生态学复习提纲

生态学复习 园林10-2 李焓

绪论

★生态学：研究生物与生物以及生物与环境之间相互作用的科学（1866年Haeckel提出）。

第一部分 环境

一 环境与生态因子

1、环境：某一特定生物个体或生物群体周围的空间，以及直接或间接影响该生物个体或生物群体生存的一切事物的总和。

生态因子：对生物有影响的环境要素。

生态环境：对生物有影响的环境要素的总和。

生境：某一特定生物个体或生物群体的栖息地的生态环境。 2、生态因子的分类：

根据性质特性及作用方式：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、火因子、人为因子 根据稳定性：

（1）第一周期性因子：由于地球自转或公转及月相变化形成的周期性变化，如光照、温度、潮汐；

（2）次生周期性因子：在第一周期性因子影响下形成的周期性变化，如太阳辐射和温度周期性变化导致大气湿度、降水量周期性变化；

（3）非周期性因子：突发性或间断性出现的因素，如暴雨、山洪、冰雹、蝗灾、火山喷发、地震、地外物体撞击等。

★生态因子的作用规律

（1）综合作用：各生态因子都不是孤立存在的，而是彼此联系、互相促进、互相制约的； （2）主导因子作用：起决定性作用的主导因子变化会引起其他因子相应发生变化；

（3）直接作用和间接作用：直接作用，如光、温度、水等；间接作用，如地形、坡向、坡度、海拔高度、经纬度等；

（4）阶段性作用：同一生态因子对同一种植物的不同发育阶段所起的生态作用是不同的； （5）不可替代性和补偿作用：一个因子缺失会造成生物的死亡，但某一生态因子不足，在一定条件下，可以由其他因子的加强而得到补偿或调剂。

3、Leibig最小因子定律：在植物生长所必需元素中，供给量最少（小于植物需要量的情况下）的元素决定着植物的产量。补充：

（1）该定律只适用于稳定状态，即物质与能量的输入和输出处于平衡状态； （2）应考虑生态因子之间的相互作用。

4、限制因子：在诸多生态因子中，限制生物的生长、发育、生殖、活动以及分布等的关键因子。

限制因子定律：任何一个生态因子只要接近或超过生物的耐受范围都会成为限制因子。 5、Shelford耐性定律：一个生态因子的量（或质）不足或过多，超过了某种生物的耐性限度，该物种则不能生存，甚至灭绝。补充：

（1）同一生物对不同生态因子的耐受范围存在差异； （2）不同生物对同一生态因子的耐受限度不同；

（3）生物在整个发育过程中，耐受性不同，繁殖期通常是个敏感期； （4）在一个因子处于不适状态时，其他因子的耐受能力可能下降；

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（5）生物实际上并不在某一特定因子最适范围内生活，可能是因为有其他更重要的因子在作用。

★三大定律的区别与联系

（1）联系：都是以前一个定律为基础，由前一个定律发展而来； （2）区别：①最小因子定律特指矿质元素的最小值； ②限制因子定律不局限于矿质元素，而包括所有生态因子；不局限于最小值，还包括最大值； ③耐性定律不仅考虑了生态因子，还考虑到生物本身的耐受性和生态因子间的相互作用。 6、生态幅：生物对一种环境因子的适应范围。

适应：生物在环境中，经过生存竞争而形成的一种适合环境条件的特性。适应是自然选择的结果，可遗传的特征。

适应性：生物适应环境的程度。适应性包括两个方面：生物不断改变自己；保留有利于生物生存和繁殖的各种特征。 趋同适应：不同种类生物长期生活在同一环境中产生了相同或相似的适应方式（生活型）。 趋异适应：同一种生物长期生活在不同环境中产生了不同的适应方式（生态型）。

稳态：生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制，通过生理过程或行为的调整实现。 适应类型：

（1）形态适应，如保护色、警戒色、拟态等； （2）行为适应，如趋性、迁移和迁徙、防御等； （3）生理适应，如生物钟、休眠、双重呼吸等； （4）营养适应。

7、森林对环境的反作用：

（1）利用光能，固定CO2，制造O2，维持大气圈氧碳平衡； （2）调节气候；

（3）改变低空气流，防风固沙； （4）保持水土，涵养水源；

（5）吸收毒物，杀灭病菌，净化空气，自然防疫； （6）减小噪声；

（7）除尘，过滤污水。

★盖亚假说：生物与环境相互依存、协同进化

（1）地球上的生物有效调节大气温度和化学构成； （2）环境影响生物的进化过程；

（3）生物与环境之间的反馈调节保持了生态稳定； （4）大气稳定取决于生物圈，也是为了生物圈； （5）生物调节环境是为了创造优化的生存条件。

二 光照

1、光强：太阳辐射强度。

光质：太阳辐射光谱中各波段光的性质。

光周期：一天之内，相对于黑夜而言，白天的时间长度或太阳的可照时数。 光能利用率：植物光合作用把辐射能转变为化学能的效率。 2、对光强的适应类型——耐阴性类型：阳性植物、阴性植物、耐阴植物 树种耐阴性的鉴别：

