生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)一

1、生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)一、生物與環(huán)境的關(guān)系第一部分生態(tài)因子與生物的關(guān)系（一）生態(tài)因子生態(tài)因子（ecological factors ）是指環(huán)境中對生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要 素，如溫度、濕度、食物、氧氣、二氧化碳和其他相 關(guān)生物等。生態(tài)因子中生物生存所不可缺少的環(huán)境條 件，有時(shí)又稱為生物的生存條件。（二）光的生態(tài)作用光照對生物的影響包括光質(zhì)、光照強(qiáng)度、光照周期的 影響。不同光質(zhì)對生物的作用不同，生物對光質(zhì)也產(chǎn)生了選 擇性適應(yīng)，光質(zhì)不同影響著植物的光合強(qiáng)度，在紅橙 光下光合速率最快，藍(lán)紫光次之，綠光最差，不同植 物的光合色素有一定差異，這些色素種類的差異，反 映了不同植物對生境

2、中光質(zhì)的適應(yīng)。植物對光照強(qiáng)度的適應(yīng)表現(xiàn)為陰地植物和陽地植物兩 類，這種差異是由于葉子生理上的植物形態(tài)上的差異 造成的；另外，單株植物葉冠內(nèi)不同結(jié)構(gòu)的“陽葉” 和“陰葉”的產(chǎn)生，是植物對自身存在的光環(huán)境的一 種回應(yīng)。光照強(qiáng)度不僅使動(dòng)物在視覺器官形態(tài)上產(chǎn)生 了遺傳的適應(yīng)性變化，而且與動(dòng)物的活動(dòng)行為密切相 關(guān)，有些適應(yīng)于白天強(qiáng)光下活動(dòng)，成為晝行性動(dòng)物， 有些適應(yīng)于黑夜或晨昏的弱光下活動(dòng)，成為夜行性動(dòng) 物或晨昏性動(dòng)物。光照周期的變化對生物起了信號作用，導(dǎo)致生物出現(xiàn) 日節(jié)律性的與年周期性的適應(yīng)性變化，它使生物的生 長發(fā)育與季節(jié)變化協(xié)調(diào)一致，對動(dòng)植物適應(yīng)所處環(huán)境 具有重要意義。（三）溫度的生態(tài)作用溫度對生

3、物體的生理活動(dòng)、生化反應(yīng)、酶的活性、生 長發(fā)育的影響很大，也影響生物的分布和數(shù)量。溫度 升高，生理生化反應(yīng)加快，生長發(fā)育加速；溫度降低， 生理生化反應(yīng)變慢，生長發(fā)育遲緩。當(dāng)溫度達(dá)到最高 點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，生命活動(dòng)逐漸趨向停頓甚至死亡。溫度影響植物的分布。隨著緯度的升高，海拔的增加， 溫度逐漸降低，所以植被將從常綠闊葉林依次過渡到 落葉闊葉林、針闊混交林、針葉林和苔原荒漠。同類恒溫動(dòng)物在寒冷地區(qū)的個(gè)體要比溫帶、熱帶地區(qū) 的個(gè)體大，而肢體（尾、耳、嘴和四肢等）則趨于縮 短、變小，實(shí)質(zhì)是保持穩(wěn)定體溫。（四）水的生態(tài)作用水是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。植物通過吸水、輸導(dǎo)、蒸騰，相互協(xié)調(diào)保持體內(nèi)水分的動(dòng)態(tài)平衡。根據(jù)對水

