生态学各章小结整理

生态学课后小结题型：单选20分，填空20分，多选10分，名词解释15分，问答20分，综合分析15分绪论生态学是研究有机体与环境相互关系的科学。环境包括非生物环境和生物环境。生物环境分种内的和种间的，或种内相互作用和种间相互作用。按生物组织划分，生态学家最感兴趣的研究对象是有机体(个体)、种群、群落和生态系统。生态学是在很广泛的尺度上进行研究的。现代生态学承认的尺度有空间尺度、时间尺度和组织尺度。生态学研究的方法分为野外的、实验的、和理论的三大类。1生物与环境环境的概念是对应于特定主体而言，因此不同学科对环境的范围有不同的理解。生物生活的环境，是指生物体周围影响该生物生存的全部因素。环境可以分为大环境和小环境，大环境影响了生物的生存与分布;小环境直接影响到生物的生活，更受生态学研究重视。生态因子是指环境要素中对生物起作用的因子。环境中有多种多样的生态因子作用于生物。每种因子不是孤立的、单独的存在，总是相互联系、相互制约综合性地对生物作用。生态因子有主次之分，并非等价的，并有阶段性作用，有不可替代性和补偿性作用。环境生态因子影响了生物的发育、生长、繁殖和生存，生物的存在又改变了生态环境。最小因子定律指出低于某种生物的最小需要量的生态因子，成为该生物生存的限制因子。’事实上，任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受极限，而阻止生物生存、生长、繁殖或扩散时，都成为限制因子。当一种生态因子在数量上或密度上的不足或过多，即当其接近或达到某种二生物的耐受限度时，会影响该种生物的生存与分布。生物的生态幅反映了生物对生态因子的耐受范围，通过生物驯化和维持体内环境稳定，可调整和扩大生物对生态因子的耐受范围，提高适应能力。2能量环境太阳辐射能到达地球表面，带来光和热，成为地球上的能量环境。由于太阳高度角大小不同，地球轴心倾斜的位置、地面的海拔高度、朝向和坡度等不同，导致地球表面不同纬度、不同海拔、不同季节，太阳辐射的时间、强度及光质呈昼夜节律及年周期性变化。地表温度差异的形成主要取决于太阳辐射量和地球表面水陆分布，地形变化及海拔高度等也产生了影响，使各地的温度日节律及年周期性变化有所不同。生物对光的适应表现在三方面:①对光质的选择性适应。如人类和许多脊椎动物能看见的光只是在可见光波范围内，植物光合作用利用的波长在380~710nm，吸收最强的是红光和蓝紫光，光质影响了光合强度。②植物对光照强度的适应性，表现在阳地植物和阴地植物在生理及形态上的差异，以及C4植物和C3植物光合作用速率的差异。③生物随光照长度的日周期和年周期变化，也出现适应性的昼夜节律与光周期现象。如动物的活动行为、体温变化，植物的光合作用、蒸腾作用等均具昼夜节律变化。根据动/植物繁殖/开花对日照长度的反应，可把动植物分成长日照动/植物与短日照动/植物。动物的换毛、换羽、迁徙均具有光周期现象。光周期成为生物生命活动的定时器和启动器。生物机体酶的活性有一最适温度范围，超过低温限与高温限，生物将因冰晶冻结或蛋白质凝固变形而死亡。但对温度的耐受可通过驯化来提高。根据有机体体温热的主要来源，把有机体分为外温动物和内温动物。外温动物与植物完成某一阶段发育需要一定的总热量，遵循有效积温法则：K=N(T-C)，发育速率随环境温度呈线性增加，发育所需日期随温度增高呈双曲线减少。有效积温法则在农业上有较广泛的应用价值。生物对极端高低温的适应表现在形态、生理和行为等各方面。低温的形态适应：植物的.物的芽和叶片常有油脂类物质保护，树干粗短，树皮坚厚状;内温动物出现贝格曼规律和阿伦规律的变化。在生理方面，植物通常减少细胞中水分，增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物的冰点，增加抗寒防冻能力。小型内温动物主要增加体内产热量来增强御寒能力和保持恒定的体温，通常是靠增加非颤抖性产热和基础代谢产热，前者作用更为重要。除此之外，内温动物还采用逆流热交换、局部异温性和适应性低体温等适应寒冷环境。