生态学研究方法 第一章绪论 第一节生态学及其学科特性化 一、生态学的概念 生态学 从科学的角度来看，生态学是运用层次观和系统论的方法，是研究生物与生物之间、生物与环境之间的相互关系的科学。 这些相互关系会从生物分子、个体、种群、群落、生态系统、区域景观、全球等不同层次上对生物的和环境系统的结构和功能产生各种影响。 因此，生态学是研究这些相互关系的产生方式、影响途径和作用后果有关规律的学科。二、研究层次及其学科 现代生态学在研究层次上相宏观与微观两极发展。由于生态学研究对象的极其复杂性，它现已发展成为一个庞大的学科体系根据研究性质分，生态学可概分为理论生态学和应用生态学两大体系。从研究对象的水平和层次来看，生态学可分为：分子、个体、种群、群落、生态系统、景观、区域、全球生态学。（分辨率和空间尺度增加） 三、生态学的实验科学属性 科学的发展与研究方法和技术设备有关。在传统的生态学研究中，生态学侧重于研究对象的描述，所采用的研究方法（如直观描述，调查分析，数理统计，单项实验等）都很简单。设备也很简单。 因此，生态学被误认为是一门描述性的、近似于思维方法论的和社会科学的一门学科。特别是近十几年来，随着生态学向经济科学和人文社会学科的渗透，使人们感觉到生态学似乎越来越偏离自然科学，而向社会科学靠近了。 然而，生态学来源于生物学，其研究对象是生物与环境之间的相互关系。它始终围绕着生物与环境之间的物质循环、能量流动、信息传递（乃至资金流动）开展研究，就必然要与生物学实验、环境学实验、物理、化学实验等打交道，就需要通过实地观测与调查研究，获取实验数据来认识和回答各种种样的生态学过程及其内在机理。因此，总体上讲，生态学必然是一门实验科学，它的天然实验室就是自然界（或人类社会）。 生态学实验的特点： 1）生态学是一门与空间、时间相关的科学，因此，其实验必然涉及空间位置与时间的测定，与地理学密切相关； 2）生态学是研究生物与环境相互关系的科学，那么，其实验必然涉及生物学与环境学；3）生态学的综合性与系统性，决定了解到其实验必然是多元化的，并与其他学 科具有交叉渗透性；
生态学是研究生物及环境间相互关系的科学 趋同适应：在自然界不同种的生物在相同的生境条件下，往往能沿着同一生态适应方向发展形成趋同适应。典型例子：生活型、生态类型趋异适应：同一种生物在不同的生境条件下，由于环境的作用在形态上、生理上发生改变，并且此改变能通过遗传被固定下类形成不同的类群。典型例子：生态型。生态型：当同种植物的不同个体群分布在不同的环境里，由于长期受到不同环境条件的影响，在植物的生态适应过程中，就发生了不同个体群之间的变异和分化形成了一些在生态学上互有差异的、异地性的个体群，它们具有稳定的形态、生理和生态特征，并且这些变异在遗传上被固定下来，这样就在一个种内分化成不同的个体群类型，这些不同的个体群类型称为生态型。 生态因子：环境中凡是对生物起作用的事物被称作生态因子限制因子: 限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制性因子。生态幅：物种适应于生境范围的大小 有效积温法则：植物在生长发育过程中，必须从环境摄取一定的热量才能维持起正常生长发育，而且植物各发育阶段所需的总热量是一常数。积温:规定时间内,符合特定条件的各日平均温度或有效温度的总和。有效积温：植物某一生长发育期或全部生长期中有效温度的总和，即为有效积温。贝格曼规律：生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大，因为个体大的动物，其单位体重散热相对较少，这是贝格曼规律。 阿伦规律：恒温动物身体法突出部分如四肢，尾巴和外耳等在低温环境中由变小变短的趋势，这也是减少散热的一种形态适应，这一适应往往被称为阿伦规律。种群：在特定空间中能自由交配、繁殖可育后代的同种生物的个体集合。生命表:指与年龄或发育阶段有联系的某个种群特定年龄或特定时间的死亡和生存的记载。动态生命表（同生群生命表，特定年龄生命表）：根据对同时出生的所有个体的存活过程进行动态监测而获得的资料编制而成。 静态生命表（特定时间生命表）：根据某一特定时间对种群做一年龄结构调查资料编制的。种群空间格局：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群空间格局。最小面积（表现面积）：能够包括群落中大多数植物种类的最小地段。r—选择：一般把有利于增大内禀增长率的选择称为r—选择。r—策略者：把r—选择的物种称为r—策略者。如山雀、虎皮鹦鹉、k—选择：一般把有利于竞争增加的选择称为k—选择。k—策略者：把k—选择的物种称为k—策略者。如鹫、鹰、信天翁、老虎。选择受精：指具有特定遗传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。他感作用：植物的他感作用就是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。高斯假说——竞争排斥原理：生态位相同的两个物种不可能在同一生境内共存；如果生活在同一生境内，由于剧烈竞争，它们之间必然出现栖息地、食物、活动时间或其他特征上的生态位分化。即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。要想生存必须发生生态位分化。生态位：指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。生物群落：在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成，它们之间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，并具特定功能的生物集合体。相关系数：当两个种都存在于所有样方时，一般通过数量数据（多度、盖度、重要值）计算种间相关系数来衡量两种间的相关程度。