生态学复习提纲20140626

第一章

生态学（Ecology）：生态学是研究生物与其环境相互关系的科学（Haeckel, 1869）.

生物圈的定义：地球上的所有的生物与其所生活的环境组成生物圈，生物圈是地球上最大的生态系统； 观察与描述是生命科学研究中最基本的研究方法。 1 观察的对象：从宏观到微观各个不同层次的对象； 2 观察的手段：感觉器官直接观察、或借助于仪器设备来完成（电子显微镜、X射线衍射、核磁共振等）； 3 科学观察与描述的基本要求：客观地反映所观察的事物，并且观察的结果是可以重复和检验的；

要想做到科学的观察，既要具备一定的基础知识，又不能受已有知识的限制，只有不断的发现前人研究的空白、纠正前人观察的错误才能使认识更接近于客观真实。

假设与实验已经成为现代生命科学研究中最重要的方法。 实验是在人为干预和控制条件下，对研究对象进行观察的方法；

实验设计的原则：唯一差别。 传统的实验科学研究的范式：

实验科学研究已经形成了完善的方法、方式，即实验研究的范式。可描述为：

从已知的事实或现象出发，提出可能的假设； 设计实验对假设进行检验；

经实验证实的假设成为被人们接受的科学理论； 对经实验证伪的假设进行修正后，重新实验。

新的实验科学研究的范式以理论为出发点，大大提高了科学研究的效率；同时它也是更高层次的实验科学研究的范式。

第2章 生物与环境 环境（Environment）

环境是指生物有机体赖以生存的所有因素和条件的综合。

小环境：也称小气候，是指直接与生物比邻的环境， 多指小范围的特定栖息地；决定因素：小范围的气候因素（气流、光照、地形等）；作用特点：对生物生活直接提供必须的条件，影响更重要。

大环境（Macro-environment），也称大气候，是指地区环境、地球环境和宇宙环境；决定因素：大气环流、地理纬度、海拔高度和距离海洋距离等大范围的因素。作用特点：决定生物的生存与自然分布、决定不同地区的生物群落特征和相应的气候带；

生态因子（Ecological Factors）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作用的环境要素。 生存条件：生态因子中对生物的生存不可或缺的环境要素。生态因子作用的特点：

（1） 综合作用。生态因子间彼此联系、相互制约，任何

一个生态因子的变化，都会不同程度地引起其他生态因子的变化，导致生态因子的综合作用。

（2） 非等价性。各个生态因子的作用并非等价的，其中起决定作用的因子，称为主导因子，如春化阶段的

低温等；

（3） 不可替代性和可代偿性。生态因子的作用虽非等价，

但都很重要，当一个生态因子或缺时，不能由另一个生态因子替代；但当一个生态因子的数量相对不足时，可以通过加强相近生态因子而得到一定程度的补偿。（如植物光合作用下降时可通过CO2的浓度增加得到补偿）

（4） 阶段性作用。生物生长发育的不同阶段，需要不同

的生态因子和生态因子的不同强度。

（5） 直接作用和间接作用。间接作用是通过影响直接因

子而间接影响生物。

利比希最小因子定律（Liebig’s Law of Minimum）：植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素。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。

限制因子定律：生态因子处于最小量或最大量时，都可能成为生物的限制因子（Blackman,1905）。

限制因子: 限制生物生存和繁殖的关键性因子；任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的生态因子。

耐性：指生物能够忍受外界（极端）条件的能力；

耐性限度：指单个有机体或种群能够生存和繁殖的某一生态因子的范围，也称生态幅（Ecological amplitude) 。 耐受定律（Law of Tolerance）：任何一个生态因子在数量或质量上不足或过多时，也就是当它接近或达到某种生物的耐受限度时，就会导致该种生物的衰退甚至不能生存(Shelford,1913)。

