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1、精选优质文档-倾情为你奉上环境生态学期末复习资料（说明：宋体是要掌握的，楷体要知道）第一章 绪论1、生态圈的定义生物圈与生命支持系统的统一体,是地球上全部生物和与之发生相互作用的环境的总和2、生态圈的结构（1）生命系统 生物圈：地球上所有生物存在的空间； 地表以上达23km高空,地表以下可延伸到12km的深海。 （2）生命支持系统 生命系统生存所需的必要条件：大气圈；水圈；岩石圈；能量。3、生态圈运行的主要特点生态圈运行的主要能量来源于太阳能生态圈的物质是封闭循环的生态圈是具有自我调节和控制的自持系统生态圈具有优化演进方向的能力4、环境问题的定义与分类（1）定义：所谓环境问题，是指人类为其自身
2、生存和发展，在利用和改造自然界的过程中，对自然环境破坏或污染所产生的危害人类生存的各种不利的反馈效应。 （2）类型：两大类一是不合理地开发和利用资源而对自然环境的破坏以及由此产生的各种生态效应，即通常所说的 生态破坏问题;二是因工农业生产活动和人类生活所排放的废弃物造成的污染，即 环境污染问题。 5、环境生态学的定义：研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。 6、环境生态学的形成与发展1）环境生态学产生于 20世纪 60年代初。美国海洋生物学家蕾切尔卡逊发表了寂静的春天，为环境生态学的启蒙之著和学科诞生的标志。 2）20世纪70
3、年代，增长的极限的发表，是环境生态学发展的初期阶段的主要象征。为环境生态学的理论体系奠定了基础。3）1972年，联合国人类环境会议在斯德哥尔摩召开，大会通过的人类环境宣言 只有一个地球 对一个小小行星的关怀和维护发表，促进了环境生态学理论体系的完善和发展。 4）1987年，B.福尔德曼出版了第一本环境生态学的教科书，对环境生态学的发展起了积极的推动作用。5）世界环境与发展委员会(WCED)于 1987年提交了题为我们共同的未来的研究报告。环境生态学已由学科理论体系的完善和成熟，发展到理论指导下的实际应用的新阶段。 7、环境生态学主要研究范畴：人为干扰下生态系统内在变化机制和规律研究；生态系统受
4、损程度及危害性的判断研究； 各类生态系统的功能和保护措施的研究； 解决环境问题的生态学对策研究；8、环境生态学学科任务及研究进展1）主要任务研究以人为主体的各种环境系统在人类活动的干扰下，生态系统演变过程、生态环境变化y的效应以及相互作用的规律和机制，寻求受损生态环境恢复和重建的各种措施。 2）研究进展人为干扰的方式及强度的识别；退化生态系统的特征判定；人为干扰下的生态演替规律；受损生态系统恢复和重建技术 ；生态系统服务功能评价；生态系统管理；生态规划和生态效应预测9、生态学发展简史，可概括为以下四阶段(1)奠基阶段；(2)建立初期；(3)发展及成熟期；(4)生态科学体系的兴起10、环境科学：
5、环境科学是研究和指导人类在认识、利用和改造自然中，正确协调人与环境相互关系，寻求人类社会可持续发展途径与方法的科学。11、环境科学主要研究内容：人类与其生存环境的基本关系；污染物在自然环境中的迁移、转化、循环和积累的过程及规律 ；环境污染的危害 ；环境质量的调查、评价和预测 ；环境污染的控制与防治 ；自然资源的保护与合理使用 ；环境质量的监测、分析技术和预报；环境规划 ；环境管理 第二章生物与环境12、A、物种是适应环境的产物 遗传变异 自然选择B、环境：环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。环境由许多环境要素构成，这些环境要素称
6、环境因子。 13、环境：主体周边相关客体的结合1）环境总是针对某一特定主体或中心而言的。2）客体可以是物质的、精神的和运动的。周边包含地域和非地域的概念，根据主体的影响能力，有一定的“辐射半径” 。14、依照主体（中心事物）的差异，区分环境类型：动物的环境；植物的环境；人的环境；城市环境；建筑物的环境；地球的时空环境；小区环境；居住环境；投资环境；教育环境；生产环境；办公环境；创业环境；政治环境；科研环境15、现代生态学中的环境：原生的自然环境；半自然环境；社会环境；既包括自然环境(未经破坏的天然环境)，也包括人类作用于自然界后所发生变化了的环境，以及社会环境。 16、环境的类型1）、按环境的
