数学模型在生态学中的应用
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专业：信息与计算科学
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数学理论与应用的研究成果已成为当今科技发展的一个重要的基础，它已渗透到社会学科等各个领域中，包括农业科学、遗传学、生态学和教学等学科领域。数学模型在生态学被广泛应用，生态学中的很多分支中都有大量用到数学模型，其中种群动态模型中引用了大量的数学模型来研究种群动态特性。本文就种群动态模型中的数学模型作简单的分析。
关键字：生态学、数学模型、种群动态模型
正文：
一、生态学、数学模型的简单介绍
1、1生态学的起源与发展
早在远古时期人们就开始关注生态学，并积累了一些朴素的生态学知识，诸如作物生长与季节气候及土壤水分的关系，常见动物的物候习性等。
亚里士多德的学生、公元前三世纪的雅典学派首领赛奥夫拉斯图斯在其《植物地理学》著作中已提出类似今日植物群落的概念。公元前后出现的介绍农牧渔猎知识的专著，如古罗马公元1世纪老普林尼的《博物志》、6世纪中国农学家贾思勰的《齐民要术》等均记述了素朴的生态学观点。
大约从15世纪到20世纪40年代，许多科学家通过科学考察积累了不少宏观生态学资料。19世纪初，现在生态学的轮廓开始出现。如马尔萨斯于1798年发表的《人口论》一书造成了广泛的影响。费尔许尔斯特1833年以其著名的逻辑斯谛曲线描述人口增长速度与人口密度的关系，把数学分析方法引入生态学。19世纪后期开展的对植物群落的定量描述也已经以统计学原理为基础。此后又有很多科学家对生态学进行扩展研究，到19世纪20世纪初，生态学已成为具有特定研究对象、研究方法和理论体系的独立科学。
20世纪50年代以来，生态学吸收了数学、物理、化学工程技术科学的研究成果，向精确定向方向前进并形成了自己的理论体系。此后，生态学慢慢的发展完善起来
1.2生态学的定义及简单介绍
生态学（Ecology）是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学。生物的生存、活动、繁殖需要一定的空间、物质与能量。生物在生长长期进化过程中，逐渐形成对周围环境某些物理条件和化学成分，如空气、光照、水分、热量和无机盐类的特殊需要。各种生物所需要的物质、能量以及它们所适应的理化条件是不同的，这种特性称为物种的生态特性。
当今时代，由于人口的快速增长和人类活动干扰对环境与资源造成的极大压力，人类迫切需要掌握生态学的理论调整人与自然、资源以及环境的关系，协调社会的经济发展和生态环境的关系，促进可持续发展。
近代生态学研究的范围的扩大与多样化，除生物个体、种群和生物群落外，已扩大包括人类社会在内的多种类型生态系统的复合系统。目前生态学已发展成为一门重要的学科。
1.3数学模型
数学模型的研究大致可以分为两大方面：定性和定量的，定性的研究是对问的动态周期、特征和趋势进行了定性的描述，、原理、起因进行了定量化的解释。然而，生物学中有很多实验问题与建立模型并不是直接相关的。于是，通过分析、比较、计算和应用各种数学方法，建立反映实际的且具有意义的仿真模型。
生态数学模型的具有一些特点如综合考虑各种生态因子的影响；量化描述生态过程，阐明生态机制和规律；够动态地模拟和预测自然发展状况。
生态学数学模型具有一些功能如：数学模型的尝试常有助于精确判定所缺乏的知识和数据，对于生物和环境有进一步的定量了解；模型的建立过程能产生新的想法和实验方法，并缩减实验的数量，对选择假设有所取舍，完善实验设计；与传统的方法相比，模型常能更好地使用越来越精确的数据，从生态的不同方面所取得的材料集中在一起，得出统一的概念。
二、种群动态模型
种群动态模型，种群动态一般指种群的消长以及种群消长与种群参数（如出生、死亡、迁入、迁出等）间的数量关系。数学模型即定量描述种群动态的数学公式；包括建立模型、根据模型进行预测、在实际中验证预测、修正原有模型、……如此反复使模型不断完善而更能接近实际。模型不仅有助于预测，而且对于无法进行实验的大规模的生态学系统，也可以通过模型在电子计算机上进行模拟实验。
种群动态模型包括单种种群模型，两种种群相互作用的模型，其中后者有包括竞争，捕食、共生、寄生四种模型。
三、数学模型在种群动态模型的应用
在种群生态学研究中，数学模型发挥了重要的作用，定性定量在种群生态学都有用到。不论是单种群还是两个种群之间的相互作用，数学模型都有很大的用处。
在高中生物课中我们对种群的竞争、捕食、共生、寄生已有一些简单的了解，但对其中一些原理并不是很清楚，那么通过种群动态模型的建立与研究，将会使
我们对这四种关系有更深入的了解。这里只选则捕食模型作简单的分析。其中洛特卡-沃尔泰拉的捕食模型比较著名。
洛特卡-沃尔泰拉的捕食模型：假定在没有捕食者的条件下,猎物种群按几何级数增长,即dN/dt＝r1N；对于捕食者，假定在没有猎物条件下，种群按几何级数减少,即dP/dt＝-r2P；假如捕食者和猎物种群处在相互作用中，猎物种群的增长率将因捕食作用而降低，降低程度随捕食者数量而变。因此：
dN/dt＝(r1-εP)N，该式中ε在此指测度捕食压力的常数，即平均每一捕食者杀死猎物的常数。可以设想，如果ε＝0，那么-εP一项等于零，猎物就完全逃脱了捕食者的捕食。ε越大，表示捕食者对猎物的压力也越大。同样，捕食者种群的增长率也将依赖于猎物的密度：
dP/dt＝(-r2+θN)P，该式θ是测度捕食者因捕食猎物而产生出更多捕食者的常数。这个值越大，捕食效率越高，捕食者种群增长的效应也越大。
洛特卡-沃尔泰拉的捕食模型的解答具有这样的特征：捕食者和猎物种群产生周期性振荡，而振幅决定于两者的初始密度,以（图5）为例,r1＝1.0，ε＝0.1，r2＝0.5，θ＝0.02,而初始条件是N0＝20，P0＝4。如果将图5的结果以捕食者密度为纵坐标、猎物密度为横座标、按时间顺序作出相位图,就可以得到一个封闭环（图6）。相位图表示两个种群的密度将按封闭环的轨道逆时针方向无限循环，其中心点即为平衡点（N＝r2/θ＝0.5/0.02＝25，P＝r1/ε＝1.0/0.1＝10）,通过平衡点作互相垂直的线，将相位图分为4块,在垂直线右面捕食者种群增加,在左面减少,在水平线下面，猎物种群增加，在上面减少。因此，洛特卡-沃尔泰拉模型表明猎物-捕食者种群动态中分4个时期：①猎物增加，捕食者也增加；②猎物减少，捕食者继续增加；③猎物和捕食者都减少；④捕食者继续减少，而猎物增加。如此循环不息。
