生态学知识点 - 图文

生态学复习题

第一章 绪论

1.1生态学（Ecology）是研究生物与环境及其相互之间关系的科学。

1.2生物包括动物、植物、微生物及人类本身，即不同的生物系统，而环境则指生物生活中的无机因素、生物因素和人类社会共同构成环境系统。

1.3不同的研究尺度：个体（individuals）种群（populations）群落（communities）生态系统（ecosystems） 1.4萌芽期：《诗经·召南·鹊巢》：维雀有巢，维鸠居上。螟蛉有子，蜾赢负之 Theophrastus 亚里士多德的继承人 动物色泽变化对环境的适应 建立时期：法国博物学家布丰Buffon 生物物种的可变性及生物的数量动态 18世纪初 马尔萨斯人口理论

标志生态学作为一门生物学的分置科学的诞生

《以植物生态地理为基础的植物分布学》、《以生理为基础的植物地理学》 成长期：动物行为学《无脊椎动物的行为》《涡虫的行为》《蚂蚁的社会性行为》

发育和耐受性生理学 水生生物学 生态演替 群落生态学 我国第一部动物生态学著作 费鸿年 1937《动物生态学纲要》

成熟期：Allee 和 Emerson 1949 《动物生态学原理》动物生态学进入成熟期的标志之一

1.5现代生态学发展时期：:种群生态学 行为、进化生态学 化学生态学 群落生态学 生态系统生态学 分子生态学 应用生态学

1.6应用生态学分支：:农业生态学 工业 资源 污染 城市 放射 野生动物

最引人关注的几方面变化：1）全球气候的变化；2）臭氧层的破坏；3）生物多样性的丧失；4）地球 上各种生态系统的结构和功能的改变。 1.7研究方法：:环境的研究 测定法 控制法

对生物的研究 动植物分类 数量统计（间接-大熊猫）出生率、死亡率、迁移等

第二章 生物与环境的关系 第一节 有机体和环境作用的基本原理 一、环境与生态因子

1.1环境（Environment）：作用于某一特定生物个体或群体以外的外界条件的总和。 环境：针对某一特定主体或中心而言的，是一个相对的概念。

自然环境：大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈在不同地区相互组合所构成的环境，又称原生环境。

人工环境：指由于人为因素的作用使自然环境的某些因素发生了局部变化，以扩大生物与环境的相互适应性，又称次生环境。

1.2生态因子(ecological factors) ：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。 生物因子（biotic factors）与非生物因子（abiotic factors） 生存因子：生态因子中生物存在所不可缺少的环境条件。

生态环境（Ecological Environment）：所有生态因子构成生物的生态环境。 二、生态因子对生物作用一般特征 三、环境与生物关系的基本规律

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（一）限制因子

限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。任何一种生态因子只要超过生物的耐受范围，就会成为这种生物的限制因子。人们一旦找到了限制因子，就意味着找到了影响生物生存和发展的关键性因子，并可集中力量研究它。

（二）最小因子定律（Law of the minimum）Liebig最小因子定律

“植物的生长取决于数量最不足的营养物质的量”，即处于或接近临界最小量的物质为限制因子，它将限制其它处于良好状态因子的效率的发挥。

（三）耐性定律（Law of tolerance）谢尔福德耐受定理（Shelford’s law of tolerance） 1913年美国生态学家 V. S. Shelford

生物的生存对环境因子的耐受性有一个上限和下限，任何因子不足或过多，接近或超过了某种生物的耐受限度，该种生物的生存就会受到影响，甚至灭绝。

生物种的耐受性限度图解（据Smith,1980） 广生态幅与狭生态幅 生物对每一种生态因子所能耐受的上限和下限之间的范围，称之为生态幅。它反映了生物对环境因素的适应能力。不同生物对同一生态因子耐性范围不同；同一种生物对不同生态因子的耐性也不同。（不同时期） 内稳态

生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制，能减少生物对外界条件的依赖性，从而提高生物的适应能力。 生物对生态因子耐受限度的调整

驯化： 一种生物长期生活在最适生存范围偏一侧的环境条件下，久而久之会导致耐受曲线位置移动。 休眠：动植物抵御暂时不利环境条件的一种非常有效的生理机制。一旦进入休眠期，对环境条件的耐受范围比正常活动时宽得多。

指示生物：对某一环境特征具有某种指示特性的生物,则叫做这一环境特征的指示生物。

金丝雀监测煤矿坑道中一氧化碳；地衣、苔藓植物、紫花苜蓿等对二氧化硫敏感；唐昌蒲等对氟化氰敏感。 第二节 环境因子的生态作用及生物的适应 一、光的生态作用 光质变化对生物的影响 光强度变化对生物的影响 光周期现象 （1）光质的作用：

