生态学(5.5.1)--草食关系
第5章 农业生态学
6．明显的区域性 ． 农业生态系统除了受气候、土壤、地形地 貌等自然生态因子影响形成区域性外，还 要受社会、经济、技术等因素的影响而形 成明显的区域性特征。 如“低投入农业生态系统”与“高投入农 业生态系统”、“集约农业生态系统”与 “粗放农业生态系统”等，是根据人类的 投入水平和经济技术水平划分的。
2．净生产力高的系统 农业生态系统的总生产力低于相应地带的 自然生态系统，但其净生产力却高于自然 生态系统。 农业生态系统中的生物组分多数是按照人 的意愿(高产、优质、高效等)配置而来，加 上科学管理的作用，使其中优势种的可食 部分或可用部分不断发展，物质循环与能 量转化得到进一步加强和扩展，因而具有 较高的光能利用率和净生产量。
(1) 初级生产与次级生产 1）初级生产 主要包括农田、草地和林地等 的生产。陆地平均太阳光能利用率0.25%， 农田平均达0.6% 左右，高产农田可以达到 1.0% 以上，小麦、玉米、水稻、高粱等作 物可达1.2%～2.4%。 2) 次级生产 主要是指畜牧业和渔业生产。 家畜可将食物中16%～29%的能量同化为化 学能，33% 用于呼吸消耗，31%～49% 随 粪便排出体外。 按饲料的数量计，鸡的转化效率最高；按饲 料的能量计，猪的转化效率最高。在水产养 殖中饲料的转化效率较陆地家畜高。
农业生态系统能流分析方法1确定系统的边界2确定系统主要成分及其关系并绘成能3确定系统各组分的实物流量4将各种能流换算成统一的能量单位析计算结果能量输入与输出结构分析能量输入输出强度及能量转化效率分析能流状况综合分析和评价农业生态系统的物流农业生态系统养分循环一般模式农业生态系统养分循环的动态模型农业生态系统养分循环的特点1需要大量养分投入才能维持系统养分的平衡养分输入主要来源于人工生产的无机肥3农业生态系统有机物质的来源主要是作农林牧结合发展沼气解决生活能源问题促使桔秆还田充分利用非耕地进行养分的区域性富集54生态农业与持续农业541生态农业的产生与发展农业发展的历史进程渔猎采集生活原始刀耕火种农业阶段传统的畜力铁器农业阶段现代的机械化集约农业阶段
微生物生态学复习资料
微生物生态学一.生态学概念（ecology）：研究生物有机体与其周围环境(生物环境与非生物环境)之间相互关系的一门科学。
生物环境(biotic environment)包括微生物、动物和植物；非生物环境(abiotic environment)包括非生命物质，如土壤、岩石、水、空气、温度、光和PH等。
生态学又称环境生物学environment biology。
微生物生态学（microbial ecology）：研究微生物有机体（细菌、真菌、病毒、放线菌、单细胞藻类及原生动物）与其周围生物环境（生物环境和非生物环境）之间相互作用及其作用规律的一门科学。
又称环境微生物学。
二.土著微生物（Autochthonous microorganism）：指在一个给定的生境中那些能生存、生长和进行活跃代谢的微生物，并且这些微生物能与来自其他群落的微生物进行有效的竞争。
土著微生物一般包括：G+球菌类、色杆菌、芽孢杆菌、节杆菌、分支杆菌、放线菌、青霉、曲霉等。
外来微生物（Allochthonous microorganism）：指来自于其他生态系统的微生物，所以这些微生物不能在这一生境中长期生活下去。
群落（Community）：指一定区域里，各种群体(Population)相互松散结合的一种结构单位。
生态系统：生态系统就是在一定的时间和空间内，生物和非生物的成分之间，通过不断的物质循环和能量流动而相互作用、相互依存的统一体，构成一个生态学的功能复合体。
