环境生态学复习资料

环境生态学复习资料《环境生态学》教学内容•第一章绪论•第二章生物与环境•第三章生物圈中的生命系统（种群生态学、群落生态学）•第四章生态系统生态学•第五章生态系统服务•第六章退化生态系统及其修复、生态工程（教材中第六、八章合并，课外内容）•第七章生物毒理与生物富集（教材中第七章部分内容）•第八章生态管理、生态影响评价、生态规划、生态监测（教材中第九章、第七章部分）•第九章全球环境变化与可持续发展（教材中第十章、课外内容）掌握内容第一章绪论1生态学概念及研究对象。生态学定义：研究生物与周围环境（生物、非环境环境）之间相互关系的科学。研究对象：生物个体、种群、群落、生态系统、生物圈。生命支持系统：是指地球上生命系统生存所需要的某些必要的条件，主要包括大气圈、水圈、岩石圈和能量。2.生态圈：生物圈与生命支持系统的统一体,是地球上全部生物和与之发生相互作用的环境的总和，包括生物圈和生命支持系统两大部分。3.人类社会的发展与环境问题的产生及演变：人类社会初期阶段的人与环境：人类进化过程中的重要事件：700万年前人科的起源两足行走的猿类物种“适应辐射”250万年前人属的起源和现代人的起源现代人的进化活动可能发生在50万年到3.4万年前之间标志现代文明的文字出现在大约6000年前农业社会与人类对自然环境的开发现代工业文明对环境的冲击与破坏4.环境生态学的概念。定义：研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。是生态学和环境科学的交叉学科。5.环境科学的研究内容。①人类与其生存环境的基本关系。②污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程及规律。③环境污染的危害。④环境质量的调查、评价和预测。⑤环境污染的控制与防治。⑥自然资源的保护与合理使用。⑦环境质量的监测、分析技术和预报。⑧环境规划。⑨环境管理。第二章生物与环境1.物种（种）的概念，其内在因素。生物种（种）：①概念：形态相似的个体之集合。②内在因素：生殖、遗传、生理、生态、行为。2.生物协同进化，相关例子。（1）概念：一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化，两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化过程称为协同进化（2）例子：捕食者和猎物之间的相互作用。3.生物多样性：“生物类群层次结构和功能的多样性”。一般包括四个层次：遗传多样性：又称为基因多样性，指种内不同种群间或同种群内不同个体的遗传变异总和。物种多样性：指物种水平的生物多样性。生态系统多样性：指生境的多样性、生物群落的多样性、生态过程的多样性。景观多样性：指不同类型的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性和变异性。4.Gaia假说的主要论点：1、地球上所有生物都起着调控作用2、地球生态系统具有稳定性3、地球本身是进化系统4、地球系统是有机整体5、地球生理学是地球进化的方式5.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。环境由许多环境要素构成，这些环境要素称环境因子。环境因子作用的一般特征综合作用：环境中各种因子不是孤立存在的，而是彼此联系、互相促进、互相制约，任何一个单因子的变化，必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。生态因子作用的重要程度在一定条件下可以互相转化主导因子作用：在诸多环境因子中往往会有一个或两个因子，在一定条件下，对生物起决定性作用，被称为主导因子。主导因子发生变化时会引起其他因子发生变化或使生物的生长发育发生明显变化。直接作用（地形坡向海拔）和间接作用（寄生共生）阶段性作用：生物的生长具有阶段性造成的不可代替性和补偿作用：作为主导作用的因子，一般是不可替代的，但有时可以用非主导因子的作用进行补偿。补偿作用只能在一定范围内实现。6.环境因子与生态因子的区别点。环境因子：指人之外的所有环境要素。(环境因子＝环境要素,如水、大气、土壤、声)生态因子：对生物生物的生长、发育、生殖、行为和分布起作用的环境因子。生态因子与环境因子的关系：两者既有联系又有区别环境因子具有综合性和可调剂性，包括生物有机体以外所有的环境要素；生态因子更侧重于环境要素中对生物起作用的部分。7.生态因子空间分布特征。1、纬度地带性2、垂直地带性3、经度地带性8.生境概念、生态幅的概念。生境：一个生物体或生物体组成的群落所栖息的地方称为生境，包括周围环境中一切生物和非生物的因素或条件。生态幅：每种生物对一种生态因子都有耐受的最低点和最高点，其范围即生态幅或生态价。9.Liebig最小因子定律、Shelford耐受性定律。“最小因子定律”：植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素，这些处于最低量的营养元素称最小因子。“耐受性定律”：每种生物对一种生态因子都有耐受的最低点和最高点，其范围即生态幅。任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多，就会使该生物衰退或不能生存。10.光补偿点和光饱和点的概念、示意图。1）光饱和点：光合作用随光强的增加而增加，当光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。2）光补偿点：光合作用强度和呼吸作用强度相平衡之处为光补偿点。是植物开始生长和进行净生产所需要的最小光照强度。A.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，但是其中必有一种和少数几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子，这些关键性的因子就是限制因子。限制因子的价值：某种生物的限制因子就是其生存的关键；找到了限制因子就意味着掌握了某种生物与环境复杂关系的钥匙。B.生物对生态因子耐受限度的调整――内稳态：生物系统通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定。通过形态、行为和生理适应实现。大多数内稳态机制依赖于负反馈过程。C.