农业生态学复习题及参考答案讲解.docx
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农业生态学复习题及参考答案讲解
复习题（作业）参考答案
第一章绪论
一、名词解释
1.生态学（ecology）：
是研究生物与其环境相互关系的学科。
2.农业生态学（agriculturalecology,agroecology）：
是运用生态学和系统论的原理和方法，把农业生物与其自然和社会环境作为一个整体，研究其中的相互联系、协同演变、调节控制和持续发展规律的学科。
它是生态学在农业领域的分支。
3.系统：
由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体。
（我国著名科学家钱学森定义）
4.生态系统（ecosystem）：
生物与生物之间以及生物与其生存环境之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转化和信息传递，成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体。
简言之，是在一定空间内的全部生物与非生物环境相互作用形成的统一体。
5.生产者（producers）：
是指自养生物，主要指绿色植物，也包括一些化能合成细菌。
6.大型消费者（macroconsumers）：
是指以初级生产的产品为最初十五来源的大型异养生物，主要是指动物。
7.小型消费者（microconsumers）：
又称分解者，是指利用动植物残体及其他有机物为食的小型异养生物，主要是指细菌、真菌、放线菌等微生物。
8.农业生态系统（agroecosystem）：
是指以农业生物为主要组分、受人类调控、以农业生产为主要目标的生态系统。
二、问答题
1生态学的发展经历了哪几个阶段？
每个阶段的主要事件有哪些？
答：
生态学100多年的发展经历了5个阶段：
（1）生态学知识累积阶段（1866年前）；
主要事件有：
在中国长期的农业社会中就累积了像二十四节气这种实质反映气候与生物关系的知识，而且广为流传，成为指导农业生产的重要依据。
（2）个体生态学与群落生态学阶段（1866--1935）；
主要事件有：
1866年，德国动物学家海克尔定义了生态学，这就标志着生态学的产生。
生态学产生以后便分化出植物生态学、动物生态学等学科分支。
（3）生态系统生态学阶段（1935—1962）；
主要事件有：
1935年，植物生态学的英美学派代表人物，英国植物生态学家坦斯列第一次提出了生态系统的概念，他把生物与其环境看成是一个动态整体。
1941年，美国科学家林德曼，发表了《一个老年湖泊内的食物链动态》的论文。
她用确切的研究数据揭示了在食物链顺序转移中生物的数量关系。
美国生态学家奥德姆从20世纪50年代开始研究了遗弃农田的次生演替及生态系统的能流与物流。
1952年，他出版了《生态学基础》一书，确立了生态系统生态学的地位。
（4）生态学向调控与工程方向发展阶段（1962--）；
主要事件有：
1962年，美国海洋生物学家卡逊写的《寂静的春天》，她的书是人类生态环境意识觉醒的标志。
联合国科教文组织于1964年开展以生态系统定量研究为重点的“国际生物学研究计划”之后，又于1971年组织了“人与生物圈”长期研究计划。
中国于1972年加入这个研究。
1992年的环境与发展大会制定了《保护生物多样性公约》、《气候变化公约》、《关于森林问题的原则声明》、《21世纪行动议程》、《里约热内卢宣言》。
（5）农业生态学发展的生态学基础；
主要事件有：
意大利教授G.Azzi在1929年在大学开设了农业生态学课程，并在1956年出版了《农业生态学》一书，定义了农业生态学。
1972年日本的小田桂三郎出版了《农田生态学》用到系统分析方法分析农田生态系统中的各种关系。
之后也有学者出版关于农业生态学的书，且在各类生态学国际会议上农业生态学的内容越来越多。
