中国林科院博士入学考试森林生态学真题模拟.doc

中国林科院博士入学考试森林生态学真题

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中国林业科学院博士研究生
生态学 考试试题
1 什么是生态学？说明其研究对象和基本研究方法及其利弊？（15分）
生态学是研究有机体与其周围环境相互关系的科学，包括非生物和生物环境。传统生态学研究对象分为个体、种群、群落和生态系统四个层次，现代生态学研究对象进一步向微观和宏观两个方面发展，如分子生态学、景观生态学和全球生态学。
生态学的研究方法能够分为野外的、实验的和理论的3大类。野外研究的优点是可获得大量全面、真实的资料；缺点是过程复杂，条件不能控制。实验研究条件控制严格、对结果分析比较可靠、重复性强；缺点是获得资料的可靠性有别于现实。理论研究直观，过程易实施，可经过修改参数使研究逼近现实；但预测结果需经过现实来检验正确性。
2 2 什么是物种？什么是生物入侵？简述生物多样性丧失的原因及保护策略？（15分）
生物种是由一些具有一定的形态和遗传相似性的种群构成的，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它物种成员的相似性。
生物入侵是指一种生物体进入以往未曾分布过的地区，并能繁殖以延续自己的种群。
生物多样性丧失原因：①过度利用、过度采伐和乱捕乱猎；②生境丧失和片段化；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、牧业和林业品种单一化。
保护策略：（1）生物多样性保护的法律法规的制定；（2）生物多样性的就地保护和迁地保护；（3）深入开展生物多样性保护的基础研究；（4）控制人口；（5）加快城市化步伐，使人口集中；（6）加快经济发展，降低区域间分配不公平；（7）提高人们对保护生物多样性的重要性的认识。
3 3土壤有哪些生物学特性？土壤的理、化性质对生物有那些作用？（20）
土壤的生物学特性是土壤中动物、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。总之，土壤中的动物、植物和微生物促进了土壤的成土作用，改进了土壤的物理性能，增加了土壤中的营养成分。土壤的物理性质是指土壤质地、结构、容重和孔隙度等，它们能引起土壤水分、土壤空气和土壤热量的变化，从而对植物根系生长和植物的营养状况产生明显的影响。土壤酸碱度是土壤各种化学性质的综合反应，它对土壤肥力、土壤微生物的活动、土壤有机质的合成与分解、各种营养元素的转化和释放、微量元素的有效性以及动物在土壤中的分布都有着重要影响。土壤有机质虽然含量少，但对土壤物理、化学、生物学性质影响很大，同时它又是植物和微生物生命活动所需的养分和能量的源泉。植物所需的无机元素主要来自土壤中的矿物质和有机质的分解。
4 常绿阔叶林群落有什么特征？简述常绿阔叶林在地球及中国的分布（15）
亚热带常绿阔叶林群落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。其建群种和优势种的叶子相当大，呈椭圆形且革质、表面有厚蜡质层，具光泽，没有茸毛，叶面向着太阳光，能反射光线，因此这类森林又称为“照叶林”。林内最上层的乔木树种，枝端形成的冬芽有芽鳞保护，而林下的植物，由于气候条件较湿润，因此形成的芽无芽鳞保护。其林相比较整齐，树冠呈微波起浮状。外貌呈暗绿色。群落的季相变化远不如落叶阔叶林明显。林内几乎没有板状根植物和茎花现象，藤本植物不多，种类亦较少，附生植物亦大为减少。
常绿阔叶林在地球上分布于亚热带地区的大陆东岸，南北美洲、非洲、大洋洲均有分布，但分布面积都不大；在亚洲除朝鲜、日本有少量分布外，以中国分布的面积最大。
中国的亚热带常绿阔叶林是世界上分布面积最大的。从秦岭、淮河以南一直分布到广东、广西中部，东至黄海和东海海岸，西达青藏高原东缘。
5 群落结构的时空格局及其生态学意义是什么？（15）
