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1、绪论 1说明生态学的定义研究有机体及其周围环境相互关系的科学。2.生态学的研究对象（五个层次）个体（有机体）：侧重于有机体对环境的反应，属于生理生态学的范畴例如：根田鼠如何适应高寒低氧 仙人掌如何适应高温缺水种群：栖息在同一地域中同种个体组成的集合体，种群的动态变化，是物种进化的单位例如：野马种群、红杉林群落：栖息在同一地域中的所有种群的集合体、种群间的相互关系例如：山地的鼠类群落生态系统：同一地域中生物群落和非生物环境的集合体、能量流动和物质循环过程例如：陆地生态系统生物圈：地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所、全球过程岩石圈上层、全部水圈和大气圈下层3研究生态学采用的方法：包括 野外
2、的、实验的、理论的，各有利弊。野外的：优点：实地考察，第一性，数据可信度高 缺点：易受外界环境干扰，很难准确地评估实验的：优点：条件控制严格，对结果分析比较可靠，重复性强，可控制生态因子研究一个缺点：实验室条件下不可能做到和野外环境一致理论的：优点：利用数学模型进行模拟研究是理论研究最常用的方法 缺点：很难真实地模拟现实，预测结果可能与现实不符第一部分 有机体与环境 一生物与环境 1概念与术语环境：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。大环境：指地区环境、地球环境和宇宙环境。小环境：指对生物有直接影响的邻接环境，即指小范围内的特定栖
3、息地。大气候：大环境中的气候，是指离地面1.5m以上的气候，是由大范围因素所决定 小气候：小环境中的气候，指近地面大气层中1.5m以内的气候。生境：所有生态因子构成生物的生态环境，特定生物体或群体的栖息地的生态环境。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。生态幅（生态价）：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。在最低点和最高点之间的范围，称为生态幅。密度制约因子：如食物、天敌等生物因子，其对动物种群数量影响的强度随其种群密度而变化，从而调节了种群数量。非密度制约因子：指温度、降水等气候因子，它们的影响
4、强度不随种群密度而变化。限制因子：限制因子是对生物的生存、生长、繁殖或扩散等起限制作用的因子限制因子定律：生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时，都对生物具有限制性影响驯化:在自然环境或实验诱发的条件下，可以稍微调整生物对某个生态因子或某些生态因子的耐受范围。协同作用：一个物种在进化上的变化同时改变了与该物种相关的其它物种所承受的选择压力，导致相关物种的改变，反过来又对该物种的变化施以影响的过程。二个或更多的相互作用的物种，其各自的进化是相互影响的，从而形成了一个相互作用的进化系统，这一机制称为协同进化。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
5、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，级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。3.生态因子相互联系表现哪些方面？（有什么作用特征）1)综合作用：环境中的每个生态因子不是孤立的、单独的存在，总是与其他因子相互联系、相互影响、相互制约的。2)主导因子作用：对生物起作用的众多因子并非等价的，其中有一个是起决定作用的，它的改变会引起其他生态因子发生变化，使生物的生长发育发生变化，这个因子称主导因子。3)阶段性作用：由于生态因子规律性变化导致生物生长发育出现阶段性，在不同发育阶段，生物需要不同的生态因子或生态因子的不同强
6、度。4)不可替代性和补偿性作用：对生物作用的诸多生态因子虽然非等价，但都很重要，一个都不能缺少，不能由另一个因子来替代。5)直接作用和间接作用：生态因子对生物的行为、生长、繁殖和分布的作用可以是直接的，也可以使间接的。有时还要经过几个中间因子。4.生态因子的分类按性质：气候、土壤、地形、生物、人为按有无生命：生物因子、非生物因子种群数量变动：密度限制因子、非密度限制因子按稳定性：稳定因子、变动因子二、能量环境 1概念与术语外温动物:依赖外部的热源来调节体温的动物，调节体温的能力低，如鱼类、两栖类、爬行类内温动物：通过自己体内氧化代谢产热来调节体温。异温动物：产生冬眠的内温动物。发育阈温度或生物
7、学零度：植物和外温动物的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。有效积温法则：外温动物与植物的发育不仅需要一定的时间，还需要时间和温度的结合，即需要一定的总热量，称有效积温，才能完成某一阶段的发育。这个规律的描述就是有效积温法则：K=N(T-C) （不适用于常温动物）有效积温：外温动物与植物的发育不仅需要一定的时间，还需要时间和温度的结合，即需要一定的总热量，称有效积温。春化：植物在发芽前需要一个寒冷期，由低温诱导开花。(p26)黄化现象：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。驯化：内温动物经过低温的锻炼后，其代谢产热会比
