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(完整word)生态学复习资料绪论生态学：生态学是研究有机体和周围环境相互关系的学科维鹊有巢,维鸠居之:典型的巢寄生生态学的4个组织层次：由小到大,个体。种群，群落，生态系统生态学的研究方法可分为三种:野外的，实验的,理论的原地观测是指在自然界原生境对生物与环境关系进行考察，包括野外考察，定位长期观测和原地实验生态学的发展态势：由野外转向室内，从定性到定量有机体与环境物种：是自然界中的一个基本进化单元和功能单位，是由生殖、遗传、行为和生理等内在因素联系起来的个体的集合环境：是指某一特定生物体或生物群体周围一切的总成，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：是指环境要素中对生物起作用的因子,如光照,温度，水份，氧气,二氧化碳，食物和其他生物等。在生态因子中对生物生存不能缺少的环境要素有时也称生存条件。生态因子之间是相互影响相互作用的生境：具体的生物个体或生物群体生活地段上的生态环境生态因子的作用特征：1. 综合作用：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：对生物起作用的因子并非等价的，其中有一个是起决定作用的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，生物所需要的生态因子或生态因子的强度不同，因此,生态因子对生物的作用也具有阶段性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,但是都很重要,一个都不能缺少，不能由另一个因子来代替。但在一定情况下,当某一因子数量不足,可依靠相近的生态因子的加强得到补偿,而获得相应的生态效应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，也可以是间接的生物与环境的相互作用：环境作用于生物，生物又反作用于环境，两者相辅相成。利比希最小因子定律：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.利比希定律只有在严格稳定状态下，即在物质和能量的输入和输出处于平衡状态时,才能应用。生态幅:每一个种对环境因子适应范围的大小陆生植物对光强适应类型：阳性植物；中性植物；阴性植物光合作用只能利用太阳光谱的一个限带，即380nm-710nm波长的辐射能，成为光合有效辐射.叶绿素吸收的最强光谱为640nm-660nm的红光和430nm450nm的蓝紫光，吸收最少的是绿光蓝紫光有利于蛋白质的合成,有机酸的合成，促进花青素的形成，抑制茎的生长植物对高温的适应：形态适应，生理适应植物对低温的适应：形态适应，生理适应行为适应动物对高温的适应：形态适应，生理适应行为适应动物对低温的适应：形态规律，生理适应植物的光周期现象:（1） 长日照植物：起源和分布在温带和寒温带地区，只有在日照超过某一数值才开花的植物（2） 短日照植物：起源和分布在热带和亚热带地区,只有在日照小于某一数值才开花的植物（3） 中日照植物：仅少数热带植物属于，在昼夜长度接近相等时才开花的植物（4） 日中性植物：开花不受日照长度影响动物的光周期现象（1） 繁殖的光周期现象（2） 昆虫滞育的光周期现象（3） 脱毛与换羽的光周期现象（4） 动物迁徙的光周期现象极端低温对生物的伤害有两种（1） 冻害：当温度低于-1摄氏度时，细胞内冰晶的形成，造成原生质膜破裂,蛋白质失活,导致生物被冻死。（2） 冷害：喜温动物在0摄氏度以上的温度条件下，生物的生理活动降低及生理平衡被破坏造成生物受害或死亡。低于某一温度，生物不发育，这个温度叫做发育阀温度，发育所需要的总热量，称为有效积温有效积温可用于（1） 预测生物地理分布北界（2） 预测害虫发生世代数，来年发生程度以及害虫的分布区，危害猖獗区（3） 根据有效积温制定农业规划，合理安排作物和农时休眠的好处:忍耐较宽的温度限度，减少能量消耗防火管理:（1） 开展生物工程防火,建立火灾阻隔系统（2） 开展计划烧除，加强可燃物管理（3） 加强防火管理，制定防火规划,开展火灾预测预报,人类用火严加控制水是生物存在的重要条件地球上的降雨量随着纬度发生很大变化，陆地上的降雨的多少还受到海陆位置、地形及季节的影响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、旱生植物旱生植物特点：根系发达，叶面积很小，发达的蓄水组织;生理上：原生质渗透压很高水生植物特点：根茎叶形成发达的通气组织,以保证各组织器官对氧的需求动物对水的适应：水生动物保持体内的水平衡是依赖于水的渗透调节，陆生动物则依靠水分的摄入与排出的动态平衡盐碱土对植物生长危害表现在：伤害了植物组织，特别是根系；由于过多盐积累引起植物代谢混乱；引起生理干旱，植物易枯萎;影响植物营养状况；使土壤的物理性质恶化，土壤结构破环根据对过量盐的适应特点,把植物分为:聚盐性植物；泌盐性植物；不透盐性植物生物的生态适应:趋同型：不同物种，同种环境，常常形成相似的适应方式和途径 