生态系统=生物群落+无机环境。
影响土壤中微生物分布的因素●土壤颗粒性质腐殖质》砂土●土壤水分游动微生物●氧气上层好氧微生物多（穴居动物活动可以给微生物好氧生长提供条件）●pH pH对营养物质的利用，微生物吸附，胞外酶的产生和分泌产生影响●温度蓝细菌能抗变化范围很大的温度；耐寒的藻类（雪藻）●营养状况有机物对自养细菌有抑制作用（刍溪藻喜欢在营养丰富的鸟粪中）（土壤颗粒中细菌的不均匀分布）●人类生产活动三.淡水微生物的共同特征：1 能在低营养物浓度下生长2 微生物是可以游动的3 表面积和体积比大（柄细菌），有效吸收营养。
高级水生生物学题库
一、概念与术语1. 河流连续体 RCC：预测随河流的理化性质和河边环境改变，生物群落改变的模型在河流的纵轴方向上，随着饵料基础的改变，河流生态系统群落结构中的优势种类发生依次递变化的现象。
2. 洪水（河流）脉动概念 FPC：是一个强调洪水在低地河流生态系统中的重要性的模型。
与河流连续体强调纵向作用不同的是，FPC强调河流和河漫滩之间侧向传输的作用。
3. r-K连续谱 r-K continuum：r选择和k选择是进化生态学中的一个重要问题。
K选择者的种群密度比较稳定，经常处于Ｋ值周围（环境容纳量），其特点是出生力低、寿命长、个体大、具有完善的保护后代的机制，子孙死亡率低，一般具有较弱的扩散能力，它们适应稳定的栖息生境。
r选择者的种群密度很不稳定，很少达到Ｋ值，大部分时间维护在Ｓ型曲线的上升段。
其特点是出生力高、寿命短、个体小、常常缺乏保护后代的机制，子孙死亡率高，一般具有较大的扩散能力，它们适应多变的栖息生境。
从极端的r选择到极端的K 选择之间有一个连续的谱系，称为r-K连续谱 r-K continuum。
4. 生物多样性 biodiversity：指地球上形形色色的生物体及其与环境所构成的生态综合体，以及与此相关的各种生态过程的总和。
包括所有生物和它们所拥有的基因，以及生物与环境形成的复杂生态系统。
（地球上或某一地域内所有物种的生物多样性的表现。
）5. 群落演替 community succession：生物群落随时间的推移发生一系列的变化，不断由新的物种组合取代旧的组合，群落类型不断更新，可分为三个阶段：先锋阶段，系列阶段，顶极。
6. 功能摄食类群 Functional feeding groups：根据摄食对象和方法的差异对水生动物进行的一项生态分类，它包括撕食者、收集者、刮食者、捕食者、过滤收集者和直接收集者。
这个概念是由Cummins(1973,1974)在研究水生昆虫时首先提出的。
7. 周丛生物 periphyton：生长在长期浸没于水中的各种基质表面的有机体群落，因沉积物的影响而有一层粘滑的膜。
生态学真题答案
生态学真题答案2013年1、简述植物的生长型结构（Raunkiaer分类系统）及其每个生活型的特点。
见课本78页2、简述生物种间关系中消费性物理掠夺。
答：生物种间关系中消费性物理掠夺包括：捕食、寄生、草食。
（1）捕食：广义上指所有高一营养级的生物取食和伤害低一营养级生物的种间关系，广义的捕食包括传统捕食、草食、拟寄生、同种相残和放牧。
（2）寄生：一个物种从另一个物种的体液、组织或已消化的物质获取营养并对宿主造成危害的现象。
（3）草食：指动物取食绿色植物营养体、种子和果实。
3、简述生物光周期现象及其光周期类型（举例说明）。
{2013、2012} 见课本85页4、简述植物对水分不足的适应方式。
植物对水分不足的适应方式主要体现在陆生植物上，陆生植物分为湿生植物、中生植物和旱生植物。
他们对水分不足的环境产生了不同的适应方式。
（1）湿生植物：根据其适应环境的特点可以分为阳性湿生和阴性湿生。
