环境生态学整理

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1、第二章 生物与环境(1) 生态因子主要包括哪些类型？ 答：以主客体分类：(1) 生物因子(biotic factors)：动物(animals)、植物(plants)、微生物(microbes)等。(2) 非生物因子(abiotic factors):条件因子：温度、湿度、pH；资源因子：营养物、水、 光照等。以因子性质分类：(1) 气候因子： 如温度、湿度、光、降水、风、气压和雷电等。( 2)土壤因子： 土壤是在岩石风化后在生物参与下所形成的生命与非生命的复合体，土 壤因子包括土壤结构、土壤有机和无机成分的理化性质及土壤生物等。(3) 地形因子： 如地面的起伏，山脉的坡度和阴坡阳坡等，这些因

2、子对植物的生长和分 布有明显影响。(4) 生物因子：包括生物、生物之间的各种相互关系，如捕食、寄生、竞争和互惠共生等(5) 人为因子： 人为因子是生物因子的一种类型，指人及人类活动产生的。(2) 生态因子作用的一般规律。 答：(1)综合作用：多因子对生物的联合作用、因子之间的相互作用(2) 主导因子作用：在诸多因子中，对生物起决定作用的生态因子称为主导因子，主 导因子的作用就是对生物群体生长、发育、演替等生态过程有决定意义的作用。(3) 直接和间接作用：一些生态因子直接对生物及其群落产生影响，而一些生态因子 通过对其他因子的影响发生作用，这称为间接作用。如地形因子中起伏程度、坡向、坡度、 海拔

3、高度及经纬度等对生物的作用不是直接的。(4) 阶段性作用：在生物及其群落生长发育的不同阶段，各种因子的作用特性差异明显。(5) 因子的不可替代性和补偿作用：各生态因子对生物的作用虽然不尽相同，但都不可 缺少，一个因子的缺失不能由另一个因子来替代。但某一因子的数量不足，有时可以靠另 一因子的加强而得到调剂和补偿。例如如果光照不足，可以增加二氧化碳浓度来补偿。(3) 限制因子与Liebig最小因子定律及其应用。 答：限制因子：生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和 繁殖的关键因子就是限制因子。利比希“最小因子定律” (Liebigs “Law of minimum): 植

4、物的生长取决于处在最小量状况的 食物的量。(4) 耐受限定律、生态幅的概念以及应用。 答：“耐受限定律” (Shelfords “Law of tolerance”): 任何一个生态因子在数量和质量上的不 足或者过多，即当其接近或达到某种生物的耐受限度时，就会使该生物衰退或不能生存。 生态幅(ecological amplitude)：每一个种对环境因子适应范围的大小即生态幅，亦称生态价。 限制因子及耐受限定律的实际应用园林绿化的植物品种引种栽培与管理；农业生产中，农作物品种的引种驯化； 农业生产中，合理科学施肥； 渔业生产中，天然饵料生物的增殖； 有害生物防治与控制； 生态修复重建中，生境修

5、复与关键生物引种。（5）举例说明指示生物及意义。 答：指示生物一些生物在与环境相互作用、协同进化过程中，留下了明显的形态、生 理等特征，可以反映和指示环境的某些特征。气候指示：热带地区：椰树寒带：针叶植物亚热带：青冈栎 水分指示：水生植物在水湿环境中生长，使它具有柔嫩、硕大的叶子，但是根系并不发达。莲、 芦苇的生长则反应了水湿环境。旱生植物在干旱环境中生长，使它的叶子已经退化成细小的刺，以减少水分的蒸腾； 但是根系很发达，能从很深很广的地下吸取水分。如骆驼刺的生长反应了干旱环境。 土壤指示：铁芒萁是我国长江流域一带红土壤等酸性土壤的指示植物；碱蓬的生长则指示了盐碱性的土壤环境；弹尾类和蜱螨类土

