基礎生態(tài)學課后習題和答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——基礎生態(tài)學課后習題和答案第一章緒論（康金林整理）1.說明生態(tài)學定義。

生態(tài)學是研究有機體與環(huán)境相互關系的科學，環(huán)境包括非生物環(huán)境和生物環(huán)境。生物環(huán)境分為種內的和種間的，或種內相互作用和種間相互作用。

2.試舉例說明生態(tài)學是研究什么問題的，采用什么樣的方法。

生態(tài)學的研究對象很廣，從個體的分子到生物圈，但主要研究4個層次：個體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)。

在個體層次上，主要研究的問題是有機體對于環(huán)境的反應；在種群層次上，多度與其波動的決定因素是生態(tài)學家最感興趣的問題，例如種群的出生率、死亡率、增長率、年齡結構和性比等等；在群落層次上，多數生態(tài)學家在目前最感興趣的是決定群落組成和結構的過程；生態(tài)系統(tǒng)是一定空間中生物群落和非生物環(huán)境的復合體，生態(tài)學家最感興趣的是能量滾動和物質循環(huán)過程。

生態(tài)學研究方法可以分為野外的、試驗的和理論的三大類。3.比較三類生態(tài)學研究方法的利弊。分類野外的試驗的理論的利可獲得大量全面、真實的資料。弊過程繁雜，條件不能控制。條件控制嚴格，對結果分析較獲得的資料可靠性有別于現可靠，重復性強，過程簡單。實。直觀，過程易實施，可通過修改參數使研究迫近現實。預計結果需通過現實來檢驗正確性。其次章有機體與環(huán)境1.概念與術語

環(huán)境是指某一特定生物體或生物群體周邊一切的總和，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每一種生態(tài)因子，在最高點和最低點之間的范圍。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以內的氣候。

所有生態(tài)因子構成生物的生態(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。

對動物種群數量影響的強度隨其種群密度而變化，從而調理種群數量的生態(tài)因子，稱為密度制約因子。

可調理種群數量，但其影響強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、繁殖或擴散時，這個因素稱為限制因子。

廣溫性是指生物對環(huán)境中的溫度因子的適應范圍較寬，這種生物對溫度耐受限度較廣的特點。具有這種特點的動物叫做廣溫性動物。

狹溫性是指生物對環(huán)境中的溫度因子的適應范圍較窄，這種生物對溫度耐受限度較窄的特點。具有這種特點的動物叫做狹溫性動物。

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：任何一個生態(tài)因子在數量上或質量上的不足或過多，即當其接近或達到某種生物的耐受限度時會使該種生物衰退或不能生存。3.生態(tài)因子相互聯系表現在那些方面？

生態(tài)因子相互聯系表現在如下方面：

（1）綜合作用：環(huán)境中的每個生態(tài)因子不是孤立的、單獨的存在，總是與其他因子相互聯系和影響。任何一個因子的變化，都會不同程度地引起其他因子的變化，導致生態(tài)因子的綜合作用，例如生物能夠生長發(fā)育，是依靠于氣候、地形、土壤和生物等多種因素的綜合作用。（2）主導因子作用：對生物起作用的眾多因子并非等價的，其中有一個是起決定性作用的，它的改變會引起其它生態(tài)因子發(fā)生改變，使生物的生長發(fā)育發(fā)生改變。

（3）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)因子的不同強度。

（4）不可替代性和補償性作用：對生物起作用的諸多生態(tài)因子，一個都不能少，不能替代，但在一定條件下，當某一因子數量不足，可依靠相近生態(tài)因子的加強得以補償。

（5）直接作用和間接作用：生態(tài)因子對生物的行為、生長、生殖和分布的作用可以是直接的，也可以是間接的，有時需經歷幾個中間因子。其次章能量環(huán)境1.概念與術語

外溫動物（ectotherm）：指依靠外部熱源的動物，如魚類、兩棲類和爬行類。內溫動物（endotherm）：指通過自己體內氧化代謝產熱來調理體溫的動物，如鳥類和哺乳類。異溫動物（heterotherm）：指的是產生冬眠的內溫動物。

