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基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)課后習(xí)題和答案2作者:日期:
第一章緒論(康金林整理)1?說明生態(tài)學(xué)定義。生態(tài)學(xué)是研究有機(jī)體與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué),環(huán)境包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境。生物環(huán)境分為種內(nèi)的和種間的,或種內(nèi)相互作用和種間相互作用。2?試舉例說明生態(tài)學(xué)是研究什么問題的,釆用什么樣的方法。生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象很廣,從個(gè)體的分子到生物圈,但主要研究4個(gè)層次:個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)。在個(gè)體層次上,主要研究的問題是有機(jī)體對(duì)于環(huán)境的反應(yīng);在種群層次上,多度與其波動(dòng)的決定因素是生態(tài)學(xué)家最感興趣的問題,例如種群的出生率、死亡率、增長率、年齡結(jié)構(gòu)和性比等等;在群落層次上,多數(shù)生態(tài)學(xué)家在目前最感興趣的是決定群落組成和結(jié)構(gòu)的過程;生態(tài)系統(tǒng)是一定空間中生物群落和非生物環(huán)境的復(fù)合體,生態(tài)學(xué)家最感興趣的是能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)過程。生態(tài)學(xué)研究方法可以分為野外的、實(shí)驗(yàn)的和理論的三大類。3?比較三類生態(tài)學(xué)研究方法的利弊。分類利弊野外的可獲得大量全面、真實(shí)的資料。過程復(fù)雜,條件不能控制。實(shí)驗(yàn)的條件控制嚴(yán)格,對(duì)結(jié)果分析較可靠,重復(fù)性強(qiáng),過程簡單。獲得的資料可靠性有別于現(xiàn)實(shí)。理論的直觀,過程易實(shí)施,可通過修改參數(shù)使研究逼近現(xiàn)實(shí)。預(yù)測結(jié)果需通過現(xiàn)實(shí)來檢驗(yàn)正確性。第二章有機(jī)體與環(huán)境1.概念與術(shù)語環(huán)境是指某一特定生物體或生物群體周圍一切的總和,包括空間及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的各種因素。生態(tài)因子是指環(huán)境要素中對(duì)生物起作用的因子,如光照、溫度、水分等。生態(tài)幅是指每一種生物對(duì)每一種生態(tài)因子,在最咼點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的范圍。大環(huán)境指的是地區(qū)環(huán)境、地球環(huán)境和宇宙環(huán)境。小環(huán)境指的是對(duì)生物有直接影響的鄰接環(huán)境。大環(huán)境中的氣候稱為大氣候,是指離地面1.5m以上的氣候,由大范圍因素決定。小環(huán)境中的奇虎稱為小氣候,是指近地面大氣層中1.5m以內(nèi)的氣候。所有生態(tài)因子構(gòu)成生物的生態(tài)環(huán)境,特定的生物體或群體的棲息地生態(tài)環(huán)境稱為生境。對(duì)動(dòng)物種群數(shù)量影響的強(qiáng)度隨其種群密度而變化,從而調(diào)節(jié)種群數(shù)量的生態(tài)因子,稱為密度制約因子??烧{(diào)節(jié)種群數(shù)量,但其影響強(qiáng)度不隨種群密度而變化的生態(tài)因子,稱為非密度制約因子。任何生態(tài)因子,當(dāng)接近或超過某種生物的耐受性極限而阻止其生存、生長、繁殖或擴(kuò)散時(shí),這個(gè)因素稱為限制因子。廣溫性是指生物對(duì)環(huán)境中的溫度因子的適應(yīng)范圍較寬,這種生物對(duì)溫度耐受限度較廣的特點(diǎn)。具有這種特點(diǎn)的動(dòng)物叫做廣溫性動(dòng)物。狹溫性是指生物對(duì)環(huán)境中的溫度因子的適應(yīng)范圍較窄,這種生物對(duì)溫度耐受限度較窄的特點(diǎn)。具有這種特點(diǎn)的動(dòng)物叫做狹溫性動(dòng)物。2?什么是最小因子定律?什么是耐受性定律?利比希在1840年提出“植物的生長取決于那些處于最少量狀態(tài)的營養(yǎng)元素”其基本內(nèi)容是:低于某種生物需要的最小量的任何特定因子,是決定該種生物生存與分布的根本因素,這就是利比希最小因子定律。Shelford于1913年提出了耐受性定律:任何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量上或質(zhì)量上的不足或過多,
即當(dāng)其接近或達(dá)到某種生物的耐受限度時(shí)會(huì)使該種生物衰退或不能生存。3?生態(tài)因子相互聯(lián)系表現(xiàn)在那些方面?生態(tài)因子相互聯(lián)系表現(xiàn)在如下方面:綜合作用:環(huán)境中的每個(gè)生態(tài)因子不是孤立的、單獨(dú)的存在,總是與其他因子相互聯(lián)系和影響。任何一個(gè)因子的變化,都會(huì)不同程度地引起其他因子的變化,導(dǎo)致生態(tài)因子的綜合作用,例如生物能夠生長發(fā)育,是依賴于氣候、地形、土壤和生物等多種因素的綜合作用。主導(dǎo)因子作用:對(duì)生物起作用的眾多因子并非等價(jià)的,其中有一個(gè)是起決定性作用的,它的改變會(huì)引起其它生態(tài)因子發(fā)生改變,使生物的生長發(fā)育發(fā)生改變。階段性作用:由于生態(tài)因子規(guī)律性變化使生物生長發(fā)育出現(xiàn)階段性,在不同發(fā)育階段,生物需要不同的生態(tài)因子或生態(tài)因子的不同強(qiáng)度。不可替代性和補(bǔ)償性作用:對(duì)生物起作用的諸多生態(tài)因子,一個(gè)都不能少,不能替代,但在一定條件下,當(dāng)某一因子數(shù)量不足,可依靠相近生態(tài)因子的加強(qiáng)得以補(bǔ)償。直接作用和間接作用:生態(tài)因子對(duì)生物的行為、生長、生殖和分布的作用可以是直接的,也可以是間接的,有時(shí)需經(jīng)歷幾個(gè)中間因子。第二章能量環(huán)境1.