1.什么是种群?种群有哪些与个体特征不同的群体特征?
1.种群(居群、繁群、 Population):指特定时间内栖息于特定空间的同种生物的集合群。种群内部的个体可以自由交配繁衍后代,从而与邻近地区的种群在形态和生态特征上彼此存在一定差异。种群是物种在自然界中存在的基本单位,也是生物群落基本组成单位。
2.自然种群三个基本特征:
空间特征、数量特征、遗传特征(详见P67) 2.什么叫阿利氏规律?种群的集群现象有何生态学意义?
1.阿利氏规律:种群密度过疏和过密对种群的生存与发展都是不利的,每一 种生物种群都有自己的最适密度。 2.集群现象(schooling)及其生态学意义
有利:繁殖 、防卫 、索饵 、提高游泳效率、改变环境化学性质以抵抗有毒物质,若形成社会结构,自我调节及生存能力更强。
不利:种内竞争、大量被捕食
成因:水动力条件、温盐及营养盐含量变化等等。
4.种群逻辑斯谛增长模型的假设条件是什么?为什么说该模型描述了种群密度与增长率之间存在的负反馈机制?
逻辑斯谛方程有一个隐含假设:负反馈立刻起效应种群密度上升而引起种群增长率下降的这种自我调节能力往往不是立即就起作用的,负反馈信息的传递和调节机制生效都需要一段时间。这种时滞在高等动物(生活史越长,时滞越明显)更为普遍,可相隔一代以上。
种群数量继续增加时,物种内竞争将越来越激烈
5.r-对策者与K-对策者的生活史类型有哪些差别?举例说明种群生活史类型的多样化. 表4.5 海洋r–选择和K–选择的生活史比较(转引自Lalli & Parsons,1997) r–选择 K–选择 (机会种,opportunistic species) (平衡种,equilibrium species)
气 候 多变,难以预测,不确定 稳定,可预测,较确定
8.什么叫集合种群?研究集合种群对生物保护有何重要意义?
1、集合种群,也叫复合种群、联种群,指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。 通常着眼于较大的区域
2.与研究一般种群不同,研究集合种群主要是为了知道它是否会走向灭绝或还能维持生存多少时间。主要意义在于预测,并对濒危动物的保护及害虫防治、景观管理和自然保护有重要使用价值。 对具有多个局域种群的害虫应在足够大的防治范围内同时进行,对面临生境破碎化的濒危种类应注意维持迁移通道.建立一个大保护区与几个小保护区的争论与集合种群理论有关。
第五章、生物群落的组成结构、种间关系和生态演替
1种间竞争:是生物群落中物种关系的一种形式,是指两个或更多物种的种群对同一种资源(如空间、食物与营养物质等等)的争夺。
2.高斯假说:即亲缘关系越近的、具有同样习性或生活方式的物种不可能长期在同一地区生活,即完全的竞争者不能共存,因为它们的生态位没有区别。高斯假说的两个例外:一,由于环境因素强烈的作用,种群被抑制在一个低密度水平上。二,因环境不断6 成体大小 生 长 率 性成熟时间 繁殖周期 幼体数量 扩散能力 种群大小 竞争能力 死 亡 率 生命周期 水层/底栖的比率 小 快 早 多 多 高 可变,常<K值 低 高,非密度制约 短(<1a) 高 大 慢 迟 少 少 低 相对稳定,接近K值 高 低,密度制约 长(>1a) 低 地发生变动,竞争的结果不能达到一定的平衡(即在能够充分利用环境的可能性之前,环境已经变化了)。 3. 生态位(ecological niche)是指一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位臵及其与相关种群之间的功能关系与作用。