內溫動物經過低溫的鍛煉后，其代謝產熱水平會比在溫暖環(huán)境中高，這些變化過程是由試驗誘導的，稱為馴化（acclimation），假使是在自然界中產生的則稱為氣候馴化（acclimatization）。內溫動物的受調理的低體溫現象稱為適應性低體溫。

生長發(fā)育是在一定的溫度范圍上才開始，低于這個溫度，生物不發(fā)育，這個溫度稱為發(fā)育閾溫度（developmentalthresholdtemperature）或生物學零度（biologicalzero）。由低溫誘導的開花，稱為春化（vernalization）。

暗中生長的植物幼苗，葉片小而呈黃白色的現象，稱為黃化現象。2.生物對光照會產生哪些適應？

光照對生物的影響包括光質、光照強度、光照周期的影響。

不同光質對生物的作用不同，生物對光質也產生了選擇性適應，光質不同影響著植物的光合強度，在紅橙光下光合速率最快，藍紫光次之，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，反映了不同植物對生境中光質的適應。

植物對光照強度的適應表現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，單株植物葉冠內不同結構的“陽葉〞和“陰葉〞的產生，是植物對自身存在的光環(huán)境的一種回應。光照強度不僅使動物在視覺器官形態(tài)上產生了遺傳的適應性變化，而且與動物的活動行為密切相關，有些適應于白天強光下活動，成為晝行性動物，有些適應于黑夜或晨昏的弱光下活動，，成為夜行性動物或晨昏性動物。

光照周期的變化對生物起了信號作用，導致生物出現日節(jié)律性的與年周期性的適應性變化，它使生物的生長發(fā)育與季節(jié)變化協(xié)調一致，對動植物適應所處環(huán)境具有重要意義。3.生物對極端的高溫柔低溫會產生哪些適應？

生物對極端高、低溫的適應表現在形態(tài)、生理和行為等各個方面。

低溫的形態(tài)適應：植物的芽和葉片常有油脂類物質保護，樹干粗短，樹皮堅厚；內溫動物出現貝格曼規(guī)律和阿倫規(guī)律的變化。在生理方面，植物減少細胞中的水分，增加糖類、脂肪和色素等物質以降低植物冰點，加強抗旱能力；內溫動物主要增加體內產熱，此外還采用逆流熱交換、局部異溫性和適應性低體溫等適應寒冷環(huán)境。行為上的適應照料要是遷徙和集群。生物對高溫的適應也表現在上述三個方面。生理上，植物主要降低細胞含水量，增加糖和鹽的濃度，以及增加蒸騰作用以散熱；動物則適當放松恒溫性，將熱量儲存于體內，使體溫升高，等夜間再通過對流、傳導、輻射等方式將體內的熱量釋放出去，一些小的內溫動物以夜行加穴居的方式，避開沙漠炎熱枯燥的氣候，夏眠或者夏季滯育、遷徙，也是動物度過敢惹季節(jié)的一種適應。

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)境因素或資源緊湊聯系，例如相對濕度和溫度間的關系，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，同時也為土壤提供了新養(yǎng)分，促進了生物生長，因此火是一個重要的生態(tài)因子。火的生態(tài)作用分為有益和有害兩個方面，有益作用是促使有機物轉變?yōu)闊o機物，同時清除地面雜物，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.簡述風的生態(tài)作用。

風對生物的影響是多方面的。強風常能降低植物生長高度，引起植物矮化，還影響動物的地理分布及體表形態(tài)特征。連續(xù)的單向風可形成旗形樹。風是風媒植物的傳粉工具，是某些無脊椎動物遷徙的運輸工具，大風具有破壞力，防護林可以減輕風的危害。第三章物質環(huán)境1.概念與術語

濕生植物（hygrophyte）：尋常是指一類生長于隱蔽潮濕環(huán)境中，抗旱能力弱的植物，這類植物不能長時間忍受缺水，通氣組織發(fā)達，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構與功能的植物，這類植物根系與疏導組織比濕生植物發(fā)達，葉面有角質層。

