生态学笔记自整

1第一章绪论1、生态学的定义生态学是研究生物与环境之间相互关系的科学。2、生态学的发展过程生态学的发展过程大致可分为4个时期：生态学的萌芽时期、建立时期、巩固时期、现代生态学时期。①萌芽时期（公元16世纪以前）：古代思想家、农学家对生物与环境关系的朴素整体观。②建立时期（17世纪至19世纪）：当时的科学活动强调科学调查和科学研究，生态理论开始形成，并有了明确的生态学定义。③巩固时期（20世纪初至20世纪50年代）：生态学理论形成，种群和群落由定性向定量描述及生态学验方法发展的辉煌时期，“四大学派”出现（英美、法瑞、苏联、北欧）④现代生态学时期（20世纪60年代至今）：研究层次向微观和宏观发展，研究手段不断更新，研究范围从纯自然现象研究拓展到自然——经济——社会复合系统。3、生态学的研究对象①生态学研究对象复杂多样，范围广，从分子、细胞到生物圈，从微生物到动植物。②生态学研究对象尽管向宏观和微观两个方向发展，但其研究中心为种群、群落和生态系统，属宏观生物学范畴。③生态学研究的重点，在于生态系统和生物圈中各组分之间的相互作用。4、生态学的分支学科①根据研究对象的组织水平划分：分子生态学、进化生态学、个体生态学（生理生态学）、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、全球生态学。②根据研究对象的分类学类群划分：微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学、陆地植物生态学、哺乳动物生态学、昆虫生态学、地衣生态学，以及各个主要物种的生态学。③根据研究对象的生境类别划分：陆地生态学、海洋生态学、淡水生态学、岛屿生态学。④根据研究性质划分：理论生态学、应用生态学（农业生态学、森林生态学、草地生态学、家畜生态学、自然资源生态学、城市生态学、保育生态学、恢复生态学、生态工程学、人类生态学、生态伦理学）。⑤边缘学科：数量生态学、化学生态学、物理生态学、经济生态学。25、生态学的研究方法①野外观察和定位站②试验方法：原地实验和人工控制实验③数学模型与数量分析方法6、现代生态学的发展趋势①生态学的研究有越来越向宏观发展的趋势。②系统生态学的产生和发展，是现代生态学在方法论上的突破，是划时代的认识论的提高，被称为“生态学领域的革命”。③一些新兴的生态学分支如进化生态学、行为生态学、化学生态学等的相继出现。④分子生态学的兴起是20世纪末生态学发展的最重要特征之一。⑤强调生态学的机理、过程与功能研究，重视地上生态学与地下生态学的耦合。从描述、解释走向机理的研究是现代生态学的重要标志之一。⑥应用生态学的迅速发展也是现代生态学的重要特色之一。7、生态学研究的热点全球变化、生物多样性、可持续发展3题目1、简述Tansley、Lindman、Odum、Carson的生态学贡献（04年生态中心）答：①英国的A.G.Tansley提出了生态系统的概念，著成了《实用植物生态学》、《英国的植被类型》，为生态系统生态学发展奠定了基础。②美国生态学家R.L.Lindman于1942年在对美国赛达伯格湖生物群落能量流动的研究中，提出了群落营养动态理论，发表了著名的“能量转化十分之一”定律，创立食物链学说和创立金字塔营养结构学说，从而建立了现代生态学理论体系。③美国生态学家H.T.Odum和E.P.Odum从生态系统的能量流动的观点出发，着重研究了溪流生态系统的能量流动，在研究中首次用独创的能流框图来描述群落的能流过程和模式。1983年E.P.Odum提出了较完整的能流基本模型，对能量生态学的理论发展产生了重要的影响。E.P.Odum于1971年发表了FundamentalsofEcology专著，提出了种群能量学、群落能量学和生态系统能量学的概念，还与1997年提出生态学是“科学与社会的桥梁”的著名论断。④美国生态学家RechelLouiseCarson的《寂静的春天》一书的出版，使人类认识到环境污染对人类造成的伤害，同时也警告社会有关部门注意工业生态对环境造成的破坏。2、论述生态研究的热点问题及发展趋势（04年生态中心）答：目前生态学研究的热点问题主要有：全球变化、生物多样性和可持续发展。