几点说明：不同生物对同一生态因子的耐受范围可能存在巨大差异。

特定生物对某种生态因子的耐受能力在整个生活史中并非固定不变。

一种生物可能对一种生态因子耐受范围很宽，而对另外一种生态因子却很窄。

当一种生物对某一生态因子不处于最适合状态时，对其他生态因子的耐受性限度也可能下降。

生态位是指有机体在环境中占据的地位。或者，生态位是指每个物种在群落中的时间和空间的位置及其机能关系。或者说群落内一个种与其他种的相对位置。

生态位理论的基本要点：(1) 生态位宽度（广度）(Niche width, Niche breadth)。定义： 一个有机体单位（物种）利用的各种不同资源的综合幅度。 一种生物或生物类群所表现出来的资源利用的多样性。 （2）生态位重叠（niche overlap）

定义：不同物种的生态位之间的重叠现象。或是说两个或更多的物种对资源位和资源状态共同利用。生态位重叠是竞争的必要条件但并非绝对条件，而决定于资源状态。 (3) 生态位分离（niche separtion）：两个物种在资源系列上利用资源的分离程度。如果许多物种占据一个特定的环境，他们要共同生活下去，必然要存在某种生态学差别（具有

不同的生态位），否则它们不能在相同的生态位内永久地共存。

(4) 生态位移动（niche drift）：种群对资源谱利用的变动。这是环境胁迫或者竞争的结果。

第三章

光是一个十分复杂而重要的生态因子，它对生物的作用主要在光谱成分（光质）、光照强度、光照时间三方面表现出来，对生物有着深刻影响。

光照强度的生态作用：A.光强对生物形态建成有影响。B.光强对生物生长有影响。C.光强对生物生殖和发育有影响。如：光可以促进组织和器官的分化，制约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； 生物的光周期现象：生物对昼夜光暗循环格局的反应所表现出的现象称之为光周期现象。生物和许多周期现象是受日照长短控制的，光周期是生命活动的定时器和启动器。 外温动物（ectotherm）：冷血动物、变温动物，身体温度随环境温度的改变而改变。 内温动物（endotherm）：温血动物、恒温动物，体温主要由自身代谢产生的热量来维持，基本不依赖于环境温度，体温大多维持在一个相对稳定的温度值或狭窄范围。 内温动物对体温调节能力较强，一般通过生理过程来产生或释放体内热量而调节体温，如颤抖、出汗等。

植物生长温度的“三基点”——最低、最适、最高温度。 生物学零度：植物与外温动物开始生长发育的最低温度。 有效积温：植物与外温动物完成发育期或某一发育阶段所需要的总热量。

有效积温法则公式： K=N*(T-C)

其中： K为有效积温，N为发育历期

T为发育期平均温度，C为发育起点温度（生物学零度） 临界温度：凡低于或高于某一温度值生物受害的温度。 临界时间：低于或高于临界温度使生物受害的最短时间。 热剂量定律：低热常时间与高热短时间引起相同程度的伤害。

生物体内热量平衡公式：Hs=Hm + Hcd + Hcv + Hr + He Hs: Total heat stored in the body;

Hm: Heat gained from metabolism (Hm of plant is very small, of ectothermic animal is small, and of endothermic animal is very important.);

Hcd: Heat gained or lost through conduction; Hcv: Heat lost or gained by convection;

Hr: Heat gained or lost through electromagnetic radiation; He: Heat lost through evaporation。

沙漠/极地高原/热带高原植物/外温动物/内温动物/水生鸟类和哺乳动物等都是如何适应温度变化，见PPT。

Thermal neutral zone (热中性区): the range of environmental temp. over (in) which the metabolic rate of a homeothermic animal（恒温动物）does not change.

适应极端温度的两种方式(Surviving extreme temperature):

inactivity and torpor.

Hibernation (冬眠): Reducing metabolic rate for several months in winter.

Estivation (夏眠): Reducing metabolic rate for several months in summer.