7.某一物种所栖息的理论上最大空间,即没有中间竞争的种生态位,称为基础生态位。但实际上很少有一个物种能全部占据基础生态位。当有竞争者时,必定使该物种只占据基础生态位的一部分,这一部分实际占有的生态空间,称为实际生态位。 8.两种不同生物种之间的各种组合关系总称为共生现象。
9.共栖是两种生物生活在一起,彼此之间一方受益、另一方并不受害的一种组合关系。 10.互利是两种生物的个体联系在一起而相互受益、相互依存的关系。 11.共生现象的类型:共栖,互利,寄生,偏害,原始合作。
12.捕食者和被食者的辩证关系:捕食者和被食者(包括寄生者和宿主)的相互关系是很复杂的。捕食者不仅吞食被食者,同时对被食者的种群调节也起重要作用。反之,被食者的种群数量变化对捕食者也有影响(即食物丰歉)。有时两者甚至形成难以分离的相对稳定系统,或者说互为生存条件。
生物群落:指在一定的时间内生活在一定的地理区域或自然生境的各种生物种群所组成的一个集合体。 生态演替是指在一定的区域内,群落随时间而变化,由一种类型转变为另一种类型的生态过程。
建群种:对群落的构建与稳定起着主导与决定作用的种。 与优势种的关系:建群种也是优势种,优势种不一定是建群种
优势种:只有少数种或种的集群,由于它们的数目、大小、或活动性起着控制群落特征的作用。
关键中:不是生物量占优势,而是对群落的组成结构和物种多样性(包括系统稳定性方面)具有决定性作用的物种。
不同生物群落之间的过渡地带称为群落交错区。
交错区可能具有较多的生物种类和种群密度,称为边缘效应。 到达最后的稳定系统的群落叫做顶级群落。
单元顶极说 (monoclimax theory)
美国生态学家Cowles, H.C.& F.E.Clements认为任何一个具体地区,演替终点决定于该地的气候,称为气候顶极群落。
Clements认为,在同一气候区内,无论演替初期的条件多么不同,植被总是趋向于减轻极端情况而朝向顶极方向发展,从而使得生境适合于更多的生物生长。
2、多元顶极说 (polyclimax theory) 英国的A.E.Tansley(1954)提出:若一个群落在某种生境中基本稳定,能自行繁殖并结束其演替过程,就可看作顶极群落。除气候顶极之外,还可有土壤极、地形顶极、火烧顶极等。
抗性:或称抵抗力,指群落或生态系统受到干扰后产生变化的大小,即衡量受外界干扰而保持原来状态的能力。 弹性:或称恢复力,指群落或生态系统受到干扰后回复原来状态的能力。
梁概念:即群落内某个种群因突发原因而衰退或消失,将有其他相似的种群来填补。 相似系数:根据物种的重量、数量等数量指标比较两个群落或取样的相似程度的变量。 干扰:意为平静的中断或正常过程的打扰或妨碍,它是自然界的普遍现象 岛屿效应:岛屿的面积越大,生物种数就越多,。通常认为这是由于面积越大,,生境复杂性程度就越高,可以有更多的物种生活,这种规律叫岛屿效应。
1、什么叫生物群落?试举例说明群落的基本特征?
生物群落是指在特定时间生活于一定地理区域或生境中的所有生物种群组成的集合体,群落中的生物在种间保持着各种形式的联系,并且共同参与对环境的反应。群落的基本特征:(1)具有一定得外貌(尤其陆生群落)(2)具有一定得种类组成(种类组成是区别不同群落的首要特征)(3)具有一定得群落结构(4)形成群落环境(5)不同物种之间的相互影响(6)具有一定得动态特征(包括季节动态,年际动态,演替和演化)(7)具有一定得分布范围(8)群落具有边界特征
2、怎样认识群落交错区和边缘效应?
