普通生态学复习资料

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1、普通生态学复习资料这份资料基于本人上课所做的笔记以及最后一节课上朱明德老师所给的重点和 本人的理解整理而成，并不是一份十分全面的复习参考资料，仅供参考。千万 不要过分依赖此复习资料，平时认真听课、勤做笔记、善于思考才是取得高分 的不二法门！生态学：生态学是研究有机体及其周围环境相互作用关系，以及与社会、经济、 人类相互作用关系的一门生物学分支学科。生态学有方法论和层次观。生态学的4个组织层次：个体、种群、群落、生态系统。生态学的5个研究方法：野外考察、实验室分析、模拟实验、网络分析、多方 面整合。生物圈：是指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所，它包括岩石圈 的上层、全部水圈和大气圈的下

2、层。环境：是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。大环境：大环境是指地区环境、地球环境和宇宙环境。大气候：大环境中的气候称为大气候，是指离地面1.5m以上的气候，是由大范 围因素所决定。小环境：是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。生态因子：是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 环境称为生境。生态因子的作用特征：Q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、

3、相互影响、相互制约的。因此，任何一个因子的变化，都会不同 程度地引起其他因子的变化，导致生态因子的综合作用。Q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 性作用的，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。Q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，因此，生态因 子对生物的作用也具有阶段性。Q不可替代性和补偿性作用：对生物作用的诸多生态因子虽非等价，但都很重 要，一个都不能缺少，不能由另一个因子来替代。但在一定条件下，当某一因 子的数量不足，可依靠

4、相近生态因子的加强得以补偿，而获得相似的生态效应。Q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 以是直接的也可以是间接的，有时还要经过几个中间因子。限制因子定律：在外界光、温度、营养等因子数量改变的状态下，探讨的生理 现象(如同化过程、呼吸、生长等)的变化，通常可将其归纳为3个主要点： 生态因子低于最低状态时，生理现象全部停止；在最适状态下，显示了生理现 象的最大观测值；在最大状态之上，生理现象又停止。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物种衰退或不能生存。耐受性定律的发展：Q每一种生物对不同生态因子的耐

5、受范围存在差异，可能 对某一生态因子耐受性很宽，对另一个因子耐受性很窄，而耐受性还会因年龄、 季节、栖息地区等的不同而有差异。Q生物在整个个体发育过程中，对环境因子的耐受限度是不同的。在动物的繁 殖期、卵、胚胎期和幼体、种子的萌发期，其耐受限度一般比较低。Q不同的生物钟，对同一生态因子的耐受性是不同的。Q生物对某一生态因子处于非最适状态下时，对其他因子的耐受限度也下降。生态幅：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(ecological amplitude)或生态价(ecological valence)。生物的生态

6、幅反映了生物对生态因子的耐受范围，通过生物驯化和维持体内环 境稳态，可调整和扩大生物对生态因子的耐受范围，提高适应能力。黄化现象：光是影响叶绿素形成的主要因素。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。光周期现象：植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠和换毛换羽等， 是对日照长短的规律性变化的反应，称为光周期现象。光周期现象是一种光形 态建成反应，是在自然选择和进化过程中形成的。它使生物的生长发育和季节 变化协调一致，对动植物适应所处环境具有很大意义。根据植物开花对日照长度的反应，可把植物分成4种类型： 长日照植物：日照超过某一数值或黑夜小于某一数值

7、时才能开花的植物，如 萝卜、菠菜、小麦、凤仙花及牛蒡。短日照植物：日照小于某一数值或黑夜长于某一数值时才能开花的植物，如 玉米、高粱、水稻、棉花、牵牛等。中日照植物：昼夜长短接近相等时才开花的植物。如甘蔗只在12.5h的光照 下才开花，光照超过或低于这一时数，对其开花都有影响。日中性植物：开花不受日照长度影响的植物，如蒲公英、四季豆、黄瓜、番 茄及番薯等。动物的光周期现象：1、繁殖的光周期现象，长日照动物和短日照动物。2、昆虫滞育的光周期现象：很多昆虫在它们生命周期的正常活动中，能插入一 个休眠期，即滞育，这经常是光周期决定的。3、换毛与换羽的光周期现象。4、动物迁徙的光周期现象。生物的昼夜节