虽然在自然种群中已记录了雪兔-猞猁种群的9～10年周期和一些北方小型啮齿类与其食肉动物种群（典型的如旅鼠-北极狐种群）的3～4年周期,但是呈现周期性波动的种类还是很少的。简单的实验室试验工作也未证明猎物与捕食者种群的周期性振荡，相反，捕食者种群可能吃尽猎物而导致猎物种群灭亡，随后捕食者也饿死。问题在于这个模型过于简单化了。模型假定猎物能无限地按指数增长，这是不现实的，猎物与捕食者是随机相遇的假定也不现实。捕食者能主动地搜索猎物，猎物也能主动地躲避捕食者。
G.F.高斯为检验此模型曾做过著名的试验。他以双环栉毛虫作为捕食者，大草履虫作为猎物，在定期更新的小麦浸出液中培养。
高斯的试验分3期：第1期以均匀的液体介质作培养环境，其结果总是草履虫种群首先增长，随后栉毛虫种群上升,然后双环栉毛虫将草履虫捕食殆尽,随之栉毛虫也因饥饿而死亡。试验结果并未出现洛特卡-沃尔泰拉模型所预测的那种捕食者-猎物系统的周期性波动。但是高斯相信，试验之所以未获得理论上预期的周期性振荡，是由于栉毛虫增殖过快。在第2期试验中,高斯考虑一个较复杂的系统,他在培养管的底部放进一些沉渣,使草履虫能隐蔽起来，结果是栉毛虫消灭了液相中草履虫，然后由于饥饿而死亡,但隐蔽在沉渣中的草履虫增殖,于是以猎物种群增长而捕食者死亡而结束，结果又未证实洛特卡-沃尔泰拉模型所预测的周期性波动。在第3期试验中,高斯定期地（每3天）加入一个草履虫和一个栉毛虫（模拟迁入）,结果得到了猎物-捕食者种群的周期性振荡。
对于任何一项种群动态模型的建立，都会有很多科学家对该模型进行大量的研究与实践，以此证明模型的实际效果。
四、数学模型在生态学中的重要性
从种群动态模型中就可以看出数学模型在生态学中的重要性，在生态学的众
多分支中，数学模型一直都占有举足轻重的地位。数学模型在生态学中的具体应用在《数学模型在生态学中的应用与研究》系列丛书中做了很详细的介绍。数学模型对生态学的发展有很大的促进作用，将很多问题用数学模型的形式表现出，于一些研究的需要，使读者容易理解一些抽象的事物，也方便人们对生态学学习与应用到实践中。
五、结语
生态学现在发展越来越好，融合了很多不同学科的知识，包括生物物理、计算机技术、信息科学等现代科学技术。生态学现在已成为一门既有广泛科学基础，又有浓厚经验色彩的综合性学科。数学在生态学中作用不可小觑，生态学中一些分支学科融入不少的数学知识，利用数学知识建立了一些模型，加强对本分支的研究。数学模型在生态学中扮演着很重的角色，促进了生态学的发展。
参考文献：赵玉芬——《生态学的起源与进化》
杨东方——《数学模型在生态学的应用及研究：4》
马知恩——《种群生态学的数学建模与研究》
林支桂——《数学生态学导引》
尚玉昌——《捕食者_猎物关系的理论和应用研究》
《种群生态学》
《种群动态模型》
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第三章生态系统基本理论 ［教学目标］了解生态学的概念，掌握生态系统的结构和功能，理解生态平衡的重要性。 ［教学重点］生态系统 ［教学难点］生态平衡与生态破坏 ［教学时数］4 本章重点 1.生态学概念 2.生态系统的组分 3.生态系统分类 4.食物网 5.生态危机 第一节生态系统的基本概念 一、生态学概念 1.生态学的概念 生态学(ecology) 一词源于希腊文“oikos”，表示住所和栖息地,原意是研究生物栖息环境的学科。 1866年，德国的动物学家黑格尔（haeckel）首次为生态学下了定义：生态学是研究有机体与其周围环境——包括非生物环境和生物环境相互关系(interaction)的科学。后来，一些著名生态学家也对生态学进行了定义。1966年，smith认认为生态学是研究有机体与生活之地相互关系的科学，所以又可把生态学称为环境生物学(evironmental biology)。著名美国生态学家E·odum(1956)提出的定义是：生态学是研究生态系统的结构和功能的科学。我国著名生态学家马世骏先生认为，生态学是研究生命系统和环境系统相互关系的科学。 生态学的不同定义代表了生态学的不同发展阶段，强调了不同的基础生态学分支和领域。生态学原是一门研究生物与其生活环境相互关系的科学，是生物学的重要分科之一。初期主要研究植物，后来逐渐涉及动物和人类。随着现代科学技术的发展并向生态学的不断渗透，赋予它新的内容和动力，使其成为多学科、较活跃的科学领域之一。目前，生态学家普遍认为，生态学是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学。
2.生态学基本原理---生态学三定律 美国环境学家小米勒(G．T．Miller，Jr．)提出的生态学三定律是： 生态学第一定律：我们的任何行动都不是孤立的，对自然界的任何侵犯都具有无数效应，其中许多效应是不可逆的。该定律为哈定（g·hardin）所提出，可称为多效应原理。 生态学第二定律：每一种事物无不与其他事物相互联系和相互交融。此定律可称为相互联系定律。 生态学第三定律：我们生产的任何物质均不应该对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰。此定律或可称之为勿干扰原理。 3.生态学的研究对象 生物学科的两大发展方向：微观——分子生物学；宏观——生态学。 生态学是研究生物与环境、生物和生物之间相互关系的一门生物学基础分支学科。生态学的研究是活的生物在自然界中与环境的相互作用和生物之间的相互作用。 20世纪50年代以后，欧洲工业化大生产迅速发展，带来了一系列严重后果：环境污染（三废）、自然资源的破坏、能源危机、人口膨胀带来的粮食不足等问题。——全球性的事态激化，称为“全球性生态灾难”——才重视生态学。 目前，生物多样性保护，可持续发展和全球气候变化已成为全球关注的三大生态学问题。1992年6月，世界环境与发展大会在巴西里约热内卢召开，178个国家，包括118位国家首脑参加，讨论人类生存环境与社会发展有关的一系列重大生态学战略性问题，生态学的作用已不言而喻。这次大会推动了全球生态学的进一步发展。 二、生态系统 1.生态系统的概念 种群（Population）：一个生物物种在一定的范围内所有个体的总和称为生物种群。 生物群落（Community）：在一定自然区域的环境条件下，许多不同种的生物相互依存，构成了有着密切关系的群体，称为生物群落。 随着环境条件的千差万别，地球上出现了各种各样的生物群落（森林、草原、荒漠等等）。而特定的生物群落又维持了相应的环境条件。一旦生物群落发生变化，也会影响到环境条件的变化。因此，人们把生物群落与其周围非生物环境的综合体，称为生态系统（Ecosystem），也即生命系统和环境系统在特定空间的组合。 生态系统（Ecosystem）：指一定范围内，各生物成分和非生物成分之间，通过能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的一个统一整体。或是一定空间内由生物成分和非生物成分组成的一个生态学功能单位。