①全球变化：气候、大气、土壤和水化学的变化，以及土地种林利用所引起的生态学原理及后果。包括量化和模拟生物圈与全球变化的各种关系，确定全球变化的生态学原因和后果；应用描述生态学系统调节生物圈大气化学变化的模型及生态学后果；确定人类活动和其他环境变化对物种进化的影响等。②生物多样性：自然和人类活动引起遗传、物种和生境多样性的改变；决定多样性的生态因子和生态后果；保护珍稀濒危物种；全球及区域变化对生物多样性的影响。研究内容包括自然界不同时空尺度生物多样性的类型和格局、决定生物多样性进化的生态学因子，以及进化与生态学过程；生物体形态、生理和行为特征的相互作用；在环境胁迫条件下，生物体形态、生理和行为的遗传类型可塑性及其限度；决定物种散布与休眠的生态条件，以及对种群和群落的效益；个体生活史对策为何影响种群对环境干扰的反应方式等。③可持续发展的生态系统：探索自然和经营生态系统的压力；受害生态系统的重建；可持续发展生态系统的经营；病、虫害的危害；生态学进程与人类社会系统间的相互作用；加速对稀有濒危物种生物学的研究，为其发展提供必要的信息；建立监测生态系统健康状况，以及评价预测胁迫的方法和手段；建立、检查并应用重建生态学的原则，加速受损和退化生态系统的基础研究；建立和发展可持续人工生态系统设计和管理的生态学原理等。4第二章生物与环境1、环境的概念环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。2、环境的类型一般可按环境的主体、环境的性质、环境的范围进行分类。①按主体划分：a人类环境：以人为主体，其他的生命物质和非生命物质都被视为环境要素。b生物环境：以生物为主体，生物体以外的所有自然条件称为环境。②按性质划分：自然环境、半自然环境、社会环境。③按范围划分：宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境、内环境。宇宙环境：大气层以外的宇宙空间，由广阔的空间和存在其中的各种天体及弥漫物质组成。地球环境：大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈，又称全球环境。区域环境：占有某一特定地域空间的自然环境，由地球表面不同地区的5个自然圈层相互配合而形成。微环境：区域环境中，由于某一个（或几个）圈层的细微变化而产生的环境差异所形成的小环境。内环境：生物体内组织或细胞间的环境。对生物体的生长和繁育具有直接的影响。3、生态因子的概念生态因子是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。环境因子具有综合性和可调极性，它包括生物有机体以外所有的环境要素。一般环境因子指的是生态因子中的非生物因子，如温度、湿度等气候因子，还有土壤因子等等。生态因子的分类：①按性质分：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子。②按稳定性分：稳定因子和变动因子。③按作用分：密度制约因子和非密度制约因子。54、生态因子的作用原理4.1生态因子作用的一般特征生态因子作用特点：综合作用、主导因子作用、直接作用和间接作用、阶段性作用、不可代替性和补偿性。①综合作用环境中各种生态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，都必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。②主导因子作用在诸多环境因子中，有一个对生物起决定性作用的生态因子，称为主导因子。主导因子发生变化会引起其他因子也发生变化。③直接作用和间接作用即对生物生长发育生存起直接作用（如光、温、水、气）或间接作用（如地势、地形等）的生态因子。区分生态因子的直接作用和间接作用对认识生物的生长、发育、繁殖及分布都很重要。④阶段性作用由于生物生长发育不同阶段对生态因子的需求不同，因此，生态因子对生物的作用也具阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。