中科院2017年博士入学考试试题及答案：生态学

中科院2017年博士入学考试试题：生态学

简答：

1、 生态保护、生态修复异同点？

所谓生态修复是指对生态系统停止人为干扰，以减轻负荷压力，依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化，或者利用生态系统的这种自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展；主要指致力于那些在自然突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作，恢复生态系统原本的面貌，比如砍伐的森林要种植上，退耕还林．让动物回到原来的生活环境中。这样，生态系统得到了更好的恢复，称为“生态修复”。

2、 人为干扰、人为调控区别与联系？

人为干扰是人类生产发展过程中改变生态系统组成、结构和功能,使生态系统处于一种过渡状态,并引起生态系统发生演替的人类活动,它是把自然生态系统改造成适合人类生存和发展的一种不可避免的影响活动。由于干扰的强度和方式的不同,产生的效果可能是增益性的—优化结构、增强功能,对无序干扰行为产生的不良影响的补偿也可能是破坏性的—劣化结构、削弱功能,使生态系统遭到破坏,不利于人类生产活动。

人为干扰是人类为了生存和发展而不断改造自然生态系统的一种影响活动。它在人类生产发展过程中改变了生态系统组成、结构和功能,使生态系统处于一种过渡状态,引起生态系统演替。由于干扰的强度和方式的不同,产生的效果可能是增益性的—优化结构、增强功能,对无序干扰行为产生的不良影响的补偿也可能是破坏性的—劣化结构、削弱功能,使生态系统遭到破坏,不利于人类生产活动。人为干扰具有广泛性、多变性、潜在性、协同性、累积性和放大性等特征和性质。

生态系统调控是指：是在人类的干预下,利用社会资源和自然资源来调节生物群落与非生物环境的关系,通过合理的生态结构和高效的机能进行物质循环和能量转化,以此达到保护生态系统的目的,并且按人类的目进行生产的综合体系.

3、 生物群落结构及稳定性原理？

群落是指在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，既有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具有特定生物功能的生物集合体。也可以说，一个生态系统中具有生命的部分即生物群落。而稳定的植物群落是指群落在达到顶级演替后出现的能够进行自我更新和维持并使群落的结构、功能长期保持在一个较高的水平、波动小。

空间结构

群落的垂直结构指群落在垂直方面的配置状态，其最显著的特征是成层现象，即在垂直方向分成许多层次的现象。

群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局，其主要表现特征是镶嵌性。

群落的时间结构是指群落的组成和外貌随时间而发生有规律的变化。

群落的层片结构：现在一般群落学研究中使用的层片概念，均相当于加姆斯的二级层片，即每一个层片都是由同一生活型的植物所组成。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。它的特点是具有一定的种类组成，它所包含的种具有一定的生态生物学一致性，并且具有一定的小环境，这种小环境是构成植物群落环境的一部分。

时间组配 组成群落的生物种在时间上也常表现出“分化”，即在时间上相互“补充”。

种类结构 每一个具体的生物群落以一定的种类组成为其特征。但是不同生物群落种类的数目差别很大。

一般认为群落的结构越复杂，多样性越高，群落也越为稳定，并把群落多样性作为其稳定性的一个重要尺度。如用香农一维纳多样性指数表示群落的稳定性。但部分学者认为从理论上讲，在更多样化的系统中，一个生态关系复杂的网络，可导致种群急剧波动，而不是使种群更加稳定，所以复杂的系统比简单的系统更不稳定；但总的趋势仍然认为，高度多样性是稳定自然系统的特征之一。

群落的稳定性主要表现在两个方面：一、当群落受到外界干扰后恢复原来状态的能力；二、当群落受到外界干扰后产生变化的大小，即衡量受外界干扰而保持原来状态的能力。而如果群落受到外界的干扰超过群落的承载能力范围，那么该群落将会崩溃、瓦解。因此，群落的稳定性对于一个群落而言是至关重要。群落的多样性为群落的稳定性提供了一个强有力的保障后盾，在一个群落中，物种越多，它抵抗外界的能力就会越强，恢复能力也越强。