8、温暖环境中高。这些变化过程是由实验诱导的，称为驯化。气候驯化：如果是在自然界中产生的则称为气候驯化。适应性低体温：当环境温度过低时，内温动物会自发地从冬眠中醒来恢复到正常状态，而不致冻死，这是与外温动物冬眠的根本区别。内温动物这种受调节的低体温现象称为适应性低体温。贝格曼规律：高纬度的恒温动物比低纬度的相似种类个体要大，如东北虎大于华南虎1.光质的成分、特点、生态作用成分：紫外光：波长760nm特点：低海拔、高纬度长波光多，高海拔、低纬度短波光多夏季、中午短波光多，冬季、早晚长波光多生态作用：叶绿素的吸收光谱不同光质的作用蓝紫光：促进蛋白质的合成 红光：促进糖的合成过量的青光、蓝紫光和紫外线等
9、短波光抑制植物的伸长生长，使植物向光性更敏感紫外线能杀菌，对生物体造成损伤，促进维生素D的合成红外线是地表的基本热源，对外温动物的体温调节和能量代谢有决定性作用2.生物对光质、光照强度的适应对光质：太阳鱼视力的灵敏峰值为500530nm（较透明水层的光波长，利于摄食）；绿色植物和绿藻（叶绿素和胡萝卜素）、红藻（藻红蛋白和藻蓝蛋白）、褐藻和硅藻（叶黄素）光合色素的差异，反映了对不同生境中光质的适应；高山植物含花青素、叶面缩小、毛绒发达（紫外线抑制茎的生长，是一种保护适应）。对光照强度：植物的向光性（仙人掌）、植物秋季落叶、光合能力（p18）（C3植物和C4植物）阳地植物和阴地植物、耐阴植物（生理
10、差异、形态差异）动物开始活动的时间、依活动时间的动物分类3.生物对光照周期的适应植物的光周期现象： 开花对日照长短的反应：长日照、短日照、中日照和日中性植物长日照植物：萝卜、菠菜、小麦、凤仙花、牛蒡等短日照植物：玉米、高粱、水稻、棉花、牵牛等中日照植物：甘蔗等少数热带植物日中性植物：蒲公英、四季豆、黄瓜、番茄动物的光周期现象动物繁殖的光周期：长日照和短日照动物，春夏产子的意义昆虫滞育（图2-9）、动物换毛换羽和迁徙的光周期4. 水体温度变化的分布和变化水温的时间变化：变化幅度较气温小不同深度水体的日变化（15m以下无昼夜/日变化）不同深度水体的年变化（140m以下无季节/年变化）水温的成层现象
11、：水温分层：上湖层、斜温层(温梯层)和下湖层春季环流和秋季环流低纬度地区：雨季引起表面水温降低，干季相反海洋：低纬度水域、中纬度水域有成层现象5.土壤温度的分布变化：土壤温度与气温相关土壤温度变化与深度有关（1m以下无昼夜变化，30m以下无季节性变化）土壤温度变化时间较气温滞后，且与深度有关（图2-11）温度变化周期与深度相关（短周期出现在土壤上层）土壤温度的年变化与纬度、海拔有关6.低温对动物的伤害：（极端低温对动物的危害）在温度低于一定的数值，生物便会因低温而受害，这个数值便称为临界低温，在临界低温以下，温度越低生物受害越严重。低温对生物的伤害有两种：冻害：当温度低于-1度时，很多物种被冻
12、死，这是由于细胞内冰晶形成的损伤效应，使原生质膜发生破裂，蛋白质失活或变性，这种损伤称为冻害冷害：喜温动物在0度以上的温度条件下受害或死亡，这可能是通过降低了生物的生理活动及破坏生理平衡造成的，是喜温动物向北方引种和扩张分布区的主要障碍。7.生物对低温的适应（简答）植物：形态结构：油脂、鳞片、密毛、短小、匍匐状，厚皮生理适应：细胞内物质含量变化(糖类、脂肪)动物：形态：贝格曼规律、阿仑规律、毛、皮结构、脂肪层生理：产热依靠基础代谢和非颤抖性产热(褐色脂肪)，身体异温等（图2-21，2-24）行为：迁徙、冬眠、冬睡、滞育、集群（贝格曼规律：高纬度的恒温动物比低纬度的相似种类个体要大，如东北虎大于
13、华南虎。阿仑规律：在寒冷地区生活的哺乳动物的四肢、耳、鼻、尾均有明显缩短的趋势。）8.生物对高温的适应（简答）植物：形态适应：叶片毛、鳞片、颜色、排列生理适应：降低细胞含水量(糖/盐浓度)；旺盛的蒸腾作用；适当放松恒温性（对动物而言，图2-25）动物：形态适应：毛皮性质和颜色生理适应：体温过热行为适应：栖居地点、活动时间（图2-26）9.风对生物生长及形态的影响强风能使植物矮化强风能使树木形成畸形树冠（旗形树） ；强风常使树木形成树皮厚，叶小而坚硬和强大的根系；对鸟兽体表形态特征的影响，例如羽或毛较短，紧贴体表（例如，荒漠中的沙鸡、苔原上的雷鸟）。10.生物对光照会产生哪些适应？光质的生态作用
14、及生物的适应：可见光的强度及照射时间的变化对动物的生殖、生长、发育、行为及体色有显著的影响。光照强度的生态作用及生物的适应：光照强度的对生物的生长、发育和形态建成的作用；植物对光照强度的适应；动物对光照强度的适应生物对光照周期的适应：生物的昼夜节律；生物的光周期现象11.物种的分布完全由温度决定吗？ 还由光来决定12.简述火的生态作用火的有益作用：把枯枝叶烧成灰，形成物质再循环的无机肥料，成为新一轮生命周期的开始。火也可以减少与耐火树竞争的物种。火的有害作用：破坏了自然界的生态平衡，特别是破坏了生物群和它们错综复杂的关系。三、物质环境 1概念与术语湿生植物：湿生植物抗旱能力小，不能忍受长时间缺水，但抗涝性很强，根部通过透气组