概念與術(shù)語外溫動(dòng)物(ectotherm):指依賴外部熱源的動(dòng)物,如魚類、兩棲類和爬行類。內(nèi)溫動(dòng)物(endotherm):指通過自己體內(nèi)氧化代謝產(chǎn)熱來調(diào)節(jié)體溫的動(dòng)物,如鳥類和哺乳類。異溫動(dòng)物(heterotherm):指的是產(chǎn)生冬眠的內(nèi)溫動(dòng)物。內(nèi)溫動(dòng)物經(jīng)過低溫的鍛煉后,其代謝產(chǎn)熱水平會(huì)比在溫暖環(huán)境中高,這些變化過程是由實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)的,稱為馴化(acclimation),如果是在自然界中產(chǎn)生的則稱為氣候馴化(acclimatization)o內(nèi)溫動(dòng)物的受調(diào)節(jié)的低體溫現(xiàn)象稱為適應(yīng)性低體溫。生長發(fā)育是在一定的溫度范圍上才開始,低于這個(gè)溫度,生物不發(fā)育,這個(gè)溫度稱為發(fā)育閾溫度(developmentalthresholdtemperature)或生物學(xué)零度(biologicalzero)。由低溫誘導(dǎo)的開花,稱為春化(vernalization)o暗中生長的植物幼苗,葉片小而呈黃白色的現(xiàn)象,稱為黃化現(xiàn)象。2?生物對(duì)光照會(huì)產(chǎn)生哪些適應(yīng)?光照對(duì)生物的影響包括光質(zhì)、光照強(qiáng)度、光照周期的影響。不同光質(zhì)對(duì)生物的作用不同,生物對(duì)光質(zhì)也產(chǎn)生了選擇性適應(yīng),光質(zhì)不同影響著植物的光合強(qiáng)度,在紅橙光下光合速率最快,藍(lán)紫光次之,綠光最差,不同植物的光合色素有一定差異,這些色素種類的差異,反映了不同植物對(duì)生境中光質(zhì)的適應(yīng)。植物對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)表現(xiàn)為陰地植物和陽地植物兩類,這種差異是由于葉子生理上的植物形態(tài)上的差異造成的;另外,單株植物葉冠內(nèi)不同結(jié)構(gòu)的“陽葉”和“陰葉”的產(chǎn)生,是植物對(duì)自身存在的光環(huán)境的一種回應(yīng)。光照強(qiáng)度不僅使動(dòng)物在視覺器官形態(tài)上產(chǎn)生了遺傳的適應(yīng)性變化,而且與動(dòng)物的活動(dòng)行為密切相關(guān),有些適應(yīng)于白天強(qiáng)光下活動(dòng),成為晝行性動(dòng)物,有些適應(yīng)于黑夜或晨昏的弱光下活動(dòng),,成為夜行性動(dòng)物或晨昏性動(dòng)物。光照周期的變化對(duì)生物起了信號(hào)作用,導(dǎo)致生物出現(xiàn)日節(jié)律性的與年周期性的適應(yīng)性變化,它使生物的生長發(fā)育與季節(jié)變化協(xié)調(diào)一致,對(duì)動(dòng)植物適應(yīng)所處環(huán)境具有重要意義。3?生物對(duì)極端的高溫和低溫會(huì)產(chǎn)生哪些適應(yīng)?生物對(duì)極端高、低溫的適應(yīng)表現(xiàn)在形態(tài)、生理和行為等各個(gè)方面。低溫的形態(tài)適應(yīng):植物的芽和葉片常有油脂類物質(zhì)保護(hù),樹干粗短,樹皮堅(jiān)厚;內(nèi)溫動(dòng)物出現(xiàn)貝格曼規(guī)律和阿倫規(guī)律的變化。在生理方面,植物減少細(xì)胞中的水分,增加糖類、脂肪和色素等物質(zhì)以降低植物冰點(diǎn),增強(qiáng)抗旱能力;內(nèi)溫動(dòng)物主要增加體內(nèi)產(chǎn)熱,此外還采用逆流熱交換、局部異溫性和適應(yīng)性低體溫等適應(yīng)寒冷環(huán)境。行為上的適應(yīng)照顧要是遷徙和集群。生物對(duì)高溫的適應(yīng)也表現(xiàn)在上述三個(gè)方面。生理上,植物主要降低細(xì)胞含水量,增加糖和鹽的濃度,以及增加蒸騰作用以散熱;動(dòng)物則適當(dāng)放松恒溫性,將熱量儲(chǔ)存于體內(nèi),使體溫升
高,等夜間再通過對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射等方式將體內(nèi)的熱量釋放出去,一些小的內(nèi)溫動(dòng)物以夜行加穴居的方式,避開沙漠炎熱干燥的氣候,夏眠或者夏季滯育、遷徙,也是動(dòng)物度過敢惹季節(jié)的一種適應(yīng)。4?物種的分布完全由溫度決定嗎?地球上主要生物群系的分布稱為主要溫度帶的反映,年均溫度、最高溫度和最低溫度都是影響生物分布的重要因子,但物種的分布并不完全由溫度決定,溫度可能與其他環(huán)境因素或資源緊密聯(lián)系,例如相對(duì)濕度和溫度間的關(guān)系,二者共同作用決定了地球上生物群系分布的總格局。5?簡述火的生態(tài)作用。在生態(tài)系統(tǒng)中,火既是一種自然因素,又是人類增加的因素,火的燃燒破壞了生態(tài)平衡,同時(shí)也為土壤提供了新養(yǎng)分,促進(jìn)了生物生長,因此火是一個(gè)重要的生態(tài)因子?;鸬纳鷳B(tài)作用分為有益和有害兩個(gè)方面,有益作用是促使有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)物,同時(shí)清除地面雜物,有利于植物吸收水分和養(yǎng)分;有害作用是破壞了生態(tài)平衡,降低了土壤吸水與保水的能力。6?簡述風(fēng)的生態(tài)作用。風(fēng)對(duì)生物的影響是多方面的。強(qiáng)風(fēng)常能降低植物生長高度,引起植物矮化,還影響動(dòng)物的地理分布及體表形態(tài)特征。連續(xù)的單向風(fēng)可形成旗形樹。風(fēng)是風(fēng)媒植物的傳粉工具,是某些無脊椎動(dòng)物遷徙的運(yùn)輸工具,大風(fēng)具有破壞力,防護(hù)林可以減輕風(fēng)的危害。第三章物質(zhì)環(huán)境1.概念與術(shù)語濕生植物(hygrophyte):通常是指一類生長于隱蔽潮濕環(huán)境中,抗旱能力弱的植物,這類植物不能長時(shí)間忍受缺水,通氣組織發(fā)達(dá),以保證供氧。中生植物(mesad)指一類具有一套保持水分平衡的結(jié)構(gòu)與功能的植物,這類植物根系與疏導(dǎo)組織比濕生植物發(fā)達(dá),葉面有角質(zhì)層。旱生植物(siccocolous)是指一類生長在干熱草原和荒漠地帶,抗旱能力極強(qiáng)的植物,葉片極度退化為針刺狀,具有發(fā)達(dá)的儲(chǔ)水組織。