为什么水对生物不可或缺？水是生物体重要组成部分；生物体内代谢过程在水中进行；水是生物体内外物质运输、转移和吸收的溶剂。

影响降水的因素? 1.大气层在太阳作用下的运动模式; 2.海陆位置的影响。

干旱对植物能造成哪些损害？1. 机械损伤。失水或再吸水时，原生质体与细胞壁会收缩或膨胀，速率不同造成损伤。2. 细胞膜及膜系统受损及其通透性改变。失水到一定程度，膜内磷脂分子排列混乱，形成孔隙，膜蛋白遭破坏而选择性丧失，膜中脂类物质大量释出。3. 植物体各部分水分重新分配。水分不足时，幼叶从老叶甚至花蕾、果实中夺取水分，影响光合作用、水分运输等。4. 生理过程受到抑制和破坏。（1）植物生长受到抑制：是干旱胁迫最明显的效应。

2）对光合作用的伤害。降低光合速率；抑制光反应中远处光能转换等和暗反应过程；气孔关闭，阻止CO2进入；叶片发生光抑制，造成叶绿体不可逆损害。（3）活性氧对植物的氧化伤害。干旱时，活性氧产生和抗氧化系统之间的平衡体系受到破坏；膜上磷脂和脂肪酸受损，膜中脂质过氧化，孔隙变大，离子泄露，引起叶绿体蛋白质复合体松弛，叶绿素含量下降；损伤膜结构和抑制酶活性，细胞受到氧化损伤。（4）物质代谢失调。水分亏缺，细胞内容物浓度增加，pH改变；膜分隔的区域化结构减弱；细胞内环境的改变和活性氧，导致水解酶活性提高。

陆生植物根据水分供应情况分为四大类型：水生、湿生、中生与旱生植物。

水生动物保持体内水平衡是依赖于水的渗透调节作用，陆生动物则依靠水分的摄入与排出的动陆生动物水平衡 陆生失水严重：皮肤蒸发、呼吸、排泄；得水：饮水、食物；失水：减少失水的几种形式——A. 减少蒸发失水。减少呼吸失水，吸入时为水饱和空气，呼出时降温冷凝回收水。

减少体表蒸发失水，体表被毛、蜡质、几丁质外壳等。B. 减少排泄失水。哺乳动物通过肾脏浓缩尿液。蛋白质代谢：鱼类的pr代谢产物主要以氮的形式排出，而两栖兽类排泄尿素，爬行鸟类排尿酸。C. 行为变化。如荒漠鼠类等，白天躲藏在潮湿洞穴中。季节性降雨地带，动物夏眠。昆虫滞育。

动物红细胞中血红蛋白氧离曲线的形状和位置，表示在不同氧分压下血红蛋白对氧的亲和力，常用血氧饱和度为50%时的氧分压即（P50）作为血氧亲和力指标。P50升高，曲线右移，表示血红蛋白对氧的亲和力小；P50降低，曲线

向左移动，表示对氧的亲和力增加。

由于两栖、爬行和无脊椎动物的血红蛋白在低氧环境中氧离曲线P50降低，对氧结合能力增加，因而高山氧分压的下降对这些外温动物的生存和分布不是重要的生态因子，而高山的湿度与食物成为限制其生存的决定性因子。 鸟兽的红细胞中有可变构的2,3-二磷酸甘油酸（DPG），氧离曲线右移，P50升高，氧亲和力降。海拔升高，DPG浓度增加，P50升高更大，一定海拔高度范围内，DPG浓度随海拔增高呈线性增长。因而低氧分压成为限制内温动物分布与生存的重要因子。

土壤是指地球陆地上具有肥力特征，能够生长绿色植物的疏松表层。

土壤有机质泛指土壤中各种来源于生命的物质。

土壤的形成是地质大循环和生物小循环共同作用的结果，详见PPT。

土壤的基本生态功能有以下几个方面：（1）培育植物 （2）推动物质循环 （3）保存水资源 （4）防止灾害 （5）自净能力

生物与土壤的相互关系？（1）土壤主要通过肥力、理化性质等来对生物的生长、繁殖、发育产生影响。（2）生物对土壤的影响主要体现在促进土壤的发育和形成，包括动物、植物和微生物的作用，植物特别是高等绿色植物及其相应的土壤微生物类群，对土壤的作用更为显著。

Autotrophs (self-feeders): Organisms that use inorganic source of both carbon and energy.