7、主体分 、以人为主体：其他的生命物质和非生命物质为环境要素，称为人类环境 以生物为主体：生物体以外的所有自然条件为环境，生态学书刊上所采用的分类方法2）、按环境的性质 自然环境；半自然环境；社会环境 3）、按环境的范围大小 宇宙环境： 是指大气层以外的宇宙空间。由广阔的宇宙空间和存在其中的各种天体及弥漫物质组成。地球环境： 是指大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈。区域环境： 是指占有某一特定地域空间的自然环境，它是由地球表面的不同地区，五个自然圈层相互配合而形成的。不同地区，由于其组合不同产生了很大差异，从而形成各不相同的区域环境特点，分布着不同的生物群落。微环境： 是指区域环境中
8、，由于某一个(或几个)圈层的细微变化而导致的环境差异所形成的小环境，如生物群落的镶嵌性就是微环境作用的结果。内环境： 是指生物体内组织或细胞间的环境。17、植物与环境因子的关系第一层：植物生长所必需的环境因子(例如，温、光、水等) 第二层：不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子(例如，风暴、火山爆发、洪涝等)第三层：存在与发生受植被影响，反过来又直接或间接影响植被的环境因子(例如，放牧、火烧地等)18、光的性质波长1504000nm,分紫外光、可见光和红外光三类，波长在380760nm之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是380700nm之间。绿色植物的光合作用是太阳能以化学能
9、的形式进人生态系统的唯一通路，也是食物链的起点。本身又是一个十分复杂的环境因子，太阳辐射强度、光质及光的周期性变化对生物的生长发育和地理分布都产生着深刻的影响，而生物本身对这些变化的光因子也有着极其多样的反应。 19、光照强度与植物的光合作用1）光饱和点：光合作用随光强的增加而增加，当光照强度达到一定水平后，光合产物不再增加或增加得很少，该处的光强度即为光饱和点。2）光补偿点 ：光合作用强度和呼吸作用强度相平衡之处为光补偿点。是植物开始生长和进行净生产所需要的最小光照强度。3）植物的光合作用率在光补偿点之前与光强度成正比，但达光饱和点后,不随光强增加。4）水生植物在水中的分布与光照强度有关。光
10、在水体中的穿透性限制着植物在水体中的分布植物只有在透光带内，它的光合作用量才大于呼吸量，才能正常生长。20、光质对生物的影响及生物对光质的适应1）光合作用的光谱范围只是可见光区(380 - 760 nm )2）生理有效辐射：红、橙光主要被叶绿素吸收，对叶绿素的形成有促进作用;蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素所吸收，将这部分辐射称为生理有效辐射。红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。蓝紫光与青光对植物的生长及幼芽的形成有很大的作用。生活在高山上的植物的茎叶富含花青素，这是因为短波光较多的缘故，也是避免紫外线伤害的一种保护性适应。生长在高山的植物茎干粗短、叶面缩小、毛绒发达也是短波光较多所致。
11、 3）生理无效辐射：绿光则很少被吸收利用，称为生理无效辐射。 4）海洋植物的光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性:海水表层植物色素吸收蓝、红光（蓝光、红光随水深增加很快被水分吸收、散射掉）；深水植物光合色素有效地利用绿光（深水中只有绿光占较大优势）。5)可见光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长及发育等都有影响。6)不同动物发展不同的色觉。21、光周期现象：由于分布在地球各地的动植物长期生活在具有一定昼夜变化格局的环境中，借助于自然选择和进化而形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，这就是在生物中普遍存在的光周期现象。（会） 22、生态因子：是指环境中对生物生长、发育、生殖、行
