《基础生态学》(第二版_牛翠娟、孙儒泳、李庆芬)课后思考题答案.doc 12页

'《基础生态学》（第二版牛翠娟、娄安如、孙儒泳、李庆芬）课后思考题答案第一章绪论1.说明生态学定义。生态学是研究有机体与环境相互关系的科学，环境包括非生物环境和生物环境。生物环境分为种内的和种间的，或种内相互作用和种间相互作用。2.试举例说明生态学是研究什么问题的，采用什么样的方法。生态学的研究对象很广，从个体的分子到生物圈，但主要研究4个层次：个体、种群、群落和生态系统。在个体层次上，主要研究的问题是有机体对于环境的反应；在种群层次上，多度与其波动的决定因素是生态学家最感兴趣的问题，例如种群的出生率、死亡率、增长率、年龄结构和性比等等；在群落层次上，多数生态学家在目前最感兴趣的是决定群落组成和结构的过程；生态系统是一定空间中生物群落和非生物环境的复合体，生态学家最感兴趣的是能量流动和物质循环过程。生态学研究方法可以分为野外的、实验的和理论的三大类。3.比较三类生态学研究方法的利弊。分类利弊野外的可获得大量全面、真实的资料。过程复杂，条件不能控制。实验的条件控制严格，对结果分析较可靠，重复性强，过程简单。获得的资料可靠性有别于现实。理论的直观，过程易实施，可通过修改参数使研究逼近现实。预测结果需通过现实来检验正确性。第一部分有机体与环境第二章有机体与环境1.概念与术语环境是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。生态因子是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分等。生态福是指每一种生物对每一种生态因子，在最高点和最低点之间的范围。大环境指的是地区环境、地球环境和宇宙环境。小环境指的是对生物有直接影响的邻接环境。大环境中的气候称为大气候，是指离地面1.5m以上的气候，由大范围因素决定。小环境中的奇虎称为小气候，是指近地面大气层中1.5m以内的气候。所有生态因子构成生物的生态环境，特定的生物体或群体的栖息地生态环境称为生境。对动物种群数量影响的强度随其种群密度而变化，从而调节种群数量的生态因子，称为密度制约因子。可调节种群数量，但其影响强度不随种群密度而变化的生态因子，称为非密度制约因子。任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素称为限制因子。广温性是指生物对环境中的温度因子的适应范围较宽，这种生物对温度耐受限度较广的特点。具有这种特点的动物叫做广温性动物。狭温性是指生物对环境中的温度因子的适应范围较窄，这种生物对温度耐受限度较窄的特点。具有这种特点的动物叫做狭温性动物。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“植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养元素”。其基本内容是：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存与分布的根本因素，这就是利比希最小因子定律。Shelford于1913年提出了耐受性定律：任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多，即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在那些方面？生态因子相互联系表现在如下方面：（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和影响。任何一个因子的变化，都会不同程度地引起其他因子的变化，导致生态因子的综合作用，例如生物能 够生长发育，是依赖于气候、地形、土壤和生物等多种因素的综合作用。（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性作用的，它的改变会引起其它生态因子发生改变，使生物的生长发育发生改变。（3）阶段性作用：由于生态因子规律性变化使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度。（4）不可替代性和补偿性作用：对生物起作用的诸多生态因子，一个都不能少，不能替代，但在一定条件下，当某一因子数量不足，可依靠相近生态因子的加强得以补偿。（5）直接作用和间接作用：生态因子对生物的行为、生长、生殖和分布的作用可以是直接的，也可以是间接的，有时需经历几个中间因子。第二章能量环境1.概念与术语外温动物（ectotherm）：指依赖外部热源的动物，如鱼类、两栖类和爬行类。内温动物（endotherm）：指通过自己体内氧化代谢产热来调节体温的动物，如鸟类和哺乳类。异温动物（heterotherm）：指的是产生冬眠的内温动物。内温动物经过低温的锻炼后，其代谢产热水平会比在温暖环境中高，这些变化过程是由实验诱导的，４称为驯化（acclimation），如果是在自然界中产生的则称为气候驯化（acclimatization）。内温动物的受调节的低体温现象称为适应性低体温。生长发育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（developmentalthresholdtemperature）或生物学零度（biologicalzero）。