
第一章 种群
1.种群密度是指某个物种在单位面积或单位体积内的个体数 量,是反映种群大小的最常用指标。种群密度的变化是研究种群动态的基础。种群密 度的大小可作为人类判断生物有益或有害、保护或防治的依据,也可作为评价保护和 防治效果的指标。
2.在生产实践中,人们常采用干扰 和破坏害虫自然性别比例的方法来降低害虫的数量。
3.逻辑斯谛增长是指在空间有 限、资源有限和受到其他生物制约条件下的种群增长方式 。其增长曲线很像英文字母S,因 而又称“S”形增长。逻辑斯谛增长是自然界生物 种群增长的普遍方式,它总是会受到环境容纳量的限制。环境容纳量是指长时期 内环境所能维持的种群最大数量,用字母 K 表示。 由于种群数量高于 K 时可能下降,低于 K 时可能上 升,所以K值只代表种群数量的一个平均值。
4.研究种群的增长方式具有十分重要的实际意义,能更好地利用和保护生物资源, 防治有害生物。例如,根据逻辑斯谛增长曲线在转折期增长最快的特点,可预知草原 上放牧量为多少时既能保护草原,又能获得最好的经济效益。对于濒危野生动物的保 护,则可通过改善生存环境来增大环境容纳量以促进其增长。相反,对于有害生物的 防治,则应通过限制环境因素来降低环境容纳量以抑制其增长。
5.捕食也能将被捕食者的种群密度制约在一定水平。捕食者种群数量会随着被捕食者数量的增加而增加,也会因自身受到天敌的捕食而减少。生产上常利用这种关系进行生物防治。
第二章 群落
1.优势种通常是群落中个体数量多、生活 力较强的物种。优势种能够凭借自己的数量 和生活力对群落的结构和内部环境起决定性 的作用,并在很大程度上影响其他物种的 生存和生长。若把优势种去除,必然会导 致群落的结构和内部环境发生变化。因此, 对群落的保护,不仅要保护珍稀濒危物种,也要保护其优势种。
2.群落中不同的物种往往占据不同的生态位。例如,在西双版纳热带雨林群落中, 高大的乔木可以充分利用阳光,乔木下的灌木则能有效地利用弱光,灌木下的草本只 能利用较弱的光,草本下的苔藓类等植物则只能利用微弱的光。乔木、灌木、草本和 苔藓等植物在形态结构和生活方式上各不相同,因此它们占据着不同的生态位,利用 着不同强度的阳光,从而使得整个群落能够更加合理、高效地利用光照。
3.生态位分化是生物对环境的长期适应以及自然选择的结果。
4.由于长期自然选择,不同物种的鸟在形态和行为等方面往往有所特化,从 而适应在群落的一定空间进行觅食和活动,并利用特定空间的资源。这样,不 同物种的鸟既能充分利用整个群落的栖息空间和食物资源,又能减少相互之间 因生态位的重叠而导致的竞争。
5.群落具有垂直、水平和时间结构。
群落分层形成垂直结构,依据植物的外貌和形态结构的不同,一般把陆生植物分成下面六种生长型:乔木:3m以上的木本植物。灌木:3m以下的木本植物。藤本植物:木本攀缘植物。
草本植物:没有多年生的木质茎,包括禾叶草本、阔叶草本和蕨类植物。
附生植物:完全依附在其他植物体上的植物。地表植物:地衣、苔藓等植物。
植物的生长型可以反映植物生活的环境条件。
群落中乔木、灌木和草本等不同生长型的植物分别配置在群落的不同高度上,形成了群落的垂直结构(vertical structure)。群落的垂直结构主要指群落的分层现象。不同群落其垂直结构的复杂程度不同,热带雨林群落的垂直结构最为复杂,寒温带针叶林群落的结构比较简单,下木层和灌木层一般都只有一个。草原群落的结构就更为简单了。
成层结构是物 种自然选择的结果,它不仅缓解了植物之间争夺阳光、空间、水分和矿质营养的矛盾, 而且植物在空间上的成层排列,扩大了植物利用环境的范围,提高了植物的光能利用率。
6.群落水平方向上的种群配置形成水平结构