⑤不可代替性和补偿作用环境中各种生态因子对生物的作用虽然不尽相同，但都各具有重要性，尤其是作为主导作用的因子，如果缺少，便会影响生物的正常生长发育，甚至造成其生病或死亡。所以从总体上说生态因子是不可代替的，但是局部是能补偿的。生态因子的补偿作用只能在一定范围内作部分补偿，而不能以一个因子代替另一个因子，且因子之间的补偿作用也不是经常存在的。4.2生态因子的限制性作用①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，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。限制因子的确定，要通过观察、分析、实验相结合的途径。首先要通过野外观察和分析，找出起显著作用的因子，其次要分析这些因子如何对生物起作用，随后设计室内实验去确定某一因子与生物的定量关系。6②利比希（Liebig）最小因子定律植物的生长取决于处在最小量状态的营养成分。Odum对利比希定律的两点补充：a这一定律只适用于稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平稳的情况下才适用；b要考虑生态因子之间的相互作用。③耐性定律生物的存在于繁殖，要依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量（或质）不足或过多，超过了某种生物的耐性限度，则使该物种不能生存，甚至灭绝。生物的耐性限度会因发育时期、季节、环境条件的不同而变化。④生态幅某种生物对某一生态因子的耐受范围为生态幅。主要决定于个各种的遗传特性。适应适应是指生物对其环境压力的调整过程。分为进化适应、生理适应和学习适应。进化适应：物通过漫长的过程，调整其遗传组成以适合于改变的环境条件。生理适应：生物个体通过生理过程，调整以适应于气候条件、食物质量等环境条件改变。学习适应：生物通过学习、行为以适应于多种多样的环境改变。生态型和生活型生态型：是生物适应外界环境的一种重要类型。同种生物的不同个体，由于长期生活在不同的自然生态条件和人为培育条件下，会发生趋异适应；经过自然选择和人工选择分化形成的形态、生理、生态特性不同的可以遗传的类群。分为气候生态型、土壤生态型、生物生态型。气候生态型：长期适应不同的光周期、气温和降水等气候因子而形成的各种生态型。土壤生态型：长期生活在不同的土壤水分、土壤温度和土壤肥力等因子而形成的各种生态型。生物生态型：主要在生物因子的作用下形成的生态型。生活型：由于环境的限制作用，不同种的生物长期生活在相同的自然生态条件和人为培养条件下，会发生趋同适应；经过自然选择和人工选择形成具有类似的形态、生理、生态特性的物种类群。75、生态因子（光、温度、水、土壤、大气等）的生态作用及生物的适应性5.1光的生态作用及生物适应性5.1.1光的生态作用①生物生活所需要的全部能量，都直接或间接地来源于太阳能；②植物利用太阳光进行光合作用，制造有机物，动物直接或间接从植物中获得营养；③光是生物的昼夜周期、季节周期的信号；④光污染对生物和人类带来危害。5.1.2光对动植物的具体影响光对动植物的影响体现在光质、光强和光照时间上。①对动物的影响：1）光的波长影响动物的趋光性，如夜蛾扑灯；2）光的强度影响动物昼夜节律、交配产卵、取食和栖息，可分为长日照动物和短日照动物；3）光的周期影响动物的生活史，如动物的越冬滞育、世代交替等。②对植物的影响：1）影响植物的光合作用效率；2）影响植物的开花、结实。根据不同植物对光照强度的反应可分为长日照植物、短日照植物、中日照植物和中间型植物。5.1.3生物对光的适应性①对光照的适应：植物的生态型就是对光照适应的一种。根据不同植物对光照的适应，可分为：1）阳性植物：对光照要求比较高，只有在足够光照条件下才能正常生长，如蒲公英等；2）阴性植物：对光照要求远比阳性植物低，可低于全光照的1/50，如翠云草等；3）耐阴之物：对光照具有较广的适应能力，对光的需求介于以上二者之间，如麦冬、玉竹等。②对光周期的适应：生物钟就是动物对光周期适应的一种现象。1）植物的光周期：根据对日照长度的反应类型可把植物分为长日照植物和短日照植物。长日照植物通常是在日照时间超过一定数值才开花，否则便只进行营养生长，不能形成花芽；短日照植物通常是在日照