生态学单选 1.生态学按其性质一般分为（D) A.理论生态学 B.草原生态学 C.环境生态学 D.理论生态学与应用于生态学 2.生态系统的结构包括：（B) A.特种结构、时空结构 B.特种结构环境结构 C.特种结构、时空结构、营养结构 D.营养结构、生物结构 3.种群波动的密度调节主要为（A) A.种间调节、食物调节 B.种内调节、食物调节 C.种间调节、种内调节 D.环境调节、食物调节 4.群落演替换主要原因是：（B) A.原生演替、次生演替 B.外因演替、内因演替 C.外因演替、原生演替 D.内因演替、次生演替 5.就植物来说，其生态型包括（A) A.气候生态型、土壤生态型、生物生态型 B.养分生态型、温度生态型 C.植物生态型、生物生态型、微生物生态型 D.环境生态型、生物生态型 6.从整个生物圈的观点出发，生物化学循环可分为：（D) A.地质大循环、生物小循环 B.生物小循环、沉积型循环 C.气象型循环、地质大循环 D.沉积型循环、气象型循环 7.根据污染的环境，可分为的类型是：（D) A.化学污染、物理污染、生物污染 B.大气污染、水域污染、重金属污染 C.重金属污染、土壤污染、生物污染 D.大气污染、水域污染、土壤污染 8.根据物质循环的范围不同，生物地球化学循环可分为（B) A.生物小循环和气相型循环 B.微生物小循环和地质大循环 C.气相型循环和沉积型循环 D.气相型循环和地质大循环 9.下列关于生活型的说法不正确的是（B) A.是种以上的分类 B.是生理生态特征不同的基因型类群 C.长期生活在不同自然条件下 D.郑重从形态外貌上进行区分 10.生物各个生长发育期或某一阶段内，高于生物学最低温度值以上的昼夜温度总和，称为某生物或某发育阶段的（A) A.活动积温 B.有效积温 C.积温 D.热量 11.在全日照下生长，但也能忍受适度的荫蔽，这种植物称为（C) A.阴性植物 B.阳性植物 C.耐阴植物 D.中日照植物 12.自然环境中，对生物生存不可缺少的因子称为（B) A.生态因子 B.生存因子 C.资源因子 D.气候因子 13.根据起始基质的性质演替可分为（A) A.原生演替和次生演替 B.发生演替、内因发生演替和外因生态演替 C.快速演替、长期演替和世纪演替 D.自养性演替和异养型演替 14.生物生态适应对策中，r-对策者（C) A.生活期长 B.个体大 C.通常占据临时性生境 D.生殖耗费少 15.生物种所具有的繁殖后代、延续种族的能力称为（B) A.遗传力 B.繁殖力 C.配合力 D.增长力 16.种群在实际条件下，出生率随种群大小、组成和生存条件不同而变化，称为（B) A.生理出生率 B.生态出生率 C.最大出生率 D.绝对出生率 17.人工栽培生物种群在空间分布多属于（C)
应用生态学是生态学的分支学科。结合动植物生产、医学、太空旅行、资源和环境管理等实践需要，来研究应用过程中的生态学原理和方法。现代由于人类对开发生物资源、管理生物环境、发展医学等得更广泛和深入的实际需要，生态学的应用价值显得越来越高，着重从应用需要来研究生态学的领域也不断被开拓。例如，为了持续高产的农田生态学、林学、野生动物管理学、动物驯化鱼饲料、自然资源保护、病虫害防治、污染生态学、流行病学、环境卫生学、放射生态学、太空旅行生态学等等，都属于或可以看作是应用生态学的研究领域。 应用生态学的主要领域有农业生态管理、生物多样性保育、样地经营管理、入侵物种控制、保护区管理、放牧区管理、国家公园与自然游憩区管理、生态景观规划与设计，以及环境与生态复育技术等。应用生态学在当前和今后应给予优先重视的研究领域，包括生态系统与生物圈的可持续利用、生态系统服务与生态设计、转基因生物的生态学评价、生物入侵生态学、流行病生态学、生态预报、生态过程及其调控等。在今后若干年内，围绕这些领域，可能会出现广泛而活跃的研究热潮以及一些新的特点。 主要期刊 主要的应用生态学期刊包括《Journal of Applied Ecolpgy》、《Ecological Applications》以及《Journal of Ecological Engineering》。
任何学科的产生、发展主要受到社会的需求、学科本身的内在发展规律以及新技术、新方法的影响。应用生态学的产生也不例外。生态学从诞生至今已经历了100多年的历史。生态学一词的提出可以追溯到19世纪下半叶，普遍认为是1866年德国动物学家Ernst H.Haeckel(1834～1919)首先创造了这一术语。其实，早在1858年美国哲学家、生态思想家Henry D.Thoreau(1817～1862)在书信中使用此词，但未对其下具体定义。1869年，Ernst H.Haeckel首先对生态学作了如下定义：生态学是研究动物与有机和无机环境的全部关系的科学。从生态学产生的历史看，它一开始就是与许多生产实践紧密联系的。但作为生态学的一大重要门类，应用生态学诞生于20世纪60年代。 第二次世界大战结束后，尤其是20世纪50、60年代，全球经济得到飞速发展，同时环境问题不断出现，可以说是工业发展、公害泛滥的年代。生态学在40年代后也逐渐成为同生物学、化学或物理学等一样的“硬”科学，而得到普遍认可。1935年Tansley提出生态系统的概念是生态学发展史上一次理论上的重大突破。在生态系统概念之前，生态学受达尔文生存竞争学说的影响，主要研究自然历史或博物学，大部分研究工作是描述性的，在动物生态学主要研究诸如动物的繁殖、食性、迁移、生活史等；在植物生态学主要以野外调查为主，进行植物群落描述，环境对植物个体、种群或群落的影响、生物产量等研究。生态系统概念提出之后，当时人们对它的重要性并没有给予充分的理解和重视，生态学家还是按照他们个人的兴趣开展研究
《城市生态学》复习题 一、名词解释：每个3分，共15分。 1. 城市化：农村人口转化为城镇人口、农业人口转化为非农业人口、农村地区转化为城市地域，以及随之引起的相关人员的生产生活方式、价值观念发生转变的过程。 2. 城市生态系统：间范围内的居民与自然环境系统和人为建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体。 3. 城市人口容量：特定的时期内，在城市这一特定空间区域能相对持续容纳的具有一定生态环境质量和社会环境质量水平及具有一定活动强度的城市人口数量。 6. 景观生态规划与设计：生态学原理为指导，以谋求区域生态系统的整体优化功能为目标，以各种模拟、规划方法为手段，在景观生态分析、综合及评价的基础上，建立区域景观优化利用的空间结构和功能的生态地域规划方法，并提出相应的方案、对策及建议。 7. 城市生态评价：在老城市改造与新城市建设中，根据气象、地理、水文和生态等条件，对工业区、居民区、公用设施、绿化地带做出的环境影响评价。 