群落中的生物在水平方向上的配置状况形成了群落的水平结构(horizontalstructure)。大多数群落中的各个物种在水平方向上的分布往往呈不均匀性,表现为斑块状和镶嵌性。导致群落具有水平结构的原因主要有三个方面:一是不同生物繁殖体的扩散能力有差异,例如依靠风、水和动物传播种子的植物可能分布范围较大,而种子较重或进行无性繁殖的植物往往集中分布在母株周围;二是生物种间相互作用的影响,例如植食性动物明显地依赖于它所取食的植物而分布;三是群落内部环境的不同,例如群落水平方向上光照、风、土壤湿度和盐渍化程度有差异。另外,动物活动以及人类活动也会影响群落的内部环境。
7.群落的组成和外貌可随时间改变而形成时间结构
群落的组成和外貌可随时间改变而发生有规律的变化,这就是群落的时间结构timestructure)。
群落的季节性变化非常明显。也是它们对环境良好适应的体现。
8.群落交错区与边缘效应,群落交错区是指两个或多个群落之间的过渡区域。群落的边缘有的是持久的,有的在不断变化。群落交错区的特征是由相邻群落之间相互作用的空间、时间及强度所决定的。群落交错区的环境条件比较复杂,因而在交错区常常存在着两个重叠群落中的一些物种和交错区所特有的物种。群落交错区物种的数目以及一些物种的密度要比相邻群落大。
9.热带雨林 群落生物种类极为丰富,是地球上最 丰富的“生物基因库”。组成热带雨林 群落的高等植物达 45000 种以上,且绝 大部分是木本,藤本植物及附生植物也 发达。乔木树干高大,常生有支柱根和板状根;叶多大型,常绿,革质坚硬。灌木 层植物一般很少分枝;叶往往大而薄,气孔常开放,具泌水组织,有的叶还具滴水 叶尖。
10.植物的叶呈针状,表面 有增厚的角质膜和内陷的气孔,以减少蒸腾并有助于在夏季干旱期和冬季结冰期保持 水分。
11.群落演替是不同种群 与环境变化相互作用而发生的优势种取代的过程,也是群落中各种群与无机环境相适 应的过程。自然情况下,群落的演替是非常缓慢的,演替的意义在于可更充分地利用 自然条件,尤其是利用一切可以利用的能量。
12.初生演替是指从完全没有植被,并且也没有任何植物繁殖体存在的裸地上开始的演替。上述裸岩和湖底开始的演替都是初生演替。
次生演替是指在被毁灭群落基质上所进行的演替。在伐林地、火烧地、放牧地和弃耕地上所发生的演替都属于次生演替。
一般地,原有群落毁灭后,会留下含有大量有机质的土壤、有生存力的孢子和种 子等繁殖体。因此,与初生演替相比较,次生演替的土壤基质和环境条件比较好,次 生演替经历的时间也相对比较短。
13.群落演替的终点是顶极群落
当一个群落演替到与当地的气候和土壤条件处于平衡状态的时候,演替就不再进行了。在这个平衡点上,群落结构最复杂也最稳定,只要没有外力干扰,它将永远保持原状。演替达到最终平衡状态时的群落称为顶极群落。顶极群落类型主要是由平均温度和年降雨量决定。
人类可以使群落演替按照不同于自然的方向进行,可以改变演替的速度和方向。

第三章 生态系统
1.各生物成分在生态系统中的地位和作用有所不同。生产者是生态系统中最主要的 生物成分,没有生产者,分解者和消费者就会缺少有机物供应而无法生存。消费者在 生态系统中通过食物关系促进了物质循环和能量流动。分解者是生态系统中不可缺少 的组成成分,如果生态系统中没有分解者,动、植物遗体和粪便等快速堆积,影响物质的再循环过程,生态系统中的营养物质很快就会发生短缺并导致整个生态系统瓦解和崩溃。
2.通常情况下,营养级的位置越高,处于这个营养 级的生物种类、个体数量和能量就越少。当某个营养级的生物种类、个体数量和能量 少到一定程度的时候,就不可能再维持下一个营养级的存在。所以,一个生态系统中 的营养级不可能很多,一般不超过5个。
在生态系统各生物之间,通过一系列的取食和被取食关系,不断传递着生产者所固定的能量,我们把这种单向的营养关系称为食物链(food chain)。食物链的类型较多,其中以生产者为起点的食物链称为捕食食物链,以死亡生物或现成有机物为起点的食物链称为腐食食物链。在任何生态系统中,都存在着捕食食物链和腐食食物链。在大多数陆地生态系统和浅水生态系统中,生物体内的有机物质大部分不是被捕食,而是生物死亡后被腐食动物和微生物所利用,因此常以腐食食物链为主。海洋生态系统则以捕食食物链为主。
