生态学

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第一章绪论

1.生物的多样性：指生命形式的多样化，各生命之间与环境之间的多种相互作用，以及各种生物群落、生态系统及其与生境生态过程的复杂性（遗传多样性、物种多样性、生态系统与景观多样性）

2.生态学（ecology）：研究生物及环境间相互关系的科学研究对象：生物大分子、基因、细胞、个体种群、群落、生态系统景观直到生物圈研究范围：研究自然现象，并结合人类对生态过程的影响，从纯自然现象研究扩展到自然—经济—社会复合系统发展阶段：萌芽期-16世纪以前；建立期-17至19世纪；巩固期-20世纪初至50年代；现代生态学。

3.巩固时期：1北欧学派：以注重群落分析为特点2法瑞学派：把植物群落生态学称为“植物社会学”并用特征种和区别种划分种群的类型，建立了严密的植被等级分类系统（植物区系学派）3英美学派：研究植物群落的演替和创建顶级学说（动态学派）4苏联学派：以植物学派和植被为主（地植物学）

4.现代生态学的发展趋势 1）生态系统研究是生态学发展的主流；2）系统生态学的发展是系统分析和生态学的结合；3）传统生态学的定量化和进一步的发展；4）在研究层次上向宏观与微观两极发展；5）应用生态学的迅速发展，尤其是与社会科学、经济学的结合；6）与应用领域密切相关、从研究层次又更加宏观的景观生态学和全球生态学是近10~20年发展起来的新方向。 第二章 生物与环境

1.环境：某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和 生态环境：指生物生活中的无机因素、生物因素和人类社会共同构成环境系统。生境（habitat）：具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境称为生境，其中包括生物本身对环境的影响。

2.生态因子(ecological factor)：指环境中对生物生长、发育、繁殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。一般特征：1综合作用：环境中各种生态因子不是孤立存在的2主导因子作用：在许多环境因子中，有一个对生物起决定性作用的生态因子3直接作用和间接作用4阶段性作用：由于生物生长发育不同阶段对生物因子的需求不同，所以生物因子对生物的作用具有阶段性5不可替代性和补偿性：总体上生态因子是不可以替代的，但是局部是能补偿的。生存条件（existence condition）生物生长发育所必须的生态因子

3.限制因子：限制生物生存和繁殖的关键性因子。Liebig最小因子定律：植物的生长取决于处在最小量状况食物 4.的量。Shelford耐性定律：生物的生长与繁殖要依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量不足或过多，超过了某种生物的耐性限度，则使该生物不能生存，甚至灭绝。

5.生态幅：物种适应于生境范围的大小。内稳态机制：生物控制体内环境使之不随外部环境发生变化的相对稳定机制。它能减少生物对外界环境的依赖性，提升适应能力。耐性限度（the limits of tolerance）：生物物种在其生存范围内，对任一生态因子的需求总有上限和下限二者间的幅度。光周期现象（ptotoperiodism）：生物对白天黑夜的相对长度的反应。有效积温：生物完成某个发育阶段所需的总热量k=N(T-T0) T:当地该时期的平均温度，T0 ：该生物生长所需最低临届温度（生物零度）N指天数

6.物候学：研究生物的季节性节律变化与环境季节变化关系的科学。7.水因子的生态作用1)水是任何生物体都不可缺少的重要组成成分。2)生物的一切代谢活动都必须以水为介质。3)水是生物新陈代谢的直接参与者4)水还能维持细胞和组织的紧张度，使植物保持一定的状态，维持正常的生活5)水是光合作用的原料。6)水的比热较大，当环境温度巨变时，可以发挥调节体温的作用.总之，水是生命现象的基础，没有水也就没有原生质的生命活动。盐土对植物影响:引起植物生理干旱 伤害植物组织 引起细胞中毒：植物体内聚集大量盐类，会使原生质受害，蛋白质合成受阻，导致含氮代谢废物积累，细胞中毒。影响植物正常营养，由于Na的竞争，植物对K、P等其他元素的吸收减少，影响植物营养状况。高盐条件下，气孔保卫细胞的淀粉形成受到阻碍，气孔不能关闭，植物容易枯萎。 第三章 种群及其基本特征、

1.物种：分类学家常把自然界中同形生物个体归为一种

2.种群(population)：在一定空间中能自由交配繁殖后代的同种个体的组合。自然种群的三个基本特征：1数量特征：个体的生死使种群不断变化2空间特征：种群不仅有分布区域，也有在生活空间中的布局3遗传特征：种群内个体可相互交配，具有一定的基因组成。动态分布包括：种群的数量或密度、种群的分布、种群数量变动和迁移扩散、种群调节。单体生物（unitary organism）：各个体保持基本一致的形态结构，由一个受精卵发育而成。构件生物（modular organ）：由一个合子发育成一套构件