答：群落结构的时间格局：主要是指群落波动（如群落季相变化）和群落演替。群落结构的空间格局：包括水平格局和垂直格局。生态意义：群落的垂直格局构是群落与环境条件之间相互适应的结果，保证了植物群落在单位空间中更充分利用自然环境条件，各个层次在群落中的地位和作用不同，各层中植物种类的生态习性也是不同的。群落的水平格局不但反映了环境中各生态因子的异质性，而且表现了植物本身的生态生物学特点。研究群落的水平格局，能够了解群落内小生境变化的特点，以及整个群落的动态趋势。研究群落的时间格局，对生态系统管理有重要的指导意义，对采种和良种培育有也重要意义，能够促进生态系统的可持续发展。
6什么是演替和演替顶级？单元顶级理论与多元顶级理论有什么异同点？你认为应该怎样研究演替？（20）
植物群落的演替是指在植物群落发展变化过程中，由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着另一个阶段，一个群落代替另一个群落的自然演变现象。演替顶级是指每一个演替系列都是由先锋阶段开始，经过不同的演替阶段，到达中生状态的最终演替阶段。无论单元顶级还是多元顶级，都承认顶级群落是经过单向变化而达到稳定状态的群落；而顶级群落在时间上的变化和空间上的分布，都是和生境相适应的。两者的不同点在于：①单元顶级认为，只有气候才是演替的决定因素，其它因素都是第二位的，但能够阻止群落向气候顶级发展；多元顶极论则认为，除气候以外的其它因素，也能够决定顶极的形成。②单元顶极论认为，在一个气候区域内，所有群落都有趋同性的发展，最终形成气候顶极；而多元顶极论不认为所有群落最后都会趋于一个顶极。
中国林业科学研究院
博士学位研究生入学考试 生态学 试题
一、 名词解释（15分）
1、竞争排斥原理：在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的、但具有相同资源利用方式的种，不能长期共存在一起，也即完全的竞争者不能共存。
2、 光合能力：在大气中，CO2浓度为正常含量以及在其它环境因子都处于最佳状况的条件下，植物的最大净光合速率。
3、生态系统服务：是指对人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品和服务。
4、P70内禀增长率（rm）：内禀增长率是指具有稳定年龄结构的种群，在食物与空间不受限制、同种其它个体的密度维持在最适水平、环境中没有天敌、并在某一特定的温度、湿度、光照和食物性质的环境条件组配下，种群的最大瞬时增长率。
5、 P81集合种群（Metapopulation）：局域种群经过某种程度的个体迁移而连接在一起的区域种群。
二 论述题（85分）
1、 简述CO2的生态作用。说明生态系统碳储量和碳通量的基本测定方法。（20分）
（1） 使植物气孔开度减少，减少蒸腾，提高水分利用；（2）CO2浓度相对提高，使C3植物光合作用不断增加；（3）CO2能促进植物的生长—植物生长速率随全球CO2浓度的提高而增加；（4） 高浓度的CO2能改变植物形态结构—幼苗分枝增多，叶面积指数加大。碳储量估测方法：1微气象学法：包括空气动力法、涡动相关法、涡动积聚法2 样地清查法：包括平均生物量法、生物量转换因子法、生物量转换因子连续函数法3 箱式法4数学模型法5遥感技术
2 什么是地带性植被？其基本规律是什么？中国陆地生态系统类型的水平分布格局遵循什么规律？（20分）
地带性植被是指分布在具有壤质土或粘质土的、非盐渍化的、排水良好的平地或坡地上的植被类型，它能最充分地反映一个地区的气候特点。
陆地生物群落地带性分布规律有水平地带性和垂直地带性，水平地带性又包括纬度地带性和经度地带性：
（1）纬度地带性是由于热量带沿纬度变化而变化，导致群落类型也随纬度变化依次更替，如亚洲大陆东岸从赤道向北极依次是热带雨林－常绿阔叶林－落叶阔叶林－北方针叶林－苔原。
（2）经度地带性是由于降水自沿海向内陆依次减少导致群落类型沿经度方向依次更替，如亚洲温带大陆东岸，由沿海向内陆依次是森林－草原－荒漠。
（3）垂直地带性是由于山地随海拔升高，温度和降水依次变化从而导致群落类型自下而上依次更替，如马来西亚的基那巴卢山，从下向上依次是山地雨林－山地常绿阔叶林－山地落叶阔叶林－山地针叶林－高山灌丛。