3.生物富集(bio-concentration),又称生物浓缩,是指生物体由于对顶级肉食动物环境中某些元素或难以分解的化合生物量物的积累,使这些物质在生物体内肉食动物的浓度超过环境中浓度的现象。生物体吸收环境中物质的情况有三种:一种是靠体表直接吸收,如藻类植物、原生动物和多种微生物等;另一种是靠根系吸收,如高等植物植物;再一种是从食物中进行吸收,如大多数动物。在上述三种情况中,前两种属于直接从环境中摄取,后一种则需要通过食物链进行摄取。随着食物链的延长和营养级的增加,这些物质逐级积累和浓缩,使处于高位营养级的生物体内浓度(不是总量)高于处于低位营养级的生物。
4.在湖泊和开阔海洋的生态系统中,生物量金字塔 会呈现下窄上宽的倒金字塔形。这是因为这两种生态系统中的 生产者主要是单细胞藻类,这些藻类 个体小、繁殖快,含纤维素少,世代 周期短,只能积累较少的有机物,可以被浮游动物整个吞食和消化,从而迅速转化为下一营养级的生物量。
5.在海洋生态系统中,植食动物利用藻 类的效率大大高于陆地动物利用植物的效 率。因此,海洋的年净初级生产总量虽然只有陆地的年净初级生产总量的一半,但海 洋的净次级生产总量相当于陆地净次级生产总量的3倍多。
6.对生态系统中的能量流动进行研究,可以在食物链和生态系统两个层次上进行。 在食物链层次上进行能量流动分析,是把每一个物种都作为能量从生产者到顶级肉食 者移动过程中的一个环节,当能量沿着一条食物链在几个物种间流动时,测定食物链 每一个环节上的能量值。在生态系统层次上分析能量流动,是把每个物种都归属于一个特定的营养级中 (依据该物种主要食性),然后精确地测定每一个营养级能量的输入值和输出值。
7.研究能量流动规律有利于帮助人类合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类有益的方向。在农业生态系统中,根据能量流动规律建立的人工生态系统,可使能量得到充分利用,从而有效地提高了人类对光合作用所固定能量的利用效率。生态系统的能量流动包括能量输入、传递和散失的过程。
摄入量-粪便中的能量=同化量
同化量-呼吸消耗能量=净次级生产量(用于生长、发育、繁殖的能量)
8.运用物质循环规律可以帮助人们合理地调整生态系统的物质循环和能量流动,使物质中的能量更多地流向对人类有益的方向。 “蔬菜-鸡、猪-沼气”系统以及“桑基鱼塘”生态工程都属于物质循环利用的农业生态工程。城市生活垃圾进行减量化、无害化、资源化处理,将生活垃圾中有机部分、人畜的粪便转化为优质生态复合肥等物质循环利用的生态工程也得到了极大的发展。这些实例表明,人们根据生态学的原理,用系统工程的方法和技术指导生产实践,就可以实现资源的多层次 利用或循环利用,使人和自然环境共同受益。
二氧化碳是碳循环的主要形式
地球上的碳绝大部分是以碳酸盐的形式存在于岩石圈中,其次是储存在化石燃料中。生物可直接利用的碳是水圈和大气圈中以二氧化碳形式存在的碳。
海洋的碳含量是大气圈碳含量的56倍,海洋对于调节大气圈中的碳含量起着非常重要的作用。二氧化碳在大气圈和水圈的界面上通过扩散作用而互相交换着,大气中如果发生局部的二氧化碳短缺,水圈中的二氧化碳会更多地进入大气圈。
氮循环(nitrogencycle)包括固氮、氨化、硝化和反硝化等过程。
固氮的途径主要有高能固氮、工业固氮和生物固氮。生物固氮是通过固氮菌和蓝藻等自养或异养微生物进行固氮。
当固定的无机氮被生物利用后,在体内形成含氮有机化合物,通过代谢产生尿素和尿酸等产物,排出体外。尿素和尿酸等通过土壤和水中的很多异养细菌、放线菌和真菌的代谢活动,转变为无机化合物(氨)并把它释放出来,这个过程就称为氨化作用。
虽然有些自养细菌和海洋中的很多异养细菌可以利用氨或铵盐来合成它们自己的组成成分,但一般说来,氨和铵盐难以被直接利用,必须通过硝化作用转化为硝酸盐。氨和铵盐被硝化细菌(包括亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌)氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程称为硝化作用。