由低温诱导的开花，称为春化（vernalization）。暗中生长的植物幼苗，叶片小而呈黄白色的现象，称为黄化现象。2.生物对光照会产生哪些适应？光照对生物的影响包括光质、光照强度、光照周期的影响。不同光质对生物的作用不同，生物对光质也产生了选择性适应，光质不同影响着植物的光合强度，在红橙光下光合速率最快，蓝紫光次之，绿光最差，不同植物的光合色素有一定差异，这些色素种类的差异，反映了不同植物对生境中光质的适应。植物对光照强度的适应表现为阴地植物和阳地植物两类，这种差异是由于叶子生理上的植物形态上的差异造成的；另外，单株植物叶冠内不同结构的“阳叶”和“阴叶”的产生，是植物对自身存在的光环境的一种回应。光照强度不仅使动物在视觉器官形态上产生了遗传的适应性变化，而且与动物的活动行为密切相关，有些适应于白天强光下活动，成为昼行性动物，有些适应于黑夜或晨昏的弱光下活动，，成为夜行性动物或晨昏性动物。光照周期的变化对生物起了信号作用，导致生物出现日节律性的与年周期性的适应性变化，它使生物的生长发育与季节变化协调一致，对动植物适应所处环境具有重要意义。3.生物对极端的高温和低温会产生哪些适应？生物对极端高、低温的适应表现在形态、生理和行为等各个方面。低温的形态适应：植物的芽和叶片常有油脂类物质保护，树干粗短，树皮坚厚；内温动物出现贝格曼规律和阿伦规律的变化。在生理方面，植物减少细胞中的水分，增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物冰点，增强抗旱能力；内温动物主要增加体内产热，此外还采用逆流热交换、局部异温性和适应性低体温等适应寒冷环境。行为上的适应照顾要是迁徙和集群。生物对高温的适应也表现在上述三个方面。生理上，植物主要降低细胞含水量，增加糖和盐的浓度，以及增加蒸腾作用以散热；动物则适当放松恒温性，将热量储存于体内，使体温升高，等夜间再通过对流、传导、辐射等方式将体内的热量释放出去，一些小的内温动物以夜行加穴居的方式，避开沙漠炎热干燥的气候，夏眠或者夏季滞育、迁徙，也是动物度过敢惹季节的一种适应。4.物种的分布完全由温度决定吗？地球上主要生物群系的分布称为主要温度带的反映，年均温度、最高温度和最低温度都是影响生物分布的重要因子，但物种的分布并不完全由温度决定，温度可能与其他环境因素或资源紧密联系，例如相对湿度和温度间的关系，二者共同作用决定了地球上生物群系分布的总格局。5.简述火的生态作用。在生态系统中，火既是一种自然因素，又是人类增加的因素，火的燃烧破坏了生态平衡，同时也为土 壤提供了新养分，促进了生物生长，因此火是一个重要的生态因子。火的生态作用分为有益和有害两个方面，有益作用是促使有机物转变为无机物，同时清除地面杂物，有利于植物吸收水分和养分；有害作用是破坏了生态平衡，降低了土壤吸水与保水的能力。6.简述风的生态作用。风对生物的影响是多方面的。强风常能降低植物生长高度，引起植物矮化，还影响动物的地理分布及体表形态特征。连续的单向风可形成旗形树。风是风媒植物的传粉工具，是某些无脊椎动物迁徙的运输工具，大风具有破坏力，防护林可以减轻风的危害。第三章物质环境1.概念与术语湿生植物（hygrophyte）：通常是指一类生长于隐蔽潮湿环境中，抗旱能力弱的植物，这类植物不能长时间忍受缺水，通气组织发达，以保证供氧。中生植物（mesad）指一类具有一套保持水分平衡的结构与功能的植物，这类植物根系与疏导组织比湿生植物发达，叶面有角质层。旱生植物（siccocolous）是指一类生长在干热草原和荒漠地带，抗旱能力极强的植物，叶片极度退化为针刺状，具有发达的储水组织。腐殖质（humus）是土壤微生物分解有机物时，重新合成的具有相对稳定性的多聚化合物，是植物营养的重要碳源和氮源。不同大小颗粒组合的百分比，称为土壤质地（texture）。土壤颗粒排列形式、孔隙度及团聚体大小和数量称为土壤结构（soilstructure）。盐碱土植物是指一类能够生长在盐土和碱土及各种盐化、碱化土上的植物。2.简述陆地上水的分布及其变化规律。陆地上的水分布不均匀，潮湿冷空气遇冷形成降雨，降雨是陆地上重要的降水，占绝大部分，而在高纬度地区，降雪是主要的水分来源之一。陆地上的降雨量随着纬度发生很大变化，在赤道南北两侧20°范围内，降雨量最大，向南北扩展，纬度为20°～40°地带降雨量丰富，南北半球40°～60°地带为中纬度湿润带，极地地区成为干燥地带。此外，陆地上降雨量多少还受到海陆位置、地形及季节的影响。3.水生植物任何适应于水环境？对于很多水生植物来说，要适应水环境，必须具备自动调节渗透压的能力，特别是要有一定的适应水环境盐度的机制，有的植物的细胞质中有高浓度的适宜物质，从而增加了渗透压，除此之外，还可通过盐腺将盐分泌到叶子外表面；另一方面，水中氧浓度含量很低，水生植物为了适应缺氧环境，使根、茎、叶内形成一套相互连接的通气系统；水生植物长期适应于水中弱光及缺氧，使叶片细而薄，多数叶片表皮没有角质层和蜡质层，没有气孔和绒毛。4.水生动物如何适应于高盐度或低盐度的环境？在低盐度（淡水）环境中，淡水硬骨鱼血液渗透压高于水的渗透压，属高渗透性，鱼呼吸时，水通过鳃和口咽扩散到体内，同时体液中的盐离子通过鳃和尿可排出体外，进入体内的多余水分，由肾排出大量低浓度尿，保持体内水平衡。