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生态学总结

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生态学

绪论

1935年,坦斯利(A.G.Tansley)首先提出生态系统(Ecosystem)的概念;

1942年,前苏联苏卡切夫院士提出类似的名词“生物地理群落”(Geobiocenoce).

1942年,林德曼(R.L.Lindeman)提出“十分之一”定律

生物圈: 地球上全部生物和一切适合于生物栖息的场所。它包括岩圈(lithosphere)的上层、全部水圈(hydrosphere)和大气圈(atmosphere)的下层

生态学是研究生物与环境相互关系的科学

第二章

物种species:是指一类生物个体的集合,其中的个体之间在自然条件下能相互交配产生具有生殖能力的正常后代个体

环境(environment) 是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。

构成环境的各要素称为环境因子

生态因子是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。

生态因子中生物生存不可缺少的因子称为生物的生存因子(或生存条件、生活条件)。所有的生态因子综合作用构成生物的生态环境(Ecological environment)。

具体的生物个体或群体生活区域的生态环境与生物影响下的次生环境统称为生境(Habitat).

环境对生命系统的影响称为生态作用(Ecological action)

生命系统改变其自身的结构与过程以便与其生存环境相协调的过程称为生态适应(Ecological adaptation).

而生物反过来对环境的影响和改变称为生态反作用(Ecological reaction)

因子的质:指因子的状态是否对生物有意义。

因子的量:在生物的质对生物有意义的前提下,因子对生物的作用程度随其量的变化而变化。

因子的持续时间:在质和量的基础上,环境因子对生物的作用必须有一定的持续时间才能对生物起作用,使生物做出响应最小因子定律”(Liebig’s law of minimum)

植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素,这些处于最低量的营养元素称最小因子(Justus von Liebig,1840,德国)。两个补充条件(Odum,1983):

1)严格的稳定状态;

2)因子补偿作用(factor compensation) :生物在一定程度和范围内,能够减少温度、光、水等生态因子的限制作用。在众多生态因子中,任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子

限制因子定律

生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时,都对生物具有限制性影响

耐受性定律”(Shelford’s law of tolerance)(V.E.Shelford,1913,美国)

任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多(当其接近或达到某种生物的耐受度)时会使该种生物衰退或不能生存

生态幅的概念(ecological amplitude, 生态价ecological valence)

每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即有一个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点(或称耐受性的上限和下限)之间的范围

生物在实验/自然条件下,诱发的生理补偿变化称为驯化

内稳态(homeostasis): 生物系统通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定

适应(adapatation) :生物对环境压力的调整过程。分基因型适应和表型适应两类,后者又包括可逆适应和不可逆适应。如桦尺蠖在污染地区的色型变化

适应组合(adaptive suites):由于生态因子之间相互作用的关联性、协同性和增效性,生物对环境的适应通常并不仅仅表现在形态适应或生理生化适应或行为适应一种单一的机制,往往要涉及到一组(或一整套)彼此相互关联的适应性,这一整套协同的适应特性

趋同适应:不同生物适应相同环境产生相同的适应叫趋同适应。

生活型:趋同适应产生的相同生态习性的不同生物类群叫生活型

趋异适应:同种生物适应不同的环境产生不同的适应叫趋异适应。

生态型:趋异适应产生的同种生物不同基因型类群叫生态型。

生态位--有机体在环境中占据的地位;

栖息地--有机体所处的物理环境

光补偿点 (compensation point) :光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度;

光饱和点(saturate point):当光照强度达到一定水平后,光合产物不再增加或增加得很少,该处的光强度即为光饱和点。光周期现象(photoperiodism):Garner等人(1920)发现明相暗相的交替与长短对植物的开花结实有很大的影响。这种植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应,称光周期现象。

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完成某一发育阶段的发育过程,而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数,称总积温或有效积温,T0又称生物学零度,K是总积温(常数)。

有效积温法则的意义预测生物发生的世代数;预测生物地理分布的北界;

预测害虫来年的发生程历;制定农业气候区划,合理安排作物;应用积温预报农时

阿伦规律(Allen’s rule):寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分(如四肢、尾、耳朵及鼻)有明显趋于缩小的现象,称阿伦规律,是减少散热的适应(缩减无效附件)。

贝格曼规律(Bergman’s rule):生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大,这种趋向称贝格曼规律,是减少散热的适应。(降低比表面积)

约旦规律(Jordan’s rule):鱼类的脊椎骨数目在低温水域比在温暖水域的多。

物候现象:受环境(气候、水文、土壤)影响出现的以年为周期的自然现象。

物候:植物适应一年中的气候条件的季节性变化,形成与之相应的生长发育规律。

物候期:物候现象发生的时间

名词解释

因子的替代作用(factor substitution)

生态价(生态幅)(ecological amplitude or ecological valence)

谢尔福德耐受性定律(Shelford’s law of tolerance)耐受冰结*(freezing tolerance)阿伦规律(Allen’s law)小气候(microclimate) 生态因子(ecological factors)光周期现象(photoperiodicity)限制因子(limiting factors)适应(adaptation)

思考题-问答题

1.试述光与动物密切有关的几种生物节律,并简述其生态适应意义。

2.简述陆栖动物的保水机制。(简述陆生动物在水代谢方面的适应性特征。)

3.简述耐受性定律及其补充原理。*

4.举例说明限制因子概念在生态学研究中的重要性。

5.从动植物对日照长度变化的适应出发解释生物的光周期现象。

6. 简述光照强度与陆生动植物的关系。

7.从形态、生理和行为三个方面阐述生物对高温环境的适应。(简述生物对极端温度的适应。)

8.简述水生动物(鱼类)的水平衡调节机制。

9. 简述环境因子的分类类型及其生态作用特点。(如何看待生态因子的作用?)

10. 简述有效积温法则,评述其意义和局限性。

11.为什么动物在高温环境下维持恒定体温比在低温下困难?它们对高温环境的适应性特征有哪些?*

12. 以某种动物或类群为例,说明其适应环境的主要方式。*

13. 试述全球环境的地带性规律及其形成原因。

14. 简述生物对环境适应的基本方式及其意义。

15. 简述温度的生态作用。

16. 生物如何适应不同的水环境?

17. 比较Liebig最小因子法则和 Shelford耐受性法则的异同。

第三章

种群(population): 在一定空间中,同种个体的组合。为了强调不同的面,有的生态学家还在种群定义中加进其他一些内容,如能相互进行杂交、具有一定结构、一定遗传特性等内容。

种群不仅是自然界物种存在、物种进化、物种关系的基本单位,也是生物群落、生态系统的基本组成成份,同时,还是生物资源保护、利用和有害生物综合管理的具体对象。

种群生物学(population biology): 研究种群的结构、形成、发展和运动变化过程规律的科学。最主要组成部分是种群遗传学和种群生态学。

种群遗传学( population genetics ): 研究种群的遗传过程。

种群生态学( population ecology ): 研究种群内各成员之间、它们与其他种群成员之间、以及它们与周围环境中的生物和非生物因素之间的相互关系。种群动态是种群生态学研究的核心。

单体生物(unitary organism)单体生物个体清楚,基本保持一致的体形,每一个体来源于一个受精卵。如鸟类、兽类等。

构件生物(modular organism)构件生物由一个合子发育成一套构件,由这些构件组成个体。如水稻、浮萍、树等。

研究种群生态学的意义理论意义:开辟生态学研究的新领域。

实践意义:了解生物在生态系统中的地位;了解数量的时空动态;实施物种保护。

种群主要特征

数量特征:种群参数变化是种群动态的重要体现。

空间特征组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局,称为种群的内分布型(internal distribution pattern)。遗传特征:种群具有一定的遗传组成,是一个基因库。

种群大小(Size):一个种群的全体数目多少。200只羊

密度(Density):单位面积或单位容积内某个种群的个体数目。320人/平方公里。

相对密度公式:D=n/a·t

粗密度(Crude Density): 是指单位空间内的个体数(或生物量)

生态密度(Ecological Density) :是指单位栖息空间(种群实际所占据的有用面积或空间)内的个体数(或生物量)

多度(abundance):一定范围内的个体数量(种群密度)。

丰富度(richness):一定范围内的物种多寡。

种群密度的估计方法:

绝对密度(absolute density)估计:单位面积或空间上的个体数量。

相对密度(relative density)估计:表示个体数量多少的相对指标。

绝对密度(absolute density)估计:总数量调查(total count) :计数某地段全部生活的个体数量。

取样调查(sampling methods) :计数种群的一小部分用以估计种群整体。

样方法(use of quadrats):在若干样方中计数全部个体,然后将其平均数推广,来估计种群整体。

标志重捕法(mark-recapture methods) :在调查地段中,捕获一部分个体进行标志,然后放回,经一定期限后进行重捕。根据重捕中标志的比例,估计个体的总数。

去除取样法(removal sampling) :以单位时间的捕获数(Y)对捕获累积数(X)作图,得到一条回归直线,直线在X轴上的截距为估计的种群数量。

相对密度(relative density)估计:表示个体数量多少的相对指标。

影响种群密度的因素:环境中可利用的物质和能量的多少种群对物质和能量利用效率的高低

生物种群营养级的高低种群本身的生物学特性(如同化能力的高低等)

饱和点”和最适密度:当环境中拥有可利用的物质和能量最丰富、环境条件最适应时,某种群可达到该环境下的最大密度,这个密度称为“饱和点”。维持种群最佳状况的密度,称为最适密度

拥挤效应:将几十只老鼠放在面积9m2的栏圈内,不限制他们的食物、饮水和空气,研究长达两年。按正常的繁殖比例计算,预计最终会有5000只成年鼠。然而试验结果是栏圈内成年鼠的数目从未超过200只。科学家发现,在这个拥挤的环境里,虽然食物、饮水和筑巢材料很丰富,但动物的行为发生了异常。引起拥挤效应。

生理出生率(physiological natality):种群在理想条件下所能达到的最大出生数量,又称最大出生率(maximum natality)。

生态出生率(ecological natality):一定时期内,种群在特定条件下实际繁殖的个体数量,它受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响,又称实际出生率(realized natality)。

生理死亡率(physiological mortality ):最适条件下,所有个体都因衰老而死,这种死亡率称生理死亡率,又称最小死亡率(minimum mortality)

生态死亡率(ecological mortality):一定条件下,种群实际的死亡率,又称实际出生率(realized)。

种群各年龄组的个体数或百分比的分布呈金字塔形,因此,称这样的年龄分布称为年龄金字塔或年龄锥体(age pyramid)。年龄锥体有三种类型:下降(declining)、稳定(stable)和增长(increasing)型。

性比(sex ratio):同一年龄组的雌雄数量之比,即年龄锥体两侧的数量比例.

第一性比:种群中雄性个体和雌性个体数目的比例;

第二性比: 个体性成熟时的性比;

第三性比: 充分成熟的个体性比。

根据大约同一时间出生的一组个体(同生群)从出生到死亡的记录编制的生命表称同生群生命表。

静态生命表(static life table)((特定时间生命表(time-specific life table);垂直生命表(vertical life table)):根据某一特定时间对种群作一年龄结构调查数据而编制的生命表称表态生命表。

综合生命表(complex life table):包括了出生率的生命表称综合生命表。

作用:综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命预测某一年龄组的个体能活多少年不同年龄组的个体比例情况

各类生命表的优缺点及生命表的意义

同生群生命表个体经历了同样的环境条件,而静态生命表中个体出生于不同的年份,经历了不同的环境条件,因此,编制静态生命表等于假定种群所经历的环境没有变化,事实上情况并非如此。

同生群生命所研究的对象必须是同一时间出生的个体,但历时太长工作量太大,难以获得生命表数据。静态生命表虽有缺陷,在运用得法的情况下,还是有价值的。

通过生命表的研究可以了解种群的动态。

内禀增长能力

内禀增长能力定义:在种群不受限制的条件下,即能够排除不利的天气条件,提供理想的食物条件,排除捕食者和疾病,我们能够观察到种群的最大增长能力(rm )。rm是最大的瞬时增长率,即内禀增长率(intrinsic or innate rate of increase)或内禀增长能力( innate capacity of increase )。

内禀增长能力的意义:可以敏感地反应出环境的细微变化,是特定种群对于环境质量反应的一个优良指标;

种群扩散(dispersal)扩散是种群动态的一个重要方面,通过作用扩散可以使种群的个体迁出和迁入,从而增加或降低当地种群的密度

种群扩散的意义:减少种群压力,扩大分布区,形成新种。

生物入侵指生物通过扩散造成异地经济损失、严重危害生态环境安全的现象,入侵生物种包括细菌、害虫、藻类等,传播途径千变万化,常令人防不胜防

生态入侵(ecological invasion)由于人类有意识或无意识地将某种生物带入适宜于其栖息和繁衍的地区,种群不断扩大,分布区逐步稳定地扩展,这个过程称生态入侵。

生态入侵的后果:排挤当地的物种,改变原有的生物地理分布和自然生态系统的结构与功能 ,对环境产生了很大的影响。入侵种经常形成广泛的生物污染 ,危及土著群落的生物多样性并影响农业生产。

种群的逻辑斯谛增长(连续增长模型):随着资源的消耗,种群增长率变慢,并趋向停止,因此,自然种群常呈逻辑斯谛增长。体现在增长曲线上为“S”型。种群停止增长处的种群大小通常称“环境容纳量”或K,即环境能维持的特定种群的个体数量。种群增长可以用逻辑斯谛模型描述。

模型前提条件:增长率变化:有限环境,有一个环境条件所允许的最大种群值,即环境容纳量K;世代重叠;密度与增长率关系是随种群的密度增加,种群的增长率所受的影响逐渐地、按比例地增加。r'= r(1-N/K)。

逻辑斯缔方程的意义

它是两个相互作用种群增长模型的基础;

它是渔业、林业、农业等实践领域中确定最大持续产量的主要模型;

模型中的两个参数K和r已成为生物进化对策理论中的重要概念。

平衡学说(Nicholson A J):种群是一个自我管理系统,为了维持平衡,当动物种群的密度很高时,调节因素的作用必须

更强,当密度低时,调节因素的作用就减弱。

Smith的种群调节观点:种群的特征是既有稳定性,也有连续变化。密度虽不断变化,却是围绕着一个“特征密度”而变化。非密度制约因素不可能决定种群的平衡密度,只有密度制约因素才能决定种群的平衡密度。

思考题--名词解释题

. 种群(population)√

2. 单体生物与构件生物(unitary organism and modular organism)

3. 最大出生率与实际出生率(maximum natality and realized nataity)√

4. 生态寿命(ecological longevity)

5. 年龄锥体(年龄金字塔)(age pyramid)√

6. 动态生命表(特定年龄生命表;同生群生命表;水平生命表)(dynamic life table ; age-specific life table; cohort life table; horizontal life table)√

7. 内分布型(internal distribution pattern)

思考题—问答题1

1.种群的基本特征是什么?包括哪些基本参数?√

2.种群数数统计的常用方法有哪些?