近年来，农业生态学在生态学的地位越来越重要。
2系统必须具备什么条件？
答：
构成一个系统，必须具备的3个条件：
（1）有两个以上的组分。
（2）组分之间有密切联系。
（3）能以整体方式共同完成一定的功能。
3简述系统的结构
答：
系统的结构包括：
（1）系统的边界：
它是区分系统内外的标志。
（2）系统的层次：
系统不但由多个组分构成，而且常常由不同的层次构成。
（3）系统组分的量比关系：
构成系统的多个组分在数量上有一定的比例关系。
（4）系统组分的空间关系：
构成系统的多个组分在空间上有一定的位置排列关系。
4系统有哪些功能特点？
答：
系统能产生其组分或子系统所没有的功能，这种特性，通常称作系统的整合特性。
系统的高可靠性质是低可靠原件所没有的。
系统的整体功能是一种整体效应，不但反映各组分的独立功能，而且反映出各组分之间相互作用产生的新效应。
这种新效应可能加强各组分原有的独立功能，如：
狼群捕猎的例子。
系统的新效应也可能减弱各组分原有的独立功能，如：
蜂窝中只能有一个蜂王的例子。
系统的新效应也可能是各组分原来没有的，如：
蛋白质的酶功能是其组分氨基酸所没有的。
5生态系统的特点有哪些？
答：
生态系统也是系统，因此具有系统的共性。
然而，生态系统又是含有生物的系统，因此还具有区别于一般系统的特性：
（1）在组成成分方面，不仅包括各种无生命的物理、化学成分，还包括有生命的生物成分，生物群落是生态系统的核心。
（2）在空间结构方面，生态系统大多与一定的地理组成相联系，具有明显的地域特征。
（3）在时间变化方面，生态系统中的生物组分具有生长、发育、繁殖和衰亡的时间特征，使生态系统具有从简单到复杂，从低级到高级的演变发展规律。
（4）在内部功能方面，生态系统主要靠三大类群生物（生产者、大型消费者和小型消费者）协调的能量转化和物质循环过程完成。
这种联结使得系统内生物之间、生物与环境之间处于一种动态平衡关系。
（5）在外部关系方面，所有自然生态系统都是开放系统，通过不断地从外界输入物质和能量，经过转化变为各种输出，从而维系着系统的有序状态。
6为什么生态系统会产生其组分没有的特性？
答：
系统能产生其组分或子系统所没有的功能，这种特性通常称为系统的整合特性。
例如，蛋白质是由氨基酸脱水缩合而成的系统，蛋白质在生物体内由于特殊的三维结构而可能成为催化生物化学反应的酶。
这在氨基酸水平是不可能具有的。
系统的整体功能是一种整体效应，不但反映各组分的独立功能，而且反映出各组分之间相互作用产生的新效应。
这种新效应可能加强个组分原有的独立功能。
例如，一群狼比一只狼在捕获猎物时有高得多的成功率。
系统的新效应也可能减弱个组分原有的独立功能，例如，在一窝蜂之中，由于蜂王的存在，很多具备发育成蜂王潜力的幼虫再也不会被抚育成蜂王。
系统的新效应也可能是各组分原来没有的，例如，蛋白质的酶功能是其组分氨基酸所没有的。
因此，组分功能与系统功能的关系通常被形象地表达为一加一大于二。
7比较农业生态系统与自然生态系统的异同点
答：
相同点：
农业生态系统是一种系统，也是一种生态系统。
农业生态系统和一般生态系统一样，是在一个同质区域中或一个有限范围内，通过能量流动和物质循环把生物及其环境联系起来的系统。
不同点：
农业生态系统是特别地指以农业生物为主要成分、受人类调控、以农业生产为主要目标的生态系统。
农业生态系统和自然生态系统相比，有很多显著的特点。
1、系统组分：
农业生态系统中，生物组分以人工驯化和选育的农业生物为主，生物组分中人是系统最重要的调控力量，在自给农业中人还是系统产物的重要大型消费者。
环境组分中，多了人工环境组分如排灌渠、地膜、温室、禽舍、道路等。
农业生态系统中的气体、土体、水体也收到了人类活动的深刻影响。
2、系统输入：
农业生态系统的输入既有自然的输入，如降雨、日照、生物固氮等，还有社会的输入，如人力、机械、化肥、农药、信息、资金等。
3、系统输出：
农业生态系统的生产目标明确，有大量的农产品输出，然而还保留一些非目标性的自然输出，如水土流失、水分蒸腾蒸发、有机物分解释放CO₂、H₂S、CH4、N2O等。