在高浓度（海水）环境中，海洋硬骨鱼渗透压与环境渗透压相比是低渗性的，它们的渗透调节需要排出多余的盐及补偿失去的水，通过吞进海水补充水分，同时减少排尿，进入体内的盐分则靠鳃排出。5.陆生动物如何适应干旱环境？在干旱环境中，水分是陆地动物面对的最严重的问题。陆生动物要维持生存，必须使失水与得水达到动态平衡，得水途径可通过直接饮水，或从食物所含水分中得到水。动物减少失水的适应形式表现在多个方面，首先是减少蒸发失水，然后大多数陆生动物呼吸水分的回收包含了逆流交换的机制；在减少排泄失水中，哺乳动物肾的保水能力代表了另一种陆地适应性，陆地动物在蛋白质代谢产物的排泄上表现出对干旱环境的适应；陆地动物还通过行为变化适应干旱，昆虫的滞育也是对缺水环境的适应。6.简述大气中CO2与O2浓度同生物的关系。大气中的氧气与二氧化碳关系到生物生存，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。氧气是动物生存的必需条件（厌氧动物除外），动物能量代谢要消耗氧。大气压氧分压随着海拔升高而下降，高海拔低氧是内温动物生存的限制因子，内温动物对高海拔低氧的适应表现在加大了呼吸深度，增加了肺泡气体弥散能力，增加了组织肌红蛋白数量，增加了红细胞数量及血红蛋白浓度，提高携氧能力。7.土壤的物理性质对生物有哪些作用？土壤是由于固体、空气、水分组成的三相复合系统，它主要从以下4个方面影响生物：①质地与结构，这关系到通气性、蓄水性合保肥性，对植物的生长发育、土壤动物生存以及土壤微生物活动具有重要 意义；②水分，可直接被植物根系吸收利用，同时影响土壤动物的生存和分布；③空气呈现高二氧化碳低氧气，影响土壤微生物种类、数量和活动，进而影响植物营养状况；④温度对植物生长发育密切相关，导致土壤动物产生行为适应变化。8.土壤的化学性质对生物有哪些作用？土壤酸度影响矿质盐分的溶解度，从而影响植物养分的有效性，此外土壤酸度还通过影响微生物的活动而影响养分有效性和植物生长，土壤酸度还影响了土壤动物区系及其分布；有机质是土壤肥力的一个重要标志，其中很多成分可促进种子发芽、根系生长，增强植物代谢活动，土壤腐殖质还是异养微生物的重要养料和能源，可活化土壤微生物，土壤有机质对土壤团粒结构的形成、保水、供水、通气、稳温有重要作用，从而影响植物的生长。9.土壤动物如何适应土壤中高二氧化碳与缺氧的环境？土壤中栖息着一类地下兽，它们终生在地下而不上到地面，对土壤中低O2和高CO2浓度产生很好的适应性。地下兽对低氧的适应表现在血红蛋白的浓度增加，血红蛋白的携氧能力增加，同时降低能量代谢，降低体温，以减少对氧气的需求。地下兽的脑中枢对CO2敏感性降低，随着吸入二氧化碳气体浓度升高，呼吸通气量增加缓慢，大量CO2在体内会造成高碳酸症，地下兽通过肾调整盐离子排泄速度，以及提高血液缓冲能力，对高CO2环境产生代偿性适应。10.土壤有哪些生物学特性？土壤的生物学特性是土壤中动植物和微生物获得产生的一种生物化学和生物物理学特性。土壤微生物是土壤中重要的分解者或还原者，在土壤形成过程中期重要作用，此外，土壤微生物生命活动中产生的一些物质能促进植物生长，增强植物抗病能力，总之，土壤微生物对土壤肥力具有重要作用。土壤动物是最重要的土壤消费者和分解者，其生命活动影响了土壤肥力和植物生长，总而言之，活动于土壤中的动物，扎根于土壤中的植物与众多的微生物对土壤的作用，促进了成土作用，改善了土壤的物理性能，增加了土壤中的营养成分。第二部分种群生态学７第四章种群及其基本特征1.什么是种群，有哪些重要的群体特征？种群（population）是在同一时期内占有一定空间的同种生物体的集合，该定义表示种群是由同种个体组成，占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成的一个系统。自然种群有3个基本特征：①空间特征，即种群具有一定的分布区域；②数量特征，每单位面积上的个体数量是变动着得；③遗传特征，种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因组成同样处于变动之中。2.试说明我国计划生育政策的种群生态学基础。我国人口现状的年龄锥体属于典型的金字塔锥体，基部宽顶部狭，表示人口数量中有大量幼体，而老年个体很少，种群出生率大于死亡率，代表增长型种群。在庞大的人口基数的基础上，人的存活曲线为Ⅰ型，曲线凸型，幼儿存活率高，而老年个体死亡率低，在接近生命寿限前只有少数个体死亡，所以人口增长呈上升趋势；从r=lnR0/T来看，r随R0增大而增大，随T增大而变小，据此式，控制人口、计划生育有两条途径：①降低R0值，即使世代净增殖率降低，这要求限制每对夫妇的子女数；②增大T值，可通过推迟首次生殖时间或者晚婚来达到。3.有关种群调节理论有哪些学派，各个学派所强调的种群调节机制是什么？外源性种群调节理论强调外因，认为种群数量变动主要是外部因素的作用，该理论又分为非密度制约的气候学派和密度制约的生物学派。气候学派多以昆虫为研究对象，认为生物种群主要是受对种群增长有利的气候的短暂所限制，因此，种群从来就没有足够的时间增殖到环境容纳量所允许的数量水平，不会产生食物竞争。作为对立面，生物学派主张捕食、寄生和竞争等生物过程对种群调节起决定作用，此外还有一些学者强调食物因素对种群调节的作用，种群的调节取决于食物的量也取决于食物的质。