生态学复习题.doc

普通生态学复习大纲第一部分第一章 生物与环境1 环境、生态因子的概念环境：是指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。生态因子：是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。2 .生态因子的分类和作用规律。1、生态因子的分类1属性;非生物因子：温度、光、水、pH、氧等理化因子。生物因子：同种和异种生物个体及其生物过程。2性质;气候因子：包括光、温度、水、空气等。土壤因子：包括土壤结构、理化性质、肥力等地形因子：地面的起伏、坡度、坡向等。生物因子：如捕食、寄生、竞争等人为因子：人类活动。3作用密度制约因子：受密度制约的因子。非密度制约因子：不受密度制约的因子。二.作用规律:1综合作用。生态环境是一个统一的整体，生态环境中各种生态因子都是在其他因子的相互联系、相互制约中发挥作用，任何一个单因子的变化，都必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。2主导因子作用。在对生物起作用的诸多因子中，其中必有一个或两个是对生物起决定性作用的生态因子，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。3直接作用和间接作用。环境中的一些生态因子对生物产生间接作用，如地形因子；另外一些因子如光照、温度、水分状况则对生物起直接的作用。4阶段性作用。生态因子对生物的作用具有阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。5生态因子不可代替性和补偿作用。环境中各种生态因子对生物的作用虽然不尽相同，但都各具有重要性，不可缺少；但是某一个因子的数量不足，有时可以靠另外一个因子的加强而得到调剂和补偿。6生态因子限制性作用。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。3什么是利比希最小因子定律、限制因子定律、谢尔福德耐受性定律？利比希在1840年提出“植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素”。其基本内容是：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存与分布的根本因素，这就是利比希最小因子定律。限制因子定律：在外界光、温度、营养等因子数量改变的状态下，探讨的生理现象（如同化过程、呼吸、生长等）的变化，通常可将其归纳为3个主要点：生态因子低于最低状态时，生理现象全部停止；在最适状态下，显示了生理现象的最大观测值；最大状态之上，生理现象又停止。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物种衰退或不能生存。第二章能量环境1. 光质、光照强度的生态作用及生物的适应不同光质对生物的作用不同，生物对光质也产生了选择性适应，光质不同影响着植物的光合强度，在红橙光下光合速率最快，蓝紫光次之，绿光最差，不同植物的光合色素有一定差异，这些色素种类的差异，反映了不同植物对生境中光质的适应。植物对光照强度的适应表现为阴地植物和阳地植物两类，这种差异是由于叶子生理上的植物形态上的差异造成的；另外，单株植物叶冠内不同结构的“阳叶”和“阴叶”的产生，是植物对自身存在的光环境的一种回应。光照强度不仅使动物在视觉器官形态上产生了遗传的适应性变化，而且与动物的活动行为密切相关，有些适应于白天强光下活动，成为昼行性动物，有些适应于黑夜或晨昏的弱光下活动，成为夜行性动物或晨昏性动物。