类别。②、每一个层片在群落中都具有一定的小环境,不同层片的小环境相互作用的结果构成了群落环境。③、层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征
层次群落中植物按高度(或深度)的垂直配置,就形成了群落的层次,强调群落的空间结构。群落的成层性保证了植物群落在单位空间中更充分利用自然环境条件。一般层片比层次的范围要窄,因为一个层次的类型可由若干生活型的植物组成
7、群落结构的时空格局及其生态意义是什么?
植物种类组成在空间上的配置构成了群落的垂直结构和水平结构;不同植物种类的生命活动在时间上的差异,导致了结构部分在时间上的相互更替,形成了群落的时间结构。
在某一时期,某些植物种类在群落生命活动中起主要作用,而在另一时期,则是另一些植物种类在群落生命活动中起作用。 如在早春开花的植物,在早春来临时开始萌发、开花、结实,到了夏季其生活周期已经结束,而另一些植物种类则达到生命活动高峰。可见,群落的时间格局与组成,会随着时间发生规律性变化,在生境利用方面起着相互补充的作用,达到了对时间因素的充分利用
8、现代群落学与经典群落学的强调点有哪些区别?
9、重要的群落多样性指数有哪些,如何估计?
多样性指数是反映丰富度和均匀度的综合指标,主要有辛普森多样性指数和香农-威纳指数
辛普森多样性指数:基于在一个无限大小的群落中,随机抽取两个个体,它们属于同一物种的概率是多少这样的假设而推导出来,用公式表示为:
辛普森多样性指数 = 随机取样的两个个体属于不同种的概率
2PPii假设种i的个体数占群落中总个体数的比例,那么,随机取种i两个个体的联合概率为。如果我们将群
落中全部种的概率合起来,就能得到辛普森指数D,即:
D?1??Pii?1S2 ?
?1?i?1S(Ni/N)2
式中:Ni —— 种i的个体数 N —— 群落中全部物种的个体数
香农 - 威纳指数(Shannon – Weiner index):用来描述种的个体出现的紊乱和不确定性,不确定性越高,多样性也就越高,计算公式为:
H???Pilog2Pii?1S
式中: S —— 物种数目
Pi —— 属于种i的个体在全部个体中得比例 H —— 物种的多样性指数
香农 - 威纳指数包含两个因素:种类数目;种类中个体分配上的均匀性
10、多样性随哪些条件而变化?为什么热带地区生物群落的多样性高于温带和极地?
⑴、随纬度的变化 物种多样性随纬度增高而逐渐降低 ⑵、随海拔的变化 物种多样性随海波升高而逐渐降低 ⑶、在海洋或淡水水体,物种多样性随深度增加而降低
9 群落的动态
1、原生裸地和次生裸地有什么不同?
原生裸地从来没有植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但被彻底消灭了(包括原有植被下的土壤)的地段,如冰川移动等造成的裸地
次生裸地原有植被虽已不存在,但原有植被下的土壤条件基本保留,甚至还有曾经生长在此的种子或其他繁殖体的地段,这类情况如森林砍伐、火烧等造成的裸地
2、什么是定居?