生活型：生物对综合环境条件下长期的适应，而在外貌反映出来的生物类型,是生物对相同环境条件进行趋同适应的结果生态型：同种生物，不同环境条件下，对环境的适应趋异种群生态学种群:是在同一时期内占据一定空间的同种生物个体的集合，种群可以由单体生物和构件生物组成单体生物：每一个个体都是由受精卵直接发育而来,其器官、组织、各个部分的数目在整个生活周期的各阶段保持不变，形态上保持高度稳定构件生物：由一套构件组成的生物体。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。自然种群的三个基本特征（1） 空间特征：具有一定的分布区域（2） 数量特征:单位面积上的个体数量是变动的（3） 遗传特征：具有一定的基因组成，即系一个基因库种群生态学：研究种群数量、分布以及种群与栖息环境中非生物因素及其他生物种群之间的相互作用种群的数量统计：总数量调查法；统计学方法（样方法；标记重捕法；去除取样法)种群统计学：1. 种群密度：种群最基本的特征2. 初级种群参数：出生率、死亡率、迁出、迁入3. 次级种群参数:年龄结构、性比、种群增长率生命表：死亡是决定种群数量动态变化的关键因素，我们可以使用生命表来描述生命期望:种群内某一特定年龄的个体在未来所能存活的平均年数K-因子分析：根据连续观察几年的生命表系列，我们就能看出哪一时期，死亡率对种群大小的影响最大，从而判断哪一个是关键因子对死亡率的影响最大，这一技术就叫K-因子分析与密度无关的种群增长模型:一个以内禀增长率的种群，其种群数目以指数方式增加，。只有在种群不受资源限制的情况下，这一现象才会发生。(与密度无关的种群离散增长模型；与密度无关的种群连续增长模型：无迁入迁出，有世代重叠.）与密度有关的增长模型:因为环境资源是有限的，生物本身也是有限的，所以大多数种群“J形增长是暂时的，一般发生在早期，种群密度很低，资源丰富的情况下，随着密度增大，资源匮乏，代谢产物的增加，环境压力增大等因素，种群增长率r降低，增长曲线由J变为S.环境容纳量K著名逻辑斯谛方程的重要意义:1. 是许多两个相互作用种群增长模型的基础2. 是渔业，畜牧业，林业等领域确定最大持续量的主要模型3. 模型中两个参数r与K已经成为生物进化对策理论中的重要概念。最小可存活种群数：即种群以一定概率存活一定时间的最小种群的大小生态入侵: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，种群不断扩大，分布区逐步稳定地扩展，这种过程就叫生态入侵。扩散的意义：使种群内种群间的个体得以交换，可防止长期近亲结婚所带来不良后代；使种群能适应季节性不宜气候条件的地区;维持正常分布区以外的暂时性分布区域的种群；维持种群稳定性；扩大种群分布区繁殖价值：在相同时间内，特定年龄个体相对于新生个体潜在繁殖贡献亲本投资：有机体在生产子代及抚育和管护所需要消耗的能量，时间和资源量称为亲本投资繁殖成本：有机体在繁殖后代时对能量或资源的所有消费称为繁殖成本一次性繁殖：指在生活史中，只繁殖一次即死亡的生物。集合种群:指的是局域种群通过某种程度个体迁移而连接在一起的区域种群。集合种群所描述的是生境斑块中局域种群的集合，这些局域种群在空间上存在隔离,彼此间通过个体扩散而相互联系.局域种群指的是同一个种的，并且以很高的概率相互作用的个体集合；斑块是局域种群所占据的空间区域种群个体数增加，相邻个体之间相互影响，称为密度效应或邻接效应种类竞争：负竞争；分摊竞争；争夺竞争动物竞争:竞争食物；配偶；产卵；育幼场所典型的集合种群应满足下列四个标准1. 适宜的生境以离散的斑块形式存在,这些斑块可被局域繁殖种群占据2. 即使最大的局域种群也存在灭绝的风险3. 生境斑块不可过于隔离而阻碍了重新侵占的发生4. 各个局域种群不可能完全同步生殖对策：r-选择和K-选择r-选择:快速发育，小型成体，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：慢速发育，大型成体，数量少氮体型大的后代,低的繁殖能量分配和长的世代周期世代:从离开母体发育到性成熟并能产生后代为止的个体发育史，称为一个世代群落生态学生物群落:在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合群落的基本特征：1. 