一个稳定群落的形成受各种因素的影响。稳定群落的维持受群落内的生物多样性(功能丰富度和物种丰富度)、种间竞争作用、猎物一捕食关系、环境条件、生产者一分解者功能关系等一系列生物学生态学过程的控制，在不同的情况下，其中任何一方面都可能成为影响稳定性的主导因素。就拿构建稳定的植物群落来说。

4、 举例说明 r 对策者和 k 对策者的特点？

按栖息地和生命参数的特点，把生物分成两类：r-对策者和K-对策者。在此，r和K分别表示内禀增长率和环境负载量。地球表面环境是连续变化的，一个极端是气候稳定、天灾稀少的栖息地(如热带雨林)，多生态上饱和的系统，动物密度很高，竞争激烈；另一个极端是气候稳定、天灾频繁的栖息地(如寒带或干旱地区)，多生态上不饱和的系统，密度影响小，竞争弱。在前一类的环境中，动物种群数量达到或接近环境负载量，属于K-对策者；在后一类环境中，种群密度多处于K值以下的增长段，常出现扩展增大过程，属于r-对策者。

在大类群之间作比较，可以把昆虫看成为r对策者，而脊椎动物是K-对策者。在大类群内，同样可进行比较，例如鸟类中的鹫、鹰、信天翁是典型的K-对策者，而小型的山雀、虎皮鹦鹉是r-对策者。因此，r- 对策者和K-对策者之间有各种过渡，有的更接近于r-对策者，有的更接近于K-对策者；也就是说，从极端的r-对策者到极端的K-对策者之间有一个连续的谱。在农业生态系统中，人类对作物精心管理，杂草和害虫多有较高的生殖和扩散能力，例如狗尾草、马唐、飞蓬、以及螟虫、黏虫和褐飞虱等都是r-对策者。飞蝗可被看作两种对策交替的特殊类型，群居相是r-对策的，散居相是K-对策的蚜虫的有翅和无翅的世代交替也是这样。在选择拟寄生物作为害虫的防治手段时，就必须考虑r-和K-对策者不同的反应。

r-和K-对策在进化过程中各有其利弊。K-对策者的种群接近K值但不超过，超过有导致生境退化的可能。低生育力要求有高存活率，这样才能保证种族的延续，因此K-对策者的防御和保护幼体的能力较强。由于有亲代关怀，K-对策者通常存活率较高，个体较大，寿命较长，这些特征保证了K-对策者在激烈的生存斗争中取得胜利。但是，当K-对策者在过度死亡后，恢复到原有平衡的能力低下，还有可能灭绝。大熊猫、虎、豹等珍稀和濒危动物就是K-对策者，所以，对其保护更为重要，更加困难。相反，r-对策者的防御和竞争能力不强，死亡率很高，种群很不稳定。但种群不稳定并不意味着进化中必然不利。r-对策者不象K-对策者那样易于灭绝。在低数量时通过迅速增长就能恢复到较高水平；在密度很高时，它们可能消耗大量资源，使生境破坏，但它们通过扩散而离开被破坏的地方，并且迅速地在别的地方建立起新的种群。这就是说，r-对策者的各别种群虽然易于灭绝，但物种整体却是富有恢复力的。如果说，K-对策者在生存斗争中是以智取胜，则r-对策者就是以量取胜。r-对策者一遇好机会就会大发生，所以有的学者将它们叫做“机会主义者”。r-对策者的广运动性和连续地面临新局面，使其成为物种形成的丰富源泉。

