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生态学
2020-06-07 | 阅:  转:  |  分享 
  
1生态学1866年德国动物学家海克尔首次定义生态学,他强调生态学实是研究生物在其生活过程中与环境的关系,尤指动物有机体与其他动植物之间的
互惠和敌对关系。发展时期:生态学的萌芽时期(公元前16世纪)研究内容:自然现象观察、淳朴的生态观生态学的建立时期(公元17
-19世纪)研究内容:生物的多度、分布规律,动物的种群研究生态学巩固时期(20世纪初至50年代)研究内容:生态学理论体系、
植物群落研究、不同学派现代生态学时期(20世纪60年代至现在)研究内容:关心人类和整个生物圈的健康与发展,向微观和宏观两个方向
上扩展,更加综合、统生态学四大学派代表人物:①北欧学派:以注重群落结构分析为特点。代表人物:G.E.DuRietz②法瑞学派:强
调植物群落调查和群落分析,注重群落生态外貌,强调特征种的作用。代表人物是J.Braum-Blanquet③英美学派:代表人物是美国
的F.E.Clements和英国的A.G.Tansley重视群落与环境的关系,尤其强调群落演替的研究,以动态和数量生态为特点。
④俄国学派(前苏联学派):重视群落研究与土壤的结合。代表人物:B.H.Cykayeb1.3.1根据研究对象的组织水平划分?
分子生态学个体生态学?种群生态学群落生态学?生态系统生态学景观生态学
?区域生态学全球生态学群落生态学:生态学的一个分支,不是以一种生物作为对象,而是把群落作为研究对象。个
体生态学:以个体生物为研究对象,研究个体生物与环境之关系。个体生态学研究的主要目:?阐明生物体的生理生态机理,提高人对动物栖息环境
及生存条件的控制能力。1生态学认识问题的角度2生态学认识问题的方式方法论:科学思维的逻辑结构:1观察→预测→假设
→检验2模型:模型是对现实系统的结构与功能的物理或抽象的描述。3生态模型:描述和预测生态系统行为。3生态学研究的基本方法野外
研究:优点:直接观察,获得自然状态下的资料;缺点:不易重复。实验研究:优点:条件控制严格,对结果的分析比较可靠,重复性强,是分析因
关系的一种有用的补充手段;缺点:实验条件往往与野外自然状态下的条件有区别。数学模型研究:优点:高度抽象,可研究真实情况下不能解决的
问题;缺点:与客观实际距离甚远,若应用不当,易产生错误。1环境: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、间接影响该生
物体或生物群体生存的一切事物的总和;由许多环境要素构成,这些环境要素称环境因子。环境因子特征:可分为条件和资源二类,不可消耗的称
条件,可被消耗的称资源。2生态因子: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。生态因子的类型根据有无生
命特征通常分为:非生物因子和生物因子两大类。1生物因子包括有机体(同种和异种)。2非生物因子包括温度、光、湿度、pH、氧气等。
生态因子的类型根据性质:1气候因子2土壤因子3地形因子4生物因子5人为因子生态因子作用的一般特征:1因子的多样性和对生物起作用的综
合性:生态因子间相互联系、相互影响、相互制约2主导因子作用:生态因子的非等价3直接和间接作用:-直接因子:直接对生物发生影响的生
态因子-间接因子:通过影响直接因子而对生物发生影响生态因子4阶段性作用:生物发育的不同阶段,需要不同。不可替代性和相互补偿性:
生态因子间不可替代,但在一定程度上可以补偿限制因子:生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用,其中限制生物的生存和繁殖的关键
性因子就是限制因子。生物对生态因子耐受限度的调整:1驯化2内稳态3适应植物对光照强度的适应类型:阳性植物阴性植物中性植物温
度对生物的作用1温度与生物生长: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,即三基点温度;2温度与
生物发育:温度与生物发育最普遍的规律是有效积温。3温度与生物的繁殖和遗传性:植物春化,动物繁殖的早迟。4温度与生物分布:许多物种
的分布范围与温度区相关。低温对生物的影响:当温度低于临界(下限)温度,生物便会因低温而寒害和冻害。冻害原因:冰结晶使原生质破裂
损坏胞内和胞间的微细结构;溶剂水结冰,电解质浓度改变,引起细胞渗透压变化,导致蛋白质变性;脱水使蛋白质沉淀;代谢失调。高温对生物的
