环境生态学课后题答案解析

第一章 绪论1. 生态学的分支学科怎样划分的？2. 什么是环境生态学及其研究内容对象？定义：环境生态学是研究人类干扰条件下，生态系统内在变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统的恢复、重建及保护生态对策的科学。研究内容：人为干扰下生态系统内在变化机制和规律研究；生态系统受损程度及危害性的判断研究；各类生态系统的功能和保护措施的研究；解决环境问题的生态学对策研究3.生物物种是由内在因素（特殊、遗传、生理、生态及行为）联系起来的个体的集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。4.环境生态学产生与发展过程。4.当今世界上的主要环境问题是什么全球气候变化 ；臭氧层破坏和损耗；酸雨污染；土地荒漠化；森林植被被破坏；生物多样性锐减；海洋资源破坏和污染；有机物的污染5.当代环境问题的主要特点全球化；综合化；社会化；高科技化；累积化；政治化。6.名词及术语 环境问题，生态破坏，环境污染，环境生态学，环境危机，地球温暖化，臭氧层空洞，酸雨环境问题：是指人类为其生存和发展，在利用和改造自然的过程中，对自然环境破坏或污染所产生的危害人类生存的各种不利反馈。生态破坏：不合理地开发和利用资源而对自然环境的破坏以及由此产生的各种生态效应。环境污染：因工农业生产活动和人类生活所排放的废弃物造成的污染。环境生态学：研究人类干扰条件下，生态系统内在变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统的恢复、重建及保护生态对策的科学。环境危机：由人类生产与生活活动导致地区性、区域性，甚至全球性的环境功能的衰退或破坏，从而严重影响和威胁人类自身的生存和发展的现象。地球温暖化：臭气层空洞：人类大量使用的氯氟烷烃化学物质（如制冷剂、发泡剂、清洗剂等）在大气对流层中不易分解，当其进入平流层后受到强烈紫外线照射，分解产生氯游离基，游离基同臭氧发生化学反应，使臭氧浓度减少，从而造成臭氧层的严重破坏。酸雨：PH值小于5.65的降水。第二章 生物与环境1、 什么是生物的协同进化？举例说明。生物的协同进化主要是由于生物个体的进化过程是在其环境的选择压力下进行的，而环境不公包括非生物因素，也包括其他生物。因此，一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。在很多情况下，两个或更多物种的单独进化常常互相影响，形成一个相互作用的协同适应系统（coadapted system）。例：捕食者和猎物之间的相互作用。捕食对于捕食者和猎物都是一种强有力的选择：捕食者的压力下，猎物必须获得狩猎的成功，而猎物的生存则依赖逃避捕食的能力。在捕食者的压力下，猎物必须靠增加隐蔽性、提高感官的敏锐性和疾跑来减少被捕食的风险。生物协同进化的四种情况：（1）昆虫与植物之间的协同进化（2）大型食草动物与植物的协同进化（3）互惠共生物种间的协同进化（4）协同适应系统2、 生物多样性及其影响因素。生物多样性：也就是“生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性。”它包括动物、植物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统。生物多样性一般有四个水平：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性、景观多样性影响因素：1、物种生物量 2、物种的属性 3、生物地化循环 4、系统的稳定性3.Gaia假说的主要论点：1地球上所有生物都起着调控作用2地球生态系统保持稳定性3地球本身是进化系统4地球系统是有机整体5地球生理学是地球进化的方式环境指某一特定生物个体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和 。分为自然环境、半自然环境、社会环境4.简述光的生态作用及生物的适应。光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉，地球上生物生活所必需的全部能量，都直接或间接地源于太阳光. 