8. 城市生态建设：按照生态学原理和方法，应用工程性的和非工程性的措施建立合理的城市生态系统结构，提高城市生态系统的功能，促进系统的物质循环和能量合理流动，协调人与自然的关系，使人类在城市空间的利用方式、程度等方面与生态系统的发展过程相适应。 9. 生态城市：从城市生态系统着手，实现上台系统良好运行的城市。 11. 网络治理：以经济和生态环境协调发展为目标，通过有效的协调与及时的信息沟通，推动政府、非营利组织、私营部门和公众多元主体共同参与的城市管理模式。 12. 整体性公理： 13. 生态足迹：1：维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的以及能够吸纳人类所排放的废物、具有生态生产力的地域面积。是对一定区域内人类活动的自然生态影响的一种测度。 2：指生产区域或资源消费单元所消费的资源和接纳其产生的废弃物所占用的生物生产性空间。 二、填空题：每空1分，共15分。
转自北师大资源学院生态论坛 01城市生态学、生态旅游与景观生态学书籍 中国生态旅游-走进大自然-高峻-2001 中国生态特色旅游-章采烈-1996 住区—绿色生态住区-清华大学建筑学院-2001 全国高等林业院校试用教材景观生态学-徐化成-1996 全国高等林业院校试用教材-景观生态学-徐化成-1996 城市景观生态-董雅文-1993 城市植物生态学-冷平生-1995 城市生态学-于志熙-1992 城市生态学-杨小波吴应书等-2000 城市生态环境建设与保护规划-孔繁德等-2001 城市生态规划理论与方法_10882127 城市生态规划研究—承德市城市生态规划-薛兆瑞等-1993 城市生态调控方法-王如松等-2000 城市科学前沿丛书生态与环境：城市可持续发展与生态环境调控新论-张鸿雁-2000 城市绿地与环境-徐乃雄-2002 日本公共艺术生态-刘俐-2002 景观-文化、生态与感知-俞孔坚-1998 景观生态学-徐化成 景观生态学原理及应用-傅伯杰等-2001 环渤海三角洲湿地的景观生态学研究-肖笃宁等-2001 生态与可持续建筑-夏云等-2001 生态与环境：城市可持续发展与生态环境调控新论-张鸿雁-2000 生态建筑—面向未来的建筑-周浩明等-2002 生态旅游的绿色实践-杨桂华-2000 都市生态走廊-曹鉴燎等-2001 02动物生态学书籍 Ecological Entomology-Carl B.Huffaker INSECT ECOLOGY (THIRD EDITION)-Peter W.Price 全国高等农业院校教材昆虫生态及预测预报实验指导-耿济国等-1991 全国高等农业院校教材昆虫群落生态学-庞雄飞等-1996 全国高等农业院校教材-昆虫群落生态学-庞雄飞等-1996 动物污染生态学-杨明宪-1988 动物生态学-(日)伊藤嘉昭 动物生态学原理第一版-孙儒泳-1987 动物生态学原理第二版-孙儒泳 动物生态学实验与实习方法-高中信等-1992 动物生态学浅说-林育真-1982 动物繁群生态学-单国桢-1983
简答： 1简述系统的特征 1 整体性或称集合性 2 关联性 3 目的性 4 环境适应性 5 反馈机制 2 系统研究思路一般可分为哪几种？ 1）系统研究思路一般可分为黑箱，白箱和灰箱三种 2）黑箱研究思路是完全忽略系统内部结构，只通过输入和输出的信息来研究系统的转化特性和反应特性 3）白箱研究思路是建立在对系统的组分构成及其相互联系有透彻了解的基础上，通过揭示系统内部的结构和功能来认识包括输入和输出在内的整体特性 4）灰箱研究思路是建立在对系统内部结构与功能只有部分已知，而其余部分未知的基础上来认识分析系统 3 何谓还原者？其基本功能是什么？ 1）还原者属于异养生物，主要是细菌和真菌，也包括某些原生动物和腐食性动物 2）还原者是把杂交的动植物有机残体分解为简单的化合物，最终分解为无机物，归还到环境中，被生产者再次利用，所以还原者的功能是分解，在物质循环和能量流动中具有重要的意义 4 简述生态系统的组成成分 1）生态系统的成分可分为生命的和无生命的两类 2）生命类可分为生产者，消费者，还原者三种 3）无生命类可分为太阳辐射能，无机物质，有机物质三种 5 简述生态系统物质循环的类型 1）生态系统的物质循环根据循环的属性可分成水循环，气态循环，沉积循环三种类型2）水循环：水是自然的驱使者，没有水的循环就没有生物地球化学循环 3）气态循环：主要蓄库是大气和海洋，具有明显的全球性循环性质 4）沉积循环：主要蓄库是岩石圈和土壤圈，具有循环缓慢，非全球性，不显著的特点6 生态系统的物质循环和能量流动有何联系和区别？ 答：1）生命的存在依赖于生态系统的物质循环和能量流动，二者密切不可分割地构成一个统一的生态系统功能单位 2）能量流经生态系统，沿食物链营养级向顶部方向流动，能量都以自由能的最大消耗和熵值的增加，以热的形式而损耗，因此能量流动是单方向的，生态系统必须不断地由外界获得能量 3）物质流动是循环的，各种有机物最终经过还原者分解成可被生产者吸收的形式重返环境，进行再循环 7 简述生态因子作用的一般特征 答：1）综合作用2）主导因子作用3）直接作用和间接作用 4）因子作用的阶级性5）生态因子的不可代替性和补偿作用 8 如何理解生态因子不可代替性和补偿作用？ 答：1）环境中各种因子对生物的作用不尽相同，但都各具有其重要性，尤其是作为主导作用的因子，如果缺少便会影响生物的正常生长和发育，甚至疾病残疾，所以说总体上生态因子是不可代替的，但在局部能补偿 2）在一定条件下的多个生态因子的综合作用过程中，由于某一因子在量上的不足，可以由其他生态因子来补偿，同样获得相似的生态效应 3）但生态因子的补偿作用只能在一定范围内做部分补偿，而不能以一个因子代替另一个因子，且因子间的补偿作用也不是经常存在的
应用生态学是生态学的一个分支。结合动植物生产、医药、空间旅行、资源环境管理的实际需要，对应用过程中的生态原理和方法进行了研究。近代以来，随着人类对开发生物资源、管理生态环境、发展医学等更广泛、更深入的实践需求，生态学的应用价值越来越高，从应用需求出发研究生态学的领域不断拓宽。 农田生态学、林业学、野生动物管理学、动物驯养与鱼饲料学、自然资源保护学、病虫害防治学、污染生态学、流行病学、环境卫生学、辐射生态学、空间旅行生态学等学科都属于或可视为应用生态学的研究领域。应用生态学的出现也不例外。生态学自诞生以来已经经历了100多年。生态学一词可以追溯到19世纪下半叶，一般认为它最早是由德国动物学家恩斯特·h ·海克尔(1834ー1919ー1919)于1866年创造的。事实上，美国哲学家、生态思想家亨利·d ·梭罗(1817ー1862ー1862)早在1858年就在信中使用了这个词，但没有详细解释。 1869年，恩斯特·h ·海克尔首次将生态学定义为: 生态学是一门研究动物与有机和无机环境之间整体关系的科学。从生态学的历史来看，它从一开始就与许多生产实践密切相关。应用生态学作为生态学的一个重要范畴，诞生于20世纪60年代。第二次世界大战结束后，特别是20世纪50、60年代，全球经济迅速发展，环境问题不断出现，可以说是一个工业发展和普遍公害的时代。
