基础生态学 重点总结

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　　0 生态学：是研究有机体及其周围环境相互关系的学科。 环境：非生物环境——温度，可利用水，风； 生物环境——同种或异种其他有机体。 1 环境： 指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和， 包括空间及直接或间接影响该生物生 物群体生存的各种因素。 生态因子：指环境要素中对生物起作用的因子，如光照，温度，水分，氧气，二氧化碳，食 物和其他生物等。 生境：特定生物体或群体的栖息地的所有生态因子构成的生态环境。 生态因子作用特征： （1）综合作用。 （2）主导因子作用。 （3）阶段性作用。 （4）不可替代性和补偿性作用。 （5）直接作用和间接作用。 利比希最小因子定律： 低于某种生物需要的最小量的任何特定因子， 是决定该种生物生存和 分布的根本因素。 耐受性定律： 任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多， 即当其接近或达到某种生 物的耐受限度时会使该生物衰退或不能生存。 2 光合有效辐射：光合作用系统只能利用太阳光谱的一个有限带即 380-710nm 波长的辐射能。 黄化现象：光是叶绿素形成的主要因素。一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，但能形成胡萝 卜素，导致叶子发黄。 光合能力：当传入的辐射能是饱和的，温度适宜，相对湿度高，大气中的 CO2 和 O2 的浓 度正常时的光合作用速率。 光周期现象：植物的开花结果，落叶及休眠，动物的繁殖，冬眠，迁徙和换毛换羽等，是对 日照长短的规律性变化的反应。 内温动物：通过自己体内氧化代谢产热来调节体温，如鸟兽。 外温动物：依赖外部的热源来调节体温，如鱼类，两栖类，爬行类。 发育阈温度：发育生长是在一定的温度范围上才开始，低于这个温度，生物不发育，这个温 度称为发育阈温度。 春化：很多植物在发芽之前都需要一个寒冷期或冰冻期，这种由低温诱导的开花称为春化。 驯化：内温动物经过低温的锻炼后，其代谢产热水平会比在温暖环境中高，这些变化是由实 验诱导的称为驯化。 贝格曼规律：来自寒冷气候的内温动物，往往比来自温暖气候的内温动物个体更大，导致相 对体表面积变小，使单位体重的热散失减少，有利于抗寒。 阿伦规律：冷地区内温动物身体的突出部分，如四肢，尾巴和外耳却有变小变短的趋势。 生物对低温的适应： （1）形态：植物的芽和叶片常有油脂类物质保护，树干粗短，树皮坚厚 状；内温动物出现贝格曼规律和阿伦规律的变化。 （2）生理：植物通常减少细胞中水分，增加糖类脂肪和色素等物质以降 低植物的冰点，增加抗寒防冻能力。小型内温动物主要增加体内产 热量来增强御寒能力和保持恒定的体温，通常是靠增加非颤抖性产 热和基础代谢产热，前者作用更为重要。内温动物还采用逆流热交 换，居不易文星和适应性低体温等适应寒冷环境。 （3）行为：迁徙和集群。 生物对高温的适应： （1）形态：有些植物有密绒毛和鳞片，能过滤一部分阳光；有些植物体 呈白色，银白色，叶片反光，可反射大部分阳光，减少植物热能的 吸收；叶片垂直主轴排列，使叶缘向光；叶片对折，叶片吸收的辐 射减少一半；树干和根茎有厚的木栓层，具有绝热和保护作用。动 物的皮毛在高温下起隔热作用，防止太阳的直接辐射，而夏季毛色 变浅，具光泽，有利于反射阳光。 （2）生理：植物主要降低细胞含水量，增加糖或者盐的浓度，以及增加 蒸腾作用避免植物体过热；动物则适当放松恒温性，将热量储存于 体内，使体温升高，等夜间再通过对流，传导和辐射等方式将体内 的热量释放出去。 （3）行为：一些小内温动物常采用“夜出加穴居的适应方式” ， 避开沙漠炎热干燥的气候。