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在两个不同群落交界的区域,称为群落交错区。群落交错区实际上是一个过渡地带,例如在森林和草原之间的过渡带,两者互相镶嵌着出现。 由于群落交错区的环境条件比较复杂,其植物种类也往往更加丰富多样,从而也能更多的为动物提供营巢、隐蔽和摄食的条件。因而在群落交错区中既可有相隔群落的生物种类,又可有交错区特有的生物种类。这种在群落交错区中生物种类增加和某些种类密度加大的现象,叫做边缘效应。边缘效应类似于生物学中的杂种优势,其形成需要一定条件,如两个相邻生物群落的渗透力大致相似,两类环境或两种生物群落所造成的过渡地带需相对稳定,相邻生物群落各自具有一定的均一面积或群落内只有较小面积的分割,具有两个群落交错的生物类群等。边缘效应的形成需要较长的时间,是协同进化的产物。
3、如何理解捕食者与被食者之间的辩证关系?
4、简述生态位的概念及其与种间竞争的关系
生态位(Ecological niche),又称小生境、生态区位、生态栖位或是生态龛位,生态位是一个物种所处的环境以及其本身生活习性的总称。每个物种都有自己独特的生态位,借以跟其他物种作出区别。生态位包括该物种觅食的地点,食物的种类和大小,还有其每日的和季节性的生物节律。
生态位分两个层次:
基本生态位:是生态位空间的一部分,一个物种有在其中生存的可能。这个基本生态位是由物种的变异和适应能力决定的,而并非其地理因素。或者说基本生态位是实验室条件下的生态位,里面不存在捕食者和竞争。
现实生态位:是基本生态位的一部分,但考虑到生物因素和它们之间的相互作用。或者说是自然界中真实存在的生态位。 5、共生现象有哪些主要类型?共生有什么生态意义?
偏利共生:两个物种间存在着共生关系,但仅对一方有利,对另一方无害也无利为偏利共生。如?以其头顶上的吸盘固着在鲨鱼腹部,可以免费做长途旅行,这仅对?有利
互利共生:对双方均有利为互利共生,例如牛胃中的瘤胃内具有密度很高的细菌(每毫升胃内容物1010~1011个)和原生动物(105~106个)。瘤胃为它们提供生存场所,而它们能分解纤维素和纤维二糖,合成维生素,对牛也有利。
6、影响群落结构的因素 1.生物因素:
竞争:如果竞争的结果引起种间的生态位的分化,将使群落中物种多样性增加。
捕食:如果捕食者喜食的是群落中的优势种,则捕食可以提高多样性,如捕食者喜食的是竞争上占劣势的种类,则捕食会降低多样性。
2.干扰:在陆地生物群落中,干扰往往会使群落形成断层(gap),断层对于群落物种多样性的维持和持续发展,起了一个很重要的作用。不同程度的干扰,对群落的物种多样性的影响是不同的,Conell等提出的中等干扰说(intermediate disturbance hypothesis)认为,群落在中等程度的干扰水平能维持高多样性。其理由是:①在一次干扰后少数先锋种入侵断层,如果干扰频繁,则先锋种不能发展到演替中期,使多样性较低;②如果干扰间隔时间长,使演替能够发展到顶级期,则多样性也不很高;③只有在中等程度的干扰,才能使群落多样性维持最高水平,它允许更多物种入侵和定居。
3.空间异质性:
环境的空间异质性:环境的空间异质性愈高,群落多样性也愈高。
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植物群落的空间异质性:植物群落的层次和结构越复杂,群落多样性也就越高。如森林群落的层次越多,越复杂,群落中鸟类的多样性就会越多。
群落演替的含义
随时间的推移,生物群落内一些物种消失,另一些物种侵入,群落组成及其环境向一定方向产生有顺序的发展变化,称为群落的演替。演替是群落长期变化累积的结果,主要标志是群落在物种组成上发生质的变化,即优势种或全部物种的变化。群落演替即由一种类型转变为另一种类型的顺序过程,或者说在一定区域内一个群落被另一个群落所替代的过程。群落演替的概念包括以下几点基本含义:
① 群落演替是一个具有一定方向、一定规律、随时间的变化而变化的有序过程,所以往往能够预测群落的演替过程。 ② 群落演替是由于生物和环境之间反复的相互作用,在时间和空间上不可逆的变化过程。虽然物理环境在一定程度上决定了演替的类型、方向和速度,但是演替的发展由群落本身控制着,并且正是群落的演替极大地改变了物理环境。
③ 群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程,当群落演替到与环境处于平衡状态时,就以相对稳定的群落为发展的顶点。 2、生物群落的物种多样性有何地理分布上的规律?