影响:当温度超过临界(上限)温度,对生物产生有害作用,如蛋白质变性、酶失活、破坏水份平衡、氧供应不足、神经系统麻痹等。植物对低温
的适应1形态适应:表现在芽及叶片常有油脂类物质保护,芽具有鳞片,器官的表面有蜡粉和密毛,树皮有较发达的木栓组织,植株矮小,常呈匍匐
、垫状或莲座状;2生理适应:低温环境的植物减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素来降低植物的冰点,增加抗寒能力。如鹿蹄草通
过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液来降低冰点,可使结冰温度下降到-31度。3行为适应:通过休眠来增加抗寒能力。动物对低温的适应1生理
适应:增加体内产热量来增强御寒能力和保持恒定的体温;在低温环境下减少身体散热的另一种适应为大大降低身体终端部位的温度。2行为适应休
眠和迁徙生物对高温的适应1形态上的适应--植物:密毛、鳞片滤光;体色反光;叶缘向上或暂时折叠,减少辐射伤害;干和茎具厚的木栓层,绝
热。动物:体形变小,外露部分增大;腿长将体抬离地面;背部具厚的脂肪隔热层。2生理上的适应--植物:降低细胞含水量,增加糖或盐浓度,
减缓代谢率;蒸腾作用旺盛,降低体温;反射红外光。动物:放宽恒温范围;贮存热量,减少内外温差。3行为上的适应--植物:关闭气孔。动物
:休眠,穴居,昼伏夜出等。高温限制生物分布的原因:主要是破坏生物体内的代谢过程和光合呼吸平衡;并且植物因得不到必要的低温刺激而
不能完成发育阶段。低温对生物分布的原因:对植物和变温动物来说,决定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就是低温。水因子的生态作
用1是生物生存的重要条件。2对动植物生长发育的影响。3对动植物数量和分布的影响。水对植物生长发育的影响:水分对植物生长有最低、最适
和最高值3基点。水对动物生长发育的影响:水分不足时,引起动物的滞育和休眠;许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关。降水状况:由于地
理纬度、海陆位置、海拔高度不同所造成。降水通过降水量、降水时间和降水强度三个方面来影响生物。对植被的分布:我国从东南到西北可分为
3个等雨量区,因而植被类型也分为3个区:湿润森林区、干旱草原区和荒漠区。植物对水的适应根据生长环境水的深浅水生植物可分成:沉水植
物(金鱼藻、黑藻)浮水植物(浮萍、睡莲)挺水植物(荷花芦苇)按照对水分的需要量及耐旱程度可分为:湿生(水稻、秋海棠)、中生和旱
生植物.动物对水的适应动物按栖息地也可以分:水生和陆生两类。水生动物:主要通过调节体内的渗透压来维持与环境的水分平衡。陆生动物:动
物对水因子的适应与植物不同之处在于动物有活动能力,动物可以通过迁移等多种行为途径来主动避开不良的水分环境。形态结构:昆虫具有几丁质
的体壁,防止水分的过量蒸发;两栖类动物体表分泌粘液以保持湿润;哺乳动物有皮质腺和毛,防止体内水分过多蒸发。行为适应:沙漠动物昼伏夜
出。沙漠地区夏季昼夜地表温度相差很大,因此地面和地下的相对湿度和蒸发力相差很大。在水分和食物不足时,迁移到别处。生理的适应:如骆驼
,胃可储水,储藏丰富的脂肪,在消耗过程中产生大量的水分;血液中具有特殊的脂肪和蛋白质,不易脱水。土壤的生态学意义为陆生植物提供基底
,为土壤生物提供栖息场所;提供生物生活所必须遥矿质元素为水分;提供植物生长所需的水热肥气;维持丰富的土壤生物区系;生态系统的许多很
重要的生态过程都是在土壤中进行。生态型:指同种生物的不同个体群,长期生存在不同的生态环境和人工培育条件下,发生趋异适应,并经自然和
人工选择而分化形成的生态、形态和生理特性不同的基因型类群。生活型:不同种生物,由于长期生存在相同的自然生态和人为培育环境条件下,发
生趋同适应,并自然和人工选择而,具有类似生态、形态和生理特性物种类群。种群(population)是在一定的时间内,占据特定空间的
同种生物个体的总和。种群的主要特征:数量特征种群参数变化是种群动态的重要体现。空间特征组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局
,称为种群的内分布型。遗传特征种群具有一定的遗传组成,是一个基因库。种群的群体特征:种群数量:密度、原始密度、生态密度种群初级参数