4、分的依 賴程度不同，植物可劃分為：1水生植物包括沉水植物（金魚藻、黑藻）、浮水植物（浮萍、睡 蓮）和挺水植物（蘆葦、香蒲環(huán)境特點(diǎn)是多水、弱 光、缺氧。水生植物與之相適應(yīng)的特征是：大的細(xì)胞 間隙形成發(fā)達(dá)的通氣組織以保證各器官組織對氧氣的 需要；葉片常分裂成帶狀、線狀或很薄以增加對光、 無機(jī)鹽和二氧化碳的吸收面積；保護(hù)組織，吸收組織 和機(jī)械組織不發(fā)達(dá)或退化以適應(yīng)多水。2陸生植物包括濕生、中生和旱生植物。濕生植物生活在潮濕的 環(huán)境中，抗旱力最小。如水稻等陽性濕生植物的根系 淺；分枝和根毛少，體內(nèi)常有通氣組織。中生植物生活在水分、濕度條件適宜的環(huán)境中，抗旱 力較大。如大多數(shù)的農(nóng)作物、果樹。它們的根系和

5、輸 導(dǎo)組織比濕生植物發(fā)達(dá)，葉表皮常有角質(zhì)層，葉片內(nèi) 有細(xì)胞間隙，但未形成完整的通氣系統(tǒng)。旱生植物生活于水分不足的干旱環(huán)境中，抗旱力最大。 如駱駝刺、仙人掌、景天等。它們一方面通過葉面積 縮小、角質(zhì)層加厚、氣孔凹陷以減少蒸騰，通過發(fā)達(dá) 的根系與機(jī)械組織和輸導(dǎo)組織以增加吸水；另一方面 根、莖、葉逐漸變成貯水組織以增加儲水。（五）、土壤的生態(tài)作用土壤是由于固體、空氣、水分組成的三相復(fù)合系統(tǒng)， 它主要從以下4個(gè)方面影響生物：質(zhì)地與結(jié)構(gòu)，這 關(guān)系到通氣性、蓄水性合保肥性，對植物的生長發(fā)育、 土壤動(dòng)物生存以與土壤微生物活動(dòng)具有重要意義； 水分，可直接被植物根系吸收利用，同時(shí)影響土壤動(dòng) 物的生存和分布；空氣

6、呈現(xiàn)高二氧化碳低氧氣，影 響土壤微生物種類、數(shù)量和活動(dòng)，進(jìn)而影響植物營養(yǎng) 狀況；溫度對植物生長發(fā)育密切相關(guān)，導(dǎo)致土壤動(dòng) 物產(chǎn)生行為適應(yīng)變化。土壤酸度影響礦質(zhì)鹽分的溶解度，從而影響植物養(yǎng)分 的有效性，此外土壤酸度還通過影響微生物的活動(dòng)而 影響?zhàn)B分有效性和植物生長，土壤酸度還影響了土壤 動(dòng)物區(qū)系與其分布；有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的一個(gè)重要標(biāo) 志，其中很多成分可促進(jìn)種子發(fā)芽、根系生長，增強(qiáng) 植物代謝活動(dòng)，土壤腐殖質(zhì)還是異養(yǎng)微生物的重要養(yǎng) 料和能源，可活化土壤微生物，土壤有機(jī)質(zhì)對土壤團(tuán) 粒結(jié)構(gòu)的形成、保水、供水、通氣、穩(wěn)溫有重要作用， 從而影響植物的生長。植物對土壤因子適應(yīng)的生態(tài)類型適應(yīng)土壤pH值的生態(tài)類型：

7、酸性土植物、中性土植物、堿性土植物；適應(yīng)土壤沙質(zhì)基質(zhì)的生態(tài)類型：沙生植物；-適應(yīng)土壤中礦質(zhì)鹽類的生態(tài)類型：鈣質(zhì)土植物、嫌 鈣植物、鹽土植物、堿土植物；（六）生態(tài)因子的作用規(guī)律生態(tài)因子的一般規(guī)律：（1）綜合作用：環(huán)境中的每個(gè)生態(tài)因子不是孤立的、 單獨(dú)的存在，總是與其他因子相互聯(lián)系和影響。任何 一個(gè)因子的變化，都會不同程度地引起其他因子的變 化，導(dǎo)致生態(tài)因子的綜合作用，例如生物能夠生長發(fā) 育，是依賴于氣候、地形、土壤和生物等多種因素的 綜合作用。（2）主導(dǎo)因子作用：對生物起作用的眾多因子并非等 價(jià)的，其中有一個(gè)是起決定性作用的，它的改變會引 起其它生態(tài)因子發(fā)生改變，使生物的生長發(fā)育發(fā)生改 變。（3