3.种群的年龄结构：不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况1增长型种群;椎体成典型金字塔型，基部宽，顶部窄，幼体多而老年个体较少2稳定型种群：老中幼比例大体相同，出生率与死亡率大致相平衡，种群稳定3下降型种群：锥体基部比较窄，顶部较宽，种群中的幼体比例减少，而老体比例增加，种群的死亡率大于出生率。 4.生命表：与年龄和发育阶段有联系的某个种群特定年龄或特定时间的死亡或生存的记载。综合生命表：在常规生命表的基础上增加出生的数据

5.种群內禀增长率：在实验室条件下，排除不利的天气条件，提供理想的实物排除捕食者和疾病，在不受限制的条件下观察到的种群的增长率

6.种群增长模型：指数增长模型(Z)和逻辑斯谛增长模型(L)1.前者适用于资源无限的条件下，后者适用于资源有限的条件下2.种群指数增长模型与密度无关，逻辑斯谛增长模型与密度有关3.Z的增长曲线呈“J”型；L的增长曲线呈“S”型。

11.种群空间格局：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群空间格局或内分布型。三种类型①均匀型②随机型③成群型成因：1.均匀分布产生的主要原因是种群内个体间的竞争，另一原因是分泌有毒物质于土壤中以阻止同种植物籽苗的生长2.随机分布比较少见，因为只有在环境的资源分布均匀一致的情况下或种群内个体间没有彼此吸引或排斥时才易产生随机分布3.成群分布是最长见的内分布型a.环境资源分布不均匀，富饶与贫乏相嵌。b.植物传播种子的方式使其以母株为扩散中心。c.动物的社会行为使其结合成群 第四章种群生活史

1.生活史（生活周期）：一个生物从出生到死亡所经历的全部过程制约因素（1）生物的遗传特性（不能改变）（2）外界环境的影响——生态可塑性（3）一些遗传特性受另一些遗传特性的制约。关键组分：个体大小、生长与发育、繁殖、寿命。

2.个体大小与寿命：（1）从生存角度讲，大个体占优势 （2）从发展角度讲，小个体具有优势。个体增大寿命延长。相对生长速度可成为生物体之间相对生长性能比较的有效定量指标

3.繁殖：是有机体生产出与自己相似后代的现象，是生物形成新个体的所有方式的总称。方式：[1]无性生殖（asexual reproduction） ①营养繁殖（vegetative propagation）：从生物营养体的一部分发育为一个新个体的繁殖方式②孢子生殖(spore propagation)：生殖细胞即孢子，不经过有性过程而直接发育成新个体的繁殖方式[2]有性生殖(sexual propagation)：两个最重要特征 ①通过配子体的有性融合、染色体分离、等位基因重组等产生了遗传变异②它允许基因迁移，从而使得成功的突变能在世代之间、种群之间及种群内部运动、扩散。动植物扩散的生物学和生态学意义：①可以使种群内和种群间的个体得以交换，以防止长期近亲繁殖而产生的不良的后果。②可以补充或维持在正常分布区以外的暂时性分布区域的种群数量。 ③扩大种群的分布区

4.繁殖价值(reprodutive value)：指某一特定年龄个体未来产子数的期望值（现在繁殖价值或特定繁殖价值和剩余繁殖价值）亲本投资（parental investment）：有机体在生产子代以及抚育和管护时所消耗的能量、时间和资源。策略：表示生物对它所处生存环境条件的不同适应方式（生活对策）繁殖策略(life history strategies)：各种生物在进化过程中形成各种特有的生活史，人们可以把它想像为生物在生存斗争中获得的生存策略。

5.植物的选择受精：指具有特定遗传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。生态学意义①在同种中可以保证最适应的两性细胞的高度融合，从而增强其后代的存活能力②另一方面也限制了异种之间的自由交配，使种间生殖隔离，从而保证了各个种的相对稳定性