腐殖質(zhì)(humus)是土壤微生物分解有機(jī)物時(shí),重新合成的具有相對(duì)穩(wěn)定性的多聚化合物,是植物營養(yǎng)的重要碳源和氮源。不同大小顆粒組合的百分比,稱為土壤質(zhì)地(texture)。土壤顆粒排列形式、孔隙度及團(tuán)聚體大小和數(shù)量稱為土壤結(jié)構(gòu)(soilstructure)o鹽堿土植物是指一類能夠生長在鹽土和堿土及各種鹽化、堿化土上的植物。2?簡述陸地上水的分布及其變化規(guī)律。陸地上的水分布不均勻,潮濕冷空氣遇冷形成降雨,降雨是陸地上重要的降水,占絕大部分,而在高緯度地區(qū),降雪是主要的水分來源之一。陸地上的降雨量隨著緯度發(fā)生很大變化,在赤道南北兩側(cè)20°范圍內(nèi),降雨量最大,向南北擴(kuò)展,緯度為20°?40。地帶降雨量豐富,南北半球40°?60。地帶為中緯度濕潤帶,極地地區(qū)成為干燥地帶。此外,陸地上降雨量多少還受到海陸位置、地形及季節(jié)的影響。3?水生植物任何適應(yīng)于水環(huán)境?對(duì)于很多水生植物來說,要適應(yīng)水環(huán)境,必須具備自動(dòng)調(diào)節(jié)滲透壓的能力,特別是要有一定的適應(yīng)水環(huán)境鹽度的機(jī)制,有的植物的細(xì)胞質(zhì)中有高濃度的適宜物質(zhì),從而增加了滲透壓,除此之外,還可通過鹽腺將鹽分泌到葉子外表面;另一方面,水中氧濃度含量很低,水生植物為了適應(yīng)缺氧環(huán)境,使根、莖、葉內(nèi)形成一套相互連接的通氣系統(tǒng);水生植物長期適應(yīng)于水中弱光及缺氧,使葉片細(xì)而薄,多數(shù)葉片表皮沒有角質(zhì)層和蠟質(zhì)層,沒有氣孔和絨毛。4?水生動(dòng)物如何適應(yīng)于高鹽度或低鹽度的環(huán)境?在低鹽度(淡水)環(huán)境中,淡水硬骨魚血液滲透壓高于水的滲透壓,屬高滲透性,魚呼吸時(shí),水通過鰓和口咽擴(kuò)散到體內(nèi),同時(shí)體液中的鹽離子通過鰓和尿可排出體外,進(jìn)入體內(nèi)的多余水分,由腎排出大量低濃度尿,保持體內(nèi)水平衡。
在高濃度(海水)環(huán)境中,海洋硬骨魚滲透壓與環(huán)境滲透壓相比是低滲性的,它們的滲透調(diào)節(jié)需要排出多余的鹽及補(bǔ)償失去的水,通過吞進(jìn)海水補(bǔ)充水分,同時(shí)減少排尿,進(jìn)入體內(nèi)的鹽分則靠鰓排出。5?陸生動(dòng)物如何適應(yīng)干旱環(huán)境?在干旱環(huán)境中,水分是陸地動(dòng)物面對(duì)的最嚴(yán)重的問題。陸生動(dòng)物要維持生存,必須使失水與得水達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,得水途徑可通過直接飲水,或從食物所含水分中得到水。動(dòng)物減少失水的適應(yīng)形式表現(xiàn)在多個(gè)方面,首先是減少蒸發(fā)失水,然后大多數(shù)陸生動(dòng)物呼吸水分的回收包含了逆流交換的機(jī)制;在減少排泄失水中,哺乳動(dòng)物腎的保水能力代表了另一種陸地適應(yīng)性,陸地動(dòng)物在蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)物的排泄上表現(xiàn)出對(duì)干旱環(huán)境的適應(yīng);陸地動(dòng)物還通過行為變化適應(yīng)干旱,昆蟲的滯育也是對(duì)缺水環(huán)境的適應(yīng)。6?簡述大氣中CO2與O2濃度同生物的關(guān)系。大氣中的氧氣與二氧化碳關(guān)系到生物生存,二氧化碳是植物光合作用的原料,不同植物利用二氧化碳的效率不同。氧氣是動(dòng)物生存的必需條件(厭氧動(dòng)物除外),動(dòng)物能量代謝要消耗氧。大氣壓氧分壓隨著海拔升高而下降,高海拔低氧是內(nèi)溫動(dòng)物生存的限制因子,內(nèi)溫動(dòng)物對(duì)高海拔低氧的適應(yīng)表現(xiàn)在加大了呼吸深度,增加了肺泡氣體彌散能力,增加了組織肌紅蛋白數(shù)量,增加了紅細(xì)胞數(shù)量及血紅蛋白濃度,提高攜氧能力。7?土壤的物理性質(zhì)對(duì)生物有哪些作用?土壤是由于固體、空氣、水分組成的三相復(fù)合系統(tǒng),它主要從以下4個(gè)方面影響生物:①質(zhì)地與結(jié)構(gòu),這關(guān)系到通氣性、蓄水性合保肥性,對(duì)植物的生長發(fā)育、土壤動(dòng)物生存以及土壤微生物活動(dòng)具有重要意義;②水分,可直接被植物根系吸收利用,同時(shí)影響土壤動(dòng)物的生存和分布;③空氣呈現(xiàn)高二氧化碳低氧氣,影響土壤微生物種類、數(shù)量和活動(dòng),進(jìn)而影響植物營養(yǎng)狀況;④溫度對(duì)植物生長發(fā)育密切相關(guān),導(dǎo)致土壤動(dòng)物產(chǎn)生行為適應(yīng)變化。8?土壤的化學(xué)性質(zhì)對(duì)生物有哪些作用?土壤酸度影響礦質(zhì)鹽分的溶解度,從而影響植物養(yǎng)分的有效性,此外土壤酸度還通過影響微生物的活動(dòng)而影響?zhàn)B分有效性和植物生長,土壤酸度還影響了土壤動(dòng)物區(qū)系及其分布;有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的一個(gè)重要標(biāo)志,其中很多成分可促進(jìn)種子發(fā)芽、根系生長,增強(qiáng)植物代謝活動(dòng),土壤腐殖質(zhì)還是異養(yǎng)微生物的重要養(yǎng)料和能源,可活化土壤微生物,土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成、保水、供水、通氣、穩(wěn)溫有重要作用,從而影響植物的生長。9?土壤動(dòng)物如何適應(yīng)土壤中高二氧化碳與缺氧的環(huán)境?土壤中棲息著一類地下獸,它們終生在地下而不上到地面,對(duì)土壤中低o2和高co2濃度產(chǎn)生很好的適應(yīng)性。地下獸對(duì)低氧的適應(yīng)表現(xiàn)在血紅蛋白的濃度增加,血紅蛋白的攜氧能力增加,同時(shí)降低能量代謝,降低體溫,以減少對(duì)氧氣的需求。地下獸的腦中樞對(duì)CO2敏感性降低,隨著吸入二氧化碳?xì)怏w濃度升高,呼吸通氣量增加緩慢,大量co2在體內(nèi)會(huì)造成高碳酸癥,地下獸通過腎調(diào)整鹽離子排泄速度,以及提高血液緩沖能力,對(duì)高CO2環(huán)境產(chǎn)生代償性適應(yīng)。10?土壤有哪些生物學(xué)特性?