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a. 树冠下能否完成更新过程和正常生长； b. 树种光补偿点和光饱和点的高低； c. 树冠疏密程度；

d. 树木生长发育过程的快慢。

e. 影响树种耐阴性的因素：树木的年龄，气候，土壤。

3、光周期现象：生物对昼夜周期变化发生各种生理、生态反应的现象。 （1）植物的光周期现象：

a. 长日照植物，临界日长通常大于14h； b. 短日照植物，临界日长通常小于10h；

c. 中日照植物，临界日长范围一般在10~14h； d. 日中性植物，开花受日照时间影响较小。 （2）动物的光周期现象：

a. 鸟类的迁徙和生殖；

b. 哺乳动物的生殖和换毛； c. 鱼类的生殖和迁移； d. 昆虫的冬眠和滞育。 ★光周期现象的应用：

（1）短日照可促进植物进入休眠状态； （2）长日照可促进植物的营养生长；

（3）利用光周期现象可人为控制开花时间。

三 温度

1、“三基点”温度：酶活性的最低温度、最高温度和最适温度。

温周期现象：生物对温度的周期性变化发生各种生理、生态反应的现象，可分为日温周期现象（昼夜温差）、季温周期现象（冬夏气温两次逆转）。 物候：一年内生物随温度的节律性变化产生的发育节律。 2、春化作用（春化过程）：需要经过低温（1~2℃）才能开花的过程。

脱春化：在春化作用未完成时，会因高温处理（25~40℃）处理而解除。脱春化的种子可以再春化。

抗春化（预先脱春化）：在春化前热处理会降低其随后感受低温的能力。 3、极端低温对生物的影响：冷害、冻害、霜害、冻举（冻拔）、冻裂、生理干旱 生物对低温的适应： （1）形态适应

植物：a. 受油脂类保护b. 芽具鳞片c. 表面生有蜡粉和密毛d. 植株矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状；

动物：a. 个体大b. 四肢、尾巴、外耳等变短、变小c. 增加羽毛或皮下脂肪。 （2）生理适应

植物：减少细胞中水分，或增加糖分、脂肪和色素等物质来降低冰点； 动物：增加内产热量，寒带动物皮毛隔热可以少增加甚至不增加代谢产热。 （3）行为适应：动物的休眠、迁徙。

★贝格曼定律：高纬度地区的恒温动物比低纬度地区的相似种要大。

阿伦定律：寒冷地区的哺乳动物的四肢、耳、鼻、尾均有明显缩短的趋势。

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4、极端高温对生物的影响：

（1）植物：使光合、呼吸作用失调；破坏水分平衡，加速生长发育，促使蛋白质凝固，导致有害代谢产物的积累。林业上常出现的高温危害：皮灼、根茎灼伤。

（2）动物：破坏酶的活性，使蛋白质凝固变性，造成缺氧、排泄功能失调和神经系统麻痹。 生物对高温的适应： （1）形态适应

植物：a. 具茸毛、鳞片b. 呈白色、银白色c. 叶片革质发亮d. 叶片垂直排列e. 树干和根茎生有很厚的木栓层；

动物：a. 个体小b. 四肢、尾巴、外耳等变长、变大c. 减少羽毛或皮下脂肪。 （2）生理适应

植物：a. 降低细胞含水量、增加糖或盐的浓度b. 增加蒸腾作用； 动物：适当放松恒温性。

（3）行为适应：动物的夏眠、穴居、昼伏夜出。

★有效积温法则：生物在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阶段的发育，且生物各个阶段生长发育所需的总热量为常数。

K = N（T – C）

式中：K为有效积温，日度；T为平均温度，℃；C为生物学零度，℃；N为生物发育所需天数，d。推导可得：

T – C = K / N，即T = C + K / N T = C + K·1 / N = C + K V

式中：V为发育速率，是发育时间的倒数，所以V=1/N。

四 水

1、水的生态作用：水是生物生存的必要条件 （1）水是生物的重要组成成分； （2）水是地球上有机体的内部介质； （3）水是新陈代谢过程中的重要原料； （4）新陈代谢是以水为介质进行的； （5）水能保持物质的固有形态； （6）水能保持生物体内的正常温度。

