生态学(中文版)(6)

2019-09-01 19:45

涉,它们迫使物种经历某些选择压力。比如生长在易发生火灾的环境中的植物,在形态和生活史方面有其独特的适应,以保证它们自己和后代在这样的环境中生存下去。 干扰对物种丰富度的作用

干扰可增加群落的物种多样性,因为它能阻止少数竞争力强的物种成为优势,使其他物种有机会入侵。如果某个地方的种群,由于干扰而不断减少,此地的竞争排斥就可能使那些本来相互竞争的物种停止竞争,而共存在一起。 中度干扰假说

当干扰为新物种创造了可移殖的断层的时候,物种多样性趋向最大。但这种干扰强度和频率均低于物种移殖的速度,因而在更大的群落中不会导致物种数的下降。如果干扰小,群落会被一些顶级物种统治。如果干扰很强并经常发生,就会对物理或土壤环境造成影响,从而完全改变群落。 斑块动态

群落的局部性干扰产生了许多断层,相同的或不同的物种个体就乘机移殖到这些断层上来。由于物种移殖到哪个断层是随机的,因此相互竞争的物种可能不会在同一断层上相遇。这样就会使物种丰富的群落生存下来。在晚期演替群落中,如森林群落,断层经历了一个微型演替(mini-succession)的过程,因此形成了一个由处于不同演替阶段的各类斑块组成的镶嵌体。 建设者控制群落

在有些群落中,所有的物种似乎都移殖的不错,彼此在竞争上不分优劣。斑块移殖只是个别现象而已。有些珊瑚礁鱼群落就是如此,由于没有哪一个物种比任何其他物种更喜欢移殖,所以多样性高。在英国的Chalk草地群落中就存在着相似的情况。 相关主题

演 替(见R1)

S1 生态系统格局

要 点

植被与气候

地球植被被明显地分为许多区域或形式,这些区域或形式在很大程度上反映了气候条件。这种分布是由于植物对温度和水分适应的结果。事实上,第一张气候图和标准的Koppen气候分类是建立在植被图基础之上的。Koppen绘制的大的植物分区是我们现在所说的生物群系(Biome)。生物群系表达的是世界上主要的群落类型的划分。生物群系由动植物种类明显的结合以及具有大致相同生活型(life form)的植被如杂草或落叶树组成。 群落交错区

在局域和地区范围内,当物种个体沿着环境梯度变化的时候,群落也发生了变化。物种、群落和生物群系的边界是不明显的和非突然断开的。而是模糊的和逐渐的。沿着生态交错区(ecotone),生物群系彼此融合。在这个连续体上植被图勾画出的边界指出了一个生物群系大概从哪结束,另一个从哪开始。 温度和分布

霜冻的危害也许是限制植物分布的最重要的单一因素。在一些情况下,物种分布的限制很可能与阻止物种生存的致死温度相关的。在物种的分布限制与等温线之间找出密切的对应关系是很普通的事情。朗基耶尔(Raunkiaer)的生活型分类就是建立在植物的分生组织对霜冻适应脆弱性的基础之上的。 相关主题

适应(见B1) 群落、结构和稳定(见Q1) 应付环境变异(见B2) 草地(见S2)太阳辐射与气候(见C1) 冻原(见S3)微气候(见C2) 森林(见S4)温度与物种分布(见E3)荒漠、半荒漠和灌丛(见S5)太阳辐射与植物(见F1)

S2 草 地

要 点

基本区域

草地存在于降雨介于荒漠和森林之间的区域。依据温度的不同,草地有两种主要的类型:热带草地(萨旺纳Savannah)和温带草地(欧亚草原Steppe、北美草原Prairie和南美草原Pampas)。草地在北美洲、北欧和非洲占据着广大的区域,与气候不适合荒漠或森林发育的荒漠或森林混生在一起。 气候与土壤

热带草地在湿季可以得到1200mm(60英寸)以上的雨水,但是在持续的旱季却一滴雨都没有。较低的土壤湿度可以阻止营养物循环和减少营养物的获得性。温带草地每年得到的降水在250和600mm(10~30英寸)之间。气候是大陆性气候,即夏季炎热而冬季寒冷。草地土壤具有大量的有机物质并且是非常肥沃的,它们非常适宜如玉米和小麦等农作物的耕作。 主要植被