优势种：对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物称为优势种。建群种：优势层的优势种称为建群种。盖度：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。基盖度：植物基部的覆盖面积。 频度：某个物种在调查范围内出现的频率。频度=某物中出现的样方数/样方总数*100%演替顶级群落：任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6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级。植被型(高级单位)：侧重于外貌、结构和生态地理特征。凡建群种生活型相同或相似，同时对水热条件的生态关系一致的植物群落联合为植被型。群系(中级单位)：侧重于种类组成和群落结构。凡是建群种或共建种相同的植物群落联合为群系。群丛(基本单位)：侧重于种类组成和群落结构。凡是片层结构相同，各层片的优势种或共优种相同的植物群落联合为群从。 生态系统：在一定的时空范围内，生物群落与其环境之间通过不断的物质循环与能量流动形成的相互依赖、作用、相互制约的统一体食物链：生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食的关系在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排列的链状顺序称为食物链。 食物网：食物链彼此交错链结，形成一个网状结构，这就是食物网营养级：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和称为营养级。反馈：指系统的输出端通过一定通道，变成了决定整个系统未来功能的输入。正反馈：是系统不断增大与理想状态或位置点距离的过程，使偏离加剧。其作用是使生态系统远离稳态。负反馈：是一种减小与理想状态或位置点距离的过程，是不断趋向平衡点的行为过程。其作用是保持系统稳定性的重要机制。 生态阈值：生态系统具有的自我调节能力只能在一定范围内、一定条件下维持系统的正常功能，并在很大程度上克服和消除外来的干扰，维持自身的稳定性。这个生态系统自我调节的限度被称为生态阈值。 水循环：水分子从地球表面通过蒸发进入大气然后遇冷凝结，通过雨，雪，和其它降雪形成回到地球表面，为水循环。气体型循环：主要蓄库是大气的物质循环。 沉积型循环：主要蓄库是与岩石，土壤，水，相联系的物质循环都称为循环。水生植物的特点：a、通气组织发达，充分吸收O2。b、机械组织不发达，以适于水体流动和浮力等特性；c、叶片分裂，增加吸收面积。 陆生植物特点：生存环境的变化：缺水：增加吸水能力，减少水分散失能力:空气、土壤、固着性、根系发达，机械 组织发达。 如何统计种群的数量？ ①动物：标志重捕法，假定重捕取样中被标志的个体比例 与样地总数中被标志的个体比例相等。计算公式：M ︰N = m ︰n N = (M ×n )/m 式中：M ——标志的个体数，N ——样地上个 体总数；n ——重捕个体数，m ——重捕中标记的个体 数；。 ②植物：样方法。 做样方时应注意：a.样方设置在典型地段；b.取样面 积要能反映植物群落的基本特征， 通常，草地：1×1m2、0.5×0.5m2 灌木：2× 2m2 、5×5m2森林：10×10 m2 或100×100m2 c.取样点应是随机确定的； d.样方个数要达到最小 取样量。 与密度有关的种群增长模型：------------------逻辑斯蒂方程 其中：N/K：拥挤效应 K：意味着环境空间及其资源供应可供承载的 极限种群密度，又称为环境容纳量。 N：种群大小，t：时间，λ：种群的周限增 长率；r表示物种的潜在增殖能力， 来历：与密度有关的种群增长同样有离散和连续的两类。 具密度效应、世代重叠的种群增长比无密度效应的模型增 加了两点假设：①有一个环境容纳量(K)，当N=K时，种 群为零增长，即dN／dt= 0；②种群增长随种群密度的上 升而降低的变化，是按比例的。即每增加一个个体（1/N）， 就产生l／k的抑制影响。按此两点假设，种群增长将不再 是“J字型，而是“S”型。产生“s”型曲线的最简单数学模 型是在前述指数增长方程(dN／dt＝rN)上新增加一项(1-N ／K)，有人称之为剩余空间。就得到该方程。 逻辑斯谛方程的重要意义： 1、它是许多两个相互作用种群增长模型的基础； 2、它也是渔捞、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。 生物学含义：种群增长动态是受环境阻力对其个体瞬时增 殖率的修饰和环境最大容纳量的制约。 种群的空间分布类型（格局的类型）：均匀型；随机型； 成群型 r—对策者特点： a、不断占领暂时性生境迁移是种群动态过程重要组成部 分；b、非密度制约，生活期大部分时间种群数量处于增 长状态；c、竞争力较小，死亡率高生活周期短； d、分配于生殖组织或器官的能量高繁殖较早或繁殖1-2 次（一生中）。 K—对策者特点： a、生境稳定； b、个体大、寿命长、死亡率低； c、把能 量更多地分配给防御机制和提高竞争能力方面；d、较晚 生殖并重复多次。 r—和K—对策生物的的优缺点： ⑴r—策略者虽然由于防御力偌，无亲代等原因而死亡率甚 高。但高的r值可以使种群迅速恢复，高的扩散力，又使 它们迅速离开恶化的环境，并在别的地方建立起新的种 群。r—策略者是新生境的开拓者，但存活要靠机会，所以 在一定意义上，它们是机会主义者，很容易出现“突然的 爆发和猛烈的破产”。 ⑵K—策略者的种群数量比较稳定，一般保持在K值附近， 但超不过它，所以导致生境退化的可能性较小，是稳定环 境的维护者，在一定意义上，它们又是保守主义者，当生 存环境发生灾变时很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制， 就可能趋向灭绝。 什么是中度干扰假说？