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基础生态学
基础生态学
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绪论
美国生态学家E.Oｄum 研究生态系统结构与功能的科学
生态学的研究方法:
野外研究、实验研究、模型研究
第一章生物与环境
1．生态因子
环境要素中对生物起作用的因子,如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳、食物和其他生物等。
2利比希最小因子定律:
每种植物都需要一定种类和数量的营养物,如果其中有一种营养物完全缺失,植物就会死亡。
如果这种营养物数量极微，植物的生长就会受到限制。
3谢尔福德耐受性定律:
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。
4 生态幅（生态价）：
每一种生物对每一种生态因子都有一个能耐受的范围,即有一个生态上的最高点和一个生态上的最低点。
在最高点和最低点之间的范围
第二章能量环境
生物对光的适应
换毛与换羽的光周期现象:
是对日照长短的规律性变化的响应。
生物对温度的适应
外温动物
内温动物
休眠
形态上的适应
第三章物质环境
水生动物的渗透压调节
第四章种群及其基本特征
集合种群：
生境斑块中的局域种群的集合，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
生物入侵（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,该生物种群不断扩大,分布去逐步稳定地扩展。
１ 种群和分布
随机分布
每一个体在种群领域中各个点上出现的机会是相等的，并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。
均匀分布
主要是种群内个体间的竞争。
在自然情况下,均匀分布最为罕见。
成群分布
种群内个体分布不均匀,形成许多密集的团块状。
原因：
资源分布不均匀;植物种子传播方式以母株为扩散中心;动物的集群行为。
2存活曲线
●I型:
凸型,幼体存活率高，老年个体死亡率高,在接近生理寿命前只有少数个体死亡（大型哺乳动物和人）
●Ⅱ型：
呈对角线型,表示在整个生活期中,有一个较稳定的死亡率，如一些鸟类
●Ⅲ型:
凹型,表示幼体死亡率很高，如产卵鱼类、贝类和松树
●大多数野生动物种群的存活曲线类型在Ⅱ型和Ⅲ型之间变化；大多数植物种群的存活曲线则接近Ⅲ型。
３种群增长模型
（1）与密度无关的种群增长模型
种群离散型增长模型
种群连续增长模型
（2）loｇiｓtic种群增长模型
５种群的波动及调节机制
（１）外源性种群调节理论
非密度制约的气候学派
密度制约的生物学派
折衷观点
（2）内源性自动调节理论
行为调节——温一爱德华（Wyune-Edwardｓ）学说
内分泌调节——克里斯琴（Chriｓtiａn）学说
遗传调节——奇蒂（Chitｔｙ）学说
第五章生物种及其变异与进化
遗传漂变（geneｔｉｃｄｒｉft）种群中不能解释为自然选择的基因频率的变化。
适应辐射（ａdａpｔｉve radｉation）:
由一个共同的祖先起源，在进化过程中分化成许多类型．适应于各种生活方式的现象
选择系数的计算
地理物种形成学说
●地理隔离通常由于地理屏障将两种群隔离开，阻碍了种群间个体交换,使种群间基因流受阻。
●独立进化两个被此隔离的种群适应于各自的特定环境而分别独立进化。
●生殖隔离机制的建立两种群间产生生殖隔离机制，即使两种群内个体有机会再次相遇,彼此间也不再发生基因流，因而形成两个种,物种形成过程完成。
第六章生活史对策
生活史对策（lifeｈiｓtoｒｙstrategy）:
生物在生存斗争中获得的生存对策。
生殖对策、取食对策、迁移对策、体型大小对策
R-选择和Ｋ-选择
●r-选择种类是在不稳定环境中进化的，因而使种群增长率最大。
●K-选择种类是在接近环境容纳两的稳定环境中进化的,因而适应竞争。
●ｒ-选择：
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：
慢速发育,大型成体,数量少但体型大的后代，低繁殖能量分配和长的世代周期。
r－对策和K－对策在进化过程中优缺点
●Ｋ-对策种群竞争性强,数量较稳定,一般稳定在K附近，大量死亡或导致生境退化的可能性较小。
但一旦受危害造成种群数量下降，由于其低r值种群恢复会比较困难。
●R－对策者死亡率甚高，但高r值使其种群能迅速恢复，而且高扩散能力还可使其迅速离开恶化生境.在其他地方建立新的种群。
ｒ对策者的高死亡率、高运动性和连续地面临新局面，更有利于形成新物种。
第七章种内和种间关系
生态位：
指有机体在环境中占据的地位和角色。
●基础生态位：
●实际生态位：
种间竞争：
两物种或更多物种共同利用同样的有限资源时产生的相互竞争作用。
竞争排斥原理（高斯假说）
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,
也即完全的竞争者不能共存。
Lotka-Vｏｌterrａ模型
（1）模型的结构及其生物学意义