3.为什么说种群动态是种群生态学的核心问题?

4.种群动态研究的基本方法有哪些?评价这些方法的利弊。(评述生态学研究中的野外、实验和模型的方法优缺点,在具体工作中如何运用?)

5.何谓年龄锥体?列出其基本类型. 研究年龄锥体和生命表有何意义?√

6.什么是生命表?有哪几种类型?

7.如何用种群的年龄结构分析种群的动态以及评价环境的优劣?

8.对于一个生命表:①通常包括哪些栏目?生命期望的含义是什么?②怎样区分动态和静态生命表?它们在什么情况下适用?③如何用综合生命表的数据计算净生殖率(R0)?写出计算公式。

9.什么是内禀增长率?研究种群的内禀增长率有何意义?

10.简述种群增长的逻辑斯谛模型及其主要参数的生物学意义.√(种群逻辑斯谛增长曲线的五个时期; 简述种群世代重叠的有限增长模型以及各参数的生物学意义)。

11.如何通过种群增长的指数模型建立逻辑斯谛模型?逻辑斯谛方程的哪一部分引起增长曲线呈“S”?

第四章

基因是带有可产生特定蛋白质遗传密码的DNA片段,在二倍体生物,由两个等位基因构成,每一等位基因来自一条同源染色体。

遗传型和表现型

个体的遗传结构叫遗传型,遗传型在个体中的表达叫表现型。

一个物种的全部遗传信息的总和则称为基因组(genome)。

种群中全部个体的所有基因总和称基因库(gene pool)。

基因频率和哈温定律

基因频率: 种群中某一基因出现的频率

哈温定律(Hardy-Weinberg law):指在一个巨大的、随机交配和没有干扰基因平衡因素的种群中,基因型频率将世代保持稳定不变。

多形现象(polymorphism):种群中许多等位基因的存在导致一种以上的表现型

变异(variation)和遗传漂变(genetic drift)

变异是指个体或群体之间的形态、生理、行为和生态特征上的差别和区别,通常指遗传变异。

基因频率在小的种群里随机增减的现象称遗传漂变。

进化动力:自然选择和遗传漂变是两种进化的动力

广布种的形态、生理、行为和生态特征往往在不同地区有显著的差异,称地理变异。地理变异反映了物种种群对于环境选择压力空间变化的反应。环境压力的变化有时是连续的,有时是不连续的,生物的适应性反应也可分两类,形成渐变群和地理亚种。

渐变群(cline):选择压力地理空间上的连续变化导致基因频率或表现型的渐变,形成一变异梯度,称为渐变群。

工业黑化现象(industrial melanism):桦尺蠖(Biston betularia)在污染区黑色型占优势,在未污染区则仍以浅色型个体占优势。

现代的物种概念(Mayr,1982) 由许多群体形成的生殖单元(与其他单元生殖上隔离),占有一定的生境位置

物种形成(allopatric speciation)过程大致分三个步骤:①地理隔离;②独立进化;③生殖隔离机制的建立

生态对策(bionomic strategy)(生活史对策 life history strategy ):生物在进化过程中,对某一些特定的生态压力所采取的生活史或行为模式,称生态对策。

生活史的概念:生活史是生物学家很熟悉的概念,它可定义为物种的生长、分化、生殖、休眠和迁移等各种过程的整体格局。

r-对策(r-strategy):生活在条件严酷和不可预测环境中,种群死亡率通常与密度无关,种群内的个体常把较多的能量用于生殖,而把较少的能量用于生长、代谢和增强自身的竞争能力。

r-选择( r-selection) :采取r-对策的生物称r-选择者,通常是短命的,生殖率很高,可以产生大量的后代,但后代的存活率低,发育快,成体体形小

K-对策(K-strategy):生活在条件优越和可预测环境中,其死亡率大都取决于密度相关的因素,生物之间存在着激烈的竞争,因此种群内的个体常把更多的能量用于除生殖以外的其他各种活动。

K-选择( K-selection )者:采取K-对策的生物称K-选择者,通常是长寿命的,种群数量稳定,竞争能力强,个体大但生殖力弱,只能产生很少的后代,亲代对后代有很好的关怀,发育速度慢,成体体形大

r-K连续体( r-K continuum ): r-选择和K-选择是两个进化方向的不同类型,从极端的r-选择到极端的K-选择之间有许多过渡类型,有的更接近于r-选择,有的更接近于K-选择,两者间有一个连续的谱系,称r-K连续体。

r-对策的优缺点:

优点:生殖率高,发育速度快,世代时间短,因此,种群在数量较低时,可以迅速恢复到较高的水平;后代数量多,通常具有较大的扩散迁移能力,可迅速离开恶化的环境,在其他地方建立新种群,因此,常常出现在群落演替的早期阶段;由于高死亡率、高运动性和连续面临新环境,可能使其成为物种形成的新源泉。

缺点:死亡率高、竞争力弱、缺乏对后代的关怀,高的瞬时增长率必然导致种群的不稳定性,因此,种群的密度经常激烈变动。

K-对策的优缺点:

优点:种群的数量较稳定,一般保持在K值附近,但不超过此值,因此,导致生境退化的可能性小;具有个体大和竞争能力强等特征,保证它们在生存竞争中取得胜利。

缺点:由于r值较低,种群一旦遭到危害,难以恢复,有可能灭绝。

R-、C-和S-选择的生活史模式

R-选择:在资源丰富的临时生境中的选择,主要将资源分配给生殖。

C-选择:在资源丰富的可预测增生中的选择,主要将资源分配给生长。

S-选择:在资源胁迫的生境中的选择,主要将资源分配给维持。

休眠:是由不良环境条件直接引起的,当不良环境条件消除时,便可恢复生长发育。如东亚飞蝗以卵越冬,甜菜夜蛾以蛹越冬等都属于休眠性越冬。休眠性越冬的昆虫耐寒力一般较差。(冬眠和夏眠)

滞育 :是昆虫长期适应不良环境而形成的种的遗传性。

种群的遗传与进化思考题

遗传漂变(genetic drift)适合度(fitness)渐变群(cline)工业黑化现象(industrial melanism)

生态对策(bionomic strategy)r-选择(r-selection)√K-选择(K-selection)√

r-K连续体(r-K continuum)√基因组和基因库

问答

R对策和K对策在进化过程中各有什么优缺点?√

物种进行的方式有哪几种?

简述遗传变异的生态学意义。

种群进化过程中,自然选择有哪几类?

第五章

性别生态学:性别关系类型、动态及环境因素对性别的影响

求偶行为的生态学意义①吸引异性;②防止与异种个体杂交;③激发对方的性欲望;④选择最为理想的配偶。

Darwin的理论

性选择:(sexual selection)一词首先被达尔文在1871年所使用,主要是指通过选择使某一个体在寻求配偶时获得比同性其他个体更有竞争力的特征。达尔文设想性选择是通过两种方式发生的:①性内选择;②性间选择。

Fisher的理论:建立在主动选择基础上的性选择可以导致性二型特征的进化。

Trivers的理论:在雄性不承担任何抚育后代责任的物种中,如果雌性个体具有足够的辨别力,使它所选择的配偶所具有基因质量优于自身,那么,进行有性生殖仍然是有利的

存最小种群原则:(如非洲象每群至少5头,北方鹿每群不少于300头)

一些营群聚生活的生物,其群聚的程度有一个下限的要求,如果低于临界下限,该生物种就不能正常生活,甚至不能生阿利氏原则:一个物种种群的聚集程度和密度一样,随种类和条件而变化,过疏(缺乏群聚)或过密,都可能有限制性影响。种群总是避免过分分散和过分拥挤,使种群内个体能获得最佳的生活和生存条件

竞争(competition)是利用有限资源的个体间的相互作用。

在一定时间内,当种群的个体数目增加时,就必定会出现邻接个体之间的相互影响也叫密度效应

最后产量衡值法则:在一定范围内,当条件相同时,不管种群的密度如何,其最后产量差不多总是一样。对车轴草,按不同播种密度种植,在同等肥力的地方,并不断观察其产量,发现62天后产量与密度呈正相关,但最后的181天产量与密度变化无关,即在很大播种密度范围内,其最终产量是相等的。可用模型描述为:

Y=W×d=C

式中,Y为终产量,W为平均每株重,d为密度,C为常数

-3/2自疏法则

自疏现象:同一种植物因密度引起的个体死亡。同样年龄大小的固着生活生物中,竞争个体不能通过运动逃避竞争,因此竞争中失败者死去,这种竞争结果使较少量的较大个体存活下来,这一过程叫自疏(shlf-thinning)。自疏导致的密度和个体重量的关系:W = C d -a

式中W为平均每株重,d为密度,C、a为常数。两边取对数,表示为密度与单株平均重的关系:a为一个恒定数值等于3/2,其双对数曲线斜率为 -3/2,故称为Yoda –3/2自疏法则( Yoda –3/2 law)。

他感作用(allelopathy):某些植物能分泌一些有害化学物质,阻止别种植物在其周围生长,这种现象称他感作用, 或叫异株克生。

他感作用例子:北美的黑胡桃(Juglans nigra)抑制离树干25m范围内植物的生长,其根抽提物含有化学苯醌,可杀死紫花苜蓿和番茄类植物。

领域性(territoriality):动物的个体、家庭,甚至社群所占据的、并积极保卫不让同种其它个体侵入的空间,称领域(territory)。这种占有领域的行为称领域行为,这种现象称领域性。动物的领域随占有者的体重而变化,受食物品质影响,领域面积随生活史而变化。

领域的特征与意义:

领域的主要特征有三点:

①领域是一个固定的区域,且大小可调整;②领域受积极保护;③领域的使用是排他性的。

领域使动物可以得到充足的食物,减少对生殖活动的外来干扰,使安全更有保

社会等级(social hierarchy): 一群同种动物中,各个体的地位有一定的顺序性。其基础是支配—从属关系。支配—从属关系有三种基本形式:

独霸式:群体内只有一个个体支配全群,其他个体都服从它而不再分等级。

单线式:群内个体成单线支配关系,甲制乙,乙制两...以此类推。

循环式:甲制乙,乙制丙,而丙又制甲的形式。

合作(cooperation)行为是动物界常见现象。指个体通过相互联合,从而对彼此间有利的行为。合作常常是暂或过渡性的,但也可能是长久性的。

亚洲黄猄蚁(Oecophylla smaragdina)的协同织巢活动

利他(altruism)行为是指一个体牺牲自我而使社群整体或其他个体获得利益的行为。利他行为可以对直系亲属、近亲家族、整个群体有利。

普通吸血蝠(Desmodus otundus)的反哺行为

白额蜂虎(Merops bullockoides)在生殖季节充当帮手

偏利共生:仅对一方有利的共生,如藤壶附着在螺壳上,鮣鱼附在鲨鱼腹部

互利共生(mutualism): 不同种两个个体间的一种互惠关系,可增加双方的适合度

高斯假说(竞争排斥原理)

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物种,不能长期共存在一起。

要求相同资源的两个物种不共存与一个空间

长期共存在同一地区的两个物种,由于剧烈竞争,他们必然会出现栖息地、食物、活动时间或其他特征上的生态位分化种间竞争的模型(为了对种间竞争程度进行量比)

假设两个物种,单独生长时增长曲线为逻辑斯蒂模型

若将两个物种放在一起,他们发生竞争,从而影响其他种群增长:

假设α表示在物种1的环境中,每存在一个物种2的个体,对于物种1的效应。β表示在物种2的环境中,每存在一个物种1的个体,对于物种2的效应

洛特卡-沃尔泰勒(Lotka-Volterra)模型

逻辑斯缔模型: dN/dt=rN(K -N)/K

Lotka-Volterra竞争模型Lotka,1925;Volterra,1926)