植物的光合作用只能利用可见光区（380-760nm波长）的光，这部分辐射通常称为生理有效辐射。 红、橙光是被叶绿素吸收最多的，绿光为生理无效光 （2）光强的作用

植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加

促进组织和器官的分化，制约着器官的生长发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例。 植物的光合器官叶绿体必须在一定光强条件下才能形成，许多其他器官的形成也有赖于一定的光强。在黑暗条件下，植物就会出现“黄化现象”。 光是植物光合作用的能量来源

在一定条件之下，光强度增高，光合速率也随之增高

当光強度达一定值后，再增加光照强度，光合强度却不再增加，此光照强度称为光饱和点（saturate point） 植物的光合强度和呼吸强度相等时的光照强度称为光补偿点（compensation point） 植物对光照强度的反应分为三大生态类型

阳性植物：对光要求比较迫切，只有在足够光照条件下才能正常生长，其光饱和点、光补偿点都较高，光合作用的速率和代谢速率都比较高。如蒲公英、桦树、栎。

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阴性植物：对光的需求远较阳性植物低，光饱和点和光补偿点都较低。其光合速率和呼吸速率都比较低。如人参、红豆杉、三七。

中性植物：对光照具有较广的适应能力，对光的需要介于上述两者之间，但最适在完全的光照下生长，也能忍耐适度的荫蔽或在生育期间需要较轻度的遮荫。如党参、沙参。 （3）光周期作用

光和动物的昼夜节律（日节律）昼行性动物 夜行性动物 光照时间的作用：地球-公转与自转-地球上日照长短。

长期生活在这种昼夜变化环境中的动植物，借助于自然选择和进化形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，这就是生物的光周期现象。 (photoperiodism) 根据对日照长度的反应类型可把植物分为

长日照植物：是指在日照时间长于一定数值（一般14h以上）才能开花的植物，如冬小麦、大麦、油菜和甜菜等。

短日照植物：是日照时间短于一定数值（一般14h以上的黑暗）才能开花的植物，通常早春或深秋开花。如牵牛花、水稻、烟草等。

中日照植物：中日照植物的开花要求昼夜长短比例接近相等（12h左右），如甘蔗等。 中间型植物：中间型植物是在任何日照条件下都能开花的植物，如番茄、黄瓜和辣椒等。 长日照植物栽培在热带？ 短日照植物栽培在温带和寒带？

光周期对植物的地理分布有较大影响。短日照植物大多数原产地是日照时间短的热带、亚热带；长日照植物大多数原产于温带和寒带，在生长发育旺盛的夏季，一昼夜中光照时间长。

长日照植物栽培在热带，由于光照不足，就不会开花。短日照植物栽培在温带和寒带也会因光照时间过长而不开花。这对植物的引种、育种工作有极为重要的意义。 许多动物的行为对日照长短也表现出周期性。

鸟、兽、鱼、昆虫等的繁殖，以及鸟、鱼的迁移活动，都受光照长短的影响。 对繁殖的影响：区分为长日照动物和短日照动物。

长日照兽类：野生哺乳动物（特别是高纬度地区的种类）都是随着春天日照长度的逐渐增加而开始生殖，如雪貂、野兔和刺猬等。

短日照兽类：哺乳动物总是随着秋天短日照的来到而进入生殖期，幼子在春天条件最有利时出生。如绵羊、鹿等。

二、温度的生态作用

(一)地球上环境温度的分布和变化 （二）动物对低温和高温的耐受极限 1、对低温的耐受极限和抗寒性 动物超过温度下限致死的原因？ 2、动物耐寒的一些规律

季节变异 Q：春寒和秋寒可以减少害虫危害？ 地理变异

个体发育的不同阶段 3、对高温的耐受极限

（三）温度对生物生长发育繁殖的影响

Vant Hoff?s Law 在一定范围内,一般每升高10℃生物反应速率增加2～3倍。 某些植物需要经过一个低温“春化”阶段，才能开花结果，完成生命周期。

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任何一种生物，生命活动中的生理生化过程需要酶系统的参与，每一种酶活性都有它的最低温度、最适温度和最高温度，形成生物生长的“三基点”。