光因子的生态作用-（一）光照强度的生态作用与生物的适应1对生物的生长发育和形态建成的作用:光照强度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加关系密切；光还能促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例。2光照强度与水生植物3植物对光照强度的适应类型（二）光质的生态作用与生物的适应（三）生物对光周期的适应5.温度对生物作用的“三基点”和积温在农业生产和虫害上有何意义？最低温度、最适温度、最高温度。全年的农作物茬口安排必须根据当地的平均温度和每一作物所需的总有效积温；同样在植物保护、防治病虫害中，也是根据当地的平均温度以及某害虫的有效积温进行预测预报的。6.水分对生物的影响？生物如何适应？见书P44-487.土壤的生态作用及盐碱植物对土壤因子的适应。土壤是生态系统中物质与能量交换的重要场所；同时，它本身又是生态系统中生物部分和无机环境部分相互作用的产物。见书P518.生态因子作用的一般规律。1 生态因子的综合作用 环境中的各种生态因子彼此联系、互相促进、互相制约，任何一个单因子的变化必将引起其他因子不同程度的变化，对生物起到不是单一的而是综合的作用。2 主导因子作用 对生物起决定性作用的生态因子即为主导因子。3 直接作用和间接作用 区分生态因子的直接作用和间接作用对生物的生长、发育、繁殖及分布很重要。4 生态因子的阶段性作用 生态环境的规律性变化导致生态因子对生物的阶段性作用。5 生态因子的不可代替性和补偿作用 各种生态因子的存在都有其必要性，主导因子的缺乏可影响生物生长甚至死亡，所以不可代替，但在综合作用过程中可局部补偿。9.主要环境因子的生态作用一、光因子的生态作用-（一）光照强度的生态作用与生物的适应1对生物的生长发育和形态建成的作用2光照强度与水生植物3植物对光照强度的适应类型（二）光质的生态作用与生物的适应（三）生物对光周期的适应二、温度因子的生态作用及生物的适应（一） 温度因子的生态作用1温度与生物生长2温度与生物发育（二）极端温度对生物的影响及生物对极端温度的适应1环境对生物的影响和生物对低温环境的适应2生物对高温环境的适应3温度与生物的地理分布4变温对生物的影响三、水因子的生态作用及生物的适应（一）水因子的生态作用1水是生物生存的重要条件2水对动植物生长发育的影响3水对动植物数量和分布的影响（二）生物对水因子的适应1植物对水因子的适应2动物对水因子的适应四、土壤因子的生态作用及生物的适应（一）土壤因子的生态作用（二）植物对土壤因子的适应10.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。如温度，湿度，食物，氧气，二氧化碳和其他相关生物等。11.生态因子与环境因子的关系-生态因子和环境因子的概念：环境因子指生物有机体以外的所有环境要素，是构成环境的基本成分。生态因子则指环境要素中对生物起作用的部分。第三章 生物圈中的生命系统1 如何理解生命系统的层次性？生命的种类多样，不同生命形式的生物，所处的环境不同，只有进行生命活动的层性分析和相应环境条件的层次性分析，才能真正认识生物生命活动的本质。2 什么是种群？与个体相比，种群具有哪些重要的群体特征？种群：是指在一定空间中同种个体的组合。种群是物种在自然界中存在的基本单位。从进化论的观点看，种群是一个演化单位。从生态学观点来看，种群又是生物群落的基本组成单位群体特征：1、种群密度2、初级种群参数，包括出生率、死亡率、迁入和迁出率3、次级种群参数，包括性比、年龄分布和种群增长率等。3 试比较指数增长模型和逻辑斯特增长模型？与密度无关的种群增长模型 种群离散增长模型 或 式中：N 种群大小；t 时间； 种群的周期增长率。 种群连续增长模型 积分式： 式中：e自然对数的底。与密度有关的种群增长模型逻辑斯特增长模型 积分式： 式中：a参数，其值取决于N0，表示曲线对原点的相对位置。4什么是生态对策？r-选择和K-选择理论的主要特征？生态对策就是指生物在进化过程中所形成的各种特有的生活史特征，是生物适应于特定环境所具有的一系列生物学特性的设计。r-选择和K-选择理论根据生物的进化环境和生态对策把生物分为r-对策者和K-对策者两大类。r-对策者-r-对策者适应于不可预测的多变环境， r-对策者具有能够将种群增长最大化的各种生物学特性，即高生育力、快速发育、早熟、成年个体小、寿命短且单次生殖多而小的后代。K-对策者-K-对策者适应于可预测的稳定的环境。 K-对策者具有成年个体大、发育慢、迟生殖、产仔（卵）少而大但多次生殖、寿命长、存活率高的生物学特性，高竞争能力使其在高密度条件下生存5什么是生物群落？