这些输出也已经收到了人为活动的深刻影响。
4、系统功能：
由于农业生态系统的输入和输出都加大了，与自然生态系统和外界有更大的物质、能量和信息交流，系统更加开放。
然而，系统内部组分间的能流和物流联系强度却可能由于人为分割而削弱，造成能物的浪费和系统低效率。
5、系统调控：
农业生态系统不仅保留了自然生态系统的自然调控方式，而且由农民直接实施人工调控，还受社会工业、交通、科技、教育、经济、法律、政治的间接调控。
总之，农业生态系统是深深地打下了人类社会印记的生态系统，是被人类驯化了的生态系统。
第二章农业的基本生态关系
一、名词解释
1自然环境：
是生态系统中作用于生物的外界条件的总和。
2生态因子（ecologicalfactor）：
是指自然环境中一切影响生物生命活动的因子。
3最小因子定律：
植物的生长取决于数量最不足的那一种营养物质。
4谢尔福德耐性定律：
对具体生物来说，各种生态因子都存在着一个生物学的上限和下限（或称阀值），他们之间的幅度就是该种生物对某一生态因子的耐性范围（又称为耐性限度）。
5生活型（lifeform）：
由于环境对生物的限制作用，不同种的生物长期生存在相同的自然生态条件和人为培育条件下，会发生趋同适应，经过自然选择和人工选择形成具有类似形态、生理和生态特性的物种类群称为生活型。
6生境（habitat）：
在环境条件的制约下，具有特定生态特性的生物种群和生物群落，只能在特定的小区域中生存，这个小区域就称为该生物种群或生物群落的生境。
7生态型（ecotype）：
同种生物的不同个体群，长期生存在不同的自然生态条件和人为培育条件下，发生趋异适应，并经自然选择和人工选择而分化形成的生态、形态和生理特性不同的可以遗传的类群，称为生态型。
8生态位（niche）：
生物完成其正常生活周期所表现的对特定生态因子的综合适应位置。
9种群（population）：
是指在某一特定时间中占据某一特定空间的一群同种的有机体的总称，或者说一个种群就是在某一特定时间中占据某一特定空间的同种生物的集合体。
10种群大小：
是指一定面积或容积内某个种群的个体总数。
11种群密度：
是指单位面积或容积内某个种群的个体总数。
12粗密度（crudedensity）：
又称天然密度，是指单位空间某个种的实际个体数量或生物量。
13生态密度（ecologicaldensity）：
是指单位单位栖息空间某个种群的个体数量或生物量。
14龄级比：
若一个种群中的不同个体具有不同的年龄，则可按一定的年龄分组，统计各个年龄组个体数占种群总个体数的比率，称龄级比。
15性比（sexratio）：
是指一个雌雄一体的种群所有个体或某个龄级的个体中雄性对雌性的比率。
16出生率（natality）：
种群无论以生产、孵化、分裂或出芽方式产生新个体的能力都用出生率表示。
17死亡率（mortality）：
可以用单位时间种群死亡的个数，即死亡速度表示。
也可以用死亡的个体数与开始时种群的个体数之比，即用死亡比例来表示。
18种群的内禀增长率：
在没有任何环境因素（食物、领地和其他生物）限制的条件下，由种群内在因素决定的稳定的最大增值速度称为种群的内禀增长率。
19环境阻力：
是指妨碍种群内禀增长率实现的环境限制因素的总和。
20环境容纳量：
在一个生态系统中有限的环境条件下种群所能达到的稳定的最大数量（或最大密度），称为系统对该种群的环境容纳量，常用K表示。
21阿利氏群聚原则：
是指每个生物都有自己最适的密度，过疏和过密都产生限制影响的这一原则。
22竞争排斥原理（高斯原理）：
是指具有相同生态位的不同物种，在同一生境中不能长期共存。
23偏利作用（commensalism）：
又称单惠共生，是指相互作用的两个种群一方获利，而另一方则没什么影响。
24原始合作（protocooperation）：
即两种生物在一起，彼此各有所得，但二者之间不存在依赖关系。
25互利共生（mutualism）：