6.r-K选择理论：r-对策者和k-对策者是在不同自然选择压力下形成的。对r-对策种群来说，被选择的基因型常能使种群达到最高的内禀增长力，且个体小、发育快、早熟、只繁殖一次、后代多、但缺乏亲代的保护。对k-对策种群来说，被选择的基因型，能使种群较好地适应来自生物和非生物环境的各种压力，可忍受较高的种群密度、个体大、发育慢、成熟晚、可多次繁殖。总之，r-对策有利于种群的繁殖，而k-对策有利于种群有效利用其生境。 大部分有害动物(害虫、害鼠）属于r-对策者，灭杀只能暂时控制其数量，一旦灭杀停止，能迅速增值，又达原来水平。大部分珍稀动物属于K-对策者，繁殖能力低，一旦种群数量下降一定的下限——灭绝点，难以自然地恢复增长，要给予保护措施。 r—和K—对策生物的的优缺点⑴r—策略者虽然由于防御力弱，无亲代照顾等原因而死亡率甚高。但高的r值可以使种群迅速恢复，高的扩散力，又使它们迅速离开恶化的环境，并在别的地方建立起新的种群。r—策略者是新生境的开拓者，但存活要靠机会，所以在一定意义上，它们是机会主义者(opportunist)，很容易出现“突然的爆发和猛烈的破产”⑵K—策略者的种群数量比较稳定，一般保持在K值附近，但超不过它，所以导致生境退化的可能性较小，是稳定环境的维护者，在一定意义上，它们又是保守主义者(conservatism)，当生存环境发生灾变时很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。

7.植物种群生态对策： Grime系统将植物分成3种类型 ①将在资源丰富的可预测生境中的选择称竞争型（C:competition）②在资源胁迫生境中的选择称为胁迫忍耐型（S:stress）③在资源丰富的临时生境中的选择，称为干扰型（R:ruderal）特点：（竞争型）a、植物在适宜的环境中生长，生产力高，资源消耗迅速，竞争剧烈b、可产生良好发育的叶子和相对大的根系，能迅速利用肥沃、少干扰生境中资源c、在适合的生境中，容易超越其它对策的植物，通常是优势植物。（2）胁迫忍耐型a、能承受严重的胁迫和有限的干扰，能在极有限的营养和其它资源情况下生存b、通常是常绿植物，生长缓慢，具长生命期，转换循环比较慢c、能机遇性的获取必须资源，能利用暂时有利的环境。（3）杂草型a能承受有限的压迫和严重的干扰，竞争不是重要的限制因素b短生命期，高相对增长率

高种子产量；c可用资源不足时并不是限制种子产量而是缩减植物营养部分的发育，如草本植物 第五章 种内和种间关系

1.密度效应（density effect）：在一定的时间内当种群的个体数目增加时，就必定会出现相邻个体之间的相互影响。最后产量恒值法则Y=W*D：在一定范围内，当条件相同时，不管一个种群的密度如何，最后产量差不多总是一样的。—3/2自疏法则W=cd-a：同种个体由于密度的增加，引起同种其他个体死亡。如果播种密度进一步提高和随着高密度播种下植株的继续生长，种内对资源的竞争不仅影响到植株生长发育的速度，进而影响到植株的存活率。在高密度的样方中，有些植株死亡，于是种群开始出现“自疏现象”。

2.存在于各个生物种群内部的个体与个体之间的关系称为种内关系，而将生活于同一环境中的所有不同物种之间的关系称为种间关系。9种种间相互作用类型分为正相互作用和负相互作用两大类：偏利作用、原始作用、互利共生、中性作用、竞争（直接干涉型）、竞争（资源利用型）、偏害作用、寄生作用、捕食作用。种间竞争：具有相似要求的物种为了争夺空间和资源而产生的一种直接或间接抑制对方的现象。

3.他感作用(allelopathy)：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。生态学意义：(1)他感作用的歇地现象：在农业上，有些农作物必须与其他作物轮作，不宜连作，连作则影响作物长势，降低产量。这种现象被称为歇地现象。(2)他感作用和植物群落中的种类组成：植物群落都由一定的植物种类组成，他感作用是造成种类成分对群落的选择性以及某种植物的出现引起另一类消退的主要原因之一。(3)他感作用与植物群落的演替：引起植物群落演替的原因很多，但大体上又分为外因和内因两大类，关于植物群落演替的内在因素，至今报道不多，目前认为他感作用是重要的因素之一

4.高斯假说：当两个物种对同一种资源和空间的利用越相似，其生态重叠越多，竞争就越激烈。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。

5.生态位是指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：生物群落中，能够为某一物种所栖息的理论上的最大空间为基础生态位。实际生态位：一个种实际占有的生态位空间 6.捕食作用：捕食是一种生物个体摄取其他生物个体（猎物）的全部或部分。Lotka-Voterra捕食者-猎物模型表明猎物的种群密度受捕食者的控制，二者循环波动