生态位(niche)是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。

多维生态位空间(multidimensioanl niche space):影响有机体的环境变量作为一系列维,多维变量便是n-维空间,称多维生态位空间,或n-维超体积(n-diensional hypervolume)生态位。

基础生态位(fundamental niche):生物群落中,某一物种所栖息的理论上的最大空间,称为基础生态位。

实际生态位(realized niche):生物群落中物种实际占有的生态位空间称实际生态位。

竞争排斥(competitive exclusion)原理:高斯(Gause)认为共存只能出现在物种生态位分化的稳定、均匀环境中,因为,如果两物种具有同样的需要,一物种就会处于主导地位而排除另一物种。

生态位重叠(niche overlap): 两物种生态位空间的相互重叠部分,称生态位重叠。

生态位漂移(niche shift):资源竞争而导致两物种的生态位发生变化称生态位漂移。

性状替代(character displacement):竞争产生的生态位收缩导致物种形态性状的变化,叫性状替代。

生态位分离(niche separation):种间竞争结果使两物种的生态位发生分化,从而使生态位分开。

竞争释放(competion release):在缺乏竞争者时,物种会扩

一个种群个体数量的增加将会导致捕食者种群个体数量增加,从而加重了对另一物种的捕食(妨碍)作用,反之亦然。由于通过共同捕食者而相互影响,两个物种可都不受资源短缺的限制,因此称似然竞争。

捕食:生物摄取其他生物个体(猎物)的全部或部分为食的现象

Lotka-Voterra捕食者-猎物模型

猎物在没有捕食者条件下按指数增长

dN/dt=r1N N- 猎物种群密度,t-时间, r1-猎物的种群增长率。

捕食者在没有猎物条件下按指数减少

dP/dt=-r2P P-捕食者的种群密度, t-时间,r2-捕食者的种群增长率。

当两者共存于一个有限的空间内,捕食者发现和进攻猎物的效率为ε,可称为压力常数,即平均每一捕食者捕杀猎物的常数;捕食者利用猎物而转变为更多捕食者的常数为θ,即捕食效率常数。

猎物的种群增长方程:dN/dt=r1N -εPN ...(1)

捕食者的种群增长方程:dP/dt=-r2P +θNP ...(2)

协同进化是指在进化过程中,一个物种的性状作为另一物种性状的反应而进化,而后一物种的性状本身又作为前一物种性状的反应而进化的现象。

寄生(parasitism): 一种从另一种生物的体液、组织或已消化物质中获取营养,并对宿主造成危害的情况。

社会性寄生物(social parasites):不通过摄取寄主的组织获益,而是通过强迫寄主提供食物或其他利益面获利。如杜鹃的巢寄生等。

寄主-寄生物协同进化寄生物与其寄主间紧密的关联经常会提高彼此相反的进化选择压力,在这种压力下,寄主对寄生反应的进化会提高寄生物的进化变化

名词解释

性状替换(character displacement)适应辐射(adaptive radiation)竞争替代(competitive displacement)领域(territory)与领域行为(territorial behavior)社会行为(social behavior)利他行为(altruism)他感作用(allelopathy)基础生态位与实际生态位(fundamental niche and realized niche)生态位与生态价(生态幅)(niche and ecological valence)竞争排斥原理(competitive exclusion principle)协同进化(coevolution)

植物的防御反应(plant defense)

互利共生(mutualism)

问答题

从植物和植食动物的关系入手,阐述协同进化原理。

根据生态位理论,阐述竞争排斥原理。

写出Lotka-Volterra 的种间竞争模型(数学形式),说明其中变量和参数所代表的意义,并评述模型的行为。

写出Lotka-Volterra 的捕食模型(数学形式),并说明其中变量和参数所代表的意义。

阐述下列命题:①捕食者与猎物的协同进化(捕食者和被捕食者的相互适应是长期协同进化的结果);②寄生物和宿主的相互适应;③在生物群落中,物种间的竞争可能会导致生态位的分化。

简述两种间相互作用的类型(种间相互作用的实质是什么?两种间相互作用的类型有哪些?探讨寄生、共生形成的机制。)动物的通讯方式有哪些?

简述社会行为和社会等级的概念,并说明支配-从属关系的基本形式。

食物因子的生态作用?动物食性分化及其生态学意义?

动物集群的生态学意义?

简述社会行为和社会等级的概念,并说明支配-从属关系的基本形式。

第六章

群落(community): 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,具有特定的形态结构与营养结构,执行一定的功能,这种多种群的集合称群落。

以生物群落为对象,研究群落的这些特征的生态学分支就是群落生态学(Community Ecology)

群落的基本特征

具有一定的种类组成:物种数和个体数。

不同物种之间的相互影响:必须共同适应它们所处的无机环境;它们内部的相互关系必须取得协调和发展(种群构成群落的二个条件)。

形成群落环境:定居生物对生活环境的改造结果。

具有一定的结构:形态结构,生态结构,营养结构。

一定的动态特征:季节动态,年际动态,演替与演化.

一定的分布范围:特定的地段或特定的生境。

群落的边界特征:或明确或不明确的边界。

优势种和建群种: 在群落中能有效控制能量流动和物质循环并对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种(dominant species),特征:个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积大、生活能力强,即优势度较大的种;

植物群落中,处于优势层的优势种称建群种(constructive species)。

亚优势种(subdominant species): 指个体数量与作用都次于优势种,但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的物种。

伴生种(companion species):为群落的常见物种,它与优势种相伴存在,但不起主要作用。

偶见种或罕见种(rare species):是那些在群落中出现频率很低的种类,往往是由于种群自身数量稀少的缘故。偶见种可能是偶然的机会由人带入、或伴随着某种条件改变而侵入,也可能是衰退中的残遗种。入侵种?

密度:单位面积或单位空间内的个体数。一般对乔木、灌木和丛生草本以植株或株丛记数。根茎植物以地上枝条记数。

相对密度:样地内某一物种的个体数占全部物种个体数的百分比。

密度比:某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比

生活型(life form):是生物对综合环境条件长期适应的外部表现形式,是植物对相同环境条件进行趋同适应的结果。

植物的生活型类型(Raunkiaer 生活型系统):

1.高位芽植物:休眠芽位于距地面25cm以上。

2.地上芽植物:更新芽位于土壤表面之上,25之下,多为半灌木或草本植物。

3.地面芽植物:又称浅地下芽植物或半隐芽植物,更新芽位于近地面土层内,冬季地上部分全枯死,即为多年生

草本植物。

4.隐芽植物:更新芽位于较深土层中或水中,多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。

5.一年生植物:以种子越冬。

生长型(growth form):根据植物的可见结构分成的不同类群。生长型反映植物生活的环境条件,相同的环境条件具有相似的生长型,是趋同适应的结果

陆生植物大体可分为以下5种主要生长型:

1.树木:在都是高达3m以上的高大木本植物。

2.藤本植物:木本攀缘植物或藤本植物。

3.灌木:是较小的木本植物,通常高不及3m。

4.附生植物:地上部分完全依附在其他植物体上。

5.草本植物:没有多年生的地上木质茎,包括蕨类、禾草类和阔叶草本植物。

6.藻菌植物:包括地衣、苔藓等低等植物。

层片的概念

是群落的结构单元,具有一定的生态生物学一致性和一定小环境的种类组合。

分三级:第一级层片是同种的个体组合;第二级层片是同一生活型的不同植物的组合;第三级层片是不同生活型不同种类植物的组合

层片和层的区别

层可能属于一个层片,也可能属于不同的层片;由于一个层的类型可由若干生活型的植物所组成,因此,层片的范围比层的窄。

群落交错区(ecotone)(生态交错区或生态过渡带):两个或多个群落之间的过渡地带。

边缘效应(edge effect):由于群落交错区生境条件的特殊性、异质性和不稳定性,使得毗邻群落的生物可能聚集在这一生境重叠的交错区域中,不但增大了交错区中物种的多样性和种群密度,而且增大了某些生物种的活动强度和生产力这一现象称边缘交应。

边缘效应产生的原因:在群落交错区往往包含两个重叠群落中所有的一些种以及交错区的特在种;群落交错区的环境比较复杂,两类群落中的生物能够通过迁移而交流,能为不同生态类型植物定居,从而为更多的动物提供食物、营巢地隐蔽条件。

边缘效应原理的实践意义:利用群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积,提高野生动物的产量。人类活动而形成的交错区有的有利,有的是不利的。

同资源种团(集团)(guild): 生物群落中,以同一方式利用共同资源的物种集合,即占据相似生态位的物种集合。

关键种(Keystone species) :生物群落中,处于较高营养级的少数物种,其取食活动对群落的结构产生巨大的影响,称关键种。关键种可以是顶极捕食者,也可以是那些去除后对群落结构产生重大影响的物种。

冗余种(species redundancy):在一些群落中,有些物种是冗余的,它们的去除不会引起生态系统内其他物种的丢失,同时,对整个群落和生态系统的结构和功能不会造成太在的影响。

思考题–名词解释

群落(community)边缘效应(edge effect)群落交错区(ecotone)优势种与建群种(dominant species and constructive species)香农-威纳指数(Shannon-Weiner index)物种丰富度和均匀度(species richness and evenness)镶嵌群落(mosaic community)关键种(keystone species)

同资源种团(guild)

1.群落的基本特征有哪些?(简要说明群落的基本结构与特征)

2.简述关于群落性质的两种对立的观点。

3.决定群落物种多样性梯度的因素有哪些?

4.何谓群落交错区和边缘效应,它们在理论上和实践上有什么意义?

5.何为同资源种团(guilds),它在生态学研究中有何重要意义?

6.分析生物群落中植物组分和动物组分垂直结构的特点,并说明其形成原因。

7.试分析环境的空间异质性对生物群落的结构影响。

8.不同生物物种必须满足哪些条件才能组合在一起构成生物群落?

9.说明生物群落的垂直结构和水平结构。

10.结合“生活型”和“生长型”两个概念,谈谈生物的趋同适应和趋异适应。

第七章

群落演替(community succession):自然群落中,一种群落被另一群落所取代的过程称群落演替。多数群落的演替有一定的方向性,但也有一些群落有周期性的变化,即由一个类型转变为另一个类型,然后又回到原有的类型,称周期性演替,如:石楠→石蕊→熊果→石楠。

演替系列(succession sere):按顺序发生的一系列群落称演替系列。

先锋种(pioneer species)和先锋群落(pioneer community):演替过程中,最早定居下来的物种称先锋种;演替过程中最初形成具在一定结构和功能的群落称先锋群落。

演替顶极(climax)和顶极群落(climax community):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,当群落达到与周围环境取得平衡时(物种组合稳定),群落演替渐渐变得缓慢,最后的演替系列阶段称演替顶极;演替最后阶段的群落称顶极群落。

顶极群落:和当地气候条件保持协调和平衡的群落,这个演替的终点为顶极群落。

顶极群落的特征只取决于气候:给以充分时间,演替过程和群落造成环境的改变将克服地形位置和母质差异的影响。在一个气候区域内的所有生境中,最后都将是同一的顶极群落。

非正常的顶极群落

亚顶极:达到气候顶极以前的一个相对稳定的演替阶段

偏途顶极:由一种强烈而频繁的干扰因素所引起的相对稳定的群落

先顶极:在一个特定的气候区域内,由于局部气候条件适宜而产生的较优越气候区的顶极

超顶极(后顶极):在一个特定的气候区域内,由于局部气候条件差而产生的稳定群落

偏途顶极(分顶极、干扰顶极):由一种强烈而频繁的干扰因素所引起的相对稳定群落。

顶极-格局假说Whittaker(1953)提出在任何一个区域内,环境因子都是连续不断变化的,随着环境梯度的变化,各种类型的顶极群落,如气候顶极、土壤顶极等,不是截然成离散状态,而是连续变化的,因而形成连续的顶极类型,构成一个顶极连续变化的格局。

格局中分布最广泛的位于格局中心的顶极群落,称为优势顶极,它是最能反映该地区气候特征的顶极群落

Whittaker R H(1974)提出识别顶级群落的方法:

1.群落中的种群处于稳定状态;

2.达到演替趋向的最大值,即光合呼吸比接近于1;

3.与生境的协同性高;

4.不同形式和时间的干扰导致的不同演替都向类似的顶级群落会聚;

5.同一区域内具最大的中生性;

6.占有最成熟的土壤;

7.在一个气候区内最占优势;

群落内部环境的变化:是由群落本身的生命活动造成的,与外界环境条件的改变没有直接关系;有些情况下,使群落内物种生命活动的结果,为自己创造了不良的居住环境,使原来的群落解体,为其他植物的生存提供了有利条件,从而引起演替。

外界环境条件的变化:群落之外的环境条件如气候、地貌、土壤和火等成为引起演替的重要条件。

适应对策演替理论(Grime,1989)(Adapting strategy theory)

R—对策种,适应于临时性资源丰富的环境;C—对策种,生存于资源一直处于丰富状态下的生境中,竞争力强,称为竞争种;S—对策种,适用于资源贫瘠的生境,忍耐恶劣环境的能力强,叫做耐胁迫种。Grime(1988)提出,R—C—S对策模型反映了某一地点某一时刻存在的植被是胁迫强度、干扰和竞争之间平衡的结果。该学说认为,次生演替过程中的物种对策格局是有规律的,是可以预测的。一般情况下,先锋种为R—对策,演替中期的多为C—对策,而顶级群落中的种则多为S—对策种。

思考题

名词解释

顶极群落(climax community)群落演替(community succession)演替系列(sere)次生演替(secondary succession)

气候顶极(climatic climax)先锋种(pioneer species)和先锋群落( pioneer community )

问答题

1.群落演替的分类及其主要类型的特点。

2.试比较单顶极群落学说与多顶极群落学说的差异。

3.简述群落演替中物种取代机制。

4.群落演替过程中群落的物种多样性如何变化?

