生态学复习提纲

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1、初级生产力(Primary productivity)：在初级生产过程中，植物固定的能力有一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可用于植物生长和生殖，这部分生产量称为净初级生产力(Net Primary productivity)：是可提供生态系统中其他生物利用的能量。生态位：指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色。基础生态位(Fundamental Niche)：物种所能栖息的，理论上的最大空间。适合度：一种生物对生境的适合程度，以平均每个个体生育的存活后代的数量作为衡量适合相对适合度(Relative Fitness)：建立者效应(founder effect)：由于取量误差，新隔离的移殖

2、种群的基因库不久就会和母体种群相分歧，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。遗传瓶颈(genetic bottleneck)：如果一个种群在某一时期由于环境灾难或过捕等原因数量急剧下降。干旱(drought)：干旱是指淡水总量少，不足以满足人的生存和经济发展的气候现象，一般是长期的现象生理干旱(physiological drought)：生理干旱是指土壤不缺水，但其它不良土壤状况或根系自身的原因，使根系吸不到水分，植物体内发生水分亏缺的现象。优势种(dominant species)：指种群中占优势的种类，它包括群落每层中在数量、 体积上最大、对生境

3、影响最大的种类。对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种。建群种(constructive species)：在群落形成过程中作用最大的种称为建群种，一般优势层的优势种为建群种。（进展、逆行）演替(succession):植物群落发展变化中，由低级到高级，由简单到复杂，一个阶段接着一个阶段，一个群落代替另一个群落的自然演变现象。演替分为快速演替，长期演替，世纪演替；群落发生演替，内因生态演替或内因动态演替，外因生态演替或外因动态演替；自养性演替和异样性演替；水生基质演替系列，旱生基质演替系列。集合种群(metapopulation)：描述的是生境破碎化中局域种群的集合。生境破碎化(ha

4、bitat fragmentation)：是指对生物物种种群群落的生存繁衍起干扰抑制作用的因素分割压缩生境的过程。岛屿(island)：岛的总称（岛的面积大，屿的面积小），散布在海洋、江河或湖泊中的四面环水、高潮时露出水面、自然形成的陆地。热带雨林(tropical rainforest)：一般认为热带雨林是指耐阴、喜雨、喜高温、结构层次不明显、层外植物丰富的乔木植物群落。种类组成特别丰富，大部分都是高大乔木。群落结构复杂，树冠不齐，分层不明显。藤本植物及附生植物极丰富，在阴暗的林下地表草本层并不茂密。在明亮地带草本较茂盛。图树干高大挺直，分枝小，树皮光滑，常具板状根和支柱根。茎花现象：(即花

5、生在无叶木质茎上)很。亚热带常绿阔叶林(subtropical evergreen broadleaved forest)：常见。寄生植物很普遍。热带雨林的植物终年生长发育。动物种类极其丰富常绿阔叶林发育在湿润的亚热带气候地带。常绿阔叶林主要由樟科、壳斗科、山茶科、金缕梅科等科的常绿阔叶树组成。我国常绿阔叶林的特点主要由壳斗科的栲、青冈，樟科的樟、润楠，山茶科的木荷等属的常绿乔木组成，还有木兰科、金缕梅科的一些种类。驯化(acclimation):内温动物经过低温的锻炼后，其代谢产热水平会比在温暖环境中高。这些由实验诱导的变化称为驯化。气候驯化(Acclimatization)：如果是在自然界

6、中产生的驯化称为气候驯化。食物链(food chain)：生态系统中植物制造的初级能源,通过生物进行一系列转化,形成的一种取食与被取食的食物营养连锁关系。食物网(food web)：在生态系统中，一种生物不可能固定在一条食物链上，而往往同时属于数条食物链。实际上，生态系统中的食物链很少单条、孤立的出现，它们往往是交叉链索，形成复杂的网络式结构，即食物网。原生裸地(primary bare area):指从来没有植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了（包括原有植被下的土壤）的地段，如冰川移动等造成的裸地次生裸地(secondary bare area)：指缘由植被虽已不存在，但缘由

