生态学期末总复习资料(完整版)

生态学是研究生物与环境相互作用过程及其规律的科学，其目的是指导人与生物圈的协调发展。 生态学派： ①英美学派：研究对象主要是美洲大陆的植被，以研究植物群落的演替和创建顶级学说而著名。 ②北欧学派：研究对象主要是斯堪的纳维亚地区结构单一的植被，以注重群落结构分析为特点。 ③法瑞学派：注重群落生态外貌，强调特征种的作用，研究中首先对样地中植物区系进行调查、记录和分析。 ④俄国学派：植物（群落）与地学结合。 目前（现代生态学）研究的几个热点：生物多样性及其保护；全球变化的生态效应及其对策；可持续发展。 三、生态学研究的对象和内容 生物大分子(DNA)，细胞(cell)，组织器官，个体(individual)，种群(population)，群落(community)，生态系统(ecosystem)，生物圈 基本的研究方法：原地观测 （野外考察，定位观测，原地科学实验 ），受控实验 生态学的综合方法 （归纳和分析，数值分类和排序，模型和模拟 ） 环境的定义：环境指生物有机体赖以生存的所有因素和条件的综合。 环境因素：直接参加有机体物质和能量循环的组成部分。 太阳辐射有两种功能：热能和光能。 三、生物的物质环境 1、岩石圈和土壤圈 2、水圈：水体中溶解有各种无机和有机营养物质，它们为植物生长和水生生物的分布提供了物质基础。 3、大气圈：对流层、平流层、中间层和电离层。 对流层：空气垂直对流运动显著，空气分布均匀；影响生物的一切气候现象都发生在对流层中。 平流层:空气稀薄,大气透明度很高。主要是平流运动，平流层中臭氧集中，太阳光中紫外线（＜290 nm)几乎全部被吸收，温度较高，气温变化不大。 电离层：温度随高度迅速增加。 4、生物圈：是地球表面全部生物及与之相互作用的自然环境的总称，是由岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈的交接空间构成。最显著的特点是有大量的生物存在。 生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。 所有生态因子构成生物的生态环境。 具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境称为生境。 二、生态因子的分类 气候因子（如光、温度、水、空气、雷电等）； 土壤因子（土壤物理性质、化学性质、肥力、土壤结构和土壤生物等因子）； 生物因子（指与对象生物发生相互关系的动物、植物、微生物等因子，形成捕食、寄生、竞争和互惠共生等关系）； 地形因子（海拔高度、坡度、坡向(阴坡和阳坡)、地面起伏等，通过影响气候和土壤，间接地影响植物的生长和分布）； 人为因子（指对动植物产生影响的人类活动）。 三、 生态因子作用的特点 （1）综和性（因子间相互制约）（2）非等价性（主导因子作用）（3）不可替代性和互补性（4）限定性（时段性）（5）直接作用和间接作用 限制因子：在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受极限，限制生物的生长、发育、繁殖、数量和分布的关键性因子叫限制因子。

利比希最小因子定律（Liebig’s law of minimum）：能够影响生物的无数因子中，总有一个因素限制生物的 生长、生存或繁殖。 谢尔福特耐受定律（Shelford’s law of tolerance）：生物对每种生态因子都有耐受的上限和下限。 内稳态，驯化，适应

内稳态的意义：提高生物对生态因子的耐受范围。通过生理过程或行为的调整而实现的。 恒温动物通过控制体内产热过程来调节体温；变温动物靠减少散热或利用环境热源使身体增温。

