环境生态学复习资料.docx

1、环境生态学复习资料环境生态学复习资料环境生态学教学内容 第一章 绪论 第二章 生物与环境 第三章 生物圈中的生命系统（种群生态学、群落生态学） 第四章 生态系统生态学 第五章 生态系统服务 第六章 退化生态系统及其修复、生态工程（教材中第六、八章合并，课外内容） 第七章 生物毒理与生物富集（教材中第七章部分内容） 第八章 生态管理、生态影响评价、生态规划、生态监测（教材中第九章、第七章部分） 第九章全球环境变化与可持续发展（教材中第十章、课外内容）掌握内容第一章绪论 1. 生态学概念及研究对象。生态学定义：研究生物与周围环境（生物、非环境环境）之间相互关系的科学。研究对象：生态学是以生物个体、

2、种群(Population)、群落(Community)、生态系统(Ecosystem)甚至生物圈（Biosphere）为研究对象。2.环境生态学的概念 。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。是生态学和环境科学的交叉学科。3.环境科学的研究内容 。 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1. 物种（种

3、）的概念，其内在因素。生物种（种）：概念：形态相似的个体之集合。内在因素：生殖、遗传、生理、生态、行为。2.生物协同进化，相关例子。（1）概念：一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。 （2）例子：捕食者和猎物之间的相互作用是生物协同进化的最好实例。3.环境科学和生态学中“环境”的概念。环境科学的“环境”：以人为主体，其他的生命物质和非生命物质都被视为环境要素。生态学的“环境”：以生物为主体，生物体以外的所有自然条件称为环境。4.环境因子与生态因子的区别点。环境因子：指人之外的所有环境要素。(环境因子环境要素,如水、

4、大气、土壤、声)生态因子：对生物生物的生长、发育、生殖、行为和分布起作用的环境因子。5.生态因子空间分布特征。1、纬度地带性 2、垂直地带性 3、经度地带性6.生境概念、生态幅的概念。生境：生物生活地段上的生态环境。生态幅：每种生物对一种生态因子都有耐受的最低点和最高点，其范围即生态幅或生态价。 7.光补偿点和光饱和点的概念、示意图。光补偿点和光饱和点：光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点；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。 8. Liebig最小因子定律、Shelford耐受性定律。“最小因子定律”：植物的生长取决于那些处于最低量

5、的营养元素，这些处于最低量的营养元素称最小因子。“耐受性定律”：每种生物对一种生态因子都有耐受的最低点和最高点，其范围即生态幅 (ecological amplitude) 或生态价(ecological valence) 。任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多，就会使该生物衰退或不能生存。A.“限制因子” (limiting factors)：在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子，称限制因子。B.生物对生态因子耐受限度的调整内稳态：生物系统通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定。通过形态、行为和生理适应实现。大多数内稳态机制依赖于负反

6、馈过程。C.生态因子的空间分布特征（植物）：光合作用率在光补偿点 附近与光强度成正比，但达光饱和点后，不随光强增加。D.光合作用的光谱范围只是可见光区，其中红、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。而绿光则很少被吸收利用，称为生理无效辐射。E.光周期现象(photoperiodism)：Garner等人(1920)发现明暗交替与长短对植物的开花结实有很大的影响。这种植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应，称光周期现象。F.植物光周期现象对繁殖(开花)的影响，区分为长日照植物和短日照植物。日照超过一定数值才开花的植物称长

7、日照植物；短日照短于一定数值才开花的植物称短日照植物，一般需要较长的黑暗才能开花。前者如小麦、油菜，后者如苍耳、水稻。一般短日照植物起源于南方，长日照植物起源于北方。G.参与生命活动的各种酶都有其最低、最适和最高温度，即三基点温度。高温使蛋白质凝固，酶系统失活；低温引起细胞膜系统渗透性改变、脱水、蛋白质沉淀以及其他不可逆转的化学变化。一般，生长在低纬度的生物高温阈值偏高，生长在高纬度的生物低温阈值偏低。外温的季节性变化引起植物和变温动物生长加速和减弱的交替，如形成年轮。H.有效积温法则：植物在生长发育过程中，需从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且各发育阶段所需要的总热量是一个常数