中国从东到西具有水分条件从湿润到干旱的明显变化，相应的植被出现三大区域，即东部湿润森林区、中部半干旱草原区、西部内陆干旱荒漠区。由于热量差异，中国植被从南到北依次分布着热带雨林区、亚热带常绿阔叶林区、温带落叶阔叶林区和寒温带针叶林区。
3应用植物对水分适应性的基本原理论述中国西北干旱半干旱地区植被恢复的基本思路和科学途径。（25分）
根据植物与水分的关系，陆生植物又可分为湿生植物、旱生植物和中生植物3种类型。
（1）湿生植物抗旱能力弱，不能忍受长时间缺水，但抗涝性很强，根部经过通气组织和茎叶的通气组织相连接，以保证根的供氧。
（2）中生植物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，栅栏组织较整齐，防止蒸腾能力比湿生植物高。
（3）旱生植物在形态结构上的特征，一方面是增加水分摄取，如发达的根系；另一方面是减少水分丢失：如植物叶面积很小，成刺状、针状或鳞片状等。有的旱生植物具有发达的贮水绢织。还有一类植物是从生理上去适应。
因此，中国西北地区植被恢复的
4 论述群落的空间结构及其生态学意义（20分）
群落空间结构决定于两个要素，即群落中各物种的生活型及相同生活型的物种所组成的层片，也就是植物的为垂直结构和水平结构。垂直结构就主要指群落的分层现象。成层现象是群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和相互选择的结果。它不但缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养的矛盾，而且由于生物在空间上的成层排列，扩大了植物利用环境的范围，提高了同化功能的强度和效率。成层现象愈复杂，生物对环境的利用愈充分，提供的有机物质的数量和种类也就愈多。各层之间在利用和改造环境的过程中，具有互补作用。群落成层性的复杂程度，也是对生态环境的一种良好指示。一般在良好的生态条件下，成层构造复杂，而在极端的生态条件下，成层构造简单，如极地苔原群落就十分简单。因此依据群落成层性的复杂程度，能够对生境条件作出判断。
植物群落的水平结构主要特征就是它的镶嵌性，即群落的配置状况或水平格局。植物个体在水平方向上镶嵌性一方面是由于生态因子的不均匀造成的，另一方面也受到植物种的生物学特性、种间的相互关系以及群落环境的差异等因素制约。植物群落的水平结构对群落环境异质性有重要的指示意义。

中国林业科学研究院
博士学位研究生入学考试 生态学 试题
一、 名词解释（15分，每个3分）
1 原生演替和次生演替：发生在原生裸地上的演替称为原生演替，发生在次生裸地上的演替称为次生演替。
4 生物群系：凡是建群种或共建群种相同的植物群落的联合。
5 林德曼效应：是指n+1营养级所获得的能量占n营养级获得能量之比，这是Lindemans的经典能流研究所提出的，它相当于同化效率、生产效率和消费效率的乘积。
4 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种生物衰退或不能生存。
5 食物链：在生态系统内，各种生物按其取食和被取食关系而排列的链状顺序叫做食物链。
二、 简答题（35分）
1 什么是生态系统管理？简述生态系统管理的基本特征和应注意的科学问题（10分）
1. 生态系统管理是在对生态系统组成、结构和功能过程加以充分理解的基础上，制定适应性的管理策略，以恢复或维持生态系统整体性和可持续性。基本特征：（1）以生态学原理为指导；（2）实现可持续性；（3）重视社会科学在森林经营中的作用；（4）进行适应性经营。应考虑的科学问题：根据管理的对象确定生态系统管理的定义，该定义必须把人类及其价值取向整合进生态系统；确定明确的、可操作的目标；确定生态系统管理的时间和空间尺度；收集适量数据，理解生态系统的复杂性和相互作用，提出合理的生态模式；监测并识别生态系统内部的动态特征，确定生态学限制因子；确定影响生态系统管理的政策、法律和法规；
选择和利用生态系统管理的工具与技术。
2 简述群落成层性及其生态学意义（13分）