12、为和分布有直接或间接影响的环境要素。23、环境因子作用的一般特征1）环境因子的综合作用自然界任何环境因子都不是独立的。任何一个单因子的变化必然在不同程度上引起其它因子的变化。2）主导因子作用各环境因子的作用不是等价的，在一定条件下，其中必然有一个或两个是起着主导作用的。对生物起决定性作用的环境因子，称为主导因子。3）直接作用和间接作用环境因子既有直接作用，也有间接作用。环境中的地形因子，其起伏、坡向、坡度、海拔高度及经纬度等对生物的作用不是直接的，而是通过影响光照、温度、雨水等对生物生长、分布以及类型起间接作用。4）环境因子的阶段性作用由于生物生长发育不同阶段对环境因子的需求不同，故环境因子对
13、生物的作用也具阶段性 。 5）环境因子的不可代替性和补偿作用环境中各种环境因子的存在都有其必要性，尤其是作为主导作用的因子，如果缺少便会影响生物的正常生长发育，甚至生病或死亡。所以说生态因子是不能代替的。但环境因子可局部补偿。在一定条件下，某一因子在量上的不足，可以由其他因子来补偿，同样可以获得相似的生态效应。三、环境因子的限制性作用 24、环境因子的限制因子1）生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，但是其中必有一种和少数几种因子是限制生物生存和繁殖的关键性因子，这些关键性的因子就是限制因子。 2）如果一种生物对某一环境因子的耐受范围很广，而且这种因子又非常稳定，那么这种因子就不太可能
14、成为限制因子;相反，如果一种生物对某一环境因子的耐受范围很窄，而且这种因子又易于变化，那么这种因子很可能就是一种限制因子。 25、Shelford耐受性定律1）Shelford的耐受性定律：生物对每一种环境因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间就是生物对这种环境因子的耐受范围，（称生态幅）。任何一个环境因子在数量或质量上的不足或过多，接近或达到某种生物的耐受性限度时，就会使该生物衰退或不能生存。2）生物种的耐受性限度图解（据Smith,1980）第三章 生物圈中的生命系统26、生命系统的层次宏观生态学：以个体和群体为中心与环境关系微生态学：以单细胞为中心与环境关系 分子生态学：以生物活性分子特
15、别是核酸分子为中心与分子环境关系27、种群：种群(population)是指在一定空间中同种个体的组合。28、种群参数的一些基本概念绝对密度：单位空间内个体的数量。相对密度: 利用表示数量多少的相对指标表示密度。生态密度：生物实际占有空间内的个体数量。生理出生率：种群在理想条件下所能达到的最大出生数量，又称最大出生率。生态出生率：一定时期内，种群在特定条件下实际繁殖的个体数量，它受生殖季节、一年生殖次数、一次产仔数量、妊娠期长短和孵化期长短、以及环境条件、营养状况和种群密度等因素影响，又称实际出生率。生理死亡率：最适条件下，所有个体都因衰老而死，这种死亡率称生理死亡率，又称最小死亡率生态死亡率
16、：一定条件下，种群实际的死亡率，又称实际死亡率。 29、种群结构和性比1） 种群的年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。2）生物种群年龄结构的三种基本类型A：增长型种群:呈典型金字塔型，幼年组个体数多，老年组个体数少，种群的死亡率小于出生率，是迅速增长的种群B：稳定型种群: 几乎呈钟形，种群出生率大约与死亡率相当，种群稳定。C：下降型种群: 呈壶形，幼年组个体数少，老年组个体数多，种群的死亡率大于出生率，种群种群数量趋向减少。30、存活曲线1）以年龄（x）为横坐标，以存活数的对数(lgnx )为纵坐标而画成的曲线。一般有三种类型:型：曲线凸型， 幼体和中年个体的存活率相对高，老
17、年个体的死亡率高,如人类、大型哺乳动物、阴性阔叶树种、农作物等。型：曲线呈对角线型，各年龄段的死亡率恒定，如鸟类、水螅、一些阳性树种等。型: 曲线凹型，幼体的死亡率高，成熟个体的死亡率低且稳定。如青蛙、鱼类、草本植物等。31、生命表的分类与种群增长率：A、生命表的分类：动态生命表； 简单生命表；静态生命表；综合生命表；1）动态生命表：根据对同年出生的所有个体进行存活数动态监察资料编制而成。又称为同生群生命表。个体经历了同样的环境条件2）静态生命表：根据某一特定时间对种群年龄结构调查资料而编制的生命表。个体经历了不同的环境条件，假定这些环境条件没有变化32、种群增长模型A、与密度无关的种群增长模