7、植被下的土壤条件基本保留，甚至还有曾经生长在此的种子或其他繁殖体的地段，这类情况如森林砍伐、火烧等造成的裸地。化感作用(allelopathy)：生活的或腐败的植物通过向环境释放化学物质而产生促进或抑制其他植物生长的效应。竞争排斥原理(principle of competitive exclusion)：种间竞争的结构出现不等性或不对称性，即一个种被另一个种完全排挤掉，或是一个种被迫使另一个种占据不同的空间位置和利用不同的食物资源等，即发生生态分离，这在生态学上称作高斯的竞争排斥原理，即生态学上相同的两个物种不可能在同一地区内共存。群落季相(seasonal aspect of commun

8、ity)：群落外貌常常随着时间的推移而发生周期性的变化，这是群落结构的另一重要特征。随着气候季节性交替，群落呈现不同的外貌。中度干扰假说(intermediate disturbance hypothesis)：只有中等干扰程度使多样性维持最高水平，它允许更多的物种入侵和定居。生态系统(ecosystem)：就是在一定空间中共同栖居着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断进行物质循环和能量流动的过程而形成的统一整体。限制因子(limiting factor)：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。最大状态之上时，生理现象又停止。积温，有效积温

9、(sum of effective temperature):生物完成某个发育阶段所需的总热量。自疏（法则）(self-thinning):也影响到植株的存活率，这一过程叫做自疏导致密度与生物个体大小之间的关系，该关系在双对数图上具有典型的-3/2斜率。这种关系叫做-3/2自疏（法则）。存活曲线（三类）(survivorship curve)：A型为凸型存活曲线，表示种群在接近于生理寿命之前，只有个别死亡，即几乎所有个体都能达到生理寿命。死亡率直到末期才升高。B型：乘对角线的存活曲线。表示各年龄期的死亡率是相等的。C型为凹型的存活曲线。表示幼体的死亡率很高，以后的死亡率低而稳定。共生(mutu

10、alism):共生分为偏利共生（即两个不同物种的个体间发生一种对一方有利的关系）和互利共生（不同种两个体检一种互惠关系）。互利共生又分为专性互利共生、兼性互利共生、防御性互利共生、动物组织或细胞内的共生性互利共生。寄生(parasitism)：是指一个种（寄生物）寄居于另一个种（寄主）的体内或体表，靠寄主体液,组织或已消化物质获取营养而生存。种群爆发(explosion):是指动物密度比平常显著增加的现象。合适的气候条件和食物条件、天敌控制的解除、种群内部机制等常为爆发的原因。生态入侵(invasion)：由于人类有意识或无意识的把某种生物带入适宜栖息和繁衍的地区，其种群不断扩大，分布区逐步稳

11、定扩大。适应(adaptation)：是对周围陌生环境变得熟悉的一种状态，是在新条件和新环境中的一种功能性改变；是自然选择产生的特征，对其生存和繁殖是有利的。自然选择(natural selection)：一个种群中存活能力强和繁殖最有效的个体适合度高，对未来世代的贡献大比适合度低的个体产生的后代数量多。适合度的差别如果含有遗传成分，则后代的遗传组成将会有所改变，最适合的个体所携带的基因将会越来越普遍，而最低适应的个体所携带的基因将越来越少，这个过程是自然选择，即最适者生存。性选择(sexual selection)：自然选择的一种特殊形式。达尔文认为，两性中的某一性别（通常是雄性，雄性个体或

12、雄性生殖细胞相对过剩）的个体为交配而与种群中同性别的其他个体展开竞争，得到交配的个体就能繁殖后代，使有利于竞争的性状逐渐巩固和发展。种内竞争(intraspecific competition)：同种个体间发生的竞争叫做种内竞争，由于同种个体通常分享共同资源，种内竞争可能会很激烈。种间(interspecific)竞争：是指两物种或更多物种共同利用同样的有限资源时而产生的相互竞争作用。性状替代(character displacement)：生活在同一区域的两个形态上相似的近缘种，往往在与利用食物资源或与居住有关的性状方面出现歧异，以减少生态位的重叠部分。稳态(homeostasis)：指的是