光照周期的变化对生物起了信号作用，导致生物出现日节律性的与年周期性的适应性变化，它使生物的生长发育与季节变化协调一致，对动植物适应所处环境有重要意义。2. 生物发育和生长速度3. 物种分布与环境温度物种的分布完全由温度决定吗？地球上主要生物群系的分布称为主要温度带的反映，年均温度、最高温度和最低温度都是影响生物分布的重要因子，但物种的分布并不完全由温度决定，温度可能与其他环境因素或资源紧密联系，例如相对湿度和温度间的关系，二者共同作用决定了地球上生物群系分布的总格局。第三章物质环境1. 植物（陆生和水生）根据水生环境的分类（1）水生植物有三类：沉水植物；浮水植物；挺水植物。（2）陆生植物有三类：湿生植物；中生植物；旱生植物第二章 种群及其基本特征1. 种群的概念种群是在同一时期内占有一定空间的同种生物体的集合，该定义表示种群是由同种个体组成，占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成的一个系统2.种群的数量统计方法和空间结构3.逻辑斯底方程dNdt：rN（1-NK）=rN（K-NK）式中：N表示种群大小；t表示时间；dNdt表示种群变化率；r表示瞬时增长率；K表示环境容量。或写该方程的积分式：Nt=Kl+eart式中：e表示自然对数的底；a表示曲线对原点的相对位置第三章.生物种及其变异与进化1. 什么是基因、基因库、基因频率基因库：在一个种群中，全部个体的基因组合。基因频率：在一个基因库中，不同基因所占的比率叫基因频率。2.物种形成的方式第三章 生活史对策1. 什么是生活史对策生活史对策：各种生物在进化过程中形成各种特有的生活史，这种生活史是生物在生存过程中获得生存的对策。 2 生态位（Ecological niche），又称小生境或是生态龛位，生态位是一个物种所处的环境以及其本身生活习性的总称。每个物种都有自己独特的生态位，借以跟其他物种作出区别。生态位包括该物种觅食的地点，食物的种类和大小，还有其每日的和季节性的生物节律 。3 捕食 (1) 一个动物对另一个动物追捕进而食之。(2) 捕捉相对较弱的动物以满足食欲。4 寄生 parasitism一种生物体依附在另一生物体中以求供给养料、提供保护或进行繁衍等而得以生存 。5 共生（commensalism）是指两种不同生物之间所形成的紧密互利关系。6 生物群落可定义 ：为特定空间或特定生境下生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与环境之间彼此影响，相互作用，具有一定的形态结构与营养结构，执行一定的功能。也可以说，一个生态系统中具生命的部分即生物群落。生物群落的概念具有具体和抽象两重含义，说它是具体的，是因为我们确实很容易找到一个区域或地段，在那里我们可以观察或研究一个群落的结构和功能；它同时又是一个抽象的概念，指的是符合群落定义的所有生物集合体的总称。7 种群的主要特征: 1、种群密度 种群密度是种群最基本的数量特征。 2、出生率与死亡率 3、迁入率与迁出率 4、年龄组成 年龄组成可以预测该种群的增长趋势。包括:增长型 、稳定型 、衰退型 5、性别比例 。8 随着时间的推移，生物群落中一些物种侵入，另一些物种消失，群落组成和环境向一定方向产生有顺序的发展变化，称为演替。主要标志为群落在物种组成上发生了变化；或者是在一定区域内一个群落被另一个群落逐步替代的过程。 植物群落动态最重要的特征。其过程大多由植物群落的季节变化和逐年变化组成。是地表同一地段顺序地分布着各种不同植物群落的时间过程。9 水生演替系列分为以下几个阶段：自由漂浮植物阶段、沉水植物阶段、浮叶根生植物阶段、直立水生阶段、湿生草本植物阶段、木本植物阶段。自由漂浮植物阶段：在此阶段中，植物漂浮生长，其死亡残体将增加湖底有机质的聚积，同时湖岸雨水冲刷而带来矿物质微粒的沉积也逐渐提高了湖底。