18、型1）种群离散增长模型最简单的单种种群增长的数学模型。方程： Nt1 = Nt 或 Nt = N0t 是种群离散增长模型中有用的量： 1 种群上升； =1 种群稳定；0 0种群上升；r=0 种群稳定；r0 种群下降B、与密度有关的种群增长模型1）假设条件: 世代重叠，连续性生长；在有限环境中的增长，存在环境容纳量（通常以K表示），当Nt=K时种群为零增长，即dN/dt0；环境容纳量:由环境资源所决定的种群限度.即某一环境所能维持的种群数量.增长率随密度上升而降低的变化，是按比例的。“拥挤效应”，种群增加个体时,瞬时对种群产生一种压力,使种群的实际增长率“r”下降。最简单的是每增加一个个体，就利
19、用了1/K的“空间”，产生1/K的抑制作用，N个个体就利用了N/K“空间”，而可供种群连续增长的“剩余空间”只有（1-N/K）的空间。根据假设，其增长方程是在指数增长方程的基础上增加了一个新的项（ 1-N/K ），从而得 ：dN/dt = rN(1-N/K)称为逻辑斯谛方程。33、A、生态入侵：由于人类有意识或无意识地把某种生物带入适宜其栖息和繁衍的地区，种群不断扩大、分布区逐步稳定地扩展，这种过程称为生态入侵。*B、生态对策：生物在进化过程中，在繁殖和竞争等方面具有朝着不同方向、适应不同栖息生境的对策。生物在自然选择中总是面临着两种相反的可供选择的进化对策：即r对策（或r选择）和k对策（或K
20、选择）。r对策：1）r对策者适用于不可预测的多变环境(如干旱地区和寒带)，是新生境的开拓者。2）但存活要靠机会，所以在一定意义上它们是机会主义者，很容易出现“突然的暴发或猛烈的破产”。3）r对策者具有能够将种群增长最大化的各种生物学特性。即高生育力、快速发育、早熟、成年个体小及寿命短且单次生殖多而小的后代。4）如大部分昆虫和一年生植物属r对策者。K对策：1）K对策者适应于可预测的稳定的环境。2）在一定意义上，它们是保守主义者。3）在稳定的环境中，由于种群数量经常保持在环境容量K水平上，故竞争较为激烈。4）K对策者具有成年个体大、发育慢、迟生殖、产仔少而大，但有多次生殖、寿命长、存活率高的生物学
21、特性，以高竞争能力使得以生存。4）如大部分脊椎动物和乔木 r类与k类对策的特征比较34、种群的空间格局分类：随机分布；均匀分布；聚群分布35、集群效应：同一种动物在一起生活所产生的有利作用称为集群效应。36、集群的生态学意义：(1)集群有利于提高捕食效率；(2)集群可以共同抵御敌害；(3)集群有利于改变小生境(4)集群有利于某些动物种类提高学习效率；(5)集群能够促进繁殖37、最小种群原则：集群效应只有在足够数量的个体参于聚集时才能产生。因此，对于一些集群生活的动物种类，如果数量太少，低于集群的临界下限，则该动物种群就不能正常生活，甚至不能生存，即所谓的“最小种群原则”。38、竞争的主要方式有
22、两类：1）资源利用性竞争；2）相互干涉性竞争。39、种间竞争模型洛特卡（Lotka）和沃尔泰勒(Volterra)分别提出了种间竞争模型，称Lotka-Volterra竞争模型。其逻辑斯谛增长模型为基础，引入了新的参数竞争系数（，）。为种群1的竞争系数，表示在种群1的环境中，每增加一个种群2个体对种群1所产生的密度效应。即每个物种2所占的资源相当于个物种1占的资源。例如，一个物种2个体所消耗的食物相当于10个物种1个体消耗的，则=10。 在种群1的环境容纳量（K1）中，除有N1占据外，还有N2的空间或资源被种群2所占用了。显然，越小，种群1的竞争力越强；越大，种群2的种间竞争力越强。为种群2的
23、竞争系数。模型为：dN1/dt=r1N1(k1-N1- N2)/k1dN2/dt=r2N2(k2-N2- N1)/k2 1/K1和1/K2分别为种群1和2的种内竞争强度。/K1是种群2对种群1的种间竞争强度的指标；/K2称为种群1对种群2的种间竞争强度的指标。40、*生物群落：在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成，它们之间及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定功能的生物集合体。也可以说，一个生态系统中具有生命的部分即生物群落41、*群落的基本特征(1) 具有一定的物种组成（2）具有一定的外貌及内部结构生物群落除具有一定的种类组成外，还