行为上的适应主要表现在迁徙和集群方面。生物对高温的适应也表现在上述三方面。生理上，植物主要降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，以及增加蒸腾作用避免植物体过热;动物则适当放松恒温性，将热量储存于体内，使体温升高，等夜间再通过对流、传导和辐射等方式将体内的热量释放出去。一些小内温动物常采用“夜出加穴居式的适应方式”，避开沙漠炎热干燥的气候。夏眠或夏季滞育、迁移，也是动物渡过干热季节的一种适应。许多生物在昼夜变温环境中比在恒温环境中发育、生长、开花结实更好，产品质量也提高，对年周期变温也产生很好的适应。地球上生物群系的分布与主要温度带一致，一些物种的分布限与等温线之间有紧密的相互关系。低温能够成为致死温度，限制生物向高纬度和高海拔地区分布，而高温限制又使一些生物不能向热带地区分布。风对生物的影响是多方面的。强风常能降低植物的生长高度，引起植物矮化，还影响动物的地理分布及体表形态特征。连续的单向风可形成旗形树。风是风媒植物的传粉工具，是某些无脊椎动物迁移的运输工具。大风具有破坏力，防护林可减轻风的危害。火作为一个生态因子，对生物作用有不利方面，也有有利方面。我们必须利用火的有利方面去避开不利方面，以保护人类资源。3物质环境水、大气与土壤构成了生物的物质环境。水的理化性质对生物的生存具有极其重要的作用。地球上由于水的分布不均，影响到生物!的生存与分布，同时又产生了生物对各种干湿环境的适应。陆上生物面临的是如何减少水分蒸发和保持体内的水分平衡。因此，陆生植物和陆生动物产生了一整套保水和减少水丢失的生理、组织形态和行为的适应:例如，陆生植物产生了适应于环境的湿生植物、中生植物和旱生植物，通过调节根的吸水能力和调节叶的蒸腾量以保持水平衡。陆生动物通过饮水、进食、代谢水维持体!内水的需要(昆虫可直接从潮湿空气中吸水);通过体表的鳞片、角质层防止蒸发;通过呼吸道的逆流交换，减少呼吸失水，通过肾髓质加厚、直肠和泄殖腔的重吸收，减少排泄失水。另外，陆生动物排泄尿素与尿酸，也减少了排泄失水，而水生植物和水生动物为保持自身体内的水平衡，产生了渗透调节的适应机制:例如能耐受高盐度的植物，是由于它们的细胞质中有一些高浓度的物质，增加了渗透压。有些植物有盐腺，能将盐分泌到叶子的外表面，或根能排除盐。淡水硬骨鱼通过排泄大量低渗尿，排出从鳃进入体内的多余水。鳃直接从水中摄取盐离子，以补充从尿中的丢失。海洋硬骨鱼通过吞海水补充体内需要的水，排泄少量低渗尿以保水，通过鳃把体内多余的盐泌出。对应于水中氧浓度低，水生动物和水生植物产生了相应的生理、组织形态适应:例如，水生植物的根、茎、叶形成一套互相连接的通气系统，以保证地下各组织、器官对氧的需求，同时使植物体重减轻，增加了漂浮能力;鱼类在低氧环境中血氧容量增加，厌氧代谢加强以供能量。大气湿度影响了昆虫的生长率、繁殖率、死亡率和寿命。雪被有绝热作用，保护了雪下生物安全越冬。大气中的O2与CO2关系到生物的生存。CO2是植物制造有机物的原料，不同植物利用CO2效率不同。在作物生长盛期和强光照下，CO2不足是光合作用的限制因素。大气中CO2浓度增高会产生温室效应。氧是动物生存的必需条件(厌氧动物除外)。动物能量代谢要消耗氧。大气氧分压随海拔升高而下降，高海拔低氧是内温动物生存的限制因子。内温动物对高海拔低氧适应表现在加大了呼吸深度，增加了肺泡气体弥散能力，增加了组织的肌红蛋白的数量，增加了红细胞的数量及血红蛋白的浓度，提高了氧携带能力。土壤是生物重要的生态因子。土壤的质地与结构，影响了植物生长及土壤动物的活动，又影响了土壤的其他物理性质如土壤水分、土壤空气和土壤温度的变化。土壤水分过多或过少，对植物、土壤微生物和土壤动物均不利。土壤中氧气过低或CO2过高对植物生长也不利。土壤通气程度影响微生物的种类、数量与活动。土壤温度影响了种子萌发、根系生长、矿物盐类的溶解度、土壤微生物活动及有机质的分解。土壤化学性质(土壤酸度、土壤有机质及矿质元素)对生物也有重要影响。