自20世纪40年代以来，生态学逐渐成为与生物学、化学或物理学一样的“硬”科学，并得到普遍认可。1935年，坦斯利提出了生态系统的概念，这是生态发展史上的一次理论突破。在生态系统概念出现之前，生态学受到达尔文生存竞争理论的影响，主要研究自然史或自然史。大部分的研究工作都是描述性的。 在动物生态学中，主要研究动物的繁殖、食性、迁徙、生活史等方面，在植物生态学中，野外调查是主要的方法，包括植物群落的描述、环境对植物个体、种群或群落的影响、生物产量等。生态系统的概念提出后，当时人们对生态系统还没有充分的认识和重视，生态学家仍然根据自己的兴趣开展研究工作。1942年，林德曼发表了生态系统能量流定量分析的论文，标志着生态系统能量流研究的开始。 1953年，欧达姆出版了《生态学基础》一书。该书的出版使得生态学研究更加重视生态系统的研究，对当时的生态学家产生了很大的影响。从那时起，许多学者就把生态系统作为生态学的研究对象。生态学发展迅速，研究方法、研究内容和任务都发生了巨大变化。生态学家发展了生态系统生态学的理论基础，同时也开始解决实际问题。生态学已经从单一的学科、小规模的研究转变为综合性的研究，如研究人类环境破坏的机理、危害的程度和后果、生态保护和建设的对策和技术方法等。
景观生态学在城市生态园林建设中的应用 摘要生态园林是城市园林建设的目标模式，能够改善城市生态环境并满足景观欣赏等多重目的。因此，提高城市园林植物群落规划建设，完善其功能，建造兼具自然和人工特设的优美景观在城市生态园林系统中具有重要意义。本文通过对景观生态学的相关原理的分析，探讨了景观生态学原理在城市建设中的应用与发展，从而提出相对应的方法论，以供参考。 关键词城市生态园林；景观生态学；园林建设 改革开放以来，我国经济水平迅猛提高，城市化进程也在不断加快，这也使得生态环境遭到严重破坏。因而，人们对城市的生存环境质量的重视程度也与日俱增，提高城市的环境质量，满足人们对接近自然、回归自然的渴望，已经成为城市园林建设亟待完成的事情。生态园林是当代城市园林绿化建设发展的目标模式，以保持生态平衡，改善城市生态环境为指导思想，讲究因地制宜，遵循生态学原理，充分利用空间资源，完善生态系统，促使生态环境与社会和谐发展。 1 城市生态园林建设中景观生态学原理及主要内容 1.1 城市生态园林的内容 以植物生态学作为理论基础，研究风景园林和城市绿地可能影响各生态系统间的因素，并将多种生态系统理论进行融合是建设城市生态园林的主要内容。生态园林建设的宗旨是坚持可持续发展，维持人与自然的协调关系，解决人与自然供求之间的矛盾，达到生态系统的良性循环，保证经济的稳定高效增长，从而促进城市生态的建设与发展。生态园林依据生态系统的多样性原理来构建城市生物群落，生态园林的发展有利于维持城市的生态平衡，最大程度的丰富城市物种的多样性。在这个程度上讲，生物多样性能否构建直接影响城市生态园林完善稳定与否。 生态园林的科学内涵：①通过科学的配置，建立有着合理的结构组成的物种群落，并与城市的整体环境和谐统一的构成一个生态系统，从而让人们生活在一个有着良性生态循环的生态环境。②合理充分地利用植物的光合作用、蒸腾作用、吸收作用和吸附作用来调节小气候，从而达到调节生态平衡的效果。③提高绿色植物的观赏性和经济效益，为人们提供保健修养功能带来更高层次的生活水平和人们赖以生存的绿色生态系统。 生态园林渗透在各个科学和人类的各个领域，具有综合、多属性、多功能、多效益的特点。生态园林的建立有利于保护自然环境并加以改造，尤其是在这个高速发展的时代，我们必须利用生态学的理论研究成果来建设城市生态园林。在以往的园林建设基础上。我们应该重点突出城市生态环境的公园和生态走廊来体现城市绿地的布局及相互制约、主次关系，从而使绿地系统机构得到一种动态稳定的平衡状态。
中国生态学的基本理论 作者：张正春 | 2005年08月21日15时41分 | 【内容提要】本文提出了创立中国生态学的理论基础，它既是现代生态学发展的必然，又会推动现代生态学的理论革命，这是研究和挖掘中国古代生态学的重大意义。提出中国生态学的基本理论，既是为了继承中国古代宝贵的生态学思想，也是为了更好地解决现代生态学中的问题。如：生态系统的结构和功能规律，生态系统整体性的形成机理，生态系统的能流特征和动态规律，生态系统的普遍模型，生态系统多样性的产生机制，生态工程以及生态系统恢复的技术要领，生态系统的稳定机制和抗干扰能力的形成机理，生态系统可持续发展的机制等。 中国生态学的基本理论 张正春 按照E.P.Odum的意见，现代生态学是研究生态系统的结构与功能的科学，甚至于“把生态学定义为研究自然界的构造和功能的科学”。生态系统是一个整体系统，是一个动态的开放系统，是一个具有自组织功能的稳定的复杂系统。生态系统的复杂性（complexity）已经引起生态学家的高度重视，所谓“通常是超越了人类大脑所能理解的范围”（蔡晓明，2002），关于生态系统的整体性理论的研究（Jorgensen,1992）和生物多样性研究（Schulz,1993）代表了现代生态学的研究方向。整体论是现代生态学最重要的思想，与现代生态学的理论相对比，中国古代的宇宙观和自然观具有非常重要的生态学意义。中国古代文化具有始终一贯的整体论，整体论思想是中国古代科学的基本特点，如中医中的整体论思想等。我们把中国古代的生态学思想给予提炼和总结，形成了中国生态学的基本理论，供大家讨论改正。 提出中国生态学的基本理论，既是为了继承中国古代宝贵的生态学思想，也是为了更好地解决现代生态学中的问题。如：生态系统的结构和功能规律，生态系统整体性的形成机理，生态系统的能流特征和动态规律，生态系统的普遍模型，生态系统多样性的产生机制，生态工程以及生态系统恢复的技术要领，生态系统的稳定机制和抗干扰能力的形成机理，生态系统可持续发展的机制等。 一、元气论 元气论是中国古代的基本思想。宇宙天地间万事万物的生灭变化都在气中。气聚则生，气散则亡。充塞宇宙之间者，气也。元气是宇宙万物的共同本质。从热力学理论和爱因斯坦的质能方程来看，中国古代的“元气”概念类似于能量的基态，是万物起源的基础（万物之母），是从无到有、有生于无的物理条件。“气”是不同形式的能量活动，“元气”则是宇宙能量的基本形式和原始组成。“气”的概念是与“形”的概念相对应而产生的，“气”是功能状态，“形”是形态结构，“气”是动态概念，“形”是静态概念。一切物质能量的功能性活动都表现为“气”。如： “夫自古通天者，生之本，本于阴阳，其气九州九窍，皆通乎天气。”（《黄帝内经》六节脏象论篇第九） （大意：自古以来，人与自然的关系（生物与环境的关系），都是生命的本质问题，生命的本质和人体生理的基本规律是“阴阳”（内外），人体九窍与体外相通，是人与自然之间的物质能量循环通道） “气”与“形”相对应，气是不可见的，形是可见的。《黄帝内经》对“气”与“形”的关系有一个经典论述： “故在天为气，在地成形，形气相感而化生万物矣。……气有多少、形有盛衰上下相召，而