答:物种多样性有明显的地理差异,热带生物群落的种类多样性程度高,北方还去群落的物种组成较简单,深海多样性水平也很高。多样性指数可用来描述群落的物种丰度以及各种类数量比例(均匀度)。 3、如何理解群落的多样性和群落群落稳定性的关系?
答:(1)群落的物种多样性或复杂性与群落的稳定性有关。一个群落的种类越多,其中各种生物的关系越错综复杂,群落就越稳定;(2)物种多样性与稳定性之间没有这么简单的关系;(3)一个物种多样性水平高的群落,其系统的结构可能较为完善,但是不能因此而推论,认为这个系统必然比多样性底的系统有更强的抗干扰能力;(4)物种多样性高的群落弹性不一定大,抗性不一定强,稳定性也就不一定高。 4、试分析影响群落结构的因素。
答:很多因素对形成群落结构有影响:广食性捕食者和狭食性捕食者作用的结果都可能影响群落的种类组成,而关键种对维持群落结构的稳定性有重要的作用;种间竞争可能通过生态位分化使更多的物种共存;空间异质性程度高的生境有更高的物种多样性;各种不同的干扰以及干扰的程度和频率都会影响群落的结构,中等程度的干扰时维持群落物种多样性的重要因素。此外,岛屿的群落结构及其稳定性与岛屿的面积大小、距离大陆的远近有直接关系。 5、何谓群落的生态演替?群落演替有哪些类型?
答:(1)是一定地域的,一个群落次序(顺序)代替另一个群落的过程。
(2)按演替的起始条件分:原生演替和次生演替;按控制演替的主导因素分:自源演替和异源演替;按群落代谢特征分:自养性演替和异养性演替。
6、什么是演替顶级?你对演替顶级理论有何认识?
答:任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段。到达稳定阶段的群落,就是和当地气候条件保持协调和平衡的群落,这是演替的终点,这个终点就称为演替顶极。 1、单元顶极论—clements F.E.为代表
(1)演替就是在地表上同一地段顺序出现各种不同生物群落的时间过程。任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段。到达稳定阶段的群落,就是和当地气候条件保持协调和平衡的群落,这是演替的终点,这个终点就称为演替顶极。在某一地段上从先锋群落到顶极群落按顺序发育着的那些群落;都可以称作演替系列群落。
(2)在同一气候区内,无论演替初期的条件多么不同,植被总是趋向于减轻极端情况而朝向顶极方向发展,从而使得生境适合于更多的生物生长。无论水生型的生境,还是旱生型的生境,最终都趋向于中生型的生境,并均会发展成为一个相对稳定的气候顶极。
(3)在一个气候区内,除了气候顶极之外,还会出现一些由于地形/土壤或人为等因素所决定的稳定群落。 1)亚顶极是达到气候顶极以前的一个相当稳定的演替阶段。
2)偏途顶极也称为干扰顶极:是由一种强烈而频繁的干扰因素所引起的相对稳定的群落。
3)前顶极也称为预顶极:在一个特定气候区域内,由于局部气候条件差(热/干燥)而产生的稳定群落。 4)超顶极也称后顶极。在一个特定的气候区域内,由于局部气候比较适宜而产生的较优越气候区的顶极。 无论哪种形式的前顶极,按照Clements的观点,如果给予时间的话,都可能发展成为气候顶极。
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(4)关于演替的方向,Clements认为,在自然状态下,演替总是向前发展的,即进展演替,而不可能是后退的逆行演替。 2、多元顶极论—以TansleyA.G.为代表
(1) 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,就可以看作顶极群落。
(2) 在一个气候区域内,群落演替的最终结果,不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点。除了气候顶极之外,还可有土
壤顶极,地形顶极,火烧顶极,动物顶级;同时还可存在一些复合型的顶极,如地形—土壤顶极和火烧—动物顶极等等。一般在地带性生境上是气候顶极,在别的生境上可能是其他类型的顶极。
(3) 一个植物群落只要在某一种或几种环境因子的作用下在较长时间内保持稳定状态,它和环境之间达到了较好的协调,
都可认为是顶极群落。
7、单元顶极论与多元顶极论的异同点
答:相同点:(1)都承认顶级群落是经过单向变化而达到稳定状态的群落(2)都认为顶级群落在时间上的变化和空间上的分布都是和生境向适应的。
不同点:单元顶级论认为,只有气候才是演替的决定因素,其他因素都是第二位的,但可以阻止群落向气候顶级发展,认为在一个气候区域内,所有群落都有趋同性发展,最终形成气候顶级。多元顶级论认为,除气候外的其他因素也可以决定顶级的行成,并且不认为多有群落最后都趋于一个顶级。
8、生态演替过程中群落的组成结构和功能有哪些变化?