夏眠或者夏滞育，迁徙，也是动物渡过 干热季节的一种适应。 3 田间持水量：土壤孔隙抗重力所蓄积的水。是土壤储水能力的上限。 CO2 的生态作用：CO2 是植物制造有机物的原料，不同植物利用 CO2 效率不同。在作物生 长盛期和强光照下， CO2 不足是光合作用的限制因素， 大气中 CO2 浓度增高会产生温 室效应。 土壤质地：不同大小颗粒组成的百分比。 （粗砂 2.0~0.2mm，细砂 0.2~0.02mm，粉砂 0.02~0.002mm，黏粒 0.002mm 以下。 ）分为砂土，壤土和黏土三大类。 土壤结构：土壤颗粒排列形式，孔隙度及团聚体的大小和数量。分为微团粒结构，团粒结构 和比团粒结构更大的各种结构。 植物对土壤的适应： 1，盐碱土植物： （1）形态上：矮小，干硬，叶子不发达，蒸腾表面缩小，气孔下陷， 表皮具有厚的外皮，常具灰白色绒毛。 （2）内部结构：细胞间隙小，栅栏组织发达。有的具有肉质性叶，有 特殊的贮水细胞，能使同化细胞不受高浓度盐分的伤害。 （3）生理上：盐土植物具一系列抗盐特性。聚盐性植物的原生质抗盐 性特别强，细胞液浓度特别高，能吸收高浓度土壤中的水分。泌 盐性植物能把根吸收的多余的盐通过茎叶表面密布的盐腺排出 来，再经风吹和雨露淋洗掉。不透盐性植物的根细胞对盐类的透 过性非常小，它们不吸收或很少吸收土壤中的盐类，细胞的渗透 压也很高。 2，沙生植物：当被流沙埋没时，在埋没的茎上能长出不定芽和不定根，甚至在风蚀露 根时，从暴露的根系上也能长出不定芽。根系生长极为迅速，比地上部分 生长快得多。根上具有根套，是由一层团结的砂粒形成的囊套，能保护暴 露到沙面上的根免受灼热砂砾灼伤和流沙的机械伤害。地面植被矮，主根 长，侧根分布宽，以便获取水；叶片极端缩小，有的甚至退化，以减少蒸 腾；有的叶片有贮水细胞；有的在叶表皮下有一层没有叶绿素的细胞，积 累脂质物质， 能提高植物的抗热性； 细胞具有高渗透压， 主动吸水能力增强。 有的植物在特别干旱时进入休眠，待有雨时再恢复生长。 4 种群： 在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。 可以由单体生物或构建生物组成。 种群的空间结构（内分布型） ：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局。 （1）均 匀的， （2）随机的， （3）成群的。 生命表：通过调查不同时期死亡个体的数目来描述描述种群的死亡过程的工具。 动态生命表：总结的是一组大约同时出生的个体从出生到死亡的命运而编制的生命表。 静态生命表：根据某一特定时间对种群做一年龄结构的调查资料而编制的生命表。 种群增长：J 型增长，S 型增长，介于 J 型和 S 型之间的过渡型。 生态入侵： 由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区， 其种群不 断扩大，分布区逐步稳定的扩展的过程。 非密度制约因子： 对种群的出生率， 死亡率等参数产生的影响在各个水平种群密度下都是均 一的，其所产生的影响与种群本身密度无关的因子。 密度制约因子：对种群的作用大小决定于种群密度的高低的因子。 集合种群：生境斑块中局域种群的集合，这些局域种群在空间上存在隔离，彼此间通过个体 扩散而相互联系。 局域种群：同一个种的，并且以很高的概率相互作用的个体的集合。 5 生物种：物种是由许多群体组成的生殖单元（与其他单元生殖隔离） ，它在自然界占有一定 的生境位置。 生物种的特点： （1）不是按照任意给定的特征划分的逻辑的类，而是由内聚因素（生殖，遗 传，生态，行为，相互识别系统等）联系起来的个体的集合。是自然界 真实的存在，不同于种以上的分类范畴如科，目，纲等，后者是人为根 据某些特征划分的。 （2） 物种是一个可随时间进化改变的个体的集合。 同种个体共有遗传基因库， 并与其他物种生殖隔离，使种群保持相对稳定的基因库。抵消了有性生 殖带来的遗传不稳定性。组成物种的种群是进化的单位。生殖隔离和进 化是导致物种之间表型差异的原因。而物种的分异是生物对环境异质性 的应答，使不同物种适应不同的局部环境。 （3） 物种是生态系统中的功能单位。 不同物种因其不同的适应特征而在生态 系统中占据不同的生态位。因此，物种是维持生态系统中能流，物流和 信息流的关键。 变异：进化的产物与进化的依据。包括遗传物质的变异，基因表达的蛋白质的变异和表型的 数量性状的变异。 地理变异：广布种的形态，生理，行为和生态特征往往不同地区有显著差异。 遗传漂变：基因频率的随机变化，仅偶然出现，在小种群中更明显。 基因流：基因在种群内通过相互杂交，扩散和迁移进行的运动。 6 生活史：指其从出生到死亡所经历的全部过程。生活史的关键组分包括身体大小，生长率， 繁殖和寿命。 r —选择：具有使种群增长率最大化的特征：快速发育，小型成体，数量多而个体小的 后代，高的繁殖能量分配，短的世代周期。 K—选择：具有使种群竞争能力最大化的特征：慢速发育，大型个体，数量少但体型大 的后代，低繁殖能量分配，长的世代周期。 r —选择 和 K—选择 相关特征比较 气候 多变，难以预测，不确定 稳定，可预测，较确定 死亡 灾难性的，无规律，非密度制约 比较有规律，受密度制约 存活 存活曲线Ⅲ型，幼体存活率低 存活曲线ⅠⅡ型，幼体存活率高 种群 时间上变化大，不稳定，通常低 时间上稳定，密度临近环境容纳量 K 值 大小 于环境容纳量 K 值 种内种间竞争 多变，通常不紧张 经常保持紧张 选择倾向 发育快，增长力高，提早生育， 发育缓慢，竞争力高，延迟生育， 体型小，单次生殖 体型大，多次生殖 寿命 短，常小于 1 年 长，常大于 1 年 最终结果 高繁殖力 高存活率 休眠：如果当前环境苛刻，而未来环境预期会更好，生物可能进入发育暂时延缓的休眠。 7 种内相互作用：竞争，自相残杀，性别关系，领域性，社会等级。 种间相互作用：竞争，捕食，寄生，互利共生。 种内关系：存在于生物种群内部个体间的相互关系。 最后产量恒值法则：不管初始播种密度如何，在一定范围内，当条件相同时，植物的最后产 量差不多总是一样的。 自疏：随着播种密度的提高，种内竞争不仅影响到植株个体发育的速度，也影响到蜘蛛的存 活率。同样在年龄相等的固着性动物群体中，竞争个体不能逃避，竞争结果典型的也是 使较少量的较大个体存活下来的过程。 —3/2 自疏法则：自疏导致密度与生物个体大小之间的关系，该关系在双对数图上具有典型 的—3/2 斜率。 婚配制度： 是指种群内婚配的种种类型， 包括配偶的数目， 配偶持续时间， 及对后代的抚育。 包括单配制，一雌多雄制，一雄多雌制。 领域： 指由个体， 家庭或其他社群单位所占据的， 并积极保卫不让同种其他成员侵入的空间。 他感作用（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 直接或间接的影响。 种间竞争： 两种或更多物种共同利用同样的有限资源时而产生的相互竞争作用。 分干扰性竞 争和利用性竞争。 似然竞争： 两种猎物被同一种捕食者所捕食， 由于一种猎物的种群数量的增加会导致捕食者 种群个体数量的增加， 从而增大另一种猎物的被捕食风险， 从而使两种猎物以共同的捕 食者 为中介产生相互影响，这种影响与两种捕食者以共同的食物资源为中介产生的资 源利用型竞争结果相似。 生态位：指物种在生物群落或特定生态系统中的地位和角色。 竞争释放：在缺乏竞争者时，物种会扩张其实际生态位。 性状替换：竞争产生的生态位收缩会导致形态性状发生变化。 捕食：一种生物摄取其他生物种生物个体的全部或部分为食。 