草地生态学.docx
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草地生态学
草地生态学
草地生态学（GrasslandEcology）：
应用生态学和系统学的观点和方法，研究草地生态系统的结构、功能、生物生产、动态、生态调控，并探索其实现高效、平衡和持续发展的科学。
物种：
是由内在因素（生殖、生理、生态和行为）联系起来的个体的集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。
环境:
主体以外、围绕主体，构成主体生存条件的各种要素的总和，包括自然的、社会的要素。
环境因子（Environmentfactors）:
构成环境的各种要素。
生态因子（EcologicalFactors）:
环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
是环境因子的一部分。
生态适应：
生物在与环境长期的相互作用中，形成一些具有生存意义的特征。
依靠这些特征，生物能免受各种环境因素的不利影响和伤害，同时还能有效地从其生境获取所需的物质、能量，以确保个体发育的正常进行。
生态适应是生物界中极为普遍的现象。
生活因子（lifefactors）：
生物生存不可缺少的生态因子。
所有生活因子构成生存条件。
生境habitat：
具体生物个体或群落生活地段上的生态环境。
限制因子limitingfactors：
限制生物生长和生存繁殖的任何因子，称为生态因子。
Liebig’slawofminimum最小因子定律：
植物的生长取决于处于最小量状况的食物的量。
a.只适用于稳定状态，能量、物质处于平衡态时才适用；b.要考虑生态因子的可补偿性。
Shelford’slawoftolerance耐性定律:
生态因子的量的过多或过少都会限制生物的生长、发育。
生态幅ecologicalamplitude：
每一个物种对环境因子适应范围的大小。
内稳态homeostasis：
生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制，它能减少生物对外界条件的依赖性，从而大大提高生物对外界环境的适应能力。
内稳态通过生理或行为的调整来实现的。
驯化过程是通过酶系统的调整来实现的，因为酶系统只能在特定的环境范围内起作用，并决定着生物的代谢速率与耐性限度，驯化即体内酶系统的改变过程。
植物耐荫性shadetolerance：
植物对环境郁闭度的敏感程度。
用植物在地上方光照和剧烈竞争上的生存能力来衡量。
光周期photoperiod：
在陆地上不同地理区域和季节里，昼夜长短的周期性变化即为~。
光周期反应photoperiodicreaction：
生物的生长发育对于不同昼夜长短交替的反应。
需温性：
生物由于长期生活在一定的温度范围内，在其生长、发育过程中，需要一定的温度量和温度变辐
植物生活型lifeform：
植物对不良气候条件适应而形成的生活形态。
生活型系统：
高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、隐芽植物、一年生草本。
温周期现象thermoperiodicity：
植物生长与昼夜温度变化同步的现象。
a.变温促使种子萌发b.促进干物质积累c.对开花结实有影响
物候：
生物（植物）在生长期适应一年中气候的节律性变化形成相应的生长发育节律。
物候学（phenology）：
研究生物的季节性节律变化与环境季节变化关系的科学。
物候期：
植物在不同季节里在形态上形成上所显示的各种变化现象。
生长期：
从叶芽萌动到落叶为止的这段时期，称为~或生长日数。
生长季：
一年中适于生长的时期。
近于无霜期。
地理替代现象：
树种对水分需求不同，水条件不同的相邻地区，常可见到一些地理替代种。
植物对水分的需要：
植物在维持正常生理活动过程中，所吸收和消耗的水分数量。
主要用于蒸腾作用。
蒸腾强度不能反映水分利用程度。
植物需水量（蒸腾系数）：
生产1g干物质所需的水量。
趋同适应是指不同种类的生物，由于长期生活在相同或相似的环境条件下，通过变异、选择和适应，在形态、生理、发育以及适应方式和途径等方面表现出相似性的现象。
趋异适应是指亲缘关系相近的同种生物，长期生活在不同的环境条件下，形成了不同的形态结构、生理特性、适应方式和途径等。
趋异适应的结果是使同一类群的生物产生多样化，以占据和适应不同的空间，减少竞争，充分利用环境资源。
亲本投资：
有机体在产生子代以及抚育和管护时所消耗的能量、时间和资源量
繁殖成本：
有机体在繁殖后代时对能量或资源的所有消耗。
性选择：
指具有特定遗传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。
主要表现在生理、生化与遗传特征上，如自交不亲和性、远缘杂交不亲和性、多个花粉精核之间的竞争现象等。
生活史lifehistory：
一个生物从出生到死亡所经历的全部过程，称为生活史。
亦称为生活周期。
绝对生长速度：
单位时间内个体的增长量。
相对生长速度：
单位时间内单位重量的增长量。
r-对策者是不断地侵占暂时性生境的种类，基本上是机会主义者。
K-对策者具有稳定的生境，其进化的方向是使它们的种群保持在平衡水平上和增加种间竞争力。
r-选择种类具有所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期。
K-选择种类具有使竞争能力最大化的特征：
慢速发育，大型成体，数量少但个大的后代，低繁殖能量分配和长的世代期。
C-选择：
在资源丰富的可预测生境中的选择，主要将资源分配给生长。
