⽣态学期末复习资料(精华版)
⽣态学期末复习资料(打★为考过) 第⼀章绪论
⼀、名词解释
★1.⽣物圈(Biosphere):地球上全部⽣物和⼀切适合于⽣物栖息的场所。它包括岩⽯圈(lithosphere)的上层、全部⽔圈(hydrosphere)和⼤⽓圈(atmosphere)的下层。
2.⽣态学(Ecology):研究⽣物(organism)及环境(environment)间相互关系的科学(Hackel,1869)。研究⽣命系统与环境系统之间相互作⽤规律及其机理的科学(马世骏,1980)。
⼆、问答题
1.简述⽣态学的发展过程。
答:(1)⽣态学的萌芽时期(公元16世纪以前):以古代思想家、农学家对⽣物环境相互关系的朴素整体观点为特点;
(2)⽣态学的建⽴时期(公元17世纪⾄19世纪):欧洲科学家探索活动再度迭起,崇尚科学和科学实验,⼀些科学理论相继形成;
(3)⽣态学的巩固时期(20世纪初⾄20世纪50年代):这⼀时期是⽣态学理论的形成、⽣物种群和群落由定性到定量描述,⽣态学实验,⽅法发展的辉煌时期,形成了著名的四⼤学派;
(4)现代⽣态学时期(20世纪60年代⾄今):①研究层次上向宏观和微观的⽅向发展、⽣态学的研究层次已包括了分⼦、基因、个体直到⽣物圈;②研究⼿段的更新:⾃计电⼦仪、同位素⽰踪、稳定性同位素、⽣态建模、系统论引⼊⽣态学;③研究范围的扩展:符合⼈类活动对⽣态过程的影响以纯⾃然现象研究扩展到⾃然-经济-社会复合系统的研究。
★(简答题)2.列出国内外各5位著名⽣态学家,并概括其在⽣态学上的最主要贡献。答:Odum, Tansley, Clements, 苏卡乔夫,孙儒泳等
★3.现代⽣态学的发展趋势。(论述题)
答:(1)⽣态系统⽣态学的研究成为主流;
(2)系统理论在⽣态学中得到了⼴泛运⽤;
(3)从描述性科学⾛向实验科学;
(4)研究对象继续向宏观和微观两个⽅向发展,由传统的个体、种群、群落向更宏观和更微观的⽅向发展,⽣态系统⽣态学、景观⽣态学、全球⽣态学和分⼦⽣态学的出现是现代⽣态学发展的重要标志;
(5)⼀些新兴的⽣态学分⽀如进化⽣态学、⾏为⽣态学、化学⽣态学等相继出现;
(6)应⽤⽣态学迅速发展。
★4.按照研究对象的组织层次划分,⽣态学应包括哪⼏个分⽀学科?概括各分⽀学科的主要研究内容。(论述题)
答:(1)个体⽣态学(Individual ecology): 研究重点是个体对⽣物和⾮⽣物环境的适应;(2)种群⽣态学(Population ecology):以种群为单位,研究种群与环境之间的关系,主要探讨种群的动态及其调节因素,种群的进化和物质分化,种内、种间关系和物种的⽣活史对策等;
(3)群落⽣态学(Community ecology): 以群落为单位,研究群落与环境之间的关系,主要研究群落组成和结构的⽣态过程(ecological process);
(4)⽣态系统⽣态学(Ecosystem ecology): 以⽣态系统为单位,研究⽣态系统与环境之间的关系,能量流动(energy flow)和物质循环(nutrient cycle)。
5.从⽣态学发展简史⼊⼿,谈谈你对该学科的总体认识。
答:从实践中来到实践中去;从感性认识到理性认识再指导实践;与其他学科和科学技术的发展和环境的变化紧密相关,等等。
三、知识点
★1、⽣态学的研究⽅法分为野外⽣态学、理论⽣态学和实验⽣态学。(论述题,和以上两个论述综合成⼤论述)
2、四⼤学派:
(1)英美学派:代表⼈物是美国H.W. Cowels、F.E. Clements以及英国 A.G.Tansley。英美学派的特点是以群落动态为主导思想,从植物群落的演替观点提出了关于演替系列、演替阶段的群落分类⽅法,⽣态系统和⽣态平衡等⽅法。
(2)法瑞学派:代表⼈物是法国Braun-Blanquet,著有?植物社会学?,强调区系成分,以特征种为群落⽣态和分类依据.