定居植物繁殖体到达新地点后,开始发芽、生长和繁殖的过程。植物到达新地点后,有的不能发芽,有的能发芽但不能生长,或是生长了但不能繁殖。只有当一个种的个体在新地点上能够繁殖时,才能算是定居的过程完成
3、简述研究群落波动的意义
生物群落的年变化是指在不同年度之间,生物群落常有的明显变动。这种变动只限于群落内部的变化,不产生群落的更替现象,这种变动称为波动。群落的波动多数是由群落所在地区气候条件的不规则变动引起的。其特点是:①、群落区系成分的相对稳定性;②、群落数量特征变化的不定性;③、变化的可逆性
4、说明水生演替系列和旱生演替系列的过程 水生演替系列
①、自由漂浮植物阶段 植物漂浮生长,其死亡残体增加湖底有机质的聚积,雨水冲刷带来的矿物质沉积也逐渐提高了湖底
②、沉水植物阶段 湖底裸地上最先出现的先锋植物是轮藻属的植物,使湖底有机质积累较快,抬升作用加快,当水深至2~4m时,一些高等水生植物大量出现,垫高湖底的作用更强
③、浮叶根生植物阶段 浮叶根生植物残体抬升了湖底;使水下光照不足,迫使沉水植物向较深湖底转移,又抬升湖底作用
④、直立水生阶段 根茎交织使湖底抬升甚至形成浮岛,生境开始出现陆生植物生境特点 ⑤、湿生草本植物阶段 喜湿生的沼泽植物开始定居于新从湖中抬升出来的地面
⑥、木本植物阶段 灌木首先出现,之后逐渐形成森林,其湿生生境最终改变成中生生境 水生演替系列就是湖泊填平的过程,这个过程是从湖泊周围向中央顺序发生的 旱生演替系列
①、地衣植物群落阶段 地衣分泌有机酸腐蚀岩石表面,再加之物理和化学风化作用,岩石表面出现小颗粒,在地衣残体作用下,有了有机成分
②、苔藓植物群落阶段 苔藓植物的生长积累更多腐殖质,加强对岩石表面的改造,使岩石颗粒更细小,松软层更厚
③、草本植物群落阶段 种子植物对环境改造作用加强
④、灌木群落阶段 草本群落与高草混生,形成“高草灌木群落”
⑤、乔木群落阶段 随时间推移,乔木逐渐形成森林,后形成与当地气候相适应的乔木群落,形成顶级群落旱生演替系列就是植物长满裸地的过程,是群落中各种群之间相互关系的形成过程也是群落环境的形成过程
5、比较个体论演替观与经典的演替观 经典的演替观有两个基本观点:
① 每一个演替阶段的群落明显不同于下一个阶段的群落
② 前一个阶段群落中物种的活动促进了下一个阶段物种的建立
个体论演替观提出初始物种组成是决定群落演替后来优势种的假说,强调个体生活史特征、物种对策、以种群为中心和各种干扰对演替的作用
6、什么是演替顶级?单元演替顶级理论与多元演替顶级理论有什么异同?
演替顶级每一个演替系统都是由先锋阶段开始,经过不同演替阶段,到达中生状态的最终演替阶段
单元顶级论认为: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级方向发展,从而使得生境适合更多植物生长,最终都趋向于中生型生境,并均会发展成为一个相对稳定的气候顶级
多元顶级论认为:如果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,就可看做顶级群落。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级终点,除了气候顶级之外,还可能有土壤顶级、地形顶级、火烧顶级、动物顶级,同时还存在一些复合型顶级
单元演替顶级论和多元演替顶级论都由先锋阶段开始,且最终都到达中生状态。但二者又有不同,前者只强调气候影响,后者强调的是除气候影响外,还有其他要素的影响
7、你认为应该怎样研究演替?
10 群落的分类与排序
1、试述中国群落分类的原则、单位与系统
我国生态学家在《中国植被》一书中,采用了“群落生态”原则,即以群落本身的综合特征作为分类依据,群落的种类组成、外貌和结构、地理分布、动态演替等特征及其生态环境在不同等级中均作了相应反映。主要分类单位分为3级:植被型(高级单位)、群系(中级单位)和群丛(基本单位),每一等级之上和之下又各设一个辅助单位和补充单位。高级单位的分类依据侧重于外貌、结构和生态地理特征,中级和中级以下的单位则侧重于种类组成。其系统如下:植被型组-植被型-植被亚型-群系组-群系-亚群系-群丛组-群丛-亚群丛
2、什么是植被型和群系?《中国植被》中将中国植被分为哪几个植被型组合哪几个植被型?
在植被型组中,把建群种生活型相同或相似,同时对水热条件的生态关系一致的植物群落联合为植被型 凡是建群种或共建种相同的植物群落联合为群系。植被型组分为针叶林、阔叶林、草地、荒漠等;植被型分为寒温性针叶林、夏绿阔叶林、温带草原、热带荒漠等
3、植被型、群系和群丛是如何命名的?
植被型不是以优势种来命名,一般均以群落外貌-生态学的方法来命名
群系的命名依据是只取建群种的名称,如果该群系的优势种是两个以上,那么优势种中间用“+”连接
群丛的命名方法:凡是已经确定的群丛应正式命名,我国习惯采用联名法,即将各个层中的建群种或优势种和生态指示种的学名按顺序排列。在前面冠以Ass.,不同层之间的优势种以“-”相连。如果某一层具共优种,用“+”相连;单优势种的群落,就直接用优势种命名;当最上层的植物不是群落的建群种,而是伴生种或景观植物,用“<”来表示;对草本植物群落命名时,用“+”来连接各亚层的优势种
4、什么是排序?排序方法可以分为哪两类,各有什么特点?