7.协同进化：在进化过程中，一个物种的性状行为对另一个物种性状的反应而进行而后一物种的性状本身又作为前一物种性状的反应进化现象 第六章、生物群落的组成与结构

1.群落（community）：特定空间或特定生境下具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响，相互作用，具有一定的外貌与结构，包括形态结构与营养结构，并具特定功能的生物集合体。基本特征：1一定的外貌2一定的种类组成3一定的结构4形成群落环境5不同物种之间的相互影响6一定的动态特征7一定的分布范围8边界特征。性质：1机体论观点：群落是像有机体一样客观存在的实体，是一个有组织的生物系统 2个体论观点：群落并非自然界的实体，而是生态学家为了便于研究，从一个连续变化的植被连续体中，人为确定的一组物种的集合。 2.优势种(dominant species)：对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种。建群种(edificatory/constructive)：优势层中的优质种。

3.Raunkiaer频度定律：频度是指群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比，在一个种类分布比较均匀一致的群落中，五个频度级的关系是A>B>C>D，即群落中低频度种的数目较高频度种的数目多。E级植物是群落中的优势种和建群种，其数目也较大也占有较高的比例。群落的均匀性与A级和E级的大小成正比，若B、C、D级的比例增高时，说明群落中种的分布不均匀，暗示着植被分化和演替的趋势。

4.重要值：表示某个种在群落中的地位和作用，重要值（I.V.）=相对密度+相对频度+相对优势度（相对基盖度）。 5.生活型：生物对外界环境长期适应的外部表现形式，陆生植物分为五类：高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、隐芽植物、一年生植物(高位芽占优势，反映群落所在地在植物生长季节中温热多湿的特征;地面芽占优势，该地具有较长严寒季节；地下芽占优势，环境冷湿，一年生植物丰富，气候干旱)。生活型谱：统计某一地区或某群落内各类生活型的数量组成的对比关系，是群落对外界环境最综合的反映指标。

6.层片：即第二级层片，每一层片均由同一生活型的植物构成，是群落的结构单元。（第一级层片指种群，第三级层片指植物群落）特征：1即定义↑2每一个层片在群落中都具有一定的小环境，不同层片小环境相互作用的结果构成了群落环境3每一个层片在群落中都占据着一定的空间和时间，而且层片的时空变化形成了植物群落不同的结构特征。边缘效应：群落交错区种的数目及种的密度增大的趋势

7.影响群落组成和结构的因素：一、生物因素起着重要的作用1竞争是群落形成的重要驱动力，导致生态位的分化和生物的进化。2捕食影响物种多样性a泛化捕食者使种间竞争缓和，有利于多样性提高b特化捕食者提高优势种、降低劣势种的多样性。二、干扰（扰动）引起了群落的非平衡特性，具有广泛性、相对性、不协调性。1层盖度，干扰对群落中不同层（或层片）的影响不同。2缺口，造成连续群落的缺口，对缺口的抽彩式竞争或小演替。3中度干扰假说：中等程度的干扰水平能维持高多样性。三、空间异质性：生态因子在空间分布的不均匀性及其复杂性，程度越高则有更加多样的小生境，能允许更多的物种共存。a非生物环境-小地形、土壤等变化形成不同的小生境。b生物空间-植物群落的垂直结构、水平结构对动物多样性的影响等。四、岛屿效应：面积越大，种数越多。五、1平衡说：共同生活在同一群落中的物种处于一种稳定状态2非平衡说：组成群落的物种始终处在不断变化中，自然界中的群落不存在全局稳定，有的只是群落的抵抗性和恢复性。 第七章、生物群落的动态

1.演替与波动区别：演替是一个群落代替另一个群落的过程，是朝着一个方向连续变化的过程；波动是短期的、可逆的变化，其逐年的变化方向常常不同，一般不发生新种的定向代替。

2.演替类型：1按延续时间：世纪演替、长期演替、快速演替2按起始条件：原生演替、次生演替3按基质性质：水生演替、旱生演替4按主导因素：内因性演替、外因性演替5按群落代谢特征：自养性演替、异养性演替6按演替形式：线性演替、循环演替。内因性演替：群落中生物的生命活动结果首先使它的生境发生改变，然后被改造了的生境又反作用于群落本身，相互促进使演替不断发展，是群落演替的最基本和最普遍的形式，一切外因演替最终都是通过内因性演替实现。外因性演替：由于外界环境因素的作用所引起的群落变化。包括气候/地貌/土壤/人为发生演替和火成演替。