（竞争型）
R-选择：
在资源丰富的临时生境中的选择，主要将资源分配给生殖。
（干扰型）
S-选择：
资源分配的主要方式是分配给维持，在资源有限或由于生理胁迫限制了资源利用的生境中，将主要的资源用于维持存活，这就是胁迫忍耐种。
（胁迫忍耐型）
CS：
草本胁迫忍耐竞争型：
资源充分，不受干扰，非生产性生境，多演替后期木本植物。
SR：
胁迫忍耐杂草型：
非生产性生境，干扰中等，多一年生小型草本植物，或因胁迫而多短命的多年生植物，如沙漠植物。
CR：
竞争杂草型：
资源丰富，干扰适中，阻止高竞争种和高适应种，开花前营养生长期长，植株较大，能利用竞争种的低生产力季节，或占据有泛滥、强度放牧等场所。
种群population:
一定空间和时间范围内同种个体的总和。
1空间特征：
种群具有一定的分布区域和分存形式；
2数量特征：
每单位面积（或空间）上的个体数量（即密度）将随时间而发生变动；
3遗传特征：
种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其它物种，但基因组成同样是处于变动之中的。
内禀增长能力：
在最适条件下，种群内部的潜在增长能力（或速率）。
用在不同条件约束下，种群的最大瞬时增长率rm来表示。
逻辑斯谛曲线增长：
在有限资源空间中的简单种群的增长。
在早期，资源丰富，死亡率最小，防止尽可能的快，种群内个体可达到内禀增长率。
种群呈集合式增长，直到种群数量达到环境可持续支持的最大程度，这个最大数量称为环境容纳量（K）。
当种群更加拥挤时，种群增加率减少到零，种群大小处于稳定状态。
A开始期B加速期C转折期D减速期E饱和期
生态入侵（ecologicalinvasion）：
指某些生物由于偶然的机会进入某一适宜其生存和繁殖的地区，其种群数量不断增加、分布区稳定扩大的过程。
最后产量恒定法则：
在一定范围内，当条件相同时，不管一个种群的密度如何，最后产量都差不多。
自疏：
密度增大后，种群内的部分个体死亡，种群密度有所下降
他感作用：
一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其他植物产生直接或间接影响。
歇地现象：
连作影响作物长势、降低产量的现象。
连作轮作。
密度效应在一定时间内，当种群的个体数目增加时，出现邻近个体之间的相互作用。
类型（密度制约、逆密度制约、非密度制约。
）基本规律1）最后产量恒定法则2）-3/2自疏（self-thinning）法则
密度制约性种群增长：
逻辑斯谛方程非密度制约性种群增长种群连续增长模型
最小面积：
又称为表现面积，指能够包括绝大多数植物种类和表现出该群落一般结构特征的最小面积
生态位是指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。
基础生态位（fundamentalniche）：
生物群落中，某一物种所栖息的理论上的最大空间，称为基础生态位。
实际生态位（realizedniche）：
生物群落中物种实际占有的生态位空间称实际生态位。
生态位重叠（nicheoverlap）:
两物种生态位空间的相互重叠部分，称生态位重叠。
生态位分离（nicheseparation）:
种间竞争结果使两物种的生态位发生分化，从而使生态位分开。
竞争释放（competionrelease）:
在缺乏竞争者时，物种会扩张其实际生态位，这种现象称竞争释放。
生态位宽度：
物种对n-维资源空间的适应范围，是有机体单位所利用的各种不同资源的总和。
高斯假说（生态排斥原理）有共同资源需求的两物种间存在竞争，生态需求越相似，竞争越激烈，完全相同的两物种不能共存。
竞争排斥原理在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的但具有相同资源利用方式的种，不能长期共存在一起，即完全的竞争者不能共存。
群落:
在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。
包括栖息在同一地域中的动物、植物和微生物。
优势种和建群种:
对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的物种称为优势种（dominantspecies）；优势层的优势种称建群种（constructivespecies）。
亚优势种（subdominantspecies）:
指个体数量与作用都次于优势种,但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的物种
多度（丰富度）abundance：
是目测估计指标，对物种个体数目多少的一种估测指标。
密度density：
单位面积或单位空间内的个体数。
D=N/S
相对密度：
某一物种的个体数占全部物种个体数的百分比。
密度比：
某一物种的密度占群落中密度最高的物种密度的百分比。
盖度：
指植物地上部分的垂直投影面积占样地面积的百分比。
分种盖度（分盖度）、总盖度（群落盖度）
基盖度：
植物基部的覆盖面积。
相对盖度：
某一物种的分盖度占所有分盖度之和的百分比。
盖度比：
某一物种的盖度占最大物种的盖度的百分比。
频度frequency：
某个物种在调查范围内出现的频率。
重量和相对重量：
单位面积或容积内某一物种的重量占全部物种重量的百分比。
生物多样性：
指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、动物、微生物的所用种及其组成的群落和生态系统。
遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。