旱生植物（siccocolous）是指一類生長在干熱草原和荒漠地帶，抗旱能力極強的植物，葉片極度退化為針刺狀，具有發(fā)達的儲水組織。

腐殖質（humus）是土壤微生物分解有機物時，重新合成的具有相對穩(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，稱為土壤質地（texture）。

土壤顆粒排列形式、孔隙度及團聚體大小和數量稱為土壤結構（soilstructure）。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20°范圍內，降雨量最大，向南北擴展，緯度為20°～40°地帶降雨量豐富，南北半球40°～60°地帶為中緯度潮濕帶，極地地區(qū)成為枯燥地帶。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.水生植物任何適應于水環(huán)境？

對于好多水生植物來說，要適應水環(huán)境，必需具備自動調理滲透壓的能力，特別是要有一定的適應水環(huán)境鹽度的機制，有的植物的細胞質中有高濃度的適合物質，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，水生植物為了適應缺氧環(huán)境，使根、莖、葉內形成一套相互連接的通氣系統(tǒng)；水生植物長期適應于水中弱光及缺氧，使葉片細而薄，多數葉片表皮沒有角質層和蠟質層，沒有氣孔和絨毛。4.水生動物如何適應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，水通過鰓和口咽擴散到體內，同時體液中的鹽離子通過鰓和尿可排出體外，進入體內的多余水分，由腎排出大量低濃度尿，保持體內水平衡。

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，它們的滲透調理需要排出多余的鹽及補償失去的水，通過吞進海水補充水分，同時減少排尿，進入體內的鹽分則靠鰓排出。

5.陸生動物如何適應干旱環(huán)境？

在干旱環(huán)境中，水分是陸地動物面對的最嚴重的問題。陸生動物要維持生存，必需使失水與得水達到動態(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。動物減少失水

的適應形式表現在多個方面，首先是減少蒸發(fā)失水，然后大多數陸生動物呼吸水分的回收包含了逆流交換的機制；在減少排泄失水中，哺乳動物腎的保水能力代表了另一種陸地適應性，陸地動物在蛋白質代謝產物的排泄上表現出對干旱環(huán)境的適應；陸地動物還通過行為變化適應干旱，昆蟲的滯育也是對缺水環(huán)境的適應。6.簡述大氣中CO2與O2濃度同生物的關系。

大氣中的氧氣與二氧化碳關系到生物生存，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。氧氣是動物生存的必需條件（厭氧動物除外），動物能量代謝要消耗氧。大氣壓氧分壓隨著海拔升高而下降，高海拔低氧是內溫動物生存的限制因子，內溫動物對高海拔低氧的適應表現在加大了呼吸深度，增加了肺泡氣體彌散能力，增加了組織肌紅蛋白數量，增加了紅細胞數量及血紅蛋白濃度，提高攜氧能力。7.土壤的物理性質對生物有哪些作用？

土壤是由于固體、空氣、水分組成的三相復合系統(tǒng)，它主要從以下4個方面影響生物：①質地與結構，這關系到通氣性、蓄水性合保肥性，對植物的生長發(fā)育、土壤動物生存以及土壤微生物活動具有重要意義；②水分，可直接被植物根系吸收利用，同時影響土壤動物的生存和分布；③空氣浮現高二氧化碳低氧氣，影響土壤微生物種類、數量和活動，進而影響植物營養(yǎng)狀況；④溫度對植物生長發(fā)育密切相關，導致土壤動物產生行為適應變化。8.土壤的化學性質對生物有哪些作用？