第八章

中国的植物群落分类系统

植被型组(Vegetation type group):如草地

植被型(Vegetation type):如温带草原

(植被亚型Vegetation subtype ):如典型草原

群系组Formation group :如根茎禾草草原

群系Formation :如羊草草原

(亚群系Subformation ):如羊草+丛生禾草草原

群丛组Association group :如羊草+大针茅草原

群丛Association :如羊草+大针茅+柴胡草原

亚群丛(Subassociation

植被分类单位

植被型:最主要的高级分类单位。建群种生活型相同或相似,同时对水热条件、生态关系一致的植物群落联合。

群系:主要的中级分类单位。建群种或共建种相同的植物群落联合。

群丛:基本单位。层片结构相同,各层片优势种或共优势种相同的植物群落联合。

影响陆地生物群落格局的因素

1.纬度:决定太阳辐射量从而影响生物群落分布

2.经度:经度与海陆分布格局有关,决定了陆地受海洋影响不同从而影响群落分布

3.海拔:海拔影响环境温度和降水量,从而影响群落分布

4.其他:其他如地质地理因素,人为因素等都影响着陆地群落的格局

思考题

1.什么是直接梯度分析和间接梯度分析(direct gradient analysis and indirect gradient analysis)?

2.为什么要进行群落分类?

3.群落分类和排序有何异同?

第九章

生态系统(ecosystem)的定义:

由英国植物生态学家A.G.Tansley(1935)提出

指在一定的空间内,生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位,这个生态学功能单位称生态系统。

生态系统的特点:

1.生态系统是生态学的一个主要结构和功能单位,属于经典生态学研究的最高层次;

2.生态系统具有自我调节能力;

3.能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能;

4.生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能量和这些能量在流动过程中的巨大损失,因此,营养级的数

目通常不超过5-6个;

5.生态系统是一个动态系统,要经历一系列发育阶段。

生态系统的组成成分

生产者:自养生物,主要是各种绿色植物,也包括蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌.

消费者:异养生物,主要指以其他生物为食的各种动物,包括植食动物(一级) ,肉食动物(二~四级) ,杂食动物和寄生动物等.

分解者:异养生物,把复杂的有机物分解成简单无机物,包括细菌,真菌,放线菌和动物等

生态系统的结构:空间结构时间结构营养结构

食物链(food chain)和营养级(trophic level):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。

食物链的类型:根据食物链的起点不同,可将其分成两大类:

牧食食物链(grazing food chain):又称捕食食物链,以活的动植物为起点的食物链,如绿色植物,草食动物、各级食肉动物。寄生食物链可以看作捕食食物链的一种特殊类型。

腐食食物链(detrital food chain):又称碎屑食物链,从死亡的有机体或腐屑开始。

食物网 (food web):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,此即食物网

食物链和食物网概念的意义

食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食物链和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、消费者与消费者连成一个整体,反映了生态系统中各生物有机体之间的营养位置和相互关系;各生物成分间通过食物网发生直接和间接的联系,保持着生态系统结构和功能的稳定性。生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物链和食物网进行的。食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律。

林德曼效率:n+1营养级所获得的能量占n营养级所获得的能量之比: Le=In+1/In

林得曼定律(十分之一定律):能量沿营养级的移动时,逐级变小,后一营养级只能是前一营养级能量的十分之一左右生态系统的稳定性(stability)(生态平衡):生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态,表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳定,当受到外来干扰时,平衡将受到破坏,但只要这种干扰没有超过一定限度,生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。

生态系统稳定性包括了两个方面的含义 :一方面是系统保持现行状态的能力 ,即抗干扰的能力(抵抗力resistance);

另一方面是系统受扰动后回归该状态的倾向 ,即受扰后的恢复能力(恢复力resilience)。

生态系统稳定性机制:生态系统具有自我调节的能力,维持自身的稳定性,自然生态系统可以看成是一个控制论系统,因此,负反馈(negative feedback)调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。

生态阈值:生态系统受外界干扰后,自动调节的极限

生态危机:由于人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡,从而威胁人类的生存

反馈调节:当生态系统某一成分发生变化,它必然引起其他成分出现一系列相应变化,这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分

负反馈:系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化,结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化,使生态系统达到或保持平衡或稳态

正反馈:系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化,反过来加速最初发生变化的成分所发生的变化,使生态系统远离平衡状态或稳态。如湖泊污染,导致鱼的数量因死亡而减少,由于鱼体腐烂,加重湖泊污染并引起更多鱼类的死亡。

思考题

1.从负反馈机制入手,谈谈生态系统的自我调节功能。

2.为什么说一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件?

3.谈谈你对生态平衡的看法?

第十章

生物生产:是生态系统重要功能之一。生态系统不断运转,生物有机体在能量代谢过程中,将能量、物质重新组合,形成新的产品的过程,称生态系统的生物生产。生物生产常分为个体、种群和群落等不同层次。

生态系统中绿色植物通过光合作用,吸收和固定太阳能,从无机物合成、转化成复杂的有机物。由于这种生产过程是生态系统能量贮存的基础阶段,因此,绿色植物的这种生产过程称为初级生产(primary production),或第一性生产。

初级生产以外的生态系统生产,即消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢,经过同化作用形成异养生物自身的物质,称为次级生产(secondary production),或第二性生产。

生物量(biomass):某一特定观察时刻,某一空间范围内,现有有机体的量,它可以用单位面积或体积的个体数量、重量(狭义的生物量)或含能量来表示,因此它是一种现存量(standing crop)。

现存的数量以N表示,现在的生物量以B表示。现存生物量通常用平均每平方米生物体的干重(g·m-2)或平均每平方米生物体的热值来表示(J ·m-2 )。

生产量(production): 是在一定时间阶段中,某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。它是时间上积累的概念,即含有速率的概念。有的文献资料中,生产量、生产力(production rate)和生产率(productivity)视为同义语,有的则分别给予明确的定义。

生物量和生产量是不同的概念,前者到某一特定时刻为止,系统所积累下来的生产量,而后者是某一段生态时间内生态系统中积存的生物量。

生态系统中的分解

资源分解的过程:分碎裂过程、异化过程和淋溶过程等三个过程。

资源分解的意义:

理论意义:

1.通过死亡物质的分解,使营养物质再循环,给生产者提供营养物质;

2.维持大气中二氧化碳的浓度;

3.稳定和提高土壤有机质含量,为碎屑食物链以后各级生物生产食物;

4.改善土壤物理性状,改造地球表面惰性物质;

实践意义:粪便处理污水处理

分解作用的三个过程

碎化:把尸体分解为颗粒状的碎屑

异化:有机物在酶的作用下,进行生物化学的分解

从聚合体变成单体(如纤维素降解为葡萄糖)

进而成为矿物成分(如葡萄糖降为CO2和H2O)

淋溶:可溶性物质被水淋洗出,完全是物理过程

第十一章

生物地球化学循环(biogeochemical cycle) :矿物元素在生态系统之间的输入和输出,它们在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动和交换称生物地(球)化(学)循环,

生物小循环:环境中元素经生物吸收,在生态系统中被相继利用,然后经过分解者的作用再为生产者吸收、利用

氨化作用:由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解成为氨和氨化合物,氨溶水成为NH4+,为植物利用

硝化作用:在通气良好的土壤中,氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐,供植物吸收利用反硝化作用:反硝化细菌将亚硝酸盐转变成氮气,回到大气库中

有毒有害物质循环:对有机体有毒有害物质进入生态系统后,沿着食物链在生物体内富集或被分解的过程

生物积累(bioaccumlation): 指生态系统中生物不断进行新陈代谢的过程中,体内来自环境的元素或难分解的化合物的浓缩系数不断增加的现象。

生物浓缩(bioconcentration): 指生态系统中同一营养级上许多生物种群或者生物个体,从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物,使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象,又称生物富集。

生物放大(biomagnification): 指生态系统的食物链上,高营养级生物以低营养级生物为食,某种元素或难分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。生物放大的结果使食物链上高营养级生物体中该类物质的浓度显著超过环境中的浓度。

迁移(transport)是重要的物理过程,包括分散、混合、稀释和沉降等;

转化(transformation)主要是通过氧化、还原、分解和组合等作用,会发生物理的化学的和生物化学的变化

第12章

草原生态系统的特点

草原生态系统中生产者的主体是禾本科、豆科和菊科等草本植物,优势植物以丛生禾本科为主。

垂直结构通常分为三层:草本层、地面层和根层。

草原退化的主要特征:

1.群落优势种和结构发生改变;

2.生产力低下,产草量下降;

3.草原土壤生态条件发生巨变,出现沙化(sandification)和风暴;

4.固定沙丘复活、流沙在掩埋草场;

5.鼠害现象严重;

6.动植物资源遭破坏,生物多样性下降。

荒漠生态系统(desert ecosystem):是地球上最为干旱的地区,其气候干燥,蒸发强烈。由超旱生的小乔木、灌木和半灌木占优势的生物群落与其周围环境所组成的综合体。有石质、砾质和沙质之分。习惯上称石质、砾质的荒漠为戈壁(gobi),或戈壁沙漠(gobi desert);沙质荒漠为沙漠(sandy desert)。

荒漠生态系统的特征:

1.生态环境严酷;

2.荒漠生物群落极为稀少,植被丰富度极低;

3.植物群落以超旱生小乔木和半木本植物为优势物种;

4.生态系统生物物种极度贫乏,种群密度稀少,生态系统脆弱;

荒漠化(desertification):是指在干旱、半干旱地区和一些半湿润地区,生态环境遭到破坏,植被稀少或缺少,土地生产力有明显的衰退或丧失,呈现荒漠或类似荒漠景观的变化过程。我国的荒漠化土地占国土面积的8%。

荒漠化防治对策:加强领导;重视保护濒临荒漠化的生产性地;加强综合整治工作;因地制宜进行治理。

湿地生态系统(wetland ecosystem): 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,具有独特的结构和功能。

湿地生态系统的功能:天然的基因库;潜在资源;净化功能;气候和水文调节等功能。

湿地定义:湿地指不问其天然或人工、永久或暂时的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,常带有静止或流动、咸水或淡水,半碱水或碱水水体,包括低潮时水深不过6 m的滨岸海域。

湿地保护1971年全球政府间的湿地保护公约《关于特别作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》(简称《湿地公约》)诞生;

到1999年已有96个国家加入《湿地公约》。我国于1992年正式加入。我国目前已建立各类保护区152处,有7个自然保护区被列为国际重要湿地

思考题

解释名词:荒漠化湿地

问答题:

1.简述森林、湿地的生态功能。

2.草原生态系统有何特点,如何恢复退化草原?

第十三章

边缘效应指斑块边缘部分由于受外围影响而表现与斑块中心部分不同的生态学特征的现象。斑块中心部分在气象条件、物种组成以及生物地球化学循环方面都可能与其边缘部分不同。许多研究表明,斑块周界部分常常具有较高的物种丰富度和初级生产力。

有些物种需要较稳定的生物条件,往往集中分布在斑块的中心部分,称内部种;而另一些物种适应多变的环境条件,主要分布在斑块边缘部分,则称为边缘种

生物多样性(biodiversity): 生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。它包括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与生存环境形成的复杂生态系统。

包括四个层次:遗传多样性(基因多样性)物种多样性生态系统多样性景观多样性

生态多样性指数可分为:α多性指数β多样性指数γ多样性指数

可持续发展(sustainable development):既能满足当代的需求,又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展

生态学知识点总结

包括非生环境和生物环境。 (3)相互关系一相互作用:①有机体与非生物环境之间的相互作用;②有机 体之间的相互作用:同种生物之间的相互作用,种内竞争:异种生物之间的相互作用 ,种间竞争、捕 食、寄生、共生。 2.环境: 环境是指某一特定生物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。 3.环境的分类:①按性质分: 自然环境、非自然环境、社会 环境 ②按范围分: 宇宙环境(空间环境)、地球环境(地理环境)、区域环境、微环境、内环境 ③按 主体分: 人类环境、 (生物) 环境 ④按影响分: 原生环境、次生环境 4.环境因子 :生物有机体以外的 一切环境要素称为环境因子。环境因子分类:①按环境因子特点:气候类、土壤类、生物类 ②按对环 境的反应:第一性周期因子、次生性周期因子、非周期性因子。 5.生态因子 :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。 6.区别: 生态因子是环境中对生物起作用的因 子;而环境因子则是指生物体外部的全部要素。 7生态因子的分类:①按生命特征:生物因子、非生物 因子;②按性质:气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子;③对生物种群数量变动的作 用:密度制约因子、非密度制约因子;④按利用方式: 条件、资源;⑤ 稳定性及其作用特点:稳定因 子、变动因子、周期性变动因子、非周期性变动因子。 8.限制因子: 限制因子是对生物的生存、生长、 繁殖或扩散等起限制作用的因子;当生态因子接近或超过生物的耐受性极限,这个因子成为该生物限制 因子。 9.最小因子定律: 植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素,这些处于最低量的营养元 素称最小因。 10.耐受性定律: 任何一个生态因子在数量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 ,会使该种生物衰退或不能生存。 两定律异同: 都是对生态因子数量的法则,但是前 者是决定植物的生长,最小因子增加有利于其生长,而后者生态因子的增加会使生物衰退或不能生存。 11.限制因子定律 生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时, 都对生物具有限制性影响。。 12.生态幅: 每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即有一个 生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点 (或耐受性的上限和下限 )之间的范围称生态幅或生态价。 13.适应方式 :形态适应、行为适应、生理适应、营养适应。 性和1.生态学 :是研究有机体与环境间相互关系的学科。 1)有机体:包括生命的各组织层次 2)环境: 14. 适应: 生物适合环境条件而形成一定特