内源性自动调节理论的研究者将研究焦点放在动物种群内部，强调种内成员的异质性，特别是各个体之间的相互关系在行为、生理和遗传特性上的反映，他们认为种群自身的密度变化影响本种群的出生率、死亡率、生长、成熟、迁移等种群参数，种群调节是各物质所具有的适应性特征，能带来进化上的利益。 自动调节理论又分为行为调节学说、内分泌调节学说、遗传调节学说。社群行为是一种调节种群密度的机制，限制了种群增长，随着种群密度变化而变化调节其调节作用的强弱；种群增长由于某些生理反馈机制而得到停止或抑制，使得社群压力下降，这就是种群内分泌调节的主要机制；当种群密度增加，死亡率降低时，自然选择压力较松弛，结果种内变异性增加，许多遗传性较差个体存活下来，当条件回归正常时，这些低质个体因自然选择压力加大而被淘汰，便降低了种内变异性，这就是遗传调节的主要机制。4.什么是集合种群，集合种群与通常所说的种群有何区别？集合种群所描述的是斑块生境中局域种群的集合，这些局域种群在空间上存在隔离，彼此间通过个体扩散而相互联系。通常所说的种群是指在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。集合种群是种群的概念在一个更高层次上的抽象和概括，也就是说多个局域种群集合而组成的系统，因此有人将集合种群称为一个种群的种群。第五章生物中极其变异与进化1.怎么理解生物种的概念？８生物种概念认为种是一组具有相似形态和遗传特性的可以相互交配的自然种群，它们与其他种群之间具有繁殖隔离。生物种有如下特点：①生物种不是按任意给定的特征划分的逻辑的类，而是由内聚因素联系起来的个体的集合；②物种是一个可以随时间进化改变的个体的集合；③物种是生态系统中的功能单位。2.为什么说种群是进化的基本单位？进化生物学认为，变异位于生命科学研究的心脏地位，因为变异既是进化的产物，又是进化的根据，种群内的变异包括遗传物质的变异、基因表达的蛋白质的变异和表型的数量性状的变异，遗传物质的变异主要来自基因突变和染色体突变。同一种群内个体共有一个基因库，物种的进化过程表现为种群世代间基因频率的变化，由于突变、迁入、选择、漂变等原因，使大部分种群内存在相当多的遗传变异。综上所述，因此可以认为种群是进化的基本单位。3.什么是多态现象？多态现象是指种群内出现二种以上不同体型的个体，有不同的结构和生理上的分工，完成不同生理机能使群体成为一个完整整体的现象。4.经历过遗传瓶颈的种群有哪些特点？如果一个种群在某一时期由于环境灾难或过捕等原因导致数量急剧下降，就称其经历过瓶颈。经过瓶颈后，若种群一直很小，则由于遗传漂变作用，其遗传变异会迅速降低，最后可能致使种群灭绝，另一方面，种群数量在经过瓶颈后也可能逐步恢复。第六章生活史对策1.什么是生活史？其包含哪些重要组成成分？生物的生活史是指其从出生到死亡所经历的全部过程，生活史的关键组分包括身体大小、生命率、繁殖和寿命。2.什么是生活史对策？K-对策和r-对策各有那些特点？生物在生存斗争中获得的生存对策，称为生活史对策。r-选择种类具有使种群增长率最大化的特征：快速发育，小型成体，数量多而个体小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期；K-选择种类具有使种群竞争能力最大化的特征：慢速发育，大型成体，数量少而体型大的后代，低繁殖能量分配和长世代周期。3.什么是两面下注理论？两面下注（bet-hedging）是根据对生活史不同分组，包括出生率、幼体死亡率、成体死亡率等的影响来比较不同生境。如果成体死亡率与幼体死亡率相比相对稳定，可预期成体会“保卫其赌注”，在很长一段时间内产生后代（即多次生殖），而幼体死亡率低于成体，则其余分配给繁殖的能量就应该高，后一代一次全部产出（单次生殖），即考虑生境对生物不同生产期死亡率和繁殖力相关变化的影响，来预测最佳生活史对策。第七章种内与种间关系1.种内与种间关系有哪些基本类型？９主要的种内相互作用是竞争、自相残杀、性别关系、领域性、社会等级等；主要的种间相互关系竞争、捕食、寄生和互利共生。2.密度效应有哪些普遍规律？植物种群内部个体间的竞争，主要表现为个体间的密度效应，反映在个体产量和死亡率上。已发现植物的密度效应有两个规律： ①最后产量法则：不管初始播种密度如何，在一定范围内，当条件相同时，植物的最后产量差不多总是一样的。表示为Y=w´d=Ki②-3/2自疏法则：随着播种密度的提高，种内竞争不仅影响到植株生长发育的速度，也影响到植株的存活率，竞争结果典型的是使较少量的较大个体存活下来，叫做自疏。自疏导致密度与生物个体大小之间的关系，该关系在双对数图上具有典型的-3/2斜率。3.什么是红皇后效应？生物进行有性繁殖有什么好处？一个物种的性状作为另一种物种性状的反应而进化，而后一物种的这一性状本身又是作为对前一物种性状的反应而进化的。进化生物学家VanVallen将捕食者与猎物之间这种协同进化关系描述为红皇后效应。一般认为，有性繁殖是对生存在多变和易遭受不测环境下的一种适应性。有性繁殖混合或重组了双亲的基因组，导致产生遗传上易变的配子，并转而产生遗传上易变的后代，遗传新物质的产生，使受自然选择作用的种群的遗传变异保持高水平，使种群在不良环境下至少能保证少数个体生存下来，并获得生殖机会。4.领域行为和社会等级行为有何适应意义？