8、）階段性作用：由于生態(tài)因子規(guī)律性變化使生物生 長發(fā)育出現(xiàn)階段性，在不同發(fā)育階段，生物需要不同 的生態(tài)因子或生態(tài)因子的不同強(qiáng)度。（4）不可替代性和補(bǔ)償性作用：對生物起作用的諸多 生態(tài)因子，一個(gè)都不能少，不能替代，但在一定條件 下，當(dāng)某一因子數(shù)量不足，可依靠相近生態(tài)因子的加 強(qiáng)得以補(bǔ)償。直接作用和間接作用：生態(tài)因子對生物的行為、 生長、生殖和分布的作用可以是直接的，也可以是間 接的，有時(shí)需經(jīng)歷幾個(gè)中間因子。生態(tài)因子的限制性作用Liebig最小因子定律：利比希在1840年提出“植物的生長取決于那些處于最少量狀態(tài)的營養(yǎng)元 素”。其基本內(nèi)容是：低于某種生物需要的最小量的任 何特定因子，是決定該種生物生存

9、與分布的根本因素， 這就是利比希最小因子定律。Shelford耐受性定律：Shelford于1913年提出 了耐受性定律：任何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上 的不足或過多，即當(dāng)其接近或達(dá)到某種生物的耐受限 度時(shí)會使該種生物衰退或不能生存。第二節(jié)、種群一、.什么是種群，有哪些重要的群體特征？種群(population)是在同一時(shí)期內(nèi)占有一定空間的同 種生物體的集合，該定義表示種群是由同種個(gè)體組成， 占有一定領(lǐng)域，是同種個(gè)體通過種內(nèi)關(guān)系組成的一個(gè) 系統(tǒng)。自然種群有3個(gè)基本特征：空間特征，即種群具有 一定的分布區(qū)域；數(shù)量特征，每單位面積上的個(gè)體 數(shù)量是變動(dòng)著得；遺傳特征，種群具有一定的基因 組成，即系

10、一個(gè)基因庫，以區(qū)別于其他物種，但基因 組成同樣處于變動(dòng)之中。二、什么是種群關(guān)系？包括種內(nèi)關(guān)系和種間關(guān)系。（1）種內(nèi)關(guān)系包括種內(nèi)互助和種內(nèi)競爭。（2）種間關(guān)系據(jù)種間關(guān)系的性質(zhì)，可分為三種類型：一是正相互作 用，結(jié)果一方面得利或雙方得利；二是負(fù)相互作用， 結(jié)果至少一方受害；三是中性作用，結(jié)果雙方無明顯 影響。分別用“+”表示有利，“一”表示有害，“O” 表示無利也無害，相互關(guān)系如下表。中性作用。彼此互不影響直接干涉型競爭一一彼此直接相互抑制紅翅鶇 與黃頭鶇資源利用型競爭一一資源缺乏時(shí)間接抑制嚙齒動(dòng)物和鳥類偏害作用（偏害共棲）O對種群A有害，對 種群B不影響胡桃樹分泌胡桃醌抑制其他植物生長偏利作用（

11、偏利共棲）+。對種群A有利，對 種群B不影響苔蘚附在樹的表面原始合作+彼此有利，但無依賴關(guān)系寄居蟹 與?？ダ采?彼此有利，彼此依賴地衣、根瘤、 菌根 寄生+ 寄生種群A得利，寄主種群B有害 蛔 蟲與人捕食+一種群A得利，種群B有害食草動(dòng)物取 食植物根、莖、葉三、其中競爭關(guān)系是最重要的。簡述種間競爭理論？ 在種間關(guān)系中，最重要的是競爭關(guān)系。種間競爭是指 具有相似要求的物種為爭奪空間和資源而產(chǎn)生的直 接或間接抑制對方的現(xiàn)象。種間競爭大小取決于生態(tài)位（物種在環(huán)境中所處的地 位或所起的作用，包括空間生態(tài)位、營養(yǎng)生態(tài)位、資 源生態(tài)位或超體積生態(tài)位）分化。競爭排斥原理或生態(tài)位理論（也稱為高斯假說）認(rèn)為