:①出生率(生理出生率–最大出生率、生态出生率–实际出生率②死亡率(生理死亡率–最小死亡率、生态死亡率–实际出生率③迁入和迁
出率次级种群参数:性比、年龄分布、种群增长率、分布型种群参数的一些基本概念原始密度:单位空间内个体的数量(或生物量)。生态密度:
指单位栖息生物实际占有空间内的个体数量(或生物量)。生理出生率:种群在理想条件下所能达到的最大出生数量,又称最大出生率。生态出生率
:一定时期内,种群在特定条件下实际繁殖的个体数量,它受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期长短、以及环境条件、
营养状况和种群密度等因素影响,又称实际出生率(realizednatality)。生理死亡率:最适条件下,所有个体都因衰老而死,
这种死亡率称生理死亡率,又称最小死亡率生态死亡率:一定条件下,种群实际的死亡率,又称实际出生率种群生态学:就是以生物种群及其环境为
研究对象,研究这些群体的属性,包括种群的基本特征、种群的统计特征、数量动态及调节规律、种群内个体分布及种内、种间关系。影响种群密度
因素:1环境中可利用的物质和能量有多少。2种群对物质能量利用率的高低。。3生物种群营养级高低。4种群的本身生物学特征。种群的空间分
布三种格局:1集群分布,2随机分布,3均匀分布生命表:是直接展示种群内个体死亡和存活过程的一览表生态入侵:由于人类有意识或无意识地
把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区,该生物种群不断扩大,分布区逐步稳步地扩展,这中过程称为生态入侵。群落:指在特定空间或特定
环境下,具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用,具有一定的外貌及结构,包括形态结构与营养结构,并具特定的功能的生物
集合体。群落的基本特征:1具有一定的外貌:2具有一定的种类组成:落的二个条件)。3具有一定的结构:4形成群落环境:5不同物种之间的
相互影响:6一定的动态特征:7一定的分布范围:群落的结构要素:1生活型2叶片大小、性质及叶面积指数3层片4同资源种团5生态位生活型
:不同种生物,由于长期生存在相同的自然和人为培育环境条件下,发生趋同适应,并经自然选择和人工选择后形成的具有类似形态、生理和生态特
性的物种类群,称为生活型。生态位--是指生物在完成其正常生活周期时所表现出来的对环境综合适应的特征,是一个生物在群落和生态系统中的
功能和地位。分层:A草被层;B灌木层;C下木层;D林冠层植被的镶嵌性的主要决定因素:气候影响:微气候、径流土壤影响:营养物质、土
壤质地、地形特点植物影响:他感作用、遮荫作用、繁殖特点动物影响:喜食情况、种子散布、食物贮藏、排泄物、践踏、挖洞决定群落外貌因素:
1植物的生活型2组成物种3植物的季相4植物的生活期演替:生态系统中生物群落随着时间的推移一些物种消失,另一些物种侵入,出现生物群落
及其环境向着一定方向有顺序的发展变化过程。2、演替的特征群落演替是有一定的方向,具有一定规律的,随时间而变化的有序的过程;演替是生
物与环境反复相互作用,发生在时间和空间上的不可逆变化;物理环境一定程度上决定着演替的类型、方向和速度,但演替是群落本身所控制的;当
群落演替到与环境处于平衡状态时,演替就不再进行,以相对稳定的群落为发展顶点。水生演替阶段:浮游植物沉水植物浮叶根生植物
直立水生植物湿生植物旱生植物旱生演替阶段:1地衣群落阶段2苔藓群落阶段3草本群落阶段4木本群落阶段1影响群落演替的因素
:1非生物因素2生物因素3人为因素非生物因素:1气候顶极2土壤顶极3地形顶极4火烧顶极5洪涝生物因素:1群落内物种的生命活动2植
物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性3种内和种间的关系:动物顶极人为因素:逆行演替:在不利的自然因素和人为因素(如污染和过牧)干扰下
,生物群落的演替也可以向反方向进行,使群落逐渐退化,使群落的结构简单化和群落生产力下降。偏途演替:人为因素影响下,群落演替按照不同
于自然发展的道路进行,这种演替称为偏途演替。单元顶级群落:在同一气候区内,只能有一个顶级群落,而这个顶极群落的特征是由当地气候条件
决定的。群落结构:垂直结构水平结构时间结构层片结构群落成员组成:优势中和建群种亚优势种关键种伴生种偶见或罕见
种陆地群落分层:林冠层下木层灌木层草本层地被层生态系统概念:是指在一定的的时间和空间范围内,生物与生物、生物与非生