8、律和光周期现象是受光周期控制的，在众多的生态因子中，光 之所以成为生命活动的定时器和启动器，是因为光照长短的变化，与其他生 态因子（如温度、湿度）的变化相比，是地球上最具稳定性和规律性的变化， 通过长期进化，生物最终选择了光周期作为生物节律的信号。土壤温度的变化：地球上各种土壤的温度与该地气温有一定的相关性，但因土 壤的组成及性质特征，使其土壤温度又有其自身的特点：1、土壤表层的温度变化远较气温剧烈，随土壤深度加深，土壤温度的变化幅度 减小。2、随土壤深度增加，土壤最高温和最低温出现的时间后延，其后延落后于气温 的时间与土壤深度成正比。土壤温度的变化特征有利于地下栖居的动物如蜥 蜴选择自身需要

9、的外界温度以进行体温调节。3、土壤温度的短周期变化主要出现在土壤上层，长周期变化出现在较深的位置。4、土壤温度的年变化在不同地区差异很大，中纬度地区由于太阳辐射强度与照 射时间变化较大，土温的年变幅也较大。热带地区太阳辐射年变化小，土温 变化受雨量控制。高纬度与高海拔地区，土温的年变化与积雪相关。贝格曼规律：来自寒冷气候的内温动物，往往比来自温暖气候的内温动物个体 更大，导致相对体表面积变小，使单位体重的热丧失减少，有利于抗寒，这种 现象称为贝格曼规律。阿伦规律：冷地区内温动物身体的突出部分，如四肢、尾巴和外耳有变小变短 的趋势，这种现象称为阿伦规律。风对生物生长及形态的影响：风对植物的影响是

10、多方面的，强风常能降低植物 的生长高度。强风还能使树木形成畸形树冠，常称为“旗形树”。在盛行连续 单向风的地方，例如高山、风口区，常出现旗形树。生物对光的适应表现在3个方面：Q对光质的选择性适应。如人类和许多脊椎 动物能看见的光只是在可见光波范围内。Q植物对光照强度的适应性，表现子 啊阳地植物和阴地植物在生理及形态上的差异，以及C4植物和C3植物光合作 用速率的差异。Q生物随光照长度的日周期和年周期变化，也出现适应性的昼 夜节律与光周期现象。光周期成为生物生命活动的定时器和启动器。生物对极端高低温的适应表现在形态、生理和行为等各方面。低温的形态适 应：植物的芽和叶片常有油脂内物质保护，树干粗短

11、，树皮坚厚状；内温动物 出现贝格曼规律和阿伦规律的变化。在生理方面，植物通常减少细胞中水分， 增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物的冰点，增加抗寒防冻能力。小型内 温动物主要增加体内产热量来增加御寒能力和保持恒定的体温，通常是靠增加 非颤动性产热和基础代谢产热，前者作用更为重要。除此之外，内温动物还采 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。行为上的适应主 要表现在迁徙和集群方面。生物对高温的适应也表现在上述三方面。生理上， 植物主要降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，以及增加蒸腾作用避免植物体 过热；动物则适当放松恒温性，将热量储存于体内，等体温升高，等夜间再通 过对流、传导和辐

12、射等方式将体内的热量释放出去。一些小内温动物常采用 “夜出加穴居式的适应方式”，避开沙漠炎热干燥的气候。夏眠或夏季滞育、 迁移，也是动物度过干热季节的一种适应。风对生物的影响是多方面的。强风常能降低植物的生长高度，引起植物矮化， 还影响动物的地理分布及体表形态特征。连续的单向风还可形成旗形树。风是 风媒植物的传粉工具，是某些无脊椎动物迁移的运输工具。大风具有破坏力， 防护林可以减轻风的危害。火作为一个生态因子，对生物作用有不利方面，也有有利方面。我们必须利用 火的有利方面去避开不利方面，以保护人类的资源。水的利用：最重要的是开源节流。还有重复利用、提高利用率；平衡。首先，水是地球上所有有机体的

13、内部介质，是生命物质的组成成分，没有水生 命就会终止。生物体内一般含水量为60%-80%，有的水生生物高达90%以上，而 在干旱环境中生长的地衣和一些苔薛植物其含水量仅为6%左右；水又是有机体 生命活动的基础，生物新城代谢及各种物质的运输都必须在水溶液中进行。因 此，失水将导致生物生理上的失调，直接威胁到生物的存活。其次，水作为外 部介质，是水生生物获得资源和栖息地场所；陆地上水量的多少，又影响到陆 生生物的生长与分布。水的这些重要生物学特性与水的理化性质有关。水分子具有极性；水具有高热容量；水具有特殊的密度变化；水具有相变。陆生植物随生长环境的潮湿状态分为三大类型：湿生植物、中生植物和旱生植