①阳性湿生：有较发达的输导组织，叶片有角质层，喜生长于浸水或潮湿土壤。
②阴性湿生：叶薄、气根吸收空气水分，蒸腾小，喜生长于森林下部弱光、高湿环境（2）中生植物：根茎叶结构、抗旱能力介于湿生和旱生植物之间，有一套完整的保持水分平衡的结构，其根系和输导组织均比湿生植物发达。
（3）旱生植物：根据旱生植物的形态、生理特征和抗旱方式分为少浆液植物和多浆液植物。
①少浆液植物：尽量缩小叶片面积，有各种减少蒸腾的特化结构；根系发达；细胞内原生质渗透压高，抗旱能力强。
②多浆液植物：有由根茎叶特化形成的贮水组织；表面积对体积比例小；叶片小或退化，角质层厚，气孔少并下陷；有特殊的水分与光合代谢途径。
5、简述生态因子对生物的作用规律（2013、2012）环境因子中一切对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的因子称为生态因子。
生态因子对生物的作用规律主要包括最小因子定律和综合作用定律。
1、最小因子定律：在一定稳定状态下，任何特定因子的存在量低于某种生物的最小需求量，是决定该物种生存和分布的根本因素，这一理论称为最小量定律。
草地生态学教案
增长的系统—稳定的平衡系统—衰老系统
二、草地生态系统自我调节作用于草地生态平衡的关系
多样性导致稳定性
三、生态平衡的指标
生态稳定性：群落忍受干扰补偿变化的能力
指标一：恒定性
复原性
抗性
弹性
四生态阈阀
生态阈阀：草地生态系统虽然具有自我调整的能力，但有一定的生态范围和条件，如果干扰过大，超过了生态系统本身的调节能力的限度，草地生态平衡就会破坏，这个临界限度，称为生态阈阀。
在特定的时间和空间范围内，能量在草地生态系统各组分内河组分间的运动与转移是一种连续的动态过程。
一、能量流动的特点
单向流动，最终耗散，能量既不能消失，也不能增加；草地生态系统是一个能量开放的系统。
二、能量流动的渠道
（一）、.食物链：生物之间通过采食与被采食、捕食与被捕食的食物关系，相互结成一个整体，就像一环扣一环的链条，叫食物链。
（三）草地生态系统自然保护区的基本特点和要求
人类影响小，资源丰富，代表典型等
（四）草地自然保护区与科学研究
探索在自然状态下的生物平衡，动植物的自然演化
三草地生态系统与运动和旅游观光
民族运动，民族风情
第四节草地生态系统的形成和发展
推动草地形成和发展的机制是系统内、外物质的运动，特别是生命物质的运动起主导和决定性作用。
四、草地生态学的发展前景：
在我国草地生态面临的问题很多，需要做的事情也很多，包括草地区划、改良等，如何结合我国的国情建设我国的草地时我们需要研究的主要问题。
提问出草原和草地概念，引导学生进行比较。
。
名称
第一章草地生态系统概论
第一节草地生态系统的基本概念和特征
目的
要求
通过本章内容的学习，学生能够初步了解草地生态系统的基本状况。
生态学(6.5.1)--捕食及生产力对生物多样性的影响
仙人掌穿孔螟蛾，到 1934 年仙人掌被该螟蛾幼虫取食。同时根腐细
菌从幼虫孔进入，最终在 2400 万 hm2 土地上消灭了两种仙人掌。
草食者（昆虫）对植物多样性的影响
学普
通 杀虫剂去除草食昆虫 8 年后，加拿大一枝黄花 Goldenro
生 态
d 获得竞争优势（右边小区），植物多样性显著降低。大
红蚁发现大蓝蝶幼虫后，会把它带回地下蚁巢，分享大蓝蝶幼虫的蜜露。 在那里它们要呆 10 个月，靠蚁幼虫为生，直到它们化蛹，成为成虫。
等到蜜露被吃完， ( 阿尔康 ) 大蓝蝶幼虫就有生命危险，所以它还必须能 够保护自己，像红蚁幼虫那样蠕动，散发出红蚁的气味和声音，让红蚁误
以为大蓝蝶幼虫是它们当中的一员，允许它继续在蚁巢中住下去。
