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绪论
1．生态学的定义：生态学是研究有机体（生物）与其周围环境相互关系的科学。
2．生态学的研究对象及其范围：生态学研究的对象从个体的分子到生物圈，经典生态学在个体、种群、群落和生态系统四个组织层次上进行研究。现代生态学向微观和宏观两个方向发展，一方面在分子、细胞等微观水平上探讨生物与环境之间的相互关系，如分子生态学；另一方面在景观生态学、全球生态学等宏观层次上探讨生物与环境之间的相互关系。
3．生态学的研究方法：1、野外考察2、受控实验3、理论研究
生物与环境
1．环境概念：是指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。
2．生态因子的概念：指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。（即环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素）
3．生态因子的作用特征：1）综合作用2） 主导因子作用3 ）直接作用和间接作用4 ）阶段性作用5 ）不可替代性和补偿作用
4．利比希最小因子定律：低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。
5．限制因子定律：生态因子低于最低状态时，生理现象全部停止；在最适状态下，显示了生理现象的最大观测值，在最大状态之上，生理现象又停止。
6．限制因子：任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素称为限制因子
7．耐受限度定律：生物的生存需要依赖环境中的多种条件，而且生物有机体对环境因子的耐受性有一个上限和下限，任何因子在数量上或质量上不足或过多，接近或超过了某种生物的耐受限度，该种生物的生存就会受到影响，甚至灭绝。这就是Shelford耐受定律。后来的研究对Shelford耐受定律也进行了补充：（1）每一种生物对不同生态因子的耐受范围存在着差异。（2）不同的生物种，对同一生态因子的耐受性是不同的；3）生物在整个发育过程中，对环境因子的耐受限度是不同的。（4）生物实际上并不在某一特定环境因子最适的范围内生活，可能是因为有其他更重要的因子在起作用。（5）生物的各因子间存在明显的相互关联，在一个因子处在不适状态时，对另一个因子的耐受能力可能下降
能量环境
1．光质的生态作用：不同波长的光对植物作用不同可见光中红、橙光是被叶绿素吸收最多的成分，其次是蓝、紫光，绿光很少被吸收，因此又称绿光为生理无效光。短波光（蓝紫光、紫外线）有利于蛋白质和有机酸的合成，促进花青素的形成，并抑制茎的伸长（在高山上，由于紫外光强，阳生植物大多成莲座状，而且花色特别鲜艳）；红光对糖的合成有利
可见光对动物生殖、体色变化、迁徙、羽毛更换、生长和发育都有影响。不可见光：大多数脊椎动物的可见光波范围与人接近，但昆虫则偏于短波光，大致在250-700nm之间，它们看不见红外光，却看得见紫外光。而且许多昆虫对紫外光有趋光性，这种趋光现象已被用来诱杀农业害虫。
2．光照强度对生物的影响：（1）光强对植物细胞的增长和分化、体积的增长和重量的增加有重要作用；光还促进组织和器官的分化，制约器官的生长发育速度，使植物各器官和组织保持发育上的正常比例；光强还有利于果实的成熟，对果实的品质也有良好作用。2、光强与水生植物3、光强与动物
3．光照周期现象：植物的开花、结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽，是对日照长短的规律性变化的反应。
4．发育阈温度（或生物学零度）：生物（外温动物和植物）的发育生长是在一定的温度范围上才开始的，低于这个温度，生物不发育，这个温度称为发育阈温度或生物学零度。
5．有效积温：生物在生长发育过程中，必须从环境中摄取一定的总热量（称总积温或有效积温）才能完成某一阶段的发育。
6．生物对低温的适应：A、植物对低温的适应：形态适应，生理适应，行为适应B、动物对低温的适应：行为适应，形态结构
7．生物对高温的适应：A、植物对高温的适应：形态适应，生理适应B、动物对高温的适应：形态适应，行为适应，生理适应（生物对极端温度的适应：6。7。）
8．低温规律：1。贝格曼（Bergman）规律：生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大。因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较少。2。阿伦规律（Allen）：恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境下有变小变短的趋势。
物质环境
1．水生植物分类：水生植物根据生长环境水的深浅可分成：沉水植物；浮水植物；挺水植物。陆生植物分类：根据对水分的需要量及耐旱程度可分为湿生、中生和旱生植物。
