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生态学重点

生态学 研究生物与生物\生物与环境相互作用规律的科学
生态因子: 构成生态环境的各种因素称生态因子，是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素(影响生物生长发育的环境变量)
限制因子: 生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子(各生态因子中对生物生长发育起限制作用的因子)
生态幅 生物正常生长发育的生态因子范围(生命系统在某一生态因子维度上分部的最低点和最高点间的跨度)
生态位 由各生态幅构成的某生物生存的生态定位or一个生命系统在某一个因子梯度上的生态幅，即系统在空间、食物以及环境条件等资源谱中的位置or在自然生态系统中一个种群在时空、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系

胁迫和适应
胁迫： 生命系统在耐受区遭受一定程度的限制，是一种偏离生命系统适宜生活需求的环境条件。会造成生命系统的结构损伤。胁迫超限时会造成不可逆损伤。
(1).胁迫的生态效应
预警阶段、抗性阶段、补偿阶段、耗尽阶段
(2).自然环境中的胁迫
高温、低温、冰冻、强光、UVB辐射、干旱、盐碱
(3).胁迫适应
驯化(短期适应，长期驯化)、补偿效应、休眠

光能自养：C3植物(戊糖磷酸途径)：最基本的光合方式
C4植物(初产物草酰乙酸)：能吸收低浓度CO2，耐高温、干旱，对寒冷敏感。
CAM植物(景天酸途径)：多汁，多见于周期性干旱环境，夜间以酸的形式存储CO2供白天使用
化能自养：细菌…
异养：吞噬营养、腐食营养

【光适应】
根据植物对光强适应的生态类型可分为阳性植物、阴性植物和中性植物（耐阴植物）。在一定范围内，光合作用效率与光强成正比，达到一定强度后实现饱和，再增加光强，光合效率也不会提高，这时的光强称为光饱和点。当光合作用合成的有机物刚好与呼吸作用的消耗相等时的光照强度称为光补偿点。阳性植物对光要求比较迫切，只有在足够光照条件下才能正常生长，其光饱和点、光补偿点都较高。阴性植物对光的需求远较阳性植物低，光饱和点和光补偿点都较低。中性植物对光照具有较广的适应能力，对光的需要介于上述两者之间，但最适在完全的光照下生长。
植物的光合作用不能利用光谱中所有波长的光，只是可见光区（400-760nm），这部分辐射通常称为生理有效辐射，约占总辐射的40-50%。可见光中红、橙光是被叶绿素吸收最多的成分，其次是蓝、紫光，绿光很少被吸收，因此又称绿光为生理无效光。此外，长波光（红光）有促进延长生长的作用，短波光（蓝紫光、紫外线）有利于花青素的形成，并抑制茎的伸长。
光周期现象：分布在地球各个地区的生物长期适应于特定的昼夜长度变化格局，形成了以年为周期的、由特定日长启动的繁殖行为的现象。按日照长度分为长日照植物(光照大于14小时才开花)、短日照植物(黑暗大于14小时才开花)、中日照植物(昼夜各半)和中间型植物(任何日照均可)。

种群 在一定空间中生活、相互影响、彼此能交配繁殖的同种个体的集合。种群是物种在自然界中存在的基本单位。从生态学观点看，种群又是生物群落的基本组成单位。

生态型 不同地方种群中的个体长期生活在各自的环境中，不同个体群之间的差异就会越来越大，并且是定向分离，形成一些有稳定的生态差异、并可遗传的个体群，即生态型。

【年龄结构及其意义】
年龄结构：指不同年龄租的个体在种群内的比例或配置情况。
年龄椎体：纵向表示不同年龄组，横向表示各年龄组个体数或百分比。
三种基本类型：

【种群增长：指数，Logistic密度依赖】
a.与密度无关的种群增长模型 （指数增长）
种群在“无限”的环境中，即假定环境中空间，食物等资源是无限的，因而其增长率不随种群本身的密度而变化，这类增长通常呈指数式增长，可称为密度无关的增长。

Logistic曲线常分为5个时期：
①开始期，也可称为潜伏期，由于种群个体数很少，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，密度增长逐渐变漫；
⑤饱和期，种群个体数达到K值而饱和。
r——表示物种的潜在增殖能力。r增长型物种：高繁殖率、高死亡率，低哺育投入；
K——表示环境容纳量。K增长型物种：低出生率、低死亡率，高哺育投入；
Logistic方程的重要意义：
①它是许多两个相互作用种群模型的基础；
②它是渔捞、林业、农业等实践领域中，确定最大持续产量的主要模型；
③模型中两个参数r、K，已成为生物进化对策理论中的重要概念。