(3)北欧学派:代表⼈物是Du-Rietz,对象是森林,以瑞典、挪威等国为主,在⽣态学分析⽅法上⽐较细致。
(4)苏联学派:代表⼈物是 B.H.Cyкaчев,以欧亚⼤陆寒温带的森林、草原、⼟壤为对象,代表作?苏联植被?,该学派的研究明显的特点是强调植物群落与环境间,特别是与⼟壤条件的关系,其次重视植物群落⽣态学研究的⽣产实践价值。提出⽣物地理群落的概念。
第⼆章⽣物与环境(个体⽣态学)
⼀、名词解释
★1、⽣态价(⽣态幅)(ecological amplitude or ecological valence):每种⽣物对⼀种⽣态因⼦都有⼀个耐受范围,即⼀个⽣态学上的最低点和⼀个⽣态学上的最⾼点,在最⾼点和最低点之间的范围就称为⽣态幅(ecological amplitude) 或⽣态价(ecological valence)。
2、内稳态(Homeostasis):有机体在可变动的外部环境中维持⼀个相对恒定的内部环境,称为稳态。
3、⼩⽓候(microclimate) :⼩环境当中的⽓象条件则称为⼩⽓候(microclimate)或称为⽣物⽓候(bioclimate),即⽣物栖息地的⽓候,这种⽓候由于受局部地形、植被和⼟壤类型的影响⽽与⼤⽓候(macroclimate)有着极⼤的差别。⽣态学研究更加重视⽣物的⼩环境。
4、⽣态因⼦(ecological factors):⽣态因⼦(ecological factors):指环境中对⽣物的⽣长、发育、⽣殖、⾏为和分布有着直接或间接影响的环境要素。⽣物⽣活所不可缺少的各种⽣态因⼦,统称为⽣存条件(survival condition)。⽣态因⼦有时也被称为环境因⼦(environmental factor)。区别:⽣态因⼦是环境中对⽣物起作⽤的因⼦,⽽环境因⼦则是指⽣物体外部的全部要素。
⽣态因⼦通常分为⾮⽣物因⼦和⽣物因⼦两⼤类:⽣物因⼦(biotic factors):有机体(同种和异种)
;⾮⽣物因⼦(abiotic factors):温度、光、湿度、pH、氧⽓等。
有的学者将⽣态因⼦分为五类:⽓候因⼦(climatic factors)、⼟壤因⼦(edaphic factors) 、地形因⼦(topographic factors) 、⽣物因⼦、⼈为因⼦(anthropogenic factors) 。
5、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。
6、适应(adaptation):⽣物所具有的有助于⽣存和⽣殖的任何遗传特征。
7、驯化(acclimation or acclimatization):有机体对实验环境条件变化产⽣的适应性反应。
8、⽣态位(niche):空间⽣态位(spatial niche)、营养⽣态位(trophic niche)、多维(超体积)⽣态位(multi-dimensional hypervolume niche)、基础⽣态位(fundamental niche)和实际⽣态位(realized niche)的概念,综合前⼈所述⽣态位不仅包括⽣物所占的物理空
间,还包括它在⽣物群落中的功能作⽤(例如它的营养位置),以及它们在温度、湿度、pH 值、⼟壤和其他⽣存条件的环境变化梯度中的位置。
9、⽣活型(life form):是⽣物对外界环境适应的外部表现形式,同⼀⽣活型的⽣物,不但体态相似,