同资源种团：
群落中以同一方式利用共同资源的物种集团被称为同资源种团，它们在群落中占有同一功能地位，是等价种。
层片是群落的结构单元，具有一定的生态生物学一致性和一定小环境的种类组合。
第一级层片是同种的个体组合；第二级层片是同一生活型的不同植物的组合；第三级层片是不同生活不同种类植物的组合。
水生演替：
演替开始于水生环境中，但一般都发展到陆地群落。
如淡水湖或池塘中水生群落向中生群落的转变过程。
旱生演替：
从干旱缺水的基质开始。
如裸露的岩石表面上生物群落的形成过程。
群落交错区（ecotone）（生态交错区或生态过渡带）：
两个或多个群落之间的过渡区域。
边缘效应（edgeeffect）：
群落交错区的生物种类和种群密度增加的现象称边缘效应。
群落交错区物种的数目及一些种的密度增大（或减少）的趋势。
关键种:
生物群落中，处于较高营养级的少数物种，其取食活动对群落的结构产生巨大的影响
群落更新：
群落优势种被相同物种后代个体所取代的过程。
演替:
是某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程。
它是群落动态的一个最重要的特征。
演替系列：
指从生物侵入开始直至顶极群落的整个顺序演变过程。
群落演替（communitysuccession）:
自然群落中，一种群落被另一群落所取代的过程
演替过程中，最早定居下来的物种称先锋种；演替过程中最初形成具在一定结构和功能的群落称先锋群落。
系统：
由相互联系、相互作用的若干要素结合而成的具有一定功能的整体。
生态系统的特点:
生态系统是生态学的一个主要结构和功能单位，属于经典生态学研究的最高层次；生态系统具有自我调节能力；能量流动、物质循环和信息传递是生态系统的三大功能；生态系统中营养级的数目通常不超过5－6个；生态系统是一个动态系统。
食物链（foodchain）：
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在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排列的链状顺序
食物链的类型捕食食物链碎屑食物链寄生性食物链
生物扩大：
由于生物体对于某物不能代谢，它们就累计在个体的体内，这就导致在更高营养级上的有机体中的积累。
营养级（Trophiclevel）：
处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。
林得曼定律：
能量沿营养级的移动时，逐级变小，后一营养级只能是前一营养级能量的十分之一左右。
反馈调节：
当生态系统某一成分发生变化，它必然引起其他成分出现一系列相应变化，这些变化又反过来影响最初发生变化的那种成分。
负反馈：
使生态系统达到或保持平衡或稳态，结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化。
正反馈：
系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化，反过来加速最初发生变化的成分所发生的变化。
使生态系统远离平衡状态或稳态。
生态平衡：
指生态系统通过发育和调节所达到的一种稳定状况，它包括结构上的稳定、功能上的稳定和能量输入、输出上的稳定，是一种动态平衡。
生态阈值：
生态系统受外界干扰后，自动调节的极限。
生态危机：
由于人类盲目活动而导致局部地区甚至整个生物圈结构和功能的失衡，从而威胁人类的生存。
温室效应：
大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升。
生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能协调原则，结合系统分析的最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统。
简述生态工程的主要原理：
整体性原理协调与平衡原理自生原理生态位原理限制因子原理食物链原理
生态问题：
1.沙漠化日益严重2森林遭到严重砍伐3野生动物大量灭绝，野生动物的生活环境遭到破坏，许多动物绝种，影响生态平衡4世界人口急剧增长5饮水资源越来越少，供饮用的甜水源逐渐减少，人类饮水问题越来越大6渔业资源逐渐减少7河水遭到严重污染8大量使用农药，这不仅使农作物受到影响，也给人体带来危害9地球温度明显上升10酸雨现象正在发展。
生态因子作用的一般规律：
综合作用，主导因子作用，生活因子的不可替代性和可补偿性，生态因子作用的阶段性，直接和间接作用，限制性作用
植物性选择的生态学意义:
保证最适两性细胞的高度融合、增强后代存活能力，限制异种交配、种间生殖隔离，保证种的相对稳定性。
动态有哪几种主要形式：
1、数量动态①季节消长②不规则波动③周期性波动④种群爆发⑤种群平衡⑥种群衰亡⑦生态入侵2空间动态
（1）空间需要生物有机体需要一定的空间以获取必要的物种、能量。
从而影响种群密度。
（2）种群空间格局
干扰理论与生态管理干扰可以增加群落的物种丰富度。
因为干扰使许多竞争力强的物种占据不了优势，其他物种乘机侵入。
如果要保护自然界的生物多样性，就不要简单地去阻止干扰。
实际上，干扰可能是产生多样性的最有力手段之一。
这种思想在自然保护、森林和野生动物管理等方面有重要意义。
负反馈调节对生态平衡的意义？
自然界生态系统总是趋向于保持一定的内部平衡关系，使系统内各成分间完全处于相互协调的稳定状态。
生态系统内的负反馈机制是达到和维持平衡或稳定的重要途径。
气体型循环物质与沉积型循环物质在生态系统中循环有哪些异同?