【存活曲线】
描述同期出生的生物种群个体存活过程与其年龄关系的曲线。
以存活数量的对数值为纵坐标，以年龄为横坐标作图，从而把每一个种群的死亡——存活情况绘成一条曲线。

存活曲线的基本类型：
凹型：生命早期有极高的死亡率，但是一旦活到某一年龄，死亡率就变得很低而且稳定，如鱼类、很多无脊椎动物等。
直线型：种群各年龄的死亡基本相同，如水螅。小型哺乳动物、鸟类的成年阶段等。
凸型：绝大多数个体都能活到生理年龄，早期死亡率极低，但一旦达到一定生理年龄时，短期内几乎全部死亡，如人类、盘羊和其他一些哺乳动物等。
【种群调节：自疏法则，恒定终产量】
自疏法则：自疏指同种植物因种群密度过高而引起种群个体死亡而密度减少的过程，其密度(d)与重量(W)的关系模型为W=Cdα，两边取对数：lgW=αlgd+lgC，其中C为总产量，α为密度调控指数。以lg（d）为横坐标，lg(W)为纵坐标作图，取直线回归线的斜率，即得到密度调控指数α。大部分植物种类的自疏线斜率(即α)为-3/2，称为“-3/2”自疏法则。
生物量：在一定时间内，生态系统中某些特定组分在单位面积上所产生物质的总量。
最终产量恒定定律(产量恒值法则)：在相同的生境条件下，不论最初的密度大小，经过充分时间的生长，单位面积的同龄植物种群的生物量是恒定的。
产量恒值法则可表示为：Y=W×d=Ki
W——植物个体平均重量 d——密度 Y——单位面积产量 Ki ——常数

种间相互作用
种间相互作用
种群1
种群2
特点
1.偏利作用
+
0
种群1偏利者，种群2无影响
2.原始合作
+
+
对两物种都有利，但非必然
3.互利共生
+
+
对两物种必然有利
4.中性作用
0
0
两物种彼此无影响
5.直接干涉型竞争
-
-
一物种直接抑制另一种
6.资源利用型竞争
-
-
资源缺乏时的间接抑制
7.偏害作用
-
0
种群1受抑制，种群2无影响
8.寄生作用
+
-
种群1寄生者，通常较宿主2的个体小
9.捕食作用
+
-
种群1捕食者，通常较猎物2的个体大
动态波动：
一个种群从进入新的栖息地，经过种群增长，建立起种群以后，一般有以下几种可能：种群平衡；规则的或不规则的波动，包括季节变动和年际变动；种群衰落和种群灭亡；种群暴发；种群崩溃。另外，还有生态入侵，它指的是物种进入新的栖息地之后的建群过程。

1.种群平衡：指种群数量较长时间地维持在同一水平上。通常是一种动态平衡。
2.季节消长：具有生殖季节的种类，在一年中最后一次繁殖之末数量最高，繁殖停止后，种群因只有死亡而数量下降，直到下一年繁殖开始，这时是数量最低的时期。
3.规则或不规则性波动
4.种群衰落：种群长久处于不利环境，种群数量出现持久的下降。
原因：(1).种群密度过低导致繁殖机率降低；近亲繁殖使后代体质变弱；(2).栖息环境的改变；(3).植物的减少和消失易导致动物种群衰落和灭亡。
5.生态入侵：某些生物由于人类活动而被带入某一适宜于其生存和繁衍的地区，种群数量不断增加，分布区逐步扩展。
【竞争、互惠】
①一个稳定的群落中占据了相同生态位的两个物种，其中一个物种终究要灭亡；
②一个稳定的群落中，由于各种群在群落中具有各自的生态位，种群间能避免直接的竞争，从而保证了群落的稳定。
③一个相互起作用的、生态位分化的种群系统，各种群在它们对群落的时间、空间和资源的利用方面，以及相互作用的可能类型方面，都趋向于互相补充而不是直接竞争。
互利共生：两物种长期共同生活在一起，彼此相互依赖，双方获利且达到了彼此不能离开独立生存之程度的一种共生现象。如：豆科植物和根瘤菌、人和人体肠道的正常菌群。

【生物群落定义】
群落：一定空间和时间内，所有生物种群构成的具有内在联系的有机整体。
生物群落：在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成，它们之间及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定功能的生物集合体。也可以说，一个生态系统中具生命的部分即生物群落。