群落种类组成及其研究意义？生物群落：是指在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成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，并具特定的功能的生物集合体。常见群落成员型包括：优势种建群种亚优势种伴生种偶见种意义：物种组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征。基本特征 ：群落具有一定的物种组成；群落具有一定的外貌及内部结构；形成群落环境，对环境因子进行改造；群落中不同物种之间相互影响；群落具有一定的动态特征；群落具有一定的分布X围；群落的边界特征。生物群落种类的组成:（一）物种组成的性质分析 物种组成是决定群落性质的最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征。分析物种组成，首先要选择样地来登记群落的物种组成，然后可以根据各个种在群落中的作用来划分群落成员型。（二） 物种组成的数量特征和综合特征（三） 物种多样性6影响群落结构的因素有哪些？1干扰对群落结构的影响:观点一、干扰扰乱了顶极群落的稳定性，使演替离开了正常轨道。观点二、一种有意义的生态现象，引起群落的非平衡特性，强调干扰在群落结构形成和动态中的作用。2生物因素的影响：竞争对群落结构的影响、捕食对群落结构的影响、空间异质性7.生物群落演替的制约因素：1植物繁殖体的迁移，散布和动物的活动性。2群落内部环境的变化。3种内和种间关系的改变。4外界环境条件变化，气候、地貌、土壤和火等。5人类对生物群落演替的影响。8.种群关系：一种内关系（1集群2种内竞争）二种间关系（1种间竞争2捕食3寄生与共生）三玛他种群9.玛他种群理论-Harrison 认为玛他种群是指生活在栖息地已破碎的，呈斑块状分布的种群。这一种群可由局部斑块中种群的不断灭绝和再迁入达到平衡而长期地生存。玛他种群理论可归纳为如下几点重要原理：空间隔离、但又相互联系；局部种群之间的迁入率必须大于各自灭绝率；组成该玛他种群的局部种群越多，种群能生存的时间越长；稳定性由局部种群之间的迁移率来维持；局部种群所生存的栖息环境有重要作用；局部种群之间距离、物种扩散能力有重要作用；大种群的数量足够大或与小种群互相之间有扩散，对物种保护有利。10.生物多样性：“生物的多样化和变异性以及生境的生态复杂性”。包括植物、动物和微生物物种的丰富程度、变化过程以及由其组成的复杂多样的群落、生态系统和景观。分为：物种多样性：指地球上生物种类的多样化，包含种的数目（或丰富度）和种的均匀度两方面含义。遗传多样性：生物种类的多样化生态系统多样性：生物圈中生物群落、生境与生态过程多样化。11. 保护生物多样性的意义：意义:生物多样性的价值分为直接价值和间接价值。直接价值又分为产品用于自用的消耗性使用价值和产品用于市场销售的生产使用价值。间接价值与生态系统功能有关，也即为人类所提供的生态公益系统。这种间接价值是无法进行客观估算的。生物多样性为人类的生存与发展提供了丰富的食物、药物、燃料等生活必需品以及大量的工业原料。生物多样性维护了自然界的生态平衡，并为人类的生存提供了良好的环境条件。生物多样性是生态系统不可缺少的组成部分，人们依靠生态系统净化空气、水，并充腴土壤。科学实验证明，生态系统中物种越丰富，它的创造力就越大。自然界的所有生物都是互相依存，互相制约的。每一种物种的绝迹，都预示着很多物种即将面临死亡。 生物多样性还具有重要的科学研究价值。每一个物种都具有独特的作用，例如利用野生稻与农田里的水稻杂交，培育出的水稻新品种可以大面积提高稻谷的产量。在一些人类没有研究过的植物中，可能含有对抗人类疾病的成分。这些野生动植物如果绝迹，是人类的重大损失。第四章 生态系统生态学1生态系统有哪些主要组成成分，它们是如何构成生态系统的？生态系统：在一定空间中共同栖居着的所有生物与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体非生物部分：非生物成分、物质代谢成分；生物部分：生产者、消费者、分解者。通过生态系统的营养结构（食物链、食物网）2.生态系统的基本功能：1生态系统的生物生产2生态系统的能量流动3生态系统的物质循环4生态系统的信息传递5生态系统的自我调节3.