24、具有一系列结构特点，包括形态结构，生态结构与营养结构。如种的分布格局，成层性，季相，捕食者和被食者的关系等。但其结构不像一个有机体结构那样清晰，有人称之为松散结构。（3）形成群落环境 (4) 不同物种之间的相互影响（5）一定的动态特征（6）一定的分布范围（7）群落的边界特征群落交错区:相邻生态系统之间的过渡带,其特征是由相邻生态系统之间相互作用的空间、时间及强度所决定的.群落交错区种的数目及一些种的密度增大的趋势被称为边缘效应。42、群落的种类组成最小表现面积：指基本上能够表现出某群落类型植物种类的最小面积称为最小表现面积。群落结构的复杂程度和群落最小面积的大小是一种正比关系。*如我国海南西双
25、版纳的热带砌林最小表现面积约为2500M2，亚热带常绿阔叶林约为1200 M2，寒温带针叶林约为400 M2,灌丛为30-100 M2,草原1-4 M2。43、优势种和建群种：对群落的结构和群落环境的形成起主要作用的植物种称为优势种。1）通常是个体数量多、投影盖度大、生物量高、体积较大、生活能力较强的种。2）群落的不同层次可以有各自的优势种。44、种群的数量特征：1）盖度：是指植物的地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比,即投影盖度。2）后来又出现了“基盖度”的概念，即植物基部的覆盖面积。对于草原群落，常以离地面1英寸(2.54cm)高度的断面计算；对森林群落，则以树木胸高(1.3m处)断面积
26、计算。45、*物种多样性1）生物多样性：一定地区的所有生物（动物、植物及微生物）物种及其变异和其生态系统组成的复杂性。也可以简单说是生物的多样化和复杂性及其物种生境的生态复杂性。2）生物多样性一般有三个水平，即遗传多样性：指地球上生物个体中所包含的遗传信息之总和；物种多样性：指地球上生物种类的多样化；生态系统多样性：指生物圈中生物群落、生境与生态过程的多样化。46、生物多样性的保护措施1）政策 、法律途径 ；2）宣传教育 3）科学研究 生物多样的现状调查 对特殊资源进行研究 多样性保护与开发利用 生物种质资源的就地保护 生物种质资源的迁地保护 种质资源基因库 环境污染对生物多样性污染的影响 4
27、）国际合作 47、生物群落的结构1）生活型：生活型是不同植物对同一环境条件的长期趋同适应而在外貌上反映出相似性和一致性的植物类群。同一生活型的生物，不但体态相似，而且在适应特点上也是相似的。Raunkiaer（丹麦生态学家）按休眠芽在不良季节的着生位置做为生活型的标准，将陆生植物划分为五类生活型（这些生活型被认为是植物在其进化过程中对气候条件适应的结果，因此，可作为某地区生物气候的标志）：高位芽植物：休眠芽位于距地面25cm以上。地上芽植物：更新芽位于土壤表面之上，25之下，多为半灌木或草本植物。地面芽植物：更新芽位于近地面土层内，冬季地上部分全枯死，大多为多年生草本植物。隐芽植物：更新芽位于
28、较深土层中或水中，多为鳞茎类、块茎类和根茎类多年生草本植物或水生植物。 一年生植物：以种子越冬。2）生长型：生长型也反映植物生活的环境条件，相同的环境条件具有相似的生长型,可以看做是生活型的一种划分方法。如生活于荒漠地区的植物，都有叶子细小的特征，为了减少热负担和蒸腾失水的适应。木本植物；半木本植物；草本植物；叶状体植物生活型与生长型决定群落的外貌。外貌是群落分类的重要指标。3）生态型：指同一个种为了在不同的环境中生长，其所适应环境分化出来的性质，在遗传中固定下来而产生的类型称生态型。一个生态型的个体与属于同一生态种的另一个生态型的个体之间能够自由交配繁殖。48、生物群落的演替：1）演替：指某