土壤的生物學(xué)特性是土壤中動(dòng)植物和微生物獲得產(chǎn)生的一種生物化學(xué)和生物物理學(xué)特性。土壤微生物是土壤中重要的分解者或還原者,在土壤形成過程中期重要作用,此外,土壤微生物生命活動(dòng)中產(chǎn)生的一些物質(zhì)能促進(jìn)植物生長,增強(qiáng)植物抗病能力,總之,土壤微生物對(duì)土壤肥力具有重要作用。土壤動(dòng)物是最重要的土壤消費(fèi)者和分解者,其生命活動(dòng)影響了土壤肥力和植物生長,總而言之,活動(dòng)于土壤中的動(dòng)物,扎根于土壤中的植物與眾多的微生物對(duì)土壤的作用,促進(jìn)了成土作用,改善了土壤的物理性能,增加了土壤中的營養(yǎng)成分。第四章種群及其基本特征1?什么是種群,有哪些重要的群體特征?種群(population)是在同一時(shí)期內(nèi)占有一定空間的同種生物體的集合,該定義表示種群是由同種個(gè)體組成,占有一定領(lǐng)域,是同種個(gè)體通過種內(nèi)關(guān)系組成的一個(gè)系統(tǒng)。自然種群有3個(gè)基本特征:①空間特征,即種群具有一定的分布區(qū)域;②數(shù)量特征,每單位
面積上的個(gè)體數(shù)量是變動(dòng)著得;③遺傳特征,種群具有一定的基因組成,即系一個(gè)基因庫,以區(qū)別于其他物種,但基因組成同樣處于變動(dòng)之中。2?試說明我國計(jì)劃生育政策的種群生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。我國人口現(xiàn)狀的年齡錐體屬于典型的金字塔錐體,基部寬頂部狹,表示人口數(shù)量中有大量幼體,而老年個(gè)體很少,種群出生率大于死亡率,代表增長型種群。在龐大的人口基數(shù)的基礎(chǔ)上,人的存活曲線為I型,曲線凸型,幼兒存活率高,而老年個(gè)體死亡率低,在接近生命壽限前只有少數(shù)個(gè)體死亡,所以人口增長呈上升趨勢;從r=lnR0/T來看,r隨R0增大而增大,隨T增大而變小,據(jù)此式,控制人口、計(jì)劃生育有兩條途徑:①降低R0值,即使世代凈增殖率降低,這要求限制每對(duì)夫婦的子女?dāng)?shù);②增大T值,可通過推遲首次生殖時(shí)間或者晚婚來達(dá)到。3?有關(guān)種群調(diào)節(jié)理論有哪些學(xué)派,各個(gè)學(xué)派所強(qiáng)調(diào)的種群調(diào)節(jié)機(jī)制是什么?外源性種群調(diào)節(jié)理論強(qiáng)調(diào)外因,認(rèn)為種群數(shù)量變動(dòng)主要是外部因素的作用,該理論又分為非密度制約的氣候?qū)W派和密度制約的生物學(xué)派。氣候?qū)W派多以昆蟲為研究對(duì)象,認(rèn)為生物種群主要是受對(duì)種群增長有利的氣候的短暫所限制,因此,種群從來就沒有足夠的時(shí)間增殖到環(huán)境容納量所允許的數(shù)量水平,不會(huì)產(chǎn)生食物競爭。作為對(duì)立面,生物學(xué)派主張捕食、寄生和競爭等生物過程對(duì)種群調(diào)節(jié)起決定作用,此外還有一些學(xué)者強(qiáng)調(diào)食物因素對(duì)種群調(diào)節(jié)的作用,種群的調(diào)節(jié)取決于食物的量也取決于食物的質(zhì)。內(nèi)源性自動(dòng)調(diào)節(jié)理論的研究者將研究焦點(diǎn)放在動(dòng)物種群內(nèi)部,強(qiáng)調(diào)種內(nèi)成員的異質(zhì)性,特別是各個(gè)體之間的相互關(guān)系在行為、生理和遺傳特性上的反映,他們認(rèn)為種群自身的密度變化影響本種群的出生率、死亡率、生長、成熟、遷移等種群參數(shù),種群調(diào)節(jié)是各物質(zhì)所具有的適應(yīng)性特征,能帶來進(jìn)化上的利益。自動(dòng)調(diào)節(jié)理論又分為行為調(diào)節(jié)學(xué)說、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)學(xué)說、遺傳調(diào)節(jié)學(xué)說。社群行為是一種調(diào)節(jié)種群密度的機(jī)制,限制了種群增長,隨著種群密度變化而變化調(diào)節(jié)其調(diào)節(jié)作用的強(qiáng)弱;種群增長由于某些生理反饋機(jī)制而得到停止或抑制,使得社群壓力下降,這就是種群內(nèi)分泌調(diào)節(jié)的主要機(jī)制;當(dāng)種群密度增加,死亡率降低時(shí),自然選擇壓力較松弛,結(jié)果種內(nèi)變異性增加,許多遺傳性較差個(gè)體存活下來,當(dāng)條件回歸正常時(shí),這些低質(zhì)個(gè)體因自然選擇壓力加大而被淘汰,便降低了種內(nèi)變異性,這就是遺傳調(diào)節(jié)的主要機(jī)制。4?什么是集合種群,集合種群與通常所說的種群有何區(qū)別?集合種群所描述的是斑塊生境中局域種群的集合,這些局域種群在空間上存在隔離,彼此間通過個(gè)體擴(kuò)散而相互聯(lián)系。通常所說的種群是指在同一時(shí)期內(nèi)占有一定空間的同種生物個(gè)體的集合。集合種群是種群的概念在一個(gè)更高層次上的抽象和概括,也就是說多個(gè)局域種群集合而組成的系統(tǒng),因此有人將集合種群稱為一個(gè)種群的種群。第五章生物中極其變異與進(jìn)化1?怎么理解生物種的概念?生物種概念認(rèn)為種是一組具有相似形態(tài)和遺傳特性的可以相互交配的自然種群,它們與其他種群之間具有繁殖隔離。生物種有如下特點(diǎn):①生物種不是按任意給定的特征劃分的邏輯的類,而是由內(nèi)聚因素聯(lián)系起來的個(gè)體的集合;②物種是一個(gè)可以隨時(shí)間進(jìn)化改變的個(gè)體的集合;③物種是生態(tài)系統(tǒng)中的功能單位。2?為什么說種群是進(jìn)化的基本單位?進(jìn)化生物學(xué)認(rèn)為,變異位于生命科學(xué)研究的心臟地位,因?yàn)樽儺惣仁沁M(jìn)化的產(chǎn)物,又是進(jìn)化的根據(jù),種群內(nèi)的變異包括遺傳物質(zhì)的變異、基因表達(dá)的蛋白質(zhì)的變異和表型的數(shù)量性狀的變異,遺傳物質(zhì)的變異主要來自基因突變和染色體突變。同一種群內(nèi)個(gè)體共有一個(gè)基因庫,物種的進(jìn)化過程表現(xiàn)為種群世代間基因頻率的變化,由于突變、遷入、選擇、漂變等原因,使大部分種群內(nèi)存在相當(dāng)多的遺傳變異。綜上所述,因此可以認(rèn)為種群是進(jìn)化的基本單位。3?什么是多態(tài)現(xiàn)象?
