生态学课后习题答案

绪论1．说明生态学的定义研究有机体及其周围环境相互关系的科学。2．研究生态学采用的方法：野外的/实验的、理论的第一部分有机体与环境一．生物与环境1．概念与术语环境：指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。生态因子：指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳。食物和其他生物等。生态幅（生态价）：每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点之间的范围，称为生态幅。大环境：指地区环境、地球环境和宇宙环境。小环境：指对生物有直接影响的邻接环境，即指小范围内的特定栖息地。大气候：大环境中的气候，是指离地面1.5m以上的气候，是由大范围因素所决定小气候：小环境中的气候，指近地面大气层中1.5m以内的气候。生境：所有生态因子构成生物的生态环境，特定生物体或群体的栖息地的生态环境。密度制约因子：如食物、天敌等生物因子，其对动物种群数量影响的强度随其种群密度而变化，从而调节了种群数量。非密度制约因子：指温度、降水等气候因子，它们的影响强度不随种群密度而变化。限制因子：任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素称为限制因子。2.什么是最小因子定律？什么是耐受性定律？最小因子定律：低于某种生物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。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，级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。3.生态因子相互联系表现哪些方面？1)综合作用：环境中的每个生态因子不是孤立的、单独的存在，总是与其他因子相互联系、相互影响、相互制约的。2)主导因子作用：对生物起作用的众多因子并非等价的，其中有一个是起决定作用的，它的改变会引起其他生态因子发生变化，使生物的生长发育发生变化，这个因子称主导因子。3)阶段性作用：由于生态因子规律性变化导致生物生长发育出现阶段性，在不同发育阶段，生物需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。4)不可替代性和补偿性作用：对生物作用的诸多生态因子虽然非等价，但都很重要，一个都不能缺少，不能由另一个因子来替代。5)直接作用和间接作用：生态因子对生物的行为、生长、繁殖和分布的作用可以是直接的，也可以使间接的。有时还要经过几个中间因子。二、能量环境1．概念与术语外温动物:依赖外部热源，如鱼类、两栖类和爬行类。内温动物：通过自己体内氧化代谢产热来调节体温。异温动物：产生冬眠的内温动物。驯化：内温动物经过低温的锻炼后，其代谢产热会比温暖环境中高。这些变化过程是由实验诱导的，称为驯化。气候驯化：如果是在自然界中产生的则称为气候驯化。适应性低体温：当环境温度过低时，内温动物会自发地从冬眠中醒来恢复到正常状态，而不致冻死，这是与外温动物冬眠的根本区别。内温动物这种受调节的低体温现象称为适应性低体温。发育阈温度或生物学零度：显示发育生长是在一定的温度范围上才开始，低于这个温度，生物不发育，这个温度称为发育阈温度。春化黄化现象：一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，但能形成胡萝卜素，导致叶子发黄，称为黄化现象。春化：2.生物对光照会产生哪些适应？①光质的生态作用及生物的适应：可见光的强度及照射时间的变化对动物的生殖、生长、发育、行为及体色有显著的影响。②光照强度的生态作用及生物的适应：光照强度的对生物的生长、发育和形态建成的作用；植物对光照强度的适应；动物对光照强度的适应③生物对光照周期的适应：生物的昼夜节律；生物的光周期现象3.生物对极端的高温会产生哪些适应？生物对高温的适应表现在形态、生理和行为等各个方面。