14、 物。湿生植物抗寒能力小，不能忍受长时间缺水，但抗涝性很强，根部通过通 气组织和茎叶的通气组织相连接，以保证根的供氧，如秋海棠、水稻、灯芯草。中生植物，如大多数农作物、森林树种，由于环境中水分减少，而逐步形成一 套保护水分平衡的结构与功能。如根系与输导组织比湿生植物发达，保证能吸 收、供应更多的水分；叶片表面有角质层，栅栏组织较为整齐，防止蒸腾能力 比湿生植物高。旱生植物生长在干热草原和荒漠地区，其抗旱能力极强。旱生植物根对干旱的 耐受力是成功的，根据其形态、生理特性和抗旱方式，又可分为少浆液植物和 多浆液植物。水生植物：叶子构造与水环境的关系水体中氧浓度大大低于空气中的氧浓度，水生植物对缺氧

15、环境的适应，使根、 茎、叶内形成一套互相连接的通气系统。如荷花，从叶片气孔进入的空气经过 叶柄、茎而进入地下茎和根的气室，形成完整的开放型的通气组织，以保证地 下各组织、器官对氧的需求。另一类具有封闭式的通气组织系统，如金鱼藻， 它的通气系统不与大气直接想通，但能储存由呼吸作用释放出的CO2供光合作 用需要，储存光合作用释放出的氧气供呼吸需要。由于植物体内存在大量通气 组织，使植物体重减轻，增加了漂浮能力。水生植物长期适应于水中弱光及缺 氧，使叶片细而薄，大多数叶片表皮没有角质层和蜡质层，没有气孔和绒毛， 因而没有蒸腾作用。土壤是由固体、水分和空气组成的三相复合系统。三相中，固体是不均匀的。

16、固相中的无机部分是由一系列大小不同的无机颗粒组成，包括矿质土粒、硅质 黏土、二氧化硅、金属氧化物和其他系统成分；固相中的有机部分主要包含有 机物。土壤固相颗粒是土壤的物质基础，占土壤总质量的85%以上。组成土壤 的各种大小颗粒按直径可以分为粗砂(0.2-2.0mm)、细砂(0.02-0.2mm)、粉 砂(0.002-0.02mm)和黏粒(0.002mm以下)。这些不同大小颗粒组合的百分 比，称为土壤质地。根据土壤质地，土壤可分为砂土、壤土和黏土三大类。土 壤颗粒排列形式、空隙度及团聚体的大小和数量称为土壤结构，影响了土壤中 固液气三相比例。土壤水分能直接被植物根吸收利用。土壤水分的过多或过少，

17、对植物、土壤动物和微生物均不利。土壤水分影响了土壤动物的生存与分布。土壤空气主要来自于大气，但由于土壤动物、微生物和植物根系的呼吸作用和 有机物的分解作用，再加上土壤的通气性能差，使土壤空气的O2和C02含量与 大气有很大的差异。土壤中的高CO2, 一部分以气体扩散和交换的方式不断进入地面空气层，供植 物叶利用，另一部分直接为根系吸收。土壤中栖息着一类地下兽，它们终生在 地下而不上到地面，它们对土壤中的低O2和高CO2浓度产生了很好的适应性。土壤通气程度影响了土壤微生物的种类、数量和活动情况，进而影响植物的营 养状况。土壤温度对植物的生长发育有密切的关系。土温直接影响种子萌发和扎根出苗； 土温

18、影响根系的生长、呼吸和吸收性能；土温影响了矿物质盐类的溶解速度、 土壤气体交换、水分蒸发、土壤微生物活动以及有机质的分解，而间接影响植 物的生长。土温的变化，导致土壤动物产生行为的适应变化。土壤的生物特性是土壤中动物、植物和微生物活动所产生的一种生物化学和生 物物理学特性。土壤中的生物种类很多。土壤微生物是土壤中重要的分解者或 还原者，在土壤形成过程中起重要作用。土壤动物是最重要的土壤消费者和分 解者，在土壤中有上千种动物。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，促进了成土作用，改善了土壤的物理性能， 增加了土壤中的营养成分。种群：是在同一时期内占有一定空间的同

19、种生物个体的集合。种群可有单体生物或构件生物组成。在有单体生物组成的种群中，每一个个体 都是由一个受精卵直接发育而来，个体的形态和发育都可以预测。相反，由构 件生物组成的种群，受精卵首先发育成一结构单位或构件，然后发育成更多的 构件，形成分支结构。构件发育的形式和时间是不可预测的。花也是一种类型 的构件。构件生物各部分之间的连接可能会死亡和腐烂，这样就形成了许多分 离的个体，这些个体来自于同一个受精卵并且基因型相同，这样的个体被称为 无性系分株。一般来说自然种群具有三个基本特征：空间特征即种群具有一定的分布区域； 数量特征即每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）是变动的；遗传特 征即种群具

