生态学笔记整理

《基础生态学》

绪论

生态学：是研究生物及环境间相互关系的科学。

生态学的研究对象（4个组织层次）：个体、种群、群落、生态系统

生态学按组织层次划为：①个体生态学

②种群生态学

③群落生态学

④生态系统生态学

生物圈：是指地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所，它包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。

第一部分有机体与环境

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体或生物群体生存的各种因素。

生态因子：是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。

限制因子：在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子。

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种生物衰退或不能生存。

生态幅：每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点（或称耐受性的下限和上限）之间的范围，称为生态幅或生态价。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，称为光周期现象。（注意看下这节P20）

1.植物的光周期现象：

①长日照植物：日照超过某一数值或黑夜小于某一数值才能开花的植物，如萝卜，菠菜，小麦，凤仙花等。

②短日照植物：日照小于某一数值或黑夜长于某一数值时才能开花的植物，如玉米，高粱，水稻，棉花，牵牛等。

③中日照植物：昼夜长短接近相等时才开花的植物，如甘蔗。

④日中性植物：开花不受日照长度影响的植物，如蒲公英，四季豆，黄瓜及番薯等。

2.动物的光周期现象：

①繁殖的光周期现象：长日照动物（鼬，水貂，刺猬，田鼠，雉）短日照动物（羊，鹿，麝）

②昆虫滞育的光周期现象：如梨小食心虫。

③换羽与换毛的光周期现象

④动物迁徙的光周期现象，如杜鹃，家燕，大雁，三刺鱼。

有效积温：植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育阶段的发育过程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数，称总积温或有效积温。

有效积温的意义：①预测生物发生的世代数；②预测生物地理分布的北界；③预测害虫来年的发生程历；

有效积温的应用：①制定农业气候区划，合理安排作物；②应用积温预报农时。

生物对生态因子耐受限度的调整：驯化、内稳态、适应。

驯化：生物在实验／自然条件下，诱发的生理补偿变化。前者需要较短的时间，后者需要较长的时间。有机体对实验环境条件变化产生的生理调节反应称实验驯化；有机体对自然环境条件变化产生的生理调节反应称气候驯化，实验驯化是对环境条件改变的一种生理上而非遗传上的可逆反应。

驯化的应用：植物的引种栽培

贝格曼规律(Bergman’s rule)：生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大，这种趋向称贝格曼规律，是减少散热的适应。

阿伦规律(Allen’s rule)：寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称阿伦规律，是减少散热的适应。

（注意区分下上面两个规律给出一个例子要知道属于哪个规律。P26）

生物对极端环境温度的适应（P27）：长期生活在极端温度环境中的生物，通过气候驯化或进化变异，在形态结构、生理和行为等各个方面表现出明显的适应性。*****

生物对低温的适应

①形态上的适应－－植物：芽具鳞片、体具蜡粉、植株矮小；动物：增加隔热层，体形增大（贝格曼规律），外露部分减小（阿伦规律）。

②生理上的适应－－植物：减少细胞中的水分和增加细胞中有机质的浓度以降低冰点，增加红外线和可见光的吸收带（高山和极地植物）；动物：超冷和耐受冻结，当环境温度偏离热中性区增加体内产热，维持体温恒定，局部异温等。

③行为上的适应－－迁移和冬眠／休眠等。

生物对高温的适应*

①形态上的适应－－植物：密毛、鳞片滤光；体色反光；叶缘向上或暂时折叠，减少辐射伤害；干和茎具厚的木栓层，绝热。动物：体形变小，外露部分增大；腿长将体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层。

②生理上的适应－－植物：降低细胞含水量，增加糖或盐浓度，减缓代谢率；蒸腾作用旺盛，降低体温；反射红外光。动物：放宽恒温范围；贮存热量，减少内外温差。

③行为上的适应－－植物：关闭气孔。动物：休眠，穴居，昼伏夜出等。

第二部分种群生态学

种群：是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。

组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群的内分布型或简称分布。种群的内分布型一般分为3类：①均匀的；②随机的；③成群的（P69图4-2）

年龄锥体的3种基本类型：①典型金字塔型锥体（增长型种群）

②钟型锥体（稳定型种群）

③壶型锥体（下降型种群）——P71图4-4

生命表：用来描述种群生存与死亡的统计工具。

生命表分为：动态生命表和静态生命表

动态生命表：根据大约同一时间出生的一组个体（同生群）从出生到死亡的记录编制的生命表。

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称为静态生

命表。

生命表的内容：？

综合生命表(complex life table)：包括了出生率的生命表称综合生命表。

种群的增长率（）：种群的实际增长率，出生率减去死亡率。

内禀增长率（）：是具有稳定年龄结构的种群，在食物不受限制、同种其他个体的密度维持在最适水平，环境中没有天敌，并在某一特定的温度、湿度、光照和食物等的环境条件组配下，种群的最大增长率。