8、，称总积温或有效积温。KN（TC）其中，N为发育历期，即生长发育所需时间，T为发育期间的平均温度，C是发育起点温度，又称生物学零度，K是总积温（常数）。I.有效积温意义：预测生物发生的世代数；预测生物地理分布的北界；预测害虫来年的发生程历；制定农业气候区划，合理安排作物；应用积温预报农时。J土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，固体占85以上，根据土粒的直径大小，可将土粒分为：粗砂、细砂、粉砂和粘粒，其组合百分比称土壤质地，根据土壤质地,可将土壤分为：砂土、壤土和粘土。第三章生物圈中的生命系统一、掌握1.种群的概念；种群与种概念的区别；种群生态学的核心研究内容。（1）种群：在一定空间和一定时

9、间的同一物种个体的集合体。是构成物种的基本单位，也是构成群落的基本单位(组成成分)。（2）区别种群和种(物种)的概念 ：种是能够相互配育的自然种群的类群，不同种之间存在生殖隔离现象，是一个分类阶元。一个物种可以包括许多种群;不同种群之间存在明显的地理隔离，长期隔离有可能发展为不同亚种，甚至产生新的物种。种群生态学核心研究内容：种群个体数量在时间和空间上的变动规律及其调节机制：种群个体的数量或密度，种群的分布，种群数量变动和扩散迁移，种群调节。 2.年龄锥体图的类型三种年龄锥体类型：增长型种群（金字塔型）、稳定型种群（子弹头型）、下降型种群（衰老型）。3.生命表的编制目的目的是研究种群数量变动机

10、制和制定数量预测模型。最初用于人寿保险，对研究人口现象和人口的生命过程有重要的意义。4.三种群增长模型的公式及参数含义（与密度无关的2种指数模型和密度有关的增长模型）。种群增长模型包括：与密度无关的种群增长模型（指数增长模型）：种群离散增长模型、种群连续增长模型。与密度有关的种群增长模型。（1）与密度无关的种群增长模型（指数增长模型）：环境中空间、食物等资源是无限的，增长率不受种群密度影响。种群连续增长模型（种群的指数增长）：适用于：世代重叠，繁殖与密度无关，在无限环境中几何增长；繁殖速率恒定：dN/dt=(b-d)NdN/dt: 种群的瞬时数量变化b、d: 每个体的瞬时出生率、死亡率b-d=

11、r: 瞬时增长率(内禀增长率:种群固有的内在增长能力) dN/dt=r N dN/N=r dt Nt=N0et以Nt对时间t作图说明种群增长曲线呈“J”字型。（2）与密度有关的种群增长模型（逻辑斯谛增长）： 适应: 世代重叠，连续性生长；在有限环境中的增长；繁殖速率不恒定。 环境容纳量（K）：由环境资源所能维持的种群数量，当Nt=K时，种群为零增长，dN/dt=0。“拥挤效应”：种群增加一个个体时，瞬时对种群产生一种压力。即每增加一个个体，就利用了1/K的“空间”，N个体利用了N/K“空间”，而可供种群继续增长的“剩余空间”只有（1N/K）。5.“S”型曲线的5个时期。 逻辑斯谛曲线（S型）的

12、5个时期：开始期， 种群个体数很少，密度增长缓慢；加速期，随个体数增加，密度增长逐渐加快；转折期，当个体数达到饱和密度的一半（即K/2）时，密度增长最快；减速期，个体数超过K/2以后，密度增长逐渐变慢；饱和期，种群个体数达到K值而饱和。6.K选择理论的内容（对策者、 K对策者的主要特征、种群增长曲线图、特征动植物、该理论的生态学意义）。（1） K选择理论：根据生物的进化环境和生态对策把生物分为对策者和K对策者。（2）对策者特征：适应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，但存活要靠机会，容易出现“突然的暴发和猛烈的破产”。 对策者具有能够将种群增长最大化的各种生物学特性，即

13、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，一旦环境条件好转，就能以其高增长率迅速恢复种群，使物种能得以生存。（3）K对策者特征：适应于可预测的稳定的环境。当生存环境发生灾变时很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。在稳定的环境（如热带雨林）中，由于种群数量经常保持在环境容纳量K水平上，因而竞争较为激烈。K对策者具有成年个体大、发育慢、迟生殖、产仔（卵）少而大但多次生殖、寿命长、存活率高的生物学特性，以高竞争能力使自己能够在高密度条件下得以生存。 （4）K对策者的区别：在生存竞争中，K对策者以“质”取胜，大部分能量用于提高存活；对策者以“量”取胜，大部分能量用