草地具有很高的初级生产力和相对低的生物量。管理的草地被用来作为农田和牧场。草地群落是以禾草类为优势,但是常常也包含一些树木,如金合欢树,它是非洲萨旺纳群落的特点。温带草地包括阔叶的多年生植物,这些多年生植物要么在较早的季节开花,要么在禾死亡之后开化。 草地动物

非洲萨旺纳草原养活了大量的食草和食叶动物种群。这些食草动物反过来又养活了数目庞大的哺乳类食肉动物。植被结构的单一性、树木的稀少和短的生长季节限制了鸟类和两栖类的多样性。 环境关系

强烈的放牧管理的草地能够导致草地群落的破坏、土壤侵蚀和沙漠化。最初的温带草地动物区系,由于猎杀和草地转变为农耕地及牧场,已经几乎灭绝了。大的食草动物、洞穴动物和捕食者现在在自然状况下要么灭绝了,要么就是十分稀少。为了满足兽群的迁移性行为,热带草地中的国家公园必须很大,或者必须有适合生境的走廊相连接。 相关主题

土壤形成特性和分类(见G3) 生态系统格局(见S1)保育对策(见V2) 初级和次级生产力(见P2)

S3 冻 原

要 点

基本区域

北极冻原(arctic tundra)在北部的北冰洋和极地冰盖与南部的针叶树森林之间,形成了一个环绕极地的带。但是,较小的,生态学上相似的这种区域在高山的林线以上也有分布,称之为高山冻原(alpine tundra) 气候与土壤

在一年的大多数时间里,温度都是在植物生长所需要的温度以下。降水量较低(通常每年少于250mm)而且主要以降雪的形式出现。在地面以下的一定深度,存在着永远不化的永冻层(permafrost)。较低的生产力和有限的微生物活动导致了土层很薄。 主要植被

冻原具有很低的生产力,但是却具有很高的物种丰富性。植被是由很矮的垫状和形成小丘状的植物组成。夏季日照很长并伴有较高的温度,这样使植物的初级生产力,在一年的这一时期要比冬季高一个数量级。 冻原动物

冻原严酷的季节性意味着一些动物仅在夏季才迁移到这里。永久的居住者如驯鹿是迁移性的,为了寻找充足的食物,它们在广阔的区域内迁移。 环境关系

冻原植被和土壤从干扰中恢复过来是很缓慢的。由于在冻原带发现石油,植被已经丧失以及土壤发生了侵蚀。冻原的发展控制和保护是一个世界性的问题。 相关主题

初级和次级生产力(见P2) 生态系统格局(见S1)保育对策(见V2)

S4 森 林

要 点

基本区域

森林类型依赖于降雨和温度(纬度和高度)。北方针叶森林是寒冷气候与高海拔的象征。温带森林出现在低纬度地区,那里有充足的降雨,向赤道为热带雨林所替代。 气候与土壤

北方针叶林具有漫长而寒冷的冬季同时冬季降水很少,夏季降雨很多。土壤是灰壤。温带森林的气候也是季节性的,具有很高的降雨量。土壤发育很好并且肥沃。有热带,森林气候是非季节性的并且温暖,降频繁的大雨。土壤是淋溶的、酸性的和养分贫瘠的。 主要植被

森林具有达到很高的净初级生产力和高生物量的趋势。北方森林以针叶树种为优势种,这些种类适应于降低的蒸腾蒸散量以及在结冰时组织不损坏。温带森林主要由阔叶落叶种类组成,植被复杂的层次结构导致很高的初级生产力。热带雨林的高生物多样性来自于它们漫长的年龄和复杂的物理环境。 森林动物

温带和北方森林养活了食草的哺乳动物(如鹿)和像狼一样的捕食种类。森林对鸟类来说是重要的栖息地,而且在温带森林里,小型的哺乳动物居住在稠密的森林下层。森林生态系统也含有范围很广的专食性和泛食性的食草昆虫。热带雨林支持了巨大的动物多样性,尤其是昆虫、两栖类、爬行类、鸟类和小型的哺乳动物。许多物种是居住在树上的,以吃果实和/或种子为生。 环境关系