多態(tài)現(xiàn)象是指種群內(nèi)出現(xiàn)二種以上不同體型的個(gè)體,有不同的結(jié)構(gòu)和生理上的分工,完成不同生理機(jī)能使群體成為一個(gè)完整整體的現(xiàn)象。4?經(jīng)歷過遺傳瓶頸的種群有哪些特點(diǎn)?如果一個(gè)種群在某一時(shí)期由于環(huán)境災(zāi)難或過捕等原因?qū)е聰?shù)量急劇下降,就稱其經(jīng)歷過瓶頸。經(jīng)過瓶頸后,若種群一直很小,則由于遺傳漂變作用,其遺傳變異會(huì)迅速降低,最后可能致使種群滅絕,另一方面,種群數(shù)量在經(jīng)過瓶頸后也可能逐步恢復(fù)。第六章生活史對(duì)策1?什么是生活史?其包含哪些重要組成成分?生物的生活史是指其從出生到死亡所經(jīng)歷的全部過程,生活史的關(guān)鍵組分包括身體大小、生命率、繁殖和壽命。2?什么是生活史對(duì)策?K-對(duì)策和r-對(duì)策各有那些特點(diǎn)?生物在生存斗爭中獲得的生存對(duì)策,稱為生活史對(duì)策。r-選擇種類具有使種群增長率最大化的特征:快速發(fā)育,小型成體,數(shù)量多而個(gè)體小的后代,高的繁殖能量分配和短的世代周期;K-選擇種類具有使種群競爭能力最大化的特征:慢速發(fā)育,大型成體,數(shù)量少而體型大的后代,低繁殖能量分配和長世代周期。3?什么是兩面下注理論?兩面下注(bet-hedging)是根據(jù)對(duì)生活史不同分組,包括出生率、幼體死亡率、成體死亡率等的影響來比較不同生境。如果成體死亡率與幼體死亡率相比相對(duì)穩(wěn)定,可預(yù)期成體會(huì)“保衛(wèi)其賭注”在很長一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生后代(即多次生殖),而幼體死亡率低于成體,則其余分配給繁殖的能量就應(yīng)該高,后一代一次全部產(chǎn)出(單次生殖)即考慮生境對(duì)生物不同生產(chǎn)期死亡率和繁殖力相關(guān)變化的影響,來預(yù)測最佳生活史對(duì)策。第七章種內(nèi)與種間關(guān)系1?種內(nèi)與種間關(guān)系有哪些基本類型?主要的種內(nèi)相互作用是競爭、自相殘殺、性別關(guān)系、領(lǐng)域性、社會(huì)等級(jí)等;主要的種間相互關(guān)系競爭、捕食、寄生和互利共生。2?密度效應(yīng)有哪些普遍規(guī)律?植物種群內(nèi)部個(gè)體間的競爭,主要表現(xiàn)為個(gè)體間的密度效應(yīng),反映在個(gè)體產(chǎn)量和死亡率上。已發(fā)現(xiàn)植物的密度效應(yīng)有兩個(gè)規(guī)律:最后產(chǎn)量法則:不管初始播種密度如何,在一定范圍內(nèi),當(dāng)條件相同時(shí),植物的最后產(chǎn)量差不多總是一樣的。表示為Y=wxd—K.i-3/2自疏法則:隨著播種密度的提高,種內(nèi)競爭不僅影響到植株生長發(fā)育的速度,也影響到植株的存活率,競爭結(jié)果典型的是使較少量的較大個(gè)體存活下來,叫做自疏。自疏導(dǎo)致密度與生物個(gè)體大小之間的關(guān)系,該關(guān)系在雙對(duì)數(shù)圖上具有典型的-3/2斜率。3?什么是紅皇后效應(yīng)?生物進(jìn)行有性繁殖有什么好處?一個(gè)物種的性狀作為另一種物種性狀的反應(yīng)而進(jìn)化,而后一物種的這一性狀本身又是作為對(duì)前一物種性狀的反應(yīng)而進(jìn)化的。進(jìn)化生物學(xué)家VanVallen將捕食者與獵物之間這種協(xié)同進(jìn)化關(guān)系描述為紅皇后效應(yīng)。一般認(rèn)為,有性繁殖是對(duì)生存在多變和易遭受不測環(huán)境下的一種適應(yīng)性。有性繁殖混合或重組了雙親的基因組,導(dǎo)致產(chǎn)生遺傳上易變的配子,并轉(zhuǎn)而產(chǎn)生遺傳上易變的后代,遺傳新物質(zhì)的產(chǎn)生,使受自然選擇作用的種群的遺傳變異保持高水平,使種群在不良環(huán)境下至少能保證少數(shù)個(gè)體生存下來,并獲得生殖機(jī)會(huì)。4?領(lǐng)域行為和社會(huì)等級(jí)行為有何適應(yīng)意義?動(dòng)物的領(lǐng)域行為有利于減少同一社群內(nèi)部成員之間或相鄰社群間的爭斗,維持社群穩(wěn)定,并保證社群成員有一定的食物資源、隱蔽和繁殖場所,從而獲得配偶和養(yǎng)育后代。社會(huì)等級(jí)穩(wěn)定能減少種群間個(gè)體相互爭斗消耗的能量,而使種群生長快,并使優(yōu)勢個(gè)體在食
物、棲息場所、配偶選擇中均有優(yōu)先權(quán),這樣保證了種內(nèi)強(qiáng)者首先獲得交配和產(chǎn)出后代的機(jī)會(huì),從物種種群而言,有利于種群的保存和延續(xù)。5?什么是他感作用,有何生態(tài)學(xué)意義?他感作用(allelopathy)通常是指一種植物通過向體外分泌代謝過程中的化學(xué)物質(zhì),度其他植物產(chǎn)生直接或間接的影響。生態(tài)學(xué)意義:①對(duì)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和管理有重要意義;②他感作用對(duì)植物群落的種類組成具有重要影響,是造成種類成分對(duì)群落的選擇性以及某種植物的出現(xiàn)引起另一類消退的主要原因;③是引起植物群落演替的重要內(nèi)在因素之一。6?什么是競爭排斥原理?舉例說明兩物種共存或排斥的條件。競爭排斥原理:在一個(gè)穩(wěn)定環(huán)境中,兩個(gè)以上受資源限制的,但具有相同資源利用方式的物種不能長期共存在一起,即完全的競爭者不能共存。雙小核草履蟲與袋狀草履蟲一同培養(yǎng)時(shí),雙小核草履蟲多生活于培養(yǎng)容器的中上部,主要以細(xì)菌為食,而另一種則生活在底部以酵母為食,說明兩個(gè)物種間出現(xiàn)了食性和棲息環(huán)境的分化,出現(xiàn)競爭中的分化;而當(dāng)雙小核草履蟲與大草履蟲一同培養(yǎng)時(shí),由于食性、棲息環(huán)境等生態(tài)習(xí)性相似,雙小核草履蟲生長很快,并排斥大草履蟲,最終使其死亡消失。7?什么是競爭釋放和性狀替換?在缺乏競爭者的時(shí)候,物種會(huì)擴(kuò)張其實(shí)際生態(tài)位,即為競爭釋放(competitiverelease);競爭產(chǎn)生的生態(tài)位收縮會(huì)導(dǎo)致形態(tài)性狀發(fā)生變化,叫做性狀替換(characterdisplacement)。8?談?wù)劜妒痴邔?duì)獵物種群數(shù)量的影響。任一捕食者的作用,只占獵物總死亡率的很小一部分,因此去除捕食者對(duì)獵物種僅有微弱的影響;捕食者只是利用了獵物種中超出環(huán)境所能支持的部分個(gè)體,所以對(duì)最終獵物種群大小沒有影響。如果捕食者數(shù)量下降到某一閾值以下,獵物種數(shù)量上升,而相反增多,獵物種數(shù)量減少,捕食者數(shù)量就下降,獵物種群在沒有捕食者存在的情況下,按指數(shù)增長,捕食者種群在沒有獵物的條件下按指數(shù)減少。9?怎樣管理好草原?