特点是贮存库主要是大气和海洋，循环功能完善，其循环具有明显的全球性。
Ｏ．Ｃ．Ｎ循环；特点是贮存库主要是岩石、沉积物、土壤等，循环过程缓慢，循环是非全球性的，容易出现局部短缺。
Ｐ，Ｓ循环
生态工程的评价指标构成评价指标体系，指标体系一般分为三层，第一层为综合效益，第二层为经济效益、生态效益、社会效益，第三层为各种具体指标。
关于耐性定律的补充说明：
I生物可能对某一因子耐受范围很宽，而对另一生态因子又很窄II对很多生态因子耐受范围都很广，分布一般很广。
III当某一生态因子不是处于最适状态时，对其它因子的适应性可能随之下降IV在自然界生物并不在某一特定生态因子最适合的地方生活，而往往在很不适合的地方生活，在这种情况下，一定有其它的生态因子起决定作用V繁殖期往往是临界期
边缘效应产生的原因：
在群落交错区往往包含两个重叠群落中所有的一些种以及交错区的特有种；群落交错区的环境比较复杂，两类群落中的生物能够通过迁移而交流，能为不同生态类型植物定居，从而为更多的动物提供食物、营巢地隐蔽条件。
利用：
1群落交错区的边缘效应增加边缘长度和交错区面积，提高野生动物的产量。
2人类活动而形成的交错区有的有利，有的是不利的。
森林有重要的涵养水源、保持水土作用
（1）减少地表径流；
（2）减少洪枯比；（3）减少雨水冲击力；（4）改善土壤结构，提高蓄水力。
第一章绪论
1、生态学（ecology）是研究生物生存条件、生物及其群体与环境相互作用的过程及其相互规律的科学，其目的是指导人与生物圈（即自然、资源与环境）的协调发展。
第二章生物与环境
1、生物种的概念
物种是由内在因素（生殖、生理、生态和行为）联系起来的个体的集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。
2、环境的概念及其类型
（1）环境（Environment）:
主体以外，围绕主体，构成主体生存条件的各种要素的总和，包括自然的、社会的要素。
（大小范围、具体、相对）
（2）环境因子（Environmentfactors）:
构成环境的各种要素。
环境科学（研究的是人——人类环境）
内环境（interenvironment）：
生物体内组织或细胞间的环境。
3、生态因子作用分析
生态因子（EcologicalFactors）:
环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
是环境因子的一部分。
所有生态因子构成生态环境。
特定的生物——特定的生态因子组合
生活因子（lifefactors）：
生物生存不可缺少的生态因子。
所有生活因子构成生存条件。
生境（habitat）：
具体生物个体或群落生活地段上的生态环境。
（一）生态因子作用的一般规律
综合作用（自然不存在孤立的生态因子，也不存在单一因子构成的生态环境。
生态因子间总是相互影响、相互作用、相互制约，任何单一因子的变化必将引起其它因子的变化。
）
主导因子作用（非等价性——生态环境中各因子地位不同，一般情况下，其中有一个或几个因子对其它因子的变化起主导作用，该因子即为主导因子。
主导因子是随时间、空间变化而变化的。
）
生活因子的不可替代性和可补偿性（生活因子同等重要，不可缺少，具不可替代性或同等重要性。
同时，在一定条件下，某一因子量的不足，可由其它因子的增加或增强而得到补偿，仍可获得相同的生态效应。
即为可补偿性。
）
生态因子作用的阶段性（不同年龄阶段或发育阶段有不同需求，不同阶段同样生态因子或期组合的生态作用不同。
）
直接和间接作用（间接因子通过直接因子体现，如地形因子属间接因子）
（二）生态因子的限制作用
（1）限制因子（limitingfactors）：
限制生物生长和生存繁殖的任何因子，称为限制因子。
（2）Liebig’slawofminimum（1840）：
植物的生长取决于处于最小量状况的食物的量。
（3）谢尔福德耐性定律Shelford’slawoftolerance（1913）