周限增长率（）：指在一定时间期限内的总增长率。（百度）

环境容纳量（K）：对于一个种群来说，设想有一个环境条件所允许的最大种群值以k表示，当种群达到k值时，将不再增长，此时k值为环境容纳量。（网上）

自然选择（Natural selection）也称为物竞天择。指生物的遗传特征在生存竞争中，由于具有某种优势或某种劣势，因而在生存能力上产生差异，并进而导致繁殖能力的差异，使得这些特征被保存或是淘汰。

表示自然选择强度的指标是选择系数。

遗传漂变：基因频率在小的种群里随机增减的现象称遗传漂变。

遗传漂变的强度决定于种群大小，种群越大，遗传漂变越弱；种群越小，遗传漂变越强。种群大小的倒数，通常用作遗传漂变强度的指标。

（进化动力：自然选择和遗传漂变是两种进化的动力。）

选择性进化的关键阶段是形成新的物种，即物种形成。地理物种形成学说将物种形成过程大致分为3个步骤：⑴地理隔离；

⑵独立进化；

⑶繁殖隔离机制的建立

生活史：是指其从出生到死亡所经历的全部过程。

生活史对策：生物在生存斗争中获得的生存对策，称为生态对策或生活史对策。

将生物按栖息环境和进化对策分为r-对策者和K-对策者两大类，前者属于r-选择，后者属于K-选择。r-选择种类具有所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，高的繁殖能量分配和短的世代周期。

K-选择种类具有使种群竞争能力最大化的特征：慢速发育，大型成体，数量少但体型大的后代，低繁殖能量分配和长的世代周期。

CRS三角形：

根据生境对植物的平均严峻度，将植物的潜在生境分为4种类型：①低严峻度，低干扰。②低严峻度，高干扰。③高严峻度，低干扰。④高严峻度，高干扰。

主要的种内相互作用是竞争、自相残杀、性别关系、领域性和社会等级等，而主要的种间相互作用是竞争、捕食、寄生和互利共生。

领域：是指由个体、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。

社会等级：是指动物种群中各个动物的地位具有一定顺序的等级现象。

Lotka-Volterra 模型：？（P133图7-15看懂记住）*****

生物群落：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具有一定的种类组成；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。

优势种：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（dominant species）

建群种：植物群落中，处于优势层的优势种称建群种（constructive species）。

群落种类组成的数量特征：①多度与密度②盖度③频度④重要值

多度：是对植物群落中物种个体数目多少的一种估测指标，多用于植物群落的野外调查中。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，它包括植物、动物和微生物的所有钟及其组成的群落和生态系统。

生物多样性可以分为哪几个层次？

答：生物多样性可以分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次。遗传多样性指地球上生物个体中所包含的遗传信息之总和；物种多样性是指地球上生物有机体的多样化；生态系统多样性涉及的是生物圈中生物群落、生境与生态过程的多样化。

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：是指由相同生活型或相似生态要求的种组成的机能群落。

层片的层的区别：层可能属于一个层片，也可能属于不同的层片；由于一个层的类型可由若干生活型的植物所组成，因此，层片的范围比层的窄。

一个物种丰富度的简单模型：？（P177）***

演替：是指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替现象。

一般将发生在原生裸地上的演替称为原生演替，发生在次生裸地上的演替称为次生演替。第四部分生态系统生态学

生态系统：就是在一定空间中共同栖居着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。

生态系统的组成：非生物环境、生产者、消费者、分解者

食物链：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。

食物网(food web)：生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它往往是交叉链索，形成复杂的网络结构，此即食物网。

生态系统中，一般均有两类食物链，即捕食食物链和碎屑食物链，前者以食草动物吃植物的活体开始，后者从分解动植物尸体或粪便中的有机物质颗粒开始。

营养级：是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。

能量通过营养级逐级减少，如果把通过各营养级的能流动，由低到高画成图，就成为一个金字塔形，称为能量锥体或金字塔。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。（P213图11-4）

初级生产量：指植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量或第一性生产量。生物量：是指在某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物质，单位是干重g/㎡或J/㎡。初级生产量的测定方法：收获量测定法、氧气测定法、CO?测定法、放射性标记物测定法、叶绿素测定法。

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，一定时间后，测各瓶的含氧量变化，求初级生产量

根据初始瓶（IB）、黑瓶（DB）、白瓶（LB）容氧量，即可求得：

净初级生产量=LB-IB

呼吸量=IB-DB

总初级生产量=LB-DB

全球生物地球化学循环（全球循环）：是指地球上各种化学元素，从周围的环境到生物体，再从生物体回到周围环境的周期性循环。

全球生物地球化学循环分为三大类型：即水循环、气体型循环和沉积型循环。

地球上生物多样性最丰富的植被类型：热带雨林

生物浓缩(bio-concentration)：指生态系统中同一营养级上许多生物种群或者生物个体，从周围环境中蓄积某种元素或难分解的化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物富集。