14、于繁殖。（5）对策者和K对策者的种群增长曲线的差别：在增长曲线上， 对策者和K对策者都有一个平衡点S，种群数量的变化都趋向于平衡点，对策者的数量变化幅度较大。对于K对策者，其种群增长曲线上还有一个灭绝点X。当K对策者的种群数量大于灭绝点，则种群增长；如果低于灭绝点，种群就会发生灭绝。 （6）特征生物：大部分昆虫和一年生植物是对策者。大部分脊椎动物和乔木是K对策者。在同一分类单元中，如哺乳类、啮齿类大部分是对策者，而象、虎、熊猫则是K对策者。（7）选择和K选择理论的意义：在有害动物防治方面，大部分有害动物属于对策者，仅靠一两次灭杀只能暂时控制其数量，一旦灭杀停止，能迅速增殖，种群数量将很快恢复到

15、原有水平；在濒危野生动物的保护方面，大部分珍稀动物属于K对策者，繁殖能力低，一旦种群数量下降到一定的下限灭绝点则难以自然地恢复增长，因此应当不断地给予保护。 7.种内关系、种间关系的类型及概念。种内关系：种群内部的个体与个体之间的关系。包括：集群、种内竞争。种间关系：生活于同一生境中的不同种群之间的关系。包括：寄生与共生、种间竞争、捕食。8.竞争方式类型、种内竞争的意义。种群竞争分类： 种内竞争(发生在同一物种个体之间)种间竞争(发生在不同物种的个体之间)。种内竞争意义：可以导致物种分化、物种形成。 9.生态位、栖息地、生境、生态幅的概念。生态位：自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其

16、与相关种群之间的功能关系。栖息地：生物所处的物理环境。生境：生物生活地段上的生态环境。生态幅：每种生物对一种生态因子都有耐受的最低点和最高点，其范围即生态幅或生态价。 10.两个种群的资源利用曲线示意图，曲线宽窄远近所反映的含义。资源利用曲线：能表示不同物种的生态位分布，为正态曲线，曲线的重叠度表示生态位的重叠度，即对资源的竞争大小。资源利用曲线意义：各物种的生态位窄，相互重叠少，表示物种之间的种间竞争小；各物种的生态位宽，相互重叠多，表示种间竞争大。若两个物种的资源利用曲线完全分开，表明有些资源未被充分利用，扩充利用范围的物种将在进化中获得好处。进化将导致两物种的生态位靠近、重叠，种间竞争加

17、剧，将导致一个物种灭亡或通过生态位的分化而得以彼此都能生存。因此，种内竞争促使两物种的生态位接近，而种间竞争又促使两物种的生态位分离。若物种的生态位狭，激烈的种内竞争将促使其扩展资源利用范围。11.高斯假说两个物种越相似，它们的生态位重叠就越多，竞争也就越激烈。即在一个稳定的环境内，两个以上具有相同资源利用方式的但受资源限制的种，不能长期共存在一起。12.捕食的生态意义意义：往往在对猎物种群的数量和质量的调节上具有重要的生态学意义。多食性的捕食者可以选择多种不同的食物给自身带来更多的生存机会，也具有阻止被食者种群数量进一步下降的重要作用。相反，就被食者而言，当它的密度上升较高时，可能会引来更多

18、的捕食者，从而阻止其数量继续上升。13.生物群落的概念定义：一个生态系统中具生命的部分，是种群的集合体14.群落中种类成员的分类根据在群落中个体数量的多少和所起的作用大小划分：优势种和建群种亚优势种伴生种偶见种或罕见种15.叶面积指数叶面积指数（leaf area index）：LAI总叶面积（单面计算）/单位土地面积。LAI越高该群落的光能利用效率也越高。 16.群落交错区概念及其生态学意义群落交错区（生态交错区、生态过渡带）：是两个或多个群落之间的过渡区域。交叉区含有两个重叠群落中的一些物种以及交叉区本身特有的物种，存在种群数目及一些种群的密度增大的趋势，即边缘效应。17.中度干扰假说中度

19、干扰假说：干扰频繁，物种更换太快，稳定度不够，多样性降低；干扰次数不够（干扰间隔时间太长），物种演化到最后，优势种会占绝对的统治地位。只有中等程度的干扰才能使多样性维持在最高水平。18.岛屿理论及其生态学意义（1）岛屿效应：岛屿的面积越大物种数越多：ScAz（S种数，A面积，z、c常数）。也就是大岛能比小岛供养更多的种。（2）岛屿理论的意义：岛屿生态理论对自然保护区的设计具有指导意义。问：在相同的面积下，建立一个大保护区还是若干个小保护区好？答：大面积保护区能供养的物种也多，小面积则能供养的物种少。建立保护区就会出现边缘效应（交叉效应），建立若干个小保护区就会出现更多的边缘效应。况且对于某些种

