生态学00002Word下载.docx

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注重建群种与优势种，建立了一个植被等级分类系统，并注重植被生态、植被地理与植被制图工作，他们的工作以植物群落和植被为主，统称为“地植物学”。

（四）现代生态学时期：

现代生态学较传统生态学在研究层次、研究手段和研究范围上有所不同，1、研究层次上向宏观与微观两极发展：

它囊括了分子、基因、个体直至整个生物圈与全球。

2、研究手段的更新：

由于数学、物理、化学及技术科学的发展以及相关学科向生态学的渗透，在现代生态学研究中已广泛使用野外自计电子仪器（测量光合、呼吸、蒸腾、水分状况、叶面积、生物量及微环境等），同位素示踪、遥感与地理信息系统（用于时空现象的定量、定位与监测）。

此外，人们发现系统理论与系统分析是研究生态系统的有效工具，于是产生了系统生态学。

3、研究范围的扩展：

经典生态学以研究自然现象为主，而现代生态学则结合人类活动对生态过程的影响，从纯自然现象研究扩展到自然——经济——社会复合形统的研究。

特别是以人类生存环境为中心的生态学研究更显得突出。

第二章

环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。

按环境主体分，一种是以人为主体，另一种是以生物为主体；

按环境性质分，为自然环境，半自然环境，人工环境。

按环境范围大小分，为宇宙环境，地球环境，区域环境，微环境和内环境。

生态因子作用的一般特征：

1综合作用，2主导因子作用，3直接作用和间接作用，4阶段性作用，5不可代替性和补偿作用。

Shelford耐性定律一种生物能够存在与繁殖，，要依赖一种综合环境的全部因子的存在，只要其中一项因子的量（或质）不足或过多，超过了某种生物的耐性限度，则使该物种不能生存，甚至灭绝。

应该注意，生物的耐性限度会因发育时期，季节，环境条件的不同而变化，当一个种生长旺盛时，会提高对一些因子的耐性限度，相反，当遇到不利因子影响它的生长发育时，也会降低对其他因子的耐性限度。

每一个种对环境因子适应范围的大小即生态幅，主要决定各个种的遗传特性。

（物种的生态幅往往决定与它临界期的耐性）

内稳态即生物控制自身体内环境使保持相对稳定的机制，它能减少生物对外界条件的依赖性，从而大大提高生物对外界环境的适应能力。

内稳态是通过生理过程或行为的调整而实现的。

锻炼又称驯化，即生物对新环境的适应，驯化过程是生物体内酶系统的改变过程。

指示生物生物在与环境相互作用，协同进化的过程中，每个种都留下了深刻的环境烙印，因此常用生物作为指示者，反映环境的某些特征。

注意以下几点：

1、在浅水，探矿与土地资源评价中，植物群落与生态种组的指示作用往往比单一物种更可靠，2、用于环境污染监测时，要选择对干扰反应敏感，生态幅狭窄并且易于获得或易于栽培的一些种，3、预报农时或反映自然现象时，一定要注意指示生物的区域性，4、任何对象的指示生物，其本身应是健康的或生活力高的，并应该注意同一地区生物之间的相互作用。

光照度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和质量的增加有重要影响，光还促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例，黄化现象是光与形态建成的各种关系中的最极端的例子，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，只有在海洋表层的透光带内，植物的光合作用量才能大于呼吸量。

在透光带的下部，植物的光合作用量刚好与植物的呼吸消耗相平衡，这就是所谓的光补偿点。

在一定范围内，光合作用的效率与光照强度成正比，但是到达一定强度，也就饱和了倘诺继续增加光照度，光合效率不仅不会提高，反而可能下降，这就是所谓的光饱和点。

光合作用率和呼吸作用率两条线的交叉点就是所谓的光补偿点，在此处的光照度是植物开始生长和进行净生产所需要的最小光照度。

适于强光照地区生活的植物称为阳地植物，这类植物的光补偿点位置比较高，光合速率和代谢速率都比较高，适于弱光照地区生活的植物称为阴地植物，这类植物的光补偿点位置比较低其光合速率和呼吸速率都比较低。