协同进化： 一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化， 而后一物种的这一性状本身 又是作为对前一物种性状的反应而进化。 寄生：一个钟寄居于另一个种的体内或体表，靠寄主体液，组织液或 已消化的物质获取营 养而生存。 共生作用：1 偏利共生：两个不同物种的个体间发生一种对一方有利的关系。如附生植物地 衣， 苔藓借助于被附生植物获取更多光照和空间。 鮣属鱼类用吸盘吸附在 鲨鱼和其他大型鱼类身上借以移动并获取食物。 2,互利共生：不同种两个体间一种互惠关系，可以增加双方的适合度。 （1）专性互利共生：永久性成对组合的生物，其中一方或双方不能独立生 活。如地衣为真菌——藻类共生体。 （2）兼性互利共生：共生者可能不互相依赖着生存，仅是机会性互利共生。 如蜜蜂与开花植物，固氮菌与植物。 （3）传粉与种子散布：存在于有花植物和传粉动物之间。如丝兰仙人掌与 丝兰蛾，无花果树与无花果寄生蜂，新热带区的尾皮蝠。 （4）防御性互利共生：为其中一方提供对捕食者或竞争者的防御。如黑麦 草与麦角真菌（产生植物碱） ，蚂蚁——植物。 （5）动物细胞或细胞内的互利共生：反刍动物的胃内细菌和原生动物的发 酵作用。一木为食的白蚁与肠道内的细菌（纤维素酶） 。 8 群落：在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。 群落的基本特征： （1）具有一定的物种组成。 （2）群落中各物种之间是相互联系的。 （3）群落具有自己的内部环境。 （4）具有一定的结构。 （5）具有一定的动态特征。 （6）具有一定的分布范围。 （7）具有边界特征。 （8）群落中各物种不具有同等的群落学重要性。 最小面积：基本上能够表现出某群落类型植物种类的最小面积。 优势种：对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种。 建群种：优势层中的优势种。 亚优势种： 个体数量和作用都次于优势种， 但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一 定作用的植物种。 伴生种：与优势种相伴存在，但对群落环境的影响不起主要作用。 偶见种： 偶然的由人们带入或随着某种条件的改变而侵入群落中， 也可能是衰退中的残遗种。 在群落中出现频率很低，个体数量也十分稀少。 多度：是对植物群落中物种个体数目多少的一种估测指标。 盖度：是指植物体地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比，又称投影盖度。 频度：是指群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比。 生物多样性：是指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性，包括植物，动物， 微生物的所有种及其组成的群落和生态系统。划分为遗传多样性，物种多样性，生态系 统多样性。 物种多样性在空间上的变化规律： （1）随纬度的变化：随纬度增高而逐渐降低的趋势。 （2）随海拔的变化：随海拔升高而逐渐降低。 （3）在海洋或淡水水体，物种多样性有随深度增加而降低的趋势。 生活型：是生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的生物，不但体态相似，而且 在适应特点上也是相似的。 层片：指由相同生活型或相似生态要求的种组成的机能群落。 季相：群落季节性的外貌。 关键种：对群落具有重要的和不相称的影响。 抽彩式竞争：干扰造成群落的断层以后，有的在没有继续干扰的条件下会逐渐恢复，但断层 有可能被周围群落的任何一个种侵入和占有， 并发展为优势者， 哪一种是优胜者完全取 决于随机因素。 