2． 陆生动物对水平衡的适应：失水的主要途径：皮肤蒸发、呼吸失水、排泄失水。补充水的主要途径：食物、代谢水、饮水。保水机制:减小皮肤的透水性；减少身体的表面蒸发；减少呼吸失水；减少排泄失水；利用代谢水（a. 形态结构b. 行为的适应c.生理适应）
3．氧极曲线：
4，土壤结构：是指固体颗粒的排列方式、孔隙的数量和大小以及团聚体的大小和数量等
5．耐盐植物：（1） 聚盐性植物（2）泌盐性植物（3）不透盐性植物
6．适合植物生长的土壤：壤土：质地较均匀，细砂、粉砂和粘粒所占比例大体相等，通气透水、保水保肥性能都较好，抗旱能力强，适宜生物生长。
种群及其基本特征
1．自然种群基本特征：（1）空间特征（2）数量特征（3）遗传特征
2。种群：是在同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合。
3．种群空间结构：①均匀型②随机型③成群型
4．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状况。
5．年龄锥体及其类型：自下而上按龄级由小到大的顺序将各龄级个体数或百分比用图形表示。类型：①增长型种群②稳定型种群③下降型种群
6．生命表：综合评定种群各年龄组的死亡率和寿命；预测某一年龄组的个体能活多少年；还可以看出不同年龄组的个体比例情况。总的来说，可以考察种群的动态特征。
7．净增殖率R0：R0 = Slx mx（存活率与出生率乘积累加）
8．种群的实际增长率称为自然增长率：r＝lnRo /T。T为世代时间，指种群中子代从母体出生到子代再产子的平均时间：T= ∑x lxmx / ∑lxmx
9．存活曲线：以存活数(nx)的对数对年龄（x）作图可得到存活曲线。Ⅰ型：凸型的存活曲线。Ⅱ型：呈对角线的存活曲线。Ⅲ型：凹型的存活曲线。
10．种群的增长模型：（一）与密度无关的种群增长模型：1.种群离散增长模型2．种群连续增长模型（二）与密度有关的种群增长模型A、环境容纳量：环境条件所容纳的种群最大值，当Nt =K时，种群为零增长；B、增长率随密度上升而降低的变化，是成比例的。
11．逻辑斯谛方程：t时间种群增长率=内禀增长率×种群大小×密度制约因子dN/dt = rN(1-N/K)
12．自然种群的数量变动：（一）种群增长（二）季节增长（三）不规则波动（四）周期性波动（五）种群的爆发（六）种群平衡（七）种群的衰落和灭亡（八）生态入侵
13．集合种群：是生境斑块中局域种群的集合，这些局域种群在空间上存在隔离，彼此通过个体扩散而相互联系。
14．种群的大小：一个种群的大小，是一定区域内种群个体的数量，也可以是生物量或能量。
15．（一）外源性种群调节理论：1、 气候学派：气候学派多以昆虫为研究对象，他们的观点认为，种群参数受天气条件强烈影响，他们强调种群数量的变动，否定稳定性。2、生物学派：生物学派主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节的决定作用。3、食物因素：强调食物因素的学者也可归入生物学派。（二 ）内源性自动调节理论1、行为调节2、内分泌调节3、遗传调节
生物种及其变异与进化
1．自然选择：种群中遗传性状由于携带这些性状个体的不同存活率和生殖能力而出现的频率变化。
2．遗传漂变：是基因频率的随机变化，仅偶然出现，在小种群中更明显。或者说基因频率在小的种群里随机增减的现象称遗传漂变。
3．自然选择类型：稳定选择；定向选择；分裂选择
4．物种形成过程：地理物种形成学说将物种形成过程大致分为三个步骤：1）地理隔离2）独立进化3）生殖隔离机制的建立
5．物种形成的方式一般分为三类：①异域性物种形成②邻域性物种形成③同域性物种形成
6．：哈-温定律：指在一个巨大的、个体交配完全随机、没有其他因素干扰（如突变、选择、迁移、漂变等）的种群中，基因频率和基因型频率将世代保持稳定不变。
生活史对策
1．生活史：是指其从出生到死亡所经历的全部过程。生活史对策：是生物在生存斗争中获得的生存对策。
2．r-选择：具有所有使种群增长率最大化的特征：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：具有使种群竞争能力最大化的特征：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。
3．生境分类：R-选择、C-选择、和S-选择
种内与种间关系
1．植物的密度效应：在一定时间内，当种群的个体数目增加时，就必定会出现邻接个体之间的相互影响，称为密度效应或邻接效应（the effect of neighbours）。
2．动物婚配制度：指种群内婚配的各种类型。包括异性间相互识别、配偶的数目、配偶持续时间以及对后代的抚育等。婚配制度的类型：单配制；多配制。决定婚配制度类型的环境因素：1。决定动物婚配制度的主要生态因素是资源的分布，主要是食物和营巢地在空间和时间上的分布情况2。具有高质食物资源并分布均匀的栖息地，选择有利于形成单配偶制3．如果资源分布不均匀，占据较多资源的雄性就可能占有更多雌性，选择有利于一雄多雌制4．在极其严酷的环境下，抚育后代的要求比双亲给予的更多，一雌多雄可能是最有效的选择。