其内容是什么？ 中度干扰假说：即中等程度的干扰水平能维持高多样性。 内容：①在一次干扰后少数先锋种入侵缺口，如果干扰 频繁，则先锋种不能发展到演替中期，因而多样性较低； ②如果干扰间隔期很长，使演替过程能发展到顶极期，多 样性也不很高；③只有中等于扰程度使多样性维持最高水 平，它允许更多的物种入侵和定居。 他感作用的意义： (1)他感作用的歇地现象：植物他感作用的研究在农林业生 产和管理上具有极重要的意义。在农业上，有些农作物必 须与其他作物轮作，不宜连作，连作则影响作物长势，降 低产量。这种现象被称为歇地现象。 (2)他感作用和植物群落中的种类组成：植物群落都由一定 的植物种类组成，他感作用是造成种类成分对群落的选择 性以及某种植物的出现引起另一类消退的主要原因之一。 (3)他感作用与植物群落的演替：引起植物群落演替的原因 很多，但大体上又分为外因和内因两大类，关于植物群落 演替的内在因素，至今报道不多，目前认为他感作用是重 要的因素之一。 如何衡量两个物种的关联程度？ 种间关联一般用X2 检验（卡方检验）； 首先将两物种出现与否的的观测值填入2×2 联列表。 表中a,b,c,d 是实际观测值： a：是两个种均出现的样方数，b：是仅出现物种A 的 样方数， c：是仅出现物种B 的样方数，d：是两个种均不出 现的样方数。 如果两物种是正关联，那么绝大多数样方为a和d 类； 如果属负关联，则为 b 和 c 类； 如果是没有关联的，则a、b、c、d各类样方数出现机率 相等，即完全是随机的。 生物群落总是从极端环境演替到中生环境：水生→湿生→ 中生←干旱 从水生/陆生开始的演替路径是什么样的？ 水生演替模式：浮游生物与漂浮大型植物带→沉水扎根水 生植物带→浮叶扎根水生植物带挺水扎根水 生植物带→湿生草本植物带→中生森林带 演替与波动的区别？ 演替：是一个群落代替另一个群落的过程，是朝着一个方 向连续的变化过程；而波动：是短期的可逆的变化，逐年 的变化方向常常不同，一般不发生新种的定向代替。 生态系统的基本组成：1、非生物环境；2、生产者；3、 消费者；4、分解者 哪三个金字塔？哪几个可以倒置，哪几个不能倒置？ 1.数量金字塔：以相同单位面积内的生物体的个体数。 2.生物量金字塔：以相同单位面积、时间内生物体的生物 量。 3.能量金字塔：以相同单位面积、时间内生物体的生产率， 千卡/米2/年。 能量金字塔不能倒置；生物量金字塔有时可以倒置，数量 金字塔大多数都能倒置。（什么情况下可以倒置见书P200） 初级生产量的测定方法？ 1.收获量测定法：用于陆地生态系统。定期收割植被，烘 干至恒重，然后以每年每平方米的干物质重量来表示。 2.氧气测定法：多用于水生生态系统，即黑白瓶法 3.ＣＯ2测定法：用塑料帐篷将群落的一部分罩住，测定 进入和抽出空气中CO2含量。 4.放射性标记物测定法：把放射性以碳酸盐()的形式，放 入含有自然水体浮游植物的样瓶中，沉入水中经过短时间 培养，滤出浮游植物，干燥后在计数器中测定放射活性， 然后通过计算，确定光合作用固定的碳量。 5.叶绿素测定法：通过薄膜将自然水进行过滤，然后用丙 酮提取，将丙酮提出物在分光光度计中测量光吸收，再通 过计算，化为每m2含叶绿素多少克。 决定植被分布的因素：热和水 地球上有哪些类型的森林？各自有什么特点？ 地球上森林的主要类型有4种，即热带雨林、亚热带常绿 阔叶林、温带落叶阔叶林及北方针叶林 热带雨林：由常绿、喜温、耐高温、耐阴的高达30m以上 的乔木组成，并有藤本植物附生。生态系统特征： 生产者：高大乔木、种类组成复杂、终年发育、很少有季 节变化。 消费者：动物区系种类丰富、各类消费者的种类和数量都 特别多。 生产力：在陆地生态系统中最高 常绿阔叶林：指分布在亚热带湿润气候条件下并以壳斗 科、樟科、山茶科、木兰科等常绿阔叶树种为主组成的森 林生态系统。 落叶阔叶林：具有明显季相变化的、夏季盛叶、冬季落叶 的阔叶林。冬季落叶的阳性阔叶树种。在严寒的冬季，整 个植物群落处于休眠状态，灌木层是落叶的，草木层冬季 地上部分死亡，种子过冬，是温带地区的地带性植被。 北方针叶林：在寒温带由松柏类组成的地带性植被类型。 用经济学的原理解决生态学问题。 1、价值理论：资源是有价值的。 2、成本理论：让排污者 破坏环境者付出成本。-------外部性内在性。3、产权理论： 让资源有边界明显的产权。4、市场理论：由市场调查生 产。 1、试说明影响植被分布的主要因素和植被分布的地带性 规律。 水分和温度及其相互配合构成的水热条件是影响植被分 布的主要因素；因水热条件的有规律变化，植被的分布也 出现地带性规律。 植被分布的地带性包括水平地带性(纬度地带性和经度地 带性)和垂直地带性。纬度地带性指虽纬度升高，温度降低 出现相应的植被类型，如北半球随纬度的升高依次出现热 带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林和针叶林、 寒带荒漠等植被类型；经度地带性指在经度方向，从沿海 到内陆，由于水分的变化，出现相应的植被类型，如热带 地区从沿海到内陆，依次出现热带雨林、热带稀树干草原、 热带荒漠；垂直地带性指随着海拔升高，温度降低，水分 增加，依次出现相应的植被类型，垂直带植被为随海拔增 加，出现基带以东、以北的植被类型。 2、植物群落分布为什么具有“三向地带性”? "三向地带性"是指纬度地带性、经向地带性和垂直地带 性。 不同植物群落类群的分布，决定于环境因素的综合影 响，主要取决于气候条件，特别是热量和水分，以及两者 的结合作用。 地球表面的热量随纬度位置而变化，从低纬度到高纬 度热量呈带状分布。 水分则随距海洋远近，以及大气环流和洋流特点递 变，在经向上不同地区的水分条件不同。 水分和热量的结合，导致了气候按一定的规律的地理 性更替，导致植物地理分布的形成：一方面沿纬度方向成 带状发生有规律的更替，称为纬度地带性。另一方面从沿 海向内陆方向成带状，发生有规律的更替，称为经度地带 性。纬度地带性和经度地带性合称水平地带性。 随着海拔高度的增加，气候也发生有规律性变化，植物物 也发生有规律的更替，称为垂直地带性。