基础生态学重点总结材料

生态学:是研究有机体及其周围环境相互关系的学科。 环境:非生物环境——温度,可利用水,风; 生物环境——同种或异种其他有机体。 1 环境: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生物群体生存的各种因素。 生态因子: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。 生境:特定生物体或群体的栖息地的所有生态因子构成的生态环境。 生态因子作用特征:(1)综合作用。 (2)主导因子作用。 (3)阶段性作用。 (4)不可替代性和补偿性作用。 (5)直接作用和间接作用。 利比希最小因子定律: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和分布的根本因素。 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生物衰退或不能生存。 2 光合有效辐射:光合作用系统只能利用太谱的一个有限带即380-710nm波长的辐射能。 黄化现象:光是叶绿素形成的主要因素。一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄。 光合能力:当传入的辐射能是饱和的,温度适宜,相对湿度高,大气中的CO2和O2的浓度正常时的光合作用速率。 光周期现象:植物的开花结果,落叶及休眠,动物的繁殖,冬眠,迁徙和换毛换羽等,是对日照长短的规律性变化的反应。 温动物:通过自己体氧化代产热来调节体温,如鸟兽。 外温动物:依赖外部的热源来调节体温,如鱼类,两栖类,爬行类。 发育阈温度:发育生长是在一定的温度围上才开始,低于这个温度,生物不发育,这个温度称为发育阈温度。 春化:很多植物在发芽之前都需要一个寒冷期或冰冻期,这种由低温诱导的开花称为春化。驯化:温动物经过低温的锻炼后,其代产热水平会比在温暖环境中高,这些变化是由实验诱导的称为驯化。 贝格曼规律:来自寒冷气候的温动物,往往比来自温暖气候的温动物个体更大,导致相对体表面积变小,使单位体重的热散失减少,有利于抗寒。 阿伦规律:冷地区温动物身体的突出部分,如四肢,尾巴和外耳却有变小变短的趋势。 生物对低温的适应:(1)形态:植物的芽和叶片常有油脂类物质保护,树干粗短,树皮坚厚 状;温动物出现贝格曼规律和阿伦规律的变化。

家畜生态学复习资料教学总结

家畜生态学复习资料 一.名词解释: 1.生态因子:对家畜的生存和发展有明显、直接作用的环境因子,称为生态因子。 2.生存条件:在生态因子中,对家畜的生长、发育、繁殖和分布具有决定性影响的那些必不可少的因素,称为生存条件。 3.主导因子:家畜的生存条件中,居于特别重要的地位,起主导作用的因子,称为主导因子。 4.耐受限度:每一种生物对每种环境因子都有一个适应范围,这一范围的上限和下限之间的幅度就是耐受限度。 5.限制因子:在特定环境条件中,使某一生物的耐受达到极限,对其机能、活动以至地理分布起直接限制作用的环境因子。 6.生态价:生物种的生态价值,即生物种对外界环境适应幅度的大小。 7.生态型:分布在不同地理区域的同一物种,由于长期受着不同环境因素的作用,常常形成一些适合于当地环境条件的种群,这些种群叫做生态型。 8.潜热:蒸发方式散发的热量包含在水汽中,不能直接用测热仪测定,所以叫非可感热或潜热。 9.临界温度:环境温度超出动物等热区,动物代谢率开始升高时的环境温度,称为临界温度。 10.适应:指生物受到内部和外部环境的刺激而产生的行为生理和遗传的反应。 11.表型适应:动物在环境条件刺激下产生的体型外貌特征的适应性变化。 12.习惯:动物受到同一环境条件的反复刺激,其反应就会逐渐减弱甚至不产生反应,这种现象称为习惯。 13.风土驯化:指家畜逐步适应新环境条件的复杂过程。 14.生理学节律:受气候因子周期性变化的影响,动物在行为、生理上出现相应的有节律的季节交替和昼夜变化,这种变化称为生理学节律。 15.生物钟:动植物生理机能和生活习性受到内部某种计时功能的控制,这种内部计时称为生物钟。 16.生态锥体:指生态系统中顶部尖而底部宽的锥体状生物群落的营养结构。 17.营养级:生态学上将食物链中的一个个环节,称为营养级。 18.初级生产:指绿色植物通过光合作用,源源不断地生产植物性产品的过程。 19.叶面系数:是反映光合作用面积的指标,即叶子总面积对植物占地面积的倍数。 20.生态平衡:指在一定时间内,生态系统的结构和功能相对稳定,能量流动和物质循环在生产者、消费者、分解者与无生命物质之间长时期处于动态平衡。 21.生态阈限:生态系统对自然界或人类施加的干扰能够进行自动调节,但是这种自动调节能力有一定的限度,超出这一限度,自动调节能力就会降低或消失,出现生态平衡失调,这一限度称为失调阈限。 22.结构缺损:指生态系统缺损一个或几个组成成分,使生态平衡破坏,系统崩溃。 23.最大持续产量:在不损害资源更新能力的前提下,最大限度地、持续地利用某种资源所能获得的产量。 24.生态经济学:是从经济角度来研究由经济系统和生态系统相互结合的复合体系,即生态经济系统的结构及其运动规律的科学。 25.系统生态学:是指利用系统分析的方法来研究生态问题的科学。 二.简述题: 1.简述影响等热区和临界温度的因素主要有哪些?答:有(1)品种;(2)年龄;(3)体重;(4)被毛;(5)生产性能;(6)饲养水平;(7)管理方式;(8)气流和湿度。

生态学重要知识点归纳总结

生态学重要知识点归纳总 结 Revised by Hanlin on 10 January 2021

环境:指某一特定生物体或生物群体周围一切的综合,包括空间及直接或间接影响该生物群体生存的各种因素。 生物环境:A大环境:地区环境(地球环境,宇宙环境)/a大气候:离地面以上的气候,由大范围因素决定。B小环境:对生物有直接影响的领接环境/b小气候:生物所处的局域地区的气候 大环境直接影响小环境影响生物,生物反作用环境。 生态因子:指环境要素中对生物起作用的因子(CO2 、H2O 、食、天敌……)分类:A性质:1气候因子 2土壤因子 3地形因子 4生物因子 5人为因子B有无生命特征:1生物因子 2非生物因子C生态因子对动物种群数量的变动作用:1密度制约因子(食物,天地) 2非密度制约因子(气候,降水)D生态因子的稳定性及作用特点:1稳定因子(引力,光强)2变动因子{周期性变动因子(四季,潮汐)非周期性变动因子} 生态因子的作用特征:1综合作用 2主导因子作用 3阶段性作用 4不可代替性和补偿性作用 5直接或间接作用 生境:特定生物体或群体的栖息地的生态环境(所有生态因子构成生态环境) 利比希最小因子定律:地域某种生物余姚的最小量的任何特定因子,是决定该生物生存和分布的根本因素 限制因子:任何生态因子,当接近或超过某生物的耐受性极限而阻碍其生存,生长,繁殖或扩散时之歌因素称为限制因子 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,即当接近或达到某种生物的耐受限度时会使该生物衰退或不能生存

生态幅:每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即一个生态上的最高点和最低点,在最高点和最低的之间的范围称为生态幅 光质的生态作用:尽管生物生活在日光全光谱下,但不同的光质对生物的作用是不同的,生物对光质也产生了选择性适应 光合有效辐射:光合作用系统只能够利用太阳光谱的一个有限带,即380-710nm 波长的辐能,这个带对应于辐射能流的最大节 黄化现象:一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄 植物物种间对光照强度表现出的适应性差异,是已进化的两类值物间的差异:1阳地植物 2阴地植物 动物对光照强度的适应:1昼行动物 2夜行动物自然条件下,动物每天开始活动的时间常常是由光照强度决定的,当光照强度达到某一水平时,动物才开始活动,因此不同季节随着日出日落的时间差异,动物活动时间也有变化 生物光周期现象:植物的开花结果,落叶及休眠,动物的繁殖,冬眠,迁徙和换毛换羽毛等,是对日照长短的规律性变化的反应。 植物的光周期现象:1 长日照植物:日照超过某一数值或黑夜小于某一数值时才能开花的植物 2 短日照植物:日照小于某一数值或黑夜长于某一数值时才能开花的植物 3 中日照植物:昼夜长度接近相等才能开花的植物 4 日中性植物:开花不受日照长度影响的植物 动物的光周期现象:A繁殖的光周期1 长日照动物 2 短日照动物 B昆虫滞育的光周期现象 C换卖鱼换羽毛的光周期现象 D动物迁徙的光周期现象

园林生态学复习重点汇编

绪论 海克尔定义生态学:是研究生物在其生活过程中与环境的关系,尤其指动物与其他动物、植物之间互惠或互敌对的关系。 生态学发展简史: 1.生态学萌芽时期:16世纪以前,人类依赖自然生存,在长期与自然的交往及生产实践过程中,不断积累有关植物和动物的知识,对自然地了解逐渐增多。人类在生产实践中不断积累的这些知识为生态学的诞生奠定了基础。 2.生态学建立时期:17-19世纪。十七世纪后,有关生态学的知识逐渐丰富。十九世纪末,生态学作为生物学的分支科学诞生。 3.生态学巩固时期:20世纪初-50年代。生态学进入到生态系统这一新阶段。 4.现代生态学时期:20世纪60年代后,科学发展,生产力提高,人类与环境矛盾日益突出,人类面临人口爆炸、资源短缺、能源危机、粮食不足、环境污染五大问题的挑战,人们意识到生态对保持人类的可持续发展的重要作用。 生态学概念和主要研究内容:(概念)园林生态学是研究城市居民、生物和环境之间相互作用关系。(内容)1.城市地区特殊的生态环境条件与园林植物的相互作用关系。2.城市绿地生态系统改善城市环境的作用和标准。3.城市植被营建管护相关的植物群落生态学知识。4.城市景观生态规则以及城市的生态恢复与生态管理等。 第一章城市环境与生态因子 环境:是指生物个体或群体外的一切因素的总和。构成环境的各个因素称为环境因子。 生态因子:环境因子中,能对生物的生长、发育和分布产生直接或间接影响作用的因子。 生境:是指植物体或植物群落所居住的地方,是具体的特定地段上对植物起作用的生态因子的总和。 城市环境的特征(简答) (1)城市环境的高度人工化特征 (2)城市环境的空间(平面和立面)特征 (3)城市环境的地域层次特征:建筑空间、道路广场空间和绿地空地空间

农业昆虫学重点总结

农业昆虫学重点总结 植保31201班 1、农业昆虫学:研究农田生态系中有害昆虫的生物学特性,种群数量变动与周围生物和非生物环境因子的关系,同时,又研究寄主受害后反应,包括经济损失、补偿能力和抗生机制,以及提出以生态学为基础的综合防治策略和配套措施,以期达到控害、高产、优质和维护优良生态环境的目的的科学。(是研究农业害虫的发生、发展规律、预测预报及防治技术的科学) 2、昆虫防治方法: ●植物检疫:由国家颁布具有法律效力的植物检疫法规,并建立专门机构进行工作,目的在于禁止或限制危险性病、虫、杂草人为地从国外传入国内,或从国内传入国外,或传入以后限制在国内传播的一种措施。 ●农业防治:是在有利于农业生产的前提下,运用农业栽培管理措施,创造有利于农作物生长和天敌的繁殖,而不利于某些虫害发生的环境条件,直接或间接地抑制虫害的发生与危害的方法。 ●生物防治:利用生物或生物代谢产物来控制害虫数量,以达到压低或消灭害虫(病害、杂草)的目的。 ●物理机械防治:应用各种物理因子和机械设备来防治害虫的方法。包括光学、电学、声学、力学、放射物理、航空、人造卫星、神舟飞船等 ●化学防治:利用化学药剂防治害虫的方法。包括辅助剂和增效剂,激素。 3、农业防治的优缺点 ①优点 ●主动措施,将害虫消灭在农田以外或为害之前; ●结合作物丰产栽培技术,不增加防治害虫的劳动力和成本; ●利用越冬期、抗虫品种、改变耕作制度和改造生态环境,对害虫彻底控制,其他方法无法达到; ●有利于天敌生存,无污染的环境。 ②缺点 ●某种措施对一些害虫有效,另一些害虫数量可能导致上升; ●措施有明显的地域性; ●不能作为应急措施,在害虫爆发时显得无能为力 4、生物防治的优缺点 优点:①有效控制害虫; ②减少环境污染; ③降低农业成本,增加农业收入 缺点:①控制不迅速,药效慢,难于对付爆发性害虫; ②制剂、天敌不易成批生产(相对化学农药),季节性强; ③使用方法不简便和效果不稳定。 5、化学防治的优缺点 ●优点:杀虫作用快,效果好,使用方便,不受季节性和地区的限制,适于搭面积机械化防治; ●缺点:保管不慎,会引起人畜中毒,污染环境,造成公害以及 3R 问题;即残留Residue、抗药性Resistance、再猖獗Resurgence。