Photosynthetic autotrophs use carbon dioxide (CO2) as a source of carbon and light as a source of energy to synthesize organic compounds, molecules that contain carbon, such as sugars, amino acids, and fats.

Chemosynthetic autotrophs synthesize organic chemicals using CO2 as a carbon source, and inorganic chemicals, such as hydrogen sulfide (H2S), as their source of energy.

Heterotrophs (other- feeders) are organisms that use organic molecules both as a source of carbon and a source of energy.

第四章

种群：在一定时间、一定空间内分布的同种生物个体的集合；种群是物种生存、进化和群落组成的基本单位。 种群生态学：从生态学角度对种群进行研究，包括种群的数量、分布以及种群与生物环境、非生物环境之间的相互关系，核心的内容是种群的分布与多度.

种群遗传学：研究种群内基因频率变化的动力学，包括突变、选择、遗传漂变等遗传过程.

种群分布的空间结构：组成种群的个体在其（种群）生活空间中的位置或布局，也称为种群的内分布型（Disperision）。分为均匀型、成群型和随机型。

种群数量统计的基本特征是种群的数量与密度。种群密度：单位面积、体积和生境中个体的数目。密度调查法：直接计数法和标记重捕法。 标记重捕法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量。

是种群密度的常用调查方法之一。适用于活动能力强，活动范围较大的动物种群。 理论计算公式：N=M×n/m。

前提或假设： 调查期间数量稳定；标志个体均匀分布在全部个体之中；标志操作不影响动物的行为和死亡。 年龄结构（age structure）——种群内不同年龄个体的数量分布情况。可以分为三种类型：

增长型种群（increasing population）——年龄锥体呈典型金字塔型，表示种群有大量幼体，老龄个体少，出生率大于死亡率。

衰退型种群（declining population）——年龄锥体呈倒金字塔型。种群中幼体减少，老体比例增大，死亡率大于出生率。

稳定型种群（stable population）——年龄锥体呈壶腹型或钟型，出生率与死亡率大致平衡，种群稳定。

性比（sex ration）——性比是种群中雄性个体和雌性个体数量的比例。性比对种群配偶关系及繁殖潜力有很大的影响。

第一性比：受精卵的♂/♀大致是50：50；

第二性比：由于种种原因，♂/♀比继续变化，到个体成熟时为止的♂/♀比例；

第三性比：充分成熟的个体性比。 生命表 （life table）：描述同生群个体，在特定年龄阶段的死亡与存活比率的一张清单。

同生群(cohort)——同时出生的个体种群。 类型：

动态生命表(dynamic life table)——真实记录生物同生群个体的存活情况，包括年龄、出生率、死亡率、预期寿命等； 静态生命表(static life table) —记录某一特定时间获得的各龄级个体数情况而编制成的。

意义：综合、系统表示出种群完整生命过程；研究种群数量动态必不可少的工具。

应用：生命表最初应用于人口统计，尤其用于人寿保险事业，用于估算人的期望寿命，在生态学上应用广泛。 内禀增长率rm:在实验条件下,人为地排除不利的环境条件,排除捕食者和疾病的影响,并提供理想的和充足的食物,这种条件下所观察到的种群增长能力. 周限增长率（finite rate of increase），指在一定时间期限内的总增长率。 存活曲线