29、一地段上，一个生物群落被另一个生物群落所代替的过程。2）生物演替的类型A、按照演替延续的时间划分：世纪演替；长期演替；快速演替B、按演替发生的起始条件分：原生演替；次生演替C、按基质性质分：水生演替；旱生演替D、按控制演替的主导因素分：内因性演替（生命活动的结果）；外因性演替（外界环境因素引起）E、按群落代谢特征分：自养性演替（生物量积累越来越多）；异养性演替（有机质越来越少）3）演替方向进展演替：进展演替是指随着演替的进行，生物群落的结构和种类成分由简单到复杂；群落对环境的利用由不充分到充分利用；群落生产力由低到逐步增高；生物群落对外界环境的改造逐渐强烈。 逆行演替：导致生物群落结构简单化；
30、不能充分利用环境；生产力逐渐下降；对外界环境的改造轻微。 周期性演替：多数群落的演替有一定的方向性，但也有一些群落有周期性的变化，即由一个类型转变为另一个类型，然后又回到原有的类型，称周期性演替。如：欧洲的石楠群落：石楠石蕊熊果石楠。4)演替系列：一个群落接着一个群落相继不断地为另一个群落所代替，直至顶极群落，这一系列的演替过程就构成了一个演替系列。A、原生演替系列：原生演替的地点是原始环境，完全没有植被，并且也没有任何植物繁殖体存在，基底条件严酷。原生演替系列包括：从岩石表面（光照强烈、极端干旱）开始的旱生演替系列从湖底（光照不足、水分过多）开始的水生演替系列。B、次生演替系列：次生演替的地
31、点不存在植被，但曾被其他生物定居过，在土壤或基质中保留有植物繁殖体，且基质条件较好。5）生物群落演替的制约因素：A、植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性植物：当植物繁殖体到达一个新环境时，植物的定居过程就开始了。植物的定居包括植物的发芽、生长和繁殖三个方面。只有当一个种的个体在新的地点上能繁殖时，定居才算成功。任一裸地上生物群落的形成，或以新代旧都必然包含植物繁殖体的侵入和定居过程。植物繁殖体的散布与定居是群落演替的先决条件。动物：植物群落成为它们取食、营巢、繁殖的场所。每当植物群落的性质发生变化的时候，居住在其中的动物区系实际上也在作适当的调整，使得整个生物群落内部的动物和植物又以新的联系方
32、式统一起来。 B、群落内部环境的变化群落内部环境的变化是由群落本身的生命活动造成的，与外界环境条件的改变没有直接的关系；群落内物种的生命活动往往使环境变成了不利于自身的居住环境，使原来的群落解体，为其他植物的生存提供了有利条件，从而引起演替。 C、种内和种间关系的改变 种内和种间关系随着外部环境条件和群落内环境的改变而不断地进行调整。尚未发育成熟的群落 ：密度&竞争&竞争力强者发展、弱者被排挤成熟、稳定状态的群落：在接受外界条件刺激的情况下也可能发生种间数量关系重新调整的现象，进而使群落特性或多或少地改变。 D、外界环境条件的变化 虽然决定群落演替的根本原因存在于群落内部，但外界环境条件的变化
33、如气候的变化、地貌的改变、土壤理化性质的改变、以及火烧等常可成为引起演替的重要条件。E、人类对生物群落演替的影响人类的活动是有意识、有目的 ，可以对自然环境中的生态关系起着促进、抑制、改造和建设的作用：放火烧山、砍伐森林、开垦土地 ；抚育森林，管理草原，治理沙漠 ；建立人工群落，控制演替方向和速度。 第四章 生态系统生态学49、生态系统的定义：指在一定的空间内，生物成分和非生物成分通过物质循环和能量流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位，这个生态学功能单位称生态系统。 由英国植物生态学家A.G.Tansley(1935) 提出 50、生态系统的成分：各类生态系统都是由非生物环境和生物
34、环境组成。A.生物环境可分为生产者、消费者和分解者。（1）生产者是生物成分中能利用太阳能，将简单无机物合成为复杂有机物的自养生物。包括所有的绿色植物和能进行光合作用的细菌。生产者通过光合作用将光能转化为化能，不仅为本身的生存、生长和繁殖提供营养物质和能量，而且其制造的有机物也是消费者和分解者唯一的能量来源。因此，生产者是生态系统的必要成分，它们是生态系统所需一切能量的基础。（2）消费者是不能用无机物制造有机物的生物。是直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物质的异养生物。包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。植食动物（食草动物） 一级消费者一级肉食动物（食肉动物） 二级消费者二级肉食动物