生态学在现代社会中的应用 ——工业、农业、城市建设 随着人类活动范围的扩大与多样化，人类与环境的关系问题越来越突出。特别是工业革命以来，人类社会有了很大的发展，工业化程度不断提高。然而随着人类社会的发展土地荒漠化、森林破坏、水体大气污染等环境问题逐渐严重，以致威胁到人类以及其他物种的生存。人们开始认识到环境保护的重要性，因此，“生态建设“这一词眼出现在我们的生活中。生态工业、生态农业、以及生态城市建设如今越来越多地被人们提及。 一、生态工业 生态工业（ecological industry）是依据生态经济学原理，以节约资源、清洁生产和废弃物多层次循环利用等为特征，以现代科学技术为依托，运用生态规律、经济规律和系统工程的方法经营和管理的一种综合工业发展模式。 世界生态工业园典范全球产业生态学者最常引用的生态工业园区原型典范，是位于丹麦卡伦堡(Kalundborg)的发展案例。它自20世纪70年代开始建立，已经稳定运行了30多年。它位于哥本哈根市以西100公里处，全市人口仅一万九千人。在那里一群公司使用彼此废弃物作为对于本身制造所需原辅材料。该地区的产业共生关系演变过程，是一种自发、缓慢演化而成的。而这些企业之间以及与社区间的物质与能源交换网络，已沿着距哥本哈根西边75英哩处海岸地区发展成为一小型产业共生网络。 丹麦的卡伦堡生态工业园。它以发电厂、炼油厂、制药厂和石膏板厂为核心工业。电厂给制药厂供应高温蒸汽，给居民供热，给大棚供应中低温循环热水生产绿色蔬菜，余热流到水池中用于养鱼，实现了热能的多级使用。同样，粉煤灰用于生产水泥和筑路，脱硫石膏用来造石膏板等。通过企业间的工业共生和代谢生态群落关系，建立了”纸浆—造纸”、”肥料—水泥”和“炼钢—肥料—水泥”等工业联合体，既降低了治理污染的费用，也取得了可观的经济效益。
1、什么是海绵城市？ 城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存水“释放”并加以利用。 2、二元水循环 水在社会经济系统的运动过程与水在自然界中的运动过程一样，也具有循环性特点。社会水循环通过取用水、排水与自然水循环相联系，这两个方面相互矛盾，相互依存，相互联系，相互影响，构成了矛盾着的统一体—水循环的整体，即二元水循环系统 3、什么是城市的雨岛效应？ 雨岛效应，，城市中高楼大厦密度不断地增加，尤其一到盛夏，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成。这种效应被称之为“雨岛效应”。 4、城市内涝发生的原因 ①城市化导致不透水面积增加 ②城市化的水文效应，改变了局部气候和下垫面条件，出现“雨岛效应”现象。 ③城市排水基础设施建设不足 ④下凹式立交桥等设施增加 ⑤城市排水设施维护管理不善 5、什么是LID？LID实现的措施。 美国的低影响开发(LID)：采用源头削减、过程控制、末端处理的方法进行渗透、过滤、蓄存和滞留，防治内涝灾害。
①保护和修复城市天然河湖：划定河湖蓝线，立法禁止围填河湖及天然湿地。对已渠化的河道进行生态修复 ②修建生物滞留池：一般修建于流域上游，通过植物、微生物和土壤的化学、生物及物理特性储蓄水量并清除污染物，从而达到水量和水质调控目的。 ③湿滞带：是一种狭长的渠道，对来自于停车场、人行道、街道以及其它不透水性表面的径流进行过滤和入渗，与传统渠道区别的是其表面铺设有植被。 分为湿滞水池、干滞水池、人造湿地 ④植被覆盖：在不透水性建筑的顶层覆盖一层植被，是由植被层、介质层、过滤层以及排水层等构成一个小型的排水系统。 ⑤透水性地面：表面由透水结构铺装，让初期雨水入渗，下部填筑多孔结构材料制成的垫层，垫层具有吸附降解功能，能够消纳初期雨水的污染。 6、核心思想“一片天对一片地”，实现立体多层次多功能分流分滞。 在基本遵循自然产汇流规律的基础上，城市建成后实现“一片天对一片地”，利用城市空间对降雨“化整为零”进行收集和储存。具体“滞、渗、蓄、净、用、排” 立体多层次多功能分流分滞的竖向剖面结构 1.生态屋顶 2.绿化建筑立面 3.生态景观 4.生态道路 5.生态水池 6.生态广场 7.生态公园 8.强渗透地面 9.天然洼地蓄滞 滞：降低雨水汇集速度，延缓峰现时间!既降低排水强度，又缓解了灾害风险。 “渗”，是利用各种路面、屋面、地面、绿地，从源头收集雨水。 蓄: 降低峰值流量，调节时空分布，为雨水利用创造条件 净:是通过一定过滤措施减少雨水污染，改善城市水环境 用：利用雨水资源化，缓解水资源短缺，提高用水效率。 排: 构建安全的城市排水防涝体系，避免内涝等灾害确保城市运行安全 7、建设目标（最根本目标就是：要尽量减少社会水循环对自然水循环的冲击。） ①缓解洪涝灾害：通过保护、恢复和修复天然河湖水域空间，把城市排水系统从“区域快排、末端集中”转变为“源头分散、慢排缓释” ②增加雨水利用：针对洪涝雨水的利害两重性，构建“格局合理、蓄泄兼筹、引排得当、环境优美、综合利用”的城市水系统。 ③降低径流污染：城市初期雨水中轮胎细末、生活垃圾污染、大气降尘、铅/镉重金属等污染严重。宜在表面铺装透水结构，让初期雨水入渗，下部填筑多孔结构材料制成的垫层，让垫层具有吸附降解功能，消纳初期雨水的污染。 8、三大任务 （1）海绵体建设：
城市生态学试题及答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
《城市生态学》复习题 一、名词解释：每个3分，共15分。 1. 城市化：农村人口转化为城镇人口、农业人口转化为非农业人口、农村地区转化为城市地域，以及随之引起的相关人员的生产生活方式、价值观念发生转变的过程。 2. 城市生态系统：间范围内的居民与自然环境系统和人为建造的社会环境系统相互作用而形成的统一体。 3. 城市人口容量：特定的时期内，在城市这一特定空间区域能相对持续容纳的具有一定生态环境质量和社会环境质量水平及具有一定活动强度的城市人口数量。 6. 景观生态规划与设计：生态学原理为指导，以谋求区域生态系统的整体优化功能为目标，以各种模拟、规划方法为手段，在景观生态分析、综合及评价的基础上，建立区域景观优化利用的空间结构和功能的生态地域规划方法，并提出相应的方案、对策及建议。 7. 城市生态评价：在老城市改造与新城市建设中，根据气象、地理、水文和生态等条件，对工业区、居民区、公用设施、绿化地带做出的环境影响评价。 8. 城市生态建设：按照生态学原理和方法，应用工程性的和非工程性的措施建立合理的城市生态系统结构，提高城市生态系统的功能，促进系统的物质循环和能量合理流动，协调人与自然的关系，使人类在城市空间的利用方式、程度等方面与生态系统的发展过程相适应。 9. 生态城市：从城市生态系统着手，实现上台系统良好运行的城市。