1）定义：存活率对时间做图，所得的曲线。

为了便于比较，通常横轴用各年龄对总存活年限的百分率表示。

2）意义：直观表现同生群的存活状况； 3）分类：

凸型曲线：幼体存活率高、接近生理存活寿命前只有少量

个体死亡，如大型哺乳动物；

对角线型曲线：在整个生活期中，有一个比较稳定的死亡率；

凹型曲线：表示幼体死亡率很高，如产卵鱼类、贝类、昆虫等。

生态系统的持续收获量是指：可使生态系统维持在某一稳定状态时，人类可以持续获得的收获量。

注： rm为内秉增长率； H为收获率；K为最大环境容纳量；C持续收获量；N为种群稳定水平。

种群增长模型在有害生物的防治方面的应用原理：

（1）每年去除量小于rm时，种群经过若干年后稳定在一定的水平，永远不会被消灭；

（2）只有每年去除量≥rm时，种群才会逐渐消亡。

种群增长模型在有益生物的保护方面的应用原理： 1）只有每年去除量≥rm时，种群才会逐渐消亡；

2）每年去除量小于rm时，种群经过若干年后稳定在一定的水平；

3）每年去除量等于rm/2时，可获得持续的最大收获量，对人类最有益。

集合种群又称异质种群或复合种群，指的是局域种群通过某种程度的个体迁移而连接在一起的区域种群。 集合种群与一般种群的区别：（1）研究目的不同。一般种群时预测种群达平衡时的密度，即种群大小；集合种群是研究种群是否走向灭绝，或还能维持生存多长时间。（2）区域不同。一般种群研究一定（某）空间，集合种群着眼于较大区域，包括很多小斑块，不关心小种群。

典型集合种群的标准：1） 适宜的生境以离散的斑块形式存在，这些斑块被局域繁殖群占据；

2）即使最大的局域种群也有灭绝风险存在；

3）生境斑块不可过于隔离而阻碍了重新侵占的发生； 4）各局域种群的动态不能完全同步。

自然选择：自然界保留适应性个体、淘汰不适应个体的作用。

自然选择虽然直接作用于每一个个体，但是个体本身是不会进化的。种群是进化的最小单位。

自然选择、迁移、基因突变和中性漂移,都能改变基因频率,都是生物进化的动力。但是只有自然选择能够使生物发生适应环境的进化。

个体选择的类型：定向选择、稳定选择、分裂选择、平衡选择；

选择的结果：适者生存、适者扩张、微观进化。 群体遗传学的“牛顿第一定律”，哈迪-温柏格定律:在理想的条件下,一个基因在基因库中的频率保持不变。所谓理想的条件,是指没有自然选择、迁移、基因突变这些因素,以及基因库无限大。

基因库越小,中性漂移的作用也就越大。如果一小群个体离开群体到别的地方开辟领地,就会深受中性漂移的影响,本来频率低的基因可能变得非常高甚至扩散到所有个体,本来频率高的反而变得很低甚至不再存在,许多代以后,这个新群体的成员就会跟原来群体有了很大的差别,甚至大到成为不同的物种。这种现象,称为创立者原则。

生物从出生到死亡所经历的全部过程称为生活史（life history）或生活周期（life cycle）。

生殖策略是表示生物对其所处生存环境的适应方式。 r-选择——有利于种群增长率最大化的选择称为r-选择。r-

选择的物种称为r-策略者（r-strategistis）。如：一年生植物和昆虫

特点：快速发育、小型个体、繁殖数量多而个体小的后代、高的繁殖能量分配和短的世代周期。

r-策略者可作为新生境的开拓者，但存活要靠机会，所以在一定意义上它们是“机会主义者”，很容易出现“突然的爆发和猛烈的破产”。

k-选择——有利于种群竞争能力最大化的选择。k-选择的物种称为k-策略者（K-strategistis）。如：脊椎动物、大多数森林树种属于k-选择。

特点：慢速发育、大型个体、繁殖数量少但体型大的后代、低的繁殖分量分配和长的世代周期。

k-策略者是稳定环境的维护者，在一定意义上，它们是保守主义者，当生存环境发生灾变时，很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。

当环境稳定时,增加后代的生存能力,也就是增加K是有利的,我们将这叫做K选择。当环境不稳定时,增加后代的数目,也就是r则变得有利,这叫做r选择。

种内关系包括竞争、自相残杀、性别关系、领域行为、社会等级、利他行为和他感作用等。 种间关系包括种间竞争和捕食等。

第五章

生物群落：一定的空间和时间内所有生物种群构成的具有内在联系的有机整体就是生物群落.

