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普通生态学复习

普通生态学复习生态学概念:是研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其相互规律的科学,其目的是指导人与生物圈(即自然资源与环境)的协调发展。

1869年德国生物学家E.Haeckel第一次提出。

英文名Ecology起源于两个希腊字:Oikos(住所、家庭)和Logos(学科),即“生境的学科”研究对象:生物大分子、基因、细胞、个体、种群、群落、生态系统、景观、生物圈。

形成和发展:萌芽、建立、巩固、现代生态学。

E.P.Odum是近代生态学的始祖,1953年出版了他的著名作品《生态学基础》;与H.T.Odum 从生态能量流动的观点出发,着重研究了溪流生态系统的能量流动,在研究中首次用独创的能流框图来描述群落的能流过程和模式。

1983年,E.P.Odum提出了较完整的能流基本模型,对能量生态学的理论发展产生了重要的影响。

环境因子与生态因子:生态因子是指环境中对生物生长、发育、繁殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素,如温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。

生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件,即为生物的生存条件。

生态因子也可以被看做环境因子中对生物起作用的因子,而环境因子则是指生物体外部的全部环境要素。

生态因子作用:①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、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.(山脉阳坡和阴坡景观的差异,是光照、温度、湿度和风速综合作用的结果.)②主导因子作用:在诸多环境因子中,有一个生态因子对生物起决定性作用,称为主导因子。

主导因子发生变化会引起其他因子也发生变化。

(植物春化阶段的低温因子;若以水分为主导因子,植物可分为水生、中生和旱生生态类型.)③阶段性作用:由于生物生长发育不同阶段对生态因子的需求不同,因子生态因子对生物的作用也具阶段性,这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。

(低温在植物的春化阶段是必不可少的,但在其后的生长阶段则是有害的;水是多数无尾两栖类幼体的生存条件,但成体对水的依赖性就降低了.)④直接作用和间接作用:直接作用于生物的,光照、温度、水分、二氧化碳、氧等;间接作用是通过影响直接因子而间接影响生物,山脉的坡向、坡度和高度通过对光照、温度、风速及土壤质地的影响,对生物发生作用。

(冬季苔原土壤中虽然有水,但由于土壤温度低,植物不能获得水,而叶子蒸发继续失水,产生植物冬天干旱,即冬天干旱是由寒冷的间接作用产生的.)⑤不可替代性和补偿作用: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。

总体来说,生态因子是不可代替的,但是局部是能补偿的。

(软体动物生长壳需要钙,环境中大量锶的存在壳补偿钙不足对壳生长的限制作用.光照强度减弱时,植物光合作用下降可依靠CO2浓度的增加得到补偿.)Liebig最小因子定律:由19世纪德国Liebig首次提出的,1840年,首次提出了“植物的生长取决于那些处于最少量状态的食物的量。

”基本内容是:低于某种生物需要的最少量的任何特定因子,是决定该种生物生存和分布的根本因素。

Shelford耐性定律:是美国生态学家V.E. Shelford 于1913年提出的。

定义为:一种生物能够存在与繁殖,要依赖一种综合环境的全部因子的存在,只要其中一项因子的量或质不足或过量,超过了某种生物的耐受限度,则使该物种不能生存甚至灭绝。

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Nich: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。

指示植物:一定区域范围内能指示生长环境或某些环境条件的植物种、属或群落。

植物适应光照度后形成分类:阳地植物、中性植物和阴地植物。

适应日照长度后形成分类:长日照植物、中日照植物和短日照植物。

光饱和点:在一定的光强范围内,植物的光合速率随光照度的上升而增大,当光照度上升到某一数值之后,光合速率不再继续提高时的光照度值。

光照强度超过光补偿点后,随着光照强度增强,光合速率逐渐提高,这时光合强度就超过呼吸强度,植物体内积累干物质。

但达到一定值后,再增加光照强度,光合速率却不再增加,此即光饱和现象。

达到光饱和时的光照强度,即光饱和点。

光补偿点:指植物在一定的光照下,光合作用吸收CO2和呼吸作用数量达到平衡状态时的光照强度。

植物在光补偿点时,有机物的形成和消耗相等,不能累积干物质。

生物对低温环境的适应:Bergmann规律:高纬度恒温动物往往比来自低纬度恒温动物个体高大,导致其相对体表面积变小,使单位体重的热散失减少,有利于抗寒。

Allen规律:生活在寒冷地区的恒温动物,其体表的突出部分(四肢、耳朵等)趋于缩短,有利于防止热量散失;而生活在热带地区的恒温动物,其体表的突出部分相对较长,有利于热量散失。