代表植物：浮萍、满江红及一些藻类植物。沉水植物阶段：在水深57m处，湖底裸地上最早出现的先锋植物是轮藻属的植物。轮藻属的植物生物量相对较大，使湖底有机质沉积加快，自然对湖底的抬升作用也就更加明显。当水深达到24m时，金鱼藻、眼子菜、黑藻等高等水生植物开始出现，这些植物的生物量更大，对湖底的抬升作用也就更加明显。浮叶根生植物阶段：随着湖底日益变浅，浮叶根生植物开始出现，如莲、睡莲等。这些植物一方面生物量大，对湖底抬升作用明显，另一方面，由于这些植物的叶片大量漂浮在水面，使得水面下光照条件很差，不利于沉水植物生长，这样就迫使沉水植物向深水处转移，这样又起到了对湖底的抬升作用。直立水生阶段：浮叶根生植物使得湖底大大变浅，为直立水生植物的出现创造了条件，最终直立水生植物（例如芦苇、香蒲、泽泻等）取代了浮叶根生植物。直立水生植物的根很密集，使得湖底迅速抬高，有的地方甚至形成一些浮岛，原来被水淹没的湖底开始与大气接触，生境开始具有陆生植物生境的特点。湿生草本植物阶段：从湖底被抬升出来的地面不仅含有丰富的有机质，还含有近乎饱和的水分。喜湿植物开始定居。若此地区气候干燥，那么这个阶段不会持续很久，很快旱生草类会取代湿生草类。若该地区适合森林的发展，那么，该群落会继续向森林群落演替。木本植物阶段：在湿生草本植物群落中，最先出现的木本植物是灌木。而后随着树木的入侵，形成了森林，湿生生境也最终转变为中生生境。水生演替为什么是初生演替：因为水生演替时湖泊里 仅仅有水分，其它的土壤颗粒都是有周围的水土冲刷，逐渐积累而得。所以原本没有一点植物，所以是初生演替。可以说，水生演替系列就是湖泊填平的过程，这个过程是从湖泊的周围向湖泊中央顺序发生的。因此由湖畔向湖心观察的不同距离处，分布着演替系列中不同阶段的群落环带。在一般的湖泊中，只有在水深为57m处，才有较大型的水生植物生长，而在水深超过57m时，便是水底的原生裸地了。10 在自然界，任何生物群落都不是孤立存在的，它们总是通过能量和物质的交换与其生存的环境不可分割地相互联系相互作用着，共同形成一种统一的整体，这样的整体就是生态系统。换句话说，生态系统就是在一定地区内，生物和它们的非生物环境（物理环境）之间进行着连续的能量和物质交换所形成的一个生态学功能单位。11 生态系统的组成:非生物部分、生产者、消费者、分解者。 不同的生态系统: 森林生态系统 草原生态系统 海洋生态系统 湖泊生态系统 农田生态系统 池塘生态系统， 冻原生态系统， 湿地生态系统等。12 生态系统中贮存于有机物中的化学能在生态系统中层层传导，通俗地讲，是各种生物通过一系列吃与被吃的关系，把这种生物与那种生物紧密地联系起来，这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列，在生态学上被称为食物链。按照生物与生物之间的关系可将食物链分为捕食食物链、腐食食物链(碎食食物链)、和寄生食物链。 (1)捕食性食物链。它是以植物为基础，后者捕食前者。如青草一野兔一狐狸一狼 河谷类植物-昆虫-食虫鸟-鹰。 (2)碎食性食物链(腐食食物链)。指以碎食物为基础形成的食物链。如树叶碎片及小藻类一虾(蟹)一鱼一食鱼的鸟类。 (3)寄生性食物链。以大动物为基础，小动物寄生到大动物上形成的食物链。如哺乳类-跳蚤-原生动物-一原生动物-细菌-过滤性病毒。13 营养级Trophiclevel是生物群落中的各种生物之间进行物质和能量传递的级次。14 应用学科：海洋科技（一级学科）；海洋科学（二级学科）；海洋生物学（三级学科）。15 1生态系统中能量流动是单方向的 2能量在流动过程中逐级递减。16 环境中各种元素沿着特定的路线运动，由周围环境进入生物体，最后回到环境中，各种元素运动路线所包含着的活有机体的有机阶段和由各元素基本化学性质所决定的、无生命的阶段所组成的循环运动过程，称为生物地球化学循环。 