13、生理学家把正常机体在神经系统和体液以及免疫系统的调控下，使得各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。生态锥体(ecological pyramid)：能量锥体,生物量锥体和数量锥体的合称。同化效率(assimilation efficiency)：指植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例，或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例。同化效率=被植物固定的能量/植物吸收的日光能=被植物消化吸收的能量/动物摄食的能量。生态平衡(ecological equilibrium)：在一定时空条件下，生态系统的结构与功能表现为相对稳定，能量与物质的输入、输出接近相当，外来干扰所引起的变化

14、可由自我调节而恢复到原初的稳定状态，生态系统的这种状况即为生态平衡。 （正、负）反馈(positive/negative feedback)：正反馈使系统偏离加剧。负反馈控制可使生态系统达到或保持平衡或稳态，结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化。协同进化(coevolution)：一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化，而后一物种的这一性状本身又作为前一物种性状的反应而进化，这种方式的进化称为协同进化。红皇后效应(red queen effect)：一个物种的性状作为另一种物种性状的反应而进化，而后一物种的这一性状本身又是作为对前一物种性状的反应而进化的。层次(layer)：群落

15、中植物按高度(或深度)的垂直配置，就形成了群落的层次，强调群落的空间结构 。层片(synusia):每一层片均由相同生活型和相似生态要求的不同植物所构成的机能群落。层片作为群落的结构单元，是在群落产生和发展过程中逐步形成的群丛(association)：凡是层片结构相同，各层片的优势种或共优种相同的植物群落联合为群丛。群系(formation)：凡是建群种或共建种相同的植物群落联合为群系。如果群落具共建种，则称共建种群系，如落叶松、白桦混交林。植被型(vegetation type)：将建群种生活型相同或相似，同时对水热条件的生态关系一致的植物群落联合为植被型。生态因子的作用特征：1) 综合作

16、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。因此，任何一个生态因子的变化，都会不同程度的引起其他因子的变化，导致生态因子的综合作用。如山脉阳坡和阴坡的景观差异，是光照、温度、湿度和风速综合作用的结果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性作用的，他的改变会引起其他生态因子的变化，使生物生长发育发生变化，这个因子称主导因子。例：春化作用中的低温因子是主导因子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，在不同的阶段，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具有阶

17、段性。如低温在植物春化阶段必不可少，可在其生长阶段却是有害的。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。但在一定条件下，当某一因子的数量不足，可依靠相近生态因子的加强得以补偿，而获得相似的生态效应如软体动物生长壳需要钙，环境中大量锶的存在可补偿钙的不足对壳生长的限制性作用。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是间接的，有时还要经过几个中间因子。如温度、光照等直接影响植物的生长，而山脉的坡向和坡度等则是通过影响温度，光照等间接影响植物生长。旱生植物和水生植物的主要特征：早

18、生植物分为少浆液植物和多浆液植物，少浆液植物叶面积缩小或极度退化、气孔下陷、极发达的根系、细胞内渗透压高；多浆液早生植物中，根、茎、叶薄壁组织逐渐变为贮水组织、绿色茎代替叶片行使光合作用、CAM代谢途径。水生植物：水生植物的细胞间隙特别发达，经常还发育有特殊的通气组织，以保证在植株的水下部分能有足够的氧气。水生植物的通气组织有开放式和封闭式两大类。水生植物的叶面积通常增大，表皮发育微弱或在有的情况下几乎没有表皮。沉没在水中的叶片部分表皮上没有气孔，而浮在水面上的叶片表面气孔则常常增多。此外，沉没在水中的叶子同化组织没有栅栏组织与海绵组织的分化。水生植物叶子的这些特点都是适应水物种分布中弱光、缺