2、水对生物生长发育的影响

（1）植物：土壤含水量的“三基点”。低于最低点植物萎蔫、生长停止；高于最高点，根系缺氧、窒息、烂根；只有处于最适范围内，才能保持植物的水分平衡。

（2）动物：a. 水分不足可引起滞育或休眠b. 周期性繁殖和季节性降水有关。

3、生物对水的适应

水体环境的主要特点：弱光、缺氧、密度大、黏性高、温度变化平缓、溶解各种无机盐 （1）水生植物：

a. 发达的通气组织，以保证各器官对氧的需要；

b. 机械组织不发达甚至退化，以增强植物的弹性和抗扭曲能力，适应水体流动； c. 水下叶片多分裂成带状、线状，而且很薄，以增加吸收阳光、无机盐和CO2的面积。 水生植物的生态类型：

a. 沉水植物：根退化或消失，表皮细胞可直接吸收水、气体和营养物质，叶绿体大而多，无性繁殖发达，如狸藻、黑藻、金鱼藻；

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b. 浮水植物：叶片浮于水面上，气孔分布在叶片上，维管束和机械组织不发达，无性繁殖速度快，如浮萍、凤眼莲、睡莲；

c. 挺水植物：如芦苇、香蒲。

（2）陆生植物：具有发达的根系，扎根于土壤，所需水分主要来自土壤。

陆生植物的生态类型：

a. 湿生植物：不具备抗旱能力，如灯芯草、半边莲、水松、落羽杉； b. 中生植物：种类最多、分布最广、数量最大的陆生植物； c. 旱生植物：能长期耐受干旱环境

①少浆液旱生植物：根系发达，叶面积缩小，叶片呈刺状、鳞状且气孔下陷； ②多浆液旱生植物：有发达的贮水组织，叶片退化而由绿色茎代行光合作用； ③旱生植物的原生质渗透压特别高。

（3）水生动物：体表通常有渗透性，渗透压调节可以保持体内水分平衡。 （4）陆生动物：

a. 形态适应：昆虫具有几丁质体壁，两栖类体表分泌黏液等； b. 行为适应：迁移、迁徙、昼伏夜出；

c. 生理适应：如骆驼，具有贮水的胃，丰富的脂肪消耗时产生大量代谢水，血液中的特殊脂肪和蛋白质不易脱水。 4、森林对水的影响 （1）森林的水分平衡

P = IS + Et + QS + QSS +?W

式中：P为降水量；IS为林冠截留量；Et为蒸发散量；QS为地表径流量；QSS为地下径流量；△W为土壤含水增量。

（2）森林对降水的影响：保持水土、涵养水源、调节河川流量

a. 增加水平降水（指凝结在地表或树木枝叶表面的水分）； b. 减少地表径流，有利于水分的入渗；

c. 降水通过林冠后养分含量发生变化，即林内降水的净淋溶量发生变化，从而净化了水质。

五 土壤

1、土壤：岩石圈表面能够生长动植物的疏松表层。 （1）土壤是陆地植物的生长基质；

（2）土壤是多种多样生物栖息和活动的场所；

（3）生态系统中的许多基本功能是在土壤中进行的，如分解作用、固氮作用、脱氮作用； （4）土壤有净化作用。

2、土壤的物理性质：包括土壤母质、土壤厚度、土壤质地、土壤结构、土壤水分、土壤空气（含氧量比大气中含量低为10~20%，含二氧化碳量比大气中含量高得多为0.1%左右，且不稳定）。 ★团粒结构：最适合植物生长的土壤结构。因为团粒结构的土壤结构良好，能协调结构中的水分、空气、养分之间的关系，改善土壤的物理结构和化学性质，是土壤肥力的基础。无结构或结构不良的土壤，土体坚实、透气透水性差，不利于植物生长。

3、土壤的化学性质：包括土壤酸碱度、土壤矿质元素（13种必需元素）、土壤有机质（腐殖质、非腐殖质）。

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4、生物对土壤的影响

（1）土壤微生物对土壤的作用：

a. 丰富土壤有机质；

b. 参与土壤有机物的腐殖化和矿质化； c. 固氮和共生。

（2）土壤动物的综合作用：机械粉碎以及纤维素和木质素的分解。 （3）植物根系对土壤的影响：

a. 根死亡后，增加土壤下层的有机物和阳离子交换量，并促进土壤结构形成； b. 根系腐烂后，留下了许多孔道，改善了通气性并有利于重力水下排； c. 根系分泌物和根周围的微生物均能促进矿物及岩石的风化。