趋同适应(生活型):不同种类的生物,由于长期生活在相同或相似的环境条件下,通过变异、选择和适应,在形态、生理、发育以及适应方式和途径等方面表现出相似。

趋异适应(生态型):亲缘关系相近的同种生物,长期生活在不同的环境条件下,形成了不同的形态结构、生理特性、适应方式和途径等。

趋异适应的结果是使同一类群的生物产生多样化,以占据和适应不同的空间,减少竞争,充分利用环境资源。

Gaia假说:在生命与环境的相互作用之下,使得地球适合生命持续的生存与发展。

种群population: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。

种群密度:在一定空间范围内同种生物个体同时生活着的个体数量或作为其参数的生物量。

种群密度是种群最基本的数量特征。

不同的种群密度差异很大,同一种群密度在不同条件下也有差异。

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。

性比:种群中雄个体和雌个体数目的比例。

生命表:指死亡表和寿命表,用于简单而直观地反应种群存活和死亡过程的统计表。

增长率:种群增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数(在一定时间内,结束时的种群数量相对于开始时的种群数量的增加的数量占开始时种群数量的比例),其计算公式为:(这一次总数-上一次总数)/上一次总数×100%=增长率。

种群的增长模型:A.与密度无关一个以内禀增长率增长的种群,其种群数目将以指数方式增加。

只有在种群不受资源限制的情况下,这种现象才会发生。

尽管种群数量增长很快,但种群增长率不变,不受种群自身密度变化的影响。

这类指数增长称为与密度无关的种群增长或种群的无限增长。

离散增长、连续增长。

B.与密度有关受自身密度影响的种群增长称为与密度有关的种群增长或种群的有限增长。

种群的有限增长同样分为离散的和连续的两类。

如常见的连续增长模型——逻辑斯谛增长模型。

逻辑斯蒂模型:方程:Nt=K/[1+e^(a-n)],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。

曲线通常分为5个时期:开始期,由于种群个体数很少,密度增长缓慢,又称潜伏期;.加速期,随个体数增加,密度增长加快;转折期,当个体数达到饱和密度一半(K/2),密度增长最快;减速期,个体数超过密度一半(K/2)后,增长变慢;饱和期,种群个体数达到K值而饱和。

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。

自然种群的变动:季节消长;不规则和周期性波动、种群爆发、种群平衡、生态入侵种群空间格局:①均匀型在自然界中较少见,形成的原因主要始终群内个体间的竞争。

繁殖期的鸟类的鸟巢常常均匀分布;②随机型更不常见,指的是每一个体在种群领域中每个点上出现的机会是相等的,并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。

如面粉中黄粉虫的幼虫的分布,通过实验连续多次取样,可发现其分布模式符合统计学上泊松分布,因而可判断其分布是随机的;③成群型是最常见的内分布型,其形成原因有:①资源分布不均匀②植物种子的传播方式以母株为扩散中心③动物的集群行为。

种群调节学说:①气候学派:多以昆虫为研究对象,认为种群参数受大气条件强烈影响。

②生物学派:主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决定作用。

③食物因素:强调食物因素的学者也可归于生物学派。

内源性:①行为调节:动物社群行为是调节种群的一种机制。

②内分泌调节:用内分泌调节解释哺乳动物的周期性数量变动。

③遗传调节:种群中的遗传双态现象或遗传多态现象有调节种群的意义。

种群生活史(种群的适应):繁殖成效:个体现时的繁殖输出与未来繁殖输出的总和;繁殖价值:相同时间内特定年龄个体相对于新生个体的潜在繁殖贡献;亲本投资:有机体在生产子代,以及抚育和管护子代时所消耗的能量、时间和资源量;繁殖成本:有机体在繁殖后代时对能量或资源的所有消费。

繁殖格局:一次与多次繁殖,生活年限和繁殖。

生物的性行为:有/无性生殖;性别系统,婚配制度;性选择。

繁殖策略:K选择和r选择:有利于增大内禀增长率Rm的选择称为r选择;有利于竞争能力增加的选择称为K选择。

R-C-S型生活史式样:R(干扰型):在资源丰富的临时生境中的选择;C(竞争型):在资源丰富的可预测生境中的选择;S(胁迫忍耐型):在资源胁迫生境中的选择。

资源分配方式相一致:R:主要分配给繁殖;C:主要分配给生长;S:主要分配给维持。

他感作用:1937德国学者H.Molisch提出。

一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质,对其他植物产生直接或间接的影响。

这种作用是种间关系的一部分,是生存竞争的一种特殊形式,种内关系也有此现象。

他感物质:植物、微生物释放的,对其他生物生长发育产生影响的信息化学物质。

种内关系:密度效应:在一定时间内,当种群的个体数目增加时,就必定会出现邻接个体之间的相互影响,称为密度效应。

(最后产量衡值法则和-3/2自疏法则)种间关系:种间关系是指不同物种种群之间的相互作用所形成的关系。

两个种群的相互关系可以是间接的,也可以是直接的相互影响。

这种影响可能是有害的,也可能是有利的。

(协同进化:生态系统中生物与生物、生物与环境相互作用、相互选择、共同进化的过程。

)竞争:有种内和种间两种竞争方式。

这里是指两种共居一起,为争夺有限的营养、空间和其他共同需要而发生斗争的种间关系。

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