生态因子作用的一般特征

四、问答：1.生态因子作用的一般特征？综合性:如气候的作用非等价性（主导因子作用）:塜雉孵卵的温度控制；渔业高密度养殖增氧直接性和间接性：食物，降水限定性（因子作用的阶段性）：中华绒螯蟹的孵化生态因子的不可替代性和互补性：水体内的钙和锶2.光强对植物的影响？光强对植物的生长和形态结构的建成有重要作用；光强对植物发育的影响；光强对果品的品质具有良好作用。3.生物的光周期现象。光周期现象(photoperiodism)：Garner等人(1920)发现明相暗相的交替与长短对植物的开花结实有很大的影响。这种植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应，称光周期现象。植物光周期现象—对繁殖(开花)的影响：区分为长日照植物和短日照植物。长日照植物(long-dayplants)和短日照植物(short-dayplants)：日照超过一定数值才开花的植物称长日照植物；短日照短于一定数值才开花的植物称短日照植物，一般需要较长的黑暗才能开花。前者如小麦、油菜，后者如苍耳、水稻。动物光周期现象—对鸟类等迁徙影响；对繁殖的影响：区分为长日照动物和短日照动物。长日照动物(long-dayanimals)和短日照动物(short-dayanimals)：在温带和高纬度地区许多鸟兽在春夏之际白昼逐渐延长的季节繁殖后代，称长日照动物；与些相反，一些动物只有在白昼逐步缩短的秋冬之际才开始性腺发育和进行繁殖，称短日照动物。前者如雪貂、野兔、刺猬；后者如绵羊、山羊和鹿等。4.温度对生物的作用：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；不同生物的三基点不同；在一定温度范围内，生物生长的速率与温度成正比；外温的季节性变化引起植物和变温动物生长加速和减弱的交替，形成年轮；外温影响动物的生长规模。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。温度与生物的繁殖和遗传性：植物春化，动物繁殖的早迟。温度与生物分布：许多物种的分布范围与温度区相关。5.有效积温法则及其意义：有效积温法则的内容植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育阶段的发育过程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数，称总积温或有效积温，因此可用公式：N•T＝K表示，考虑到生物开始发育的温度，又可写成：N(T－C)＝K,T＝C＋K／N，其中，N为发育历期，即生长发育所需时间，T为发育期间的平均温度，C是发育起点温度，又称生物学零度，K是总积温（常数）。有效积温法则的意义：预测生物发生的世代数；预测生物地理分布的北界；预测害虫来年的发生程历；制定农业气候区划，合理安排作物；应用积温预报农时6.极端温度对生物的影响低温对生物的影响：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。7.生物对低温的适应：生物对低温的适应形态上的适应－－植物：芽具鳞片、体具蜡粉、植株矮小；动物：增加隔热层，体形增大（贝格曼规律），外露部分减小（阿伦规律）。阿伦规律(Allen’srule):寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称阿伦规律，是减少散热的适应。贝格曼规律(Bergman’srule):生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大，这种趋向称贝格曼规律，是减少散热的适应。约旦规律(Jordan’srule):鱼类的脊椎骨数目在低温水域比在温暖水域的多。生理上的适应－－植物：减少细胞中的水分和增加细胞中有机质的浓度以降低冰点，增加红外线和可见光的吸收带（高山和极地植物）；动物：超冷和耐受冻结，当环境温度偏离热中性区增加体内产热，维持体温恒定，局部异温等。行为上的适应－－迁移和冬眠／休眠等。8.生物对高温的适应：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。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。行为上的适应－－植物：关闭气孔。动物：休眠，穴居，昼伏夜出等。仙仁掌和骆驼对高温干旱环境的适应9.水的生物学意义是什么？水是生物体不可缺少的组成成份；水是生物体所有代谢活动的介质；水为生物创造稳定的温度环境；生物起源于水环境。1.水生植物与旱生植物的特点？生长在干旱环境中，能忍受较长时间的干旱，且能维护水分平衡和正常的生长发育。其对干旱环境的适应特征表现在根系发达、叶面积很小、发达的贮水组织以及高渗透压的原生质等。2.什么是有效积温法则？写出其表达式。法则内容：生物发育阶段所需要的总热量是一个常数：K=N(T-C)，K=常数，总温度；N=发育所需时间；T=发育所需时间；C=发育的起点温度。应用：1.预测（发生代数、范围，程度）；2.制定农业区划；3.预报农时3.种群生态学研究的主要内容种群生态学研究种群的数量、分布以及种群与其栖息环境中的非生物环境和其他生物种群(例如，捕食者月猎物、寄生物和宿主等)的相互作用。4.什么是标志重捕法，如何用来估计调查动物的总数？答：对不断移动位置的动物，直接统计个体数很困难，可以应用标志重捕法。在调查样地上，捕获一部分个体进行标志后释放，经一定期限进行重捕。根据重捕取样中标志比例与样地总数中标志比例相等的假定，来估计样地中被调查动物的总数，即N:M=n:mN=M×n/m式中：M—标志数；N—重捕个体数；m—重捕中标记数；n—样地上个体总数。5.捕食作用具有哪些生态意义？捕食是指某种生物消耗另一种其他生物活体的全部或部分身体，直接获得营养以维持自己生命的现象。