1、温度的生态作用 （1）温度对生物生长的影响：最低温度、最适温度和最高温度，即“三基点”温度。 （2）温度对生物发育的影响 有效积温法则：生物生长发育过程中，需要从环境中摄取一定热量才能完成其某一阶段的发育，生物各个发育阶段所需要的热量总和一个常数。 有效积温法则用公式表示： K=N(T-T0) , K — 是有效积温(常数) ， N — 为发育历期天数， T0 — 为生物发育起点温度(生物零度)； T — 为发育期间的平均温度。 发育时间N的倒数为发育速率。 有效积温法则的实际应用： 1）预测一个地区某种害虫发生的时期和世代数。 2）预测害虫的分布区、危害猖獗区。 3）预测害虫来年的发生程度。 4）预测生物地理分布的北界。 5）推算生物的年发生历。 6）制定农业气候区划，合理安排作物。 7）应用有效积温预报农时。 2、极端温度对生物的影响 （1）低温对生物的影响：寒害和冻害 寒害指温度在0℃以上对生物的伤害。植物寒害主要原因：蛋白质合成受阻、碳水化合物减少和代谢紊乱等。 冻害指0℃以下的低温对生物的损害。植物冻害主要原因：温度降至冰点以下时，细胞间隙形成冰晶，原生质失水破损。 极端低温对动物的致死作用： 体液冰冻和结晶； 使原生质受到机械损伤； 蛋白质脱水变性。 （2）高温对生物的影响 高温对植物的有害影响： 高温减弱光合作用，增强呼吸作用，使植物的这两个重要过程失调； 破坏植物的水分平衡，蛋白质凝固、脂类溶解，有害代谢产物在体内积累。 高温对动物的有害影响：破坏酶的活性； 蛋白质凝固变性； 造成缺氧； 排泄功能失调； 神经系统麻痹。 3、生物对极端温度的适应 （1）形态适应 植物对低温的形态适应：芽及叶片有油脂类物质保护，芽具有鳞片；器官表面有蜡粉和密毛；植株矮小，呈匍匐、垫状或莲座状。 植物对高温的适应表现：有些植物具有密生的绒毛或鳞片，能过滤一部分阳光；发亮的叶片能反射大部分 光线；叶片垂直排列，减少吸光面积；树皮有发达的木栓组织(具有绝热和保护作用)。 动物对温度的形态适应：同类恒温动物生活在较寒冷地区（高纬度地区）比生活在温热地区（低纬度地区）的个体要大，称为贝格曼规律（Begman）。个体大有利于保温，个体小有利于散热。 阿伦（Allen）规律：恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴、外耳等在低温环境中有变小、变短的趋势。 （2） 生理适应： 植物对低温的生理适应：降低植物冰点，增加抗寒能力（减少细胞中的水分，增加细胞中的糖类、脂肪和色素） 植物对高温的生理适应：1）降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，有利于减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力。2）靠旺盛的蒸腾作用降温。3）一些植物具有反射红外线的能力，避免受到高温的伤害。 动物对低温的生理适应：增加体内的产热量，保持恒定的体温。 动物对高温的生理适应：放松恒温性，使体温有较大的变幅。 （2） 行为适应：冬眠、夏眠 温度是决定某种生物分布区的重要生态因子。 极端温度（最高温度、最低温度）是限制生物分布的最重要条件。 温度对动物的分布，可起直接的限制作用。

物候又称物候现象，指生物长期适应于一年中温度的节律性变化，形成的与此相适应的发育节律。 植物的休眠主要是种子的休眠。动物的休眠有冬眠和夏眠（夏蛰）。 物候学是指研究生物与气候周期变化相互关系的科学。

光因子包括光强、光质和光照长度。光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育有影响。 1、光强：影响植物的生长发育、形态建成、生殖器官发育、物质生产、动物的行为等。 2、光质的作用：影响物质的生成。 植物光合作用只利用光谱中可见光区（400-760nm）,这部分辐射称为生理有效辐射。红、橙光被叶绿素吸收最多，其次是蓝、紫光；绿光不被植物吸收称“生理无效光”。红光有利于糖的合成，有促进生长作用，蓝光有利于蛋白质合成。短波光（蓝紫光、紫外线）有利于花青素形成，并抑制茎的伸长。 趋光现象已被用来诱杀农业害虫。 过强有致死作用，对于抑制自然界的传染病病原体极为重要。 3、光照时间：影响生物的生育转变。 4、光周期现象：生物对昼夜光暗循环格局的反应所表现出的现象。阳性植物、阴性植物、耐阴植物。 （2）光合作用对光强的反应：光饱和点、光补偿点。 光饱和点：当光照强度增加到某一点后，再增加光照强度，光合强度也不增加 光补偿点：光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用释放的二氧化碳相等时的光照强度 （3）生物对光照时间的适应：长日照植物、短日照植物、中日照植物、中间型植物。 长日照植物：日照时间长于一定数值（14h以上）才能开花的植物，且光照时间越长，开花越早。短日照中日照植物：要求昼夜长短比例接近相等（12h）。 中间型植物：在任何日照条件下都能开花植物。 动物的光周期现象：许多动物的行为对日照长短也表现出周期性。