12、， 物種之間的生態(tài)位越接近，相互之間的競爭就越劇烈; 分類上屬于同一屬的物種之間由于親緣關(guān)系較接近因 而具有較為相似的生態(tài)位，可以分布在不同的區(qū)域； 如果它們分布在同一區(qū)域，必然由于競爭而逐漸導(dǎo)致 其生態(tài)位的分離，即競爭排斥導(dǎo)致親緣種的生態(tài)位分 離。四、種群的生態(tài)對策生物在生存斗爭中獲得的生存對策，稱為生活史對策。 基本有兩種生存對策。r-選擇種類具有使種群增長率 最大化的特征：快速發(fā)育，小型成體，數(shù)量多而個(gè)體 小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期；K-選 擇種類具有使種群競爭能力最大化的特征:慢速發(fā)育， 大型成體，數(shù)量少而體型大的后代，低繁殖能量分配 和長世代周期。第三節(jié)、群落、概念生物

13、群落是指在一定時(shí)間內(nèi)，居住在一定區(qū)域或生境 內(nèi)的各種生物種群相互聯(lián)系、相互影響的有規(guī)律的一 種結(jié)構(gòu)單元。二、群落的基本特征1、具有一定的種類組成2、物種之間相互聯(lián)系3、群落具有自己的內(nèi)部環(huán)境4、具有一定的結(jié)構(gòu)5、具有一定的動(dòng)態(tài)特征6、具有一定的分布范圍7、具有邊界特征或邊緣效應(yīng)8、各物種不具有同等的重要性三、群落結(jié)構(gòu)1、垂直結(jié)構(gòu)不同物種由于遺傳特性與對光、溫度、養(yǎng)分、水分的 要求不同，而處于群落的不同高度上，群落的這種垂 直分化就形成了群落的層次，稱為群落的垂直成層現(xiàn) 象。每一層次由同一生活型的植物組成，是群落結(jié)構(gòu) 的基本單元。成層現(xiàn)象保證了生物群落在單位空間中 更充分地利用自然條件。2、水平

14、結(jié)構(gòu)由于生態(tài)因子分布的不均勻性、群落內(nèi)部環(huán)境不一致 性、種間的相互作用與植物種類本身的生態(tài)生物學(xué)特 點(diǎn)，導(dǎo)致在一個(gè)群落的某一地點(diǎn)，植物的分布是不均 勻的，在群落內(nèi)部不同地點(diǎn)形成各自的小型組合，群 落內(nèi)部的這種小型組合稱為小群落。各個(gè)小群落具有 一定的種類成分和生活型組成，它們的生產(chǎn)力和外貌 特征也不相同，在群落內(nèi)部形成了不同的斑塊，這種 現(xiàn)象稱為群落的鑲嵌性。3、群落交錯(cuò)帶這是相鄰群落的過渡帶。發(fā)育較好的群落交錯(cuò)帶，其 生物可以包括相鄰群落的共有物種，以與群落交錯(cuò)區(qū) 特有的物種一一邊緣種。這種在群落交錯(cuò)區(qū)內(nèi)，單位 面積內(nèi)的生物種類和種群密度較之相鄰群落有所增加 的現(xiàn)象稱邊緣效應(yīng)。四、群落演替1