理解： 1、双种群的竞争。 2、生态学实验的特点。 1）生态学是一门与空间、时间相关的科学，因此，其实验必然涉及空间位置与时间的测定，与地理学密切相关； 2）生态学是研究生物与环境相互关系的科学，那么，其实验必然涉及生物学与环境学； 3）生态学的综合性与系统性，决定了解到其实验必然是多元化的，并与其他学科具有交叉渗透性； 4）生态学的不同尺度，决定了其不同实验方法的巨大差异性，如宏观生态学的研究方法与微观生态学研究方法。 3、Logistic模型的意义。？ 逻辑斯谛模型的两个参数r和K，均具有重要的生物学意义。r表示物种的潜在增殖能力，K是环境容纳量，即物种在特定环境中的平衡密度。但应注意K同其他生态学特征一样，也是随环境（资源量）的改变而改变的。 4、逻辑斯谛增长模型的重要意义。 1）它是许多两个相互作用种群增长模型的基础； 2）它也是渔业、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。 5、某一具体群落中某一物种的生态位大小的取决因素。 1）物种对环境因子的生理学适应也就物种基础生态位的大小 2）与其它物种的相互作用，主要是指物种间的竞争状况 3）群落中环境因子（梯度）的分布状况 这三个因素的综合作用通过物种在群落中的分布及其与环境因子分布的吻合程度而得以反映。 6、绝对密度测定与相对密度测定。 （1）绝对密度测定 总数量调查方法：计数某地段中某种生物个体的全部存活者数量/总面积 取样调查法：计数种群的一部分，用以估计种群整体。抽样，取平均，推广。 （2）相对密度测定这类方法是很多的。可分两类，一是直接数量指标，如捕捉法；另一类是间接数量指标，如通过兽类的粪堆计数估计兽类的数量，以鸟类的鸣叫声估计鸟类数量的多少等。还有很多指标可以估计动物的相对数量。 7、生态位的测定类型。 1）未考虑资源利用率的测度 2）考虑资源利用率的测度 3）多维生态位宽度的测定 8、数据转换的目的 一是为了改变数据的结构，使其能更好地反映生态关系，或者更好地适合某些特殊分析方法。比如非线性关系的数据通过平方根转换可以变成线性结构，这样对线性方法比如PCA就更为合适 二是为了缩小属性间的差异性，由于属性的量纲不同，往往不同属性间的数据差异很大，比如不同的环境因子测量值，对数转换可使得数据值趋向一致。 三是从统计学上考虑。如果抽取的样品偏离正态分布太远，可以进行适当转换。 9、种群动态的基本研究方法。 10、种群离散增长模型的4个假定。 Nt+1=λNt或Nt=N0λt 1）环境条件允许种群有一个最大值K 2）种群增长率降低的影响是最简单的，即其影响随着密度上升而逐渐地、按比例地增加。 3) 种群中密度的增加对其增长率的降低作用是立即发生的，无时滞 4）种群无年龄结构及无迁出和迁入现象。
论文 34Skamarock W C, Klemo J B, Dudhia J, et al. A Description of the Advanced Research WRF Version 3. Technical Note, NCAR/TN-475+STR, 2008. 125 35Hong S Y, Lim J O J. The WRF single-moment 6-class microphysics scheme (WSM6). J Korean Meteorol Soc, 2006, 42: 129–151 36Kain J. The kain-Fritsch convective parameterization: An update. J Appl Meteorol, 2004, 43: 170–181 37Hong S Y, Noh Y, Dudhia J. A new vertical diffusion package with an explict treatment of entrainment processes. Mon Weather Rev, 2006, 134: 2318–2341 38Collins W D, Rasch P J, Boville B A, et al. The formulation and atmospheric simulation of the Commumity Atmosphere Model version 3 (CAM3). J Clim, 2006, 19: 2144–2161 39Chen F, Dudhia J. Coupling and advanced land surface–hydrology model with the Penn State-NCAR MM5 modeling system. Part I: Model implementation and sensitivity. Mon Weather Rev, 2001, 129: 569–585 40Kanamitsu M, Ebisuzaki W, Woollen J, et al. NCEP-DOE AMIP-II reanalysis (R-2). Bull Am Meteorol Soc, 2002, 83: 1631–1643 41Xu Y, Gao X, Shen Y, et al. A daily temperature dataset over China and its application in validating a RCM simulation. Adv Atmos Sci, 2009, 26: 763–772 42Yuan Y, Yang H, Zhou W, et al. Influences of the Indian Ocean dipole on the Asian summer monsoon in the following year. Int J Climatol, 2008, 28: 1849–1859 ·动 态· 群落生态学研究新进展 探索群落构建机制的生态和进化过程是群落生态学领域的一大中心任务. 