20、有一定的组成，也就是一个基因库，以区别于其他物种，但基因组 成同样是处于变动之中的。种群生态学是研究种群的数量、分布以及种群与其栖息环境中的非生物因素及 其他生物种群（如捕食者与猎物）之间的相互作用。组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群的内分布型或简 称分布。种群的内分布型一般可分为三类：均匀的、随机的以及成群的。成群分布是最常见的内分布型，其形成原因有：资源分布不均匀；植物种子传 播方式以母株为扩散中心；动物的集群行为。种群的年龄结构把每一年龄群个体的数量描述为一个年龄群对整个种群的比率。 年龄群可以是特定分类群，如年龄或月龄，也可以是生活史期，如卵、幼虫、 蛹和龄期。年龄

21、锥体是以不同宽度的横柱从下到上配置而成的图，有三种类型: 典型金字塔形椎体；钟型椎体；壶型椎体。种群的年龄结构对了解种群历史，分析、预测种群动态具有重要价值。许多生物经历离散的发育期，如昆虫幼体的龄期。利用每一时期个体的数量， 即时期结构，可以对种群进行有效的描述。在许多植物种类中，年龄群结构仅能为种群提供有限的描述。因为构建生物的 生长是不可预测的，与年龄没有密切关联。性比指的是种群中雌雄个体的比例。生态入侵：由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地 区，其种群不但扩大，分布区逐步稳定的扩展的过程。危害：与当地物种恶性 竞争，对人畜造成伤害。具不规则或周期性波动的生物都可能

22、出现种群的爆发。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。种群是遗传单位，也是进化单位。物 种的概念在生命科学发展的各个时期都有争论，目前尚无统一的概念。近代物 种概念认为生物种是由一些具有一定形态和遗传相似性的种群构成，属于一个 种的种群之间，以及同种所有的个体成员之间的形态与遗传的相似性大于它们 与其他物种成员的相似性。尽管给物种下一个在理论上有道理。实际应用上又 方便的定义很困难，但可以确定生物种有以下一些特点：Q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（生殖、遗 传、生态、行为、相互识别系统等）联系起来的

23、个体的集合。物种是自然界真 实的存在，不同于种以上的分类范畴，后者是人根据某些内在的特征划分的。Q物种是一个可随时间进化改变的个体的集合。同种个体共有遗传基因库，并 于其他物种生殖隔离，使种群保持相对稳定的基因库，抵消了有性生殖带来的 遗传不稳定性。组成物种的种群是进化的单位。生殖隔离和进化是导致物种之 间表型分异的原因。而物种的分异是生物对环境异质性的应答，使不同物种适 应不同的局部环境。Q物种是生态系统中的功能单位。不同物种因其不同的适应特征而在生态系统 中占有不同的生态位。因此，物种是维持生态系统能流、物流和信息流的关键。哈温定律：是指在一个巨大的、个体交配完全随机的、没有其他因素的干扰

24、（如突变、迁移、选择、漂变等）的种群中，基因频率和基因型频率将世代保 持稳定不变。这种状态称为种群的遗传平衡状态。地理变异：广布种的形态、生理、行为和生态特征往往在不同地区有显著的差 异，称为地理变异。自然选择和遗传漂变是两种进化动力。以一个或几个个体为基础就可能在空白生境中建立一个新种群。遗传变异和特 定基因在新种群中的呈现将完全依赖这少数几个移植者的基因型，从而产生建 立者种群。由于取样误差，新隔离的移殖种群的基因库不久便会和母种群相分 歧，而且由于两者所处地域不同，各有不同的选择压力，使建立者种群与母种 群的差异越来越大。此种现象称为建立者效应。表型的自然选择模式大致可以分为3类：稳定选

25、择：当环境条件对处于种群的数量性状正态分布线中间的个体是最适时， 选择淘汰两端极端个体，属于稳定选择。定向选择：如果表型与适合度的关系是单向型的，选择对一侧极端个体有利， 则选择属于定向型。分裂选择：如果种群的数量性状正态分布线两侧的表型具有高适合度，而他们 中间的表型适合度低，则选择是分裂的或歧化的。地理物种形成学说将物种形成大致分为3个步骤：1、地理隔离 通常是由于地理屏障将两个种群隔离开，阻碍了种群间个体交换， 使种群间基因流受阻。2、独立进化 两个彼此隔离的种群适应于各自的特定环境而分别独立进化。3、繁殖隔离机制的建立两个种群间产生繁殖隔离机制，即使两种群间内个体 有机会再次相遇，彼此间也不再发生基因流，因而形成两个种，物种形成过 程完成。