成层性主要指群落的分层现象。陆地群落的分层与光的利用有关。森林群落从上往下，依次可划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层等层次。成层现象是群落中各种群之间以及种群与环境之间相互竞争和相互选择的结果。它不但缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养的矛盾，而且由于生物在空间上的成层排列，扩大了植物利用环境的范围，提高了同化功能的强度和效率。成层现象愈复杂，生物对环境的利用愈充分，提供的有机物质的数量和种类也就愈多。各层之间在利用和改造环境的过程中，具有互补作用。群落成层性的复杂程度，也是对生态环境的一种良好指示。一般在良好的生态条件下，成层构造复杂，而在极端的生态条件下，成层构造简单，如极地苔原群落就十分简单。因此依据群落成层性的复杂程度，能够对生境条件作出判断。
3 Ecotone（生态交错区）的特征及功能效应（12分）
群落交错区是两个或多个群落之间（或生态地带之间）的过渡区域。群落交错区是一个特殊的区域，具有相邻群落的特征又有自己独特的特征；群落交错区种的数量及一些种的密度有增大的趋势，也即边缘效应。　　　　
生态意义：当前，人类活动正在大范围地改变着自然环境，形成许多交错带，如城市的民展，工矿的建设，土地的开发等。这些新的交错带，能够控制不同系统之间能量、物质与信息的流通。对生态系统交错区生物多样性、能流、物流及信息流的研究，有助于了解生态交错区对全球气候变化、土地利用、污染物的反应及敏感性，也有助于对变化的环境中怎样对生态交错带加以管理。
三 论述题（50分）
1、地理物种形成的基本过程是什么？如何理解生物种的概念？（25分）
地理物种形成过程大致分为3个步骤：第一，地理隔离 一般由于地理屏障将两种群隔离开，阻碍了种群个体交换，使种群间基因流受阻。第二，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。第三，生殖隔离机制的建立，两种群间产生生殖隔离机制，即使两种群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。
生物种是由一些具有一定的形态和遗传相似性的种群构成的，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它物种成员的相似性。

2、描述陆地生态系统的碳循环过程（可用图示），说明你对当前陆地生态系统碳通量、碳储量测定、研究方法和进展的了解和看法。（25分）
（1）陆地：大气二氧化碳经陆生植物光合作用进入生物体内，经过食物网内各级生物的呼吸分解，又以二氧化碳形式进入大气。另有一部分固定在生物体内的碳经燃烧重新返回大气。    
（2）水域：溶解在水中的二氧化碳经水生植物光合作用进入食物网，经过各级生物的呼吸分解，又以二氧化碳形式进入水体。
（3）水体中二氧化碳和大气中二氧化碳经过扩散而相互交换，化石燃料燃烧向大气释放二氧化碳参与生态系统碳循环，生物残体也可沉入海底或湖底而离开生态系统碳循环。

森林生态学试题
一、名词解释（30）
1、 森林：一个以木本植物为主体，包括乔木、灌木、草本植物以及动物、微生物等其它生物，占有相当大的空间，并显著影响周围环境的生物群落复合体。
2、涡动相关原理：
3、光合能力：
4、生物入侵：当一种生物体进入以往未曾分布过的地区，并能繁殖以延续自己的种群。
5、功能群：
6、生物地理群落：
7、生态系统健康：
8、耐荫性：是指植物忍耐庇荫的能力，即在鼻音条件下能否完成更新和正常生长的能力
9、生物钟组：
10、生态尺度效应：
二、简答（20）
1、NDVI及其计算方法和生态学意义？
2、ECOTONE（生态交错区）的特征及功能效应。
三、论述题（50）
1. 生态系统管理及其在森林保护与恢复中的应用。
生态系统管理是在对生态系统组成、结构和功能过程加以充分理解的基础上，制定适应性的管理（Adaptive management）策略，以恢复或维持生态系统整体性和可持续性

2、生态系统管理的内涵和基本特征是什么？
3、什么是地带性植被？论述中国天山和长白山植被的基本特征及其形成原因。
4、什么是净第一性生产力？什么是NDVI？阐述净第一性生产力的主要测定方法。
5、什么是涡动相关原理？简要论述其在地球表面碳循环研究中的应用现状、前景和问题。