第二部分 种群

一 种群的动态与结构

1、种群：同一物种个体在一定时间和空间范围内的集合，是物种存在、繁殖和进化的基本单位。

自然种群的特征：

（1）空间特征：种群具有一定的分布区域和分布形式； （2）数量特征：每单位面积上的个体数量（即密度），将随时间的发生变动； （3）遗传特征：种群内所有个体的基因组成了一个基因库，但个体之间有差异。 2、种群统计的基本参数 （1）密度（绝对密度）：单位面积内的个体数目。调查方法可以有总数量调查法、样方法和标志重捕法。

相对密度：如单位长度或单位时间内遇到的个体数目，或某一种树木的个数占全部树木总数的比例等。

（2）出生率：生物产生新个体的能力。

死亡率：单位时间内种群死亡的个体数与初始个体数之比。 迁入：个体由别的种群进入领地 迁出：种群内个体离开领地

（3）年龄结构：种群内不同年龄个体的分布情况。

种群年龄结构的三个基本类型（如下图）：增长型、稳定型、衰退性

（4）性比：一个种群所有个体或某一年龄级的个体中，雌性与雄性个体数目的比例。种群性比的变化取决于雌雄个体的生态学差异、不同需求以及在资源利用和时间上的竞争。 （5）空间格局：种群个体在空间的散布形式。

种群空间格局的三个基本类型：

a. 随机：只见于环境条件一致且无群聚的条件下；

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b. 均匀：可能出现于个体间竞争激烈的条件下，或人为的结果； c. 集群：大多数种群都呈现不同程度的集群。

3、生命表：记录种群在各年龄、年龄组或发育阶段的死亡数和存活数的统计表。 生命表的类型：

（1）动态生命表（特定年龄生命表）：对同期出生的同龄个体群即同生群，从其出生开始追踪到全部死亡为止；

（2）静态生命表（特定时间生命表）：根据在某一特定时刻对种群年龄分布频率的取样分析而获得。

4、存活曲线：

存活曲线的类型（如右图）：

（1）I型：早期死亡率低，达到一定生理年龄后，短期内几乎全部死亡；

（2）II型：在整个生命过程中死亡率基本固定； （3）III型：幼龄期死亡率高，达到成年后，死亡率低而稳定。

5、种群增长模型

（1）离散世代：世代不重叠，函数不连续，呈离散跳跃式。

a. 一生繁殖一次：

Nt = R0t N0

式中：t为世代数，N0为起始个体数，Nt为第t个世代的个体数，R0为每个个体产生的后代数。

b. 一生繁殖多次：

Nt = ?t N0

式中：t为周期数，N0为起始个体数，Nt为第t个周期的个体数，?为周限增长率。

（2）连续世代：世代重叠，函数连续，为指数函数。其图形为J形曲线。

dN / dt = rN Nt = N0 e rt

式中：dN / dt为种群瞬时变化量，t为时间间隔，N0为起始个体数，Nt为t时刻的种群个体数，e为自然对数底，r为瞬时增长率。

（3）逻辑斯蒂方程：把环境承载率与生物繁殖率，及其相互作用同时加以考虑的种群模型。其图形为S形曲线。

dN / dt = r·N·（1 - N / K） Nt = K /（1 + e a – rt）

式中： K为环境最大承载量；a为常数，取决于N0。 6、自然种群的数量变化：种群增长（J型、S型），季节消长，种群波动（不规则、周期性），衰落和灭亡，种群爆发，种群平衡，生态入侵。 7、生活史：一个生物从生到死的全部过程。

生活史性状：个体大小、生长率、繁殖、寿命。

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生活史对策：生活史性状的组合。

8、生活史对策的类型 （1）r对策和K对策：

r对策：种群数量总是围绕平衡点R’大幅度上下波动。r对策者寿命短，个体小，死亡率较高，繁殖较早或只繁殖1~2次，如阳性树种；

K对策：种群增长趋向于平衡点S，或渐近于最大容量K。当系统遭到扰动不强时，他可以返回到S或K；如果扰动过大，种群数量小于x，就不可能重返S或K，而是继续下降，直到灭绝。K对策者寿命长，个体大，生殖迟缓，如耐阴树种和一些中性树种。

r-K对策连续体对动植物普遍适合，缺点是：实际存在很多介于两者之间的物种；K对策者需要长期无胁迫的环境才能发展起来，因而无法解释在环境胁迫下的情况。 （2）C-S-R生活史对策