如果蚁巢中有蚁后，她会误以为大蓝蝶幼虫是以后的蚁后从而发出信号让 工蚁把它杀死。如果蚁巢的规模太小，或者红蚁又搬来了一只大蓝蝶幼虫 ，红蚁的卵和幼虫不够吃，大蓝蝶幼虫最终也会饿死。
学普 通
生产力
5.2 非生物因素
生 植物的生产力依赖有效资源是否限制生长；对于动物，环境的
态
生产力一般与植物趋势相似 ( 营养级联中的自下而上控制 ) 。
竞争对群落多样性和结构的影响
学普
通
生 资源利用→ 生态位重叠→ 竞争→
态
生态位分化→ 性状替代、特化→
共存
竞争 →排斥
竞争的作用可通过在自然群落中进 行引种或去除实验，观察其它物种
的反应。在严格控制实验中可以探 索其竞争机制。
5.1 生物因素
学普
通 生
捕食
态
达尔文很早就观察到草食者可以提高草地植物的多样
如果高生产力与有效资源上生产力和多样性最高的热带雨林地区。
生态学：第五章 种内与种间关系
先的位置。在社群等级关系中地位的高低，可能受雄性激素的水
平、强弱、大小、体重、成熟程度、打斗经验、是否受伤、疲劳
等因素的影响，特别与雄性激素的水平有关。若给低位鸡注射睾
丸酮，它就会出现等级顺序变化。
• 社会等级的意义：通常，有稳定社会等级顺序的的群体，其个体
生长的速度往往比不稳定的快，产卵也较多，原因是在不稳定的
环 境 科 学 系
密度效应
最后产量恒值法则：在一定范围内，当条件 相同时，不管一个种群的密度如何，最后产 量差不多总是一样的。(澳大利亚， Donald,1951) Y(C)=W·d=Ki W为植物个体平均重量； d为密度；Y(C)为单位面积产量；Ki为常数。环
境 科 学 系
三叶草播种密度与产量的关系
多配偶制：一个个体具有两个或更多的配偶。如果一对配偶
中的一个能从养育关怀后代中解脱出来，就有可能把能量和
精力消耗在种内竞争配偶和竞争资源上去；如果资源分布不
均匀，社群等级中处于高地位的种类有了配偶以后，未有配
偶的一方选择配偶的困难将会增加，出现多配偶现象。包括 一雄多雌，如海豹，北美松鸡；和一雌多雄，如美洲雉鴴。
环
文献阅读：植物他感作用的研究进展。
境 科
学
系
生态位理论
生态位(niche)是物种在生物群落
或生态系统中的地位和作用。
多维生态位空间(multidimensional niche space)：影响 有机体的环境变量作为一系列维，
湿 度
温度
多维变量便是n-维空间，称多维生
态位空间，或n-维超体积(n-
K1 < K2 /β,K2> K1/α 1/K1>β/K2，1/K2<α/K1，N1失败，N2取胜；
生态学：5种内与种间关系
6
食物和种群大小的关系
7
最后产量衡值法则
• 在一定范围内，当条件相同时，不管一个种群 的密度如何，最后产量差不多总是一样的
• Y=Wad=Ki
Y单位面积产量，Wa植物个体平均重量，d为密度，Ki 常数
• 原因：密度增加时，竞争加强，生长率下降， 个体变小
8
开花后 的三叶 草
– 指两个或多个不同物种在共同的时间和空间环境中 生活，由于不同物种相互成为环境因子，形成了不 同物种之间的相互作用
• 主要研究方向
– 相互动态：相互作用的不同物种的种群动态 – 协同进化：物种在进化上的相互作用
• 关系类型
– 种间竞争 – 捕食作用 – 寄生和共生
22
种间竞争
• 概念
– 两种或多种生物因利用共 同资源而产生的使其受到 不良影响的相互关系称为 种间竞争
of North
American
warblers.
Each of
these
insect-
eating
species
searches for
food in
different
regions of
spruce
28
trees.