是一种专性的、双方都有利并形成相互依赖和能直接进行物质交流的共生关系。
26化感作用（allelopathy）：
指植物（包括微生物）间的生物化学相互作用。
这种生物化学相互作用既包括抑制作用，也包括促进作用。
植物通过向周围环境中释放化学物质影响邻近植物的生长发育。
27生态对策（bionomicstrategies）：
是指生物为适应环境而朝不同方向进化的“对策”，也即生物以何种形态和功能特征的适应而在其生境中生存和繁衍后代。
28K-对策生物（K-对策者）：
属K-对策的生物，个体大，寿命长，存活率高，适应于稳定的栖息环境，不具较大的扩散能力，种群密度比较稳定，种群的数量通常是稳定在环境容纳量（K）的水平或附近，如乔木和大型肉食动物。
29r-对策生物（r-对策者）：
属r-对策的生物，个体小，寿命短，存活率低，但具有较高的生殖率，具有较大的扩散能力，适应于多变的栖息环境，种群数量经常出现大起大落的突发性波动，如昆虫和杂草。
30生物群落（bioticcommunity）：
是指在一定地段或生境中各种生物种群所构成的集合。
31自然群落演替（succession）：
生态系统内的生物群落随时间的推移，一些物种消失，另一些物种侵入，群落组成及其环境向一定方向产生有顺序的发展变化，称为群落演替。
32原初演替：
是指在从未有过生物的裸地上开始的演替。
33次生演替：
是在原有生物群落被破坏后的地段上进行的演替，如全伐后的林迹地、弃耕后的农田都会发生次生演替。
34.林德曼的十分之一定律：
在自然条件下，每年从任何一个营养级上能收获到的生产量按能量计只不过是它前一个营养级生产量的1/10左右。
林德曼把生态系统中能量的不同利用者之间存在的这种必然的定量关系，叫做“十分之一定律”。
35生物地球化学循环：
各种化学元素包括生命有机体所必需的营养物质，在不同层次、不同大小的生态系统内，乃至生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，从生物体再到环境，不断地进行着流动和循环，构成了生物地球化学循环。
36地质大循环：
是指物质或元素经生物体的吸收作用，从环境进入生物有机体内，然后生物有机体以死体、残体或排泄物形式将物质或元素返回环境，进入五大自然圈层的循环。
37生物小循环：
是指环境中元素经生物体吸收，在生态系统中被相继利用，然后经过分解者的作用，回到环境后，再为生产者吸收、利用的循环过程。
二、问答题
1植物的生活型一般分哪几种类型？
答：
植物的生活型一般分5种类型：
（1）高位芽植物；
（2）地上芽植物；（3）地面芽植物；（4）地下芽植物；（5）一年生植物。
2植物生态型根据主导生态因子不同可分为哪几种类型？
答：
植物生态型根据主导生态因子不同可分3种类型：
（1）气候生态型；
（2）土壤生态型；（3）生物生态型。
3试述环境对生物制约的规律。
生物对环境的制约是如何反应的？
答：
生物的生长离不开环境，它需要不断从环境中获得物质和能量以维持生命活动。
地球之所以生机勃勃，是因为它具有生物生长发育所需要的环境。
一方面生物必须从自然环境中获取必需的能量和物质，因此环境对生物的分布与生长起着限制和制约作用；另一方面，生物也通过特定的形态、生理和生物化学的机制不断适应环境的变化。
此外，生物还能通过不同的途径不断地主动影响和改造环境。
环境对生物的制约规律有：
（1）最小因子定律，环境中，相对稳定状态下，某一数量最不足的营养物质，由于不能满足作物生长的需要，不但会限制作物的生长，同时也会限制其他处于良好状态的因子发生。
（2）谢尔福特耐性定律，环境中，在生物的生长和繁殖所需要的众多生态因子中，任何一个生态因子在数量上的过多、过少或质量不足，都会成为限制因子。
（3）生活型，由于环境对生物的限制作用，不同种的生物长期生存在相同的自然生态条件和人为培育条件下，会发生趋同时应，经过自然选择和人工选择形成具有类似形态、生理和生态特性的物种类群。