光合作用的光谱范围只是可见光区（380～760nm），其中红、橙主要被叶绿素吸收，对叶绿素的形成有促进作用，蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素所吸收，我们将这部分的辐射称为生理有效辐射。

而绿光则很少被吸收利用，称为生理无效辐射。

实验表明，红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。

可见光对动物生殖﹑体色变化﹑迁徙﹑毛羽更换﹑生长和发育等都有影响。

紫外线有致死作用，波长360nm即开始有杀菌作用，在240～340nm的辐射条件下，可使细菌﹑真菌﹑线虫的卵和病毒等停止活动。

200～300nm的辐射下，杀菌力强，能杀灭空气中﹑水面和各种物体表面的微生物，﹑这对于抑制自然界的传染病病原体是极为重要的。

生长在高山的植物茎干粗短﹑叶面缩小﹑毛绒发达也是短波光较多所致。

植物的光周期：

根据日照长短的反应类型可把植物分为长日照植物和短日照植物。

长日照植物通常是在日照时间超过一定数值才开花，否则便只进行营养生长，不能形成花芽。

短日照植物通常是在日照时间短于一定数值才开花，否则只进行营养生殖而不开花，这类植物通常是在早春或深秋开花。

动物的光周期：

由于日照长短和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，鸟类在不同年份迁离某地和到达某地的时间都不会相差几日，如此严格的迁飞节律是任何其他因素都不能解释的，因为这些因素各年相差很大。

生物对极端温度的适应：

生活在高纬地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬地区的同类个体大。

因为个体大的动物，其单位体重散热量相对比较少，这就是贝格曼规律。

另外，恒温动物身体的突出部分如四肢﹑尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势，这也是减少散热的一种形态适应，这一适应常被称为阿伦规律。

温度与生物的地理分布：

在垂直分布上，长江流域及福建地区马尾松分布在海拔1000～1200m以下，在这个界限的上部被黄山松取代，此现象表明海拔1000～1200m是马尾松的低温界限，同时又是黄山松的高温界限。