15、、概念群落演替是指群落經(jīng)過一定歷史發(fā)展時(shí)期，由一種類 型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N類型的順序過程，或者說在一定區(qū)域 內(nèi)一個(gè)群落被另一個(gè)群落所替代的過程。群落演替可 分為原生演替和次生演替。原生演替是在原生裸地（此 前從無生物定居，無種子或孢子）上的演替，如在沙 丘、火山巖上的演替。次生演替是在原先有其他生物 定居過，因植被遭受毀滅性破壞所形成的次行裸地（有 機(jī)物質(zhì)豐富、土壤層厚并遺留有少量的生物遺體、種 子或抱子等）上進(jìn)行的演替。2、群落演替過程（在裸地上）（1）侵移。植物生活的繁殖結(jié)構(gòu)進(jìn)入裸地，或進(jìn)入以 前不存在這個(gè)物種的一個(gè)生境的過程。（2）定居。傳播體的生長、發(fā)育和繁殖的過程。這種 適應(yīng)能力較強(qiáng)，能夠

16、在新環(huán)境定居的物種稱先鋒植物（如地衣）。這時(shí)物種數(shù)目少，種群密度低，互不干擾。（3）競爭。隨物種數(shù)量增加，密度加大，出現(xiàn)了激烈 的種間競爭，有的物種定居下來，有的物種被排斥。 獲得優(yōu)勢的物種得到發(fā)展，從不同角度利用和共攤資 源。通過競爭，達(dá)到相對平衡，發(fā)展到頂極群落。頂極群落學(xué)說經(jīng)一系列的演替階段，最后達(dá)到與該地區(qū)環(huán)境條件相 適應(yīng)的相對穩(wěn)定的生物群落，叫做頂極群落。單頂極學(xué)說。美國生態(tài)學(xué)家克里門茨認(rèn)為在一個(gè)氣候 區(qū)域內(nèi)，只有一個(gè)與當(dāng)?shù)貧夂蛳噙m應(yīng)的頂極群落，即 氣候頂極群落。只有氣候才是演替的決定因素。多元頂極學(xué)說。英國的坦斯列認(rèn)為一個(gè)氣候區(qū)域內(nèi)， 可以由幾種不同類型的頂極群落（如氣候頂極、土壤

17、 頂極、地形頂極、動(dòng)物頂極等）鑲嵌而成。頂極群落 可由各種因素決定。第四節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)（一）概念在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，由生物群落與其環(huán)境組成 的一個(gè)整體，該整體具有一定的大小和結(jié)構(gòu)，各成員 借助能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞而相互聯(lián)系、相 互影響、相互依存，并形成具有自組織和自調(diào)節(jié)功能 的復(fù)合體。（二）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括空間結(jié)構(gòu)（見群落的空間結(jié)構(gòu)） 和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)等。生物之間通過營養(yǎng)關(guān)系起來的結(jié)構(gòu)稱營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，包括 食物鏈和食物網(wǎng)，是物質(zhì)、能量、信息流通的主要渠 道。食物鏈中的每一環(huán)節(jié)稱為營養(yǎng)級。由于生物的雜 食性，生態(tài)系統(tǒng)中的多條食物鏈相互交錯(cuò)，形成食物 網(wǎng)。（三）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)系

18、統(tǒng)中各種綠色植物和光合細(xì)菌把太陽輻射能量轉(zhuǎn)變 為化學(xué)能，把無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的生產(chǎn)叫初級生產(chǎn)。 系統(tǒng)中各動(dòng)物和微生物利用初級生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行的生 產(chǎn)稱次級生產(chǎn)。單位時(shí)間、單位面積（或體積）內(nèi)初 級生產(chǎn)者和次級生產(chǎn)者所合成的有機(jī)物質(zhì)總量，稱總 生產(chǎn)量?？偵a(chǎn)量除去呼吸消耗（呼吸量）以外的部 分稱凈生產(chǎn)量。在一條食物鏈中，能量總是沿著食物鏈從低營養(yǎng)級向 高營養(yǎng)級逐級單向流動(dòng)，不循環(huán)。在流動(dòng)過程中，由 于生產(chǎn)者和各級消費(fèi)者的呼吸量、各級消費(fèi)者的未利 用物質(zhì)和糞尿量的損失是相當(dāng)大的，所以能量流動(dòng)是 逐級遞減的，在相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級之間的傳遞效率大約 是10%-20%。因此一般地說，一條食物鏈的營養(yǎng)級不 超過