6、壤动物指示土壤重金属污染。 地质指示：海州香薷（“铜草”）生长茂盛的地方就有铜矿；鸡脚蘑、凤眼兰等植物生长旺盛的地方，往往是藏金之地。 季节（时间）指示：雁子南飞，预示冬季的到来；报春花开花、柳树吐絮，则标志着春天的到来；蛇床花凌晨3点开放；牵牛花凌晨4点开放等。 环境污染指示：苔藓对重金属（砷、镉、铬、铜、铁、铅、镍、矶、锌）污染的指示意义；菠菜可以探测重金属；菖兰可探测HF、氯化氢；A苜蓿和黑麦草可探测铁、硫；荨麻可探测过氧乙酰硝酸； 玉米可探测HF、S02、重金属；矮牵牛可探测乙烯、烃、甲醛；烟草可探测臭氧、NO等等。 环境演变指示：地层年龄；古地理气候变迁；冰川消长；太阳黑子活动等。（

7、6）简述光的生态作用以及生物的适应性。答： （1） 光强的生态作用与生物的适应（a ）光强对光合作用的影响光补偿点（light compensation point）：光合作用合成与呼吸所消耗的碳水化合物达到平衡时 的光照强度，即光合作用所固定的CO2与呼吸释放的CO2相等时的光照强度。光饱和点(light saturation point)：在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而 增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值。黄化现象(etiolation phenomenon):植物因受光不足，不能形成叶绿素而呈现黄色、机械组 织不发达、茎细软、伸长较快、

8、叶子不舒展的现象。某些植物的黄化后具有较高的经济价 值，如豆芽、韭黄、石刁柏等。植物对光照强度的适应：据需光度(light requirement),植物的生态型分为阳生植物(heliophyte,喜阳植物 heliophyllus)适应性特点：叶一般小而厚，枝叶稀疏、树冠透光、枝下高较高。光补偿点相当于全光照的 3%5%。如：蒲公英、杨、柳、桦、松、杉和栓皮栎。阴地植物(sciophyte,喜阴植物、适阴植物sciophiles) 适应性特点：叶一般大而薄，枝叶浓密、枝下高较矮。光补偿点相当于全光照的 0.5%1%。 如：人参、三七、半夏、细辛、铁杉、观音座莲、山酢浆草、连钱草、紫果云杉、红

9、豆杉。(b )影响光强的环境因素纬度天气 地形(山地的阴坡、阳坡)； 植被(高大植物、森林植物顶冠层的遮光)； 水体(光在水体中的衰减、水体消光系数、光补偿深度等) 大气中的颗粒物组成及含量(2) 光质的生态作用与生物的适应(a )生理有效辐射：植物光合作用利用的光谱范围在可见光区(380760 nm)大部分波 段的光，这部分辐射称为生理有效辐射。红、橙光主要被叶绿素吸收，对叶绿素合成有促进作用，糖的合成； 蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素吸收，促进蛋白质合成；(b )生理无效辐射：绿光等很少被植物吸收利用的辐射。影响光质的主要因素： 海拔高度 空气湿度 大气中的尘埃 臭氧层 植物顶冠层(3)

10、光周期的生态作用及生物的适应( a )光周期：昼夜节律、季节节律 光周期现象：受光照和黑夜时间长短变化所制约，植物的各种生理活动依次有规律出 现的现象。(b )植物对光周期的适应长日照植物：通常是在日照时间超过一定数值(14h )时，植物才能够开花，否则只能进行 营养生长，不能形成花芽。如：凤仙花、冬小麦、大麦、油菜、菠菜、甜菜、甘蓝和萝卜等。 短日照植物：通常是在日照时间短于一定数值植物才能够开花，否则只能进行营养生长而不 开花。如：牵牛、菊类、水稻、玉米、大豆、烟草、麻和棉等，通常在早春或深秋开花。中日性植物：中日性植物只有在某一定中等长度的日照条件下才能开花,而在较长或较短日 照下均保持