干扰型（R）：在资源丰富的临时生境中的选择，相当于r决策者，寿命短、生长快、繁殖力强，适于干扰环境，但竞争力弱；

竞争型（C）：在资源丰富的可预测生境中的选择，相当于K决策者，寿命长、竞争力强，适于资源丰富的无胁迫环境；

忍耐型（S）：在资源胁迫生境中的选择，长期适应不利环境，寿命长，生长和繁殖速率低，因而一般占据几乎没有竞争的恶劣环境，如地衣。

在这三种极端策略之间存在很多过渡类型：

a. C-R过渡类型：在生境条件好的地方遭到暂时干扰后出现； b. C-S过渡类型：原本生境条件好的地方条件不可挽回的变差； c. S-R过渡类型：在生境条件差且常遭到干扰的地方出现； d. 还有很多3种策略的混合类型。

二 种群内部的关系

1、植物种群密度效应

（1）最后产量衡值法则：在一定范围内，不管一个种群密度如何，最终其干物质产量差不多总是一样大。

（2）-3/2自疏法则：郁闭的林分随着年龄增长，单位面积林木株数不断减少，即为“自疏现象”。在“干重—密度”函数中，“自疏线”的斜率为-3/2。 2、种群调节机制：一个种群通常会趋向于一个相对稳定的密度。 （1）密度制约因素：环境资源；

（2）非密度制约因素：环境条件或环境资源。 ★种间关系分为：正相互作用、负相互作用、中性作用

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三 种群间的相互关系

1、生态位：一个个体或物种能够生存和繁殖的环境条件和资源质量的范围。 空间生态位：强调生态位的空间概念。

营养生态位：强调有机体在群落中的技能和地位，特别是与其他物种的营养关系。 多维生态位：把生态位特征概括为多维空间。 2、竞争作用的类型

利用性竞争：两个物种的个体需要一种相同的资源，而该资源不足时发生的竞争。 干扰性竞争：两个物种的个体在获取资源过程中，一个物种通过行为伤害另一物种个体。 似然竞争：不属于竞争的一种，但产生的效果很像种间竞争，只是作用机理不同于前两者的间接相互作用，如食虫鸟和兔子（共同天敌）。 3、高斯假说：在稳定的环境内，两个以上受资源限制的、具有相同资源利用方式的种群，不能长期共存，即完全竞争者不共存，如草履虫实验。

竞争排除原理：两个在生态学上完全相同的物种不能于同时同地共存，其中一个必将另一个完全排除。强调不同物种要实现在饱和环境和竞争群落中共存，就必须有某些生态学上的差异。

竞争共存条件：

（1）种内竞争大于种间竞争；

（2）生境的异质性为竞争失败者提供躲避场所。

4、种群竞争的理论模型：

dN1 / d t = r1·N1·（K1 - N1 – ?·N2）/ K1 dN2 / d t = r2·N2·（K2 – N2 – ?·N1）/ K2

式中，??为物种2的竞争系数，??为物种1的竞争系数。可以看出，物种2对物种1增长的抑制作用为??/ K1，物种1对物种2增长的抑制作用为? / K2。根据定义，物种1对自身增长的抑制作用为1 / K1，物种2对自身增长的抑制作用为1 / K2。由此可得出如下4种竞争结果，其中只有结果4实现了稳定共存，而结果3能否共存取决于两个物种的起始数量。 物种2能抑制物种1 （??/ K1 > 1 / K2） 物种2不能抑制物种1 （??/ K1 < 1 / K2） 物种1能抑制物种2 （? / K2 > 1 / K1） 两个物种都获胜（不稳定平衡） （结果3） 物种1获胜 （结果1） 物种1不能抑制物种2 （? / K2 < 1 / K1） 物种2获胜 （结果2） 两个物种都不能获胜（稳定平衡） （结果4）

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5、捕食作用：典型捕食（动物吃动物）、植食、拟寄生、同种相残 捕食共存条件：庇护所、迁移

典型捕食的协同进化：捕食者提高捕获能力；猎物提高躲避能力。

食草作用的特点及协同进化：植物部分受损且无法躲避，进化出自我防御能力，减少损害；动物进化出自我调节能力，不完全破坏植物。

6、寄生作用：一个种（寄生物）寄居在另一个种（寄主）的体内或体表，靠寄主体液、组织或已消化物获取营养而生存。

寄生的协同进化：寄生物减小致病性，神经、感官系统退化，繁殖能力增强，雌雄共体；寄主增强免疫和抗性，局部或整体死亡，无法判断是灭绝还是适应。

7、互利共生：不同物种间建立了互惠关系，增加了双方的适合度。如豆科植物与根瘤菌、蚂蚁与合欢。

8、化感作用（异株克生）：一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其他植物产生直接或间接影响。如桉树、臭椿、蒿等。