在形态上，有些植物油密绒毛和鳞片，能过滤一部分阳光；有些植物体色呈白色、银白色，叶片反光，可反射大部分阳光，减少植物的热能的吸收等。在生理适应方面，植物主要是降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，这有利于减慢代谢率，增加原生质的抗凝结能力。其次是靠旺盛的蒸腾作用避免植物体过热。动物对高温适应的重要途径是适当放松恒温性，使体温有大幅度的波动。沙漠中的啮齿类动物非常丰富，行为适应是重要的对策，它们采用“夜出加穴居式的适应方式”，避开沙漠白天炎热而干燥的气候。4.物种的分布完全由温度决定吗？还由光来决定5.简述火的生态作用火的有益作用：把枯枝叶烧成灰，形成物质再循环的无机肥料，成为新一轮生命周期的开始。火也可以减少与耐火树竞争的物种。火的有害作用：破坏了自然界的生态平衡，特别是破坏了生物群和它们错综复杂的关系。6.简述风的生态作用风对生物生长及形态的影响：强风能降低植物的生长高度；强风还能使树木形成畸形树冠；影响了植物的形态结构；影响了鸟兽的体表形态特征。风是传播运输工具。风的破坏作用：风对植物的机械破坏作用——风折、风倒、风拔等，取决于风速、风的阵发性、环境的其他特点和植物种的特征。三、物质环境1．概念与术语湿生植物：湿生植物抗旱能力小，不能忍受长时间缺水，但抗涝性很强，根部通过透气组织和茎叶的通气组织相连接，以保证根的供氧。中生植物：由于环境中水分减少，而逐步形成一套保持水分平衡的结构与功能。旱生植物：生长在干热草原和荒漠地区，其抗旱能力极强。腐殖质：是土壤微生物分解有机质时，重新合成的具有相对稳定性的多聚体化合物，主要是胡敏酸和富里酸，占土壤有机质总量的85%~90%以上。土壤质地：组成土壤的各种大小颗粒按直径可分为粗砂、细砂、粉砂和黏粒。这些不同大小颗粒组合的百分比称为土壤质地。土壤结构：土壤颗粒排列形式、孔隙度及团聚体的大小和数量称为土壤结构。盐碱土植物：盐碱土是盐土和碱土以及各种盐化、碱土化的统称。1．简述陆地上水的分布及其变化规律1)降雨量：地球上的降雨量随着唯独发生很大变化。在赤道南北两侧20范围内，降雨量最大，再向南北扩展，维度为20~40地带，降雨量最少，大多为沙漠，40~60为中纬度湿润地带，极地降水很少，为干燥地带；陆地上的降雨量还受到海陆位置、地形及季节的影响。2)大气湿度：相对湿度受到环境温度的影响，温度低，相对湿度降低。相对湿度随昼夜温差的改变，随地理位置而异。2．水生植物如何适应于水环境？水生植物具有自动调节渗透压的能力。水生植物对缺氧环境的适应，使根、茎、叶内形成一套互相连接的通气系统。3．水生动物如何适应于高盐度或低盐度的环境？水生动物主要靠渗透调节来控制生活在高渗和低渗环境中的有机体体内水平衡及溶质平衡。淡水硬骨鱼血液渗透压高于水的渗透压，属于高渗性的。海洋鱼类是低渗性的。4．水生植物对水的适应性表现在哪些方面？水生环境的盐度，使水生植物由于自动调节渗透压的能力。水体中的氧浓度大大低于空气的氧浓度，水生植物对缺氧环境的适应，使根、茎、叶内形成一套互相连接的通气系统。5．陆生动物如何适应于干旱环境？①脊椎动物羊膜卵的产生使脊椎动物在发育过程中能阻止水分的丢失，而允许脊椎动物区开拓陆地。②陆生动物通过直接饮水或从食物所含的水分中得到水。③减少失水：减少蒸发失水，减少排泄失水（哺乳动物肾的保水能力），蛋白质代谢产物的排泄（排泄尿素与尿酸），行为变化。6．简述大气中CO2与O2浓度与生物的关系7．土壤的物理性质对生物有哪些作用？①土壤质地影响生物的分布于活动。②团粒结构统一保肥和供肥的矛盾，使土壤中水、气、营养物处于协同状态，给植物的生长发育和土壤动物生存提供了良好的生活条件。③土壤水分能直接被植物根吸收利用。且影响了土壤动物的生存与分布。④土壤空气影响植物与土壤动物的呼吸作用。土壤通气程度影响土壤微生物的种类。数量和活动情况，进而影响植物的营养状况。⑤土壤温度对植物的发育生长有密切的关系。土温的变化，导致土壤动物产生行为的适应变化。8．土壤的化学性质对生物有哪些作用？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。还影响了土壤动物区系以及分布。