砍伐热带雨林可以导致生物多样性的丧失,土壤发生水土流失。森林生物多样性代表的是全球有价值的资源,因为许多植物种类具有独一无二的对人类有益的化学特性。砍伐森林能引发全球变暖和发生洪水灾害。许多温带和北方森林正在遭受酸雨的危害。 相关主题

生态系统格局(S1) 温室气体和全球变暖(W2)生物资源和基因库(V3)

S5 荒漠、半荒漠和灌丛

要 点

基本区域

热荒漠分布在北纬30°和南纬30 °之间。半荒漠生态系统出现在并不太干旱但水分又是有限的区域。温带灌丛出现在地中海海岸周围,那里是以马基群落,即常绿高灌丛林(maquis)闻名,在南加利福尼亚是以北美夏旱灌木群落,即小槲树林(chaparral)而闻名。 气候与土壤

荒漠每年的降雨量少于50mm,白天炎热夜晚凉爽。土壤养分贫瘠,土层薄而且容易流失。当降雨的时候,雨水能很快的渗入地下或沿着季节性河流流走。北美夏旱灌木群落和马基群落是季节性的而且降雨少又具有很长的旱季。由于缺乏湿度和经常的火灾,分解和土壤发育都受到抑制。 植 被

热荒漠的植被包括多刺的灌木、一年生的短命植物、地下的球茎、鳞茎和肉质植物如仙人掌。所有这些植物都具有在长期干旱的情况下生存的适应性。冷荒漠具有稠密的灌木植被和丰富的微植物区系。北美夏旱灌木群落具有小的、厚的能够抵御干旱的叶片,并且该群落被有规律的火灾所维持。 荒漠动物

爬行动物和昆虫是容易在荒漠条件下生存的。然而,一些哺乳动物包括啮齿类动物和骆驼都已经进化出了适应干旱条件的行为。半荒漠和灌丛是爬行动物、小哺乳动物和鸟类的重要栖息地。 环境关系

荒漠生产力受降雨量的限制。那里土壤是合适的,灌溉能够使荒漠转换成有生产力的农业田地。然而,荒

漠灌溉能够导致盐渍化,并且为农作物而改变河道可以对其他地区的生态学产生破坏性的影响。 相关主题

生态系统格局(S1)

S6 盐水生物群系

要 点

基本盐水区域

盐水生物群系包括开阔的海洋、大陆架、潮间带和珊瑚礁、盐水沼泽、潮泥滩和红树林。海洋覆盖了70%的地球表面。物理因素即潮汐、环流、温度、压力(深处的)和光强度决定着生物盐水群落的组成。 开阔海洋

开阔的海洋是面积最广阔的生物群系,但是它却养分贫瘠,因此,它的生产力是低的。表面的有光带,即光可以透过的地方,含有浮游植物和浮游动物。在有光带以下,生存的是食肉和食碎屑的动物,它们依靠来自上面群落的物质为生。光的水平和生产力随深度增加而降低。除了生活在热水带出口区域的繁盛的化学自养细菌群落外,海底或海底的动物区系是稀少的。 大 陆 架

大陆架支持了最具生产力的海洋生态系统,如海藻林和渔业。多样化的珊瑚礁群落出现在温暖和非常浅的水域。珊瑚是群体动物,这些动物产生了结构复杂的钙质骨架,藻类、无脊椎动物和食草与食肉的鱼类生活在它上面。 潮 间 带

潮间岩石海岸被藻类所主宰。随暴露和离海洋的距离而发生藻类带和动物群落。沙滩提供了一个不稳定的、研磨的(abrasive)和养分贫瘠的基质,这种基质被滤食性的穴居动物所居住,而它们自己又是涉禽鸟类的食物。

盐沼、淤泥滩和红树林

盐沼出现在防护区域,具有防护海浪的作用,它主要是由耐盐的高等植物组成。淤泥滩和江河入海口处的淤泥是很细的基质,富含有机物质和低的含氧量。它们很高的无脊椎动物密度养活了鱼类和鸟类种群。红树林在热带区域取代了盐水沼泽,并且支持了丰富的动物区系。 环境关系