竞争的类型和特征
• 种间竞争的类型
– 利用性竞争：通过损耗资源 – 干扰性竞争：竞争个体间直接相互作用
• 竞争结果
– 一方获胜，另一方被抑制 或消灭
• 竞争能力
– 生态习性 – 生活型 – 生态幅度
• 高斯假说 • 竞争的类型和特征 • Lotka-Volterra模型 • 生态位理论
23
高斯假说(竞争排斥原理)
生态学-第五章 生态系统生态学-1生态系统概论
食物网：许多长短不一的食物 链互相交织成复杂的网状关系
（一）食物链与食物网
（一）食物链与食物网
2、食物链的类型
捕食食物链，指一种活的生物取食 另一种活的生物所构成的食物链。 捕食食物链都以生产者为食物链的 起点。
（一）食物链与食物网
2、食物链的类型
寄生食物链：由宿主和寄生物构成。 它以大型动物为食物链的起点，继 之以小型动物、微型动物、细菌和 病毒。后者与前者是寄生性关系 。
食物链和食物网概念的意义
食物链是生态系统营养结构的形象体现。通过食 物链和食物网把生物与非生物、生产者与消费者、 消费者与消费者连成一个整体，反映了生态系统 中各生物有机体之间的营养位置和相互关系；各 生物成分间通过食物网发生直接和间接的联系， 保持着生态系统结构和功能的稳定性。 生态系统中能量流动物和物质循环正是沿着食物 链和食物网进行的。 食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、 积累的原理和规律。
物种数目： 个体数量： 生殖力： 个体体积： 觅食范围： 搜索能力： 行为复杂度： 取食专一性： 寿命：
多→少 多→少 高→低 小→大（一般） 小→大 弱→强 低→高 弱→强 短→长
（三）生态系统的空间与时间结构 空间结构 垂直结构（成层性） 水平结构（镶嵌性） 时间结构 季节动态（季相） 年变化
和非生物的成分之间，通过不断的物质循环 和能量流动以及信息传递而相互作用、相互 依存的统一体，构成一个生态学的功能复合 体。 森林生态系统 草地~ 沙漠~ 苔原~ 小树林 一颗树
地球生物圈 陆地生态系统
海洋~ 淡水~ 最高级 高级
中级
小型
微生 态系统
生态学笔记(整理打印版)
农业生态学第一章绪论了解生态学与农业生态学的含义和研究内容，农业生态学的特点等。
1相互联系、协同演变、调节控制和持续发展规律的学科。
它是生态学在农业领域的分支。
2、农业生态学的主要内容：农业生态系统的组成、结构、功能及其调控的原理和技术途径。
3、农业生态学的特点：理论实用性、学科交叉性、研究统一性、宏观层次性4农业生态学的主要研究内容：①农业生态系统的组成结构②农业生态系统的能量流动及物质循环③农业生态系统的生产力④农业生态系统的人工调控和优化⑤建设生态农业⑥农业资源的合理利用与农业生态环境保护第二章系统重点掌握农业生态系统与自然生态系统在生物构成、环境条件、结构组成与功能、稳定机制、开放程度、生产力、能流特征、养分循环特点及系统服从规律、运行目标等方面的主要区别。
（一）系统1、系统：有互相依赖的若干组分结合在一起，能完成特定功能，并朝特定目标发展的有机整体。
2、一个系统的组成，必须满足3个条件：第一，系统必须具备两个以上的构成要素：第二，各要素之间必须具有某种联系；第三，各要素必须以整体的形式完成特定的功能。
3、系统的特征：系统结构的有序性、系统的层次、系统的整体性、系统功能的整合性4、系统的结构（1）系统的边界：它是区分系统内外的标志。
（2）系统的层次：系统不但由多个组分构成，而且常常由不同的层次构成。
（3）系统组分的量比关系：构成系统的多个组分在数量上有一定的比例关系。
（4）系统组分的空间关系：构成系统的多个组分在空间上有一定的位置排列关系。
5、系统有哪些功能特点？答：系统能产生其组分或子系统所没有的功能，这种特性，通常称作系统的整合特性。
系统的高可靠性质是低可靠原件所没有的。
系统的整体功能是一种整体效应，不但反映各组分的独立功能，而且反映出各组分之间相互作用产生的新效应。
这种新效应可能加强各组分原有的独立功能，如：狼群捕猎的例子。
系统的新效应也可能减弱各组分原有的独立功能，如：蜂窝中只能有一个蜂王的例子。