物环境之间通过物质循环、能量流动和信息传递相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。系统:就是由相互联系、相互作用的若干要素结
合而成的具有一定功能的整体。构成系统的条件:①由一些要素组成;②要素之间相互联系、相互作用、相互制约;③要素之间通过相互作用,产生
跟各个组成成分不同的新功能,即整体功能。系统基本特征系统组分的整体性:主要表现在各要素之间有一定的数量比例关系和空间排列关系;系统
结构的有序性:主要表现在系统的边界和系统的层次两个方面;系统功能的整合性:指系统的整体功能大于各组成部分功能之和。生态系统由那四部
分构成:初级生产者、消费者、分解者和非生物物质。生态系统三大功能:1物质循环2,能量流动,3信息传递.生态系统的结构:指生态系统中
组成成分及其在时间、空间上的分布和各组分间的能量、物质、信息流的方式和特点。生态系统包括三个方面,即物种结构、时空结构和营养结构
。1、物种结构:又称组分结构。是指生态系统中生物组分由哪些生物种群所组成,以及它们之间的量比关系。2、时空结构:生态系统中各生物种
群在空间上的配置和在时间上的分布,构成了生态系统形态结构上的特征。大多数自然生态系统的形态结构都具有水平空间上的镶嵌性、垂直空间上
的成层性和时间分布上的发展演替特征。3、营养结构:生态系统中的生产者、消费者、分解者三大功能类群以食物营养关系所组成的食物链、食
物网是生态系统的营养结构。它是生态系统中物质循环、能量流动和信息传递的主要路径。食物链(foodchain):生产者所固定的能
量和物质,通过一系列取食和被食的关系而在生态系统中传递,各种生物按其取食和被食关系而排列的链状顺序。食物网(foodweb):生
态系统中的食物链彼此交错连接,形成一个网状结构。草牧食物链(捕食食物链,):是以绿色植物为基础,从草食动物开始的食物链。腐生食物
链(碎食食物链):指以死有机物质为基础,从腐生物开始的食物链。生态能量递减原因:①各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级的
生物量,总有一部分会自然死亡和被分解者利用;②各营养级的同化率也不是百分之百的,总有一部分变成排泄物而留于环境中,为分解者生物所利
用;③各营养级生物要维持自身的生命活动,总要消耗一部分能量,这部分能量变成热能而耗散掉,这一点很重要。生态金子塔有哪三种:数量金子
塔能量金子塔生物量金子塔同化效率: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
。反馈机制:所谓反馈是指当生态系统中某一成分发生变化的时候,它必然会引起其它成分出现一系列的相应变化,这些变化最终又反过来影响
最初发生变化的那种成分的过程。多元重复补偿:是指在生态系统中,有两个或两个以上的组分具有相同或相近的功能,或者是处在相同或相近生态
位上的多个组成分,因外来干扰使其中一个或多个组分受到在破坏的情况下,另外的一个或几个组分可以在功能上予以补偿,从而保持系统的相对
稳定的过程。自然调控的类型:①程序调控②随动调控③最优调控④稳态调控初级生产量的测定方法:(一)收获量测定法(二)氧气测定法(三)
CO2测定法(四)放射性标记物质测定法(五)叶绿素测定法初级生产:自养生物的生产过程。初级生产量的限制因素:(一)陆地生态系统光
照条件、温度、水分条件、CO2、营养物质、捕食。(二)水域生态系统光照条件、营养物质、捕食次级生产过程:生产者通过光合作用合成复
杂的有机物质,使植物的生物量(包括个体数量和生长)增加;消费者摄食植物已经制造好的有机物质(包括直接的取食植物和间接的取食食草动物
和食肉动物),通过消化、吸收在合成为自身所需的有机物质,增加动物的生产量。分解意义:在建立和维持全球生态系统的动态平衡中,资源分解
的主要作用是,通过死亡物质的分解,使营养物质再循环,给生产者提供营养物质;维持大气中CO2浓度;稳定和提高土壤有机质的含量,为碎屑
食物链以后各级生物生产食物;改善土壤物理性状分解过程:1碎化2异化3淋溶(前两个为化学过程,后一个为物理)资源的物理、化学性
质影响分解速率:资源的物理性质包括表面特性和机械结构,资源的化学性质及随其化学组成而不同。化学成分影响分解速率:单糖>半纤维>纤维
素>木质素。C/N比影响分解速率的原因:温度高、湿度大的地带,有机质分解速率高,低温干燥地带,分解速率低。分解速度随纬度增高而降低