第三部分 群落

一 群落结构

1、群落：某一特定空间或生境下，不同生物种群之间形成的较为稳定的组合。 群落的性质：

（1）机体论观点：有组织的系统； （2）个体论观点：个体的集合。

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群落的分类单位：植被型、群从、群系。 群落的基本特征：

（1）具有一定的物种组成； （2）具有一定的结构和外貌；

（3）具有动态特征（包括季节变化、年际变化、演替）； （4）与环境相互影响、不可分割； （5）分布范围具有区域性、局限性；

（6）具有边界特征（明显边界或不明显边界），不明显边界即群落交错区（生态交错区或生态过渡带）具有边缘效应。

边缘效应：在群落的边缘，物种数和一些物种的密度有增大趋势。 2、群落最小面积：包含了群落中最大物种数的最小面积。

3、优势种：对群落结构和群落环境有明显控制作用的植物种。 建群种：乔木的优势种。

亚优势种：个体和数量都次于优势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起一定作用的植物种。

伴生种：与优势种相伴存在，但不起重要作用的植物种。 偶见种：在群落中出现频率很低的植物种。 4、物种丰富度：群落内的物种数。 多度：群落内的个体数。

密度：单位面积或单位空间内的个体数。

盖度：植物地上部分垂直投影的面积占样地面积的百分比，即投影盖度。 郁闭度：乔木的盖度。

频度：群落中某种植物出现的样方数整个样方数的百分比。

重要值：相对密度、相对盖度、相对频度之和，表明了物种在群落中的优势度。 相对重要值：重要值/3或300。 5、生活型：不同种植物长期受到同一外界环境作用，所显出的相同或相似的适应形态。 生活型系统：根据芽在冬季的适应条件把植物划分为五大生活型。

生活型谱：对某个地区或某个植物群落内的各类生活型进行统计，所形成的数量对比关系称为生活型谱。可以反映该地区或群落的环境特点。

生活型 高芽位植物 地上芽植物 地面牙植物 地下芽植物（隐芽植物）

一年生植物

芽的位置

距离地面一定高度的枝条上

地表或近地表处 埋于地表 土表以下或水体中 没有芽，只有种子

环境气候特点 温热高湿 气候恶劣或冬季严寒 气候恶劣或冬季严寒

潮湿寒冷 气候变化大或干旱寒冷

6、层片：同一生活型植物所构成的群落结构单元。 层片的划分条件： （1）同一生活型；

（2）具有一定的小环境； （3）占据一定的空间和时间。

同生团：同一物种中以同一方式利用共同资源的集团。 同资源种团：同一群落中以同一方式利用共同资源的集团。

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7、群落的垂直结构

主要特征：成层性。地上部分取决于光照、温度和湿度；地下部分取决于土壤的理化性质，特别是水分与养分。

（1）森林群落的垂直结构：a. 乔木层b. 灌木层c. 草本层d. 地被层c. 层外植物（苔藓地衣等附生植物、藤本植物、攀缘植物）。林相分为单层林、复层林。

（2）水生群落的垂直结构：a. 挺水植物b. 浮水植物c. 沉水植物d. 水底植物。 8、群落的水平结构

主要特征：镶嵌性。光照、地形和土壤条件的不均匀性引起植物在群落中镶嵌分布。 9、影响群落结构的因素：生物作用（主要是竞争和捕食）、干扰、空间异质性。

二 生物多样性

1、生物多样性：地球上各种各样的生物与环境形成的生态复合体，以及与此相关的各种生态过程的总和。

生物多样性的层次：物种多样性、遗传多样性、生态系统多样性。 （?）?多样性：反应群落内物种数量以及物种相对多度的指标。

a. 物种丰富度：物种数。

DG = S / ln A DM =（S – 1）/ ln N

式中，DG为Gleason指数，DM为Margalef指数，S为物种数，A为面积，N为个体数。 b. 多样性指数：物种均匀度。

DS = 1 - ??Pi2 H’ = - ? Pi ln Pi E = H’ / ln S

式中，DS为Simpson指数，H’ 为Shannon指数，E为Pielou均匀度指数，Pi为每个物种所占的比例，S为物种数。

c. 物种序位—多度曲线：同时反映种群的物种数和物种均匀度。

（2）?多样性：沿环境梯度物种的更替速率。不同群落间共有的物种越少，?多样性越高。

SI = 2c /（a + b） CJ = c /（a + b – c）

?C = [ g（H）+ l（H）] / 2 =（a + b – 2c）/ 2

式中，SI为Sorenson指数，CJ为Jaccard指数，?C为Cody指数，a和b为两个群落的物种数，c为两个群落共有的物种数，g（H）为沿生境梯度增加的物种数，l（H）为沿生境梯度减少的物种数。