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普通生态学营养级联⏹营养级联 (Trophic cascade)：食物网内的捕食者通过降低猎物数量及（或）改变猎物性状，通过在营
养级中自上而下传递对初级生产力产生影响。
下行控制 (Top-down control)：食物网内的上级捕食者对下一营养级生物的调控。
上行控制 (Bottom-up control)：食物网内初级生产者及养分对上一营养级生物的调控。
捕食者-猎物、草食者-植物及寄生物-寄主的关系均是消费者-资源交互作用的典型例子，构成了食物能源流通的食物链关系。
上行－下行作用模型还预测在食物网顶端下行作用强
, 向下逐渐减弱；在食物网底部上行作用强, 向上逐渐减弱。
捕食者-猎物、草食者-植物及寄生物-寄主的关系均是消费者-资源交互作用的典型例子，构成了食物能源流通的食物链关系。
上行－下行作用模型还预测在食物网顶端下行作用强, 向下逐渐减弱；在食物网底部上行作用强, 向上逐渐减弱。
普通生态
学 4.4 草食作用
(Herbivory)
普通生态学草食作用特点
被食者只有部分机体受损害，剩余部分能再生；
植物本身没有逃脱食草动物的能力;
植物受食草动物的危害程度随损害的部位、植物发育的阶段而异。
✓ 为什么绿色植物没有被草食动物吃
光？
普通生态学
植物的机械防御反应
普通生态学
报春花表面的腺毛能够阻止螨虫的活动
普通生态
学
植物的化学防御反应 定量防御：通过改变化合物的数量和分布降低适口性，如增加纤维素、木质素、特
别是丹宁和脂类物质的含量，而降低氮素
等易利用物质的含量；
定性防御：植物发展了专门对付食草动物的特殊次生化学物质，如氰类化合物、萜类化合物、芥子甙、尼古丁等生物碱，在较低浓度和较短时间情形下起到高效防御
作用。
普通生态学植物的化学防御反应⏹植物在受到草食破坏的过程中还可以通过挥发性化合物诱导相邻植物产生抗性，即化学通讯！
⏹有趣的是，草食者可以刺激植物产生挥发性化合物（如萜类） ，作为SOS 信号吸引草食者的天敌；
⏹有关次生化学物质在植物与食草动物相互关系中的功能是当代化学生态学研究的重要领域。
De Moraes, C.M., et al . 1998. Herbivore-infested plants selectively at
tract parasitoids. Nature 393:570.
Rob W.H.M. van Tol, et al . 2001. Plants protect their roots by alerting
the enemies of grubs. Ecology Letters 4: 292.
普通生态学为什么绿色植物没有被动物吃光？ 植物的补偿作用 植物因食草动物取食而受损害，但植物不是
完全被动的，植物有各种补偿机制。
植物的防卫反应 食草动物的还能引起植物的防卫反应，如产生更多的剌（机械防御）或化学物质（化学防御）。
草食动物的天敌 捕食者对草食动物数量的限制也通过级联效应缓解了植物的被取食压力。
普通生态学植物和食草动物的协同进化 一方面，在进化过程中，植物发展了防御机制（如有毒的
次生物质），以对付食草动物的进攻；另一方面，食草动物亦在进化过程中产生了相应的适应性，如形成解毒酶等，或调整食草时间而避开有毒化学物。
协同进化指在进化过程中，一个物种的性状作为对另一个物种性状的反应而进化，而后一物种的性状本身又作为前一物种的反应而进化的现象。
普通生态学最佳觅食理论⏹动物通过摄取食物而获得能量，而在获取食物的过程中，动物
搜寻、处理和消费食物均需消耗能量。
⏹最佳觅食理论指出，动物将选择对自身生理系统最有效并具有最大适合度的捕食对策，即尽可能在单位捕食时间或单位捕食努力下获得的能量最大，将取决于捕食效率和食物质量。
最佳觅食理论试图预测决定动物觅食收益和支出的关键因素：什么食物?多少食物？何时何地觅食？
普通生态
学思考：为什么土壤是棕色的？
Allison S. D. 2006. The American Naturalist, 167(5)。