11. 网络治理：以经济和生态环境协调发展为目标，通过有效的协调与及时的信息沟通，推动政府、非营利组织、私营部门和公众多元主体共同参与的城市管理模式。 12. 整体性公理： 13. 生态足迹：1：维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的以及能够吸纳人类所排放的废物、具有生态生产力的地域面积。是对一定区域内人类活动的自然生态影响的一种测度。2：指生产区域或资源消费单元所消费的资源和接纳其产生的废弃物所占用的生物生产性空间。 二、填空题：每空1分，共15分。 1. 决城市生态问题。 2.城市是一个复杂的社会形态，其主要功能是生产、工作、休息和生活。 3.人类既是城市生态系统的生产者，也是城市生态系统的消费者，还是城市生态系统的管理者。 4.根据人口过渡理论，正处于加速城市化和工业化的发展中国家人口增长为高出生率- 死亡率- 高增长率类型。 5.城市热岛效应是指城市气温高于郊区气温的现象。 6.酸雨是指pH值小于的天然降雨和降雪。 7.城市生态系统的食物链包括人工食物链和自然食物链两种类型。 8.能源结构是指能源总生产量和总消费量的构成及比例关系，可反映一个国家和城市生产技术发展水平。我国城市以煤为主要能源。
《森林生态系统理论与应用》期末考试试题 一：名词解释：（每小题4分，共20分） 1、生态系统 2、协同进化 3、生态系统服务 4、恢复生态学 5、生态效率 1生态系统是在一定时间空间范围内生物与生存环境、生物与生物之间密切联系、相互作用，通过能量流动、物质循环、信息传递构成的具有一定结构的功能整体。 2协同进化（coevolution）：两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化。一个物种由于另一物种影响而发生遗传进化的进化类型。 3 生态系统服务：是指人类直接或间接从生态系统得到的利益是对人类存在和生活质量有贡献的生态系统产品和服务。 森林生态系统服务功能是指森林生态系统与生态过程所形成及维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。 指人类生存与发展所需要的资源归根结底都来源于自然生态系统。自然生态系统不仅可以为我们的生存直接提供各种原料或产品（食品、水、氧气、木材、纤维等），而且在大尺度上具有调节气候、净化污染、涵养水源、保持水土、防风固沙、减轻灾害、保护生物多样性等功能，进而为人类的生存与发展提供良好的生态环境。对人类生存与生活质量有贡献的所有生态系统产品和服务统称为生态系统服务 4恢复生态学(Restoration Ecology)是研究生态系统退化的原因、退化生态系统恢复与重建的技术和方法及其生态学过程和机理的学科。 5生态效率（生态文明水平）是生态资源满足人类需要的效率，它是产出与投入的比值。其中“产出"是指企业生产或经济体提供的产品和服务的价值；“投入"是指企业生产或经济体消耗的资源和能源及它们所造成的环境负荷(EnvironmentalLoading)。 生态效率一般分为两类：一类是本营养级与前一级相比，另一类是同一营养级内不同阶段间相比。
2019年中科院生态中心考博生态学真题 一、名词解释 1、Climax 2、Biological invasion 3、Fundamental niche 4、Energy pyramid 5、Landscape process 6、Heat island 7、Ecosystem service 8、Allelopathy 9、r/k selection 10、Direct grandient anylisis 二、简答（六选四） 1、简述生产力与生物多样性之间的关系。 2、简述氮循环过程。 3、简述我国森林生态系统主要类型及特点。 4、简述植物对光照因子的响应方式。 5、简述生态敏感评价方法。 6、简述生态工程的基本原理。 三、论述（四选二） 1、论述城市生态系统的结构、功能与特征，并讨论其研究方法。 2、从碳循环的角度，论述未来全球气候变化对生态系统碳源和碳汇的影响。 3、举例说明景观生态学在生物多样性保护或区域生态环境保护中的作用。 4、从生态系统物质循环的角度，举例论述污染物的产生、传输、危害过程及控制对策。 1 何谓R对策和K对策？简述 r-K选择理论的生态学意义（10分）。 2 简述演替顶极理论的三个假说（10分）。 3 简述三级营养关系的概念并举例加以说明（10分）。 4 简述物种和群落或生态系统水平上生物多样性的测定方法（10分） 二论述题 1 我国近年来兴建了许多大型水利工程，这些工程对生态环境有哪些影响？试举例说明并提出环保对策（15分）。 2 外来种 (exotic species) 和入侵种 (invasive species) 有何不同？如何防止一种外来种成为入侵种？试举例说明（15分）。 3 水生植物在水环境保护中的作用有哪些？举例说明如何利用大型水生植物保护水环境（15 201X年中科院生态中心考博生态学真题 一、名词解释 1、MacArhthur平衡说 2、恢复生态学 3、净初级生产量 4、空间异质性 5、邻接效应 6、群落排序 7、湿地 8、他感作用 9、同资源种团 10、原生演替 二、简述题（每题8分，共48分） 1．岛屿生物地理学（Island Biogeography）与生物多样性保护。 2．碳（C）、氮（N）、磷（P）循环研究的重要性。（8分） 3．湖泊的富营养化形成机制及生态修复技术。(8分) 4．流域中水陆交错区（河岸带）的生态学意义。（8分) 5．生物入侵机制及生态效应。(8分)
一、简述生物的耐受性及其调整方式 二、试述辐射适应和趋同适应的生态意义 三、是分析无性生殖和有性生殖的优缺点 四、举例说明种群衰落及其原因 五、人类如何才能做到对生物资源的科学管理和合理利用 六、人类应如何成为“精明的捕食者”？ 七、简述中度干扰理论与生物资源管理的关系 八、简述岛屿理论及其在自然保护区的建设中的应用 九、简述有机物质分解的意义及影响有机物质分解的因素 十、简述生态效率及其研究意义 1.简述生物的耐受性及调整方式 1、一种生物能够生存与繁殖，要依赖综合环境中全部因子的存在，其中一种因子在数量或质量上不足或过多，超过了生物的耐受限度，该种生物就会衰退或不能生存。生物对每一种生态因子都有一定的耐受范围，在耐受上限和耐受下限之间的范围称为生物对这种生态因子的生态幅。 2、生物耐受性的调整方式包括三种：驯化、休眠、昼夜节律和周期性补偿变化。（1）驯化通常指在自然条件下诱发的生物生理补偿变化。这种变化一般需要很长时间。某种生物由其原产地进入另一地区，多数情况下，新地区的各种环境因