19、氧的环境条件的结果。水生植物在水中的叶片还常常分裂成带状或丝状，以增加对光、二氧化碳和无机盐类的吸收面积。由于长期适应于水环境，生活在静水或流动很慢的水体中的植物茎内的机械组织几乎完全消失。根系的发育非常微弱，在有的情况下几乎没有根，主要是水中的叶代替了根的吸收功能，如狐尾藻。岛屿生物地理学理论与集合种群理论及其对自然保护的指导意义：岛屿生物地理学理论是由1967年麦克阿瑟和威尔逊创立的。认为岛屿中的物种多样性取决于物种的迁入率和灭绝率，而迁入率和灭绝率与岛屿的面积、隔离程度及年龄等有关。阐述了岛屿上物种的数目与面积之间的关系。该理论认为，由于新物种的迁入和原来占据岛屿的物种的灭绝，物种的组成

20、随时间不断变化。集合种群理论是空间生态学的重要组成内容,是研究破碎化景观中物种种群动态的一个有力工具,在种群生态学和保护生态学中起着非常重要的作用。Diamond 基于该理论提出了保护最大物种多样性的自然保护区设计原则:(1)大保护区比小保护区好;(2)同质生境的保护区,应尽可能少地分成几个不相连的小保护区,如果要分成几个不相连的小保护区,这些保护区应尽可能地靠近;(3)不相连的保护区应等距离排列,用廊道把它们连接起来;(4)保护区应尽可能接近圆形,以缩短保护区内物种扩散距离。群落的垂直结构和水平结构：生物群落垂直方向的结构分化，垂直分层与光照条件密切相关，每一层的植物适应于该层的光照水平并降

21、低下层的光强度。生物群落水平方向的结构分化，群落在水平方向的不均匀性表现为以斑块出现。逻辑斯蒂增长模型：因为环境是有限的，所以大多数种群的J字型生长都是暂时的，一般仅发生在早期阶段，密度很低，资源丰富的情况下。随着密度增大，资源缺乏、代谢产物积累等，环境压力势必会影响到种群的增长率r,使r降低。增加了两点假设有一个环境容纳量，当Nt=K时，种群为零增长，即dN/dt=O;增长率随密度上升而降低的变化是按比例的。产生S型曲线的最简单的数学模型可以解释并描述为上述指数增长方程乘上一个密度制约因子(1一N/K)，就得到生态学发展史上著名的逻辑斯谛方程(Logistic)dN/dt=rN(1-N/K)

22、式中参数的值取决于N0，是表示曲线对原点的相对位置。逻辑斯谛方程的重要意义体现在以下几方面1.许多两个相互作用种群增长模型的基础,2.是渔业、牧业、林业等领域确定最大持续产量的主要模型3.模型中两个参数r和K,已成为生物进化对策理论中的重要概念。光照（强度和光质）对植物的影响及植物的适应：光照对生物的影响包括光质、光照强度、光照周期的影响(1)、对光质的选择性适应。人类和许多脊椎动物能看见的光只在可见光范围内；植物光合作用利用的波长在380710nm，吸收最强的是红光和蓝紫光，光质影响光合强度(2)、对光照强度的适应性。植物表现在阳地植物和阴蒂植物在生理及形态上的差异，以及C4植物和C3植物光

23、合作用速率的差异。生活史策略（rK，CSR）：R一对策种，适应于临时性资源丰富的环境C一对策种，生存于资源一直处于丰富状态下的生境中，竞争力强，称为竞争种S一对策种，适用于资源贫瘠的生境，忍耐恶劣环境的能力强，叫做耐胁迫种。Grime(1988)提出，R一心一名对策模型反映了某一地点某一时刻存在的植被是胁迫强度、干扰和竞争之间平衡的结果。该学说认为，次生演替过程中的物种对策格局是有规律的，是可以预测的。一般情况下，先锋种为R一对策，演替中期的多为C一对策，而顶级群落中的种则多为S一对策种。生物在生存斗争中获得的生存对策，称为生活史对策。r-选择种类具有使种群增长率最大化的特征：快速发育，小型成