土壤酸度影響礦質鹽分的溶解度，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物區(qū)系及其分布；有機質是土壤肥力的一個重要標志，其中好多成分可促進種子發(fā)芽、根系生長，加強植物代謝活動，土壤腐殖質還是異養(yǎng)微生物的重要養(yǎng)料和能源，可活化土壤微生物，土壤有機質對土壤團粒結構的形成、保水、供水、通氣、穩(wěn)溫有重要作用，從而影響植物的生長。9.土壤動物如何適應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，對土壤中低O2和高CO2濃度產生很好的適應性。地下獸對低氧的適應表現在血紅蛋白的濃度增加，血紅蛋白的攜氧能力增加，同時降低能量代謝，降低體溫，以減少對氧氣的需求。地下獸的腦中樞對CO2敏感性降低，隨著吸入二氧化碳氣體濃度升高，呼吸通氣量增加緩慢，大量CO2在體內會造成高碳酸癥，地下獸通過腎調整鹽離子排泄速度，以及提高血液緩沖能力，對高CO2環(huán)境產生代償性適應。10.土壤有哪些生物學特性？

土壤的生物學特性是土壤中動植物和微生物獲得產生的一種生物化學和生物物理學特性。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中產生的一些物質能促進植物生長，加強植物抗病能力，總之，土壤微生物對土壤肥力具有重要作用。土壤動物是最重要的土壤消費者和分解者，其生命活動影響了土壤肥力和植物生長，總而言之，活動于土壤中的動物，扎根于土壤中的植物與眾多的微生物對土壤的作用，促進了成土作用，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）是在同一時期內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體組成，占有一定領域，是同種個體通過種內關系組成的一個系統(tǒng)。

自然種群有3個基本特征：①空間特征，即種群具有一定的分布區(qū)域；②數量特征，每單位面積上的個體數量是變動著得；③遺傳特征，種群具有一定的基因組成，即系一個基因庫，以區(qū)別于其他物種，但基因組成同樣處于變動之中。2.試說明我國計劃生育政策的種群生態(tài)學基礎。

我國人口現狀的年齡錐體屬于典型的金字塔錐體，基部寬頂部狹，表示人口數量中有大量幼體，而老年個體很少，種群出生率大于死亡率，代表增長型種群。在巨大的人口基數的基礎上，人的存活曲線為Ⅰ型，曲線凸型，幼兒存活率高，而老年個體死亡率低，在接近生命壽限前只有少數個體死亡，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，據此式，控制人口、計劃生育有兩條途徑：①降低R0值，即使世代凈增殖

率降低，這要求限制每對夫婦的子女數；②增大T值，可通過推遲首次生殖時間或者晚婚來達到。

3.有關種群調理理論有哪些學派，各個學派所強調的種群調理機制是什么？

外源性種群調理理論強調外因，認為種群數量變動主要是外部因素的作用，該理論又分為非密度制約的氣候學派和密度制約的生物學派。氣候學派多以昆蟲為研究對象，認為生物種群主要是受對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間增殖到環(huán)境容納量所允許的數量水平，不會產生食物競爭。作為對立面，生物學派主張捕食、寄生和競爭等生物過程對種群調理起決定作用，此外還有一些學者強調食物因素對種群調理的作用，種群的調理取決于食物的量也取決于食物的質。內源性自動調理理論的研究者將研究焦點放在動物種群內部，強調種內成員的異質性，特別是各個體之間的相互關系在行為、生理和遺傳特性上的反映，他們認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，種群調理是各物質所具有的適應性特征，能帶來進化上的利益。

自動調理理論又分為行為調理學說、內分泌調理學說、遺傳調理學說。社群行為是一種調理種群密度的機制，限制了種群增長，隨著種群密度變化而變化調理其調理作用的強弱；種群增長由于某些生理反饋機制而得到中止或抑制，使得社群壓力下降，這就是種群內分泌調理的主要機制；當種群密度增加，死亡率降低時，自然選擇壓力較松弛，結果種內變異性增加，大量遺傳性較差個體存活下來，當條件回歸正常時，這些低質個體因自然選擇壓力加大而被淘汰，便降低了種內變異性，這就是遺傳調理的主要機制。4.什么是集合種群，集合種群與尋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，彼此間通過個體擴散而相互聯系。尋常所說的種群是指在同一時期內