在局部森林群落水平上, 运用系统发育分析方法探讨群落构建规则是群落生态学的研究热点. 中国科学院华南植物园分子生态学研究组葛学军研究员等人采用植物条形码通用的3个片段(rbcL, matK和psbA-trnH), 利用植物DNA条形码和Phylomatic方法构建了鼎湖山20 hm2森林大样地183种木本植物(隶属于24目52科110属)的群落系统发育关系, 并结合大样地5种生境类型分析了该群落的构建方式. 两种方法的研究结果均发现, 山谷(valley)和低坡(low slope)生境为系统发育聚集分布格局(phylogenetically clustered), 表明近缘物种共存于这些低海拔生境, 生境过滤(environmental filtering)可能起主导作用; 而且, 两者均表明, 高坡(high slope)和山脊(ridge top)生境为系统发育扩散分布(phylogenetically over-dispersed), 说明远缘物种共存于这些高海拔生境, 竞争排 斥(competitive exclusion)可能起主导作用. 然而, 对于高 谷(high gully)生境, Phylomatic方法得到的结果为系统发育 扩散分布, 而条形码方法得到的结果为系统发育随机分布 (phylogenetically random), 表明与系统发育有关的作用可 能在这种生境类型下不起作用或者作用不明显. 生境随机 化检测结果发现, 495对物种-生境组合(5种生境类型×95 个常见物种)中有52对存在显著物种-生境关联, 表明在物 种水平上非随机生境关联可能在局部群落构建时起到重要 作用. 相关研究结果已在线发表在国际知名综合性期刊 PLoS ONE上(doi: 10.1371/journal.pone.0021273). 裴男才 中国科学院华南植物园 1909
WORD格式.整理版 一、解释下例术语（本题5小题，每题3分，共15分） 参考答案： 1、Ecological Amplitude：生态幅，每一种生物对每一种生态因子都有耐受一个范围，其范 围就称为生态辐。 2、Dominant Species：优势种，指群落中对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的 物种。 3、Niche：生态位，指生物在群落或生态系统中的地位和角色，是物种所有生态特征的总和。 4、Biodiversity：生物多样性。生物多样性是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多 样性和变异性。生物多样性可以从三个层次上描述，即遗传多样性、物种多样性、生态系统与景观多样性。 5、Biosphere：生物圈；地球上的全部生物和一切适合生物栖息的场所，包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。 评分标准： （1）英文需翻译成规范的中文名词，不能正确给出的扣1分； （2）要求给出概念的内涵和外延，只简单给出概念本义而未能扩展的扣1分。 二、比较分析以下各组术语（本题3小题，每题5分，共10分） 参考答案 1、趋同适应与趋异适应 趋同适应：不同物种在相似的大环境条件下，可能在生理、行为和形态等方面会表现出相似性。这样导致了不同物种相同的生活型。 趋异适效应：指在不同的环境条件下，同一个物种面对不同的生态压力和选择压力，在生理、行为和形态等方面会有不同的调节，这导致了生态型。 趋同适应与趋异适应都是物种为适应环境条件的而表现出的特性。 2、层片与层次 层片：每一层片均由相同生活型和相似生态要求的不同植物所构成的机能群落。 层片作为群落的结构单元，是在群落产生和发展过程中逐步形成的。层片具有如下特征： ⑴属于同一层片的植物是同一个生活型类别。 ⑵每一个层片在群落中都具有一定的小环境，不同层片的小环境相互作用的结果构成了群落 环境。 ⑶层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征。 层次：群落中植物按高度(或深度)的垂直配置，就形成了群落的层次，强调群落的空间 结构。群落的成层性保证了植物群落在单位空间中更充分地利用自然环境条件。陆生群落的优质.参考.资料
《生态学研究方法》教学大纲 开课学期：秋季 先修课程：普通生态学、植物地理学 授课对象：环境科学专业本科2或3年级学生 课程目标：本课程通过对生态学研究的方法论、发展历史和不同研究层次的方法手段等的系统介绍，并辅以相应的操作实习，旨在使学生对生态学研究的方法手段有一个 全面的了解，建立起提出、分析和解决问题的思维框架和实际操作能力。 学时：51学时。其中授课45学时，实验学时6学时。合计3个学分。 教材：自编讲义 参考书：（1）Ecological Methodology.Krebs J. Charles, 1998 （2）Scientific methods for ecological research. E. David Ford. Cambridge University Press. 2000. （3）生态学的理论与方法。R. McIntosh著，徐嵩龄译，1992年； （4）生态学调查方法手册。（英国）W.J. Sutherland等著，张金屯译，1999年； （5）植被数量生态学方法。张金屯，1995年； （6）普通生态学－原理、方法和应用。郑师章，吴千红，王海波等编著，1994年； （7）普通生态学实验手册。G.W. Cox著，蒋有绪译，1979年。 （8）陆地生物群落调查观测与分析。董鸣主编，中国标准出版社，1996年。 （9）森林生态系统定位观测提纲及数据库建设。《中国森林生态系统结构与功能规律研究》项目组编著，1993。 （10）植物生态学实验。内蒙古大学生物系编著，高等教育出版社，1986年 （11）植被生态学的目的与方法。Ellenberg，Muller- Daumbois （12）景观生态学－格局、过程、尺度与等级。邬建国，高等教育出版社，2000年（13）植物种群学。王伯荪，李鸣光，彭少麟著，广东高等教育出版社，1995年 （14）当代生态学博论。刘建国主编，中国科学技术出版社，1992年 （15）试验设计的技术与方法。栾军编著，上海交通大学出版社，1987年 一、时间安排 9月12日～1月2日，24次课，48学时，3学分。其中10月1、3日课程与国庆节冲突，1月1日与元旦冲突，实际上课21次，中间安排3次实习，具体时间另行通知。在第24次课将作考前辅导；最后一次课考试。学校规定上课时间到1月6日止，6～17日停课复习。 考核方式：包括平时考核、实习情况和期中、期末考试。平时的考核包括课后思考题，课前不定期穿插小测验。平时成绩占40％，期中考试占20％，期末考试40％。 二、课程目标 本课程以研究方法讲解为主，同时配合数据练习；辅以3次操作性实习；最后通过卷面考试进行一次全面的考核。 通过上述途径，使学生对生态学研究的基本途径、发展过程及其当前进展获得一个全面的认识；了解生态学研究的方法论途径；学习关于生态学研究的基本概念、基本方法和基本技能；并获得一定的研究实践经验。 在内容上，将涉及现代生态学几个主要分支：种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学和全球生态学的研究方法，但以陆生植物生态学为主；涉及生态学研究的野
《全球变化生态学》期末考试 一、单选题（题数：50，共50.0 分） 1（）是生态系统的初级能量，这种能量的积累过程称为第一性生产或初级生产。（1.0分）1.0 分A、 元素循环积累的能量 B、 太阳辐射积累的能量 C、 光合作用积累的能量 D、 2分A、 枝干 B、 根部 C、 叶片 D、 土壤 3 A、 湿度 B、 惰性气体 C、 云量 D、 我的答案：C 4海洋和港湾生境里的生物入侵的形式不包括（）。（1.0分）1.0 分 A、 压舱水 B、 水产、渔业和饵料物种及其相伴随的物种的引进 C、 运河的淤积 D、 由观赏性种类养殖业或放养增殖所致的物种释放
5根据Penman分类系统，理论上最有确定可能蒸散的方法应涉及到的主要因素不包括（）。（1.0分）1.0 分 A、 辐射平衡 B、 空气温度 C、 湿度 D、 土壤 我的答案：D 6 （1.0 A、 时间长度 B、 变化强度 C、 影响范围 D、 造成后果 7 A、 B、 C、 D、 8 （1.0分）1.0 分 A、 大气化学组成的变化反映了地球生命的进化历史 B、 大气化学组成的变化反映和记录着人类活动对大气的影响 C、 大气混合得相当不均匀和缓慢，它的成分变化能被用作指示全球尺度的生物地球化学过程变化的指标 D、 大气控制着气候，因而决定着人类的生存环境
B、 6% C、 3% D、 1% 我的答案：D 10植物通过光合作用，每年约滞留（）吨碳在陆地生态系统中。（1.0分）1.0 分 A、 1220亿 B、 1200亿 C、 220亿 D、 20亿 11 （1.0 A、 B、 C、 工业 D、 农业 12 1.0 分A、 澳大利亚 B、 挪威 C、 加拿大 D、 俄罗斯 我的答案：A 13全球海洋总面积约占地球表面的（）。（1.0分）1.0 分 A、 42% B、
生态学研究方法知识点概括 第一章绪论 1.生态学研究的基本方法： ①原地观测 ②受控实验 ③生态学研究方法分析 2.原地观测的容： ①野外考察 ②定位观测 ③原地实验 3.生态学综合研究的研究方法： ①资料的归纳和分析 ②生态学的数值和排序 ③生态学的数学模型和仿真 4.生态学研究的基本指导思想： ①层次观 ②整体论 ③系统学说 ④协同进化 5.生态学研究的组织层次 基因—细胞—器官—个体—种群—群落 6.名解： 受控实验：是在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中，研究单项或多项因子与相互作用及其对种群或群落影响的方法技术 协同进化：两个或多个物种在种群动态上的相互影响彼此在进化过程和方向上的相互作用，包括生物与生物之间和生物与环境之间的协同进化 7.原地观测：指在实地对生物与环境关系的考察 第二章野外环境生态因子的观测 1.名解： 环境因子：组成环境的所有要素的总和 生态因子：指环境中对生物的生长，发育，生殖，行为和分布有着直接或间接影响的环境要素 地形因子： 气候因子： 溶解氧：在水中溶解分子态的氧 电导率：电导反应了水中含盐量的多少，水越纯净，含盐量越少电阻越大，电导越小。 色度：颜色，浊度，悬浮物等都是反应水体外观的指标 2.生态因子的分类 按生命特征：（1）生物因子（2）非生物因子 按性质分：（1）气候因子（2）土壤因子（3）生物因子（4）地形因子（5）人为因子 按种群数量变动的影响：（1）密度制约因子（2）非密度制约因子
按生态因子稳定性：（1）稳定因子（2）变动因子 3.地形因子包括哪些？ 地理位置海拔高度海陆位置经纬度坡度 4.气候因子包括那些数据？ 太阳辐射强度光照强度空气温度空气湿度土壤温度大气降水风速风向降水量 5.地温（土壤温度）用曲管地温表测量；大气降水用雨量器和雨量计测量；空气湿度用温度计或干湿球温度表测量。 6.水样的采集：现场测定的有PH值、电导率和溶解氧。 7.色度的测量方法： ①铂钴标准比色法 ②稀释倍数法 ③分光光度法 8.了解GPS 统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典，它极提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。 第三章生态学观测的取样设计 1.取样的定义与类型：抽取其中一部分作为样本来获取数据并进行分析，进而推断总体的特征，这个过程成为取样。 ①主观取样 ②客观取样（概率取样法） 2.客观取样包括哪些取样方法并了解各取样方法： ①随机取样：样方的设置是随机的，即每一样品单位被抽取的机会是相等的；一般随机取样的方法是将研究地区放入一个垂直坐标中用成对的随机数作为坐标值来确定样方的位置。（缺点：在实际研究中往往难以确切设置，尤其是地形复杂等地；优点：可用于统计分析）②系统取样：根据某一规则系统的设置样方，也叫规则取样；在大多数情况下，先用地形等因素确定第一个样方设置（优点：取样简单，样品分布普遍，代表性强，在植被变差较小的情况下效果好；缺点：好坏不能客观评价，数据也不能进行统计分析） ③限定随机取样（系统随机取样）：是系统取样和随机取样的结合，兼有二者的优点，先用系统法将研究地段分成大小相等的区组，然后在每一小区再随机地设置样方（优点：每个区组每个样品被抽取的机会更大，且数据可进行统计分析；缺点：在野外可能更费时间） ④分层取样：将研究地段按自然的界限或生态学标准分成一些小的地段，小地段的划分不是统计学方法，而是自然的界限或生态学的标准（优点：简便易做，也是应用最多的方法；缺点：小地段的大小一般是很难知道的，不等的所以难以进行统计分析） ⑤集群取样：是一种二维水平取样，即首先随机选取样点，在每一个样点取一些样方（而不是一个样方），在这特殊调查中更有效，可有多种设计方案，根据所研究的对象不同而有差异 ⑥环境因子取样：对环境因素，某些因子的值只与样方位置有关 3.群落的最小面积的定义及几种需要了解的群落最小面积
生态学野外调查方法和数据处理 野外调查是生态学，特别是植物群落生态学研究的基本方法。由于植物群落生态研究地域性很强，不同的国家和地区形成了不同的研究传统，从而形成了不同的学派，现在影响很大的当属法瑞学派和英美学派。本部分主要讲法瑞学派和英美学派在植物群落学研究中的一些方法。 调查的准备工作 1 背景资料准备 （1）调查研究之初必须明确目的、要求、对象、范围、深度、工作时间、参加的人数，所采用的方法及预期所获的成果； （2）对调查研究地和对象的前人研究工作要尽可能的收集资料，加以熟悉，甚至是一些片段的、不完全的资料也好， （3）对相关学科的资料也要收集，如地区的气象资料、地质资料、土壤资料、地貌水文资料、林业、畜牧业以及社会、民族情况等。 2 野外调查设备的准备 海拔表、地质罗盘、GPS, 大比尺地形图、望远镜、照相机、测绳、钢卷尺、植物标本夹、枝剪、手铲、小刀、植物采集记录本、标签、样方记录用的一套表格纸，方格绘图纸、土壤剖面的简易用品等等。 3. 调查记录的准备 （1）野外植被（森林、灌丛、草地等等）调查的样地（样方）记录。
目的在于对所调查的群落生境和群落特点有一个总的记录。 （2）法瑞学派的野外样地记录对于样地中的乔木层、乔木亚层、灌木层、草木层、藤木和附生等均通用。既通用于各类森林群落，也通用于灌丛和草地以及水生植物群落等。 （3）英美学派森林群落野外样方调查因为英美学派对森林的不同层次有不同调查项目和不同的样方面积，故可分乔木层、灌木层、草本层等不同的表格。 选样原则 1. 一般原则 （1）一般了解，重点深入，并设点对照。 （2）大处着眼，小处着手；动态着眼，静态着手；全面着眼，典型着手。 （3）三个一致性：外貌结构一致性，种类成分一致性，生境特点一致性。 （4）6个特征要接近： ①种类成分要接近 ②结构形态要接近； ③外貌季相要接近； ④生态特征要接近； ⑤群落环境要接近
景观生态学考点整理 第1章景观生态学的概念及发展 ●景观生态学20世纪30年代在欧洲形成。20世纪80年代初，景观生态学在北美才受到 重视。现代景观生态学→1.欧洲景观生态学（偏实践） →2.北美景观生态学 ●19世纪初，现代植物学和自然地理学的先驱洪堡把景观作为科学的地理术语提出，并 从此形成作为“自然地域综合体”的景观含义。 ●19世纪中期Haeckel把研究生物和环境关系的科学称之为生态学。 ●自20世纪30年代德国生物地理学家特罗尔（1939）提出景观生态一词以来，景观的 概念被引入生态学并形成景观生态学。 生态：是指生物的生理习性和生活习性及其与生存环境所有关系的总和。 生态学：是研究生物与其环境相互关系的科学。（E.Haeckel 1866年《普通生物形态学》中首次提出） ●生态学的理论基础建立在进化论物种起源的“自然选择”和“最适者生存”两项基本原 则上。 景观：以类似方式重复出现，相互那个的若干生态系统的聚合所组成的异质性土地地域。（1986，Forman & Godron）狭义指几十平方千米至几百平方千米范围内，由不同生态系统类型所组成的异质性地理单元。广义指从微观到宏观不同尺度上的，具有异质性或斑块性的而空间单元。 （景观具有异质性尺度性）景观生态学：研究相关景观系统的相互作用、空间组织和动态变化的一门学科，即研究相互作用的生态系统所组成的异质地表的结构、功能和动态。 （1）斑块—廊道—基质模式 斑块、廊道和基质是景观生态学用来解释景观结构的基本模式，普遍适用于各类景观，包括荒漠，森林。农业，草原、郊区，和建成区景观。 斑块：是景观的空间比例尺度上所能见到的最小的异质性单元，即一个具体的生态系统。 廊道：指不同于两侧基质的狭长地带，可以看作是一个线状或带状斑块，连接度，节点及中断等是反映廊道结构特征的重要指标。 基质：是景观中面积最大，相对同质且连通性最强的背景地域，是种重要的景观元素，它在很大程度上决定着景观的性质，对景观的动态起主导作用。 斑块—廊道—基质模式都是构成并用来描述景观空间格局的一个基本模式。 斑块-廊道-基质模式不仅是经管结构、功能和动态描述更为具体形象，而且有利于考虑经管结构与功能的相互关系，比较他们在时间上的变化。 （区分这三种与观察尺度相联系，往往具有相对性。某一尺度上的斑块可能成为较小尺度的基质，也可能是叫大尺度的廊道的一部分。