K对策和r对策的生活史特点很不相同，它们的种群数量动态曲线也就存在着明显的差异，（如图）K对策物种的种群动态曲线有二个平衡点，一个是稳定平衡点S，一个是不稳定平衡点X（又称灭绝点）。当种群数量高于或低于平衡点S都会趋向于S点。当在不稳平衡点X处，当种群数量高于X时，会回到S点，当种群数量低于X点时，就（必然）走向灭绝。与此相反r对策物种只有一个平衡点而没有灭绝点，他们的种群密度能迅速回到平衡点S，并在S点上下波动。

中科院2017年博士入学考试试题：生态学

二、 简答题（7选5，每个6分共30分）

1、 简述r-选择和k-选择的主要区别

106、K-对策者生物与r-对策者生物的主要区别。

r-选择和K－选择的某些相关特征的比较：

R对策生物的个体较小,繁殖能力较强,但寿命较短,对环境有较强的适应能力,一般缺乏保护后代机制,竞争力弱,但具有很强的扩散能力,种群易爆发,比如老鼠.而k对策生物的个体大,个体通繁殖率低、寿命长具有较完善的保护后代机制,一般扩散能力较弱,但竞争能力较强较大,比如大象,老虎

r-选择 K－选择

气候

死亡

存活

数量

种内、种间竞争

选择倾向

寿命

最终结果 多变，不确定，难以预测

具灾变性，无规律

非密度制约

幼体存活率低

时间上变动大，不稳定

远远低于环境承载力

多变，通常不紧张

⑴发育快

⑵增长力高

⑶提高生育

⑷体型小

⑸一次繁殖

短，通常少于一年

高繁殖力 稳定，较确定，可预测

比较有规律

密度制约

幼体存活率高

时间上稳定

通常临近K值

经常保持紧张

⑴发育缓慢

⑵竞争力高

⑶延迟生育

⑷体型大

⑸多次繁殖

长，通常大于一年

高存活力

2、 逻辑斯蒂方程的意义

dN／dt：rN（1-N／K）=rN（K-N／K）

式中：N表示种群大小；t表示时间；dN／dt表示种群变化率；r表示瞬时增长率；K表示环境容量。

或写该方程的积分式：Nt=K／l+ea-rt

式中：e表示自然对数的底；a表示曲线对原点的相对位置

逻辑斯谛增长曲线的形成过程及各阶段的特征。

逻辑斯谛增长是具密度效应的种群连续增长模型，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；（2）增长率随密度上升而降低的变化，是按比例的。按此两点假设，种群增长将不再是“J”字型，而是“S”型。

“S”型曲线有两个特点：

（1）曲线渐近于K值，即平衡密度； （2）曲线上升是平滑的。

逻辑斯谛曲线常划分为5个时期：

（1）开始期，也可称潜伏期，由于种群个体数很少，密度增长缓慢；

（2）加速期，随个体数增加，密度增长逐渐加快；

（3）转折期，当个体数达到饱和密度一半（即K／2时），密度增长最快；

（4）减速期，个体数超过K／2以后，密度增长逐渐变慢；

（5）饱和期，种群个体数达到K值而饱和。

3、 如何在野外进行植物群落调查

考察植物群落，选择出可代表该群落整体并具有一致性的一定区限，叫做群落样地。在样地内，为测计群落各项属性，如种类组成、生活型、种群数量特征、及环境因子特征可设置一定面积、形状或数量的小区（样方），这是常用的一种群落抽样方法。为了进行植物群落分析，要采取客观抽样法，即概率抽样。可以按具体情况在随机抽样、系统（规则）抽样、或分层抽样三者中择取一种。 样方抽样 样方面积与形状，原则上希望取最小表观面积，最适的形状。温带乔木群落最小面积一般为100～400平方米，热带森林更大些约 1000～2000平方米；灌木群落约

4～16平方米，草本群落1～4平方米，形状多采用正方，也可视具体需要和种的分布格局、微地貌不同，取圆形或长条。

样方数目多少，从统计学的要求，要有30～50个为好，如是分层抽样，则每个层区中要有6～10个。群落性态变异大时，数目要多些，反之可以减少。