生态学生物种及其变异与进化2

生态学-夏继刚§ 0绪论1.生态学：是研究生物及其周围环境相互关系的科学。

Haeckel 海克尔 1866提出2.生态学研究对象 4个组织层次个体：强调个体适应性种群：强调数量特征群落：强调群落的结构、演替、多样性、稳定性等生态系统第一部分有机体与环境第一章生物与环境1.生态因子：指环境要素中对生物起作用的因子，如光照水分氧气 CO2 事物和其他生物等按生态因子对动物种群数量变动的作用分为密度制约因子：如食物、天敌等生物因子，其对动物种群数量影响的强度随其种群密度而变化，从而调节了种群数量非密度制约因子：温度降水等气候因子，他们的影响强度不随种群密度而变化。

2.生态因子作用特征：综合作用（任何一个因子的变化都会不同程度的引起其他因子的变化），主导因子作用（众多因子并非等价其中年有一个是起决定性作用的），阶段性作用（在不同发育阶段生物需要不同的生态因子或不同强度），不可替代性和补偿性作用（虽然不等价但是都很重要不能由另外一个因子替代），直接作用和间接作用（生态因子对生物的行为生长繁殖分布的作用可以是直接也可以是间接）。

3.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。

4.限制因子定律：因子处于最小量时，可以成为生物的限制因子，但因子过量时，例如过高的温度，过强的光或过多的水，同样可以成为限制因子。

5.任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素称为限制因子。

6.耐受性定律：美国Shelford1913：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程度的时会使该种生物衰退或不能生存。

7.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。

在二者之间的范围称为生态幅。

8.内稳态：生物通过控制体内环境，使其保持相对稳定性。

第二章能量环境1.光质的生态作用及生物的适应光合有效辐射：光合作用系统只能利用太阳光谱的一个有限带，即380-710nm波长的辐射能。

3 种群及其基本特征3.1 种群的基本特征种群（population）是在同一时期占有一定空间的同种生物个体的集合。

在一定义表示种群是由同种个体组成的，占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成一个统一体或系统。

种群可由单种生物或构件生物组成。

由单种生物组成的种群，每一个体都由一个受精卵发育而来，由构件生物组成的种群，受精卵首先发育成一结构单位或构件，然后发育成更多的构件。

构件生物各部分之间的连接可能会死亡或腐烂，这就形成很多分离体，这些分离体来自同一受精卵其基因相同，这样的个体称无性系分株（ramets）。

自然种群有3个基本特征：①空间特征，种群具有一定分布区域；②数量特征，每单位面积（或空间）的个体数量（密度）是可变动的；③遗传特征，种群具有一定基因组成，区别于其他物种，但基因亦处于变动之中。

种群是生态学的重要概念之一，除生态学外，进化论，遗传学、分类学和生物地理学都使用这个术语。

种群是物种存在的基本单位，在自然分类的种以上单位是就其进化的亲缘关系划分的，只有物种（species）真实存在。

物种能否持续存在，取决于种群能否不断产生新的个体以替代消失的个体。

种群是自然界存在的基本单位，亦是物种进化的基本单位。

种群又是生物群落的基本组成单位，群落是由种群所组成。

3.2 种群动态3.2.1 种群的密度和分布4.2.1.1 种群的大小和密度一个种群的大小，是一定区域种群个体的数量，也可以是生物量或能量。

种群的密度是堂信面积单位体积或单住生境中个体的数目。

密度变化很大，如土壤节肢动物每平方米可能有成千上万只，而大型哺乳娄动物可能每平方公里只有几头。

对从受精卵形成的个体和构件生物体应有差异，研究植物种群，要注意由无性繁殖构成的无性系。

3.2.1.2 种群数量统计研究种群动态首先要统计种群的数量，第一步是研究种群的边界许多种呈大面积连续分布，种群边界不明显，实际工作时、往往要根据自己研究需要确定其研究范围。

一基本概念环境生态因子温度的生态作用种群种群动态内分布型种群群体特征的基本参数年龄结构动态生命表内禀增长率J型增长种群离散增长模型S型增长生态入侵R-对策者K-对策者竞争排斥原理协同进化共生群落边缘效应群落演替顶级群落生态系统生产者消费者分解者食物链营养级生态金字塔生态效率净生产量生物量二思考题（按章节）（一）、生物与环境1 什么是最小因子定律？什么是耐受性定律？2 生态因子相互作用联系表现在哪些方面？能量环境1 生物对光照会产生哪些适应?2 生物对极端的高温和低温会产生哪些适应？3 物种的分布完全由温度决定的吗？物质环境1 陆地上水的分布及其变化归律2 水生植物如何适应水环境?3 水生动物如何适应于高盐度或低盐度的环境？4 水生植物对水的适应性表现在哪些方面？5 陆生动物如何适应于干旱环境？6 大气中二氧化碳和氧气浓度与生物的关系7 土壤的物理性质对生物有哪些作用？8 土壤的化学性质对生物有哪些作用？9 土壤动物如何适用于土壤中高二氧化碳与缺氧的环境？10 土壤有哪些生物学特性？（二）种群生态学1 什么是种群？有哪些重要的群体特征？2 试说明我国计划生育政策的种群生态学基础3 设在0.5ml培养基中放5个草履虫，每天计数培养液中种群数量，其后4天的结果为20，137，319，369，请用逻辑斯蒂曲线拟和，并求出种群增长方程。