硝酸盐等含氮化合物在反硝化细菌的作用下转化为N2、NO和N2O,这个过程称为反硝化作用。
9.生态系统中的各种信息传递,对生物及生态系统有着极其重要的作用。信息传递 与生物个体的生存有密切关系。生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用。
信息传递在农业生产中的作用:提高农产品的产量;控制有害动物。
10.种群的繁殖离不开信息的传递。植物开花需要光信息刺激,当日照时间达到一定 长度时,植物才能够开花。信息传递能影响群落的演替。信息传递在农业生产上的应用包括提高农产品的产量和控制有害动物两个方面。
11.生态系统可以通过其内部的自我调节机制保持稳定性,当其遭受一定程度的外界干扰时,可以恢复到原来 的稳定状态。但当干扰超过自我调节的限度时,生态系 统的稳定状态就可能被破坏而难以恢复。
12.负反馈调节是生态系统中普遍存在的一种调节方式,它的作用是能够使生态系统 达到和保持平衡或稳态,反馈的结果是抑制和 减弱最初发生的变化。
13.正反馈调节在自然生态系统中是比较少见 的,它的作用刚好与负反馈调节相反,即生态系 统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化, 不是抑制而是加速最初发生的变化,所以正反馈 调节的作用常常使生态系统远离平衡状态或稳态。
14.生态系统自我调节能力的强弱是多种因素共同作用的结果。生态系统中生物的种 类和数量越多,食物网越复杂,自我调节能力就越强,抵抗外界干扰保持稳态的能力 就越强,反之则越弱。因此,增加生态系统物种的多样性,可以增强内部结构与功能 的协调性,提高生态系统的稳定性。
第四章 人类与环境
1.土壤污染是指人为活动产生的污染物通过各种途径进入土壤并积累 到一定程度,引起土壤质量恶化的现象。进入土壤的污染物主要有重金属、农药和化肥 等。土壤中的污染物主要通过生物富集作用,对生物造成危害。治理土壤污染通常周 期较长,成本较高。例如,被某些重金属污染的土壤可能要经过 100~200 年才能够恢复。污染物主要包括工业废水、生活污水、矿山污水、农田污水、水土流失的冲积物、工业废弃物和生活垃圾等。湖泊污染的突出现象是富营养化,富营养化使很多湖泊变成了死湖。
2.人类活动造成生物多样性锐减的原因。 人类活动导致的栖息地消失、退化、片段化 是物种绝灭和生物多样性丧失的主要原因, 外来物种入侵和人类对生物资源的过度开发利用,也是生物多样性减少的原因。
3.生物多样性对人类的价值包括直接使用价值和间接使用价值。 直接使用价值是指为人类提供食物、药物和建材等,例如奎宁等百余种药品是直接从 有花植物中提取出来的。间接使用价值是指对环境和生命维持系统的调节功能,如水 土保持、净化环境等,也包括为后人提供选择机会的价值,如某些生物体内的抗性基 因可以为农作物或家禽等育种提供更多的可供选择的机会。
4.调查当地生态环境中存在的主要问题,提出保护建议。显微镜,烧杯,试管,塞氏盘,pH计,氨氮分析仪,比色皿,总磷分析仪等。
5.生物多样性保护包括就地保护、迁地保护、建立种子库和基因资源库、恢复退化的生态系统四个方面。
就地保护是指对有代表性的自然生态系统和野生生物及其栖息地、珍稀濒危物种及其重要栖息地和繁殖地予以就地保护。就地保护是保护生物多样性最有效的措施。
迁地保护是指将严重濒危的野生物种迁出原栖息地进行保护,包括把生物个体、种子、花粉、精子等转移到苗圃、植物园、动物园、水族馆、畜牧场或专门保护中心,进行人工驯养、培养和繁殖,扩大其种群。迁地保护的最终目的是将受保护的物种再迁入原栖息地,恢复其野生种群。
建立种子库和基因资源库是对物种的遗传资源(植物种子、动物精液、胚胎和真菌菌株等)进行长期保存。
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