4．他感作用：也称作异株克生，就是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影响的现象。
5．高斯假说（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，不能长期共存在一起，也即完全的竞争者不能共存。
6．生态位：指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色。主要指在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。
7．猎物的种群增长方程： dN/dt=r1N －εPN捕食者的种群增长方程： dP/dt=-r2P ＋θNP
8．四种模型：根据逻辑斯蒂方程 dN/dt = rN (1-N/K )：dN1/dt = r1N1 (1-N1/K1 – αN2/K1) ；dN2/dt = r2N2 (1-N2/K2 – βN1/K2) ：1） K1>K2/β, K2 < K1/α, 物种2被排斥，物种1取胜；物种1种内竞争强度小，种间竞争强度大；物种2相反。2） K2>K1/α, K1 < K2/β 物种1被排斥，物种2 取胜；物种1种内竞争强度大，种间竞争强度小；物种2相反。3）K1>K2/β ， K2 >K1/α,物种1、2都可能获胜，是不稳定平衡；两物种都是种内竞争强度小，种间竞争强度大。4） K1
群落的组成与结构
1．生物群落（biological community）：在相同时间聚集在同一地段上的各物种种群的集合。也可以说，一个生态系统中具生命的部分即生物群落。
2． 群落的基本特征：1、具有一定的种类组成2、群落中各物种之间是相互联系的3、形成群落的内部环境4、具有一定的群落结构5、具有一定的动态特征6、一定的分布范围7、具有边界特征8、群落中各物种不具有同等的重要性
3． 对群落性质的两种对立观点：机体论学派；个体论学派
4． 群落最小面积：是指基本上能够表现出某群落类型植物种类的最小面积。
5． 优势种（dominant species）：对群落结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物。
6． 建群种（constructive species）：优势层中的优势种称为建群种。
7． 亚优势种（subdominant species）：指个体数量与作用都次于优势种，但在决定群落性质和控制群落环境方面仍起着一定作用的植物种。
8．多度（Abundance）：表示一个物种在植物群落中的个体数量的一种估测指标。
9．频度：是指某物种在调查范围内出现的频率。即群落中某种植物出现的样方数占整个样方数的百分比。
10．Raunkiaer 频度定律：用0.1m2的小样圈任意投掷,根据8000多种植物的频度统计，频度属于A级（1%-20%）的植物种类占53%，B级（21-40%）有14%，C级（41-60%）有9%，D级（61-80%）有8%，E级（81-100%）有16%，按其所占比例的大小，五个频度级的关系：A>B>C>=D
12． 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。
13． 生物多样性的三个层次： 遗传多样性；物种多样性；生态系统多样性
14．生物多样性的测定：1。Simpson指数：D=1-∑Pi2；式中Pi是种的个体数占群落中总个体数的比例Pi=Ni/N 。2。Shannon-weiner指数：H=- ∑PiLog2Pi；式中Pi=Ni/N；3。E= H/Hmax.Hmax=lnS S为物种数目，H为实际观察的种类多样性，Hmax为最大的种类多样性
15.物种多样性在空间上的变化规律:1.纬度梯度2.海拔梯度3.在海洋或淡水水体物种多样性有随深度增加而降低的趋势4.时间梯度
16. 生活型谱：统计某个地区或某个植物群落内各类生活型的数量对比关系称为生活型谱。生活型谱:热带地区,北极地区,沙漠地区,温带地区,地中海地区
17. 层:
18.层片：是指由相同生活型或相似生态要求的种组成的机能群落。
19.层片与层的区别：1.层可能属于一个层片，也可能属于不同的层片；由于一个层的类型可由若干生活型的植物所组成，因此，层片的范围比层的窄。
20.群落的垂直结构：主要指群落的成层性。森林群落从上往下，依次可划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层等层次。
21.群落交错区（ecotone）：是两个或多个群落之间（或生态地带之间）的过渡区域。
22.边缘效应：群落交错区种的数目及一些种的密度有增大的趋势。
23.影响群落结构的因素:（一）生物因素:1、竞争2、 捕食
群落的动态
1.生物群落的动态包括：群落的内部动态、群落的演替、地球上生物群落的进化三方面的内容
2.波动：生物群落的年变化只限于群落内部的短期可逆的变化，不产生群落的更替现象。
