生态学

2020-06-07 14:54

绪论:

一.生态学的定义:p.4

生态学是研究生物及环境间相互关系的科学 二.经典生态学研究的内容:个体,种群,群落

现代生态学的研究内容: 分子,生态系统,景观,生物圈 三.生态学研究的方法论

(一)科学思维的逻辑结构

? 观察 → 预测 → 假设 → 检验

? 模型:模型是对现实系统的结构与功能的物理或抽象的描述。 ? 生态模型:描述和预测生态系统行为。 (二)方法的重要性

? 变量观测:如何取样、样本大小、变量选择、精确水平 ? 实验设计:对比组、控制组

? 统计分析:简单统计分析、多元统计分析

(三)生态学研究的基本方法

? 野外研究:优点:直接观察,获得自然状态下的资料;缺点:不易重复。 ? 实验研究:优点:条件控制严格,对结果的分析比较可靠,重复性强,是分析因果关系的一种有用的补充手段;缺点:实验条件往往与野外自然状态下的条件有区别。

? 数学模型研究:优点:高度抽象,可研究真实情况下不能解决的问题;缺点:与客观实际距离甚远,若应用不当,易产生错误。

第二章 生物与环境

一.环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和,由许多环境要素构成,这些环境要素称环境因子。(离开主体, 环境不存在) 二,环境的类型:

按环境的主体:1、以人为主体(人类环境) 2、以生物为主体 按环境性质:1、自然环境,2、半自然环境 3、社会环境 按环境的范围:1、宇宙环境,2、地球环境

3、区域环境,4、微环境,5、内环境 三、环境因子与生态因子

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。两者既有联系又有区别; 生境(habitat):具体生物个体或群落生活地段上的生态环境。 四.生态因子作用的一般特征 ? 综合作用

? 主导因子作用

? 生态因子的不可替代性和可补偿性 ? 生态因子作用的阶段性 ? 直接和间接作用 ? 限制性作用

五,限制因子:限制生物生长和生存繁殖的任何因子,称为限制因子。 六.耐性限度的驯化:内稳态机制外另一种调整生物耐性限度的方法。

驯化过程是通过酶系统的调整来实现的,因为酶系统只能在特定的环境范围内起作用,并决定着生物的代谢速率与耐性限度,驯化即体内酶系统的改变过程。(如金鱼)

七.生态因子的生态作用及生物的适应 ? 光因子的生态作用及生物的适应 ? 温度因子的生态作用及生物的适应 ? 水因子的生态作用及生物的适应 ? 土壤因子的生态作用及生物的适应

八.光补偿点 (compensation point)光饱和点(saturate point):光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点;当光照强度达到一定水平后,光合产物不再增加或增加得很少,该处的光强度即为光饱和点。 九.温度与生物发育最普遍的规律是有效积温。

十.陆生植物的生态类型:湿生植物,中生植物,旱生植物 十一,(一)盐土对植物生长发育不利的表现: 1引起植物的生理干旱 2伤害植物组织 3引起细胞中毒

4影响植物的正常营养

5在高浓度盐类的作用下,气孔保卫细胞的淀粉形成过程受到妨碍,气孔不能关闭,即使在干旱期也如此,因此植物容易干旱枯萎。 (二)碱土对植物生长发育不利的表现: 1土壤的强碱性能毒害植物根系 2土壤物理性质恶化

第三章.种群及其基本特征

一.生物种(Species):形态相似的个体集合(John Ray)

林奈的定义:种是形态相似的个体集合,并且同种个体可自由交配,能产生可育后代,不同种的杂交则不育。(p.44)

本书的定义:物种是客观存在的实体,不同物种之间存在明显的形态上的不连续及不同形式的生殖隔离,物种是内在因素(生殖、遗传、生理、行为)联系起来的个体的集合,是自然界中一个基本进化单位和功能单元(p.45)

种的性状可分为两类:基因型与表现型。前者是种的遗传本质,即生物性状表现所必须具备的内在因素;后者是与环境结合后实际表现出的可见性状。 二.种群population:在一定空间中,同种个体的组合 种群是物种在自然界中存在的基本单位。

种群生态学:研究种群的数量、分布、生活史格局以及种群与其栖息环境中的非生物因素和其他生物种群的相互作用。简单的说,种群生态学是研究种群动态、特征及其生态规律的科学。(p.46)

三.种群的动态包括:①种群的数量和密度②种群的分布

③种群数量变动和扩散迁移④种群调节

种群动态是种群生态学研究的核心。

四.对不断移动位置的动物进行统计的标志重捕法:N:M=n:m

(M-标志数,n-重捕个体数,m-重捕中标记数,N-样地上个体总数) 五.种群特征: 1种群密度

2种群初级参数:①出生率 ②死亡率 ③迁入和迁出率 3次级种群参数:性比、年龄分布、种群增长率、分布型

六.内禀增长能力定义:在种群不受限制的条件下,即能够排除不利的天气条件,提供理想的食物条件,排除捕食者和疾病,我们能够观察到种群的最大增长能力(rm )。 rm是最大的瞬时增长率,即内禀增长率。 内禀增长能力测定方法:通过生命表估算。