1）Shelford’slawoftolerance（1913）:
生态因子的量的过多或过少都会限制生物的生长、发育。
即为耐性定律。
2）生态幅（ecologicalamplitude）：
每一个物种对环境因子适应范围的大小。
fitness,optimum,minimum,maximum广适eury-、窄适steno-:
stenothermal,eurythermal…低窄、高窄：
如冷窄适、热窄适
3）关于耐性定律的补充说明：
I）生物可能对某一因子耐受范围很宽，而对另一生态因子又很窄。
II）对很多生态因子耐受范围都很广，分布一般很广。
III）当某一生态因子不是处于最适状态时，对其它因子的适应性可能随之下降。
IV）在自然界生物并不在某一特定生态因子最适合的地方
生活，而往往在很不适合的地方生活，在这种情况下，一定有其它的生态因子起决定作用。
V）繁殖期往往是临界期。
4）生物内稳态及耐性限度的调整
内稳态（homeostasis）：
生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制，它能减少生物对外界条件的依赖性，从而大大提高生物对外界环境的适应能力。
内稳态通过生理或行为的调整来实现的。
如恒温动物、合欢的昼开夜合。
内稳态是提高耐性限度的一种重要机制，但不能完全摆脱环境制约。
耐性限度的驯化：
内稳态机制外另一种调整生物耐性限度的方法。
驯化过程是通过酶系统的调整来实现的，因为酶系统只能在特定的环境范围内起作用，并决定着生物的代谢速率与耐性限度，驯化即体内酶系统的改变过程。
（三）生态化学计量学
（四）生物与主要生态因子的相互关系
光的生态作用及生物的适应：
光是最基本的能量来源。
光强、光质、光周期性对生物的生长发育、地理分布有深刻的影响，生物对光也有极其多样的适应性。
光强随纬度的增加而逐渐减弱，光强随海拔的增高而逐渐增强，山的坡向、坡度影响光照强度（在北半球温带地区：
山的南坡接受的光照强度》平地》北坡。
随着纬度的增加，在南坡上获得最大年光照量的坡度也随之增大，但在北坡无论什么纬度都是坡度越小光强越大。
南方喜热作物可以移栽到北方的南坡）
1、光强的生态作用及生物的适应
（1）光强对生物的生长发育和形态建成有重要的作用
（2）光照强度与水生植物补偿点—透光带水生植物的分布。
海洋植物只能分布在海洋表层的透光带内，植物的光和作用量才能大于呼吸量。
（3）植物对光强的适应
植物耐荫性shadetolerance：
植物对环境郁闭度的敏感程度。
用植物在地上对光照剧烈竞争的生存能力来衡量。
2、光质的生态作用及生物的适应
植物的生长发育：
生理有效辐射（PAR）：
红、橙、兰、紫生理无效辐射：
绿可见光、红外、紫外
深水植物光和色素可以有效地利用绿光，高山植物对紫外光的适应，发展了特殊的莲座状叶丛。
3、生物对光周期的适应
光周期photoperiod：
在陆地上不同地理区域和季节里，昼夜长短的周期性变化即为~。
光周期反应photoperiodicreaction：
生物的生长发育对于不同昼夜长短交替的反应。
温度因子的生态作用及生物的适应
1、生态作用
（1）温度与生物生长三基点：
Tmax,Tmin,Toptimum.
（2）温度与生物发育
需温性：
生物由于长期生活在一定的温度范围内，在其生长、发育过程中，需要一定的温度量和温度变辐，即~。
广温性、狭温性
积温accumulativetemperature
有效积温（生物学零度）：
积温意义：
林业引种，安排农事活动，研究物种分布（一种重要的限制因子）
2、生物对极端温度的适应
（1）生物对低温的适应
形态：
芽和叶片有油脂类物质保护；芽具鳞片；体表被蜡粉和密毛等；
生理：
水分、糖类、脂肪、色素降低冰点，提高抗寒能力；
行为：
冬季休眠（植物）；冬眠、迁徙和集群（动物）
（2）生物对高温的适应
形态（密绒毛、鳞片；植物体色呈白色、银白
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