生态因子的空间分布特征（植物）：光合作用率在光补偿点附近与光强度成正比，但达光饱和点后，不随光强增加。D.光合作用的光谱范围只是可见光区，其中红、橙光主要被叶绿素吸收，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，将这部分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。E.光周期现象(photoperiodism)：Garner等人(1920)发现明暗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。F.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。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。一般短日照植物起源于南方，长日照植物起源于北方。G.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。高温使蛋白质凝固，酶系统失活；低温引起细胞膜系统渗透性改变、脱水、蛋白质沉淀以及其他不可逆转的化学变化。一般，生长在低纬度的生物高温阈值偏高，生长在高纬度的生物低温阈值偏低。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，如形成年轮。H.有效积温法则：植物在生长发育过程中，需从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且各发育阶段所需要的总热量是一个常数，称总积温或有效积温。K＝N（T－C）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）。生物学零度：生物的生长和发育有一个温度的下限值，低于这个下限值，生物就停止生长和发育，只有高于这个温度时，生物才开始生长发育，此温度称之为生物学零度。I.有效积温意义：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。贝格曼规律：个体大的动物，其单位体重散热量相对较少。阿伦规律：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，这是减少散热的一种形态适应。J土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，固体占85％以上，根据土粒的直径大小，可将土粒分为：粗砂、细砂、粉砂和粘粒，其组合百分比称土壤质地，根据土壤质地,可将土壤分为：砂土、壤土和粘土。第三章生物圈中的生命系统1.种群的概念；种群与种概念的区别；种群生态学的核心研究内容。（1）种群：在一定空间和一定时间的同一物种个体的集合体。是构成物种的基本单位，也是构成群落的基本单位(组成成分)。（2）区别种群和种(物种)的概念：种是能够相互配育的自然种群的类群，不同种之间存在生殖隔离现象，是一个分类阶元。一个物种可以包括许多种群;不同种群之间存在明显的地理隔离，长期隔离有可能发展为不同亚种，甚至产生新的物种。种群的基本特征①数量特征。种群的数量越多、密度越高，种群就越大，种群对生态系统功能的作用也就越大，四个种群基本参数出生率、死亡率、迁入率、迁出率空间分布特征：（分布格局地理分布格局）遗传特征：种群具有一定的遗传组成，是一个基因库。2.年龄锥体图的类型三种年龄锥体类型：增长型种群（金字塔型）、稳定型种群（子弹头型）、下降型种群（衰老型）。性比：性比是种群中雄性个体与雌性个体的数目比例，成为第一性比；幼体成长到性成熟阶段，由于各种原因，雄性与雌性性比持续变化，到个体成熟为止，雄性与雌性的比例称为第二性比；个体成熟后的性比称为第三性比3.生命表的编制目的目的是研究种群数量变动机制和制定数量预测模型。最初用于人寿保险，对研究人口现象和人口的生命过程有重要的意义。4.三种群增长模型的公式及参数含义（与密度无关的2种指数模型和密度有关的增长模型）。种群增长模型包括：①与密度无关的种群增长模型（指数增长模型）：种群离散增长模型、种群连续增长模型。②与密度有关的种群增长模型。（1）与密度无关的种群增长模型（指数增长模型）：环境中空间、食物等资源是无限的，增长率不受种群密度影响。种群增长曲线呈“J”字型。（2）与密度有关的种群增长模型（逻辑斯谛增长）：适应:世代重叠，连续性生长；在有限环境中的增长；繁殖速率不恒定。环境容纳量（K）：由环境资源所能维持的种群数量。“S”型曲线的5个时期。逻辑斯谛曲线（S型）的5个时期：①开始期，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的一半（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。逻辑斯谛曲线的重要意义是：①它是两个相互作用种群增长模型的基础。②它也是渔业捕捞、林业、农业等实践领域中，用来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。r表示物种的潜在增值能力，而K则表示环境容纳量，即物种在特定环境中的平均密度。种群数量具有两个重要的特征：第一是波动性；其次是稳定性。种群数量的波动依据是否为周期性变化，分为不规则波动和周期性波动。不规则波动：周期性波动：是指种群数量变动随时间呈现出有规律的、周而复始的波动现象。季节波动：是指种群数量在一年四季中的变化规律。种群的爆发：种群的爆发可发生在种群数量的不规则或周期波动内，常见为蝗虫，赤潮。生态入侵：某种外来生物进入新分布区定居成功，并得到迅速扩展蔓延的现象种群的衰落和灭亡：当种群长久处于不利条件下，其数量会出现持久性下降，即种群衰落甚至灭亡。种群调节理论：外源性种群调节理论：气候学派生物学派食物因素内源性自动调节假说：行为调节内分泌调节遗传调节集群效应：同一种动物在一起生活所产生的有利作用称为集群效应。集群的生态学意义主要有以下几个方面：1、集群有利于提高捕食效率2、集群可以共同防御敌害3、集群有利于改变小生境4、集群有利于某些动物种类提高学习效率5、集群能够促进繁殖“最小种群原则”：对于一些集群生活的动物种类，如果数量太少，低于集群的临界下限，则该动物种群就不能正常生活，甚至不能生存。拥挤效应：随着群体中个体数的增加，密度过高时，由于食物和空间等资源缺乏，排泄物的毒害以及心理和生