有效积温法则：生物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。

K ＝ N ( T－C ), T＝C＋K／N

N为发育历期，即生长发育所需时间， T为发育期间的平均温度，

C是发育起点温度，又称生物学零度， K是总积温（常数）单位：日度

通过控制两种温度 (T1 , T2 ) 的实验，能分别观察、记录两组动物相应的发育历期 (N1 ,N2 ), 从而可以求出热常数（K）和发育起点温度（C）。例如地中海果蝇在26℃条件下发育需20天，在19.5℃需41.7天， 根据K 是热常数的原理： N1 (T1-C) = N2 (T2-C) 代入 20(26-C) = 41.7(19.5-C) 求得 C=13.5℃, 进而求得K=250日度。不同物种完成发育所需积温不同。一般来说，起源于或适于高纬度地区种植的植物，所需有效积温较少，反之则较多。麦子：1000～1600日度，棉花：2000～4000日度，椰子：5000日度，马铃薯：1000～1600日度，柑橘类：4000～4500日度。 陆生动物代谢体温调节特点 啮齿动物 狗 猴子

（四）生物对低温环境和高温环境的适应

生物对低温的适应：保暖、抗冻－－形态、生理 、行为的适应 生物对高温的适应：抗辐射、保水、散热－－形态 、生理 、行为的适应 温度对动植物的形态发生有深刻影响：

阿伦规律（Allen）：恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境下有变小变短的趋势。 生物对高温的适应 形态上的适应

植物：密毛、鳞片滤光；体色反光；叶缘向上或暂时折叠，减少辐射伤害；干和茎具厚的木栓层，绝热。 动物：体形变小，外露部分增大；腿长将体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层。 生理上的适应

植物：降低细胞含水量，增加糖或盐浓度，减缓代谢率；蒸腾作用旺盛，降低体温；反射红外光。 动物：放宽恒温范围；贮存热量，减少内外温差。 行为上的适应 植物：关闭气孔。

动物：休眠，穴居，昼伏夜出等。 （五）温度与动物的行为

躲避不利温度，选择温度适合的空间 选择温度适宜的活动时间 建立适宜小气候的隐蔽所 迁移 集群 （六）温度与生物的地理分布

温度及其变化对生物的分布特征有重要作用。一般来说，气候暖和的地区生物种类多，寒冷地区生物种类少。

三、水的生态作用

水是生物生长发育的重要条件 水对动植物数量和分布有重要影响 生物对水因子的适应 植物 动物 水生动物生活在水里，不会缺水？

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海龟为什么流眼泪？ 人为什么不能喝海水？ 四、土壤的生态作用

土壤是由固体（无机体和有机体）、液体（土壤水分）和气体（土壤空气）组成的三相复合系统。 土壤是许多生物的栖息场所。土壤中的生物包括细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物、轮虫、线虫、蚯蚓、软体动物、节肢动物和少数高等动物。

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。 土壤是植物生长的基质和营养库。土壤提供了植物生活的空间、水分和必需的矿质元素。 土壤是污染物转化的重要场地。土壤中大量的微生物和小型动物，对污染物都具有分解能力。 五、生态因子的时空变化及其对生物分布的影响

各种生态因子都影响到生物群落的分布，但其中起主要作用的是海陆分布、大气环流和由于各地太阳高度角的差异所导致的太阳辐射量的多少及其季节分布，亦即与此相联系的水热状况。 第三节 生物的生态适应性

趋异适应 同种生物的不同个体群，由于分布地区的差异，长期接受不同环境的综合影响，不同个体群在形态生理等方面产生的相应的生态变异

趋同适应 不同种类的生物，由于长期生活在相同的环境中，通过变异、选择和适应，在器官形态等方面表现出相似的现象。 （一）生态型

1. 定义：同种生物的不同个体群，长期生存在不同的生态环境和人工培育条件下，发生趋异适应，并经自然和人工选择而形成的生态、形态和生理特性不同的基因类群。 2.生态型类别：

生态型的划分是根据形成生态型的主导因子进行的。植物生态型包括：籼稻、粳稻 —— 温度生态型；早、中、晚稻 —— 光照生态型；水稻、陆稻 —— 土壤生态型。 （二）生活型( life form )

生活型：不同种生物，由于长期生存在相同的自然生态和人为培育环境条件下，发生趋同适应，经自然选择和人工选择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。 同一生活型的生物表示它们对环境的适应途径和适应方法相同或相似。

蝙蝠属哺乳动物，但它与大多数鸟类一样通过飞行来捕捉空中的昆虫，它的前肢不同与一般的兽类，而形同于鸟类的翅膀，适应于飞行活动；

鲸、海豚、海狮均属哺乳动物，但由于长期生活在水环境中，体形呈纺锤形，它们的前肢也发育成类似鱼类的胸鳍。

植物中的趋同现象：肉质化的茎、叶子退化呈刺状来适应干旱生境。

(三) 生境和生态位

1、生境 ：某一生物种群或生物群落，由于生态环境的约束只能在某一特定区域中生存，则把该区域称为该生物种群或生物群落的生境。

2、生态位（niche）:生物物种在完成正常生活周期时表现出的对环境综合适应的特性，即一个物种在生物群落和生态系统中的功能和地位。

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