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。土壤有机质是土壤肥力的一个主要标志。土壤的生物特性是土壤中动物、植物和微生物活动所产生的一种生物化学和生物物理学特性。这些生物对土壤的作用归纳为:促进成土作用，改善土壤的物理性质及增加了土壤中的营养成分。生活在不同类型土壤中的植物，产生了不同的植物生态型与适应性特征，如盐碱土植物与沙生植物。4种群及其基本特征种群是一定区域内同种生物个体的集合。种群间的边界可以是任意的。对于单体生物种群，其种群大小就是一定区域内个体的数量。对于构件生物，无性系分株或枝条(构件）的数目比不同个体的数量更有意义代表多度。种群的重要群体特征包括:①种群密度。②初级种群参数，包括出生率、死亡率、迁入和迁出率。③次级种群参数，包括性比、年龄分布和种群增长率等。种群的内分布型大致可分为随机型、均匀型和成群型三类。生命表是描述种群生死过程的一种有用的图表模式，从生命表可获得存活曲线、死亡率曲线和生命期望的信息，存活曲线有3种基本类型。由综合生命表还可计算种群增长率r=lnR0/T。与密度无关的种群增长模型可分为离散型与连续型两种。离散型的种群增长模型为Nt=N0λt，连续型种群的指数增长模型为dN/dt二rN，增长曲线呈“J”型。逻辑斯谛方程描述的是一个在有限资源空间中的简单种群的增长，其模型式为:dN/dt=rN(l一N/K)。该方程预测种群的增长随时间变化呈现出“S”型，如在真实种群中通常所观察到的那样。逻辑斯谛方程及其两个参数r和K都具有非常重要的意义。由于周围环境的变化或生物因子的影响，大多数实际种群是动态地不断地发生变化的。自然种群数量变动中“J”型和“S’’型增长均可见到。自然种群数量变动可表现为季节消长、波动、平衡、爆发和衰落与灭亡。由人类导致的生物种在一新的适宜生境中迅速扩展的现象叫生态入侵。有关种群数量变动的调节因子，生态学家提出了许多不同的学说。基本可分为外源性种群调节理论与内源性种群调节理论两大类。前者又有非密度制约的气候学派与密度制约的生物学派之分。后者有行为调节、内分泌调节和遗传调节3种学说。集合种群所描述的是斑块生境中局域种群的集合，这些局域种群在空间上存在隔离，彼此间通过个体扩散而相互联系。随着环境的破碎化程度越来越高，集合种群理论在景观管理和自然保护中都有重要的应用价值。5生物种及其变异与进化生物种概念认为种是一组具有相似形态和遗传特性的可以相互交配的自然种群，它们与其他种群间具有繁殖隔离。同一种群内个体共有一个基因库。物种的进化过程表现为种群内世代间基因频率的变化。由于突变、迁入、选择、漂变等原因，使大部分种群内存在相当多的遗传变异。生物个体的表型是其基因型与环境相互作用的结果。种群内个体间基因型和表型的变异是种群结构的一个重要方面。变异是选择的基础，选择是对有差别的存活能力和生殖能力的选择。遗传漂变和自然选择是两种进化动力。经历过遗传瓶颈的种群的遗传结构与建立者效应相似。对表型的自然选择按结果可分为稳定选择、定向选择和分裂选择。高基因流使种群遗传上彼此相似。受到限制的基因流使种群间发生分化。物种由于隔离使被隔离种群间基因流受阻，而彼此独立进化形成新物种。物种形成的方式有异域性物种形成、邻域性物种形成和同域性物种形成三种。植物可通过自发形成多倍体、杂种可育、营养繁殖等方式出现新种。岛屿易于形成特有种。生物在开拓新的生活环境过程中易于发生适应辐射现象。6生活史对策生物的生活史是指其从出生到死亡所经历的全部过程。生活史的关键组分包括身体大小、生长率、繁殖和寿命。生物在生存斗争中所获得的对策称为生活史对策。R-选择和K-选择理论描述了两种明显相对的生活史对策。r-选择种类适应使其种群的增长率最大，而K-选择种类适应使其有强的竞争性。生物的生殖对策包含生殖价和生殖效率。生物选择的对策，都旨在提高生物的生殖效率。个体间生殖价的差异，提供了一个强有力的生活史对策预报器。除r-选择和K-选择理论外，还存在多种划分生境的方案，以确立一种连接生境与生活史的模式。“两面下注”理论考虑生境对生物不同生长期死亡率和繁殖力相关变化的