具有一定的种类组成2. 群落中各物种之间是相互联系的3. 群落具有自己的内部环境4. 具有一定的结构5. 具有一定的动态特征6. 具有一定的分布范围7. 具有边界特征8. 群落中各物种不具有同等的群落学重要性盖度：植物体地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比,又称投影盖度群落空间结构取决于两个元素：群落中各物种的生活型；相同生活型的物种所组成的层片，他们可看作是群落的结构单元生活型是指生物对综合环境条件下长期的适应，而在外貌反映出来的生物类型，是生物对相同环境条件进行趋同适应的结果高等植物五大生活型类群（按休眠和复苏芽所处位置）1. 高位芽植物2. 地上芽植物3. 地面芽植物4. 地下芽植物5. 一年生植物层片：指由相同生活型或类似生态要求的种组成的机能群落，是群落结构的基本单位层片特征：属于同一层片的植物是同一生活型类别；每个层片在群落中都具有一定的小环境，不同层片小环境相互作用结果构成群落特征;每一层片在群落都占据一定的空间和时间，且层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征。影响群落结构的因素：1. 生物因素2. 干扰3. 空间特异性4. 岛屿群落的演替:是指植物群落发展变化过程中，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裸地的存在是群落形成的最初条件和场所之一，裸地分为原生裸地和次生裸地控制演替的几个主要因素1. 群落内部环境的改变2. 种内种间关系的改变3. 外界环境的变化4. 人类活动的影响5. 植物繁殖体的散布，即植物本身不断进行繁殖和迁移在自然状态下，演替总是向前发展，即进展演替，而不是后退的逆行演替单元顶级论和多元顶级论的异同：相同点:都承认顶级群落是经过单向变化而达到稳定状态的群落;顶级群落在时间和空间的分布，都是和生境相适应的不同点：1.单元顶级论认为，只有气候才是演替的决定因素，其他因素都是第二位的，但可以阻止群落朝气候顶级发展；多元顶级论认为除气候以外的其他因素，也可以决定顶级的形成。2.单元顶级论认为认为，在一个气候区域内的所有群落都有趋同性的发展,最终形成气候顶级；而多元顶级论则不认为所有群落最后都会趋于一个顶级生态系统生态学生态系统的特征1. 是生态学的主要结构和功能，属于生态学研究的高层次2. 内部具有自我调节能力3. 具有能量流动、信息传递和物质循环三大功能4. 生态系统中营养级不会超过56个5. 生态系统是一个动态的系统组成：非生物环境；生产者；消费者；分解者两类食物链：捕食食物链;碎屑食物链，还有个特别的寄生食物链能量通过营养级逐级减少，如果把通过个营养级的能流量，由低到高画成图,就成为一个金字塔塔形，称为能量锥体或金字塔，同样如果以生物量或个体数表示,就能得到生物量锥体和数量锥体，3类椎体合成生态椎体摄食量：表示生物所摄取的能量同化量：对于动物,它是吸收消化的能量；对于分解者，它是指细胞外的吸收能量；对于植物，它是指光合作用中固定的能量，常常以总初级生产量表示呼吸量：生物在呼吸等新陈代谢和各种活动消耗的全部能量生产量：指生物在呼吸后净剩的同化能量值,对于植物来说，它是净初级生产量同化效率：同级中同化量比摄食量的值生产效率：同级生产量比同化量消费效率：下一级的摄食量比上该级的生产量反馈调节:分为正反馈和负反馈。负反馈可使系统保持稳定正反馈使系统偏离加剧生态系统存在负反馈的调节机制，使得生态系统会保持自身的生态平衡。生态平衡是指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状态,它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输入输出的稳定生态阀值：生态系统收到外界干扰后自动调节的极限生态危机：人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡,从而威胁到人类生存总初级生产量GP,净初级生产量RP影响初级生产率的限制因素陆地生态系统：光;水；温度；营养原料;二氧化碳水域生态系统:光；营养物质生态系统的分解是死有机物制逐步被降解的过程，最终将有机物还原为无机物，释放能量分解过程：碎化，异化，淋溶分解的意义：1. 通过死亡物质的分解，使营养物质再循环，给生产者提供营养物质2. 维持大气二氧化碳的浓度3. 稳定土壤有机质含量，为碎屑食物链以后各级生物提供食物4. 改善土壤物理性状分解者生物:微生物；动物类群理化环境对分解的影响：一般来说,温度高，湿度大的地带，其土壤中的分解速率高，而低温和干燥地带,其分解速率低，因而土壤中易积累有机物质生态系统能量流动的特点：单向性和逐渐减少温室效应：大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表面导致温度上升。