捕食者与猎物的关系，往往在调节猎物种群的数量起着重要的作用。捕食关系是在漫长的进化过程中形成的，因此捕食者可以作为自然选择的力量对被捕食者的质量起一定的调节作用，被捕食的往往是体弱患病的或遗传特性较差的个体，这样阻止了不利的遗传因素的延续。在进化过程中，捕食者与被捕食者两者之间形成二者长期的协同进化。捕食者能将被捕食者的种群数量压到较低水平，从而减轻了被捕食者的中间竞争。竞争的减弱能允许有更多的被捕食者共存，故捕食作用能维持群落的多样性。被捕食种群数量增长受到制约，避免数量太大，造成环境资源过度消耗，引起系统崩溃。6.为什么生态恢复时要考虑群落的演替因素？生态恢复是以群落演替理论为基础，恢复是正向演替，退化就是逆行演替。在生态恢复过程中首先是先锋物种和顶级树种的迁移、散布和替代。只有当一个种的个体在新的地点上能繁殖时，定居才算成功。任何一个裸地上生物群落的形成和发展，或是任何一个旧的群落为新的群落所取代，都必然包含有植物的定居过程。其次，群落内部环境变化。由于群落内物种生命活动的结果，引起群落内部环境的改变，为自己创造了不良的居住环境便原来的群落结构解体，为其他植物的生存提供了有利条件。群落内部物种内部及物种之间都存在特定的相互关系。这种关系随着外部环境条件和群落内环境的政变而不断地进行调整，进而群落的特性或多或少地改变。外界环境条件的改变也是群落演替的诱发因素。生态恢复的过程在某种呈度上说就是群落演替的过程，所以生态恢复必须考虑群落的演替7.为什么说生态系统是地球上自然界的结构和功能单位？生态系统是在一定的时间和空间内，生物和非生物的成分之间，通过不断的物质循环和能量流动及信息传递相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。生物与环境密不可分，地球表面是不同生态系统的镶嵌，任何一自然环境单元就是一个或多个生态系统。一个生态系统就是一个自然结构单元生态系统三大功能是能量流动、物质循环和信息传递。首先是能量流动，绿色植物通过光合作用把太阳能转变为化学能贮藏在植物体内，然后在转给其他动物，这样营养就从一个取食类群转移到另一个取食类群，最后由分解者重新释放到环境中。生态系统能量流动的实现是生态系统中各要素相互关联、相互作用的结果。其次，在生态系统内部生物与生物之间，生物与环境之间不断的进行着复杂而有序的物质交换，这种交换是周而复始和不断地进行着。生态系统的组成要素:非生物环境、生产者、消费者、和分解者。生态系统要素之间相互依存、相互作用。各要素结合而成一个统一的整体，集中表现在系统的整体性。生态系统是生物地球化学循环的进行的基本单位。最后，生态系统中某一要素的改变会影响整个生态系统的服务功能。例如，在生态系统中关键种的消失会影响整生态系统的不稳定性。生态系统中某一要素作用的发挥都离不开生态系统其它耍素的支持，离开生态系统的谈某一要素的功能是不完全的。另外，生态系统中各个要素的功能发挥都以生态系统的讯息传递相关的。以讯息传递为基础建立起了正负反馈调节功能，保障物质循环和能量流动的稳定8.什么是逻辑斯谛方程，其中的r和K分别表示什么？该方程有何重要意义？答：是与密度相关的种群增长模型的数学表达式：微分形式dN/dt=rN(1-N/K)=rN(K-N)/K积分形式Nt=K/(1+ea-rt)逻辑斯谛方程的两个参数r和K，均具有重要的生物学意义。r表示物种的潜在增殖能力，而K则表示环境容纳量，即物种在特定环境中的平衡密度。该方程的意义：①它是许多两个相互作用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理论中的重要概念。9.逻辑斯谛曲线可以划分为哪几个时期？请分别对各个时期的特点加以描述。答：逻辑斯谛曲线常划分为5个时期：①开始期，也称潜伏期，由于种群个体数很少，密度增长缓慢；②加速期，随个体数增加，密度增长逐渐加快；③转折期，当个体数达到饱和密度一半（即K/2时），密度增长最快；④减速期，个体数超过K/2以后，密度增长逐渐变慢；⑤饱和期，种群个体数达到K值而饱和。10.论述种群的数量和质量的关系。种群的数量变化和质量变化是种群动态过程的两个方面。种群的质量取决于遗传结构，而种群的遗传结构是靠种群基因表现出来。如果种群是由生理上适应环境能力强和遗传上等级高的优质个体所组成的，其种群在生存竞争中就占有优越地位，个体的存活能力高，产生的后裔多，种群的数量易上升，分布范围广。也就是说种群数量动态是与组成种群个体的质量和各质量等级的相对比例具有密切关系。另一方面，随着种群大小的变动，选择压力也随之变化，对基因型和表现型频率的变化产生影响。在种群的数量变化过程中，不断有新的个体产生和旧个体的死亡，个体所携带的基因随着死亡而从基因库丢失，通过突变而使新的基因进入基因库，所以种群的基因库的组成也是不断变化的。在大种群中，后代易于保持原来的遗传结构。如果种群很小，遗传结构会发生偶然变化，某个基因型会从种群中消失。总之，当种群的数量变化时，基因频率也会发生变化；不同基因频率或遗传背景的种群对环境的适应能力不同，种群有不同的动态特点。11.什么是植物群落的原生演替和次生演替？请比较二者的异同。在植物群落发展变化过程中，一个群落代替另一个群落的现象称为演替。演替可以从裸露的地面上开始，也可以从已有的一个群落中开始。裸地可以分为原生裸地和次生裸地。原生裸地是指从来没有植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了的地段。次生裸地是指原有植被虽已不存在，但原有植被下的土壤条件基本保留，甚至还有曾经生长在此的种子或其他繁殖体的地段。植物群落的原生演替是指发生在原生裸地上的演替，次生演替是指发生在次生裸地上的演替。二者的共同点：（1）演替都是在裸地上开始。（2）群落在形成过程中，都有植物的传播、植物的定居和植物之间的竞争这三个方面的条件和作用。（3）都是进展演替，即群落向着物种多样化、中生化和高生产力方向演替。二者的不同