生态学研究方法知识点总结

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

景观生态学考试复习重点

景观生态学复习重点 第一章绪论 景观:是一个由不同土地单元镶嵌组成,具有明显视觉特征的地理实体;它处于生态系统之上,大地理区域之下的中间尺度;兼具经济、生态和文化的多重价值。 第二章景观生态学的理论基础 1.等级理论 任何系统都属于一定的等级,并具有一定的时间和空间尺度。等级结构是一个由若干单元组成的有序系统,对于任何等级的生物系统,它们都是由低一等级水平上的组分(亚系统)组成。同时本身又是高一等级水平上的组成成分。 2.岛屿生物地理学理论:(“物种-面积”关系、均衡理论、聚合种群理论) (1)“物种—面积”关系:S = CAz (S:物种丰富度;A:物种存在的空间面积;C:物种的分布密度;z:一个统计指数,理论值为0.263,通常为0.18-0.35) (2)均衡理论:岛屿物种数目的多少,应当由“新物种”向区域中的迁入和“老物种” 的消亡或迁出之间的动态变化所决定,它们遵循着一种动态均衡的规律。当迁入率和灭绝率相等时,岛屿物种数达到动态的平衡状态,即物种的数目相对稳定。 (3)聚合种群理论:指在斑块生境中,空间上具有一定的距离,但彼此间通过扩散个体相互联系在一起的许多小种群或局部种群的集合,一般也称为一个种群的种群。 3.复合种群持续生存的必要条件 ①离散的局部繁殖种群。 ②所有的亚种群均有绝灭的风险。即使是最大的亚种群也有绝灭的可能。 ③亚种群有重建的可能。重建率随斑块间距离的增大而锐减,也与物种的迁移能力有关。 ④局域动态的非同步性。 4.渗透理论(临界阈现象,渗透阈值0.5928) (1)临界阈现象:某一事件或过程在影响因子或环境条件到达某一阈值而发生的从一种状态过渡到另一种截然不同状态的过程。 (2)渗透阈值0.5928 5.源-汇系统理论(“源”种群与“汇”种群,源斑块与汇斑块) (1)所谓“源”种群是那些在条件较好的斑块生境中生存并具有较高增长率的局部种群。(2)所谓“汇”种群是指那些在条件较差的斑块生境中生存并具有负的种群增长率的局部种群。 (3)包含源种群的生境视为源斑块,而将汇种群所占据的生境作为汇斑块。物种总是从源斑块向汇斑块迁移。 6.尺度的定义和表达 (1)定义:指在所研究的生态系统的面积大小(空间尺度),或者指所研究的生态系统动态的时间间隔(即时间尺度)。 (2)表达:粒度和幅度 第三章景观结构 1.斑块(概念,起源)

恢复生态学复习重点归纳

《恢复生态学》复习纲要 1、恢复生态学的概念和内涵 定义:研究生态系统退化机理、恢复机制和管理过程的科学。 恢复生态学是一门关于生态恢复的学科。恢复生态学是生态学的分支学科,但它又是环境学、地理学、林学、农学、草地学、湿地学、海洋学等多学科的交叉学科。具有较强的理论性和实践性。 2、生态恢复的机理 通过排除干扰、加速生物组分变化和启动演替过程使退化生态系统恢复到某种理想的状态。 3、退化生态系统的成因 自然因素:全球气候变化(如暖干化)、自然灾害(火灾、水灾等)、外来种入侵(包括人为引种后泛滥成灾的入侵)。 人为因素:过度垦殖、过度放牧、过度樵采、过度采挖、长期不合理的灌溉、矿山开发、基础设施建设、工农业污染等。据Daily(1995)对人为因素造成的退化生态系统排序:过度开发占34%,毁林占30%,农业活动占28%,过度收获薪材占7%,生物工业占1%。 人为干扰:过度开发、毁林、农业活动、过度收获薪材、生物工业、化学污染、深林砍伐、露天采矿、旅游、探险等。 自然因素:物理因素,水灾、火灾、冰雹风暴、洪水、地震、泥石流干旱胁迫、海岸和河岸冲击等;生物因素,生物入侵、病虫害侵袭、伤害和放牧。 4、什么是生态因子,生态因子作用的特点是什么 定义:环境中对生物的生长,发育,生殖,行为和分布有着直接或者间接影响的环境要素,生态因子是环境中对生物起作用的因子;环境因子则是指生物体外部的全部要素。特点:综合性、主导性、不可替代性和互补性、阶段性、限制性、间接性和直接性。 5、种群的基本参数有哪些 出生率和死亡率、迁入和迁出、种群和年龄结构和性比 种群的三个基本特征:空间特征、数量特征和遗传特征 6、景观生态恢复目标、原则和步骤

厦门大学海洋生态学老师所划重点题目整理汇编

海洋生态学复习思考题2014 第一章绪论 1.海洋生态学的十大主要研究内容是什么?请具体说明。 –海洋初级生产力总量的研究 –微型和超微型浮游生物研究 –海洋新生产力研究 –海洋生态系统食物链、食物网的研究 –海洋微型生物食物环研究 –大海洋生态系统的研究 –全球海洋生态系统动力学研究 –生物泵及海洋对大气二氧化碳含量的调节作用研究 –热液喷口和冷渗口特殊生物群落的研究 –保护海洋生物多样性的研究 (具体说明看课件) 2.什么是海洋生态学研究的重要任务? 答:探讨人与环境的协调关系和对策,以达到可持续的生物圈的目的。(这是现代生态学发展的明显趋势。也是海洋生态学的研究的重要任务。) 3.哪三个研究领域为生态学优先发展的领域和当前急需解决的问题? 答:①全球变化(global change),包括气候、大气、陆地和水域变化的生态学原因和后果; ②生物多样性(biodiversity),决定生物多样性的生态因子和生态学意义,全球性和区域性 变化对生物多样性的影响; ③可持续的生态系统(sustainable ecosystern),探讨可持续生态系统的生态学原理和策略以 及受损生态系统的恢复与重建的原理和技术。以上三个优先研究领域实际上阐明了生态学优先发展的领域和当前急需解决的问题。 4.厄尔尼洛现象和南方涛动如何影响海洋环境和全球气候,举例说明。(看文献,写作业,ppt) (作业,自整理) 第二章海洋与海洋生物间的相互关系 1. 基本名词: 温跃层——是位于海面以下100—500m之间、温度和密度有巨大变化的薄薄一层,是上层的薄暖水层与下层的厚冷水层间出现水温急剧下降的层。 热常数——指有效温度(即高于生态学零度以上的温度)和发育持续时间的乘积。 K=N(T-T0) K为该生物所需的有效积温,N为天数,T为当地该时期的平均温度,T0为该生物生长活动所需的最低临界温度(生物零度) 海洋生物的垂直移动——海洋动物在夜晚升到表层,随着黎明的来临又重新下降。光是影响动物昼夜垂直移动的最重要的生态因子。 生态位——指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。 补偿深度——:在某一深度层,植物24小时中光合作用所产生的有机物质全部为维持其生命代谢消耗所平衡了,没有净生产量,这样的深度为补偿深度 临界深度(the critical depth):在这个深度上方整个水柱浮游植物的光合作用总量等于其呼吸消耗的总量。临界深度通常大于补偿深度。 利比希最小因子定律——一“植物的生长取决于处在最小量状况的必需物质”。当环境中某物质的

园艺专业生态学期末考试复习资料汇总

1.全球变暖:是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升。 2.“温室效应”假说:即大气中对地表长波反辐射具有吸收屏蔽作用的气体浓度增加,使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升。这些气体被称为温室气体。 3.酸雨:被大气中存在的酸性气体污染,pH小于5.65的雨称为酸雨,此外还有酸雪、酸雾。 4.可持续发展:既满足当代人的需求,又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展。 5.系统功能整合作用:系统的整体功能不等于它各组分功能的相加,而是一种集体效应,既有各组分的功能,又有各组分之间交互作用产生的新功能,这种整体功能大于部分功能之和的特性称为系统功能整合作用。 6.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。 7.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,是对人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品和服务。产品是在市场上用货币表现的商品,如食物、原材料等;服务是不能在市场上买卖,但具有重要价值的生态系统性能,如净化环境、保持水土、减轻灾害等。8.生物圈也叫生态圈,它由大气圈下 层、水圈、岩石圈以及活动于其中的 生物组成。从距地球表面23km的高 空,到地表以下11km的深处,都属 于生物圈的范围。 9.耐性定律也称谢尔福德耐性定律 (Shelford’s law of tolerance)。1913 年美国生态学家Shelford经过大量 的调查后指出,生物对其生存环境的 适应有一个最小量和最大量的界限, 生物只有处于这两个限度范围之间 才能生存,这个最小到最大的限度成 为生物的耐性范围。生物对环境的适 应存在耐性限度的法则称为耐性定 律。 10.生境:具体的生物个体或群体生 活区域的生态环境与生物影响下的 次生环境统称为生境。 11.限制因子:生物在一定环境中生存, 必须得到生存发展的多种生态因子, 当某种生态因子不足或过量都会影 响生物的生存和发展,该因子即为限 制因子。 12.生态幅:每一个物种对环境因子 适应范围的大小即生态幅 13.驯化:如果一个生物体长期生活 在偏离它的最适生存范围一侧的环 境条件下,其生态幅的位置就可能偏 移,产生一个新的最适生存范围和适 宜范围的上下限,即发生了驯化。 14.内稳态:任何生物体在外界条件 变化较大的情况下都具有维持体内 理化状态相对稳定的能力。内稳态是 生物对多变的外部环境的主动适应。 15.趋同适应:不同生物适应相同环 境产生了相同的适应叫趋同适应 16.生活型:不同种的生物,由于长 期生存在相同的自然生态环境条件 或人为培育条件下,发生趋同适应, 并经自然选择或人工选择而形成的, 具有类似形态、生理和生态特性的物 种类群称为生活型 17.趋异适应:同种生物适应不同的 环境产生了不同的适应叫趋异适应。 18.生态型:同种生物的不同个体或 群体,长期生存在不同的自然条件或 人为培育条件下,发生趋异适应,并 经自然选择或人工选择而分化形成 的生态、形态和生理特性不同的基因 型类群,称为生态型。 19.温度系数(Q10):表示温度对生 物生长或生化反应速度的影响程度, 即温度每升高10℃生长或反应速度 增加的倍数。 20.有效积温法则:生物在生长发育 过程中,需从环境中摄取一定的热量 才能完成某一阶段的发育,而且植物 各个发育阶段所需要的总热量是一 个常数,这个总热量可用有效积温表 示。

生态学重要知识点归纳总结

环境:指某一特定生物体或生物群体周围一切得综合,包括空间及直接或间接影响该生物群体生存得各种因素。 生物环境:A大环境:地区环境(地球环境,宇宙环境)/a大气候:离地面1、5m以上得气候,由大范围因素决定。B小环境:对生物有直接影响得领接环境/b小气候:生物所处得局域地区得气候 大环境直接影响小环境影响生物,生物反作用环境。 生态因子:指环境要素中对生物起作用得因子(CO2 、H2O 、食、天敌……)分类:A性质:1气候因子2土壤因子3地形因子4生物因子5人为因子B有无生命特征:1生物因子2非生物因子C生态因子对动物种群数量得变动作用:1密度制约因子(食物,天地) 2非密度制约因子(气候,降水)D生态因子得稳定性及作用特点:1稳定因子(引力,光强)2变动因子{周期性变动因子(四季,潮汐)非周期性变动因子} 生态因子得作用特征:1综合作用2主导因子作用3阶段性作用4不可代替性与补偿性作用5直接或间接作用 生境:特定生物体或群体得栖息地得生态环境(所有生态因子构成生态环境) 利比希最小因子定律:地域某种生物余姚得最小量得任何特定因子,就是决定该生物生存与分布得根本因素 限制因子:任何生态因子,当接近或超过某生物得耐受性极限而阻碍其生存,生长,繁殖或扩散时之歌因素称为限制因子 耐受性定律:任何一个生态因子在数量上或质量上得不足或过多,即当接近或达到某种生物得耐受限度时会使该生物衰退或不能生存 生态幅:每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即一个生态上得最高点与最低点,在最高点与最低得之间得范围称为生态幅 光质得生态作用:尽管生物生活在日光全光谱下,但不同得光质对生物得作用就是不同得,生物对光质也产生了选择性适应 光合有效辐射:光合作用系统只能够利用太阳光谱得一个有限带,即380710nm波长得辐能,这个带对应于辐射能流得最大节 黄化现象:一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄 植物物种间对光照强度表现出得适应性差异,就是已进化得两类值物间得差异:1阳地植物2阴地植物 动物对光照强度得适应:1昼行动物2夜行动物自然条件下,动物每天开始活动得时间常常就是由光照强度决定得,当光照强度达到某一水平时,动物才开始活动,因此不同季节随着日