dN1／dt=ｒ１N1（1-N1/K1-αN２／K１）
ｄN２ /ｄt =r2Ｎ2（1-N2/Ｋ2- βＮ1/K2）
竞争的结局：
●物种１被挤掉,物种2取胜而生存下来
●物种2被挤掉，物种1取胜而生存下来
●物种１和物种2取的共存的局面
种内竞争和种间竞争
1 .Ｋ1＞K2/βＫ2 １/K１<β/K21/Ｋ2 >α/Ｋ1
2．１/K１>β/Ｋ2 １／K2 <α/K1
３． 1／K1>β/K2 1／Ｋ2> α／K1
4.1／K1＜ β/Ｋ2 1/K2＜α/K1
第八章群落组成与结构
1同资源种团（guiｌd）:
群落中以同一方式利用共同资源的物种集团。
2对群落性质的两种对立观点ﻫ 机体论学派ﻫ个体论学派
生物多样性:
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、动物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统。
生物多样性可以分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
辛普森多样性指数（Simpsｏｎ’sdｉveｒsｉtyinｄeｘ）是基于在一个无限大小的群落中,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的＝随机取样的两个个体属于不同种概率=1-随机取样的两个个体属于同种的概率
香农-威纳指数（Shａnnｏn－Wｅｉneｒindex）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。
第九章群落的动态
群落演替：
在一定地段上，群落由一个类型转变为另一类型的有顺序的演变过程
水生系列、旱生系列
水生演替系列就是湖泊填平的过程-从湖泊的周围向湖泊中央顺序发生的。
旱生演替系列 环境条件极端恶劣的岩石表面或砂地上开始
个体演替观和经典演替观
第十一章生态系统的一般特征
生态系统：
在一定空间中共同栖息着的所有生物的与其环境之间由于不断进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。
食物链：
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
食物网:
食物链彼此交错连结，形成一个网状结构。
生态金字塔：
指各个营养级之间的数量关系（能量金字塔、生物量金字塔、数量金字塔
生态平衡
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。
●生态平衡是一种动态平衡
●在自然条件下，生态系统总是朝着种类多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展，直到使生态系统达到成熟的最稳定状态为止。
生态系统结构和功能
结构：
空间结构-群落的垂直结构和水平结构；
营养结构-食物链和食物网结构
组成结构－生产者、消费者、分解者和无机环境。
功能:
物质循环和能量流动。
第十二章生态系统中的能量流动
●初级生产:
自养生物的生产过程，其提供的生产力为初级生产力。
●次级生产：
异养生物再生产过程，提供的生产力为次级生产力
●
生态系统中的初级生产
初级生产量的限制因素
⏹陆地生态系统
⏹水域生态系统（海水、淡水）
初级生产力的测定方法
生态系统中的能量流动特点
● 生态系统中的能量流动服从热力学第一、第二定律;
● 能量流动过程中逐级减少;
● 能量单向流动的,不可逆。
第十三章生态系统的物质循环
●物质循环的一般特征，水循环，碳循环,氮循环,磷循环,硫循环
2 碳循环包括的主要过程
●生物的同化过程和异化过程，主要是光合作用和呼吸作用
●大气和海洋之间的二氧化碳交换
●碳酸盐的沉淀作用
碳循环（carboncyclｅ）
氮循环（nｉtrogencycle）
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。
第十五章应用生态学
人类对全球生态系统的影响
●有1/3到1／2的陆地面积已被人类活动所改变
●从工业革命以来,大气中CＯ2浓度提高了30%
●人类固氮量已超过天然固氮总量
●被人类利用的地表淡水已经超过了可用总量的1/2
●地球上大约1／4的鸟类物种已经在过去两千年中灭绝
●接近2/３的海洋渔业资源已经过捕或捕尽
水域生态系统存在的严重生态问题,例如富营养化原因、危害、对策等
●最大持续产量MSY模型的价值和及其在应用中存在的问题
生物多样性:
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、动物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统。
生物多样性可以分为遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
生物多样性的价值:
直接价值,间接价值,伦理或道德价值（eｔhｉcaｌvalue）
生物多样性所受的威胁？
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