⽽且在适应特点上也是相似的。植物⽣活型的研究⼯作较多,对植物⽽⾔,其⽣活型是植物对综合环境条件的长期适应,⽽在外貌上反映出来的植物类型。它的形成是植物对相同环境条件趋同适应的结果。
教师节的英文
10、⽣态型(ecotype):当同⼀种植物的不同个体群,分布和⽣长在不同环境李,由于长期受到不同环境条件的影响,在植物的⽣态适应过程中,发⽣不同个体群之间的变异和分化,形成了⼀些在⽣态学上互有差异的、异地性的个体群,它们具有稳定的形态、⽣理和⽣态特征,这些变异在遗传上被固定下来,在⼀个种内分化成为不同的个体群类型。是同⼀种植物对不同环境条件趋异适应的结果。
11、趋同适应(convergent adaptation):不同种类的植物,当其⽣长在相同(或相似)的环境条件下,往往形成相同(或相似)的适应⽅式和途径。
★12、趋异适应(divergent adaptation):同⼀种植物的不同个体群,由于分布地区的间隔,长期接受不同环境条件的综合影响,在不同个体群之间就产⽣相应的⽣态变异,这种同种植物对不同综合环境条件的趋异适应。
13、光周期现象(photoperiodicity,photoperiodism):昼夜交替中⽇照的长短对⽣物⽣长发育的影响,称为光周期现象。
14、长⽇照⽣物(long day organism):包括长⽇照植物(long day plant)和长⽇照动物(long-day animals),前者只有当⽇照长度超过它的临界⽇长时才能开花,如紫菀、凤仙花、冬⼩麦、甜菜、⽢蓝萝⼘等;后者是在温带和⾼纬度地区许多鸟兽在春夏之际⽩昼逐渐延长的季节繁殖后代,如雪貂、野兔、刺猬。
15、光补偿点(light compensation point):当其他⽣态因⼦不变时,光合速率随光照强度增加⽽升⾼。光照强度低到⼀定程度时,光合速率合呼吸速率相等,此光强为该植物的光补偿点。
16、光饱和点(light saturation point):光照强度增加到⼀定程度,光合速率却不再增加时的光照强度为该植物的光饱和点。
17、滞育(diapau):很多昆⾍在它们⽣命周期的正常活动中,能插⼊⼀个休眠相,即滞育,经常是由光周期决定的。
sucker18、⽣理有效辐射(photosynthetically active radiation):或光合有效辐射,能被光合作⽤利⽤的太阳辐射,380~710nm,各光谱有效性红橙光>蓝紫光>黄光>绿光。⽣理⽆效光主指绿光。
19、黄化现象(etiolation phenomenon):缺乏⾜够的光照,植物发芽后⽣长为黄⾊植株。茎细长软弱,⽣物产量下降,影响开花结实。
20、阿伦规律(Allen’s law):在寒冷地区内温动物⾝体的突出部分,如四肢、尾巴和外⽿有变⼩变短的趋势。
21、贝格曼定律(Bergman’s law):来⾃寒冷⽓候地区的内温动物,往往⽐来⾃温暖地区的内温动物个体更⼤,导致相对体表⾯积变⼩,使单位体重的热散失减少,有利于抗寒。22、极端温度(extreme temperature):温度低于⼀定的数值,⽣物便会因低温⽽受害,这个数值便称为临界温度(critical temperature)。在临界温度以下,温度越低⽣物受害越重。23、外温动物(ectotherms):是根据有机体热能的主要来源划分的,外温动物依赖外部的热源,如鱼类、两栖类和爬⾏类,其调节体温的能⼒很低。
24、物候期(phenopha):⽣物的季节性变化周期。
明尼苏达大学双城分校25、温周期(thermoperiod):植物适应于温度的昼夜变化的现象。