能量在生态系统中流动的特点（1）能流在生态系统中和在物理系统中不同（2）能流是单向流，主要表现在三个方面： 太阳的辐射能以光能的形式输人生态系统后，通过光合作用被植物所固定，但不能再以光能的形式返回； 自养生物被异养生物摄食后，能量就由自养生物流到异养生物体内，不能再返回给自养生物； 从总的能流途径而言，能量只是一次性流经生态系统，是不可逆的。（3）能量在生态系统内流动的过程是不断递减的过程（4）能量在流动中质量逐渐提高4.物质循环：生态系统从大气、水体和土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收，进入生态系统，被其他生物重复利用，最后再归入环境中，称为物质循环，又称为生物地球化学循环。5.什么是食物链、食物网和营养级？食物链包括哪些类型，在生态系统中有什么意义？食物链：指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条式的关系，即物质和能量从植物开始，然后一级一级地转移到大型食肉动物。食物网：生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它往往是交叉链索，形成复杂的网络结构食物网。食物链上的每一个环节称为营养阶层或营养级，指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。捕食食物链（又称捕食食物链，以活的动植物为起点的食物链，如草食动物、各级食肉动物）、腐食食物链（又称碎屑食物链，从死亡的有机体或腐屑开始）、寄生型食物链（以活的生物为寄主，夺取寄主的物质和能量来维持生存。体型越来越小，数量越来越多）。食物链越长，最后营养级位所获得的能量也越少。因为从起点到终点经过的营养级越多，其能量损耗也就越大；食物链或食物网的复杂程度与生态系统的稳定性直接相关。6.食物网的控制机理：1“自上而下”：较低营养阶层的种群结构依赖于较高营养阶层物种的影响，称为下行效应。2“自下而上”：较低营养阶层的密度、生物量等决定较高营养阶层的种群结构，称为上行效应。7.食物网的结构特点：为简化食物网结构，把营养阶层相同的不同物种或相同物种不同发育阶段作为一个营养物种。根据物种在食物网中所处的位置可分为三种类型：顶位种、中位种、基位种8. 什么是负反馈调节，它对维护生态平衡有什么指导意义？负反馈调节：使生态系统达到或保持平衡或稳态，结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化。负反馈控制可使系统保持稳定，正反馈使偏离加剧。负反馈调节的主要意义在于维持机体内环境的稳态，在负反馈情况时，反馈控制系统平时处于稳定状态。9.测定初级生产量的主要方法。初级生产量：通过光合作用固定的太阳能或制造的有机物质，又称第一性生产量。收获量测定法（直接收获法）；氧气测定法（如：水中用黑白瓶法）；二氧化碳测定法；放射性标记物测定法（海洋中加入C14，一定时 间测定并计算光合作用）；叶绿素测定法；卫星遥感技术。影响初级生产量的因素：除日光外，还有三个重要的物质因素是水、二 氧化碳和营养物质。二个重要的环境调节因素是温度和氧10.概括出生态系统次级生产过程一般模式。11提出一个普适生态系统能流模型。能量在生态系统内流动的过程是不断递减的过程：各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级的生物量；各营养级的同化作用也不是百分之百的，总有一部分不被同化；生物在维持生命过程中进行新陈代谢总是要消耗一部分能量。12.生态系统某息传递主要有哪几种类型？物理信息、化学信息、行为信息、营养信息。13.地球生态系统可以分为哪些主要类型？森林生态系统；草地生态系统；河流生态系统；湖泊生态系统；海洋生态系统；湿地生态系统；城市生态系统14.森林生态系统具有以下主要的共同特征：（一）物种繁多，结构复杂（二）生态系统类型多样（三）生态系统稳定性高（四）生产力高，现存量大，对环境影响大15.森林在全球环境中发挥着重要的作用：（一）是养护生物最重要的基地；（二）可大量吸收二氧化碳；（三）是重要的经济资源；（四）在防风沙、保水土、抗御水旱、风灾方面有重要生态作用等。16.湿地生态系统是指地表过湿或常年积水，生长着湿地植物的地区。湿地是开放水域与陆地之间过渡性的生态系统，它兼有水域和陆地生态系统的特点，具有其独特的结构和功能。