生物地球化学循环又称生物地球化学旋回。在地球表层生物圈中，生物有机体经由生命活动，从其生存环境的介质中吸取元素及其化合物(常称矿物质)，通过生物化学作用转化为生命物质，同时排泄部分物质返回环境，并在其死亡之后又被分解成为元素或化合物(亦称矿物质)返回环境介质中。这一个循环往复的过程，称为生物地球化学循环。生物地球化学循环还包括从一种生物体(初级生产者)到另一种生物体(消耗者)的转移或食物链的传递及效应。 1、乔木性质。雨林乔木高大，成熟乔木通常高达35米以上，有的高达100多米，树干挺直，树干分枝高，树皮光滑，颜色较浅。2、群落层次复杂。群落分层多，界限不明显，通常可分为乔木层、灌木层、草本层和层间植物，其中乔木层可分为3层-5层。3、板根现象。在树干基部延伸出一些翼状或平板状的结构，形如板墙，故名板根，一般成三角状，有板根的植物称为板根植物。雨林中板根宽和高都可达到十几米。由于原始雨林中，树木高大，而根系比较浅，所以板根作用主要是对高大树木起到加固和支撑作用，板根是对雨林环境的适应。板根植物丰富是原始雨林的重要特征之一。除了板根外，很多植物还有发达的支柱根，这与原始雨林的潮湿生境有关，尤其是沼泽地带的雨林，大多数树木能从茎或枝节中长出不定根或气生根，以利于固着或从空气中吸收气体。榕属的一些植物气生根和不定根十分发达，当触及土壤后，继续增长，形成支柱根，甚至形成独木成林的奇观。4、老茎生花现象。花是植物体上重要的繁殖器官，对于一般乔木来说，花开在当年的枝上，或偶然开在去年的枝上，而且主要开在小枝上。但雨林中的有些乔木的花偏偏生在在老枝或老茎干上，这种现象即为老茎生花。果实自然也生于老茎上，所以也称为老茎生果。老茎生花现象是雨林中植物对环境的适应。雨林中、下层小乔木不能得到上层充足的阳光和空间，茎花现象是为了吸引喜阴的昆虫前来传粉，达到传宗接代的目的。同时，也利于种子传播者采食果实。常见的茎花植物如买麻藤属、扁担藤、木奶果属、榕属植物等。5、空中花园现象。雨林中物种对生存空间的竞争异常激烈，由于林下阴暗、缺乏阳光，很多附生植物就不断向高处发展，以截取更多的阳光。在树丫、树干、树皮裂隙及一些棕榈科植物的叶柄缝隙处聚集了少量冠层动物粪便和枯落物形成的腐殖质，加上潮湿的环境，从而为附生植物提供了生存的机会。大量的附生植物聚集在一起即形成壮观的空中花园现象。湿度越大，附生植物的种类和数量往往越大。附生植物的类群主要为蕨类植物、兰科植物、苔藓植物、地衣，及一些有花植物等。附生植物的根系往往成为蚂蚁的巢穴，蚂蚁所收集的各种废物也是附生植物摄取矿物质的一个重要来源，许多附生植物的结构就适应于这种生存环境，如托状附生植物或窝状附生植物。这也是雨林中的协同进化现象。6、绞杀现象。有些附生植物的根沿着附主树干向下生长，最后插入土里并继续生长，地上部分逐渐增粗，并交织成网状，将附主树干全盘笼罩，从而阻止了附主植物的生长，直至绞杀至死、枯烂。这种现象称为绞杀。附主枯亡后，绞杀植物继续生长并形成中控的网状树体。绞杀植物多为榕属植物。绞杀现象是植物之间相互作用的一种残酷事实，近乎于动物界的弱肉强食。7、大藤本植物丰富。木质大藤本植物，其量多和体积之大是雨林的重要特点之一。藤本植物茎的直径可达数十厘米。形态各异，在生长方式上也各不相同。有的紧紧缠绕着所依附的乔木，但大多数是爬上森林的树冠层。大藤本植物的主干不分枝，一旦爬到树冠的顶层即广泛分枝，老的藤本植物多如蛟龙般拔地而起，气势磅礴。如此大的藤本植物是如何爬到大树顶层的呢？一般认为是最初藤本植物依附于小乔木，并和小乔木一起长大，从而被带到上面去。8、滴水叶尖植物。雨林林下的植物叶片多具有细长叶尖，称为滴水叶尖。