温室气体主要有CO2CH4CFCsN2OCF4PFCsHFCs水平地带性和垂直地带性的关系相似：植被类型在山体垂直方向上的成带分布和地球表面纬度水平分布顺序有相应性；垂直带与水平带上相应的植被类型，在外貌上也基本相似不同：纬度带的宽度较垂直带的宽度大的多；纬度带相对连续性,垂直带相对间断性；纬度带、垂直带植被类型分布顺序的相似性，指群落的优势生活型和外貌,植被种类成分和群落生态结构有很大差异热带雨林在外貌结构的特点1. 种类组成特别丰富2. 群落结构复杂,树冠不齐，分层不明显3. 藤本植物及附生植物极丰富4. 树干高大挺直5. 茎花现象6. 寄生植物很普遍湿地：高生产力；栖息地；净化能力红树林：胎生,落地生根生理干旱:海水，冰雪红树林根系：固定、净化、呼吸青藏高原植被特点1. 热量丰富，植被分布界限高2. 大陆性强，植被旱生性显著3. 植被带宽广4. 高原上的山地植被垂直带明显应用生态学应用生态学：研究如何利用生态学的理论和原理来解释、指导、解决社会实践中所存在的问题，以获得人类社会的持续发展及最大的社会、经济、和生态效益全球气候变化：由于人类活动直接或间接造成全球生态环境的恶性变化备受当今科学界、各国政府和公众关注，简称全球变化全球变暖：地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升的现象温室效应：大气层的气体浓度变化引起的全球变暖就定义为温室效应。水蒸气也是温室气体全球变暖的生态后果：1. 生态系统的生产力、呼吸和分解2. 生物群落的空间分布3. 生态系统的物种组成和生物多样性4. 生态系统的结构5. 生态系统的功能6. 进一步加强的研究领域：微观层次：生态生理学，生态系统动态研究等减少温室气体排放途径1. 改进能源结构，提高能源利用率2. 生态系统管理3. 减缓全球变化的机制污染问题1. 空气污染：烟尘与光化学烟雾、酸雨2. 水污染：海洋污染、江河污染、湖泊污染、地下水污染3. 土壤污染4. 垃圾等固体污染物5. 有毒物质与核污染6. 噪声污染7. 光污染资源问题资源分为：非枯竭资源;可枯竭资源；可枯竭资源又分为可更新自然资源；非更新自然资源8. 能源9. 土地资源10. 水资源11. 生物资源农业发展对生态系统的影响12. 石油燃烧和农药、化肥造成的空气、土壤与水污染13. 农药施用问题,生物多样性降低14. 土壤结构被破坏，农产品质量降低15. 农业活动对自然生态系统的物质循环过程影响严重生物多样性丧失的原因：1。过度利用，过度采伐和乱捕乱猎2。生境丧失和片断化3.环境污染4.外来物种的引入导致当地物种的灭绝5.农业、牧业和农业品种单一化生物保育对策16. 一定要协调好人与自然的相互关系，当前主要降低改变地球及其生态系统的速度17. 一定要保持可持续发展原则18. 要做好生态系统的管理19. 要深入开展生物多样性及其保育研究具体措施20. 保育对策应该包括全球的、国家的、地区的和地方的等一系列不同层次21. 建立自然保护区和森林公园22. 迁地保护是将野生动物迁移到人工环境中或易地实施保护23. 种子库和基因资源库24. 退化生态系统的恢复25. 生物多样性的监测26. 环境和野生动物保护法律生态系统服务：对人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品和服务生态系统服务内容27. 产品28. 水供应、土壤肥力形成和水土保持29. 抗干扰和调节30. 传粉、传播种子和生物防治31. 休闲娱乐和文化生态服务价值估计的重要意义32. 生态系统服务估价较好地反应了自然资本的价值,它在提高公众对生物多样性重要性的意识和坚定国家领导人作出保护生物多样性和生态系统决策的决心。过去的实践表明这很重要,因为人们常常把发展经济和保护自然对立起来33. 他从理论上说明，生态系统的许多服务项目，是人类几乎无法用其他方式替代的34. 各种生态系统服务项目在各类生态系统上的相对价值，有助于说明其对人类社会可持续发展的相对重要性,从而为各级政府有关部门在制定具体方案和采取措施中提供了背景值,也有助于解释生物多样性为什么正在损失生态系统管理包含的内涵35. 与时空尺度密切相关36. 适宜生态系统结构37. 综合协调多种生态系统服务38. 监测和评估管理效果39. 利益相关方广泛参与生态安全是指生态环境能够为人类生存和发展提供必要保障,并适应人类社会和经济发展需要的状态可持续发展三个内涵:需要；限制；公平有害生物：与人类的福利和利益发生冲突的动植物,其益害随时间、地点、具体情况和个人观点态度而发生变化防止:化学；生物；物理;农艺