3.生物群落的内部动态:波动类型:不明显波动;摆动性波动;偏途性波动
4.演替是指在植物群落发展变化过程中，由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着一个阶段，一个群落代替另一个群落的自然演变过程。
5.演替与波动的区别: 演替（succession）：是某一地段上一种生物群落被另一种生物群落所取代的过程。是朝着一个方向连续的变化过程，它是群落动态的一个最重要的特征。波动是短期可逆的变化，不产生群落的更替现象。其逐年的变化方向常常不同，一般不发生新种的定向代替。
6.演替顶极(climax)：任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段，当群落达到与周围环境取得平衡时(物种组合稳定)，群落演替渐渐变得缓慢，最后的演替系列阶段称演替顶极(是指每一个演替系列都是由先锋阶段开始，经过不同的演替阶段，到达中生状态的最终演替阶段。)
7.我国植物生态学家刘慎谔教授（1959）的演替划分: A、时间演替B、空间演替C、植被类型发生演替
8.演替系列：生物群落的演替过程，从植物的定居开始，到形成稳定的植物群落为止，这个过程叫演替系列。
9.水生演替:（1）自由飘浮植物阶段（2）沉水植物阶段（3）浮叶根生植物阶段（4）直立水生植物阶段（5）湿生草本植物阶段（6）木本植物阶段.
旱生演替:（1）地衣植物群落阶段（2）苔藓植物群落阶段（3）草本植物群落阶段（4）灌木群落阶段（5）乔木群落阶段
群落的分类与排序
1.中国植物分类系统单位：分3级:植被型（高级单位）、群系（中级单位）和群丛（基本单位）。
2.植被型：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。
3.群丛：层片结构相同，各层片优势种或共优势种相同的植物群落联合。
生态系统的一般特征
1.生态系统的基本概念: (ecosystem) ：在一定空间中共同栖居着的所有生物（生物群落）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。
2.生态系统的组成与结构:1、非生物环境2、生产者3、消费者4、分解者
3.食物链类型:（1）捕食食物链（2）碎屑食物链（3）寄生性食物链
4.生产效率:指形成新生物量的生产能量占同化能量的百分比。
5.消费效率:指n+1营养级消费(即摄食)的能量占n营养级净生产能量的比例
6.同化效率:指植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能量比例,或动物摄食的能量中被同化了的能量比例.
7.生态系统的负反馈调节：(使生态系统达到或保持平衡或稳态，结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分的变化.)生态系统具有自我调节的能力，维持自身的稳定性，自然生态系统可以看成是一个控制论系统，因此，负反馈（negative feedback）调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。
生态系统中的能量流动
1.生物量(biomass):是指某一时刻调查时单位面积上积存的有机物质(g/m2或J/m2)。生产量(production): 是在一定时间阶段中，某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。
2. 生物量和生产量的区别:生物量和生产量是不同的概念，生物量是到某一特定时刻为止，生态系统所积累下来的生产量，而生产量是某一段时间内生态系统中积存的生物量。
3.地球上初级生产力的分布: 1）陆地比水域的初级生产量大2）陆地上初级生产量有随纬度增加逐渐降低的趋势3）海洋中初级生产量由河口湾向大陆架和大洋区逐渐降低。
4.地球上各种生态系统的净初级生产量变化:1)水体和陆地生态系统的生产量垂直变化2）水体和陆地生态系统的生产量季节变化3）生态系统的初级生产量随群落的演替而变化
5.初级生产量的限制因素:（1）陆地生态系统：A.光B.水C.温度（2）水域生态系统: A、水B.营养物质
6.初级生产量的测定方法:（1）收获量测定法（2）氧气测定法（3）二氧化碳测定法（4）放射性标记物测定法（5）叶绿素测定法
7.次级生产(secondary production)：消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢，经过同化作用形成自身的物质，称为次级生产，亦称第二性生产。
8.次级生产的生态效率: 1）消费效率：（1）植物种群增长率高，世代短，更新快，被利用的百分比高（2）草本植物维管束少，能提供较多的净初级生产量（3）浮游动物利用的净初级生产量比例最高。2）同化效率:草食、碎食动物同化效率低，肉食动物高3）生产效率:肉食动物的净生产率低于草食动物。无脊椎动物有高的生产效率,外温性脊椎动物居中;内稳性脊椎动物很低.