（1）水是生物生存的重要条件 1）生物体的重要组分。2）参与物质代谢。 3）调节体内和体外环境。生物的新陈代谢以水为介质，营养物质运输、废物排除、激素传递及各种生化过程，都必须在水溶液中才能进行。 （2）水对动植物生长发育、数量、分布有影响。 （1）干旱的影响 干旱对植物的影响：降低各种生理过程。气孔关闭，减弱蒸腾降温作用，抑制光合作用，增强呼吸作用，引起植物体内各部分水分的重新分配。 影响植物产品质量。 植物受干旱危害的原因：能量代谢的破坏、蛋白质代谢改变、合成酶活性降低和分解酶活性加强等。 （2）水涝的影响 对植物根系。处于缺氧环境，抑制有氧呼吸，阻止水分和矿物质吸收，生长停止，叶片萎蔫脱落，根系变黑腐烂。 植物受淹，光合作用受阻，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强，体内能量代谢显著恶化，各种生命活动陷于紊乱，器官和组织变得软弱，很快变粘变黑、腐烂脱落。 水涝对动物的影响：除直接伤害死亡外，还常导致流行病蔓延，造成动物大量死亡。

（1）植物对水因子的适应：水生植物、陆生植物 水生植物的水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状，以增加吸收阳光、无机盐和CO2的面积。 水生植物又分为沉水植物、浮水植物和挺水植物。 陆生植物：生长在陆地上的植物，可分为湿生植物、中生植物和旱生植物。 湿生植物多生长在水边，抗旱能力差。 中生植物适应范围较广，大多数植物属中生植物。 旱生植物生长在干旱环境中，能忍受长时间的干旱。 旱生植物对干旱环境的适应：根系发达、叶面积小；具有发达的贮水组织以及高渗透压的原生质等。 （2）动物对水因子的适应：水生和陆生两类。 水生：调节体内的渗透压。 陆生：形态结构、行为和生理上来适应。 动物对水因子适应与植物不同之处在于：动物有活动能力，动物可以通过迁移等多种行为途径来主动避开不良的水分环境。

土壤的组成部分有矿物质、有机质、土壤水分和土壤空气。具有肥力是土壤最为显著特性。 1、土壤的生态学意义 （1）土壤是许多生物的栖息场所。 （2）土壤是生物进化的过渡环境。土壤中既有空气，又有水分，正好成为生物进化过程中的过渡环境。 （3）土壤是植物生长的基质和营养库。 （4）土壤是污染物转化的重要场地。 2、土壤质地与结构对生物的影响 根据土壤质地可分为砂土、壤土和粘土三大类。 土壤质地与结构常通过影响土壤的物理、化学性质来影响生物的活动。 3、土壤的物理化学性质对生物的影响 （1）土壤物理特性：包括土壤温度、水分和空气等。 土壤温度：植物种子萌发和根系生长、呼吸及吸收能力有直接影响，还通过限制养分的转化来影响根系的生长活动。 土温过低，会降低根系的代谢和呼吸强度，抑制根系生长，减弱其吸收作用；土温过高则促使根系过早成熟，根部木质化加大，从而减少根系的吸收面积。 土壤溶液参与土壤物质转化，促进有机物分解与合成。 土壤的矿质营养必需溶解在水中才能被植物吸收利用。土壤水分太少引起干旱，太多导致涝害。 土壤水分还影响土壤内无脊椎动物的数量和分布。