（4）生境，在环境条件的制约下，具有特定生态特性的生物种和生物群落，只能在特定的小区域中生存。
4分别绘出增长型种群、稳定型种群和衰退型种群的年龄锥体。
答：
如图示：
年龄增长型稳定型衰退型
各年龄组个体数量
年龄椎体的基本类型
5种群的空间分布有哪几种基本类型？
答：
种群的空间分布有3种基本类型：
（1）随机型；
（2）均匀型；（3）成丛型（聚集型）。
6种群在无环境限制和环境制约下分别呈现什么样的增长形式？
答：
种群在无环境限制下呈现指数增长形式，种群在环境制约下呈现逻辑斯谛增长形式。
7种群的相互作用可归为哪两大类？
每一类中包括哪些相互作用？
答：
种群的相互作用可分为1、负相互作用：
（1）竞争
（2）捕食（3）寄生（4）偏害作用。
2、正相互作用：
（1）偏利作用
（2）原始合作（3）互利共生。
8植物通过什么途径释放化感作用物质？
答：
植物通过挥发、根分泌、雨水淋溶和残体分解4种途径释放化感作用物质，对其周围植物的生长产生影响，这种影响主要是抑制作用。
9比较K-对策生物和r-对策生物的主要特征
答：
K-对策生物（称为K对策者），个体大，寿命长，存活率高，适应稳定的栖息环境，不具较大的扩散能力，种群密度比较稳定，种群的数量通常是稳定在环境容纳量（K）的水平或附近，如乔木和大型肉食动物。
r-对策生物（称为r对策者），个体小，寿命短，存活率低，但具有较高的生殖率，具有较大的扩散能力，适应多变的栖息环境，种群数量经常出现大起大落的突发性波动。
10群落的结构包括哪些方面？
答：
群落的结构包括有：
1、群落的水平结构。
它是指群落的在水平方向上的配置状况或水平格局，也称为群落的二维结构。
2、群落的垂直结构。
它包括不同类型群落在海拔高度不同的生境上的垂直分布和同一群落内部不同类型物种及不同个体的垂直分层两个方面。
3、群落的时间结构。
它是指光、温度和水分等很多环境因子有明显的时间戒律（如昼夜节律、季节节律），受这些因子的影响，群落的组成和结构也随时间序列发生有规律的变化。
11演替、原初演替、次生演替、顶级群落、协同进化的含义分别是什么？
答：
群落演替是指生态系统内的生物群落随时间的推移，一些物种消失，另一些物种侵入，群落组成及其环境向一定方向产生有顺序的发展变化。
原初演替是指在从未有过生物的裸地上开始的演替。
次生演替则是在原有生物群落被破坏后的地段上进行的演替，如全伐后的林迹地、弃耕后的农田都会发生次生演替。
顶级群落是指在演替过程中，演替发展到最后出现的稳定的成熟群落。
协同进化是指在种间相互作用的影响下，不同种生物间相关性状在进化中得以形成和加强的过程。
12典型的旱生演替序列包括哪几个阶段？
典型的水生演替序列包括哪几个阶段？
答：
典型的原生旱生演替序列依次是：
1、地衣植物阶段。
2、苔藓植物阶段。
3、草本植物阶段。
4、木本植物阶段。
典型的水生演替系列依次是：
1、自由漂浮植物。
2、沉水植物阶段。
3、浮叶根生植物阶段。
4、直立水生植物阶段。
5、湿生草本植物阶段。
6、木本植物阶段。
13原初演替和次生演替有什么不同？
答：
根据演替开始时地段的性质，可分为原初演替和次生演替。
原初演替是指在从未有过生物的裸地上开始的演替，在裸露的岩石表面开始的原初演替称为旱生演替；从湖底或河湾发生的原初演替称为水生演替。
次生演替则是在原有生物群落被破坏后的地段上进行的演替，如全伐后的林迹地、弃耕后的农田都会发生次生演替。
这些地段虽然没有植被，但在土壤或基质中可能保留有部分植物繁殖体。
原生植被遭外力破坏后即发生次生演替。
引起次生演替的外力有自然因素和人类的经济活动。
其中人类的破坏是最严重和最主要的，大多数次生演替是人类的干扰作用下开始的。
原生演替常要经过千年以上漫长时间的发展才能达到顶级群落。
次生演替开始于环境条件比较优越的裸地，加上有原来存留的种子，附近通常有未遭破坏的植被，次生演替进程较快，可以在数百年甚至数十年内完成。
14生态系统物流和能流的规律。
P59~60、P51~53
答：
1、物流遵循的规律：