35、 三级消费者三级肉食动物 四级消费者杂食动物寄生生物B.非生物环境生态系统的物质和能量的来源。包括：能源：太阳能、其它能源；气候因子：光照、温度、降水、风等；基质和介质：岩石、土壤、水、空气等；物质代谢原料：v 二氧化碳、水、氧气、氮气等v 无机盐类（矿物质原料）v 腐殖质、脂肪、蛋白质、糖类等。51、生态系统的物种结构(1)关键种不同物种在生态系统中有不同的地位，有些物种在维护生物多样性和生态系统稳定方面起着重要作用，如果它们消失或削弱，整个群落和生态系统可能要发生根本性的变化，这样的物种称为关键种 。 关键种的作用可能是直接的，也可能是间接的；个体数量可能稀少，但也可能多；其功能可能是专一
36、的，也可能是多样的。 (2)冗余种在生态系统中有些种是冗余的，这些物种的去除不会引起系统内其它物种的丢失，同时，对生态系统结构和功能不会造成太大的影响。在生态系统中, 有许多物种成群地结合在一起, 扮演著相同的角色, 这些物种中必然有几个是冗余种, 冗余种的去除并不会使群落发生改变。 52、生态系统的营养结构A.食物链：指生态系统中不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条式的关系，即物质和能量从植物开始，然后一级一级地转移到大型食肉动物。食物链上的每一个环节称为营养阶层或营养级，指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。 *食物链的类型：根据食物链的起点不同，可将其分成两大类: （1）牧
37、食食物链：又称捕食食物链，以活的动植物为起点的食物链，如绿色植物，草食动物、各级食肉动物。 （2）腐食食物链：又称碎屑食物链，从死亡的有机体或腐屑开始。B.食物网:很多食物链交叉链锁形成复杂网络结构，即食物网。(1)根据物种在食物网中的位置，可分为三种基本类型：顶位种 没有天敌的物种，仅是捕食者，常称为收点。中位种 既是捕食者又是被食者。基位种 不取食任何其它生物，仅是被食者，称为源点。(2)食物网的控制机理由上而下机理：由捕食者控制的机制。是指低营养层阶层的种群结构受高营养阶层物种（捕食者）的影响，称为下行效应。由下而上机理：由资源所控制的机制。指低营养阶层的种群结构（资源）决定高营养阶层的
38、种群结构，称为上行效应。两种效应都会控制系统的动态，取决于不同群落的具体情况。研究表明，淡水生态系统中多是高营养阶层的生物类群对系统起控制作用，因此，从资源的持续利用和生物多样性角度，应注意水生生态系统的下行效应，保护好系统中高营养阶层生物的保护工作。 53、*生态系统的基本功能 (1)生态系统的生物生产(2)生态系统的能量流动(3)生态系统的物质循环(4)生态系统的信息传递54、初级生产（1）初级生产量或第一性生产量:生态系统中的能量流动开始于绿色植物的光合作用和绿色植物对太阳能的固定。绿色植物固定太阳能是生态系统中第一次能量固定，所以植物所固定的太阳能或所制造的有机物质称为初级生产量或第一
39、性生产量。（2）净初级生产量：在初级生产过程中，植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉了，剩下的可用于植物的生长和生殖，这生产量称为净初级生产量。净初级生产量是可供生态系统中其他生物利用的能量总初级生产量：包括呼吸消耗在内的全部生产量称为总初级生产量（3）三者之间的关系是：GP=NP+R（4）生物量：在某一特定时刻调查时，生态系统单位面积内所积存的有机物质。即净生产量的积累量。生产量和生物量不同，生产量含速率的概念。对生态系统中某营养级来说，总生产量不仅因生物呼吸而消耗，也由于受更高营养级动物的取食和生物的死亡而减少，所以某一时期内生物量的变化为：dB/dt=GP-R-H-D55、*次级
40、生产（1）次级生产：消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过同化作用形成异养生物自身物质的过程，称为次级生产，亦称第二性生产。次级生产的过程可用概括于下面的图解中：56、一个动物种群的能量收支情况可用下列公式表示：C=A+FU(C为动物从外界摄食的能量；A为被同化能量；FU为粪、尿总量)其中， A=P+R（P代表净生产量；R代表呼吸能量 ） 净次级生产量P=C-FU-R57、生态系统中的能量流动：能量在生态系统内的传递和转化规律服从热力学的两个定律，即热力学第一定律和热力学第二定律（1）热力学第一定律（能量守恒定律）： “能量既不能消灭也不能凭空产生，它只能以严格的当量比例由一种形式转变为另
