生态学复习提纲

生态学复习 园林10-2 李焓

绪论

★生态学：研究生物与生物以及生物与环境之间相互作用的科学（1866年Haeckel提出）。

第一部分 环境

一 环境与生态因子

1、环境：某一特定生物个体或生物群体周围的空间，以及直接或间接影响该生物个体或生物群体生存的一切事物的总和。

生态因子：对生物有影响的环境要素。

生态环境：对生物有影响的环境要素的总和。

生境：某一特定生物个体或生物群体的栖息地的生态环境。 2、生态因子的分类：

根据性质特性及作用方式：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、火因子、人为因子 根据稳定性：

（1）第一周期性因子：由于地球自转或公转及月相变化形成的周期性变化，如光照、温度、潮汐；

（2）次生周期性因子：在第一周期性因子影响下形成的周期性变化，如太阳辐射和温度周期性变化导致大气湿度、降水量周期性变化；

（3）非周期性因子：突发性或间断性出现的因素，如暴雨、山洪、冰雹、蝗灾、火山喷发、地震、地外物体撞击等。

★生态因子的作用规律

（1）综合作用：各生态因子都不是孤立存在的，而是彼此联系、互相促进、互相制约的； （2）主导因子作用：起决定性作用的主导因子变化会引起其他因子相应发生变化；

（3）直接作用和间接作用：直接作用，如光、温度、水等；间接作用，如地形、坡向、坡度、海拔高度、经纬度等；

（4）阶段性作用：同一生态因子对同一种植物的不同发育阶段所起的生态作用是不同的； （5）不可替代性和补偿作用：一个因子缺失会造成生物的死亡，但某一生态因子不足，在一定条件下，可以由其他因子的加强而得到补偿或调剂。

3、Leibig最小因子定律：在植物生长所必需元素中，供给量最少（小于植物需要量的情况下）的元素决定着植物的产量。补充：

（1）该定律只适用于稳定状态，即物质与能量的输入和输出处于平衡状态； （2）应考虑生态因子之间的相互作用。

4、限制因子：在诸多生态因子中，限制生物的生长、发育、生殖、活动以及分布等的关键因子。

限制因子定律：任何一个生态因子只要接近或超过生物的耐受范围都会成为限制因子。 5、Shelford耐性定律：一个生态因子的量（或质）不足或过多，超过了某种生物的耐性限度，该物种则不能生存，甚至灭绝。补充：

（1）同一生物对不同生态因子的耐受范围存在差异； （2）不同生物对同一生态因子的耐受限度不同；

（3）生物在整个发育过程中，耐受性不同，繁殖期通常是个敏感期； （4）在一个因子处于不适状态时，其他因子的耐受能力可能下降；

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（5）生物实际上并不在某一特定因子最适范围内生活，可能是因为有其他更重要的因子在作用。

★三大定律的区别与联系

（1）联系：都是以前一个定律为基础，由前一个定律发展而来； （2）区别：①最小因子定律特指矿质元素的最小值； ②限制因子定律不局限于矿质元素，而包括所有生态因子；不局限于最小值，还包括最大值； ③耐性定律不仅考虑了生态因子，还考虑到生物本身的耐受性和生态因子间的相互作用。 6、生态幅：生物对一种环境因子的适应范围。

适应：生物在环境中，经过生存竞争而形成的一种适合环境条件的特性。适应是自然选择的结果，可遗传的特征。

适应性：生物适应环境的程度。适应性包括两个方面：生物不断改变自己；保留有利于生物生存和繁殖的各种特征。 趋同适应：不同种类生物长期生活在同一环境中产生了相同或相似的适应方式（生活型）。 趋异适应：同一种生物长期生活在不同环境中产生了不同的适应方式（生态型）。

稳态：生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制，通过生理过程或行为的调整实现。 适应类型：

（1）形态适应，如保护色、警戒色、拟态等； （2）行为适应，如趋性、迁移和迁徙、防御等； （3）生理适应，如生物钟、休眠、双重呼吸等； （4）营养适应。

7、森林对环境的反作用：

（1）利用光能，固定CO2，制造O2，维持大气圈氧碳平衡； （2）调节气候；

（3）改变低空气流，防风固沙； （4）保持水土，涵养水源；

（5）吸收毒物，杀灭病菌，净化空气，自然防疫； （6）减小噪声；

（7）除尘，过滤污水。

★盖亚假说：生物与环境相互依存、协同进化

（1）地球上的生物有效调节大气温度和化学构成； （2）环境影响生物的进化过程；

（3）生物与环境之间的反馈调节保持了生态稳定； （4）大气稳定取决于生物圈，也是为了生物圈； （5）生物调节环境是为了创造优化的生存条件。

二 光照

1、光强：太阳辐射强度。

光质：太阳辐射光谱中各波段光的性质。

光周期：一天之内，相对于黑夜而言，白天的时间长度或太阳的可照时数。 光能利用率：植物光合作用把辐射能转变为化学能的效率。 2、对光强的适应类型——耐阴性类型：阳性植物、阴性植物、耐阴植物 树种耐阴性的鉴别：