动物的领域行为有利于减少同一社群内部成员之间或相邻社群间的争斗，维持社群稳定，并保证社群成员有一定的食物资源、隐蔽和繁殖场所，从而获得配偶和养育后代。社会等级稳定能减少种群间个体相互争斗消耗的能量，而使种群生长快，并使优势个体在食物、栖息场所、配偶选择中均有优先权，这样保证了种内强者首先获得交配和产出后代的机会，从物种种群而言，有利于种群的保存和延续。5.什么是他感作用，有何生态学意义？他感作用（allelopathy）通常是指一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，度其他植物产生直接或间接的影响。生态学意义：①对农林业生产和管理有重要意义；②他感作用对植物群落的种类组成具有重要影响，是造成种类成分对群落的选择性以及某种植物的出现引起另一类消退的主要原因；③是引起植物群落演替的重要内在因素之一。6.什么是竞争排斥原理？举例说明两物种共存或排斥的条件。竞争排斥原理：在一个稳定环境中，两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起，即完全的竞争者不能共存。双小核草履虫与袋状草履虫一同培养时，双小核草履虫多生活于培养容器的中上部，主要以细菌为食，而另一种则生活在底部以酵母为食，说明两个物种间出现了食性和栖息环境的分化，出现竞争中的分化；而当双小核草履虫与大草履虫一同培养时，由于食性、栖息环境等生态习性相似，双小核草履虫生长很快，并排斥大草履虫，最终使其死亡消失。7.什么是竞争释放和性状替换？１０在缺乏竞争者的时候，物种会扩张其实际生态位，即为竞争释放（competitiverelease）；竞争产生的生态位收缩会导致形态性状发生变化，叫做性状替换（characterdisplacement）。8.谈谈捕食者对猎物种群数量的影响。①任一捕食者的作用，只占猎物总死亡率的很小一部分，因此去除捕食者对猎物种仅有微弱的影响；捕食者只是利用了猎物种中超出环境所能支持的部分个体，所以对最终猎物种群大小没有影响。②如果捕食者数量下降到某一阈值以下，猎物种数量上升，而相反增多，猎物种数量减少，捕食者数量就下降，猎物种群在没有捕食者存在的情况下，按指数增长，捕食者种群在没有猎物的条件下按指数减少。9.怎样管理好草原？植物-食草动物系统也称为放牧系统，在放牧系统中，食草动物和植物之间具有复杂的相互关系，简单认为食草动物的牧食会降低草场生产力是错误的，Mc-Naughton曾提出一个用以说明有蹄类放牧与植被生产力之间的关系的模型，表明在放牧系统中，食草动物的采食活动在一定范围内可以刺激植物净生产力的提高，超过此范围净生产力开始下降，随着放牧强度增加，就会逐渐出现严重多度放牧的情形。依据此原理，应该适度放牧，以提高植物净生产力，又不造成破坏。10.谈谈寄生者与寄主的协同进化。 寄主被寄生者感染后会发生强烈的反应，能物理性去除体外寄生者或提高免疫力靠细胞水平产生特异性抗体和局部细胞死亡等措施来抵御寄生者，而寄生者为达到生存目的，也要适应寄主的这些变化而产生一系列机制来适应。寄生者与寄主的协同进化常常使有害“负作用”减弱，而且是平行关系，有的甚至演变为互利共生关系。11.共生有哪些类型？共生分为偏利共生（即两个不同物种的个体间发生一种对一方有利的关系）和互利共生（不同种两个体检一种互惠关系）。互利共生又分为专性互利共生、兼性互利共生、防御性互利共生、动物组织或细胞内的共生性互利共生。第三部分群落生态学第八章种群的组成与结构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时间聚集在同一地段上的各种物种种群的集合。在这个定义中，首先强调了时间概念，其次是空间概念。生物群落的主要特征是①具有一定的种类组成；②群落中各物种之间是相互联系的；③群落具有自己的内部环境；④具有一定的动态特征；⑥具有一定的分布范围；⑦具有边界特征；⑧群落中各物种不具有同等的群落学重要性。2.什么是群落交错区，它的主要特征有哪些？群落交错区（ecotone）又称为生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间的国度区域。其主要特征有①它是多种要素的联合作用和转换区，各要素相互作用强烈，生物多样性较高；②生态环境抗１１干扰能力弱，对外力阻抗相对较低，一旦遭到破坏，恢复原状的可能性很小；③生态环境变化速度快，空间迁移能力强。3.何谓生活型，如何编制一个地区的生活型谱？生活型是生物对外界环境适应的外部表现形式，同一生活型的生物，不但体态相似，而且在适应特点上也相似。编制一个地区的生活型谱，需要遵循一定的规律，在同一类生活型中，常常包括了再分类系统上地位不同的许多种，因为不论各种植物在系统分类上的位置如何，只要它们对某一类环境具有相同或相似的适应方式和途径，并在外貌上具有相似的特征，它们就都属于同一类生活型。4.影响群落结构的因素有哪些？影响群落结构的因素主要是生物因素。生物群落结构总体上是对环境条件的生态适应，但在其形成过程中，生物因素起着重要作用，其中作用最大的是竞争与捕食。物种之间的竞争，对群落的物种组成与分布有很大的影响，进而影响群落结构；捕食对次年工程生物群落结构的作用，视捕食者是泛化种还是特异种而异。影响群落结构的因素中其次是干扰，近代多数生态学家认为干扰是一种有意义的生态现象，它引起群落的非平衡特性，强调了干扰在形成群落结构和动态中的作用，中度的干扰能够维持高水平的多样性。