排序,把一个地区内所调查的群落样地,按相似度来排定各样地的位序,从而分析各样地之间及其与生境之间的相互关系。排序方法分为直接排序和间接排序。直接排序以群落生境或其中某一生态因子的变化来排定样地生境位序;间接排序是用植物群落本身属性(如种的出现与否,种的频度、盖度等)排定群落样地位序
11 生态系统的一般特性
1、生态系统有哪些主要组成成分,它们如何构成生态系统?
生态系统的主要组成成分有非生物环境、生产者、消费者、分解者,生物群落与其环境之间通过不断进行着的物质循环和能量流动过程而形成的统一整体,即为生态系统
2、什么是食物链、食物网和营养级?生态锥体是如何形成的?
生产者所固定的能量和物质,通过一系列取食和被食的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。生态系统中的食物链彼此交错连接,形成一个网状结构,即为食物网。一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和
能量通过营养级逐渐减少,如果通过各营养级的能流量,由低到高画成图,成为一个金字塔形,称为能量锥体。同样如果以生物量或个体数目来表示,就能得到生物量锥体和数量锥体,3类锥体合称为生态锥体
3、说明同化效率、生产效率、消费效率和林德曼效率的关系
同化效植物吸收的日光能中被管和作用所固定的能量比例,或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例。 同化效率 = 被植物固定的能量/植物吸收的日光能 或 = 被动物消化吸收的能量/动物摄食的能量
即 Ae = An/In 式中:n —— 营养级数
生产效率形成新生物量的生产能量占同化能量的百分比
生产效率 = n营养级的净生产量/n营养级的同化能量 即 :Pe = Pn/An 消费效率n+1营养级消费(即摄食)的能量占n营养级净生产能量的比例
消费效率 = n+1营养级的消费能量/n营养级的净生产能量 即 Ce = In+1/Pn
林德曼效率n+1营养级所获得的能量占n营养级获得能量之比,它相当于同化效率、生产效率和消费效率的乘积,即林德曼效率 =(n+1)营养级摄取的食物/n营养级摄取的食物
Le?In?1AnPnIn?1???InInAnPn
4、什么是负反馈调节,它对维护生态平衡有什么指导意义?
负反馈调节是指生态系统中某一成分发生变化,它必然引起其他成分出现一系列相反变化,这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分。负反馈控制可以使系统保持稳定,在通常情况下,生态系统会保持自身的生态平衡,当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时,它能够自我调节和维持自己的正常功能,并能在很大程度上克服和消除外来干扰,保持自身稳定性
12 生态系统中的能量流动
1、在生态系统发育的各阶段中,生物量、总初级生产量、呼吸量和净初级生产量是如何变化的?
在初级生产过程中,植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉,剩下的可用于植物生长和生殖,这部分生产量称为净初级生产量。而包括呼吸消耗在内的全部生产量,称为总初级生产量 生物量在某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物质
生态系统的初级生产量随群落的演替而变化。早期由于植物生物量很低,初级生产量不高;随时间推移,生物量逐渐增加,生产量也提高;当生态系统发育成熟或演替达到顶级时,随生物量接近最大,系统由于保持在动态平衡中,净生产量反而最小
2、在地球上各种生态系统的总初级生产量占总入射日光能的比率都不高,那么初级生产量的限制因素有哪些?试比较水域和陆地两大类生态系统 ⑴、陆地生态系统
光、CO2、水和营养物质是初级生产量的基本资源,温度是影响光合效率的主要因素,而食草动物的捕食会减少光合作用生物量。水易成为限制因子,各地区降水量与初级生产量有最密切关系。温度与初级生产量的关系比较复杂:温度上升,总光合效率升高,但超过最适温度则又转为下降;呼吸率随温度上升而呈指数上升;其结果是净生产量与温度呈驼背状曲线。营养物质是植物生产力的基本资源,最重要的是N、P、K,对各种生态系统施加氮肥都能增加初级生产量。地面净初级生产量与植物光合作用中氮的最高积聚量呈密切的正相关