土壤有机质可增强植物代谢活动。土壤腐殖质还是异养微生物的重要养料和能源，能活化土壤微生物。土壤矿质元素是植物生长代谢所需。土壤的无机元素对动物的生长和动物的数量也有影响。9．土壤动物如何适应于土壤中高CO2与缺氧的环境？地下兽对低O2的适应表现在血红蛋白的浓度增加，血红蛋白的氧结合能力增加，同时降低能量代谢，降低体温，以减少对氧的需求。地下兽的脑中枢对CO2的敏感性降低，随着吸入气CO2浓度上升，呼吸通气量增加缓慢，地下兽会通过肾调整盐离子排泄速度，以提高血液的缓冲能力，对高CO2环境产生代偿性适应。10．土壤有那些生物学特性？活动于土壤中的动物、扎根于土壤中的植物与众多的土壤微生物对土壤的作用，促成了成土作用，改善了土壤的物理性能，增加了土壤中的营养成分。四、种群及其基本特征1．什么是种群，有哪些重要的群体特征？种群：是在同一时期内占有一定的同种生物个体的集合。群体特征：①空间特征，即具有一定的分布区域②数量特征，每单位面积上的个体数量是变动的。③遗传特征，种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因组成同样是处于变动之中的。2．试说明我国计划生育政策的种群生态学基础。3．设在0.5Ml培养液中放5个草履虫，每天计数培养液中种群数量，其后4天的结果为20,137,319,369，请用逻辑曲线拟合，并求出增长方程。4.1992年中国人口大约为12亿，出生率为22‰，死亡率为7‰，其每年的增长率为多少？以该增长率增长，种群的加倍时间是何时？5．有关种群调节理论有哪些学派，各学派所强调的种群调节机制是什么？外源性种群调节理论：分为非密度制约的气候学派和密度制约的生物学派。非密度制约的生物学派：多以昆虫为研究对象，认为生物种群主要是受对种群增长有利的气候的短暂所限制。密度制约的生物学派：主张捕食、寄生和竞争等生物过程对种群调节起决定作用。内源性自动调节理论：研究焦点在动物种群内部，强调种内成员的异质性，特别是各个体之间的相互关系在行为、生理和遗传特性上的反映。包括行为调节、内分泌调节、遗传调节。6．什么是集合种群，集合种群与我们通常所说的种群有何区别？集合种群：是居于种群通过某种程度的个体迁移而连接在一起的区域种群。有人将集合种群称为一个种群的种群，即集合种群是种群的概念在一个更高层次上的抽象和概括。五、生物种及其变异与变化1．怎样理解生物种的概念？①生物种不是按任意给定的特征划分的逻辑的类，而是由内聚因素联系起来的个体的集合。②物种是一个可随时间进化改变的个体的集合。③物种是生态系统中的功能单位。2．为什么说种群是进化的基本单位？在世代传递过程中，亲代并不能把每一个体的基因型传递给子代，传给子代的只是不同频率的基因。基因频率会受到突变、选择、漂变、迁移等因素的影响而发生变化。物种的进化过程，即表现为基因频率从一个世代到另一个世代的连续变化过程。新物种形成是进化过程中的决定性阶段。3．什么是多态现象？在种群中许多等位基因的存在导致一种群中一种以上的表型。4．为了确定某一物种在一些性状上的地理变异是由自然选择还是遗传漂变引起的，应该得到哪些证据？如果选择强度s大于遗传漂变强度，且大10倍或更多，则在多数情况下，可对遗传漂变忽略不计，反之亦然。5．经历过遗传瓶颈的种群有哪些特点？经过瓶颈后，如果种群一直很小，则由于遗传漂变作用，其遗传变异会迅速降低，最后可能致使种群灭绝。另一个方面，种群数量在经过瓶颈后也可能逐步恢复。6．植物以及岛屿的物种分化有何特点？植物通过多倍体发生的。多倍体是整个染色体组的自发复制，致使个体中原来染色体数成倍增加。植物物种形成的另一重要特点是比动物易于产生杂种后代，杂交能育性高。岛屿物种形成的特点是由于和大陆隔离，往往易于形成适应于当地的特有种。六、生活史对策1．什么是生活史，其包含哪些重要组分？生物的生活史是指其从出生到死亡所经历的全部过程。包括身体大小、生长率、繁殖和寿命。2．什么是生活史对策？K-对策和r-对策各有哪些特点？生物在生存斗争中获得的生存对策，称为生态对策，或是生活史对策。r-选择种类具有所有使种群增长率最大化的特征：快速发育，小型成体，数量多而个体小的后代，