植物-食草動(dòng)物系統(tǒng)也稱為放牧系統(tǒng),在放牧系統(tǒng)中,食草動(dòng)物和植物之間具有復(fù)雜的相互關(guān)系,簡單認(rèn)為食草動(dòng)物的牧食會(huì)降低草場生產(chǎn)力是錯(cuò)誤的,Mc-Naughton曾提出一個(gè)用以說明有蹄類放牧與植被生產(chǎn)力之間的關(guān)系的模型,表明在放牧系統(tǒng)中,食草動(dòng)物的采食活動(dòng)在一定范圍內(nèi)可以刺激植物凈生產(chǎn)力的提高,超過此范圍凈生產(chǎn)力開始下降,隨著放牧強(qiáng)度增加,就會(huì)逐漸出現(xiàn)嚴(yán)重多度放牧的情形。依據(jù)此原理,應(yīng)該適度放牧,以提高植物凈生產(chǎn)力,又不造成破壞。10?談?wù)劶纳吲c寄主的協(xié)同進(jìn)化。寄主被寄生者感染后會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的反應(yīng),能物理性去除體外寄生者或提高免疫力靠細(xì)胞水平產(chǎn)生特異性抗體和局部細(xì)胞死亡等措施來抵御寄生者,而寄生者為達(dá)到生存目的,也要適應(yīng)寄主的這些變化而產(chǎn)生一系列機(jī)制來適應(yīng)。寄生者與寄主的協(xié)同進(jìn)化常常使有害“負(fù)作用”減弱,而且是平行關(guān)系,有的甚至演變?yōu)榛ダ采P(guān)系。11?共生有哪些類型?共生分為偏利共生(即兩個(gè)不同物種的個(gè)體間發(fā)生一種對(duì)一方有利的關(guān)系)和互利共生(不同種兩個(gè)體檢一種互惠關(guān)系)。互利共生又分為專性互利共生、兼性互利共生、防御性互利共生、動(dòng)物組織或細(xì)胞內(nèi)的共生性互利共生。第八章種群的組成與結(jié)構(gòu)1?什么是生物群落?它有哪些主要特征?生物群落是指在相同時(shí)間聚集在同一地段上的各種物種種群的集合。在這個(gè)定義中,首先強(qiáng)調(diào)了時(shí)間概念,其次是空間概念。生物群落的主要特征是①具有一定的種類組成;②群落中各物種之間是相互聯(lián)系的;③群落
具有自己的內(nèi)部環(huán)境;④具有一定的動(dòng)態(tài)特征;⑥具有一定的分布范圍;⑦具有邊界特征;⑧群落中各物種不具有同等的群落學(xué)重要性。2?什么是群落交錯(cuò)區(qū),它的主要特征有哪些?群落交錯(cuò)區(qū)(ecotone)又稱為生態(tài)交錯(cuò)區(qū)或生態(tài)過渡帶,是兩個(gè)或多個(gè)群落之間的國度區(qū)域。其主要特征有①它是多種要素的聯(lián)合作用和轉(zhuǎn)換區(qū),各要素相互作用強(qiáng)烈,生物多樣性較高;生態(tài)環(huán)境抗干擾能力弱,對(duì)外力阻抗相對(duì)較低,一旦遭到破壞,恢復(fù)原狀的可能性很?。簧鷳B(tài)環(huán)境變化速度快,空間遷移能力強(qiáng)。3?何謂生活型,如何編制一個(gè)地區(qū)的生活型譜?生活型是生物對(duì)外界環(huán)境適應(yīng)的外部表現(xiàn)形式,同一生活型的生物,不但體態(tài)相似,而且在適應(yīng)特點(diǎn)上也相似。編制一個(gè)地區(qū)的生活型譜,需要遵循一定的規(guī)律,在同一類生活型中,常常包括了再分類系統(tǒng)上地位不同的許多種,因?yàn)椴徽摳鞣N植物在系統(tǒng)分類上的位置如何,只要它們對(duì)某一類環(huán)境具有相同或相似的適應(yīng)方式和途徑,并在外貌上具有相似的特征,它們就都屬于同一類生活型。4?影響群落結(jié)構(gòu)的因素有哪些?影響群落結(jié)構(gòu)的因素主要是生物因素。生物群落結(jié)構(gòu)總體上是對(duì)環(huán)境條件的生態(tài)適應(yīng),但在其形成過程中,生物因素起著重要作用,其中作用最大的是競爭與捕食。物種之間的競爭,對(duì)群落的物種組成與分布有很大的影響,進(jìn)而影響群落結(jié)構(gòu);捕食對(duì)次年工程生物群落結(jié)構(gòu)的作用,視捕食者是泛化種還是特異種而異。影響群落結(jié)構(gòu)的因素中其次是干擾,近代多數(shù)生態(tài)學(xué)家認(rèn)為干擾是一種有意義的生態(tài)現(xiàn)象,它引起群落的非平衡特性,強(qiáng)調(diào)了干擾在形成群落結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)中的作用,中度的干擾能夠維持高水平的多樣性。此外,空間異質(zhì)性和島嶼也能影響群落結(jié)構(gòu)。群落的環(huán)境不是均勻一致的,空間異質(zhì)性的程度越高,意味著有更加多樣的小生境,能允許更多的物種共存;島嶼大小以及距離大陸的遠(yuǎn)近,都會(huì)影響物種多樣性,進(jìn)而影響群落的結(jié)構(gòu)。5?Raunkiaer頻度定律說明了什么問題?這個(gè)定律說明:在一個(gè)種類分布比較均勻的群落中,屬于A級(jí)頻度的種類占大多數(shù),B、C和D級(jí)頻度的種類較少,E級(jí)頻度的植物是群落中的優(yōu)勢種和建群種,其數(shù)目也較多,所以占有的比例也較咼。這個(gè)定律基本適合于任何穩(wěn)定性較高而種類分布比較均勻的群落,群落的均勻性與A級(jí)和E級(jí)的大小成正比,E級(jí)越高,群路均勻性越大,如若B、C、D級(jí)的比例增高時(shí),說明群落中種的分布不均勻,一般情況下,暗示著植被分化和演替的趨勢。6?群落結(jié)構(gòu)的時(shí)空格局及其生態(tài)意義是什么?植物種類組成在空間上的配置構(gòu)成了群落的垂直結(jié)構(gòu),那么不同植物種類的生命活動(dòng)在時(shí)間上的差異,就導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)部分在時(shí)間上的相互更替,形成了群落的時(shí)間結(jié)構(gòu)。在某一時(shí)期,某些植物種類在群落生命活動(dòng)中起主要作用,而在另一時(shí)期,則是另一些植物種類在群落生命活動(dòng)中起作用。如在早春開花的植物,在早春來臨時(shí)開始萌發(fā)、開花、結(jié)實(shí),到了夏季其生活周期已經(jīng)結(jié)束,而另一些植物種類則達(dá)到生命活動(dòng)高峰??梢?,群落的時(shí)間格局與組成,會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生規(guī)律性變化,在生境利用方面起著相互補(bǔ)充的作用,達(dá)到了對(duì)時(shí)間因素的充分利用。7?重要的群落多樣性指數(shù)有哪些,如何估計(jì)?多樣性指數(shù)是反映豐富度和均勻度的綜合指標(biāo),主要有辛普森多樣性指數(shù)和香農(nóng)-威納指數(shù)。①辛普森多樣性指數(shù)是基于在一個(gè)無線大小的群落中,隨機(jī)抽取兩個(gè)個(gè)體,它們屬于同一物種的概率是多少這樣的假設(shè)而推導(dǎo)出來,用公式表示為:辛普森多樣性指數(shù)=隨機(jī)取樣的兩個(gè)個(gè)體屬于不同種的概率。假設(shè)種i的個(gè)體數(shù)占群落中總個(gè)體數(shù)的比例Pi,那么,隨機(jī)取種i