⑵、水域生态系统
光是影响水体初级生产力的最重要的因子。水中的叶绿素含量是一个重要因子,营养物质的多寡是限制浮游植物生物量的原因。决定淡水生态系统初级生产量的限制因素,主要是营养物质、光和食草动物的捕食
3、测定初级生产量的方法有哪些? ⑴、收获量测定法
用于陆地生态系统。定期收割植被,干燥到质量不变,然后以每年每平方米的干物质质量来表示。取样测定干物质的热当量,并将生物量换算为J/(m2·a)。为了使结果更精确,要在整个生长季中多次取样,并测定各个物种所占的比重 ⑵、氧气测定法
多用于水生生态系统,即黑白瓶法。用3个玻璃瓶,其中一个用黑胶布包上,再包以铅箔。从待测的水体深度取水,保留一瓶(初始瓶IB)以测定水中原来溶氧量。将另一对黑白瓶沉入取水样深度,经过24h或其它适宜时间,取出进行溶氧测定。根据初始瓶(IB)、黑瓶(DB)、白瓶(LB)溶氧量,即可求得:
初级净生产量 = LB – IB 呼吸量 = IB – DB 总初级生产量 = LB - DB ⑶、CO2测定法
用塑料帐将群落的一部分罩住,测定进入和抽出的空气中CO2含量 ⑷、放射性标记物测定法
把放射性14C以碳酸盐(14CO32))的形式,放入含有自然水体浮游植物的样瓶中,沉入水中经过短时间培养,滤出浮游植物,干燥后在计数器中测定放射活性,然后通过计算,确定光合作用固定的碳量 ⑸、叶绿素测定法
通过薄膜将自然水进行过滤,用丙酮提取叶绿素后,在分光光度计中测量光吸收,再通过计算,化为每平方米含叶绿素多少克
4、概括生态系统次级生产过程的一般模式
净初级生产量是生产者以上各营养级所需能量的唯一来源。从理论上讲,净初级生产量可以全部被异养生物所利用,转化为次级生产量
5、怎样估计次级生产量?
⑴、按同化量和呼吸量估计生产量,即P = A – R;按摄食量扣除粪尿量估计同化量,即A = C – FU ⑵、利用种群个体生长和出生的资料计算动物的净生产量,即P = Pg + Pr
式中:Pr —— 生殖后代的生产量 Pg —— 个体增重的部分 净生产量 = 生物量变化 + 死亡损失
6、分解过程的特点和速率取决于哪些因素?
生态系统的分解是死有机物质的逐步降解过程。分解时,无机元素从有机物质中释放出来,称为矿化,它与光合作用时无机营养元素的固定正好是相反的过程。
分解过程的特点和速率,取决于待分解资源的质量、分解者生物的种类和分解时的理化环境条件三方面 ⑴、分解者生物 ①、细菌和真菌
动植物尸体的分解过程,一般从细菌和真菌的入侵开始,它们利用其可溶性物质,主要是氨基酸和糖类 ②、动物
陆地生态系统的分解者是动物,按身体大小,一般分为4个类群:① 微型土壤动物(原生动物、线虫、 轮虫等;② 中型土壤动物(小型甲虫等);③ 大型和巨型土壤动物(千足虫、蜗牛、蚯蚓等) 水生生态系统的分解者按其功能分为:① 碎裂者(石蝇幼虫),以落入河流中的树叶为食;② 颗粒状 有机物质搜集者,从沉积物中搜集(颤蚓)和在水体中滤食有机颗粒(纹石蛾幼虫);③ 刮食者;④ 以藻类为食的食草性动物;⑤ 捕食动物,以其它无脊椎动物为食
水生生态系统与陆地生态系统的分解过程,其基本特点是相同的。陆地土壤中蚯蚓是重要的碎裂者生物,水体底物中各种甲壳纲生物起同样作用。水体中的滤食生物则是陆地生态系统所缺少的 ⑵、资源质量
待分解资源在分解者生物的作用下进行分解,资源的物理和化学性质影响着分解的速率。资源的物理性质包括表面特性和机械结构;资源的化学性质则随其化学组成而不同 ⑶、理化环境条件
一般来说,温度高、湿度大的地带,其土壤中的分解速率高;低温和干燥的地带,其分解速率低,因而土壤中易积累有机物质。
在同一气候带内局部地方有区别,可能取决于该地的土壤类型和待分解资源的特点
7、自养生态系统和异养生态系统的区别有哪些?
自养生态系统靠绿色植物固定太阳能,直接依靠太阳能的输入来维持其功能
异养生态系统不依靠或基本上不依靠太阳能的输入,主要由其他生态系统所生产的有机物输入来维持自身的生存