最有效的群落生态学研究，应该是动物、植物和微生物群落的有机结合。

一个生态系统中具生命的部分即生物群落。 群落的基本特征：（1）一定的种类组成： 种类组成是区别不同群落的首要特征。（2）具有一定的结构：生物群落是生态系统的一个结构单位。包括形态结构、生态结构与营养结构。但其结构常常是松散的，不像一个有机体结构那样清晰，有人称之为松散结构。（3）3 不同物种之间相互影响：群落中的生物以有规律的形式共处，一个群落的形成和发展必须经过生物对环境和生物种群的相互适应；

（4）形成一定的群落环境 生物群落对栖息环境产生重大影响，并形成群落环境。（5）一定的动态特征: 群落的发展演替。（6）一定的分布范围 任一群落都分布在特定地段或特定生境中，不同群落的生境和分布范围不同；不同生物群落都是按者一定规律分布的。（7）具有特定的群落边界特征 不同群落之间的过渡地带，称为群落交错区. 优势种(dominant specis)：对群落的结构和群落环境的形成具有明显控制作用的植物种。

特点：通常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强，即优势度较大的种。 影响：去除优势种导致群落性质和环境的改变，而去除其他物种影响较小，因此保护优势种对于维护群落的稳定很重要。 建群种(constructive species)：优势层的优势种

单建群种群落或单优种群落只有一个建群种的群落，如，温带森林、草原多为单建群种群落；

共优种群落或共建种群落有两个或两个以上同等重要的建群种，如热带雨林。

亚优势种(Subdominant specis)：指个体数量与作用都次于优势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起到一定作用的植物种；位置：在复层群落中，它通常居于下层。 伴生种(Companion species) ：群落中的常见种类，与优势种相伴存在，但不起主要作用。 偶见种或罕见种(rare species) ： 偶见种是那些在群落中出现频率很低的种类。

种群组成的数量特征有，多度与密度，盖度，频度，重要值，物种的多样性等。 多度（Abundance）指种类的丰富程度，我国采用Drude 七级制多度。

密度（Density）：指单位面积或单位空间内的个体数； D=N/S

盖度(cover degree 或 cover rage) ：植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度。种盖度、层盖度、总盖度。

基盖度：植物基部的覆盖面积，对于草原群落，常以离地面1英寸(2.54cm)高度的断面计算，对森林群落则以树木距离地面高(1.3m处)断面积计算。 显著度：乔木的基盖度。

频度(freqency) ：某一物种在调查范固内出现的频率，常按包含该种个体的样方数占全部样方数的百分比来计算，即：频度＝某物种出现的样方数× l00% ／样方总数。 重要值（importance value）（IV）：表示某个种在群落中地位和作用的综合数值。

重要值=相对多度+相对频度+相对显著度 （IV） RD% RF% RP%

相对多度=某个种的个体数/所有种的个体数×100% 相对频度=某个种的频度/所有种的频度×100%

相对显著度=某个种的胸截面积/所有种的胸截面积×100%

物种的多样性: 是维持群落结构和功能稳定的基础。

实验证明，每减少一个物种，就会影响到30个以上物种的生存，物种多样性降低，会导致群落结构的简化和功能的不稳定。

衡量指标：辛普森多样性指数、香农-魏纳指数等。

解释生物多样性梯度的学说之一，空间异质性学说：当人们由寒带经温带到热带旅行时就能得到一个明显的感觉,环境的复杂性随之而增加。物理环境越复杂，或叫空间异质性程度越高,动植物群落的复杂性也越高，物种多样性也越大。

群落的外貌是群落内种群之间、群落与环境之间相互关系的反映；

决定因素：1）植物的生活型；2）物种组成，优势物种及其数量对群落的外貌有决定性影响；3）植物的季相；4）植物的生活期，如一年生、两年生和多年生植物的组成的群落外貌不同。

群落的时间结构：群落的组成和结构随时间序列而发生的变化，这种现象普遍存在，其原因在于环境因子的不断变化。

波动：周期性波动——自然因素的节律性变化，引起的群落物种组成和结构上的周期性变化；非周期性波动——自然因素的非节律性变化引起的，不规则波动。 特点：变化是可逆的，不引起群落性质的变化。