中度干扰假说：中等程度的干扰能维持高多样性。 9 演替： 在植物群落发展变化过程中， 由低级到高级， 由简单到复杂， 一个阶段接着一个阶段， 一个群落代替另一个群落的自然演变过程。分为原生演替和次生演替。 按时间进程划分：快速演替，长期演替，世纪演替。 按主导因素划分：群落发生演替，内因生态演替，外因生态演替。 按基质性质划分：水生基质演替，旱生基质演替。 按代谢特征划分：自养性演替，异养性演替。 水生演替系列： 自由漂浮植物阶段→沉水植物阶段→浮叶根生植物阶段→直立水生阶段→湿 生草本植物阶段→木本植物阶段 旱生演替系列： 地衣植物群落阶段→苔藓植物群落阶段→草本植物群落阶段→灌木群落阶段 →乔木群落阶段。 演替顶极：每一个演替系列都是由先锋阶段开始，经过不同的演替阶段，到达中生状态的最 终演替阶段。 10 植被型：在植被型组内，把建群种生活型相同或相似，同时对水热条件的生态观系一致的植 物群落联合为植被型。 植被型组：针叶林，阔叶林，灌草和灌草丛，草原和稀树干草原，荒漠（包括肉质刺灌丛） ， 冻原，高山稀疏植被，草甸，沼泽，水生植被。 排序：把一个地区内所调查的群落样地，按照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关系。 11 生态系统：在一定空间同栖居着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断进行 物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。 （生物地理群落） 生态系统的组成：非生物成分——非生物环境； 生物成分——生产者，消费者，分解者。 初级生产力：自养生物的生产过程提供的生产力。 次级生产力：异养生物再生产过程提供的生产力。 食物链： 生产者所固定的物质和能量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。 12 初级生产量的测定方法： 1，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。将生物量换算为 J/(m2.a)。为使结果准确，要 在 整个生长季多次取样，并测定各个物种所占的比重。 2，氧气测定法：用于水生生态系统，即黑白瓶法。初始瓶（IB)从待测的水体深度取样 测初始溶氧量，黑瓶(DB)，白瓶(LB)沉入水样深度 24 小时后测含氧量。净初级 生产量=LB-IB，呼吸量=IB-DB，总初级生产量=LB-DB。 3， 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 的含量。 本方法也要用暗罩和透明罩。 4，放射性标记物测定法：用放射线C 以碳酸盐的形式，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。后经计算，计算出光合作用固定的碳量。 5，叶绿素测定法：通过薄膜将自然水进行过滤，然后用丙酮提取，将丙酮提出物在分 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。 13 生态系统的功能：物质循环和能量流动。 全球循环：即全球生物地球化学循环，从全球尺度对物质循环的大尺度研究。分为水循环， 沉积型循环，气体型循环。 全球水循环： 全球碳循环： 全球氮循环： 全球磷循环： 固氮作用：将氮与氧结合成为硝酸盐和亚硝酸盐，或者与氢结合形成氨的过程。 氨化作用：蛋白质通过水解降解为氨基酸，然后氨基酸中的碳被氧化而释放出氨气的过程。 硝化作用：氨的氧化过程。氨 → 亚硝化细菌 → NO2- → 硝化细菌 → NO3反硝化作用：硝酸盐→NO 和亚硝酸盐→N2O 和 N2。 