生态学考研试题 一、名词解释（共40分，每体4分） 种群空间分布格局生态因子生活型谱构件生物 原生演替林德曼效率群落排序生态对策种间关联 二、填充（共15分，每空1分） 1、生物多样性一般有三个水平_________、__________、____________。 2、群落演替按演替发生的时间进程可分为：__________ 、_________ 、_________ 。 3、影响陆地生物群落分布的主要因素是：__________ 、__________ 、__________ 。 4、种群动态主要表现在：__________ 、___________ 、___________ 。 5、生物地化循环可分为：__________ 、___________ 、___________ 。 三、问答题（共30分，每题10分） 1、简述群落的基本特征。 2、试述种群两种进化动力的关系。 3、用能量流程图简述在最适条件下植物利用太阳能形成净初级生产力（千卡·米－2·天－1）。 四、计算题（15分） 用比例重叠法计算A、B两物种利用食物资源（以食物大小表示）的生态位重叠值？ 物种食物资源大小（mm） 1-10 11-20 21-30 A 11 2 0 B 5 2 1 一、名词解释（每题3分，共30分） 生态型协同进化生态入侵演替群落排序 生态位食物链初级生产力负载量（carrying capacity) 同资源种团（GUILD） 二、问答题（70分） A 必答题（10分） 绘图说明生态系统能量流动的渠道和基本特点。 B选答题（任选4题，每题15分） 1、试论Logistic种群增长模型中各参数的生物学意义及该模型的适用性和局限性。 2、试分析野生生物管理应遵循的生态学原则。 3、试述捕食对群落结构的影响。 4、比较三种演替理论模型的异同点。 5、试论“冷血生物——温血生物（cold-blood vs warm-blood)";"同温生物——异温生物（homentherm vs poikilotherm)";"内热生物——外热生物（ectotherm vs endotherm)"三对术语的含义及适用范围。 一、名词解释 生态位内禀增长能力生物地化循环生态入侵生活型顶极群落
生态学植物群落野外调查知识要点 1.经、纬度：参考GPS数据； 2.地貌类型： 【平原】1、冲积平原；2、三角洲；3冲积扇；4波状平原；5台地；6洼地； 【山地】7、高山；8、中山；9低山；10、丘陵；11高原；12、准平原；13、喀斯特；【坡位】1、山顶；2、上；3、中；4、下；5、坡麓； 【坡向】1、N；2、W；3、E；4、S；5、彼此中间； 【坡形】1、凸；2、平直；3、凹；4、复合；5、阶梯； 【风向坡】1、向风；2、侧风；3、背风； 3.土壤水分：参考土壤水分仪数据； 4. （扩展知识：植物的每一层也可以分为多个亚层；同时，在每一次群落调查中要当场划分植物群落的层，并绘制群落垂直结构图，记录各层的高度和主要的种类及其生活型；）5.生活型—— 植物生活型（life form）植物对综合生境条件长期适应而在外貌上表现出来的生长类型，如乔木、灌木、草本、藤本、垫状植物等。其形成是不同植物对相同环境条件产生趋同适应的结果。例如，在不同地理区域的干旱生境中有相同生活型的肉质植物，其亲缘关系相隔甚远：仙人掌属于仙人掌科，景天属景天科，芦荟属百合科，龙舌兰属石蒜科，但却具有相似的外貌特征。自19世纪初洪堡（von Humboldt）以外貌特征划分生活型至今，已建立多种植物生活型分类系统，其中最广泛应用的是丹麦植物生态学家劳恩凯尔（）建立的系统。他按越冬休眠芽的位置与适应特征，将高等植物分为高位芽、地上芽、地面芽、地下芽和一年生植物五大
生活型类群。在各类群的基础上，按植物的高度、茎的质地、落叶或常绿等特征，再分为30个较小的类群。 （1）高位芽植物（phaenerophyte）【Ph】 高位芽植物（phaenerophyte）渡过不利生长季节的芽或顶端嫩枝位于离地面较高处的枝条上。如乔木、灌木和热带潮湿地区的大型草本植物都属此类。根据芽距离地面的高度，又可将其分为大型（30米以上）、中型（8～30米）、小型（2～8米）和矮小型（～2米）四类。再根据常绿或落叶，芽有无芽鳞保护的特征，将其进一步分为12个类型，加上肉质多浆汁高芽位植物，多年生草本高芽位植物和附生高芽位植物，合计有15个类型。 （2）地上芽植物（chamaephyte）【Ch】 地上芽植物（chamaephyte）芽或顶端嫩枝位于地表或接近地表，距地表的高度不超过20～30厘米，在不利于生长的季节中能受到枯枝落叶层或雪被的保护。可分为四个类型：矮小半灌木地上芽植物；被动地上芽植物，即一些枝条太纤弱而不能直立只能平伏于地面的植物；主动地上芽植物，这类植物也平伏于地面，但枝条并不纤弱，而是主动地横向伸展；垫状植物。常绿的和落叶的藤本灌木或小灌木〔紫金牛Ardisia japonica、欧百里香（Thymus ser－pyllum）〕，垫状植物，留有一部分茎的草本植物（白车轴草Trifolium repens）等都属于此类。 （3）地面芽植物（hemicryptophyte）【H】 地面芽植物（hemicryptophyte）在不利季节时地上的枝条枯萎，其地面芽和地下部分在表土和枯枝落叶的保护下仍保持生命力，到条件合适时再度萌芽。可分为原地面芽植物、半莲座状地面芽植物、莲座状地面芽植物三个类型。地面芽植物是可越过不良生活期的抗性芽接近地表的植物。冬季在地面上有放射状的丛生叶，而中央具有芽的堇菜类、月见草（Oenothera lamarckiana）、草莓、日本海伦（Heloniopsis japonica）、伸出带叶的茎的地榆（Sanguisorba officinalis）、直立金丝桃（Hypericum erectum），或具有枯叶鞘包着芽的翦股颖（Agrostis matsumurae）、结缕草（Zo－ysia japonica）等都属于这类植物。J．Braun－Bla －nquet等将附生藻类、固着或叶状地衣类、叶状苔等低等植物都归入此类。在寒冷地区，雪层能保护其免受低温的伤害，因此这种生活型的植物很多。