答:生态演替过程中,群落的结构与功能同时发生有规律的变化。结构方面的变化主要有:演替初期,生物种类多表现出r选择生活史类型的特征,随着演替进程,逐渐增加K选择生活史特征的比例。内部共生关系也从不发达向较发达转变。在功能方面,随着演替的进行,最重要的指标是生产量与呼吸量比率从大于1(或小于1)发展到接近于1.相应的,群落净生产量则从高到低,能流渠道从线状到网状,碎屑食物链的重要性大为增加。营养物质循环从初期的开放性转向后期的相对封闭性。 9、两种演替观
答:(1)经典的演替观:(1)每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落;(2)前一阶段群落中物种的活动促进了下一阶段物种的建立。
(2)个体论演替观:Egler F.E.1952年提出初始物种组成是决定群落演替系列中后来优势种假说。 当代的演替观强调个体生活史特征、物种对策以及各种干扰对总体的作用。3种可检验的模型:促进模型、抑制模型、忍耐模型。
第六章 海洋初级生产力
1 就整个海洋来说,主要生产者是浮游植物。
2 现存量(生物量):指某一特定时间,某一空间范围内存有的有机物的量(B),即个体数量乘以个体平均质量。 3 同化指数(同化系数):单位ch/a 在单位时间内合成的有机碳量,其单位为mgc/(mgcla*h) 4 Redfield 比值:C:N:P=106:16:1
5 临界深度:指在这个深度上方整个水柱浮游植物的光合作用总量等于其呼吸消耗的总量,或者说在这个深度之上,平均光强等于补偿光强。
6 生产力:生物通过同化作用生产(或积累)有机物的能力。
初级生产力:即自养生物通过光合作用或化学合成制造有机物的速率。
次级生产力:即除生产者外的各级消费者直接或间接利用已经生产的有机物经同化吸收、转化为自身物质(表现为生产与繁殖)的速率,也即消费者能量储蓄率。
群落净生产力:指在生产季节或一年的研究期间,未被异常者消耗的有机物质的储藏率。 群落净生产力=净初级生产力-异养呼吸消耗
7 影响海洋初级生产力的因素:光、营养盐、铁、温度、垂直混合和临界深度、牧食作用。
8 补偿深度:在某一深度层,植物24h中光合作用所生产的有机物质全部为维持其生命代谢消耗所平衡了,没有净生产量(P=R) 补偿深度处的光强称为补偿光强。
再生生产力:由再生N源支持的那部分初级生产力。 新生产力:由新N源支持的那部分初级生产力。 输出生产力:向底部的碳输出。
、f比:f=Pn/PG*100%,即新生产力除以总初级生产力。颗粒态营养元素下沉出真光层之前的循环次数(r)与f比的关系:r=(1-f)/f
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