24、体，数量多而个体小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期K-选择种类具有使种群竞争能力最大化的特征：慢速发育，大型成体，数量少而体型大的后代，低繁殖能量分配和长的世代周期。配额限制、努力限制对实现最大持续产量的价值与意义：配额限制即控制物种。这种方式较受欢迎，因为这样收获者可估测其收入。MSY配额是正好平衡净补充的部分在一定时期内收获对象个体的数量或生物量，允许收获者在每一季节或每年收获一定数量的猎。如果收获保持在这个水平，种群的补充量会正好被收获平衡，只有当配额充分低于MSY配额时，才能产生稳定平衡的结果。收获努力条件下，收获量随种群大小而改变，因此可表示为一条通过原点，随努力强度而变化的直

25、线。MSY努力正好平衡种群的净补充量。但是，如果种群密度下降到低于岸。，收获继续保持在MSY努力水平，则收获量将降低，不会导致种群灭绝。同样，如果收获努力略高，种群密度会在较低水平建立稳定平衡。这是对资源的浪费性收获，因为在较低的收获努力水平下可获得更高的持续收获量。进化的思想对理解生态学（生理、种群、群落、生态系统）各种模式的意义：（1）对“最适者”的理解问题自然选择只作用于表型，即是个体的性状。但从进化角度来说，只有当这种表型最终能遗传时才有意义。（2）关于小进化的单位问题进化的基本单位是种群而不是个体。(3)关于选择的模式问题除了消除有害等位基因的正常化选择模式外，自然界中还存在着多种其

26、他的选择模式或机制。自然选择是“不同基因型的有差异(区分性)的延续。”自然选择是一个统计学现象，它只是意味着较好的基因型有较好的延续的机会外。皿里拉等认为，自然选择可以简单地定义为不同遗传变异体的差别繁殖。它可以起因于差别的生存或差别的生殖力，或两者兼而有之。生物对极端温度的适应：（1） 1、植物对低温的适应：形态上植物的芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，体表有蜡粉和密毛，第粗短弯曲，枝条常成匍匐状，皮坚厚等。生理上植物通常减少细胞中的水分，增加糖类、脂肪和色素等物质以降低冰点。2、动物对低温的适应：形态上贝格曼规律(来自寒冷气候的，往往比来自温暖气候的内温动物个体更人，相对体表面积变

27、小，使单位体重的热散失减少)阿伦规律(冷地区的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)。内温动物在冬季增加了羽、毛的密度及质量，增加了皮下脂肪的厚度。固内温动物肢体中动静脉血管的几何排列，增加了逆流热交换，减少了体表热散失。生理上增加基础代谢产热和(非)颤抖性产热非颤抖性产热是小型哺乳动物冷适应性产热的主要热源，主要发生在褐色脂肪组织中。冷适应产热增加多的动物，并非是冷适应好的动物。园异温性空间异温性允许有机体局部体温降低时间的异温性使动物冬眠及夏眠。产生冬眠的内温动物又称异温动物。行为上迁徙和集群。3、植物对高温的适应：形态上有密绒毛和鳞片或体色呈白色、银白色，叶片发光或

28、叶片垂直主轴排列，使叶缘向光或叶片对折或树干与根茎生有厚木栓层等等。生理上降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，减慢代谢率，增加原生质的抗凝结能力其次，靠旺盛的蒸腾作用避免植物体过热。4、动物对高温的适应：形态上动物皮毛在高温下起在高温下起隔热作用，夏季毛色变浅，具光泽生理上适当的放松恒温性，使体温有较人幅度的波动夏眠或夏季滞育，行为上夜出穴居(如某些啮齿类)说明水生演替系列和旱生演替系列的过程：（1）水生演替系列：a.自由漂浮植物阶段，植物漂浮生长，其死亡残体增加湖底有机质的聚积，雨水冲刷带来的矿物质沉积也逐渐提高了湖底；b.沉水植物阶段，湖底裸地上最先出现的先锋植物是轮藻属的植物，使湖底抬升作