兩個(gè)個(gè)體的聯(lián)合概率為P2o如果我們將群落中全部種的概率合起來,就能得到辛普森指數(shù)D,i即D二1-ZP2。ii=1香農(nóng)-威納指數(shù)是用來描述種的個(gè)體出現(xiàn)的紊亂和不確定性,不確定性越高,多樣性也就越高,計(jì)算公式為H=-工PlogP。香農(nóng)-威納指數(shù)包含兩個(gè)因素:其一是種類數(shù)目,其二是種i2ii=1類中個(gè)體分配上的均勻性。第九章群落的動(dòng)態(tài)1?什么是定居?定居就是植物繁殖體到達(dá)新地點(diǎn)后,開始發(fā)芽、生長和繁殖的過程。植物到達(dá)新地點(diǎn)后,有的不能發(fā)芽,有的能發(fā)芽但不能生長,或是生長了但不能繁殖,只有當(dāng)一個(gè)種的個(gè)體在新地點(diǎn)上能夠繁殖,才能算是定居的過程完成。2?原生裸地和次生裸地有什么不同?原生裸地是指從來沒有植物覆蓋的地面,或者是原來存在過植被,但被徹底消滅了(包括原有植被下的土壤)的地段,如冰川移動(dòng)等造成的裸地;次生裸地是指緣由植被雖已不存在,但緣由植被下的土壤條件基本保留,甚至還有曾經(jīng)生長在此的種子或其他繁殖體的地段,這類情況如森林砍伐、火燒等造成的裸地。3?說明水生演替系列和旱生演替系列的過程。(1)水生演替系列:a.自由漂浮植物階段,植物漂浮生長,其死亡殘?bào)w增加湖底有機(jī)質(zhì)的聚積,雨水沖刷帶來的礦物質(zhì)沉積也逐漸提高了湖底;b.沉水植物階段,湖底裸地上最先出現(xiàn)的先鋒植物是輪藻屬的植物,使湖底抬升作用加快,當(dāng)水深至2?4m時(shí),一些高等水生植物大量出現(xiàn),墊高湖底的作用更強(qiáng)了;c.浮葉根生植物階段,一方面浮葉根生植物殘?bào)w抬升了湖底,另一方面使水下光照不足,迫使沉水植物向較深湖底轉(zhuǎn)移;d.直立水生階段,根莖交織使湖底抬升甚至形成浮島,生境開始出現(xiàn)陸生植物生境特點(diǎn);e.濕生草本植物階段,喜濕生的沼澤植物開始定居于新從湖中抬升出來的地面;f.木本植物階段,灌木首先出現(xiàn),之后逐漸形成森林。水生演替系列就是湖泊填平的過程,這個(gè)過程是從湖泊周圍向中央順序發(fā)生的。(2)旱生演替系列:a.地衣植物群落階段,地衣分泌有機(jī)酸腐蝕了巖石表面,再加之物理和化學(xué)風(fēng)化作用,巖石表面出現(xiàn)小顆粒,在地衣殘?bào)w作用下,有了有機(jī)成分;b.苔蘚植物群落階段,苔蘚植物的生長積累了更多腐殖質(zhì),加強(qiáng)對(duì)巖石表面的改造,使巖石顆粒更細(xì)小,松軟層更厚;c.草本植物群落階段,種子植物對(duì)環(huán)境改造作用加強(qiáng);d.灌木群落極端,與高草混生,形成“高草灌木群落”e.喬木群落階段。旱生演替系列就是植物長滿裸地的過程,是群落中各種群之間相互關(guān)系的形成過程,也是群落環(huán)境的形成過程。4?比較個(gè)體論演替觀與經(jīng)典的演替觀。經(jīng)典的演替觀有;兩個(gè)基本觀點(diǎn):(1)每一個(gè)演替階段的群落明顯不同于下一個(gè)階段的群落;(2)前一個(gè)階段群落中物種的活動(dòng)促進(jìn)了下一個(gè)階段物種的建立。個(gè)體論演替觀提出初始物種組成是決定群落演替后來優(yōu)勢種的假說,強(qiáng)調(diào)個(gè)體生活史特征、物種對(duì)策、以種群為中心和各種干擾對(duì)演替的作用。5?什么是演替頂級(jí)?單元演替頂級(jí)理論與多元演替頂級(jí)理論有什么異同?演替頂級(jí)(climax)是指每一個(gè)演替系統(tǒng)都是由先鋒階段開始,經(jīng)過不同演替階段,到達(dá)中生狀態(tài)的最終演替階段。單元頂級(jí)論認(rèn)為:在同一氣候區(qū)內(nèi),無論演替初期的條件多么不同,植被總是趨向于減輕極端情況而朝向頂級(jí)方向發(fā)展,從而使得生境適合更多植物生長,最終都趨向于中生型生境,并均會(huì)發(fā)展成為一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的氣候頂級(jí)。而多元頂級(jí)論認(rèn)為:如果一個(gè)群落在某種生境中
基本穩(wěn)定,能自行繁殖并結(jié)束其演替過程,就能看做頂級(jí)群落,在一個(gè)氣候區(qū)域內(nèi),群落演替的最終結(jié)果,不一定都匯集于一個(gè)共同的氣候頂級(jí)終點(diǎn),除了氣候頂級(jí)之外,還可能有土壤頂級(jí)、地形頂級(jí)、火燒頂級(jí)、動(dòng)物頂級(jí),同時(shí)還存在一些復(fù)合型頂級(jí)。單元演替頂級(jí)論和多元演替頂級(jí)論都由先鋒階段開始,且最終都到達(dá)中生狀態(tài),但二者又有不同,前者只強(qiáng)調(diào)氣候影響,后者強(qiáng)調(diào)的是除氣候影響外,還有其他要素的影響。第十章群落的分類與排序1?試述中國群落分類的原則、單位與系統(tǒng)。我國生態(tài)學(xué)家在《中國植被》一書中,采用了“群落生態(tài)”原則,即以群落本身的綜合特征作為分類依據(jù),群落的種類組成、外貌和結(jié)構(gòu)、地理分布、動(dòng)態(tài)演替等特征及其生態(tài)環(huán)境在不同等級(jí)中均作了相應(yīng)反映。主要分類單位分為3級(jí):植被型(高級(jí)單位)、群系(中級(jí)單位)和群叢(基本單位),每一等級(jí)之上和之下又各設(shè)一個(gè)輔助單位和補(bǔ)充單位。高級(jí)單位的分類依據(jù)側(cè)重于外貌、結(jié)構(gòu)和生態(tài)地理特征,中級(jí)和中級(jí)以下的單位則側(cè)重于種類組成。其系統(tǒng)如:植被型、植被亞型、群系、亞群系、群叢、亞群叢。2?什么是植被型和群系?《中國植被》中將中國植被分為哪幾個(gè)植被型組合哪幾個(gè)植被型?在植被型組中,把建群種生活型相同或相似,同時(shí)對(duì)水熱條件的生態(tài)關(guān)系一致的植物群落聯(lián)合為植被型。凡是建群種或共建種相同的植物群落聯(lián)合為群系。植被型組分為針葉林、闊葉林、草地、荒漠等;植被型分為寒溫性針葉林、夏綠闊葉林、溫帶草原、熱帶荒漠等。3?植被型、群系和群叢是如何命名的?植被型不是以優(yōu)勢種來命名,一般均以群落外貌-生態(tài)學(xué)的方法來命名。群叢的命名方法:凡是已經(jīng)確定的群叢應(yīng)正式命名,我國習(xí)慣采用聯(lián)名法,即將各個(gè)層中的建群種或優(yōu)勢種和生態(tài)指示種的學(xué)名按順序排列。群系的命名依據(jù)是只取建群種的名稱,如果該群系的優(yōu)勢種是兩個(gè)以上,那么優(yōu)勢種中間用“+”連接。4?什么是排序?排序方法可以分為哪兩類,各有什么特點(diǎn)?所謂排序,就是把一個(gè)地區(qū)內(nèi)所調(diào)查的群落樣地,按相似度來排定各樣地的位序,從而分析各樣地之間及其與神經(jīng)之間的相互關(guān)系。排序方法分為直接排序和間接排序。直接排序以群落生境或其中某一生態(tài)因子的變化來排定樣地生境位序;間接排序是用植物群落本身屬性(如種的出現(xiàn)與否,種的頻度、蓋度等等)排定群落樣地位序。第十一章生態(tài)系統(tǒng)的一般特性1?生態(tài)系統(tǒng)有哪些主要組成成分,它們?nèi)绾螛?gòu)成生態(tài)系統(tǒng)?