生态学复习

生态学绪论生态学（ecology）：是研究生物有机体及其周围环境(包括非生物环境和生物环境)相互关系的科学。包括有机体与非生物环境之间的相互关系，也包括有机体之间的相互关系国际生态学研究的“三大”前沿领域全球变化、生物多样性、生态系统可持续性。生态学研究的基本方法野外研究、实验研究、数学模型研究。经典生态学的研究对象生态学的组织层次现代生态学的研究对象分子生态学：以分子生物学方法研究和解决生态学和进化问题景观生态学：研究景观的结构及其过程全球生态学：生物圈/全球环境问题(全球变化、污染问题)第一章生态因子：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素。生态因子的种类1、按性质可以将生态因子分为五类（1）气候因子：如光、温度、降水量和大气运动等因子。（2）土壤因子：指土壤物理、化学性质、营养状况等，如土壤的深度、质地、孔隙度、盐碱度、肥力等（3)地形因子：指地表特征，如地形起伏、海拔、山脉、坡度、高度等地貌特征。（4）生物因子：指生物之间的相互关系，如种群结构、密度、竞争、捕食、共生、寄生等。（5）人为因子：即人类活动对生物和环境的影响。2、按照有无生命的特征可以分为生物因子和非生物因子两大类生物因子：有机体（同种和异种）非生物因子：温度、光、湿度、pH、氧气等3、按照作用特征可分成密度制约因子和非密度制约因子两类密度制约因子：Food,naturalenemies,suchasbiologicalfactors非密度制约因子：Temperature,rainfall,climateandotherfactors4、按稳定程度可分为steadyfactors和variablefactors稳定因子(steadyfactors)：地心引力、地磁、太阳辐射常数等恒定因子；变动因子(variablefactors)：周期性变动：春夏秋冬、潮夕涨落；非周期性变动：风、降水、捕食5、Begon等将因子分为条件和资源两类生态因子的作用特征(1)综合作用：每一生态因子都不是孤立存在，而是在与其他因子相互影响、相互制约中起作用。如作物生长受水、光、营养物等的综合作用。(2)主导因子作用：即非等价性。在一定条件下起综合作用的诸多生态因子中，有一个或少数几个对生物起主要的、决定性作用的因子，称为主导因子，其他因子则为次要因子。如渔业高密度养殖增氧。（3）直接作用和间接作用:起直接作用的因子：光照、温度、水分状况等；起间接作用的因子：地形因子的起伏程度、坡向、坡度、经纬度、海拔等。区分生态因子的作用方式对认识生物的生长、发育、繁殖及分布有重要意义。（4）阶段性作用：生物生长发育不同阶段对生态因子的需求不同，具有阶段性特点。如光照长度在植物的春化阶段并不起作用，但在光周期阶段则是十分重要的；青蛙在蝌蚪期水分对它是十分重要的，但到了成年期，则就不是主要因子。（5）不可替代性和补偿作用:每个生态因子对生物的影响都是不可替代的。如光合作用中的光和二氧化碳;植物生长需要土壤中的N、P、K、Ca、Mg等多种营养，缺一不可。但是由于生态因子的综合作用，某因子在量上的不足，可以由其他因子来部分补偿，以获得相似的生态效应。如可以通过增加二氧化碳的浓度来补偿光照不足；一种元素少一点可以通过另一种化学性质类似的元素的充足来部分补偿（如水体内的钙和锶，软体动物生长需要钙,锶的存在可补偿钙的不足对壳生长的限制作用)。利比希最小因子定律：每一种植物都需要一定种类和数量的营养物，如果其中有一种营养物完全缺失，植物就不能生存。如果该种营养物数量极微，就会对植物的生长产生不良影响。即低于某种生物所需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。限制因子：在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子。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。耐受性定律的补充1.同种生物，对不同生态因子耐受性不同，而且会随年龄、季节、栖息地等不同而变化。2.不同种生物，对同一生态因子耐受性不同。3.生物的耐受限度随不同生长发育阶段而变化。其中繁殖期常常耐受限度比较低。4.生物对某一生态因子处于非最适状态下时，对其它生态因子的耐受限度也下降。5.生物对某一特定生态因子来说往往并不是在最适的地方生活。