2、物种丰富度的空间分布格局：

（1）沿纬度梯度变化：随着纬度的升高而下降。 （2）沿海拔梯度变化：一般随海拔的上升而下降。 （3）沿水深梯度变化：随深度增加而下降。

（4）沿时间梯度变化：演替早期丰富度小，后期大。

3、竞争排斥效应：当生产力达到一定水平时，少数物种具有很强的竞争力而占据绝对优势，不能适应竞争的物种则被排挤出群落，因此在此时生产力较高而物种多样性较低。 4、中度干扰假说：中等强度或频率的干扰有助于维持较高的物种多样性。

解释：适度的干扰导致群落优势种的优势度降低，由于竞争排斥效应的减弱，使得群落

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中可以有根多的物种共存。

三 群落的演替

1、群落演替（生态演替）：在一定地域内，群落随时间变化，由一种类型转变为另一种类型的生态过程。

群落演替的一般过程：侵移、定居、环境变化、竞争、新群落的形成与相对稳定。 演替系列：在演替中群落顺序替代的一系列过程。 2、群落演替的类型：

（1）按引起群落演替的主导因素：外因性演替、内因性演替。 （2）按演替发生的初始环境：原生演替、次生演替。

a. 原生演替（初级演替或自发演替）：开始于原生裸地上的植物群落演替。 ①旱生演替系列：开始于裸露的岩石、沙地等干旱的基质上。

地衣→苔藓→旱生草本→灌木→乔木

②水生演替系列：开始于水体中。

沉水植物→浮水植物→挺水植物→湿生草本→木本

③中生演替系列：开始于具有一定肥力的土壤母质上。 b. 次生演替（异发演替）：开始于次生裸地上的植物群落演替。

次生裸地：地面上植物已经不复存在，但土壤中保留有原来群落中的繁殖体。 次生演替的特点：群落复生，演替速度较快。

（3）按演替发展的方向：进展演替、逆行演替、循环演替。 （4）按演替过程的时间长短：地质演替、生态演替。 （5）按群落的代谢特征：自养性演替、异样性演替。

3、演替顶级学说：随着群落演替的进程，最后会出现一个相对稳定的群落（顶级群落）阶段。

（1）单顶极论：在同一气候区内，无论演替初期的条件多么不同，植被总是趋向于向顶极方向发展。这里的顶级群落是指和当地气候条件保持协调和平衡的群落。

（2）多顶极论：在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定汇集与同一个顶级终点。如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可以看做一个顶级群落。除气候顶级外，还可形成土壤顶极、地形顶级、火烧顶级、动物顶级以及一些复合型的顶极。

（3）顶极—格局假说：在一个区域内，环境是连续不断变化的，随着环境梯度的变化，各种类型的顶级群落，各种类型的顶级群落是连续变化的，因而形成连续的顶级类型。在这个格局中最广泛且通常位于格局中心的顶极群落，称为优势顶极，它最能反映该地区气候特征，相当于单顶极论的气候顶级。

★三个顶级学说的区别与联系 （1）联系：

a. 都同意群落是单向变化的；

b. 顶级群落在时间与空间上的分布都是与生境适应的。 （2）区别：

a. 单顶极论以气候为主导因子，认为群落最后只趋向于一个气候顶级； b. 多顶极论认为所有生态因子都很重要，且最终形成多种顶极； c. 顶极—格局假说在多顶极论的基础上强调环境因素的连续变化。

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第四部分 生态系统

一 生态系统

1、生态系统：在一定时间和空间范围内，由生物群落与其环境组成的一个整体，该整体具有一定的大小和结构，各成员借助能量流动、物质循环和信息传递而相互联系、相互影响、相互依存，并形成具有自组织和自调节功能的复合体。 （1）具有特定的空间结构； （2）是一个基本的功能单元； （3）具有自动调控功能； （4）具有动态特征。

2、生态系统的反馈：系统的输出变成了决定系统未来功能的输入；一个系统，如果其状态能够决定输入，就说明它具有反馈机制的存在。正反馈使系统偏离加剧，负反馈控制可能使系统保持稳定。

3、生态平衡：生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况，包括结构上的稳定和能量输入、输出上的稳定。