。生物地化循环可分为三大类型:水循环、气相型循环、沉积型循环生物进化循环:进化不等于负的退化。进化和退化的方向不。干扰:是然界的普
遍现象,就字面含义而言,是指平静的中断,正常过程的打扰或妨碍。生物圈,地球上全部生物,一切和适于生物圈栖息的场所,它包括岩圈上层,
和大气圈的下层。地球生态学研究生命系统和行星系,相互关系的科学。生态因子类型:人为因子,生物因子,地形因子,土壤因子,气候因子。生
态因子作用的一般特征:因子的多样性和生物做起作用的综合性,主导因子作用直接和间接作用,阶段性作用,不可代替性和互相补偿性。最小因子
定律:植物的生长取决于,处在最小量状态的食物量。谢尔福德的耐性定律:生物的生存与皇子是依赖于某种综合环境因子的存在,只要在其中一项
因子的量不足或过多,超过了某种生物的耐受限度,则该物种不能生存,甚至灭绝。内稳态通过形态行为和生理适应实现。生物与光的关系影响地表
太阳辐射的因素?大气圈太阳高度角,纬度和季度,海拔坡度和坡向。光质(光谱成分)低海拔高纬度长波光多,高海拔低纬度短波光多。夏季中午
短波光多,冬季早晚长波光多。日照时间夏季昼长夜短,冬季昼短夜长,纬度升高,变化加大,极昼有极夜。光照强度低海拔高纬度光照强度弱,高
海拔低纬度光照强度大。夏季,中午光照强度大,冬季早晚光照强度。光补偿点:当光合作用固定的二氧化碳,恰与呼吸作用释放的二氧化碳相等时
的光强。光宝饱和点:光合作用中随着光照强度的加大,净光合速率逐渐减慢,直到光和城物不再增加的光强。光照强度对生物的生长发育,和形态
建成的作用。黄化现象:一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄。适当密植有利于促进树木的高生长,而且密度过于
稀疏,导致春风光较强,促进侧枝生长。光周期现象植物和动物对作业长段,日变化和年变化的反应,。植物光周期的反应主要诱导画押的形成和开
始休眠。植物的光周期根据植物开发所需的日照长短,可区分为长日照短日照和中日照。趋同适应,:是指亲缘关系相当疏远的生物,由于长期生活
在相同或相似的环境下,通过变异选择和适应在形态生理发育以及,适应方式和途径等方面表现出相似性的现象。趋异适应的结果是使同一类型的生
物产生多样化占据,可适应不同的空间,减少竞争,充分利用环境资源。种群的波动??种群爆发或大发生具有不规则或周期性波动的生物都可以出
现,种群的爆发,小家鼠市场蝗潮。种群调节,当数量偏宜,平衡水平或上升或下降时,有一种是种群数量返回恢复平衡水平的作用,称为种群调节
。自动调节学说:主张自动调节学说的学者将研究焦点放在,动物种群内部,一?行为一调节,社群等级领域性,二??内分泌调节,种群数量上升
,使个体受的社群压力增加,内分泌改变,看抵抗力和生存率降低,三?遗传调节进化动力:自然选择和遗传,漂变,是两种进化的动力。物种形成
的方式一般分三类:一异域物种形成二领域物种形成???三同域物种形成。生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体,以及与此相关的各种生态过程的综合,包括动物植物微生物,他们所拥有的基因以及他们,与其生存环境形成的复杂的生态系统。物种多样性指标,是指一定区域内物种丰富,可称为区域业务中的多样性,是指生态学方面的物种分布的,均匀程度可称为生态多样性和群落,物种多样性。植物的生态类型:高位芽植物,地芽位植物,地面芽植物,隐芽植物,一年生植物。生活型谱按生态系统,可以确定植物群落中每一个植物所属的生活行,统计,每一个生活型中植物的数目,求百分率列成的表或绘制成的柱状图。边缘效应群落交错的生物种群,和种群密度增加的现象称为边缘效应。系统,就是由相互联系,相互作用的若干要素结合而成的具有一定功能的整体。系统的基本特征,系统组份的整体性系统结构的有序性,系统功能的整合性。生态效率指各种能流参数中的任何一个参数,在营养级之间或营养及内部的比值关系。自然调控的类型:程序调控,随动调控?,最优调控,稳态调控。能量流动特点,生态系统能量的流动是单方向的,能量,以光能的状态进入生态系统后,就不能在一光的形式存在,而是以热的形式不断的,逸散于环境中。地质大循环,指物质或元素经生物系的吸收作用,从环境进入生物有机体生物有机体,再以实体产品或排泄物形式,将物质或元素换回环境惊呼大自然圈的循环后在微生物利用的过程,特点,时间长,范围广,是闭合式循环。2
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(本文系采薇止兮首藏)