环境:环境是特定生物(或群体)赖以生存的外界条件的总和。
它包括一定的空间以及其中可以直接或间接影响生物生活和发展的各种因素。
生态幅(生态价):是指物种对生态环境适应范围的大小。
它常与耐受限度一致,耐受限度越宽,生态幅也越大。
生态因子:是指生态位:指物种在生物群落或生态系统中占据的地位和角色。
竞争排斥原理(高斯假说而且在适应特点上也是相似的。
群落交错区,又称生态交错区或生态过渡带:是两个或多个群落之间(或生态地带之间)的过渡区域。
是相邻生态系统之间的过渡带,其特征是由相邻生态系统之间相互作用的空间、时间及强度所决定的。
边缘效应:群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势。
生物群落演替:就是指在某一地段上的生物群落发生变化的过程中,由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着一个阶段、一种生物群落被另一种生物群落所取代的自然演变现象。
十分之一法则:每通过一个营养级,其有效能量大约为前一个营养级的1/10。
最后产量恒值法则:在一定范围内,当条件相同时,不管一个种群的密度如何,最后产量差不多总是一样的。
生态学的研究对象:生态学的研究对象很广,从分子到生物圈。
4个组织层次,个体,种群,群落,生态系统。
生态学的研究方法:野外(田间)研究;实验研究;数学模型研究(理论)利比希最小因子定律利比希最小因子定律:“植物的生长取决于处在最小量状态的营养成分”。
该理论被引申到其他生物种类和生态因子,被称为最小因子定律(Law of limiting factors)。
限制因子定律限制因子定律:生态因子在最小量或最大量时,都会对生物起到限制作用。
耐受定律耐受定律: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,就会使该种生物衰退或不能生存。
耐受性定律是限制因子定律的进一步发展,表现在:(1)提出了生态因子质量的问题,还提出了生物本身的耐受性问题;(2)允许生态因子之间的相互作用(协同、颉颃和补偿等)。
耐受范围:生物的耐受范围一般都有其低限、高限和最适点,低限和高限之间的范围。
光质的生态作用及生物的适应:(1)光质影响植物的光合作用;(2)光质影响植物的形态建成、向光性与色素形成;(3)光质影响水中藻类的分布;(4)光质影响光合作用产物;(5)光质影响动物的活动;(6)红外和紫外光对动物的影响。
(1) 植物叶子的日运动反映了光强度和光方向的日变化。
(2) 温带树叶脱落是对光强度的年周期变化的反映。
(3) 光强度影响植物的光合作用速率,不同种植物光合能力不同。
根据植物对光强度表现出的适应性差异,把植物分为:阳地植物:光补偿点较高,光饱和点一般也较高,可利用强光,如杨、柳、桦等。
阴地植物:光饱和点较低,光补偿点一般较低,可有效利用弱光,如云杉、人参、三七等。
动物对光照强度的适应:(1)光照强度影响动物的视觉器官(夜行性动物眼大、深海鱼、终生营地下生活的兽类);(2)光照强度影响动物的行为(昼行性动物、夜行性动物)植物的光周期现象:根据植物开花对日照长度的反应,将植物分成四种类型:长日照植物、短日照、中、日中性植物动物的光周期现象:①影响动物的冬眠和昆虫滞育(与温度也有关);②影响动物的生殖时间(长日照动物:春季交配繁殖;短日照动物:秋季交配)③影响换毛与换羽;④决定动物迁徙、迁移或洄游的时间。
有效积温法则:植物和某些外温动物完成某一发育阶段所需总热量(有效积温)是一个常数。