9.影响分解过程的因素:分解过程的特点和速率，取决于待分解资源的质量、分解者生物的种类和分解时的理化环境条件
10.分解者生物:（1）微生物（2）动物
11.资源质量:资源的物理、化学性质影响分解速率.即易分解的和不易分解的
12.理化环境对分解的影响: A.温度高、湿度大的地带，有机质分解速率高，低温干燥地带，分解速率低。分解速度随纬度增高而降低B.分解生物的相对作用
13.初级生产的生产效率:陆地比湖泊高得多
生态系统的物质循环
1.物质循环:矿物元素在生态系统之间的输入和输出，它们在大气圈、水圈、岩圈之间以及生物间的流动和交换称物质循环(cycling of material)，即生物地球化学循环。
2.库（分室）：是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某种化学物质所构成的，可分为贮存库和交换库。
3.物质循环可分为三大类型：水循环、气体循环、沉积型循环
4.碳循环:碳库主要包括大气中的二氧化碳、海洋中的无机碳和生物机体中的有机碳
5.氮循环:大气是最大的氮库.
6.磷循环:磷以不活跃的地壳作为主要贮存库
7.硫循环:主要蓄库是岩石圈
地球上生态系统的主要类型
1.植被分布的水平地带性：地球表面的水热条件等环境因素，沿纬度或经度方向发生递变，从而引起植被也沿纬度或经度方向呈水平更替的现象。
植被分布的纬向地带性：以水分条件为主导因素，引起植被分布由沿海向内陆发生更替，这种分布格式称为经向地带性。
纬度地带性：由于热量沿纬度的变化，出现生态系统类型有规律的更替，
2.植被分布的垂直地带性：植被随海拔高度而发生改变而呈现的条带状更替。
3.热带雨林的特点:1.种类组成特别丰富,大部分都是高大乔木2.群落结构复杂,树冠不齐,分层不明显3.藤本植物及附生植物极丰富,在阴暗的林下地表草本层并不茂密.在明亮地带草本较茂盛.4.树干高大挺直,分枝小,树皮光滑,常具板状根和支柱根5.茎花现象很常见.6.寄生植物很普遍7.热带雨林的植物终年生长发育.
4.亚热带长绿阔叶林的特点:结构较热带雨林简单，高度明显降低，乔木分为两个亚层，上层一般高20米左右，以壳斗科、樟科、山茶科常绿树种为主；第二亚层高10-15米，以樟科、杜英科等树种为主。灌木层明显，但稀疏，草本层以蕨类为主。藤本植物与附生植物常见，但不及热带雨林繁茂。
5.夏绿阔叶林: (1）优势树种为壳斗科的落叶乔木、其次为桦木科、槭树科、杨柳科的一些种；（2）成层结构明显，乔木、灌木、草本层；（3）乔木层组成单纯，常为单优种，高15-20米；（4）灌木层比较发达，草本层也比较茂密；（5）植物资源丰富，有多种落叶果树.
6.北方针叶林特点:（1）外貌独特（2）群落结构十分简单，可分为乔木层、灌木层、草本层和苔藓层。（3）种类贫乏
7.草原分为: 1.温带草原2.热带草原
8.我国草原可分为四个类型：A、草甸草原B、典型草原C、荒漠草原D、高寒草原
应用生态学
1.生化需氧量(BOD):表示水中污染物经微生物分解时所需要消耗的氧的数量。
2.化学需氧量(COD):表示用化学氧化剂氧化水中有机物所需要消耗的氧的量。
3.水体富营养化:是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
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