滴水叶尖是雨林中植物对高湿度环境的适应特征，它不仅有泌水作用以排除体内多余水分，还可有效排除叶面上得积水，以利于叶片的蒸腾和避免微小附生植物在叶片表面生长妨碍其光合作用。还可以改变叶面排水方式，由于雨林内地表枯落物降解快，地表覆盖物很少，很多地方都是完全裸露，所以水滴的溅蚀作用突出，而滴水叶尖可以减轻水滴溅蚀作用。滴水叶尖是植物对原始雨林的适应。9、大型叶植物丰富。雨林林下分布有各种类型巨大叶子的植物，如柊叶、玉观音、野芭蕉等。原始雨林下层由于阳光少，很多植物为了争取到尽可能多的阳光，叶片就生长得特别大。故大叶片是对雨林林下弱光的适应。10、大倒木丰富。看似宁静的原始雨林，其实时刻在发生着自然的演替，一些大的树木或因为自然因素，或因为自己的年龄古龙，便悄然死去。因此，雨林中随处可见一些大的倒木，不仅种类繁多，而且形态各异，成为热带雨林的一大特色。雨林内潮湿，倒木腐烂很快，为菌类和昆虫提供了广阔的生存空间。17 常绿阔叶林群落外貌终年常绿，一般呈暗绿色而略闪烁反光，林相整齐，由于树冠浑圆，林冠呈微波状起伏。整个群落全年均为营养生长，夏季更为旺盛。内部结构复杂，仅次于热带雨林。可分为乔木层、灌木层和草本层；发育良好的乔木层可分23亚层，第1亚层高度1620米,很少超过25米。郁闭度在0.70.9左右，树冠多相连续。乔木层多数为壳斗科的常绿树种，胸径常在2045厘米之间。灌木层可分为23亚层，除上层乔木的幼树之外，发育良好的灌木层种类有时也伸入乔木的第3亚层;常见的为山茶科、杜鹃花科、紫金牛科和茜草科灌木。草本层较为简单，除有灌木的更新幼苗之外,以常绿草本为主,常见有蕨类及莎草科、禾本科的草本植物；在亚洲的常绿阔叶林中蕨类植物较为丰富。藤本植物以常绿的木质中、小型藤本为主，粗大和扁茎的藤本则较少见。附生植物以地衣和苔藓为主，次为有花植物和蕨类。常绿阔叶林的乔木一般不具板状根、茎花、滴水叶尖及叶附生等典型的雨林现象。只在中亚热带南部和南亚热带的常绿阔叶林中，有少数乔木具有板状根、叶附生苔藓，以及树蕨出现。常伴生具有扁平叶型或扁平枝叶的裸子植物，其生态特性与常绿阔叶树极为相似,如红豆杉属、杉木属、榧树属、三尖杉属(Cephalotaxus)、铁杉属(Tsuga)、黄杉属(Pseudotsuga)、罗汉松属、油杉属(Keteleeria)、白豆杉属(Pseudotaxus)、银杉属、福建柏属以及红杉属(Sequoia)等。 18： 构成这类森林的植物区系比较贫乏，乔木以云杉、冷杉、松、落叶松等植物为主。除落叶松外都为常绿针叶树。树干通直，树冠尖塔形或圆形，很容易与阔叶树区别。森林的结构也比较简单，乔木层常由一、二个树种构成纯林，林相整齐。林下有一个灌木层和一个草本层，而由苔藓构成的地被层在许多林下十分发育，有时连片分布，密被地表。西伯利亚东部一些地区，包括我国的这类针叶林主要由落叶松构成，冬季针叶脱落，林内光照充足，称为“明亮针叶林”。由常绿的云杉、冷杉组成的针叶林叫做“阴暗针叶林”。动物以麋、黑熊、鹿、貂和啮齿类为多，此外尚有虎、驯鹿等。低温限制了细菌和真菌等分解者的活动，使北方针叶林下具有很厚的枯枝落叶层和腐殖质层。在有积水或湖泊地方还有泥炭的积累。所以在这里物质循环比较缓慢，与热带和亚热带森林迥然不同。北方针叶林受低温限制，生产力较低，约为0.53克/米2天。但林木寿命长，植物物质的现存量高，蕴藏着丰富的木材资源和林副产品。19：1.资源问题：主要是指由于人口增长和经济发展，而对资源的过量开采和不合理开发利用，导致不同程度的资源短缺和破坏 2.人口增长和经济发展，对资源的过量开采和不合理开发利用造成。表现为： （1）人口过量增长：随着全球人口的不断增长，必然要大量开发和利用土地、森林、草原、水资源、能源利矿产等各种资源，从而对地球上的环境资源产生巨大的影响，一人口增长使得人口与耕地的矛盾尖锐化，人口增长使森林资源的供需矛盾尖锐化，人口增长使得水资源的缺乏日趋严重。 （2）经济发展：随着经济快速增长，对煤电油运和重要资源的需求量明显增加，价格大幅度上涨，一些重要能源资源对外依存度大幅度上升，重要能源资源短缺对经济发展的制约进一步加剧。今后，随着我国工业化和城镇化推进，能源资源需求总量还会增加，经济发展面临的资源约束矛盾将长期存在。 （3）过量开采和不合理利用:资源的不合理利用来自于两个方面。一方面是由于认识或技术上的不足，造成对自然资源的不合理利用，这表现在很多方面比如对不可再生资源（矿产）的不合理开采，以及对可在生资源的滥用造成自然资源不可逆转的退化，表现在水资源、森林资源、土地资源等的利用方面。由于人类的无知造成了对环境的污染。而比无知更危及环境的是由于追求经济上的增长而对自然资源的过渡开采和向环境中肆意的排放废弃物。 3.对可再生资源： 1.可再生资源是指在被开发利用后能通过天然作用或人工经营再生，并继续被人类利用的资源。包括水资源、土地资源、生物资源等。 2科学地开发利用与保护可再生资源的必要性 虽然可再生资源可以循环再生，但是如果人类对其开发利用的强度超过其自我更新的能力，它就会退化、解体。所以对可再生资源（如水资源、土地资源等）的合理开发利用非常重要。 具体表现为： 水资源的合理利用与保护 (一)世界淡水紧缺解决对策 1世界淡水紧缺原因：世界人口增长、经济发展，对水的需求量不断增加。 2解决对策 （1）开源 修筑水库、开渠引水 合理开发与提取地下水 废水处理再利用 海水淡化 人工降雨等 海水淡化1海水淡化的方法 蒸馏法：用各种能源将海水蒸发，冷凝后取得淡水留下盐分。 反渗析法：在一定压力下使海水通过半透膜，淡水可以通过而盐分被留下 节流 农业改进灌溉技术，采取喷灌、滴灌的方式降低灌水定额 工业提高用水效率，提高水的重复利用率，实行污水资源化等 （一）耕地的利用与保护 2具体措施： 实行耕地总量不减少措施 我国土地管理法要求各级政府严格执行土地利用总体规划，确保本行政区内的耕地总量不减少。 提高土地利用率 非农业建设必须节约用地。可以利用荒地的，不得占用耕地；可以利用劣地的，不得占用好地；禁止闲置、荒芜耕地。鼓励合理开发尚未开发利用的土地。 提高耕地质量 进行土地利用规划，综合整治田、水、林、村，改善农业生态条件和生态环境，改良土壤，提高地力，防治土地污染，防治土地退化 对非可生资源： 1采用科学方法开采化石燃料资源，提高资源的回收率，改变乱采滥挖、采富弃贫、破坏矿产资源的现象，减少生产过程中对资源的严重耗损。 2在能源资源开发与使用中，环境保护措施要与主体工程同时设计、同时施工、同时验收、同时投入使用。要防止各种有机、无机污染物在资源开发过程中进入大气、水体、土壤，引起环境污染问题。 3在矿区生产中应保护耕地，合理利用土地。因开采能源而扰动、破坏土地，造成地面塌陷时，由采矿者负责进行复垦，恢复到可利用状态。 4对化石燃料进行深加工和精加工，包括发展煤炭洗选加工，实现脱硫，推广洁净煤技术等，减少在利用过程中对环境的不良影响。 5实行能源结构改革，在化石燃料中尽可能使用天然气。20景观生态学的研究对象和内容可概括为三个基本方面景观结构：即景观组成单元的类型、多样性及其空间关係。例如，景观中不同生态系统（或土地利用类型）的面积、形状和丰富度，它们的空间格局以及能量、物质和生物体的空间分布等，均属于景观结构特徵。景观功能：即景观结构与生态学过程的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用。这些作用主要显示在能量、物质和生物有机体在景观镶嵌体中的运动过程中。景观动态：即指景观在结构和功能方面随时间的变化。具体地讲，即包括景观结构单元的组成成分、多样性、形状和空间格局的变化，以及由此导致的能量、物质和生物在分布与运动方面的差异。