①K=N*T (式中K为有效积温,N为发育时间,T为平均温度)②生物都有一个发育的起点温度,即生物开始生长发育的温度(最低有效温度C,发育阈温度或生物学零度biological zero),所以,应对平均温度进行修饰。
上式变为:K=N*(T-C) 或T=C+K/N,。
温度T与发育时间N呈双曲线关系,由于发育速度V=1/N, 所以,T=C+KV,温度与发育速度呈线性关系。
③生物的发育也有一个高限温度,发育时间也有生理极限,即最短发育时间N0,K=(N-N0)(T-C) 。
不同物种,完成发育所需积温不同。
一般起源于或适于高纬度地区种植的植物,所需有效积温较少,反之则较多生物对低温的适应:(1)植物形态适应:芽和叶片受到油脂类物质保护、表面有蜡粉和密毛、植株矮小,常呈垫状或莲花状。
(2)植物生理适应:减少细胞中水分,增加糖类、脂肪和色素等物质以降低冰点、增加抗寒能力。
(3)内温动物的形态适应:贝格曼规律:高纬度地区的恒温动物个体比低纬度同类个体大。
例如东北虎的颅骨长331-345 mm,而华南虎的仅283-318 mm 长。
阿伦规律:高纬度地区的恒温动物个体身体突出部分,如四肢、尾巴和外耳有变小变短的趋势。
寒冷地区的内温动物在冬季增加了羽、毛的密度、提高了羽、毛的质量,增加了皮下脂肪的厚度。
(4)内温动物的生理适应:增加产热;逆流热交换机制;局部异温性;热中性区;适应性低体温,冬眠生物对高温的适应:(1)植物的形态适应(密绒毛和鳞片、体色、叶片垂直主轴、叶片对折、厚的木栓层);(2)植物的生理适应(降低细胞含水量,增加糖或盐的浓度;旺盛的蒸腾作用);(3)动物的形态适应(皮毛隔热、夏季毛色变浅;多数哺乳动物的精巢持久的或季节性的下降到腹腔外,比体核温低几度;有蹄动物的颈动脉在脑下部形成复杂的小动脉网,包围在从较冷的鼻区过来的静脉血管外,通过逆流热交换而降温,使脑血液温度比总动脉血低3℃)(4)动物的生理适应:(放松恒温性,使体温有较大幅度的波动)(5)动物行为适应;(穴居;昼伏夜出;夏眠或夏季滞育)(1)根系(在潮湿土壤中植物根系不发达,有的植物根缺乏根毛;干燥土壤,发达深根系)(2)气孔(潮湿、弱光环境中的植物减少气孔开张度甚至主动关闭气孔以减少失水。
阳生草本 植物在干燥环境中,气孔慢慢关闭。
干旱地区有些植物气孔深陷在叶内,或在夜晚进行气体交换。
)(3)叶子(外表覆盖有蜡质的、不易透水的角质层,能降低叶表面的蒸腾量。
缩小叶面积)水生动物对水的适应:① 淡水鱼类(肾脏发育完善,有发达的肾小球,滤过率高,一般没有膀胱或膀胱很小,肾脏排 出大量低浓度尿。
鳃能主动从周围稀浓度溶液中摄取盐离子,保证了体内盐离子的平衡。
) ② 海洋硬骨鱼类(经常吞海水,补充水分;肾小球退化,排出极少的低渗尿,主要是二价离子 Mg 2+, SO 42-;鳃主动向外排盐)③海洋软骨鱼(其高渗透压的维持主要依靠血液中储存大量尿素和氧化三甲胺;排出体内多余 Na +,主要靠直肠腺,其次是肾脏。
)④洄游性鱼类(靠肾脏调节水,在淡水中排尿量大,在海水中排尿量少,在海水中大量吞水,以 补充水;靠鳃调节盐的代谢,鳃在海水中排出盐,在淡水中摄取盐。
)⑤其他海洋动物(海洋无脊椎动物是渗透压顺应者。
海龟、海鸟具盐腺。
海洋兽类(鲸)排高浓度的尿。
) ⑥两栖动物(在水中时肾脏功能同淡水鱼,皮肤功能同鱼鳃。
在陆地上时皮肤可从空气中吸收水分,靠膀胱重新吸收水分来保持体液水分平衡。
)陆生动物如何减少失水:① 减少蒸发失水② 减少呼吸失水③减少排泄和粪便失水(哺乳动物肾脏的保水能力)有关种群的自然种群的三个基本特征:空间特征、数量特征、遗传特征存活曲线:存活率随时间(年龄)的变化曲线称为存活曲线(survivorship curve )。
以nx 或lgnx 栏对x 栏作图即可得存活曲线。