此外，空间异质性和岛屿也能影响群落结构。群落的环境不是均匀一致的，空间异质性的程度越高，意味着有更加多样的小生境，能允许更多的物种共存；岛屿大小以及距离大陆的远近，都会影响物种多样性，进而影响群落的结构。5.Raunkiaer频度定律说明了什么问题？这个定律说明：在一个种类分布比较均匀的群落中，属于A级频度的种类占大多数，B、C和D级频度的种类较少，E级频度的植物是群落中的优势种和建群种，其数目也较多，所以占有的比例也较高。这个定律基本适合于任何稳定性较高而种类分布比较均匀的群落，群落的均匀性与A级和E级的大小成正比，E级越高，群路均匀性越大，如若B、C、D级的比例增高时，说明群落中种的分布不均匀，一般情况下，暗示着植被分化和演替的趋势。6.群落结构的时空格局及其生态意义是什么？植物种类组成在空间上的配置构成了群落的垂直结构，那么不同植物种类的生命活动在时间上的差异，就导致了结构部分在时间上的相互更替，形成了群落的时间结构。在某一时期，某些植物种类在群落生命活动中起主要作用，而在另一时期，则是另一些植物种类在群落生命活动中起作用。如在早春开花的植物，在早春来临时开始萌发、开花、结实，到了夏季其生活周期已经结束，而另一些植物种类则达到生命活动高峰。可见，群落的时间格局与组成，会随着时间发生规律性变化，在生境利用方面起着相互补充的作用，达到了对时间因素的充分利用。 7.重要的群落多样性指数有哪些，如何估计？多样性指数是反映丰富度和均匀度的综合指标，主要有辛普森多样性指数和香农-威纳指数。①辛普森多样性指数是基于在一个无线大小的群落中，随机抽取两个个体，它们属于同一物种的概率是多少这样的假设而推导出来，用公式表示为：辛普森多样性指数=随机取样的两个个体属于不同种的概率。假设种i的个体数占群落中总个体数的比例Pi，那么，随机取种i两个个体的联合概率为iP。如果我们将群落中全部种的概率合起来，就能得到辛普森指数D，即å==-SiiDP112。１２香农-威纳指数是用来描述种的个体出现的紊乱和不确定性，不确定性越高，多样性也就越高，计算公式为iSiHPiP21logå==-。香农-威纳指数包含两个因素：其一是种类数目，其二是种类中个体分配上的均匀性。第九章群落的动态1.什么是定居？定居就是植物繁殖体到达新地点后，开始发芽、生长和繁殖的过程。植物到达新地点后，有的不能发芽，有的能发芽但不能生长，或是生长了但不能繁殖，只有当一个种的个体在新地点上能够繁殖，才能算是定居的过程完成。2.原生裸地和次生裸地有什么不同？原生裸地是指从来没有植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了（包括原有植被下的土壤）的地段，如冰川移动等造成的裸地；次生裸地是指缘由植被虽已不存在，但缘由植被下的土壤条件基本保留，甚至还有曾经生长在此的种子或其他繁殖体的地段，这类情况如森林砍伐、火烧等造成的裸地。3.说明水生演替系列和旱生演替系列的过程。（1）水生演替系列：a.自由漂浮植物阶段，植物漂浮生长，其死亡残体增加湖底有机质的聚积，雨水冲刷带来的矿物质沉积也逐渐提高了湖底；b.沉水植物阶段，湖底裸地上最先出现的先锋植物是轮藻属的植物，使湖底抬升作用加快，当水深至2～4m时，一些高等水生植物大量出现，垫高湖底的作用更强了；c.浮叶根生植物阶段，一方面浮叶根生植物残体抬升了湖底，另一方面使水下光照不足，迫使沉水植物向较深湖底转移；d.直立水生阶段，根茎交织使湖底抬升甚至形成浮岛，生境开始出现陆生植物生境特点；e.湿生草本植物阶段，喜湿生的沼泽植物开始定居于新从湖中抬升出来的地面；f.木本植物阶段，灌木首先出现，之后逐渐形成森林。水生演替系列就是湖泊填平的过程，这个过程是从湖泊周围向中央顺序发生的。（2）旱生演替系列：a.地衣植物群落阶段，地衣分泌有机酸腐蚀了岩石表面，再加之物理和化学风化作用，岩石表面出现小颗粒，在地衣残体作用下，有了有机成分；b.苔藓植物群落阶段，苔藓植物的生长积累了更多腐殖质，加强对岩石表面的改造，使岩石颗粒更细小，松软层更厚；c.草本植物群落阶段，种子植物对环境改造作用加强；d.灌木群落极端，与高草混生，形成“高草灌木群落”；e.乔木群落阶段。旱生演替系列就是植物长满裸地的过程，是群落中各种群之间相互关系的形成过程，也是群落环境的形成过程。4.比较个体论演替观与经典的演替观。经典的演替观有；两个基本观点：（1）每一个演替阶段的群落明显不同于下一个阶段的群落；（2）前一个阶段群落中物种的活动促进了下一个阶段物种的建立。个体论演替观提出初始物种组成是决定群落演替后来优势种的假说，强调个体生活史特征、物种对策、以种群为中心和各种干扰对演替的作用。 5.什么是演替顶级？单元演替顶级理论与多元演替顶级理论有什么异同？演替顶级（climax）是指每一个演替系统都是由先锋阶段开始，经过不同演替阶段，到达中生状态的最终演替阶段。１３单元顶级论认为：在同一气候区内，无论演替初期的条件多么不同，植被总是趋向于减轻极端情况而朝向顶级方向发展，从而使得生境适合更多植物生长，最终都趋向于中生型生境，并均会发展成为一个相对稳定的气候顶级。而多元顶级论认为：如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束其演替过程，就能看做顶级群落，在一个气候区域内，群落演替的最终结果，不一定都汇集于一个共同的气候顶级终点，除了气候顶级之外，还可能有土壤顶级、地形顶级、火烧顶级、动物顶级，同时还存在一些复合型顶级。