演替：群落的组成和结构的性质发生了变化，演替的结果是形成了新的群落。

特点：变化是不可逆的，由一种类型的群落演化成另一种类型。

岛屿效应：岛屿的面积越大，容纳物种数越多的效应。 波动：限于群落内部的短期可逆的变化，不产生群落的更替现象。其逐年的变化方向常常不同，一般不发生新种的定向代替。

波动类型：不明显波动、偏途性波动、摆动性波动。 演替（succession）:是某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程。它是群落动态的一个最重要的特征。

原生演替（primary succession）：是开始于原生裸地或原生芜原（完全没有植被并且也没有任何植物繁殖体存在的裸露地段）上的群落演替。

次生演替（secondary succession）：是指开始于次生裸地或次生芜原（不存在植被，但在土壤或基质中保留有植物繁殖体的裸地）上的群落演替。

群落演替是群落结构与功能发生定向的、有序的变化； 要想使群落演替停留在某一状态，必须投入足够的人力、物力；

第六章

生态系统：就是在一定的时间和空间内，生物和非生物的成分之间，通过不断的物质循环、能量流动和信息传递而相互作用、相互依存的统一体，构成一个生态学的功能复合体。

生态系统的特性？

（1）生态系统属于生态学研究的最高层次，也是生态学

上一个主要结构与功能单位。

（2）生态系统具有一定的时空边界：客观实体性； （3）生态系统的组成：生物 + 非生物成份 生态系统由相互作用的生物和非生物成份组成；

生物成份又可分为生产者、消费者和分解这三大功能群。 （4）生态系统的三大功能：能量流动、物质循环和信息传递

能量是单方向流动的，物质是可以被循环式利用的，信息传递则包括营养信息、化学消息、物理信息和行为信息； 通常，物种组成的变化、环境因素的改变和信息系统的破坏是导致自我调解失败的主要原因。

（5）生态系统具有自我调控能力：生物与环境进化适应的结果；

1）同种生物种群密度调节：有限环境中的种群波动普遍现象；2）种间种群数量调节，多通过食物链关系；3）生物与环境之间相互适应的调节。

生态失衡：生态系统的结构越复杂，物种数目越多，自我调节能力也越强。但这种自我调节能力是有限度的，超过限度，就失去了作用； （6）生态系统是一个开放的系统，处于动态的变化之中； 开放性：生态系统是一个开放的系统，不断与环境之间进行物质、能量、信息的交换，从而维持系统的有序性； 动态性：生态系统中的生物随着时间的变化而发生、发展、死亡，而环境也处于不断地演变、更替之中，所以，生态系统也始终处于发生、形成和发展的动态过程之中，表现出生长、发育和衰亡的特征，体现了整体演化的规律。 （7）生态系统营养级的数目通常不越过5~6个；

生态系统中营养级的数目受限于生产者所固定的最大能值和这些能量在流动过程中的巨大损失。

生产者所固定的能量和物质，通过一系列的取食和被取食关系而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被食的关系而排列的链状顺序称为食物链（food chain）。

在生态系统中的生物成分之间通过能量传递关系存在着一种错综复杂的普遍联系，这种联系象是一个无形的网把所有生物都包括在内，使它们彼此之间都有着某种直接或间接的关系，这就是食物网（food web）的概念。

一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件，一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外力干扰的能力就越强，食物网越简单，生态系统就越容易发生波动和毁灭。 食物链的四种类型：捕食食物链、碎食食物链、寄生性食物链、腐生性食物链。

生物蓄积现象：指生物在生长发育过程中，外来物质在机体内积累的现象。

生物蓄积系数：表示生物对某种外来物质的蓄积能力（潜力）。

超量蓄积现象：生物体能够异常蓄积大量外来物质的现象。（主要是吸收量大、半衰期长的物质）。

营养级：处于食物链某一环节上的所有生物种总和。 第一营养级：包括绿色植物的所有自养生物构成了食物链的起点； 第二营养级：所有以生产者为食的动物，植食动物营养级； 第三营养级：所有植食性动物为食的动物；