41、一种形式”。（2） 热力学第二定律（熵律）：在封闭系统中，一切过程都伴随着能量的改变，在能量的传递和转化过程中，除了一部分可以继续传递和做功的能量(自由能)外，总有一部分不能继续传递和作功而以热的形式消散的能量，这部分能量使系统的熵和无序性增加。58、*生态系统中能量流动的特点（1）能量是单向流动的生态系统中能量的流动是单一方向的。能量以光能的状态进入生态系统后，就不能再以光的形式存在，而是大部分被各个营养级的生物利用，通过呼吸作用以热的形式不断地逸散于环境中，散失到空间的热能不能再回到生态系统参与流动。*能流的单一方向性主要表现在三个方面：太阳的辐射能以光能的形式输人生态系统后，通过光合作用
42、被植物所固定，此后不能再以光能的形式返回；自养生物被异养生物摄食后，能量就由自养生物流到异养生物体内，也不能再返回给自养生物；从总的能流途径而言，能量只是一次性流经生态系统，是不可逆的。 （2）能量在生态系统内流动的过程是不断递减的过程*从太阳辐射能到被生产者固定，再经植食动物，到肉食动物，再到大型肉食动物，能量是逐级递减的过程。这是因为： 各营养级消费者不可能百分之百地利用前一营养级的生物量； 各营养级的同化作用也不是百分之百的，总有一部分不被同化； 生物在维持生命过程中进行新陈代谢，总要消耗一部分能量。 （3）能量在流动中质量逐渐提高能量在生态系统中的流动除有一部分能量以热能耗散外，另一部
43、分的去向是把较多的低质量能转化成另一种较少的高质量能。各种研究表明：在生态系统能流过程中，能量从一个营养级到另一个营养级的转化效率大约是5%30%之间。平均地，从植物到植物动物的转化效率大约是10%，从植食动物到肉食动物的转化效率大约是15% 。 59、1）生态效率：:指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值关系。2）生态效率常用的几个能量参数：（1）摄取量：I 生物所摄取的能量（2）同化量：A 固定的能量 （3）呼吸量：R 呼吸等的消耗（4）生产量：P 净剩的同化能量（5）利用效率：CE=In+1/Pn（6）同化效率：AE=An/In（7）生产效率：PE=Pn/An（8）
44、林德曼效率：LE=In+1/In（1/10法则）60、*生态系统物质循环：生态系统从大气、水体、土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收，进入生态系统，被其他生物重复利用，最后再归入环境中，称为物质循环，又称为生物地球化学循环。61、流通量：在单位时间或单位体积的转移量就称为流通量 。 生态系统的物质流动以周转率和周转时间来表示。 （1）周转率：出入一个库的流通率(单位天)除以该库中的营养物质总量， 周转率=流通率/库中营养物质总量。周转时间： 库中的营养物质总量除以流通率。 周转时间=库中营养物质总量/流通率。周转时间表达了移动库中全部营养物质所需要的时间。周转率越大，周转时间就越短。62
45、、*物质循环的类型：水循环，气体型循环和沉积型循环。 63、有毒物质循环（1）有毒物质：进入生态系统后，使环境正常组成和性质发生变化，在一定时间内直接或间接地有害于人或生物。（2）有毒物质循环：是指那些对有机体有毒的物质进入生态系统，通过食物链富集或被分解的过程。 （3）有毒物质在生态系统中循环的特点：进入生态系统的途径是多种多样的；大多数有毒物质在生物体内具有浓缩现象，在生物体代谢过程中不能被排泄，而被生物体同化，长期停留在生物体内，造成有机体中毒、死亡；有毒物质进入环境，经过迁移、转化过程，一些有毒物质的毒性会降低，而另一些有毒性则可能增加。64、1）生态系统中的信息，大致可以分为物理信息、化学信息、行为信息和营养信息。2）信息素：生态系统的各个层次都有生物代谢产生的化学物质参与传递信息、协调各种功能，这种传递信息的化学物质统称为信息素65、