11、营养生长状态的植物。例如甘蔗，最适日照长度是 12.5 小时，再长和再短的日 长下都不开花。中间性植物：在任何日照条件下都可以开花，如番茄、黄瓜等。(c)动物的光周期侯鸟：侯鸟的迁徙由日照长度的变化所引起；鸟类的开始生殖时间也受日 照长度的周期性变化决定； 鱼类的生殖和迁移也有光周期现象； 昆虫的光周期现象； 哺乳动物的生殖和换毛： 长日照兽类：随着春天日照长度的逐渐增加而开始生殖，如雪貂、野兔和刺猬等，尤其是高纬度的种类；短日照兽类：随着秋天日照逐渐缩短，开始交配繁殖，到春天条件较好时产出幼子 (d )影响光周期的因素由于地球的自转和公转规律恒定，因此，光周期是地球上最严格和最稳定的周期性变

12、化现象 影响光周期的主要因素有季节变化和纬度变化。(7) 温度对生物作用的“三基点”和积温的生态学意义。答： P24 三基点 积温是某一时段内逐日平均气温积累之和。可按年、季、月或大春生产季、小春生产季、 干季、雨季等不同时段，统计计算积温，一般根据应用服务需要确定。计算作物所需积温 一般按作物生长发育时期划分，如计算播种至拔节、播种至开花、开花至成熟 等时段 的积温。K = N TN 为生长期中所需时间，称为发育历期;T为发育期的平均温度；K为一个常数，即总积温。有效积温是某作物生育时期内日有效温度的总和，日平均温度减去生物学零度的差值即有 效积温。有效积温中不包含低于生物学零度(起始温度)

13、的温度值，所以用来表征作物生长发育对 热量条件的要求更为准确。与活动积温相比，有效积温变化小，相对较为稳定，多应用于 作物生育速度的计算和发育时期的预报。K = N (T-C)(8)温度对植物分布的影响。P25答：在全球范围内的区域分布(水平分布)：热带雨林亚热带常绿阔叶林、常绿硬叶林温带夏绿阔叶林、寒温性针叶林及草原寒带苔原在山区垂直分布山地常绿阔叶林山地常绿、夏绿阔叶混交林山地夏绿阔叶林山地针阔叶混交林亚高山针叶林高山矮林带亚高山草甸高山灌丛带高山草甸山地苔原(9)水分对生物的影响以及生物的适应。P25 答： (a) 陆生植物湿生植物、中生植物、旱生植物(b) 水生植物 水生植物的适应性特

14、征：通气组织发达，以保证各器官对氧气的需求；机械组织不发达甚至退化，适应于水流，以增强植物的弹性和抗扭曲能力； 水下叶片多分裂为带状、线状，而且叶片很薄(有的甚至仅一层细胞)，以增加吸 收阳光、无机营养盐和 CO2 的叶面积。(c) 水生植物类型沉水植物(submerged plant);浮叶植物(leaf-floating plant),漂浮植物(floating plant);挺水植物(emergent plant)(10)土壤的生态作用以及植物的适应性。答：(1) 土壤的生态作用(a) 土壤的特性：土壤是岩石圈表面能够生长动植物的疏松表层，是陆生生物生活的基质，它提供生物生活 所必须的矿

15、物元素和水分。(b) 土壤的生态作用 土壤是植物的立足点； 土壤向植物提供全部水分； 土壤向植物提供营养物，土壤的理化性质影响着植物对营养盐物的吸收利用；(c ) 土壤养分循环的生态学意义 植物光合作用生成的碳水化合物，只有与氮结合，组成各种生活氨基酸、蛋白质及核酸， 植物才能旺盛生长并进行物质和能量代谢。(2) 植物对土壤条件的适应对土壤营养条件的适应 贫养植物：松、杜鹃、芒萁等； 富养植物：榛、白蜡、小麦等；喜硝植物：葎草、荨麻、藜、接骨木、烟草等； 嫌硝植物：羽扇豆等；极端钙植物：火棘、苏铁等； 喜钙植物：花生、落叶松、苜蓿等； 嫌钙植物：泥碳藓、石南等。(3) 对土壤酸碱度、盐碱度的适应 盐土对植物的伤害 碱土对植物的伤害 耐盐碱植物真盐生植物：盐节木 泌盐植物：柽柳、大米草 盐生旱生植物：假木贼 盐生湿生植物：海孔草第 3 章 环境与生物