浮游动物学重点总结共13页文档

浮游动物学重点 ——静影藤绒 绪论 1.浮游生物的一般特征 ①生物体缺乏发达的游泳器官,活动受水流或风浪支配,营随波逐流式漂浮生活,但在一定范围内具有垂直移动的能力 ②除部分水母类外,身体体型小,对它们形态结构的研究,需要借助于解剖镜和显微镜 ③除生活于气水交界和深海的部分种类具色彩外,一般身体趋向于透明无色 ④浮游生物能以各种不同方式适应漂浮生活 2.真光层(euphotic layer):水层中能照到光的部分,通常为水深0米到100-200米范围。 3.浮游生物按个体大小的分类 group Body-size representatives Femtoplankton超超微型0.02-0.2μm 病毒,细菌 Picoplankton超微型0.2-2μm 细菌,金藻 Nanoplankton微型2-20μm 硅藻.甲藻.chrysophyta,绿藻,黄藻 Microplankton小型20μm-1mm 硅藻,蓝藻,原生动物,甲壳动物,轮虫,幼虫 Mesoplankton中型1-5mm 水母,桡足类,cladocera,介形亚纲,毛颚动物,翼足目,异足亚目,被囊动物 Macroplankton大型5-10mm 水母,桡足类,磷虾,hyperiidae,sergestinae,毛颚动物,翼足目,异足亚目,被囊动物 Megaplankton巨型>1cm 水母,甲壳动物,被囊动物 4.按生活史中浮游时期的长短 Holoplankton 永久性浮游生物 Meroplankton 阶段性浮游生物 Tychoplankton 暂时性浮游生物 5.生物海洋学Biological Oceanography 研究海洋生物发生发展、运动变化和海洋水体、基底结构及各种动态过程间相互关系的学科。 生物海洋学是一门研究海洋生物种群在时间和空间分布状态,以及各生物群落之间和环境间相互作用的学科。不难看出,生物海洋学主要涉及的领域是生物分类学和生态学。但是,由于海洋生物研究人员的兴趣是多方面的,所以,在实际研究中涉及的范围远远超出上面讲的那两个方面。 海洋生物学Marine Biology 研究海洋中生命现象、过程及其规律的学科。 海洋生物学主要研究海洋里生命的起源和演化,生物的分类和分布、发育和生长、生理、生化和遗传,特别是海洋生态。其目的是阐明生命的本质,海洋生物的特点和习性,及其与海洋环境间的相互关系,海洋中发生的各种生物学现象及其变化规律,进而利用这些规律为人类生活和生产服务。 6.赤潮Red tide 定义:海洋中一些微藻、原生动物或细菌在一定环境条件下爆发性增值或聚集达到某一水平,引起水体变色或对海洋中其他生物产生危害的一种生态异常现象。

基础生态学(第二版)常考基础知识点总结

基础生态学(第二版)常考基础知识点总结 绪论 * 学习生态学的三条原则: 1、扎实的博物学知识基础; 2、把生物作为生态学研究的基本单位; 3、进化论思想在生态学研究中具有核心地位。 当代生物进化论的三大理论来源及其发展 * 当代生物进化论学派林立,但都来自三个不同而又相互关联的基本学说:拉马克学说、达尔文的自然选择学说和孟德尔遗传理论。 1.新拉马克主义 * 拉马克是第一个从科学角度提出进化论的学者,主要观点:①在生物演化的动力上,尽管他们也承认自然选择的作用,但认为用进废退和获得性遗传意义更大;②生物演化有内因(遗传、变异)与外因(环境),两者相比,他们更强调环境的作用; ③生物的身体结构与其生理功能是协调一致的,但在因果关系上,即他们认为生理功能决定了结构特征,最典型的例子是对长颈鹿的脖子的解释。 2.孟德尔遗传理论 孟是奥地理利学者,1843年因生活所迫进入修道院,自不成才,1849年任大学预科的代课教师,1851年入维也纳大学深造,1856年开始了豌豆杂交试验,他的颗粒遗传理论与达尔文1859年的《物种起源》几乎同时完成,但却没人理解他为遗传学和进化论做出的杰出贡献。1884年,在达尔文去逝不到两年,孟与世长辞。直到1900年他的遗传学成果才被科学界重新发现,并概括为―孟德尔定律‖。 3.达尔文学说 (1)新达尔文主义:传统的达尔文主义缺乏遗传学基础,孟德尔遗传理论的创立,为新达尔文主义发展提供了契机。 其贡献主要是提出了遗传基因的概念,还证实了基因存在于染色体上;提出了突变论,认为非连续变异的突变可以形成新种;提出了基因型和表现型的概念;将孟德尔遗传理论发展到了一个新阶段,如连锁遗传定律。 * 其局限性是:研究生物演化主要局限于个体水平,实际上进化是一种在群体范畴内发生的过程;忽视了自然选择作用在进化中的地位,因而难以正确解释进化的过程。 (2)现代达尔文主义(或称现代综合进化论):是现代进化理论中影响最大的一个学派,是达尔文自然选择理论与新达尔文主义遗传理论的有机结合。如1908年英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别证明了―哈迪—温伯格定律‖,创立了群体遗传学理论。其要点:①主张共享一个基因库的群体是生物进化的基本单位,因而进化机制研究应属于群体遗传学的范围。②主张物种形成的生物进化的机制应包括突变、自然选择和隔离三个方面。 一、生态学的定义 生态学是研究有机体(生物)与其周围环境相互关系的科学。 生物:动物(人类)、植物、微生物 环境:非生物环境(无机因素-温度、阳光、水等)和生物环境(包括种认为分子生

景观生态学知识点总结 - 副本 (2)