生活型：生活型是植物对一定的生活环境长期适应的外部表现形式。同一生活型的植物不但在体态上是相似的，而且在形态结构、形成条件和某些生理过程也具相似性。
【多样性与稳定性】
多样性：一定时间一定空间中全部生物或某一生物类群的物种数目与各个物种的个体分布特点。一般是指物种丰富度和物种均匀度。
稳定性：一个系统受到环境扰动后，能够回复到原来的状态。
多样性与稳定性的学术争论：
一方：多样性导致稳定性
在自然生态系统内，多样性高的系统往往稳定性也好。随着生态系统的退化和稳定性降低，物种多样性往往同时降低
另一方：多样性不一定导致稳定性
多样性是以生态位的分化为前提的.如果在系统内随意引入一些物种，尽管多样性增加了，但其稳定性反而会降低，例如：入侵种。
多样性与稳定性关系：
1.多样性一般与稳定性呈正比，认为多样性＝稳定性。　
2.多样性不等于稳定性，因为有时，在干扰或生物入侵条件下，物种多样性增加反而会导致群落（生态系统）的稳定性下降。
生态系统（群落）稳定可来自：
1.缺少干扰
2.群落对干扰具有较高的抗性或弹性
中度干扰理论：
在中等程度干扰的条件下，群落的物种多样性最丰富
【初级生产力的水、温和营养依赖】
初级生产力：生态系统中植物群落在单位时间、单位面积上所产生有机物质的总量。
初级生产力的制约和改善方向：
提高生态系统的初级生产力非常重要，提高植物的光能利用率，可以从解除植物遗传性决定的内部制约和生态环境决定的外部限制两个方面入手。
①因地制宜，增加绿色植被覆盖，充分利用太阳辐射能，增加系统的生物量通量或能通量，增强系统的稳定性。
②适当增加投入，保护和改善生态环境，消除或减缓限制因子的制约。
③改善植物品质特点，选育高光效的抗逆性强的优良品种。
④加强生态系统内部物质循环，减少养分水分制约。
⑤改进耕作制度，提高复种指数，合理密植，实行间套种，提高栽培管理技术。
净初级生产力=总初级生产力-自养呼吸消耗
【营养链假说】
沿食物链从高到低影响初级生产力。
【C循环，温室效应】
1.自然界的碳循环：
来源：二氧化碳
生物圈的碳循环主要是指植物通过光合作用将CO2转变成机物（糖类、蛋白质及类脂化合物等），并通过食物链在生态系统中传递，被植物和动物所消耗，最终通过呼吸作用、发酵作用和燃烧又使碳以CO2形式返回大气中。
碳的生物小循环有三个层次或途径：
1.在光合作用和呼吸作用之间的细胞水平上循环；
2.大气CO2和植物体之间的个体水平上的循环；
3.大气CO2—植物—动物—微生物之间的食物链水平上的循环。
三个重要的C循环过程：
1 光合作用和呼吸作用
2 海洋-大气交换：

3 碳酸盐的沉积和溶解：
CaCO3（不可溶）+H2O+CO2↔Ca2++2HCO3（可溶）
2.人类活动对碳循环的干扰
二氧化碳、甲烷等急剧增加，引起全球气候变暖，降水量增加、海平面上升，并由此而产生一系列生态和环境变化(即温室效应)
原因：砍伐森林、燃烧矿物
【N】
大气中氮不能被大多数植物直接利用，只有通过固氮菌和蓝绿藻等生物固氮，闪电和宇宙线的固氮，以及工业固氮的途径，形成硝酸盐或氨的化合物形态，才能为多数植物和微生物吸收利用。
三个重要过程
（1）氨化作用：由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解成氨和氨化合物，氨溶与水即成为NH4+，可为植物所直接利用。
（2）硝化和反硝化作用：
硝化作用：在通气情况良好的土壤中，氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐，供植物吸收利用。
反硝化作用：也称脱氮作用，反硝化细菌将亚硝酸盐转变成大气氮，回到大气库中。
（3）固氮作用：闪电和宇宙线的固氮(少量)、工业固氮、生物固氮(主要)

4.人类活动对硫平衡的影响
人类活动对硫平衡最突出的影响是酸性物质SO2的大量排放，途径：燃煤、燃油、矿冶、农业活动导致硫的挥发
酸雨：pH小于5.6的雨，主要由工业产生和燃料燃烧排放的二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸和硝酸所致
酸雨产生的生态问题：
①盐基营养的淋失与贫脊；
②土壤S饱和，养分失调；
③铝胁迫与铝毒问题；
④有机质分解减弱；
⑤重金属积累；
⑥根圈土壤化学条件改变，根系分布型改变；
⑦污染物对叶子的直接效应；
⑧寄生虫活动的加强。
【人口、资源环境，可持续发展】
人口增长和生态环境的人口承载容量：地球上的自然资源对于人口的供养是有限的
资源压力：土地资源、水资源、能源危机、森林资源
环境污染：大气污染、温室效应、化学物质影响食物链
可持续发展：既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。
可持续发展的基本特征：人与自然协调；经济、社会、自然环境多因素共同发展；开放的社会；公民有社会整体观和地球责任感。