20、类来说，小保护区可能比大保护区更好。因此,要取决于下列情况：若每一小保护区的物种均相同，则应建立大保护区。小保护区可以防治传播疾病。在异质的空间里建立保护区，小保护区可以提高空间的异质性，有利于生物的多样性。对于大型动物，需大保护区。19.单元顶极论、多元顶极论的含义及相同点和不同点（1）单元顶极论（气候顶级论）：开始演替的生境和先锋群落可能不同，但在演替过程中群落间逐渐趋向一致，达到和当地气候条件保持协调和平衡的群落，即演替终点。只有排水良好、地形平缓、人为影响较小的地带性生境上才能出现气候顶极。（2）多元顶极论：认为如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可看作顶

21、极群落。在一个气候区域内，除了气候顶极之外，还可有土壤演替顶极、地形顶极、火烧顶极、动物顶极；同时还存在一些复合型的顶极等。一个植物群落只要在某一种或几种环境因子的作用下在较长时间内保持稳定状态，都可认为是顶极群落。（3）单元顶极和多元顶极论的相同和不同点相同点：承认顶极群落是经过单向变化而达到稳定状态的群落，是和生境相适应的。 不同点：单元顶极论认为，气候是演替的决定因素；多元顶极论认为，除气候以外的其他因素，也可以决定顶极的形成。单元顶极论认为，在一个气候区域内，所有群落都趋向形成气候顶极；而多元顶极论不认为所有群落最后都会趋于一个顶极。 A.种群的空间格局类型：均匀型，随机型，成群型。B

22、.生态对策（生活史对策）：生物的生长和繁殖的策略，是生物对它所处环境条件下的不同的适应方式。C.繁殖对策：生物的繁殖问题一直是进化生态学的核心问题之一。Lack D（1954）提出动物总是面对两种对立的进化选择：一种是高生育力但无亲代抚育，一种是低生育力但有亲代抚育。被称为Lack D法则。MacArthur R （1962）提出了K选择的自然选择理论，从而推动了生活史策略研究从定性描述走向定量分析的新阶段。D.玛他种群在物种保护中的指导作用：玛他种群理论用来指导濒危动物的保护。在野外，要保持多少局部种群，每个局部种群要多大，种群之间的距离多远，才能保持一定的迁移率，这些问题成了保护生物学家要

23、解决的主要问题。 E.种的综合数量指标盖度：盖度是植物地上部分垂直投影面积占样地面积的百分比，即投影盖度。F. Raunkiaer的生活型划分系统。陆生植物划分位5类生活型：高位芽植物（休眠芽离地面25cm以上）地上芽植物（休眠芽离地面25cm以下，土面以上）地面芽植物（位于近地面土层内，冬季地上部分部分枯死，为多年生草本植物）隐芽植物（块茎类的植物，如土豆）一年生植物（以种子越冬）。G. 顶极格局假说：在任何一个区域内，随着环境梯度的变化，气候顶极、土壤顶极、地形顶极及火烧顶极等，是连续变化的，构成一个顶极群落连续变化的格局。在这个格局中，分布最广泛且通常位于格局中心的顶极群落，叫做优势顶极

24、，它是最能反映该地区气候特征的顶极群落，相当于单元顶极论的气候顶极。第四章 生态系统生态学1.生态系统的概念、组成要素概念：生物群落与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。组成要素：非生物环境生产者消费者 分解者2.食物网和营养级的含义，食物链的类型，食物网的“上行”、“下行”控制理论（1）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。分捕食食物链（以绿色植物为起点）和碎屑食物链（从死亡的有机体或腐屑开始）两大类型。（2）食物网：食物链交叉，形成复杂的网络式结构即食物网。（3）营养级：处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

25、链某一环节上的所有生物种的总和。同一营养级物种可能是一个生物物种，也可能是若干个物种。生产者属于第一营养级，草食动物是第二营养级，以草食动物为食的动物是第三营养级，还有第四营养级、第五营养级等。杂食动物占有好几个营养级。（4）生态金字塔/锥体图：能量锥体是金字塔形的，而生物量锥体有时是倒置的。（5）食物网的控制机理： “自上而下”是指较低营养阶层的种群结构依赖于较高营养阶层物种的影响，称为下行效应。“自下而上”是指较低营养阶层的种群结构决定较高营养阶层的种群结构，称为上行效应。3. 画出海洋生物量椎体图，并解释其原因4. 生态系统的5个基本功能（1）生态系统的生物质生产(无机 有机).（2）生