单元演替顶级论和多元演替顶级论都由先锋阶段开始，且最终都到达中生状态，但二者又有不同，前者只强调气候影响，后者强调的是除气候影响外，还有其他要素的影响。第十章群落的分类与排序1.试述中国群落分类的原则、单位与系统。我国生态学家在《中国植被》一书中，采用了“群落生态”原则，即以群落本身的综合特征作为分类依据，群落的种类组成、外貌和结构、地理分布、动态演替等特征及其生态环境在不同等级中均作了相应反映。主要分类单位分为3级：植被型（高级单位）、群系（中级单位）和群丛（基本单位），每一等级之上和之下又各设一个辅助单位和补充单位。高级单位的分类依据侧重于外貌、结构和生态地理特征，中级和中级以下的单位则侧重于种类组成。其系统如：植被型、植被亚型、群系、亚群系、群丛、亚群丛。2.什么是植被型和群系？《中国植被》中将中国植被分为哪几个植被型组合哪几个植被型？在植被型组中，把建群种生活型相同或相似，同时对水热条件的生态关系一致的植物群落联合为植被型。凡是建群种或共建种相同的植物群落联合为群系。植被型组分为针叶林、阔叶林、草地、荒漠等；植被型分为寒温性针叶林、夏绿阔叶林、温带草原、热带荒漠等。3.植被型、群系和群丛是如何命名的？植被型不是以优势种来命名，一般均以群落外貌-生态学的方法来命名。群丛的命名方法：凡是已经确定的群丛应正式命名，我国习惯采用联名法，即将各个层中的建群种或优势种和生态指示种的学名按顺序排列。群系的命名依据是只取建群种的名称，如果该群系的优势种是两个以上，那么优势种中间用“+”连接。4.什么是排序？排序方法可以分为哪两类，各有什么特点？所谓排序，就是把一个地区内所调查的群落样地，按相似度来排定各样地的位序，从而分析各样地之间及其与神经之间的相互关系。排序方法分为直接排序和间接排序。直接排序以群落生境或其中某一生态因子的变化来排定样地生境位序；间接排序是用植物群落本身属性（如种的出现与否，种的频度、盖度等等）排定群落样地位序。第四部分生态系统生态学第十一章生态系统的一般特性1.生态系统有哪些主要组成成分，它们如何构成生态系统？生态系统的主要组成成分有非生物环境、生产者、消费者、分解者，生物群落与环境通过不断进行着１４的物质循环和能量流动过程而形成的统一整体，即为生态系统。2.什么是食物链、食物网和营养级？生态锥体是如何形成的？生产者所固定的能量和物质，通过一系列取食和被食的关系，而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被食的关系而排列的链状顺序称为食物链。生态系统中的食物链彼此交错连接，形成一个网状结构，即为食物网。一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。能量通过营养级逐渐减少，如果通过各营养级的能流量，由低到高画成图，就成为一个金字塔形，称为能量锥体；同样如果以生物量或个体数目来表示，就能得到生物量锥体和数量锥体，3类锥体合称为生态锥体。 3.说明同化效率、生产效率、消费效率和林德曼效率的关系。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，或被耽误摄食的能量中被同化了的能量比例，即Ae=An/In。生产效率指形成新生物量的生产能量占同化能量的百分比。生产效率=n营养级的净生产量/n营养级的同化能量，即Pe=Pn/An。消费效率指的是n+1营养级消费的能量占n营养级净生产能量的比例，即Ce=In+1/Pn。林德曼效率是指n+1营养级所获得的能量占n营养级获得能量之比，它相当于同化效率、生产效率和消费效率的乘积，即nnnnnnnnePIAPIAIL=I+1=´´+1。4.什么是负反馈调节，它对维护生态平衡有什么指导意义？负反馈调节是指生态系统中某一成分发生变化，它必然引起其他成分出现一系列相反变化，这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分。负反馈控制可以使系统保持稳定，在通常情况下，生态系统会保持自身的生态平衡，当生态系统达到动态平衡的最稳定状态时，它能够自我调节和维持自己的正常功能，并能在很大程度上克服和消除外来干扰，保持自身稳定性。第十二章生态系统中的能量流动1.测定初级生产量的方法有哪些？（1）收获量测定法：定期收割植被，干燥到质量不变，然后以每年每平方米的干物质质量来表示。取样测定干物质的热当量，并将生物量换算为J/（m2·a）。为了使结果更精确，要在整个生长季中多次取样，并测定各个物种所占的比重。（2）氧气测定法：即黑白瓶法，根据初始瓶（IB）、黑瓶（DB）、白瓶（LB）溶氧量，即可求得：初级净生产量=LB-IB；呼吸量=IB-DB；总初级生产量=LB-DB。（3）CO2测定法：用塑料帐将群落的一部分罩住，测定进入和抽出的空气中CO2含量。（4）放射性标记物测定法：将放射性14C以14CO32-的形式，放入含有自然水体浮游植物的样瓶中，沉入水中经过短时间培养，滤出浮游植物，干燥后测定放射活性，然后通过计算，确定光合作用固定的碳量。（5）叶绿素测定法：提取叶绿素后，在分光光度计中测量光吸收，再通过计算，化为每平方米含叶绿素多少克。