子与其原产地存在差异，外来生物需经较长时间的适应，这就称为驯化。驯化包含两个层次：一是引进个体能够完成生长发育。二是引进亲本在引种区可以实现有效繁殖，产生可育后代。驯化包括两类：实验驯化和气候驯化。二者的区别在于驯化时间的长短不同。后者指在自然条件下的长期过程。 （2）休眠是生物抵御暂时不利环境的一种非常有效的生理机制。如果环境条件超出生物的适宜范围, 生物能维持生命，但却常常以休眠状态适应这种环境。生物一旦进入休眠期，对环境的耐受范围会大幅增加。休眠的意义是使动物最大限度的减少能量消耗。 （3）昼夜节律和周期性补偿变化：生物在不同季节和一天内的不同时刻可以表现不同的生理适宜状态和补偿能力，这种补偿性变化往往是you节律的。因此，生物在一个时期可以比其他时期具有更强的驯化能力，或者具有更大的补偿调节能力。补偿能力的周期变化实际上反映了环境的周期性变化。 2.试述辐射适应和趋同适应的生态学意义 同一种生物长期生活在不同条件下，可能出现不同的形态结构和生理特性，这些变异特性往往具有适应意义，这种适应称为辐射适应。所形成的生物适应类型称为生态型。是一个物种对一特定生境发生基因型的反应而产生的产物，是种内适应不同生态条件或区域的遗传类群。辐射适应是生物对复杂环境条件适应的结果，可以增加物种多样性，促进生物的进化。 趋同适应是指亲缘关系很远甚至完全不同的类群，长期生活在相似的环境中，表现出相似的外部特征, 在生态系统中起相同的作用，占有相同或相近的生态位。而趋同适应的结果使生物类群产生了相似的生活型。可以称为生态等值种。发生趋同适应的物种可以提高对生态因子的耐受性，更好的适应生活环境，使其在竞争中不处于劣势。 3.陆生动物是如何调整水分代谢，适应陆地环境的？ 陆生动物失水的主要途径是排尿、排粪、皮肤和呼吸道表面的蒸发等；得水可能通过饮水、食物、体表吸水及代谢水等途径。 1.通过饮水和进食从外界获得水分，这是陆生动物得水的最主要的方法。两栖类和某些无脊椎动物生活在潮湿的环境中能通过皮肤吸水；在干旱缺水的环境中的动物，常利用代谢水弥补体内水分。如100g糖氧化产生55g水，100g脂肪氧化可产生110g水。 2.陆生动物减少失水的适应形式是多种多样的，首先是减少水分蒸发，节肢动物体表有厚角质层和蜡膜，爬行动物表有鳞片或甲片能有效减少水分的蒸发，昆虫能通过气门瓣的关闭，最大限度的降低呼吸失水。大多数陆生动物可对呼吸水分进行回收。 3.减少排泄失水，许多昆虫，马尔比基管有渗透作用而吸收水分，消化道后肠部分也能吸水。 4.减少蛋白质的代谢产物的排泄失水，两栖类和兽类排泄尿素，而昆虫、爬行类、鸟类则排尿酸。1g氨需耗水300～500ml，排泄1g尿素或尿酸，需水量分别为
１１生态学原理 (主编宗浩副主编蒋光藻刘智慧编著马丹炜刘智慧陈自勉宗浩蒋光藻３电子科技大学出版社ＦＫ）４０ｍｍ ０”生态学原理（Ｚ４主编４Ｋ宗浩４副主编４Ｋ蒋光藻刘智慧４编著(以姓氏笔划为序)４Ｋ马丹炜刘智慧陈自勉宗浩蒋光藻）６ｍｍ４ＳＳ电子科技大学出版社 ３［川］ＷＢ新登字号ＤＷ４责任编辑Ｋ×××３ｍｍ Ｋ２７内容提要”ＳＳ 全书为7章。包括生物与环境、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、系统生态学和应用生态学。本书由作者多年来总结生态学教学和科研的经验,并收集国内外生态学发展的资料编写而成。以阐明生态学原理为主,图文并茂。适用于作生命科学各专业普通生态学教材。也可作为环境科学专业、环境工程专业,农业相关专业的生态学基础教材,还可供生态学、环境保护、公共卫生、及农林牧副渔有关工作者参考。Ｋ３６ｍｍ ＦＬ（１，２ＬＬ（４”生态学原理主编Ｋ宗浩副主编Ｋ蒋光藻刘智慧编著Ｋ马丹炜刘智慧陈自勉宗浩蒋光藻”ＳＳ电子科技大学出版社出版(成都建设北路二段四号)邮编:610054电子科技大学印刷厂印刷开本 787×1092 1/16印张 25.75字数 62.7万字版次 1996年8月第一版印次 1996年8月第一次印刷印册 1000册ISBN ××××××定价:元）ＦＬ） ２前言Ｋ 生态学的理论和应用,由于其与世界的环境保护,资源的合理开发、利用和保护,乃至人类本身在地球上的持续生存有着最密切的关系。生态学近年来发展异常迅速,新的理论、新的方法、新的研究领域快速涌现出来。生态科学在即将走进21世纪时,它已经从一个描述性的科学,进入了一个定量或半定量的严密学科和实验学科。本书在长期使用的讲义的基础上修改、充实新的内容编写而成。本书第一次尝试把系统生态学作为一章。以往的生态学教材都仅作为附录或简介。我们认为“系统生态学的出现,使生态学领域出现了革命”(E. Odum, 1977)。因此,在生态学的教科书中应该有它的位置。此外,目前本科生对阅读生态学杂志和学报有一定困难,应该对他们进行系统生态学的基础教育。 本书在绪论后按生物与环境、种群、群落生态系统、系统生态学和应用生态学的顺序介绍生态学基本原理。全书提纲由宗浩起草,经编写组审查,和听取有关专家的意见,反复修改编写而成。全书第三章种群生态学、第五章生态系统生态学、第六章系统生态学由宗浩编写,第一章绪论、第七章应用生态学的第一,二节由刘智慧编写,第七章第三节由蒋光藻编写,第二章生物与环境由陈自勉编写,第四章群落生态学由马丹炜编写。最后全书由宗浩统稿。在编写过程中,错误和不妥之处在所难免,敬请有关专家和广大读者批评指正。本书从构思到编写过程都得到钟章成教授的关心和指导,在此表示感谢。郑鸽同志为本书绘制了主要的图、表,并进行了部分编辑和校对,在此也表示谢意。（ＺＳＳ宗浩1996年3月） ２目录 第一章绪论。[CM(10mm](1)[CM)] 第一节生态学的概念。[CM(10mm](1)[CM)] 第二节生态学的历史发展。[CM(10mm](2)[CM)] 第三节生态学的分支及其在现代科学体系中的地位。[CM(10mm](6)[CM)] 第四节生态学的研究内容。[CM(10mm](7)[CM)] 第五节生态学的发展趋势和前沿课题。[CM(10mm](8)[CM)] 第二章生物与环境。[CM(10mm](10)[CM)] 第一节生态因子的分类及作用特点Ｋ。[CM(10mm](10)[CM)] 一、环境与生态因子。[CM(10mm](10)[CM)] 二、生态因子的分类。[CM(10mm](10)[CM)]