4 1992年中国人口大约为12亿，出生率为千分之二十二，死亡率为千分之七，其每年的增长率为多少？以该增长褛增长，种群加倍时间是何时？5 有关种群调节理论有哪些学派？各学派所强调的种群调节机制是什么？6 什么是集合种群？集合种群与我们通常所说的种群有何区别？（三）生物种及其变异与进化1 怎样理解生物种的概念？2 为什么说种群是进化的基本单位？3 什么是多态现象？4 为了确定某一物种在一些性状上的地理变异是由自然选择还是遗传漂变引起的，应该三、得到哪些证据？5 经历过遗传瓶颈的种群有哪些特点？6 植物和岛屿的物种分化有何特点？生活史对策1 什么是生活史？包含哪些重要组分？2 什么是生活史对策？K-对策和R-对策各有哪些特点？3 什么是两头下注理论？（四）种内与种间关系1 种内与种间关系有哪些基本类型？2 密度效应有哪些普遍规律？3 何为红皇后效应？生物进行有性繁殖有什么好处？4 领域行为和社会等级有何适应意义？5 什么是他感作用，有何生态学意义？6 什么是竞争排斥原理？举例说明两物种共存或排斥的条件7 什么是竞争释放和性状替换？8 什么是生态位？画图比较说明两物种种内，种间竞争的强弱与生态位分化的关系。

生态学：种群及其基本特征1、种群及其基本特征名词解释1、种群：是同一时期内一定空间中同种生物个体的集合，种群是物种存在的基本单位，是生物进化的基本单位，也是生物群落的基本组成单位。

2、种群生态学：研究种群的数量、分布以及种群与其栖息地环境中的非生物因素及其他生物群落之间的相互作用。

3、种群动态：研究种群数量在时间上和空间上的变动规律。

4、内分布型：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，一般有均匀分布、随机分布和成群分布。

5、最大出生率：是指理想条件下中群内后代个体的出生率。

实际出生率：是一段时间内种群每个雌体实际的成功繁殖量。

特定年龄出生率：特定年龄组内每个雌体在单位时间内产生的后代数量。

6、最低死亡率：种群在最适环境下由于生理寿命而死亡造成的死亡率。

生态死亡率：种群在特定环境下的实际死亡率。

7、年龄锥体：是以不同宽度的横柱从上到下配置而成的图，横柱从上到下表示不同的年龄组，宽度表示各年龄组的个体数或各年龄组在种群中所占数量的百分比。

种群年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。

8、生命表：用来呈现和分析种群死亡过程的表，分为动态生命表和静态生命表。

静态生命表：根据某一特定时间对种群做一年龄结构的调查资料而编制的，称为静态生命表。

综合生命表：加入了mx栏，即同生群平均每存活个体在该年龄期内所产后代数，这样的生命表称为综合生命表。

9、同生群：动态生命表总结的是一组大约同时出生的个体从出生到死亡的命运，这样一组个体称为同生群，这样的研究叫做同生群分析。

10、生命期望：是种群中某一特定年龄的个体在未来所能存活的平均天数。

11、净增殖率（R0）：存活率lx与生殖率mx相乘，并累加起来，即得净增殖率。

12、K-因子分析：根据连续观察几年的生命表系列，我们就能看出在哪一时期，死亡率对种群大小的影响最大，从而可判断哪一个关键因子对死亡率ktotal的影响最大，这一技术称为K-因子分析。

生物学中的生态遗传与进化生态遗传学是一个涉及生物种群与环境间相互作用的学科。

它的研究对象是同属一种群的生物个体群体间的遗传差异以及它们与环境因素对互作用的影响。

进化是一个基于自然选择的概念，强调个体适应性在物种演化中的重要性。

这两个学科的交叉融合是如何影响生物学研究，以及如何帮助我们更好地理解生物多样性和适应性剖析？这篇文章的目的是介绍与生态遗传和进化有关的主题和它们之间的关系。

生态和环境在生物学的背景下，“环境” 更广泛地描述了组成物种生存环境的各种因素，它可以理解为地球上所有非生物部分的整体。

生态遗传学家研究不同环境中个体遗传变异的来源，如何对环境进行适应，并如何维护种群的遗传多样性。

环境对生物的影响是复杂的，包括温度、水分、土壤、光照条件，结构复杂的生态系统以及生态系统中物种之间的相互作用。

互动的结果包括生物行为、营养摄入、种群密度控制，以及遗传适应性。

环境在遗传和演化上的作用被并入了遗传和演化的研究实践中。

遗传和多样性生态遗传学家将遗传学的概念与生态学相关联，以便研究不同物种之间及非生物环境之间的相互作用。

随着我们了解影响不同物种内部变异的生理和化学机制的增多以及对物种基因组组成的了解以及在生态系统中引起物种间变异的因素，我们可对相应的遗传影响提供更深入的解释。

在生态遗传学中，人们将更多地关注人为干扰生物多样性以及自然因素如何影响这种多样性的机制。

因此，了解个体性状的基本遗传机制以及这些特性如何与某些特定环境条件相交互的方式至关重要。

进化和自然选择在进化和生态遗传学之间有一定的重叠，因为它们都关注了生物适应性和多样性。

但是，进化学家通常是以物种级别为研究对象，而生态遗传学家通常是关注在物种内部发生变异的基础上对种群多样性和适应性的研究。

自然选择是生物进化的关键概念之一。

它强调优胜劣汰的自然选择规律，提示生物适应性与生存生殖成功之间的联系。

自然选择是一种突变产生新适应策略实现的过程，是物种适应环境变化的基本机制。