26、春化(jarovization,vernalization):温度能够作为⼀种刺激物起作⽤,决定有机体是否将开始发育,很多植物在发芽之前需要⼀个寒冷期或冰冻期,这种由低温诱导的发育成为春化。
27、等渗动物(isosmotic animal):体内和体外的渗透压相等,⽔和盐以⼤致相等的速度在体内外之间扩散。仅排泄失⽔,通过⾷物、饮⽔、代谢⽔获得⽔,泌盐器官排出多余的盐分。
⼆、问答题
1、简述环境因⼦的分类类型及其⽣态作⽤特点
答:环境因⼦包括⼤环境、⼩环境和内环境。
⼤环境(macro-environment)则是指地区环境、地球环境和宇宙环境等。⼤环境的⽓象条件称为⼤⽓候,是指记录于离地⾯1.5m以上的平均⽓象条件,包括温度、降⽔、相对湿度、⽇照等。⼤⽓候是1.5m以上的记录,因⽽基本不受局部地形、植被、⼟壤的影响,它的影响主要是来⾃⼤⽓环流、地理纬度、离海洋远近等⼤范围因素。
⼩环境(micro-environment)也称为⼩栖息地(microhabitat),是指⼩范围内的特定栖息地。⼩环境当中的⽓象条件则称为⼩⽓候(microclimate)或称为⽣物⽓候(bioclimate),即⽣物栖息地的⽓候,这种⽓候由于受局部地形、植被和⼟壤类型的影响⽽与⼤⽓候(macroclimate)有着极⼤的差别。⽣态学研究更加重视⽣物的⼩环境。
内环境(inner environment),⼜叫体内环境,如叶⽚内部,直接和叶⾁细胞接触的⽓腔、⽓室、通⽓系统都是形成内环境的场所。skto
2、⽐较Liebig最⼩因⼦法则和Shelford耐受性法则的异同。
答:“最⼩因⼦定律”(Liebig’s law of minimum):植物的⽣长取决于那些处于最低量的营养元素,这些处于最低量的营养元素称最⼩因⼦(Justus von Liebig,1840,德国)。wallflower
⽣物的存在与繁殖,要依赖于综合环境因⼦的存在,只要其中⼀项因⼦的量(或质)不⾜或过多,超过了某种⽣物的耐性限度,则使该物种不能⽣存,甚⾄灭绝。这⼀理论被称为谢尔福德(Shelford)耐性定律。该定律认为任何接近或超过耐性下限或耐性上限的因⼦都是限制因⼦;每⼀种⽣物对任何⼀种⽣态因⼦都有⼀个能够耐受的范围,即⽣态幅;在⽣态幅当中包含着⼀个最适区,在最适区内,该物种具有最佳的⽣理和繁殖状态。
3、⽣物体对光环境的长期适应所产⽣的动植物⽣态类型(简述光照强度与陆⽣动植物的关系,答1)和3);从动植物对⽇照长度变化的适应出发解释⽣物的光周期现象,答出光周期现象的概念和动植物的⽣态适应变化2)和4))
答:1)受光照强度影响产⽣的植物⽣态类型有:
阳性植物(sun plant): 适应于强光照地区⽣活的植物称阳性植物,这类植物补偿点的位置较⾼,光合速率和呼吸速率都⽐较⾼,常见种类有蒲公英、杨树、柳树、⽩桦、槐树、马尾松和栎树等,草原、荒漠、阳坡上的森林植物以及⼀般的农作物都是喜阳的植物。它们多⽣长在旷野、路边和阳坡,其⽣境没有任何遮阴。在⽔分、温度适合的情况下,喜光照。
阴性植物(shade plant): 适应于弱光照地区⽣活的植物。这类植物的光补偿点位置较低,其光合速率和呼吸速率都⽐较低与阳性植物相反,它们在弱光下才能正常⽣长发育。如铁杉、红⾖杉、云杉、冷杉和⼈参、三七、黄连、半夏、贝母以及某些蕨类、苔藓和地⾐等。某些⽯隙植物、⽔⽣植物都属于阴性植物。