一、名词解释: Porosity 孔隙度是景观内具有闭合边界的斑块密度的量度,指单位面积上具有闭合边界的斑块数目 Landscape boundary景观边界是在特定时空尺度下相对均质的景观要素之间所存在的异质性过渡区域。 Ecotone 生态交错带是相邻生态系统之间的过渡带,往往也是尺度较大的不同景观类型之间的边界地带,如沙漠边缘、海陆交错带、山地与平原的交错地带等。 Grain size粒级景观组分规模大小的量度 Contrast 景观对比度指相邻的不同景观单元之间的相异程度 Langscape heterogeneity景观异质性指景观系统特征在空间和时间上的不均匀性及复杂程度 Venturi effect狭管效应(瓶颈效应) 能量和物质在通过景观的狭窄地带时流速改变 Landscape change景观变化是研究景观在各种内弯部驱动因素作用下其结构和功能随时间推移发生的变化过程、特征与规律,也称景观动态(landscape dynamic)。 Disturbance 干扰剧烈影响生态系统、群落或种群结构,并能改变资源和物理环境的相对离散性事件。 Frequence 干扰频度指同一地区同一植被或同一景观内,单位时间某一干扰发生的次数。 Return interval cycle or turnover time干扰重发间隔指一个地点相邻两次干扰间隔的平均年数,为频度的倒数,主要指周期性不明显的干扰。某处100年发生一次火灾,此处每年发生火灾的频度为0.01,间隔为100。 Scale 尺度对某一研究对象或现象在空间或时间上的量度 尺度通常用粒度、幅度和范围来表达。大尺度对应小比例尺,小尺度对应大比例尺。 Scaling 尺度推绎指利用某一尺度上所获得的信息和知识来推测其他尺度上特征的过程,或者通过在不同尺度上的研究来讨论生态结构、过程、功能等景观生态学问题跨尺度特征的过程,即为跨尺度信息转换,也称尺度演绎或尺度外推(scale extrapolation)。内容:尺度的放大或缩小(改变粒度或幅度来实现);系统要素和结构随尺度变化的重新组合或显现;根据某一尺度上的信息,按一定规律方法推测研究其他尺度上的问题。 Landscape ecological classification景观生态分类根据景观的空间结构与生态功能特性来划分景观生态系统的类型。 Suitability 适宜性也称适宜度,是一定土地单元的某种特殊利用方式与其生态环境协调关系的一种量度。 Suitability analysis适宜性评价指相对于特定生态过程的景观潜力和景观利用合适程度的综合评估。 Landscape ecological evaluation景观生态评价是对景观属性的现状、生态功能及可能的利用方案进行综合判定的过程。 Ecosystem health生态系统健康指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和干扰后的恢复能力。活力、组织结构、恢复力为其特征。 Ecosystem service生态系统服务功能指生态系统与生态过程所形成的维持人类生存的自然环境条件及其效用。替代市场价格法、全变估值法Ecological security,eco-security生态安全指在人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要来源、社会秩序和人类适应环境变化的能力等方面不受威胁的状态,包括自然生态安全、经济生态安全和社会生态安全,组成一个复合人工生态安全系统。狭义的生态安全是指自然和半自然生态系统的安全,即生态系统完整性和健康的整体水平反映。 Ecological footprint生态足迹法是基于土地面积的量化,它是通过核算人类生存所需的生物生存土地面积与该地区所能提供的实际土地面积相比较,判断该地区人类活动是否处于生态承载力范围之内。 通过测算研究区域生态足迹、生态承载力、生态赤字来测评区域可持续发展状况。 Ecological capacity生态承载力指一个区域实际提供给人类的所有生物生产土地面积的总和 Landscape ecologicalplanning景观生态规划是指运用景观生态学原理,以区域景观生态系统整体优化为基本目标,在景观生态分析、综合和评价的基础上,建立区域景观生态系统优化利用的空间结构和模式。 Landscape ecological classification景观空间分类就是根据景观的空间结构域生态功能的特性来划分景观生态系统的类型。单元确定(以功能关系为基础),类型归并(以空间形态为指标) Wetland 湿地是指天然或人工、长久或暂时的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有静止或流动的咸水或淡水或半咸水体者,包括低潮时水深不超过6m的水体。 二、填空、选择: 景观地理学概念——洪堡德 景观生态学创始人——特罗尔 景观的基本特征: 1、景观是由异质性的土地单元组成的镶嵌体,即生态系统的聚合。异质性是景观的基本属性。 2、景观由相互作用和相互影响的生态系统组成 3、景观是处于生态系统之上、区域之下的中等尺度的空间实体 4、景观具有一定自然和文化特征 5、具有一定的气候和地貌特征 6、与一定的干扰状况的聚合相对应 渗透理论用以描述胶体和玻璃类物质的物理特性,并逐渐成为研究流体在聚合材料媒介中运动的理论基础 斑块的类型环境资源斑块、干扰斑块、残存斑块、引入斑块(植入斑块、聚居斑块) 按廊道的结构和性质划分线状廊道带状廊道河流廊道 廊道的功能资源功能通道功能屏障功能、防护功能美学功能 廊道的双重性质:1、廊道将景观不同部分隔离开。2、廊道又将景观不同部分连接起来并可起保护作用,这两方面的性质是矛盾的,却集中于一体,区别点在于起作用的对象不同。 景观边界的特征异质性动态性宏观性尺度性 最常见、最简单的景观空间格局构型斑块——廊道——基质 网眼大小:网络线间的平均距离或网线所环绕的景观要素的平均面积。网眼大小在采伐作业和农业经济方面也有一定意义,如适当的道路密度可以减少木材的运输费用,田块的大小也与农田耕作方式密切相关。 景观空间格局有均匀格局聚集格局随机格局组合格局 均匀格局景观包括:点阵格局、渐变格局、带状格局、交替格局、棋盘格局、网状格局、环状格局楔状格局 聚集格局:群居格局、线状格局、交错格局、放射格局、水系格局、指状格局 随机格局:散点格局、散斑格局、镶嵌格局 景观破碎化指由于自然或人为因素的干扰所导致的景观由简单趋于复杂的过程,即景观由单一、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块状镶嵌体的过程。 景观间流的运动机制:半透膜观点;关于源区和汇区的观点 景观要素之间物质、能量和物种的流动靠的是五种媒介物:风、水、飞翔动物、地面动物和人。 动物在景观中的运动方式巢区活动散布迁徙 动物分布格局的一般规律 1、在多数情况下,大片同质性地区不适宜动物生存。 2、廊道与动物运动的关系决定于廊道类型和动物种类。 3、动物巢区通常呈扁长形,有时呈线条形。 4、景观异质性特征在景观功能中起着特别重要的作用。 景观的一般功能包括生产功能生态功能美学功能文化功能 山地森林对河流的作用:1、维持景观稳定性和保持水土;2、维持河流生物的能量和保持水土;3、维持河流良好的水文状况;4、维持河流的良好水质景观阻力的影响因素包括:生态流通过界面的频率;界面的不连续性;景观要素的适宜性(龙游浅滩遭虾戏,虎落平川被犬欺);各景观要素的长度 景观关键点: 1、具有重要内容或源地效应的部位,或者不同寻常的地物。 2、变化较频繁的区域,特别是生态敏感区,以及那些一旦受到干扰就长时期得不到恢复的区域。 3、各种形式流交汇的地方。 解释一方水土养一方人由于不同的人类活动方式而带有明显不同的文化色彩,同时也对生活在景观 中的人们的生活习惯、自然观、生态伦理观、土地利用方式等文化特征产生 直接而显著的影响。 景观文化性原理(一方水土养一方人) 1、人的景观感知、认识和准则影响景观并受景观的影响 2、文化习俗强烈的影响居住景观和自然景观 3、自然界的文化概念不同于科学的生态功能概念 4、景观外貌反映文化准则 判断景观变化的标准是 1、景观的基质发生变化,一种新的景观要素成为景观基质。 2、几种景观要素类型所占景观面积百分比发生足够大的变化,引起景观内 部空间格局的变化。 3、景观内产生一种新的景观要素类型,并达到一定覆盖范围。 景观变化的空间过程有五种穿孔分割破碎{影响整个区域/一个斑块} 收缩磨蚀{单个斑块或廊道} 整个区域的连接性随着分割过程和破碎化过 程的增强而减小。 按干扰的作用强度划分轻度干扰适度干扰严重干扰极度干扰 常见的干扰现象有火干扰放牧土壤物理干扰土壤施肥践踏外 来物种入侵人类干扰等 影响干扰发生及效应的因素:群落组成及结构;立地条件,影响干扰的发生 及严重程度;植物的生态对策;景观特征 土地分类法、传统的景观分类法、景观生态分类法的区别联系 1、土地分类法即发生法强调属性至上,把土地划分成性质相对一致的空 间单元,但较少考虑到土地的空间形态,从而使空间单元的边界难以确定。 2、传统的景观分类法强调空间形态和空间异质性组合特征,并没有考虑 景观的本质属性 3、景观生态分类法不仅考虑景观的自然属性,同时也考虑景观的空间形 态的差异。 景观生态分类的基本原则:综合性原则、主导因子原则、实用性原则、等级 性原则 景观生态分类的一般步骤 1、目标定位与资料收集 2、景观特征提取与分析 3、分类等级和主导因子确定 4、样点确定与野外调查 5、景观生态分类体系的建立 6、精度评价与结果校正 7、景观生态分类图制作 适宜性评价是生态规划的核心 景观分类与制图是基础 景观生态评价表现:1.根据一定的标准评价;2.是一个系统分析过程即必须 做出事实判断;其本质是对景观功能价值进行判断。 土地适宜性评价指标气候地貌土壤肥力土壤质量土地利用格局 变化等 适宜性评价的一般步骤 1、确定生态规划区范围,明确适宜性评价的具体目标 2、将规划区划分网格,分别进行生态登记 3、根据评价目标确立适宜性评价指标体系 4、各单因子指标量化,或者建立各单因子指标适宜性模型,制定生态适宜 性评价标准 5、适宜性综合评价,同时给出每一土地利用方式的生态适宜性图 生态安全评价框架模式压力——状态——响应 (pressure-state-response,P-S-R)[北京市:p:能源方面,s:大气、水、土 壤、生物,r:新技术和投资]驱动力——状态——响应(driving force-state-response,D-S-R)驱动力——压力——状态——影响——响应 (driviing force-pressure-state-impact-response,D-P-S-I-R) 景观生态规划的步骤 1、规划目标与范围确定 2、资料收集与景观生态调查 3、景观格局与生态过程分析 4、景观分类与制图 5、景观生态适宜性分析 6、景观功能区划分 7、规划方案评价及实施 景观生态规划的原则 1.自然优先原则 2.整体优化原则 3.特殊性原则 4.综合性原则 一个生物圈保护应由核心区、缓冲区、实验区三个功能区组成 理想的农区景观生态规划应反映农区景观资源提供农业的第一性生产、保护 和维持生态环境平衡及作为一种特殊的旅游观光资源三方面的功能。 Eg:南方丘陵地区多水塘体系景观模式,控制富营养化现象。符合景观生态 流与空间再分配原理。 星状城市景观对消除大气污染的效果最好 城市景观生态规划的总目标:安全性、健康性、便利性、舒适性 绿地是城市景观中最重要的生态要素,一般通常用人均绿地面积和绿地覆盖 率来衡量城市的绿化水平。 生态旅游区景观格局基本面貌是点(斑块)、线(廊道)、面(基质)的分布 状态旅游景点或景区以及空间斑块的形式镶嵌于具有不同地理背景的旅游 区基质上,旅游线路则是用以上连接景点或景区,以及对外交通的廊道,廊 道之间常相互交叉形成网络。 湿地景观特点:1)过渡性2)多样性3)生产力富集性4)坏境脆弱性eg: 我国成都活水公园展示了人工湿地系统处理污水的新工艺。包括:厌氧池、 人工湿地塘、床系统、养鱼塘系统以及连接各个工艺的水流雕塑和自然水沟。 三、大题: 1.试论述物种共存和斑块动态的平衡观点和非平衡观点。 答:平衡观点是从Gauss的竞争排除原理出发,以生态位分化作为物种共存 的基本机制,这个观点的基本内容包括以下两点:(1)凡生态位完全相同的 种,将产生种间竞争,一个种将被另一个种所排挤,最后将由一个种占优势。 (2)由多物种组成的稳定群落必须是由生态位不同的种组成。正是由于多 物种在生态位上的千差万别,才使很多物种得以生活在一个生态系统中。另 外,在看来是一致的生境中,实际上是由许多微生境组成的,在一个微生境 中,对资源要求相同的种会互相排挤,但从总体来说,确是多种共生。 非平衡观点并不反对竞争排斥原理,但认为由于干扰的存在,竞争排斥 不是通则,而是某些局部特点;干扰是维持物种共存的主要机制。竞争排斥 原理在自然界中能否普遍发生存在三个基本前提:(1)确实两物种在同一时 间中对同一资源产生竞争;(2)要在一个稳定的环境中;(3)要一直等到一 个物种完全排斥另一个物种所需的时间为止。但是由于自然环境的极端不稳 定性,并有天然干扰存在,因此就达不到竞争排斥,另外竞争排斥原理是以 闭合群落为基础的,而真实的群落实际上是一个开放的群落。正是由于这些 干扰的作用,所以中等干扰假说特别强调干扰在维持物种多样性中的地位。 干扰起的作用与竞争平衡正好相反,有下述三个特征:(1)干扰可创造一种 有利于竞争力弱的种的环境条件;(2)干扰频度如果比竞争排斥所需的时间 短,就可以防止竞争排斥发生;(3)干扰斑块如果在空间上接近于正在发生 竞争排斥的斑块,就可使被排斥种迁移到本斑块来。 2.谈谈你对“景观”概念的理解及其在园林规划中的指导意义。 答:景观的概念可以从三方面理解: (1)景观的美学概念。景观与英语中的风景(scenery)一词相当,与汉 语中的“风景”、“景色”、“景致”的含义一致。都是视觉美学意义上的概念。 (2)景观的地理学概念。地理学上将景观作为地球表面气候、土壤、 地貌、生物各种成分的综合体,具有地表可见景象的综合与某个特定区域综 合体的双重含义。 (3)景观的生态学概念。景观是指由一组以类似方式重复出现的、相 互作用的生态系统所组成的异质性区域。 (4)景观这三方面的含义有历史上的联系,从直观的美学观,到地理 上的综合观,又到景观生态学上异质地域观逐步发展而来的。 (5)对于园林规划设计工作者而言,首先应注意景观的美学价值,地 理景观的特征;其次,要重视景观格局形成的生态原因,科学深地认识规划 区的生态特征。在园林规划设计中,不仅要注意观赏上的美学要求,也要充 分考虑到景观结构在生态学上的合理性。 3.试运用实例分析景观生态学的尺度效应。 答:以景观与景观要素之间的关系来分析。景观强调的是异质镶嵌体,而 景观要素则强调均质性,即指外貌、结构、功能等方面基本一致的单元; 其次,景观和景观要素的地位是相对的,某一景观要素在某种条件下可 能成为景观;比如我们可以将武夷山风景名胜区划分为森林景观、茶园、农 田、河流、居住地等。这时森林景观是构成风景区的一个景观要素,但如果 研究武夷山风景区的森林景观问题,这时森林即为景观,构成森林的马尾松 林、杉木林、经济林、竹林、阔叶林等是其景观要素,这种现象并非说明景 观与景观要素可以任意互相调换地位,而是说明景观现象具有尺度效应。 4、在生态学中,稳定性的含义包含了哪两方面?怎样理解稳定性的尺度? 答:稳定性包括了两个方面的含义:一是系统保持现有状态的能力,即抗干 扰的能力;二是系统受干扰后回归该状态的倾向,即受干扰后的恢复能力。 任何景观都随时间发生变化,景观的稳定性只有相对的意义。在这里最 为关键的问题是所选取的时间尺度。评价景观是否稳定需要首先假定一个时 间尺度或者说是变化速率,当所观察的景观运动速率大于假定的运动速率 时,认为景观是变化的,反之认为景观是稳定的。 大尺度上景观结构和要素组成的变化需要很长的时间才发生,而小尺度上景 观的变化在短期就可以发生。在景观尺度上,稳定性实际上是许多复杂结构 在立地水平上不断变化和大尺度上相对静止的统一。 5、为什么说景观格局与过程分析对景观生态规划有重要意义。 答:不同的景观具有明显不同的景观空间格局,而景观空间格局是决定景观 生态流的性质、方向和速率的主要因素,同时景观格局本身也是景观生态流 的产物,即由景观生态流所控制的景观再生产过程的产物。因此景观的结构 和功能,格局与过程之间的联系与反馈始终是景观生态规划中的重要课题。 成功的规划与设计在于我们对规划区景观的理解程度,因为景观生态规 划的中心任务是通过组合或引入新的景观要素而调整或构建新的景观结构, 以增加景观异质性和稳定性,而对景观格局和生态过程的分析有助于做到这 一点。 6、与农田毗邻的林带对农田存在多方面的影响,试分析林带如何影响农田 的小气候。 答:(1)风速降低30%——40%;(2)减弱湍流交换,降低农田蒸发,保持 水分;(3)保持积雪,防止沙尘暴;(4)避免干热风(高温低湿且达到一定 风力的天气现象);(5)温度白天略增加,夜间略降低。 7、生态建筑的理念。 舒适健康是生态建筑的基础:健康是生活的保证,舒适是更高一级的生活质 量 高效清洁是生态建筑的核心:无废物排放,无有害生物。 和谐优美是生态建筑的精神境界:中国的传统建筑是人类建筑坏境与自然界 生物共生、能够均衡持续发展的文化体现。 8、住宅生态化的知道思想:生态住宅的思想基础——人类居住的生态学原 理,生态住宅的文化基础——人类欣赏景观的非现代性,生态住宅的美学基 础——超功利产生美,生态住宅的技术基础——仿生,生态住宅的环境基础 ——美化景观与治理污染结合,生态住宅的经济基础——不同经济收入水平 不同要求,生态住宅的社会基础——人际关系和谐。 9.基质的判定标准 1、相对面积通常基质的面积超过现存的任何其他景观要素类型的总面 积,或者说基质的面积应占总面积的50%以上,在异质性很强的镶嵌景观中, 可能任何一种要素的面积都在50%以下,这时就应考虑其他判别标准。 2、连通性假如景观的某一要素连接的较为完好,并环绕所有其他现存景 观要素时,可以认为这一要素是基质。因此,基质是景观中连通性最好的景 观要素。 3、动态控制当相对面积和连通性两个因素难以对景观基质进行判别时, 考察某种景观对当地生态环境的控制作用尤为重要。动态控制是一个功能指 标,即景观要素对景观动态的控制程度。 10.气候的意义 1、气候通过影响有机体的光合、呼吸作用等生命过程而影响其生长与发育 过程,从而影响其可能生长的种类或生态型等,进而影响由这些种类或类型 所组成的景观格局。 2、气候影响岩石的风化过程,从而影响地形地貌的形成过程。在同一气候 条件下,不同岩石的风化过程与结果不同,同一种岩石在不同的气候条件下, 其风化的过程与结果也有很大差别,如石灰岩即是一例。 3、气候影响土壤过程,从而影响土壤对植物供应水分、养分等的能力,同 时控制土壤水分和养分的各种途径。 11.自然保护区的生态规划和建设的方法 根据岛屿生物地理学的种—面积关系和平衡理论 1、大保护区比小保护区好。大保护区内物种迁入速率和绝灭速率平衡时, 拥有的物种较多;大保护区物种绝灭速率低。 2、栖息地是同质的保护区,一般应尽可能少的分成不相连的碎片。大保护 区物种存活率高,小保护区物种存活率低,大保护区比几个小保护区拥有较 多物种。 3、栖息地是同质性的保护区,如果要分成几个不相连的保护区,这些保护 区尽可能的靠近。这样将增加保护区物种迁入率,减小物种绝灭概率。 4、如果是几个不相连的保护区这些保护区应等距离排列。这意味着每一个 保护区的物种可以在保护区之间迁入和再定居;而在线性排列的保护区,位 于两端的保护区相隔距离较远,减少了物种再定居的可能性。 5、如果有几个不相连的保护区,用廊道把他们连接起来可能会明显的改进 保护功能。物种可以在保护区间扩散,而不需要越过栖息地之“海”,从而 增加物种存活机会。 6、只要条件允许,任何保护区应尽可能接近圆形,以缩短保护区内物种扩 散距离。如果保护区太长,当保护区局部发生种群灭绝时,物种从较中间区 域向边远区域扩散的速率会很低,无法阻止类似于岛屿效应的局部绝灭。 12.景观异质性与生物多样性 1、景观异质性与遗传多样性遗传多样性是生物多样性的基础,随着景观 破碎等作用导致的景观异质性的增加,生境多样性将提高,种群多样性将更 丰富,物种基因的交流频繁,遗传多样性将增。 2、景观异质性与物种多样性物种在异质性的景观中的定居可以是随机 的,但通常是非随机的,即景观异质性愈高,物种多样性也愈高。 3、景观异质性与生态系统多样性景观异质性增加,生境多样性也随之增 加,生态系统多样性也随之增加。

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