七.种群离散增长模型:Nt=N0λ , (λ=Nt/Nt-1 →Nt =Nt-1λ)

t

种群连续增长模型: (p.55) (书中公式有错) dN/dt=rN(微分式) dN/dt=B-D+I-E=Nb-Nd=(b-d)N=rN,

B、D、I、E、b、d 分别代表出生个体数、死亡个体数、迁入个体数、迁出个体数、出生率、死亡率,b-d=增长率] Nt=N0ert(积分式) 八

线

九.生态入侵(ecological invasion):由于人类有意识或无意识地将某种生物带入适宜于其栖息和繁衍的地区,种群不断扩大,分布区逐步稳定地扩展,这个过程称生态入侵。

十.组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局,称为种群空间格局或内分布型。种群的内分布型大致可分为3类:均匀型,随机型,成群型。 十一.样方中个体平均数与方差的计算方法及分布型判断方法 ? m=∑fx/N (平均每个样方中的个体数)

? S2= [∑fx 2+(∑ fx)2/N]/(N-1)(方差)

? x为样方中的个体数,f为出现的频率,N为样方总数 ? S2/m->分布型检验指标

S2/m=0 ,属均匀分布 S2/m=1 ,属随机分布 S2/m=显著地>1 ,属成群分布

第五章 种内与种间关系

一.种内关系:存在于各个生物种群内部的个体与个体之间的关系。

种间关系:生活于同一生境中的所有不同物种之间的关系。 种间关系可分为两大类,即正相互作用与负相互作用。 生物种间相互关系基本类型(p.93) 类型 1 2 1、偏利作用 2、原始合作 3、互利共生 4、中性作用 5、竞争(直接干涉) 6、竞争(资源利用) 7、偏害作用 8、寄生作用 9、捕食作用 + + + ? - - - + + ? + + ? - - ? - - 种1偏利,种2无影响 对两物种都有利,非必然 对两物种都必然有利 两物种彼此无影响 一物种直接抑制另一物种 资源缺乏时的间接抑制 种1受抑制,种2无影响 种群1寄生者,种2宿主 种1捕食者,种2猎物 二.高斯假说:两个种越相似,它们的生态位重叠就越多,竞争就越激烈。 三.他感作用(allelopathy):植物的他感作用就是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的影响。

他感作用的生态学意义:歇地现象,他感作用与植物群落的种类组成,影响演替。

第六章 生物群落的组成与结构

一.生物群落(community): 特定空间或特定生境下,生物种群有规律的组合,它们之间以及它们与环境之间彼此影响,相互作用,具有特定的形态结构与营养结构,并具特定功能的生物集合体。 二.群落的基本特征

? 具有一定的外貌:植物群落的外部特征。 ? 具有一定的种类组成:物种数和个体数。

? 具有一定的结构:形态结构、生态结构、营养结构。 ? 形成群落环境:定居生物对生活环境的改造结果。

? 不同物种之间的相互影响:必须共同适应它们所处的无机环境;它们内

部的相互关系必须取得协调和发展(种群构成群落的二个条件)。 ? 一定的动态特征:季节动态、年际动态、演替与演化。 ? 一定的分布范围:特定的地段或特定的生境。 ? 群落的边界特征:或明确或不明确的边界。 三.优势种和建群种: 对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种,对于植物群落来说,它们通常是那些个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积大、生活能力强,即优势度较大的种;植物群落中,处于优势层的优势种称建群种。

亚优势种: 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着一定作用的物种。

伴生种:为群落的常见物种,它与优势种相伴存在,但不起主要作用。

偶见种或罕见种:是那些在群落中出现频率很低的种类,往往是由于种群自身数量稀少的缘故。偶见种可能是偶然的机会由人带入、或伴随着某种条件改变而侵入,也可能是衰退中的残遗种。 四.生活型(life form):是生物对综合环境条件长期适应的外部表现形式,是植物对相同环境条件进行趋同适应的结果。同一生活型的植物表示它们对环境的适应途径和适应方法相同或相似。亲缘关系很近的植物却可属于不同的生活型,这是生物之间趋同适应的结果,深刻地反映了生物和环境之间的关系。 生长型(growth form):根据植物的可见结构分成的不同类群。生长型反映植物生活的环境条件,相同的环境条件具有相似的生长型,是趋同适应的结果。 五.群落的外貌是认识植物群落的基础,也是区分不同植被类型的主要标志。 群落的外貌决定于群落优势的生活型和层片结构

随着气候季节性交替,群落呈现不同的外貌,这就是季相。 六. 影响群落结构的因素:生物因素,干扰对群落结构的影响,空间异质性与

群落结构,岛屿与群落结构,物种丰富度的简单模型,平衡说与非平衡说。其中,生物因素起着重要作用,作用最大的是竞争与捕食。 七. 中度干扰假说,即中等程度的干扰水平能维持高多样性。理由如下:

1.在一次干扰后少数先锋种入侵缺口,如果干扰频繁,则先锋种不能发展到演替中期,因而多样性低;

2.如果干扰间隔期很长,使演替过程能发展到顶级期,多样性也不提高; 3.只有中等干扰程度使多样性维持最高水平,它允许更多的物种入侵和定居。

第七章 生物群落动态

一.演替:一个群落代替另一个群落的过程。

波动:短期的可逆变化,其逐年的变化方向常常不同,一般不发生新种的定向更替。 波动的原因:(p.155)

1、环境条件的变化(例如,多雨年,少雨年,突发性灾变)

2、生物本身的活动周期(例如种子产量的波动,动物种群的周期性变化及病虫害爆发);

3、人为活动(例如放牧活动)。

二.有关演替顶级理论主要有3种:单元顶极论,多元顶极论,顶极—格局假说。

三.控制演替的几种主要因素:


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