第二章能量环境1光光补偿点：光的穿透性限制着海洋植物的分布，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，就是所谓的补偿点。阳地（阳生或阳性）植物：在强光环境中才能生长健壮，在隐蔽和弱光条件下生长发育不良的植物。阴地（阴生或阴性）植物：在较弱的光照条件下生长良好的植物耐阴性植物：介于上述两者之间，在全日照下生长最好，但也能忍耐适度的阴蔽，或是在生育期间需要较轻度的遮荫。光周期现象：日照长度的变化对动植物都有重要的生态作用，由于分布在地球各地的动植物长期生活在具有一定昼夜变化格局的环境中，借助于自然选择和进化而形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，这就是在生物中普遍存在的光周期现象。生物和许多周期现象是受日照长短控制的，光周期是生命活动的定时器和启动器长日照植物：日照超过一定数值才开花的植物。如萝卜、菠菜。短日照植物;短日照短于一定数值才开花的植物，一般需要较长的黑暗才能开花。如玉米和高粱。日中性植物：在什么日照条件下都能开花。如蒲公英、四季豆。长日照动物：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。如雪貂、野兔。短日照动物：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。如绵羊、山羊和鹿。光周期现象：植物的开花结果，落叶及休眠，动物的繁殖，冬眠，迁徙和换羽换毛等，是对日照长短的规律性变化的反应称为光周期现象。黄化现象：植物在黑暗坏境下不能合成叶绿素但是能形成胡萝卜素使叶片发黄，称为黄化现象。生物对极端的高温和低温会产生哪些适应？生物对极端高、低温的适应表现在形态、生理和行为等各个方面。低温的形态适应：植物的芽和叶片常有油脂类物质保护，树干粗短，树皮坚厚；内温动物出现贝格曼规律和阿伦规律的变化。在生理方面，植物减少细胞中的水分，增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物冰点，增强抗旱能力；内温动物主要增加体内产热，此外还采用逆流热交换、局部异温性和适应性低体温等适应寒冷环境。行为上主要是迁徙和集群。生物对高温的适应也表现在三个方面。植物的形态、行为适应：生有密绒毛和鳞片；体色呈白色、银白色，叶片反光；有些植物叶片垂直主轴排列，使叶缘向光；高温条件下叶片对折；有的植物树干和根茎生有厚的木栓层，具绝热和保护作用。动物皮毛在高温下起隔热作用；夏季毛色变浅，具有光泽；有些可利用热窗散热；多数哺乳动物的精巢持久的或季节性的下降到腹腔外，比体核温低几度。生理上，植物主要降低细胞含水量，增加糖和盐的浓度，以及增加蒸腾作用以散热；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、辐射等方式将体内的热量释放出去，一些小的内温动物以夜行加穴居的方式，避开沙漠炎热干燥的气候，夏眠或者夏季滞育、迁徙，也是动物度过干旱季节的一种适应。生物对水分的适应1水生植物对水因子的适应有发达的通气组织，以保证各器官组织对氧的需要；机械组织不发达或退化，以增强植物的弹性和抗扭曲能力，适应于水体流动；叶片多分裂成带状、线状，且薄而长以增加光合和吸收营养物质的面积。2陆生植物对水因子的适应形态适应：发达的根系；叶面小；单子叶植物中一些具扇状的运动细胞，可使叶面卷曲。具发达的贮水组织。生理适应：原生质的渗透浓度高，高渗透压使植物根系能够从干旱的土壤中吸收水分，同时不至于发生反渗透现象使植物失水。3水生动物对水因子的适应渗透压调节可以先至体表对盐类和水的通透性，通过逆浓度梯度主动地吸收或排出盐类和水分，改变所排出的尿和粪便的浓度和梯度。4陆生动物对水因子的适应形态适应：减小皮肤的透水性、减少身体的表面蒸发、减少呼吸失水、减少排泄失水。行为适应：动物的昼伏夜出，迁移，季节性迁徙，暴发性迁徙。生理适应：利用代谢水生逆流交换机理（荒漠鸟兽）：即当吸气时，空气沿着呼吸道到达肺泡的巨大表面积上，使空气变成恒温时的饱和水蒸气；而呼出气在通过气管与鼻腔时，随着外周体温的逐渐降低，呼出气的水气沿着呼吸道表面凝结成水，使水分有效地返回组织，减少呼吸失水。如骆驼，通过逆流交换可回收呼出气全部水分的95%。土壤的性质及对生物的影响