生态学整理解析

绪论

生态学：是研究生命系统与其所处环境系统之间相互作用的规律及机制的科学。

研究有机体及其周围环境相互关系的科学。

组织水平划分：有机体（个体）、种群、群落、生态系统、生态圈

种群：栖息在同一地域中同种个体组成的集合体。

群落：栖息在同一地域中的所有种群的集合体。

生态系统：同一地域中生物群落和非生物环境的集合体。

生物圈：地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所。

岩石圈上层、全部水圈和大气圈下层

研究方法：1、野外2、实验3、理论

有机体与环境

环境：某一特定生物体有机体周围一切的总和，包括空间及其中可以直接或间接影响有机体生活和发展的各种因素。

生态因子：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。

生存条件：对生物生存不能缺少的环境要素。

生态环境：一定区域所有生态因子的总和。

生境：特定生物体或群体栖息地的生态环境。

生态因子的分类

性质：土壤因子：如土壤结构、土壤成分的理化性质及土壤生物等

地形因子：如陆地、海洋、海拔高度、山脉的走向与坡度等

生物因子：包括动物、植物和微生物之间的各种相互作用

人为因子：人类活动对自然的破坏及对环境的污染

有无生命特征：非生物因子：温度、光照、水分……

生物因子：同种生物的其他有机体和异种生物的有机体生态因子对种群数量变动的作用：密度制约因子：食物、天敌……

非密度制约因子：温度、降水……

密度制约因子：环境因子中，对生物作用的强度随生物的密度而变化的因子。

类型有正负两类，在密度增加的状态下，正者作用导致生物的密度进一步增长；负者导致密度的反馈性降低，有调节种群密度的作用。一般生物因子常为密度制约因子。

非密度制约因子：环境因子中，对生物作用的强度与生物密度变化无关的因子。

稳定性及其作用特点

稳定因子：地磁、太阳辐射常数……

变动因子：周期性变动因子：一年四季变化和潮汐涨落

非周期性变动因子：如风、降雨、捕食等

生态因子作用特征

综合作用：生态因子间相互联系、相互影响、相互制约

主导因子作用：生态因子非等价

阶段性作用：生物发育的不同阶段，需要不同

不可替代性和补偿性作用：生态因子间不可替代，但在一定程度上可以补偿

直接作用和间接作用：直接因子：直接对生物发生影响的生态因子

间接因子：通过影响直接因子而对生物发生影响生态因子

生物对环境的适应

形态的适应仙人掌的针状叶

生理的适应生活在低温环境中的植物常通过以减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。

行为的适应在行为方面的适应主要表现在休眠和迁移两个方面，前者有利于增加抗寒能力，后者可躲过低温环境。

协同进化

一个物种在进化上的变化同时改变了与该物种相关的其它物种所承受的选择压力，导致

相关物种的改变，反过来又对该物种的变化施以影响的过程。

二个或更多的相互作用的物种，其各自的进化是相互影响的，从而形成了一个相互作用的进化系统，这一机制称为协同进化。

利比希最小因子定律

•基本内容

–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。

–植物的生长取决于那些处于最少量状态的营养成分。

•应用条件

–稳定状态

–生态因子间的替代作用

限制因子

–概念：限制因子是对生物的生存、生长、繁殖或扩散等起限制作用的因子。

–解释：任何生态因子接近或超过生物的耐受性极限而影响其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因子成为该生物限制因子。

限制因子定律：生态因子处于低于生物正常生长所需的最小量和高于生物正常生长所需的最大量时，都对生物具有限制性影响（Blackman，1905，基于利比希最小因子定律）Shelford耐受性定律

–任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多时，即接近或达到某种生物的耐受限度时，会使该种生物衰退或不能生存。

生态幅（或生态价）

概念：每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围，即有一个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点(或称耐受性的上限和下限)之间的范围。

耐受限度的调整

驯化:在自然环境或实验诱发的条件下，可以稍微调整生物对某个生态因子或某些生态因子的耐受范围。

气候驯化

实验驯化

生理变化和遗传变化

驯化可能：生物特性差异，诱导条件差异

生物学意义：适应环境变化能力

休眠：

环境条件如果超出了生物的适宜范围（但不能超出致死限度），虽然生物也能维持生活，但却常常以休眠状态适应这种环境。(通过控制体内环境，如体温、糖、氧浓度、体液等，维持使其保持相对稳定性)

扩大了生物的生态幅与适应范围，但并不能完全摆脱环境的限制。

能量与环境

光质的生态作用和生物的适应

光质的生态作用

叶绿素的吸收光谱

不同光质的作用

蓝紫光：促进蛋白质的合成红光：促进糖的合成

过量的青光、蓝紫光和紫外线等短波光抑制植物的伸长生长，使植物向光性更敏感 紫外线能杀菌，对生物体造成损伤，促进维生素D的合成

红外线是地表的基本热源，对外温动物的体温调节和能量代谢有决定性作用

生物对光质的适应

太阳鱼视力的灵敏峰值为500～530nm（较透明水层的光波长，利于摄食）；

绿色植物和绿藻（叶绿素和胡萝卜素）、红藻（藻红蛋白和藻蓝蛋白）、褐藻和硅藻（叶黄素）光合色素的差异，反映了对不同生境中光质的适应；

高山植物含花青素、叶面缩小、毛绒发达（紫外线抑制茎的生长，是一种保护适应）。