14 植被：覆盖一个地区的植物群落的总体。 植被分布的纬度地带性： 沿纬度方向有规律更替的植被分布。 热带雨林， 带常绿阔叶林， 温带夏绿阔叶林，寒温带针叶林，寒带冻原，极地荒漠。 经度地带性：沿经度方向有规律更替的植被分布。 显域地境：具有壤质土或黏质土的，非盐渍化的，排水良好的平地或洼地。 隐域植被：不是固定在某一植被带，而是出现在两个以上的植被带。 中国植被分布的水平地带性规律： 东南沿海——西北内陆：东部湿润森林区，中部半干旱草原区，西部内陆干旱荒漠区。 东部自北向南：针叶落叶林，温带针叶阔叶混交林，暖温带落叶阔叶林，北带含常 绿成分的落叶阔叶林，中带常绿阔叶林，南带常绿阔叶林，热 带季雨林雨林。 西部自北向南：温带半荒漠荒漠带，暖温带荒漠带，高寒荒漠带，高寒草原带，高原山 地灌丛草原带。 植被垂直地带性：植被带与山坡等高线平行，并且具有一定的垂直厚（宽）度。 热带雨林：指耐阴，喜雨，喜高温，结构层次不明显，层外植物丰富的乔木植物群落。 热带雨林的特点： 1，种类组成特别丰富，大部分都是高大乔木。 2，群落结构复杂，树冠不起，分层不明显。 3，藤本植物及附生植物极丰富。在阴暗的林下地表草本层并不茂盛。在明亮地带草本 较茂盛。 4，树干高大挺直，分枝小，树皮光滑，常具板状跟和支柱根。 5，茎花现象（花生在无叶木质茎上）很常见。 6，寄生植物很普遍，高等有花的寄生植物常发育于乔木的根茎上。 7，热带雨林的植物终年生长发育。 我国草原类型：草甸草原，典型草原，荒漠草原，高寒草原。 冻原植被的特点： 1， 植被组成种类简单， 植物种类的数目通常为 100—200 种。 多是灌木和草本， 无乔木。 2，植物群落结构简单，可分为一至二层，最多三层，即小灌木和矮灌木层，草本层， 藓类和地衣层。苔藓和地衣很发达，具有保护灌木和草本植物越冬芽的作用。 3，许多植物在严寒中营养器官不受损伤，有的植物在雪下生长和开花。植物生长极慢。 4，冻原中通常全为多年生植物，没有一年生植物，并且多数种类为常绿植物。为适应 大风，许多植物紧贴地面匍匐生长，有些是垫状类型。 青藏高原的高寒植被特点： 1，热量丰富，植被分布界限高。 2，性强，植被的旱生性显著。 3，植被带宽广。 4，高原上的山地植被垂直带明显。 15 应用生态学：研究如何利用生态学的理论和原理来解释，指导，解决社会实践中所存在的问 题的一门学科。 全球变化：由于人类活动直接或间接造成的可能改变地球承载能力的全球环境变化。 温室效应：由于大气层的气体浓度变化引起的全球变暖（尤其是水蒸气,CO2.CH4,氧化氮） 。 污染问题：空气污染，水污染，土壤污染，垃圾等固体废物污染，有毒物质与，噪声 污染，光污染。 人口老龄化： 岁以上人口占总人口的比例达 10%或 65 岁及以上 人口占总人口比例达 7%。 60 生态工程：为了控制生态系统，人类应用来自自然的能源作为辅助能对环境的控制。 生物多样性：一般来说，指地球上的生命的所有变异。 生物多样性灭绝类型：背景灭绝，大量灭绝，人为灭绝。 生物多样性丧失原因： 1，过度利用，过度采伐，乱捕乱猎。 2，生境丧失和片段化。 3，环境污染。 4，外来物种的引入导致当地物种的灭绝。 5，农业，木业，林业品种单一化。 生态系统服务：对人类生存和生活质量有贡献的生态系统产品和服务。 生物防治：利用有害生物的天敌来防治有害生物。 17 景观：反映地形地貌景色的图像。是一定空间范围内，由不同生态学系统所组成的，具 有重复性格局的异质性地域单元。 景观生态学的一般原理： 1，景观整体性原理。 2，景观异质性原理。 3，景观等级性原理。 4，景观尺度效应原理。 5，景观格局与生态过程的关系原理。 6，景观动态性原理。

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