（1）物质不灭定律。
化学方法可以改变物质的成分，但不能改变物质的量，即在一般的化学变化过程中，觉察不到物质在量上的增加或减少。
（2）质能转化与守恒定律。
相对论认为，世界上不存在没有能量的物质质量，也不存在没有质量的物质能量。
质量和能量作为一个统一体，其总量在任何过程中都是保持不变的守恒量。
一般生态系统研究中涉及的化学过程、物理学过程和生物学过程的这类“质量亏损”可以被忽略，经典的质量守恒定律，即近似守恒定律仍然成立。
经典的物质不灭定律或质量守恒定律在生态学中适用，使得物流过程平衡表的编制成为可能。
2、能流遵循的规律：
能量是生态系统的动力基础，一切生命活动过程都存在着能量的流动和转化。
太阳能是生态系统中能量的最主要来源。
植物一般只能将其中的一小部分生理辐射能转化为化学能，并储存在有机物里，对太阳辐射能利用率一般在1%--5%。
在生态系统中，能量的流动和转化，同样服从基本的热力学定律。
a.热力学第一定律，能量守恒定律，热量和机械功之间是可以转化的，在转化中存在着确定的数量关系，能量在转换过程中是守恒的。
生态系统中的能量转换和流动过程，都可以根据热力学第一定律进行定量，列出能量平衡式和编制能量平衡表。
b.热力学第二定律----能量效率和能流方向定律。
自然界的所有自发过程，能量的传递均有一定方向，而且任何的能量转换，其效率不可能达到100%，在生态系统中，能量的转换也服从热力学第二定律，当能量在生产者、消费者和分解者之间进行流动和传递时，一部分能量通过呼吸作用变为热而消散掉，其余能量用于做功、合成新的生物组织或以物质的化学潜能储存起来。
c.普利高津的耗散结构理论。
应用普利高津好散结构理论分析，生物系统也是一种开放的远离平衡态的热力学系统，有机体乃至生态系统里存在一种连续而有效的能量转换的耗散结构，生物通过不断地与环境进行物质能量的交换，通过“自组织”和建立新结构，通过光合和同化作用，引入负熵值，造成并保持一种内部高度有序的低熵状态，并由呼吸作用和做功而不断把正熵值转出环境，排除无序。
生态系统作为一个能量和物质转换的开放系统，为了维持其自身的稳定和发展，也必须不断地输入能量，排除无序，建立有序，形成有效的耗散结构。
15食物链、食物网、生态金字塔的含义。
答：
生态系统中的生物以营养为纽带通过这种吃与被吃的关系构成链条关系，叫做食物链。
由于一种生物常常以多种生物为食，而同一种生物又常常被多种生物取食，于是多条食物链相互交错，相互联结，形成网状结构，称为食物网。
由于能量每经过一个营养级时被净同化的部分都要大大少于前一个营养级，当营养级由低到高，其个体数目、生物量、所含能量一般呈现出下大上小类似埃及金字塔的塔形分布，称为生态金字塔。
16捕食食物链（grazingfoodchain）、腐食食物链（detritusfoodchain）、寄生食物链、混合食物链各有什么不同?
举例说明
答：
根据食性的不同，食物链分为4种类型，：
捕食食物链、寄生食物链、腐蚀食物链、（又称碎屑食物链或残渣食物链）和混合食物链。
（1）捕食食物链。
这种食物链以植物为食物来源，由植物到草食动物，再到肉食动物，后者可以捕食前者。
如：
水稻螟虫蛙
蛇
鹰。
水体生态系统中的食物链如：
浮游植物
浮游动物
草食性鱼类
肉食性鱼类。
（2）寄生食物链。
这是以活的生物有机体为营养源，以寄生方式生存的食物链。
如：
哺乳动物
跳蚤
原生动物
细菌
病毒，大豆
菟丝子，这都是典型的寄生食物链。
（3）腐生食物链。
这种食物链中，在死的动植物残体上，从繁殖细菌、真菌及某些土壤动物开始。
植物残体
蚯蚓
线虫类
节肢动物，就属于这种类型。
（4）混合食物链。
由不同食性的生物混合构成，如稻草
牛
蚯蚓
鸡
猪
鱼。
17生态系统能流的路径
答：
能量流动主要路径包括：
（1）太阳辐射能通过光合作用进入生态系统，成为生态系统能量的主要来源
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