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a. 树冠下能否完成更新过程和正常生长； b. 树种光补偿点和光饱和点的高低； c. 树冠疏密程度；

d. 树木生长发育过程的快慢。

e. 影响树种耐阴性的因素：树木的年龄，气候，土壤。

3、光周期现象：生物对昼夜周期变化发生各种生理、生态反应的现象。 （1）植物的光周期现象：

a. 长日照植物，临界日长通常大于14h； b. 短日照植物，临界日长通常小于10h；

c. 中日照植物，临界日长范围一般在10~14h； d. 日中性植物，开花受日照时间影响较小。 （2）动物的光周期现象：

a. 鸟类的迁徙和生殖；

b. 哺乳动物的生殖和换毛； c. 鱼类的生殖和迁移； d. 昆虫的冬眠和滞育。 ★光周期现象的应用：

（1）短日照可促进植物进入休眠状态； （2）长日照可促进植物的营养生长；

（3）利用光周期现象可人为控制开花时间。

三 温度

1、“三基点”温度：酶活性的最低温度、最高温度和最适温度。

温周期现象：生物对温度的周期性变化发生各种生理、生态反应的现象，可分为日温周期现象（昼夜温差）、季温周期现象（冬夏气温两次逆转）。 物候：一年内生物随温度的节律性变化产生的发育节律。 2、春化作用（春化过程）：需要经过低温（1~2℃）才能开花的过程。

脱春化：在春化作用未完成时，会因高温处理（25~40℃）处理而解除。脱春化的种子可以再春化。

抗春化（预先脱春化）：在春化前热处理会降低其随后感受低温的能力。 3、极端低温对生物的影响：冷害、冻害、霜害、冻举（冻拔）、冻裂、生理干旱 生物对低温的适应： （1）形态适应

植物：a. 受油脂类保护b. 芽具鳞片c. 表面生有蜡粉和密毛d. 植株矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状；

动物：a. 个体大b. 四肢、尾巴、外耳等变短、变小c. 增加羽毛或皮下脂肪。 （2）生理适应

植物：减少细胞中水分，或增加糖分、脂肪和色素等物质来降低冰点； 动物：增加内产热量，寒带动物皮毛隔热可以少增加甚至不增加代谢产热。 （3）行为适应：动物的休眠、迁徙。

★贝格曼定律：高纬度地区的恒温动物比低纬度地区的相似种要大。

阿伦定律：寒冷地区的哺乳动物的四肢、耳、鼻、尾均有明显缩短的趋势。

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4、极端高温对生物的影响：

（1）植物：使光合、呼吸作用失调；破坏水分平衡，加速生长发育，促使蛋白质凝固，导致有害代谢产物的积累。林业上常出现的高温危害：皮灼、根茎灼伤。

（2）动物：破坏酶的活性，使蛋白质凝固变性，造成缺氧、排泄功能失调和神经系统麻痹。 生物对高温的适应： （1）形态适应

植物：a. 具茸毛、鳞片b. 呈白色、银白色c. 叶片革质发亮d. 叶片垂直排列e. 树干和根茎生有很厚的木栓层；

动物：a. 个体小b. 四肢、尾巴、外耳等变长、变大c. 减少羽毛或皮下脂肪。 （2）生理适应

植物：a. 降低细胞含水量、增加糖或盐的浓度b. 增加蒸腾作用； 动物：适当放松恒温性。

（3）行为适应：动物的夏眠、穴居、昼伏夜出。

★有效积温法则：生物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，且生物各个阶段生长发育所需的总热量为常数。

K = N（T – C）

式中：K为有效积温，日度；T为平均温度，℃；C为生物学零度，℃；N为生物发育所需天数，d。推导可得：

T – C = K / N，即T = C + K / N T = C + K·1 / N = C + K V

式中：V为发育速率，是发育时间的倒数，所以V=1/N。

四 水

1、水的生态作用：水是生物生存的必要条件 （1）水是生物的重要组成成分； （2）水是地球上有机体的内部介质； （3）水是新陈代谢过程中的重要原料； （4）新陈代谢是以水为介质进行的； （5）水能保持物质的固有形态； （6）水能保持生物体内的正常温度。

2、水对生物生长发育的影响

（1）植物：土壤含水量的“三基点”。低于最低点植物萎蔫、生长停止；高于最高点，根系缺氧、窒息、烂根；只有处于最适范围内，才能保持植物的水分平衡。

（2）动物：a. 水分不足可引起滞育或休眠b. 周期性繁殖和季节性降水有关。

3、生物对水的适应

水体环境的主要特点：弱光、缺氧、密度大、黏性高、温度变化平缓、溶解各种无机盐 （1）水生植物：

a. 发达的通气组织，以保证各器官对氧的需要；

b. 机械组织不发达甚至退化，以增强植物的弹性和抗扭曲能力，适应水体流动； c. 水下叶片多分裂成带状、线状，而且很薄，以增加吸收阳光、无机盐和CO2的面积。 水生植物的生态类型：

a. 沉水植物：根退化或消失，表皮细胞可直接吸收水、气体和营养物质，叶绿体大而多，无性繁殖发达，如狸藻、黑藻、金鱼藻；

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