开阔海洋被用作倾倒许多污染物的场所,这些污染物包括油、污水、碳氢化合物和金属。一些污染物在食物链中被放大而污染鱼类资源。潮间的娱乐和商业活动已经导致生境的破坏和污染。挖泥、污水污染和过度捕鱼已经引起珊瑚礁的退化。 相关主题

渔业与捕鲸业(见T2)

S7 淡水生物群系

要 点

主要的淡水和湿地区域

淡水生物群系包括湖泊、河流、酸性沼泽、草本沼泽和木本沼泽。这些系统靠从附近排水区沥滤的水和营养物生存。 溪流和河流

溪流和河流的物理特征沿水体长度而有变化。它们靠近源头的窄小湍急,变成河口附近的宽广平缓。植物和动物的多样性和生产量在中部地区通常是最高的,因为那儿的水流速度和河床底质允许大型植物的生长。

湖泊和池塘

湖泊的水很少流动或者不流动,使得水体可垂直分层,包括表层光照充足而温暖的水和下层黑暗而寒冷的水,湖泊可以是营养充足的(富营养型),或者是营养匮乏的(贫营养型)。

环境关系

开凿运河、商业开发和污染造成了许多河流下游水生生物和河岸植被的减少,湿地被用于农业,变成了农田和牧场。富营养化由生物或非生物的污染而造成,结果导致植物多样性的减少和藻类的大量生长。这个问题在小湖泊、小池塘以及半封闭系统如英国的Norfolk 宽阔河段中尤其显著。 相关主题

空气、水和土壤污染物(W1)

T1 收获理论

要 点

收获目标

为了使种群开发获得最大回报,管理应以使对象种群可长期持续获得最大产量为目标。 最大持续产量

长期收获最大产量的一种方法是最大持续产量即MSY法。随着种群密度在很低的基础上开始增加,出生率超过死亡率,种群的净补充量增加。当种群密度达到最大环境容纳量时,死亡率上升,出生率下降。因此最大净补充量发生在中等密度、种群中存在许多繁殖个体、而种内竞争又相对较弱的情况下。这一最大净补充量即为人们可长期从种群中收获的最大量——MSY。 配额限制

在一定时期,可通过控制配额(收获对象生物量或个体数量),限制收获。配额控制允许收获者在每一季节或每年收走一定数量的猎物。配额限制通常应用于海洋渔业来获得MSY,但成功例不多。这表明配额限制实际上很冒险,有可能导致过捕,甚至种群灭绝。 努力限制

配额限制潜在的危险或通过导入努力限制来缓和。努力限制具有明显的优点。因为当猎物种群数量减少时,人们往往会通过更加努力来获限正在减少中的数量。 环境波动

利用种群增长模型预测被收获种群可获潜能的效果会受到环境波动的严重影响。因为环境波动会影响种群的出生率或死亡率。 动态库模型

简单的模型不考虑种群的年龄结构,这使其预测能力有限,因为死亡率与繁殖力都是与年龄相关的。收获个体通常都是种群中体大、年高的个休,具有最高的繁殖潜能。精确地考虑到不同年龄群出生率、生长和死亡率的动态库模型对对象种群的预测效果更好。举例来说,考虑到不同年龄群的动态库模型意味着可理论上检测海洋渔业中使用不同大小网具的影响效果。 相关主题

种群和种群结构(H1) 密度和密度制约(H3)出生率、死亡率和种群增长(H2) 种群动态——波动、周期和混沌(H4)

T2 渔业和捕鲸业

要 点 渔 业

海洋一直为我们人类提供丰富的食物资源。现在全球渔获量约1亿吨,其中一小部分并不直接被人类消费,而是用做动物饲料。 大洋生产力

与陆地系统相比,大洋是生产力很低的生境。大陆架生产力较高,但全球单位公顷渔获量很低,部分是因为大洋区极低的生产力,部分是由于渔获物处于食物链高营养级,其生产效率很低。 公共灾难


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