耐阴植物(shade-enduring plant):介于阳⽣和阴⽣植物之间.在全光照下⽣长最好,但是也能忍耐适度的荫蔽,或是在⽣育期间需要较为轻度的遮荫。如青冈属、⼭⽑榉、红松、云杉、侧柏、胡桃等,药⽤植物如桔梗、党参、沙参、黄精、⾁桂、⾦鸡纳等。
2)受光周期影响产⽣的植物⽣态类型有:
长⽇照植物(long day plant):只有当⽇照长度超过它的临界⽇长时才能开花,如紫菀、凤仙花、冬⼩麦、甜菜、⽢蓝萝⼘等。
短⽇照植物(short day plant): ⽟⽶、⾼粱、⽔稻、烟草、棉、⿇、牵⽜、紫苏等。
中⽇照植物(day intermediate plant):⽢蔗
⽇中性植物(day neutral plant):开花不受⽇照时数影响,如蒲公英、四季⾖、黄⽠、番茄、番薯等。
3)动物受光照强度的影响产⽣的⽣态类型有:pavement
昼⾏性动物(diurnal animal):有些动物适应于在⽩天的强光下活动,如⼤多数鸟类,哺乳动物中的灵长类、有蹄类、松⿏、旱獭和黄⿏,爬⾏动物中的蜥蜴和昆⾍中的蝶类、蝇类和虻类等。⼴光性种类。
夜⾏性动物(nocturnal animal)或晨昏性动物:另⼀些动物则适应于在夜晚或晨昏的弱光下活动,如夜猴、蝙蝠、家⿏、夜鹰、壁虎和蛾类等。狭光性种类。
4)动物受光周期的影响产⽣的⽣态类型有:
长⽇照动物(long-day animals):在温带和⾼纬度地区许多鸟兽在春夏之际⽩昼逐渐延长的季节繁殖后代,如雪貂、野兔、刺猬。
funny短⽇照动物(short-day animals):⼀些动物只有在⽩昼逐步缩短的秋冬之际才开始性腺发育和进⾏繁殖,如绵⽺、⼭⽺和⿅等。
4、从形态、⽣理和⾏为三个⽅⾯阐述⽣物对⾼温环境的适应(简述⽣物对极端温度的适应。)答:形态上:1)植物表现为:密⽑、鳞⽚滤光;体⾊反光;叶缘向上或暂时折叠,减少辐射伤害;⼲和茎具厚的⽊栓层,绝热;2)动物表现为:体形变⼩,外露部分增⼤;腿长将体抬离地⾯;背部具厚
的脂肪隔热层。
⽣理上:1)植物表现为:降低细胞含⽔量,增加糖或盐浓度,减缓代谢率;蒸腾作⽤旺盛,降低体温;反射红外光;2)动物表现为:放宽恒温范围;贮存热量,减少内外温差。
⾏为上:1)植物表现为:关闭⽓孔;2)动物表现为:休眠,⽳居,昼伏夜出等。
5、简述有效积温法则,评述其意义和局限性
答:有效积温法则的含义是⽣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其某⼀阶段的发育,⽽且⽣物各个发育阶段所需要的总热量是⼀个常数。
有效积温法则在农业⽣产中有着很重要的意义,全年的农作物茬⼝必须根据当地的平均温度和每⼀作物所需的总有效积温进⾏安排,否则,农业⽣产将是⼗分盲⽬的。在植物保护、防治病⾍害中,也要根据当地的平均温度以及某害⾍的有效总积温进⾏预测预报。
物种的北上和南移都受到有效积温法则的限制,即使是成功也是在品质上有所改变。6、为什么动物在⾼温环境下维持恒定体温⽐在低温下困难?它们对⾼温环境的适应性特征有哪些?
答:当环境温度距离其最适温度越来越远时,动物维持恒定体温消耗是能量就越来越多。酶的活性受
到限制,致死的⾼温限仅位于动物代谢最适值⼏度,⾼温可能导致动物蛋⽩质凝固变性、酶失活或代谢的组分不平衡。
动物对⾼温环境的适应性特征有:
形态上:体形变⼩,外露部分增⼤;腿长将体抬离地⾯;背部具厚的脂肪隔热层。
⽣理上:放宽恒温范围;贮存热量,减少内外温差。
⾏为上:休眠,⽳居,昼伏夜出等。
timev7、以某种动物或类群为例,说明其适应环境的主要⽅式?