一般的说，暖和的地区生物种类多，生物的总个数多；

反之，寒冷地区生物的种类较少，生物总个数也少。

变温与温周期现象

1变温与生物生长

植物的温周期现象主要表现：

（1）种子萌发期：

大多数植物在变温下发芽较好；

2生长期：

植物的生长往往要求温度因子有规律的昼夜变化的配合；

（2）变温与干物质积累

变温对于植物体内物质的转移和积累具有良好作用。

研究生物的季节性节律变化与环境季节变化关系的科学叫物候学

动植物的周期性节律变化及其准确性说明，生物体内存在巧妙的测时机制—生物钟

对生物钟生理机制理解有两个假设：

1内源说认为生物体本身存在定时器2外源说认为生物的节律性变化需要外界信号的诱导。

休眠指生物的潜伏，蛰伏或不活动状态，是低于不利环境的一种有效的生理机制。

进入休眠状态的动植物可以忍耐比其生物幅宽得多的环境条件。

水因子

根据植物对水分的需求量和依赖程度，可把植物划分为水生植物和陆生植物。

（区别：

①水生植物具有发达的通气组织，以保证各器官组织对氧的需要②机械组织不发达或退化，以增强植物的抗扭曲能力，适应水体流动）

水体特点：

弱光、缺氧、密度大、黏性高，温度变化平缓，以及能溶解各种无机盐类。

水生植物根据生长环境中水的深浅程度不同，可划分为沉水植物，浮水植物和挺水植物

陆生植物包括湿生、中生和旱生（能长期耐受干旱环境，具有发达的根系，和贮水组织）

动物按栖息地划分为水生（媒质是水）和陆生（媒质是大气）

渗透压调节可以限制体表对盐类和水的通透性，通过逆浓度梯度主动吸收或排出盐类及水分，改变所排出的尿和粪便的浓度与体积。

动物：

a、高渗淡水动物，一是使排除体外的盐分降低到最低限度，二是通过食物和鳃，从水中主动吸收盐类。

b、低渗海水动物，将尿液量减少到最低限度，提高尿液种中盐的浓度，同时鱼的鳃可以逆浓度梯度向外分泌盐类。

c、等渗动物，一是其体表对水分和盐类渗透性较低，有利于在浓度不同的海水和淡水中生活，二是一般都能进行渗透压调节，是体重和体液浓度恢复正常，三是通过提高排尿量来维持体内的水分平衡。

陆生动物对水因子的适应特征表现在：

1、形态结构上（均以各自不同的形态结构来适应环境湿度，保持生物体的水分平衡）2、行为的适应3、生理的适应

土壤因子

土壤是岩石圈表面能够生长植物的疏松表层,是陆生生物生活的基质,它提供生物生活所必须的矿质元素和水分,因而是生态系统中物质和能量交换的场所.同时是生态系统中生物部分和无机环境部分相互作用的产物.

土壤肥力:

土壤及时地满足植物对水/肥/气/热要求的能力.

根据植物对土壤酸度的反应,可以把植物分为酸性土/中性土/碱性土植物生态类型.

根据植物对土壤中矿质盐类的反应,可把植物分为钙质土植物和嫌钙植物.

根据植物对土壤含盐量的反应,分为盐土和碱土植物.

盐碱土是盐土碱土及各种盐化碱化土的统称.

土壤碱化过程:

土壤胶体中吸附有相当数量的交换性钠,一般交换性钠占交换性阳离子总量20%以上的土壤称碱土.

盐土对植物的生长发育的不利影响表现在:

引起植物的生理干旱.伤害植物组织.引起细胞中毒.影响植物正常营养.在高浓度盐类作用下,气孔保卫细胞的淀粉形成过程受到妨碍,气孔不能关闭,即使在干旱期也是如此,因此职务容易干旱枯萎.

盐土植物形态表现:

植物体干而硬.叶子不发达.蒸腾表面强烈缩小,气孔下陷.表皮具有厚的外壁,常具灰白色绒毛.

盐土植物据对过量盐类的适应特点不同,分为:

聚盐性植物.泌盐性植物.不透盐性植物.

种群

物种是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。

种的分化是生物对对环境异质性的适应结果，有是适应环境的产物。

种的性状可分两类：

基因型和表现型。

前者是种的遗传本质，即生物性状表现所必须具备的内在因素；

后者为与环境结合后实际表现出的可见性状。

可塑性一个物种的性状随环境条件而的程度称作该种的可塑性。

遗传性变异来自基因型的改变，主要是通过“突变”与基因的重组实现，这类变异是可以遗传的，称为遗传性变异。

一个物种内的所有个体，存在着各种各样的变异，并非完全同质。

种群是一定空间中的同种个体的组合。

是同种个体通过种内关系组成的一个统一体或系统。

是物种在自然轻易界存在的基本单位。

又是生物群落和生态系统的基本组成单位，是种间关系的基本单位，是生物资源开发利用的对象。

自然种群的特征：

①数量特征②空间特征③遗传特征

渐变群表型特征或等位基因频率逐渐改变的种群叫做渐变群。

种群生态学是研究种群动态、特征及其生态规律的科学。

种群动态是种群生态学的核心问题，包括①种群数量或密度②种群的分布③种群数量变动和扩散迁移④种群调节。

研究种群动态规律，首先要进行种群的数量统计。

有限范围内的种群，数量统计最常用的是样方法，样方必须具有代表性。

具体统计方法大体分为绝对密度统计和相对密度统计两类。

单体生物由受精卵发育而来。

对不断移动位置的动物应用标志重捕法。

构件生物是有一个合子发育成的一套构件组成的个体。

对构件生物的数量统计应从①合子产生的个体数②组成每个个体的构件数，其中研究构件的数量更为重要。

种群具有个体所不具有的各种特征，这些特征称为统计指标，分为①种群密度②刺激种群参数，包括出生率、死亡率、迁入和迁出③次级种群参数，包括性比，年龄结构和种群增长率等。