3.演替顶极学说：1单元顶极论：任何演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段。达到稳定阶段的群落与当地大气候条件保持协调和平衡，即气候顶极。由地形土壤或人为等因素决定的称为前顶极。2多元顶极论：在一个气候区内，群落演替的最终结果不一定都汇集于一个共同的气候顶极终点，只要群落在某种生境中较长时间保持稳定状态即可看作顶极群落。3顶极-格局假说：随着环境梯度的变化，各种类型的顶极群落呈连续变化的格局。 第八章、中国生物群落的分类

群落分类“群落生态”原则，即以群落本身的综合特征作为分类依据，单位分3类9级：高级单位植被型、中级单位群系、基本单位群丛，系统：xx组、xx、xx亚x。植被型：凡建群种生活型相同或相似，同时对水热条件的生态关系一致的植物群落联合为植被型。群系：凡是建群种或共建种相同的植物群落联合。群丛：凡是层片结构相同，各层片的优势种或共优种相同的植物群落联合，是植物群落分类的基本单位。 第九章、生态系统的一般特征

1.生态系统：在一定的时间、空间范围内，生物群落与其环境之间通过不断的物质循环与能量流动形成的相互作用、相互联系的统一体。组成成分：Ⅰ 非生物部分（生命支持系统）1非生物环境：能源、气候、基质和介质、物质代谢原料。Ⅱ生物部：生产者：绿色植物、光合细菌、化能细菌等；2消费者（动物）：食草动物、一级/二级食肉动物、杂食动物、腐食消费者；4分解者（还原者）：微生物。

3.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：食物链彼此交错链结，形成的一个网状结构。食物链类型：1捕食食物链：起点活体，能量传递快而简单，主食物链草原、海洋。2碎屑食物链：起点残体,有分解者参加、能量传递速度慢而复杂，主食物链森林、池塘。3寄生食物链：以活的生物为寄主，营养级越高，生物体越小，数量越多，平均比生食链短。营养级（trophic）：处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。林德曼效率：营养级间的同化能量之比值。 Le=An+1/An≈1/10

4.生态金字塔：即把通过各营养级的能量流由低到高画成金字塔型图即为能量金字塔，如果以生物量或个体数目来表示，可以得到生物量金字塔和数量金字塔，三类金字塔的合称。生态效率：各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值，常以百分数表示。

8.反馈：系统的输出端通过一定通道变成了决定整个系统未来功能的输入。正反馈：使偏离加剧，是有机体生长和存活所必需的，作用是使生态系统远离稳态。负反馈：是不断趋向平衡点的行为过程，作用是保持系统稳定性。 9.生态平衡：指生态系统通过发育和调节所达到的一种动态稳定状况，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。生态阈值：生态系统自我调节消除干扰维持稳定的限度。 第十章、生态系统的能量流动

1.热力学第一定律-能量守恒。热力学第二定律-系统的熵和无序性增加。2.食物链层次上的能流分析：植物-植食动物-食肉动物-顶级食肉动物。3.生态系统中的能流分析：鉴定营养级，对于营养级的能流结构进行分析。 第十一章、生态系统的物质循环

1.物质循环：又称生物地球化学循环，生态系统从大气、水体和土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收，进入生态系统，被其他生物重复利用，最后再归还于环境的物质循环。地质大循环：大陆与海洋之间物质循环变换。生物小循环：植物营养元素在生物体与土壤间循环变化。物质循环的特点：1物质不灭，循环往复2与能量流动不可


分割，相辅相成3生物富集4生态系统对物质循环有一定调节能力5生物是物质存在最生动的形式6各物质循环过程相互联系不可分割。生态系统中的水循环：截取、渗透、蒸发、蒸腾、地表径流。氨化作用：由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解为氨与氨化合物，氨溶于水即为氨离子，可为植物所吸收利用。硝化作用：在通气良好的土壤中，氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，供植物吸收利用。反硝化作用：也称脱氮作用，反硝化细菌将亚硝酸盐转变为大气氮，回到大气库中 第十二章、陆地生态系统

影响陆地生态系统分布的因素：纬度、经度、海拔。垂直地带性的特点：植被垂直地带性有从属于水平地带性的特点，水平地带性是基础，决定着垂直地带分布的起点和整个带谱的系统。一般来讲，垂直带谱大致反映了不同生态系统类型沿纬度方向交替分布的规律。1.分布格局：1水平地带性分布：a纬度地带性-热量差异，赤道到两极出现热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、北方针叶林和冻原。b经度地带性：降水量从沿海到大陆递减，湿润的森林、半干旱草原和干旱的荒漠依次更替。2.垂直地带性分布：气温和降水量随海拔变化，热带雨林或温带落叶林、泰加林、冻原、冰雪由低到高出现2.草原：旱生、微温、多年生的草本植物占优的植被类型。

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