答:⑴仙⼈掌适应沙漠⼲旱环境-----在⼲旱的环境中,仙⼈掌逐渐形成了⾃⼰独特的抗旱特征:茎肥厚多汁,有发达的薄壁组织细胞善于贮藏⽔分;茎的表⽪由厚⽽硬的蜡质或⽣有密集的绒⽑覆盖,从⽽避免和减少阳光照射,降低⽔分蒸发。仙⼈掌根系庞⼤,吸收⽔分的能⼒很强,善于收集微量的⽔分。⼀遇降⾬,它就会在表层长出许多新根,⼤量吸⽔。仙⼈掌的⼤根有很厚的⽊栓组织保护,能在灼热的沙⽯上顽强⽣活⽽不会⼲死。有些⼤仙⼈掌
的寿命可达数百年。仙⼈掌是仙⼈掌科植物的统称,共有2000多个种类,有掌形、球形、柱形等多种形态。
⑵骆驼适应沙漠⼲旱环境:具有两排睫⽑,⽿孔有⽑,⿐孔能闭合——挡风沙;⾜底宽⼤——⾏⾛时防⽌⾝体下陷;有驼峰——储藏能量,脂肪氧化⼜可产⽣⽔分;胸部及膝部有⾓质垫——跪卧休息时⽤以⽀撑⾝体,不会被滚热的沙⼦烫伤;冬季,骆驼⽣长出蓬松的粗⽑,到春天粗⽑脱落,⾝体⼏乎裸露——适应沙漠夏季酷暑、冬季严寒的⽓候特点。
8、植物对空⽓的净化作⽤。
答:①通过叶⽚吸收⼤⽓中的毒物,减少⼤⽓中的毒物含量;
②植物能使⼀些有毒物质在体内分解,转化为⽆毒物质,⾃⾏解毒;
③吸尘作⽤,包括降尘和吸附漂尘;
④树⽊的杀菌作⽤;
⑤城市绿化造林减少噪⾳作⽤
9、简述温度的⽣态作⽤
答:温度影响着⽣物的⽣长和⽣物的发育,并决定着⽣物的地理分布。任何⼀种⽣物都必须在⼀定的
温度范围内才能正常⽣长发育。当环境温度⾼于或低于⽣物所能忍受的温度范围时,⽣物的⽣长发育就会受阻,甚⾄造成死亡。此外,地球表⾯的温度在时间上有四季变化和昼夜变化,温度的这些变化都能给⽣物带来多⽅⾯的深刻的影响。
10、⽣物对⼲旱的适应表现在哪些⽅⾯?
答:植物:①形态上:体积矮⼩;叶⼩⽽硬;⽓孔少⽽下陷;栅栏组织多层、排列紧,细胞间隙少,海绵组织不发达;根系发达等。②⽣理上:渗透压⾼;脯氨酸增加;⽓孔开度减少,甚⾄关闭;光合减弱,呼吸增强;吸⽔运输能⼒增强等。thiel
动物:在⾏为上:选择湿度适宜的地点和时间;改变迁徙时间;滞育;提前进⼊休眠等。
11、以⽔为主导因⼦,⽣物产⽣的⽣态类型有哪些?
答:⽔⽣植物有三类:①沉⽔植物;②浮⽔植物(或浮叶和漂浮植物);③挺⽔植物。
begin是什么意思陆⽣植物有三类:①湿⽣植物;②中⽣植物;③旱⽣植物。
动物有:等渗(isosmotic organism)、⾼渗(hyperosmotic organism)、低渗(hypoosmotic organism)类型。
★12、盐胁迫对⽣物体的影响及⽣物的适应。什么事盐胁迫效应(简答题)
答:危害:引起植物⽣理⼲旱;伤害植物组织;引起植物代谢混乱;在⾼浓度盐类的作⽤下⽓孔保卫细胞淀粉合成受阻,⽓孔不能关闭等,如海枣、海⾲菜、獐茅、⼤⽶草、茄藤等。
适应:形态结构上的适应:植物体⼲⽽硬,叶不发达,⽓孔下陷,表⽪具厚的外壁,常具灰⽩⾊绒⽑,有些具⾁质,有特殊的储⽔细胞。⽣理适应结果产⽣3种类型:聚盐植物:如猪⽑菜、碱蓬;泌盐植物:柽柳、⼤⽶草、补⾎草;抗盐植物:凤⽑菊、⽥菁、蒿属。
第三章种群⽣态学
⼀、名词解释
1、种群(Population):是⼀定区域内同种⽣物个体的集合。
★2、他感作⽤ (allelopathy):通常指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的影响。许多⾼等植物能产⽣具有⾃毒(autotoxic)和抗⽣性质的有机物质,如碳⽔化合物中的萜烯、酒精、有机酸、醚、醛、酮等类物质。