生態(tài)系統(tǒng)的主要組成成分有非生物環(huán)境、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者,生物群落與環(huán)境通過不斷進(jìn)行著的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程而形成的統(tǒng)一整體,即為生態(tài)系統(tǒng)。2?什么是食物鏈、食物網(wǎng)和營養(yǎng)級(jí)?生態(tài)錐體是如何形成的?生產(chǎn)者所固定的能量和物質(zhì),通過一系列取食和被食的關(guān)系,而在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞,各種生物按其取食和被食的關(guān)系而排列的鏈狀順序稱為食物鏈。生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈彼此交錯(cuò)連接,形成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),即為食物網(wǎng)。一個(gè)營養(yǎng)級(jí)是指處于食物鏈某一環(huán)節(jié)上的所有生物種的總和。能量通過營養(yǎng)級(jí)逐漸減少,如果通過各營養(yǎng)級(jí)的能流量,由低到高畫成圖,就成為一個(gè)金字塔形,稱為能量錐體;同樣如果以生物量或個(gè)體數(shù)目來表示,就能得到生物量錐體和數(shù)量錐體,3類錐體合稱為生態(tài)錐體。3?說明同化效率、生產(chǎn)效率、消費(fèi)效率和林德曼效率的關(guān)系。同化效率是指植物吸收的日光能中被管和作用所固定的能量比例,或被耽誤攝食的能量中被同化了的能量比例,即Ae=An/In。生產(chǎn)效率指形成新生物量的勺生產(chǎn)能量占同化能量的百分比。生產(chǎn)效率=n營養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)量/n
營養(yǎng)級(jí)的同化能量,即Pe=Pn/An。消費(fèi)效率指的是n+1營養(yǎng)級(jí)消費(fèi)的能量占n營養(yǎng)級(jí)凈生產(chǎn)能量的比例,即Ce=In+1/Pno林德曼效率是指n+1營養(yǎng)級(jí)所獲得的能量占n營養(yǎng)級(jí)獲得能量之比,它相當(dāng)于同化效率、生產(chǎn)效率和消費(fèi)效率的乘積,即l=行=Arxpx烏oeIIAPnnnn4?什么是負(fù)反饋調(diào)節(jié),它對(duì)維護(hù)生態(tài)平衡有什么指導(dǎo)意義?負(fù)反饋調(diào)節(jié)是指生態(tài)系統(tǒng)中某一成分發(fā)生變化,它必然引起其他成分出現(xiàn)一系列相反變化,這些變化又反過來影響最初發(fā)生變化的那種成分。負(fù)反饋控制可以使系統(tǒng)保持穩(wěn)定,在通常情況下,生態(tài)系統(tǒng)會(huì)保持自身的生態(tài)平衡,當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的最穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),它能夠自我調(diào)節(jié)和維持自己的正常功能,并能在很大程度上克服和消除外來干擾,保持自身穩(wěn)定性。第十二章生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)1?測定初級(jí)生產(chǎn)量的方法有哪些?收獲量測定法:定期收割植被,干燥到質(zhì)量不變,然后以每年每平方米的干物質(zhì)質(zhì)量來表示。取樣測定干物質(zhì)的熱當(dāng)量,并將生物量換算為J/(m2?a)。為了使結(jié)果更精確,要在整個(gè)生長季中多次取樣,并測定各個(gè)物種所占的比重。氧氣測定法:即黑白瓶法,根據(jù)初始瓶(IB)、黑瓶(DB)、白瓶(LB)溶氧量,即可求得:初級(jí)凈生產(chǎn)量-LB-IB;呼吸量=IB-DB;總初級(jí)生產(chǎn)fi=LB-DBoCO2測定法:用塑料帳將群落的一部分罩住,測定進(jìn)入和抽出的空氣中CO2含量。放射性標(biāo)記物測定法:將放射性14C以14CO32-的形式,放入含有自然水體浮游植物的樣瓶中,沉入水中經(jīng)過短時(shí)間培養(yǎng),濾出浮游植物,干燥后測定放射活性,然后通過計(jì)算,確定光合作用固定的碳量。葉綠素測定法:提取葉綠素后,在分光光度計(jì)中測量光吸收,再通過計(jì)算,化為每平方米含葉綠素多少克。2?地球上各種生態(tài)系統(tǒng)的總初級(jí)生產(chǎn)量占總?cè)肷淙展饽艿谋嚷识疾桓?,那么初?jí)生產(chǎn)量的限制因素有哪些?試比較水域和陸地兩大類生態(tài)系統(tǒng)。初級(jí)生產(chǎn)量的限制因素有光、co2、取食、h2o、營養(yǎng)、光合作用途徑。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,光、co2、水和營養(yǎng)物質(zhì)是初級(jí)生產(chǎn)量的基本資源,溫度是影響光和效率的主要因素,而食草動(dòng)物的捕食會(huì)減少光合作用生物量。在干旱地區(qū),植物的凈初級(jí)生產(chǎn)量幾乎與降水量有線性關(guān)系;溫度與初級(jí)生產(chǎn)量的關(guān)系比較復(fù)雜:溫度上升,總光合速率升高,但超過最適溫度則又轉(zhuǎn)為下降;而呼吸率隨溫度上升而呈指數(shù)上升。在水域生態(tài)系統(tǒng)中,光是影響水體初級(jí)生產(chǎn)力的最重要的因子,萊賽爾提出預(yù)測海洋初級(jí)生產(chǎn)力的公式:P=RxCx3.7,這個(gè)公式表明,海洋浮游植物的凈初級(jí)生產(chǎn)力,取決于太陽的k日總輻射量,水中的葉綠素含量和光強(qiáng)度隨水深度而減弱的衰變系數(shù);決定淡水生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)量的限制因素,主要是營養(yǎng)物質(zhì)、光和食草動(dòng)物的捕食,營養(yǎng)物質(zhì)中,最重要的是N和Po3?這樣估計(jì)次級(jí)生產(chǎn)量?按同化量和呼吸量估計(jì)生產(chǎn)量,即P=A-R;按攝食量扣除糞尿量估計(jì)同化量,即A=C-FUo測定次級(jí)生產(chǎn)力的另一途徑P=Pg+Pr(式中,Pr為生殖后代的生產(chǎn)量,Pg為個(gè)體增重的部分)4?自養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)和異養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)別有哪些?自養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)是靠綠色植物固定太陽能,直接依靠太陽能的輸入來維持其功能;而異養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)不依靠或基本上不依靠太陽能的輸入,它
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