X 可采用相对年龄(如寿命的百分数, X/XL 100%。
XL 为寿命)。
I 型:曲线凸型,表示幼体存活率高,老年个体死亡率高,在接近生命寿命前只有少数个体死亡 II 型:曲线对角线型,表示在整个生活期中,有一个较稳定的死亡率。
III 型:曲线凹形,表示幼体死亡率很高内禀增长率:是具有稳定年龄结构的种群,在食物不受限制、同种其他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、光照和食物等的环境条件组配下,种群的最大瞬 时增长率。
逻辑斯谛方程:产生‘S ’型曲线的最简单的数学模型可以解释并描述为指数增长方程乘上一个密度制约因子(1-N/K ),就得到逻辑斯谛方程式中参数α的值取决于N 0,表示曲线对原点的相对位置。
α=ln((K-N 0)/N 0)逻辑斯谛方程的意义:①许多两个相互作用种群增长模型的基础;② 渔业、牧业、林业等领域确定最大持续产量的主要模型;(Nt=K/2时,dN/dt=rN(1-N/K)=rK/4=MSY) 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。
)(K N K rN dt dN -=/r)-r(t -rt -11ααe K e K N t +=+=(2)增长率随密度上升而降低的变化是按比例的。
与密度无关的种群离散增长模型:世代不重叠的离散型种群在无限制的环境中,表现为几何级数增长。
Nt = N0 λt lg Nt = lgN0 + tlgλλ> 1,则出生率>死亡率;λ= 1,则出生率=死亡率;λ< 1,则出生率<死亡率;λ= 0,灭绝与密度无关的种群连续增长模型:假定在很短的时间dt内种群的瞬时出生率为b, 死亡率为d, 种群大小为N,则种群增长率r = b-d,它与密度无关。
即:dN/dt = (b-d)N = rN 积分式:Nt = N0 e rtr是瞬时增长率,r = ln R0 /T。
r>0, 种群上升;r=0, 种群稳定;r<0 , 种群下降与密度有关的种群连续增长模型:(逻辑斯谛方程)哈代-魏伯格定律:是指在一个巨大的、个体交配完全随机、没有其它因素的干扰(如突变、选择、迁移、漂变等)的种群中,基因频率和基因型频率将世代保持稳定不变。
这种状态称为种群的遗传平衡状态。
个体水平表型的自然选择模型大致可分为:稳定选择、定向选择、分裂选择其他生物学水平的选择:配子选择、亲属选择、性选择、群体选择物种形成的3个步骤:地理隔离、独立进化、生殖隔离机制的建立物种形成的方式:异域性物种形成、邻域性物种形成、同域性物种形成生活史:生物从出生到死亡所经历的全部过程。
生活史的关键组分包括身体大小、生长、繁殖和寿命生长与繁殖的权衡:花旗松生长率与繁殖率负相关;不繁殖的雌鼠比繁殖的生长能高三倍。
繁殖与生存的权衡:产奶雌马鹿死亡率明显高于不育雌马鹿。
体型效应:体型大小显著影响生物的生活史,它与寿命、世代时间正相关。
体型大小与内禀增长率负相关。
r选择者是在不稳定的环境中进化的。
高r的特征表现为: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时间(周期)K选择者正好相反,它们在稳定的环境中进化,高竞争力的特征表现为:生长缓慢、大型成体、数量少但体型大的后代、低繁殖能量分配和长的世代时间动物的婚配制度:多雌多雄制(混交制,如鱼类);一雌一雄制(单配偶制,如晚成鸟);一雄多雌制(如鸡);一雌多雄制(如螳螂)决定动物婚配制度的主要生态因素是资源(食物、营巢地)的质量和分布阿利规律:种群密度过密或过疏都会对种群产生抑制性影响,动物种群有一个最适的种群密度。