（如固氮菌属、巴氏固氮棱状芽抱杆菌等能独立固 氮的微生物）和共生固氮生物（固氮菌侵入豆科等寄 主植物形成根瘤）。蓝绿藻也能固氮。（2）氨化作用是将蛋白质、氨基酸、尿素与其他含氮 化合物转变为氨和氨化物的过程。由腐败的细菌和真 菌完成。（3）硝化作用是指将氨化物和氨转变成硝酸盐、亚硝 酸盐的过程。由硝酸盐细菌和亚硝酸盐细菌来完成。（4）反硝化作用是将