26、态系统的能量流动(生产者消费者分解者).(3)生态系统的物质循环(生物 环境).(4)生态系统的信息传递.(5)生态系统的自我调节。5. 初级生产、总初级生产量 、净初级生产量、次级生产、净次级生产量、生物量的概念初级生产（第一性生产）：自养生物的生产过程。初级生产量/力（第一性生产量/力）：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性生产量（PP）。也叫总初级生产量（GPP）。净初级生产量/力：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，剩下的可用于植物的生长和生殖，这部分生产量称为净初级生产量。（GPPNPP呼吸消耗量）。生产量和生物量的不同：生产量指单位

27、时间单位面积上的有机物质生产量；生物量是指在某一定时刻调查时单位面积上积存的有机物质，单位是干重（g/m2）或（J/m2）。次级生产（第二性生产）：异养生物的再生产过程。次级生产量（第二性生产量）：在被动物同化的能量中，除用于动物的呼吸代谢和生命维持外，剩下用于动物生长和繁殖的能量就是次级生产量。 6.总初级生产量、净初级生产量、生物量随群落演替的时间变化规律随群落演替的时间变化：群落演替早期由于植物生物量很低，初级生产量不高；随时间推移，生物量渐渐增加，生产量也提高；一般森林在叶面积指数达到4时，净初级生产量最高。但当生态系统发育成熟或演替达到顶极时，生物量经过最大略下降至较稳定，由于系统保

28、持在动态平衡中，净生产量反而最小。7.普适的次级生产过程一般模式8. 怎样估算次级生产量次级生产量动物从外界摄食的能量粪、尿能量呼吸能量 次级生产量的测定方法：1 按同化量和呼吸量估计生产量：PAR；按摄食量扣除粪尿量估计A，即ACFU（C动物从外界摄食的能量，A被同化的能量，FU粪、尿能量，R呼吸量，P净次级生产量）。测定通常是在个体水平上进行，因此，要与种群数量、性比、年龄结构等特征结合起来，才能估计出动物种群的净生产量。按生殖后代的生产量和个体增重计算： PPg十Pr，式中：Pr生殖后代的生产量，g；Pg个体增重，g。9.生态效率的概念、林德曼效率(Le) 生态效率概念：能量在营养级之间

29、或营养级内部传递的比率(%)。林德曼效率(Le)：Le大约是1020，即“十分之一”法则。即每通过一个营养级，其有效能量大约为前一营养级的1/10。10.分解过程的概念、分解过程的速率取决于哪些因素？分解过程：有机质分解时，无机元素从有机物质中释放出来的过程，也称矿化作用。它与光合作用时无机营养元素转变为有机物质正好相反。分解过程的制约因素 ：（1）分解者：包括细菌和真菌及动物。（2）被分解物：有机物中各化学成分的分解速率顺序为：单糖、半纤维素、纤维素、木质素和酚。（3）环境条件：温度高，湿度大的地带，土壤中有机物的分解速率很高，而低温和干燥地带，分解速率低，而容易积累有机质。11.能量在生态

30、系统中流动为什么是递减的原因及其递减量递减的原因：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是要消耗一部分能量。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约5%30%。从植物到植食动物的转化效率约10%，从植食动物到肉食动物的转化效率约15%。 12.画出普适的生态系统能流模型图（119）13.生物地球化学循环的概念生态系统从大气、水体和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，称为生物地球化学循环（biogeochem

31、ical cycle）。14.生物地球化学循环在生态系统和生物圈层次上进行研究的不同？在局部的生态系统中，可选择一个特定的物种，研究它在某种营养物质中的作用，在整个生态系统中，重点是研究元素在整个生态系统中输入和输出以及在生态系统中主要生物和非生物成分之间的交换过程。如在生产者、消费者和分解者等各个营养级之间以及与环境的交换。生物圈水平上的生物地球化学循环，主要研究水、碳、氧、磷、氮等物质或元素的全球循环过程。这类物质或元素对于生命的重要性，以及人类在生物圈水平上对生物地球化学循环的影响，使这些研究更为必要。这些物质受到干扰后，将会对人类本身产生深远的影响。15.从全球变化的角度，列出5类以上生态系统的碳循环16.以草和兔子为例，画出反馈示意图17.水平和垂直的植被带分布类型18.湖泊的生产者类型？湿地的概念生产者：沉水植物、浮水植物、挺水植物。湿地：指沼泽地、湿原、泥炭地、河流、湖泊、水库、稻田以及退潮时水位不超过6m的沿岸带水区。19.什么是红树林生态系统？红树林的生境特点红树林生态系统：是