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：生态学是以生物个体、种群(Population)、群落(Community)、生态系统(Ecosystem)甚至生物圈（Biosphere）为研究对象。2.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。3.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。（2）例子：捕食者和猎物之间的相互作用是生物协同进化的最好实例。3.环境科学和生态学中“环境”的概念。①环境科学的“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。②生态学的“环境”：以生物为主体，生物体以外的所有自然条件称为环境。4.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。5.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6.生境概念、生态幅的概念。生境：生物生活地段上的生态环境。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。7.光补偿点和光饱和点的概念、示意图。光补偿点和光饱和点：光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点；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。8.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(ecologicalamplitude)或生态价(ecologicalvalence)。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。A.“限制因子”(limitingfactors)：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。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）。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。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一、掌握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。种群生态学核心研究内容：种群个体数量在时间和空间上的变动规律及其调节机制：①种群个体的数量或密度，②种群的分布，③种群数量变动和扩散迁移，④种群调节。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）。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。种群连续增长模型（种群的指数增长）：适用于：世代重叠，繁殖与密度无关，在无限环境中几何增长；繁殖速率γ恒定：dN/dt=(b-d)NdN/dt:种群的瞬时数量变化b、d:每个体的瞬时出生率、死亡率b-d=r:瞬时增长率(内禀增长率:种群固有的内在增长能力)dN/dt=rN→dN/N=rdt→Nt=N0eγt以Nt对时间t作图说明种群增长曲线呈“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，当Nt=K时，种群为零增长，dN/dt=0。“拥挤效应”：种群增加一个个体时，瞬时对种群产生一种压力。即每增加一个个体，就利用了1/K的“空间”，N个体利用了N/K“空间”，而可供种群继续增长的“剩余空间”只有（1－N/K）。5.“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。6.γ－K选择理论的内容（γ对策者、K对策者的主要特征、种群增长曲线图、特征动植物、该理论的生态学意义）。（1）γ－K选择理论：根据生物的进化环境和生态对策把生物分为γ对策者和K对策者。（2）γ对策者特征：适应于不可预测的多变环境（如干旱地区和寒带），是新生境的开拓者，但存活要靠机会，容易出现“突然的暴发和猛烈的破产”。γ对策者具有能够将种群增长最大化的各种生物学特性，即高生育力、快速发育、早熟、成年个体小及寿命短且单次生殖多而小的后代，一旦环境条件好转，就能以其高增长率γ迅速恢复种群，使物种能得以生存。（3）K对策者特征：适应于可预测的稳定的环境。当生存环境发生灾变时很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。在稳定的环境（如热带雨林）中，由于种群数量经常保持在环境容纳量K水平上，因而竞争较为激烈。K对策者具有成年个体大、发育慢、迟生殖、产仔（卵）少而大但多次生殖、寿命长、存活率高的生物学特性，以高竞争能力使自己能够在高密度条件下得以生存。（4）γ－K对策者的区别：在生存竞争中，K对策者以“质”取胜，大部分能量用于提高存活；γ对策者以“量”取胜，大部分能量用于繁殖。（5）γ对策者和K对策者的种群增长曲线的差别：在增长曲线上，γ对策者和K对策者都有一个平衡点S，种群数量的变化都趋向于平衡点，γ对策者的数量变化幅度较大。对于K对策者，其种群增长曲线上还有一个灭绝点X。当K对策者的种群数量大于灭绝点，则种群增长；如果低于灭绝点，种群就会发生灭绝。（6）特征生物：大部分昆虫和一年生植物是γ对策者。大部分脊椎动物和乔木是K对策者。在同一分类单元中，如哺乳类、啮齿类大部分是γ对策者，而象、虎、熊猫则是K对策者。（7）γ选择和K选择理论的意义：在有害动物防治方面，大部分有害动物属于γ对策者，仅靠一两次灭杀只能暂时控制其数量，一旦灭杀停止，能迅速增殖，种群数量将很快恢复到原有水平；在濒危野生动物的保护方面，大部分珍稀动物属于K对策者，繁殖能力低，一旦种群数量下降到一定的下限－灭绝点．则难以自然地恢复增长，因此应当不断地给予保护。7.种内关系、种间关系的类型及概念。①种内关系：种群内部的个体与个体之间的关系。包括：集群、种内竞争。②种间关系：生活于同一生境中的不同种群之间的关系。包括：寄生与共生、种间竞争、捕食。8.竞争方式类型、种内竞争的意义。种群竞争分类：①种内竞争(发生在同一物种个体之间)②种间竞争(发生在不同物种的个体之间)。种内竞争意义：可以导致物种分化、物种形成。9.生态位、栖息地、生境、生态幅的概念。生态位：自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。栖息地：生物所处的物理环境。生境：生物生活地段上的生态环境。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。10.两个种群的资源利用曲线示意图，曲线宽窄远近所反映的含义。资源利用曲线：能表示不同物种的生态位分布，为正态曲线，曲线的重叠度表示生态位的重叠度，即对资源的竞争大小。资源利用曲线意义：①各物种的生态位窄，相互重叠少，表示物种之间的种间竞争小；各物种的生态位宽，相互重叠多，表示种间竞争大。②若两个物种的资源利用曲线完全分开，表明有些资源未被充分利用，扩充利用范围的物种将在进化中获得好处。③进化将导致两物种的生态位靠近、重叠，种间竞争加剧，将导致一个物种灭亡或通过生态位的分化而得以彼此都能生存。因此，种内竞争促使两物种的生态位接近，而种间竞争又促使两物种的生态位分离。④若物种的生态位狭，激烈的种内竞争将促使其扩展资源利用范围。11.高斯假说两个物种越相似，它们的生态位重叠就越多，竞争也就越激烈。即在一个稳定的环境内，两个以上具有相同资源利用方式的但受资源限制的种，不能长期共存在一起。12.捕食的生态意义意义：往往在对猎物种群的数量和质量