29、用加快，当水深至24m时，一些高等水生植物大量出现，垫高湖底的作用更强了；c.浮叶根生植物阶段，一方面浮叶根生植物残体抬升了湖底，另一方面使水下光照不足，迫使沉水植物向较深湖底转移；d.直立水生阶段，根茎交织使湖底抬升甚至形成浮岛，生境开始出现陆生植物生境特点；e.湿生草本植物阶段，喜湿生的沼泽植物开始定居于新从湖中抬升出来的地面；f.木本植物阶段，灌木首先出现，之后逐渐形成森林。水生演替系列就是湖泊填平的过程，这个过程是从湖泊周围向中央顺序发生的。（2）旱生演替系列：a.地衣植物群落阶段，地衣分泌有机酸腐蚀了岩石表面，再加之物理和化学风化作用，岩石表面出现小颗粒，在地衣残体作用下，有了有机成

30、分；b.苔藓植物群落阶段，苔藓植物的生长积累了更多腐殖质，加强对岩石表面的改造，使岩石颗粒更细小，松软层更厚；c.草本植物群落阶段，种子植物对环境改造作用加强；d.灌木群落极端，与高草混生，形成“高草灌木群落”；e.乔木群落阶段。旱生演替系列就是植物长满裸地的过程，是群落中各种群之间相互关系的形成过程，也是群落环境的形成过程。决定分解过程的特点和速率的因素：待分解资源的质量，分解者生物的种类和分解时间的理化环境条件。三方面的组合决定分解过程每一阶段的速率。全球碳循环与全球气候变化：整个地球碳的储存数量约为26 10。吨。其中有90%以上以碳酸盐形式禁锢在岩石圈中而只有7500 10。吨是以有机

31、态埋藏在地下(如煤、石油)。这些成为碳循环中的储存库。只有极少量碳参与经常性流动和图层1司的交换。其中大气圈中(二氧化碳状态)约700 10。吨，水圈中(多为碳酸盐态或二氧化碳状态)约为35250 10。吨。而构成现有生物量的有机碳仅为1120 1丁吨。水圈、大气圈和生物圈扮演着碳循环中活动库的作用。碳循环从大气中二氧化碳储库开始，通过绿色植物的光合作用，将大气中的碳，转移到植物体中形成碳水化合物，然后被各级消费者利用，其生物残体经过微生物分解还原以及生物的呼吸作用，再把碳同归到大气中。全球气候变化是指在全球范围内，气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间（典型的为30年或更长）

32、的气候变动。气候变化的原因可能是自然的内部进程，或是外部强迫，或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。植被分布的三向地带性（纬向地带性、经向地带性、垂直地带性）：不同植物群落类群的分布，决定于环境因素的综合影响，主要取决于气候条件，特别是热量和水分，以及两者的结合作用。 地带性植被地球表面的水热条件等环境要素，沿纬度或经度方向发生递变，从而引起植被也沿纬度或经度方向里水平更替的现象，称为植被分布的水平地带性。纬向地带性沿纬度方向有规律地更替的植被分布，称为植被分布的纬向地带性。植被在陆地上的分布，主要取决于气候条件，特别是其中的热量和水分条件，以及二者状况。经向地带性以水分条件为主导因素，引起植被分布由沿海向内陆发生更替，这种分布格式，称为经向地带性。它和纬向地带性统称为水平地带性。由于海陆分布、大气环流和大地形等综合作用的结果纬度地带性和经度地带性合称水平地带性。 垂直地带性指随着海拔升高，温度降低，水分增加，依次出现相应的植被类型，垂直带植被为随海拔增加，出现基带以东、以北的植被类型。