分为:富养沼泽贫养沼泽中养沼泽17.湿地生态系统特点：a.湿地水文条件成为湿地生态系统区别于陆地生态系统和深水生态系统的独特属性，包括输入、输出、水深、水流方式、淹水持续期和淹水频率。水文条件导致独特植物的组成并限制或增加种的多度。B.湿地土壤是湿地的又一主要特征，通常称为水成土，即在淹水或水饱和条件下形成的无氧条件的土壤。c.湿地生态系统位于水陆交错的界面，具有显著的边际效应。18.城市生态系统的结构和功能:结构：分为社会生态亚系统、经济生态亚系统、自然生态亚系统，它们交织在一起，相辅相成，形成了一个复杂的综合体。功能：生产，生活，还原第九章 生态系统管理什么是生态系统管理？简述生态系统管理的主要原则。生态系统管理是指在充分认识生态系统整体性与复杂性的前提下，以持续地获得期望的物质产品、生态及社会效益为目标，并依据对关键生态过程和重要生态因子长期监测的结果而进行的管理活动。（廖利平，赵士洞，1999）生态系统管理的基本原则：管理的重要原则就是人在生态系统中的双重性原则。加强规X人的行为法规、政策和制度的建设，提高人类的环境保护意识，树立可持续发展观，真正实现可持续的生态系统管理。 整体性：各种自然生态系统都有其自身整体运动的规律，人为的随意分割只会给系统带来灾难。 (长江的分割，道路对森林等的分割) 动态性：生态系统是动态系统，即使没有干扰也始终处于动态变化之中。特定的系统功能总是与周围生态系统相联系，在不同时间和空间尺度上发生着各种生态过程。 再生性：生态系统最主要的特征就是生产能力和再生功能(次级生产)。重视生态系统的生产能力和再造性，保证生态系统提供充足的资源和良好的服务。 循环利用性：生态系统中有些资源是取不尽用不完，管理时要遵循经济、生态规律。 平衡性：健康的系统处于稳定和自我调节状态，结构与功能的各部分也处于平衡与协调状态。 多样性：生物多样性是系统持续发展和生产力的核心。生物多样性维持生态系统过程的进行；是系统抗干扰和恢复能力的基础；是系统适应环境变化的基础。生物多样性的维护是生态系统管理不可缺少的内容：生物多样性丧失是不可避免；引种对自然生态系统产生负作用。名词解释：频度：即某个物种在调查X围内出现的频率，指包含该种个体的样方占全部样方的百分比盖度：是指植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度多度：是对物种个体数目多少的一种估测指标，多用于群落内草本植物的调查生物多样性：生物多样性：也就是“生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性。”它包括动物、植物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统生物富集：指生物或处于同一营养级的许多生物种群，从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物，导致生物体内该物质的浓度超过环境中浓度的现象。生物富集也称为生物浓缩、生物积累和生物放大。生物富集通常随着食物链的延伸而急剧增大生态监测：无论是生物监测还是生态监测，都是利用生命系统各层次对自然或人为因素引起环境变化的反应来判定环境质量，都是研究生命系统与环境系统的相互关系。凡是利用生命系统为主进行环境监测的方法和手段都可称为生态监测。群落的演替：随时间的推移，生物群落内一些物种消失，另一些物种侵入，群落组成及其环境向一定方向产生有顺序的发展变化，称为群落的演替。污染物：进入环境后使环境的正常组成发生变化，直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的物质。污染物的作用对象包括人在内的所有生物。环境污染物:指由于人类的活动进入环境，使环境正常组成和性质发生改变，直接或间接有害于生物和人类的物质。毒物:指对机体产生有害作用的化学物质。环境毒物:指通过各种途径排放至大气、水源和土壤等人类环境中的有毒化学物质。生态环境影响评价的基本程序与环境影响评价是一致的，可大致分为四个步骤：生态环境影响识别、现状调查与评价、影响预测与评价、减缓措施和替代方案生态影响评价的方法：生态图法、列表清单法、类比法、综合指数法、系统分析法、生产力评价法演替顶极：任何一类演替都经过迁移、定居、群居、竞争、反应及稳定六个阶段，到达稳定阶段的群落，就是和当地气候条件保持协调和平衡的群落，这是演替的终点，这个终点就称为演替顶极。7 / 7