19、5個(gè)。能量傳遞的十分之一定律是美國生態(tài)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn) 的，營養(yǎng)級之間的能量轉(zhuǎn)化大約1/10轉(zhuǎn)移到下一個(gè)營 養(yǎng)級，組成生物量；9/10被消耗。（四）生態(tài)金字塔生態(tài)金字塔是指由于能量每經(jīng)過一個(gè)營養(yǎng)級時(shí)被凈同 化的部分要大大少于前一營養(yǎng)級，當(dāng)營養(yǎng)級由低到高， 其生物個(gè)體數(shù)目、生物量和所含能量就呈塔形分布。生態(tài)金字塔可分為數(shù)量金字塔、生物量金字塔和能量 金字塔。（五）生物地球化學(xué)循環(huán).基本概念在物質(zhì)循環(huán)中物質(zhì)被暫時(shí)固定、貯存的場所稱為庫， 其中庫存容量大、滯留時(shí)間長、物質(zhì)交換慢的為貯存 庫，如大氣庫；庫容小、滯留時(shí)間短、物質(zhì)交換快的 稱交換庫，如植物庫。生態(tài)系統(tǒng)中生物不斷進(jìn)行新陳代謝的過程中，體內(nèi)來 自

20、環(huán)境中的元素或難分解化合物的濃縮系數(shù)不斷增加 的現(xiàn)象稱生物積累，如牡蠣能從海水中大量積累銅， 地衣積累鉛。生物濃縮指生態(tài)系統(tǒng)中同一營養(yǎng)階層上 的許多生物種群或個(gè)體，從周圍環(huán)境中蓄積某種元素 或難分解的化合物，使生物體內(nèi)該物質(zhì)的濃度超過環(huán) 境中的濃度現(xiàn)象。生物放大作用（生物富集作用）是指該生態(tài)系統(tǒng)的食 物鏈上，某種元素或難分解化合物在生物機(jī)體中濃度 隨著營養(yǎng)級的提高而逐步增大的現(xiàn)象。生態(tài)系統(tǒng)之間礦物元素的輸入和輸出以與它們在大氣 圈、水圈、巖石圈之間以與生物之間的流動(dòng)和交換稱 為生物地球化學(xué)循環(huán)。生物地化循環(huán)包括水循環(huán)、氣 相型循環(huán)（如碳、氧、氮循環(huán)）和沉積型循環(huán)（如磷、 鉀、硫循環(huán)）。.水循環(huán)

21、.碳循環(huán)通過碳循環(huán)的各種作用維持碳的平衡，由于森林的破 壞和大量化石燃燒，使大氣中CO2含量上升。二氧化 碳對太陽的短波輻射無阻擋，但對地面長波輻射產(chǎn)生 吸收和散射作用，導(dǎo)致地面溫度升高，全球氣候變暖， 稱為“溫室效應(yīng)”。結(jié)果會使干旱加劇，海平面上升等。.氮循環(huán)（1）固氮作用是指將大氣中的氮固定并還原成硝酸鹽 和氨的過程，包括高能固氮、生物固氮和工業(yè)固氮。生物固氮一般認(rèn)為是N2分裂成兩個(gè)氮原子，氮原子 再與氫結(jié)合成氨的過程。固氮的生物包括自生固氮生 物（如固氮菌屬、巴氏固氮棱狀芽抱桿菌等能獨(dú)立固 氮的微生物）和共生固氮生物（固氮菌侵入豆科等寄 主植物形成根瘤）。藍(lán)綠藻也能固氮。（2）氨化作用是將蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素與其他含氮 化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榘焙桶被锏倪^程。由腐敗的細(xì)菌和真 菌完成。（3）硝化作用是指將氨化物和氨轉(zhuǎn)變成硝酸鹽、亞硝 酸鹽的過程。由硝酸鹽細(xì)菌和亞硝酸鹽細(xì)菌來完成。（4）反硝化作用是將