１５2.地球上各种生态系统的总初级生产量占总入射日光能的比率都不高，那么初级生产量的限制因素有哪些？试比较水域和陆地两大类生态系统。初级生产量的限制因素有光、CO2、取食、H2O、营养、光合作用途径。在陆地生态系统中，光、CO2、水和营养物质是初级生产量的基本资源，温度是影响光和效率的主要因素，而食草动物的捕食会减少光合作用生物量。在干旱地区，植物的净初级生产量几乎与降水量有线性关系；温度与初级生产量的关系比较复杂：温度上升，总光合速率升高，但超过最适温度则又转为下降；而呼吸率随温度上升而呈指数上升。在水域生态系统中，光是影响水体初级生产力的最重要的因子，莱赛尔提出预测海洋初级生产力的公式：=´C´3.7kPR，这个公式表明，海洋浮游植物的净初级生产力，取决于太阳的日总辐射量，水 中的叶绿素含量和光强度随水深度而减弱的衰变系数；决定淡水生态系统初级生产量的限制因素，主要是营养物质、光和食草动物的捕食，营养物质中，最重要的是N和P。3.这样估计次级生产量？（1）按同化量和呼吸量估计生产量，即P=A-R；按摄食量扣除粪尿量估计同化量，即A=C-FU。（2）测定次级生产力的另一途径P=Pg+Pr（式中，Pr为生殖后代的生产量，Pg为个体增重的部分）。4.自养生态系统和异养生态系统的区别有哪些？自养生态系统是靠绿色植物固定太阳能，直接依靠太阳能的输入来维持其功能；而异养生态系统不依靠或基本上不依靠太阳能的输入，它主要由其他生态系统所生产的有机物输入来维持自身的生存。第十三章生态系统的物质循环1.如何以分室模型的方法研究元素循环？人们在研究生态系统物质循环过程及其规律中，经常使用由一组分室所组成的模型进行模拟。每一次生物化学转变都有一个或多个元素从一种状态转变为另一种状态，我们可以把生态系统中元素的各种状态，看做不同的分室，而元素的进出分室，就好比物理和生物过程改变了元素的状态。元素在分室之间的移动速率很不相同，在某些分室间元素流动的速度很快，另一些分室则很慢，有时还进入不易离开的分室。2.比较气体型和沉积型两类循环的特点。在气体型循环中，大气和海洋是主要的贮存库，有气体形式的分子参与循环过程，如氧气、二氧化碳、氮气等循环。而参与沉积型循环的物质，其分子和化合物没有气体形态，并主要通过岩石风化和沉积物分解为生态系统可利用的营养物质，如磷、钠、钙、镁等。气体型循环和沉积型循环都受太阳能所驱动，并都依托于水循环。3.全球碳循环包括哪些重要的生物和非生物过程？碳循环包括的主要过程是：①生物的同化和异化过程；②大气和海洋之间的二氧化碳交换；③碳酸盐的沉淀作用。4.试论述元素循环之间的相互作用，说明其研究意义。元素循环不是彼此独立的，而是密切关联和相互作用着得，而且表现在不同层次上。例如在光合作用和呼吸作用中，碳和氧循环相互联结；海洋生态系统的初级生产速率受浮游植物N/P比影响，从而使碳循环与氮和磷循环联结起来。正是由于这些联结，人类对于元素循环的干预，将会使这些元素的生物地化循环变得很复杂，并且其后果又常常难以预料。由此可见，充分研究元素循环的彼此相互作用，对于了解人类活动导致全球营养元素循环的后果，并作出控制具有重要意义。第十四章地球上生态系统的主要类型及其分布1.什么是地带性植被？中国陆地生态系统类型的水平分布格局有什么规律？地带性植被是指分布在“显域环境”上的植被类型。中国东部受气候影响，植被自北向南依次分布着针叶落叶林——温带针叶阔叶林混交林——暖温带落叶阔叶林——北亚热带含常绿成分的落叶阔叶林——中亚热带常绿阔叶林——南亚带常绿阔叶林——热带季雨林。西部受大陆性气候影响，加上从北向南出现山系，植被水平分布呈现：温带半荒漠、荒漠带——暖温带荒漠带——高寒荒漠带——高寒草原带——高原山地灌丛草原带。2.什么是垂直地带性？举例说明山地植被垂直带的分布与气候之间的相互关系。植被带大致与山坡等高线平行，并且具有一定的垂直厚（宽）度，称之为植被垂直带性。同一气候带内，由于距离海洋远近不同，而引起干旱程度不同，因此植被垂直带谱也不相同，一般来说，大陆型的垂直带谱，每一个带所处的海拔高度，比海洋型同一植被带的高度要高些，而且垂直带的厚度变小，在不同气候带，垂直带谱差异更大，一般来说，从低纬度的山地到高纬度的山地，构成垂直带谱恶带的数量逐渐减少，同一垂直带的海拔高度逐渐降低，到冻原带，山地植被和平地植被同属于一个类型。3.什么是热带雨林？其主要群落特征有哪些？热带雨林是指耐阴、喜雨、喜高温、结构层次不明显、层外之物丰富的乔木植物群落。其特点是（1）种类组成丰富，高大乔木为主；（2）群落结构复杂，树冠不齐，分层不明显；（3）藤本植物及附生植物极丰富；（4）树干高大挺直，分枝小，树皮光滑，常具板状根和支柱根；（5）茎花现象很常见；（6）寄生植物很普遍，高等有花的寄生植物常发育于乔木的根茎上；（7）植物终年生长发育。4.常绿阔叶林群落有什么特征？常绿阔叶林主要由桦木科、壳斗科等科的乔木组成，其叶无革质硬叶现象，季相变化十分显著，树干常有很厚的皮层保护；群落结构较为清晰，分为乔木层、灌木层和草本层3 个层次；林中藤本植物不发达，几乎不存在有花的附生植物，乔木多为风媒花植物。5.我国青藏高原植被的分布有什么规律？①热量丰富，植被分布界限高；②大陆性强，植被旱生性显著；③植被带宽广；④高原上的山地植被垂直带明显。第五部分应用生态学第六部分现代生态学的发展Ellipsis------SYS__'