能量通过营养级时逐级剧减，通常营养级为4~5级，很少超多6级。

生态系统中的能流是单向的，通过各个营养级的能量是逐级减少的，减少的原因是：（1）各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级的生物量，总有一部分会自然死亡和被分解者所利用；（2）各营养级的同化率也不是百分之百的，总有一部分变成排泄物而留于环境中，为分解者生物所利用；（3）各营养级生物要维持自身的生命活动，总要消耗一部分能量，这部分能量变成热能而耗散掉。 生态效率（ecological efficiencies）：在生态系统食物链的不同点上，能量之间的百分比率。特指某一营养级的能量输出和输入间的比率。

生态金字塔：体现各营养级之间的数量关系，反映生态系统的营养结构与营养机能的（图解）锥体。包括能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔。 生态系统中能量流动的特点（小结）

① 生态系统中能量产生、转换完全符合热力学第一定律（能量转化和守恒）。系统能量增加，环境能量减少，但总能量不变。所不同的是，太阳能转化为化学能，再转变为热能、机械能等其他形式。 ② 生态效效率等于10%。能量沿着食物链方向流动，在其流动时，生物中的能量由于各个营养级生物维持自身生命消耗而逐级减少，估计每经一个营养级的剩余能量为原有能量的十分之一左右，其余的都消耗了.

③ 生态系统的能量流动是单向、非循环的，它只能一次流过生态系统，单程前进，不可逆。（热力学第二定律） 生态系统物质循环与能量流动的关系

生态系统中物质与能量流动是互相依存，互相制约，密不可分的。但能量在生态系统中是被消耗、单向循环（流动），不可逆的。而物质循环是可逆的，多向可返回原来的化学形态，并可逃循、脱离生态系统。

信息是实现世界物质客体间相互联系的形式。

每一个信息过程都有三个基本环节：信源（信息产生）；信道（信息传输）；信宿（信息接收）。多个信息过程相连就使系统形成信息网，当信息在信息网中不断被转换和传递时，就形成了信息流。

生态平衡（Ecological equilibrium, ecological balance）指一个生态系统在特定的时间内的状态，在这种状态下，其结构和功能相对稳定，物质与能量输入输出接近平衡，在外来干扰下，通过自然调节（或人为调控）能恢复原初的稳定状态。

生态系统虽然具有自我调节能力，但只能在一定范围内、一定条件下起作用，如果干扰过大，超出了生态系统本身的调节能力，生态平衡就会被破坏，这个临界限度称为生态阈限度。

生态阈限决定于环境的质量和生物的数量。在阈限内，生态系统能承受一定程度的外界压力和冲击，具有一定程度

的自我调节能力。超过阈限，自我调节不再起作用，系统也就难于回到原初的生态平衡状态。

生态阈限的大小决定于生态系统的成熟程度。生态系统越成熟，它的种类组成越多，营养结构越复杂，稳定性越大，对外界的压力或冲击的抵抗能力也越大，即阈值高；相反一个简单的人工的生态系统，则阈值低。 保护生态系统，防止生态失衡：

1．更新观念——树立正确的生态观。

2．积极保护森林植被，保护生物多样性，植树种草。 3．既要工业化现代化更要环境优质化——环境污染的综合治理。

4．大力发展环境科学研究。 解决生态平衡失调的对策？

生态平衡失调最终给人类带来不利的后果，失调越严重，人类的损失也越大。因此，时刻关注生态系统的表现，尽早发现失调的信号，及时扭转不利的情况至关重要。同时，以生态学原理为指导保护生态系统，预防生态失调，则可事半功倍。

（1）自觉地调和人与自然的矛盾，以协调代替对立，实行利用和保护兼顾的策略。其原则是：①收获量要小于净生产量；②保护生态系统自身的调节机制；③用养结合；④实施生物能源的多级利用。

（2）积极提高生态系统的抗干扰能力，建设高产、稳产的人工生态系统。

（3）注意政府的干预和政策的调节。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/onir.html