种群的年龄椎体可分为增长型种群、稳定型种群、下降型种群。

性比是种群中雄性个体和雌性个体数目的比例。

哺乳动物受精卵的雌雄比大致是50：

50，叫做第一性比，幼体成长到个体性成熟这段叫第二性比，以后还会有充分成熟的个体性比，叫第三性比。

生命表是一种有用的工具，其中x为年龄的分段；

nx为x开始时的存活数；

lx为x期开始时的存货率；

dx为从x到x+1的死亡数；

qx从x到x+1的死亡率；

ex为x期开始时的生命期望或平均余年。

实质是描述种群生死过程的一种有用的图表模式。

可从生命表中获得①存活曲线（可分三类，Ⅰ型-曲线凸形，Ⅱ型-曲线呈对角线，Ⅲ型-曲线凹形）②死亡率曲线③生命期望

生命表分为动态生命表和静态生命表。

净生殖率=存活率x死亡率，并累加

R0世代净生殖率kx年龄组死亡率的指标

种群增长率r=lnR0/T

在人为的“不受限制”的条件下，就能观察到种群的内禀增长率

种群连续增长模型Nt=N0ert

逻辑斯蒂增长模型的重要意义是:

①它是许多两个相互作用的种群增长模型的基础②它也是渔捞、林业、农业等实践领域中，确定最大持续产量的主要模型③模型中两个参数r、K，已成为生物进化对策略理论中的重要概念。

种群增长可分为J型和S型

季节消长，计年内变动。

赤潮是指水中一些浮游生物爆发性增值引起水色异常的现象，主要发生在静海，又称红潮。

主要成因：

有机污染，氮、磷等营养物过多形成富营养化

危害：

①藻类死体被微生物分解，消耗尽水中溶氧，鱼贝等窒息而死②有些赤潮生物产生毒素，杀害鱼贝，甚至离海岸64km的人有时会受到由风带来毒素的危害，造成呼吸和皮肤的不适。

种群平衡指种群较长期的维持在几乎同一水平上。

生态入侵指有与人类有意思无意识的把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大，分布区逐步稳定的扩展的过程。