生态阈值：生态系统自我调节能力的极限值。 4、生态系统的基本组成

（1）非生物环境：为生物提供生存所需的物质、能量和空间；

（2）生产者：将非生物环境中的无机物转化为有机物，使养分能够被生物利用； （3）消费者：促进生态系统的物质循环与能量流动，调控其他物种的数量； （4）分解者：将生产者和消费者残余的有机物转化为无机物释放回非生物环境。 5、生态系统的营养结构

（1）食物链：生物按其取食与被取食关系而排列的链状顺序，分为牧食食物链（捕食食物链）、腐食食物链（碎屑食物链）、寄生性食物链；

（2）食物网：生态系统中食物链彼此交错构成的网状结构； （3）营养级：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。

二 生态系统的能量流动

1、能量流动的原理

（1）热力学第一定律：能量守恒定律；

（2）热力学第二定律：能量衰变定律或能量逸散定律；

（3）序：事物排列状态；孤立系统的自发演化总是朝着有序程度越来越低的方向发展，最终趋向于无序；

（4）熵：系统无序程度或混乱程度的度量；

（5）耗散结构：一个远离平衡状态的开放系统，通过与外界环境进行物质、能量的不断交换，克服混乱状态而达到的稳定的有序结构。 能量流动的特征：单向流动、逐级减少。 能量流动的途径（过程）：食物链，即初级生产→次级生产→分解作用（碎裂、异化、溶淋）。 2、生态金字塔

（1）数量金字塔：忽视了生物量的因素，如树与害虫的数量金字塔是倒置的；

（2）生物量金字塔：忽视了代谢速率的影响，如在湖泊、海洋中浮游植物和浮游动物的生

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物量金字塔是倒置的；

（3）能量金字塔：排除了个体大小和代谢速率的影响，以热力学定律为基础，较好的反应了生态系内能量流动的本质关系。

3、生态效率：能量从一个营养级流入下一个营养级的效率。

林德曼（Lindemen）效率：同化效率×生长效率×利用效率。 Lindemen十分之一定律：生态效率约为10%。 同化效率：利用能量的效率； 生长效率：净生产量÷同化量； 利用效率：相对摄取量。

4、初级生产力（速率）：在单位时间、单位面积内生产者生产的干物质或累积的能量。 净初级生产力：初级生产力减去生产者呼吸消耗量所剩下的能量。 初级生产的主要过程：6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6CO2

三 生态系统的物质循环

1、库：物质的集合。

流：物质在库与库之间的转移。 物质循环的类型

（1）生物小循环：在一定区域内生物与环境之间的物质周期性循环；

地球化学大循环：环境中的元素经生物吸收进入有机体，然后以排泄物或动植物遗体的方式返回环境，进入大气圈、水圈、土壤岩石圈及生物圈的循环。

小循环与大循环相互联系、相互制约，两者成为统一体并构成了生物地球化学循环。 （2）水循环：推动所有物质循环的完成；

气体型循环：主要储存库为大气和海洋，循环速度快； 沉积型循环：主要储存库为土壤岩石圈，循环速度慢。 （3）地球化学循环：不同生态环境之间的化学元素交换；

生物地球化学循环：生态系统内部的化学元素交换； 生物化学循环：养分在生物体内的再分配。 物质循环的特征：

（1）物质不灭、循环往复；

（2）物质循环与能量流动不可分割、相辅相成； （3）各物质的循环相互联系、不可分割； （4）生态系统对物质循环有调节作用； （5）物质循环具有生物富集作用。

2、水循环：最基本的生物地球化学循环，主要循环路线是从地球表面通过蒸发进入大气圈，同时不断从大气圈通过降水回到地球表面。

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3、碳循环

4、氮循环

5、磷循环

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6、硫循环

第五部分 森林地理分布

★我国森林分布规律——三向地带性 主导因子：水分与温度 （1）水平地带性

a. 经度地带性：自东南向西北，降水不断减少，森林覆盖率降低，依次出现森林带、草原带和荒漠带。

b. 纬度地带性：从南到北，温度不断降低，森林植被可划分为热带雨林和季雨林带、南亚热带季风常绿落叶阔叶林带、中亚热带常绿阔叶林带、北亚热带常绿落叶阔叶林带、暖温带落叶阔叶林带、温带针叶落叶阔叶林带和寒温带针叶林带。

根据水平分布，我国可划分为八个植被区域： a. 寒温带针叶林区域；

b. 温带针阔叶混交林区域； c. 暖温带落叶阔叶林区域； d. 亚热带常绿阔叶林区域； e. 热带雨林和季雨林区域； f. 温带草原区域； g. 温带荒漠区域；

h. 青藏高原高寒植被区域。

（2）垂直地带性：随海拔升高，降水和温度不断减低，从基部往上一般呈现出植被类型跟简单的特征。

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