种群的空间格局分为均匀型S2/m=0（由于种群个体间的竞争），随机型S2/m=1（在种群领域中各点出现的机会相等）和成群分布S2/m显著>

1（最常见的是内分布型，由于①环境资源分布不均匀，富饶与贫乏相嵌②植物种子的传播方式使其以母株为扩展中心③动物的社会行为使其结合成群）

内分布型检验指标即方差/平均数比率S2/m

格局规模：

丛块的大小以及丛块占调查面积的比例

格局强度：

丛块间的相对密度差或丛块内与间隙的相对密度差

格局纹理：

丛块间空隙的大小则反应了纹理的粗细，丛块大且相隔远，称为纹理粗糙，反之则称为丛块细密

种群空间格局研究是静态研究。

比较适用于植物、定居或不大活动的动物，也适用于测量鼠穴、鸟巢等栖居所的空间分布。

植物构件的空间排列，可以称为建筑学结构。

它是决定植物个体与环境相互关系的多层次的等级结构系统。

特征：

主要视分支的角度，节间的长度和芽的死亡、休眠和产生新芽的概率。

气候学派：

已昆虫为研究对象，认为种群参数受天气条件强烈影响。

强调种群数量的变动，否定稳定性。

生物学派：

主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决定作用。

自动调节学说：

包括行为调节（认为动物社群行为时调节种群的一种机制），内分泌调节，遗传调节

自动调节学说特点：

①种内成员具有异质性，异质性可能表现在行为上、生理特征上或遗传性质上。

②种群密度的变化影响了种类成员、是出生率、死亡率等种群参数变化③种群调节是物种的一种适应性反应，它经自然选择，带来进化上的利益。

生活史的概念：

生物都具有出生、生长、分化、繁殖、衰老和死亡的过程。

一个生物从出生到死亡所经历的全部过程称为生活史或生活周期。

它由遗传物质所决定，一般是不能改变的，但受外界条件的影响，在一定范围内某些形状具有可塑性。

此外，生活史的一些遗传特性常为另一些遗传特性所制约。

个体大小：

它指有机体最明显的表面形状，不但在不同类群间大小各异，即使在同一总群的不同个体之间，个体大小都有或大或小的变化，特别在生物构件中更是显而易见。

它随着物种个体的增大具有寿命增长的趋势。

从发展的角度看，个体大小的物种由于寿命短，世代更新快，每个世代有更多的双亲结合，从而产生更多的遗传异质性后代，增大生态适应幅度，是进化速度更快。

生长的含义：

1、为生物体生物物质的增加2、生物细胞数量的增加

发育：

伴随着生长过程，生物体的结构和功能从简单到复杂，从幼体形成一个与亲代相似的性成熟的个体，这个总的转变过程。

S型生长曲线:

它的数学关系式称为逻辑斯谛方程。

曲线分为三个部分1.停滞期，这是生物体的准备生长期，概括起来可能受以下因素影响：

幼株个体小，分裂细胞少，器官尚未完全形成，获取营养的能力较小，生长的环境条件尚未达到最适时期2、指数期，这是生物的真正生长期，生长的内外因素都达到最有利状态3、静止期，当越来越多的细胞开始死亡，细胞分裂乃至组织和器官的形成越来越慢，最终达到平衡，呈静止状态。

生长的测度可以用有机体的质量、面积或体积。

在个体生长中，可以用生物体的绝对测度和相对测度来分析。

异速生长：

指生物体各部分器官的不均匀和不成比例的生长。

繁殖：

指有机体生产出与自己相似后代的现象。

它包括营养繁殖、孢子生殖、和有性生殖，有时把营养繁殖和孢子生殖称为无性生殖。

无性生殖不经过复杂的有性过程和胚胎发育阶段，它的子代来自同一基因型的亲体，因而在扩展性、繁殖速度与繁殖潜力上比有性生殖更具优势。

植物的扩散：

可动性是繁殖体对扩散的适应性，它决定于繁殖体自身的重量、大小、体积、有无特殊的构造。

动物的扩散：

它的三种形式：

1、迁出2、迁移分为外因性迁移和内因性迁移。

其中外因性迁移又分为周期性迁移和非周期性迁移。

动物的扩散的生物学与生态学意义:

1、可以使种群内和种群间的个体得以交换，防止长期近亲繁殖而产生的不良后果2、可以补充或维持在正常分布区以外的暂时性分布区域的种群数量3、扩大种群的分布区。

繁殖价值：

指在相同时间内特定年龄个体相对于新生个体的潜在繁殖贡献，包括现时繁殖价值或当年繁殖价值和剩余繁殖价值。

亲本投资：

指有机体在产生子代，以及抚育和管护子代时所消耗的能量、时间和资源量。

权衡有机体适应性的两个基本要素：

繁殖和生存。

CODY的分配原理：

如果增加某一生命环节的能量分配，就必然要以减少

其他环节能量分配为代价。

繁殖成本：

指有机体在繁殖后代时对能量或资源的所有消费。

能量分配在运动和繁殖两个生命环节间得与失的证据：

1、繁殖和生长的关系很容易通过植物得到证据，如有性生殖对温带森林树种年生长量的影响，可以用种子生产量与相应年轮宽度的比较来确定，山毛榉可在一次种子丰年以后，至少连续两年减少木材生长2、繁殖与存活的关系在动植物中都容易实验观察。

如在不同年龄级雌性红鹿中，哺乳期雌鹿总是比同年龄待生育的雌鹿有较高的死亡危险。

一次繁殖生物：

只繁殖一次即死亡的生物。

多次繁殖生物：

一生中能够繁殖多次的生物。

繁殖格局:

是自然选择的结果，不同生境条件下常拥有不同繁殖格局类型的植物。

生活年限与繁殖：

生物学上习惯用年表达生物在整个生活史所经历的时间，把植物划分为一年生植物、二年生植物和多年生植物和多年生植物；

把动物按类群分别划分为短命型、中等寿命型和长寿型，用以表征各组存活时间的相对长短。

有机体的生活年限或寿命既具有遗传性，也具有较大的生态可塑性，通常称前者为生理寿命，后者为实际寿命或生态寿命。

r-选择和K-选择:

有利于发展较大的r值的选择称为r-选择，有利于竞争能力增加的选择称为K-选择。

从物种适应性出发，进一步把r-选择物种称为r-策略者，K-选择的物种称为K-策略者。

r-策略者是新生境的开拓者，但存活要靠机会，所以他们又是机会主义者；

而K-策略者是稳定环境的维护者，又是保守主义者，当生存环境发生灾变时很难迅速恢复，如再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。

英国生态学家T.Southwood（1976），P.M.Gadgil和O.Solbrig（1972）所理解的，生物界的种类存在着“r-K策略连续统”。

r-选择和K-选择以及相关特征

r-选择

K-选择

气候

多变，不确定，难以预测

稳定，较确定，可预测

死亡

具灾变性，无规律

非密度制约

比较有规律

密度制约

存活

幼体存活率低

幼体存活率高

数量

时间上变动大，不稳定

远远低于环境承载力

时间上稳定

通常临近K值

种内、种间竞争

多变，通常不紧张

经常保持紧张

选择倾向

发育快、增长力高、提前生育、体型小、一次繁殖

1发育缓慢2竞争力高3延迟生育4体型大5多次繁殖

寿命

短，通常少于一年

长，通常大于一年

最终结果

高繁殖力

高存活力

物种不同生活史的差异：

1、繁殖体的数目和大小2、平均寿命3、存活曲线形式（即特定年龄死亡率）4、开始生殖的年龄5、特定年龄生育力或结实力（即一次生殖抑或多次生殖，个年龄产生的子裔数）。

生活史的这些特征构成有机体的生活史式样。

选择受精：

指具有特定遗传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。

它主要表现为生理生化和遗传上的特征，包括自交不亲和性、远缘杂交不亲和性、多个花粉精核见竞争等现象。

动物的性选择：

以异性的外表和行为作为选择依据，那些在婚配中适宜于表达给异性的特征，容易通过世代遗传而加强，所以在性选择的压力下，特别是在装饰、色泽、求偶行为等方面，通常形成明显的雌雄二形现象。

自然选择所赋予雌鸟的谨慎择偶的本能：

雌鸟经精心选择那些携带最好基因型的雄性个体交配来获得高质量的后代。

求偶给饵：

指在婚配前的求偶期间，雄性要给雌性采集饵料，作为礼物向雌性献殷勤。

雌性不选择近亲交配的原因：

近亲交配会带来后代生存力和繁殖的衰退现象，而杂种具有诸多优势，所以对于雌性来说，最不适合的遗传因子莫过于近亲同伴的遗传因子。

雌性优先选择奇异的雄性，不仅这样的个体具有优质的基因，而且可以在很大程度上起到避免近亲交配的作用，而且有些动物的雌性就具有识别近亲异性的能力。

雌性选择的目的：

生产出健康优质的后代和提高繁殖成效。

种内关系：

存在于各个生物种群内部的个体与个体之间的关系。

种间关系：

生活于同一生境中的所有不同物种之间的关系

生物种内关系包括密度效应，动植物性行动，领域性和社会等级等

生物的种间关系多种多样，最主要的有9种相互作用类型，可概括为两类，即正相互作用与负相互作用。

关系类型

关系特点

竞争（-，-）

彼此互相抑制

捕食（+，-）

种群A杀死或者吃掉种群B一些个体

寄生（+,-）