生态学作业

现代生态学1、在你所从事的学科中，是否存在尺度现象？请举例说明并解释其出现的可能原因。

（10分）2、哪些生活史特别容易引致物种灭绝？为什么？（15分）3、试举2例在中国成功入侵的外来物种。

它们属于何种生活史对策。

为什么？认清其生活史是否有利于应对这些入侵种？（15分）4、限制种群增长的因素是什么——种群数量、气候、资源、污染物、天敌、疾病、或社会因素？举出当地一些动植物的例子，并进行具体分析。

（15分）5、能不能指望用生物控制措施完全取代化学杀虫剂？为什么？（15分）6、植食性动物取食对植物是有害、有利、还是无影响？你认为可从哪些方面分析和认识草原植物和植食性动物（昆虫、鸟类、偶蹄类）的关系及其相互作用？（15分）7、随着我国各地城市化进程加快，越来越多的农田生态系统将消失，并被城镇化生态系统取代，如何从社会、经济和生态学的角度认识这种变化？（15分）1、在你所从事的学科中，是否存在尺度现象？请举例说明并解释其出现的可能原因。

（10分）举例来看，比如种群的分布格局，在100m2的范围内，森林里的数目可能表现为均匀的分布，但是在10000m2的范围内来看，森林内乔木的分布就可能是聚集分布；再比如森林的演替，如果你的研究时间尺度短，你可能会发现森林是线性变化的，总是有物种的变化，但是如果时间够长，又可能发现它是循环变化的，总是会变回来的。

这就是尺度问题，研究不同的问题就要注意对应的尺度。

1景观生态学定义：尺度效应是一种客观存在而用尺度表示的限度效应，只讲逻辑而不管尺度无条件推理和无限度外延，甚至用微观实验结果推论宏观运动和代替宏观规律，这是许多理论悖谬产生的重要哲学根源。

有些学者和文献将景观、系统和生态系统等概念简单混同起来，并且泛化到无穷大或无穷小而完全丧失尺度性，往往造成理论的混乱。

现代科学研究的一个关键环节就是尺度选择。

在科学大综合时代，由于多元多层多次的交叉综合，许多传统学科的边界模糊了；因此，尺度选择对许多学科的再界定具有重要意义。

等级组织是一个尺度科学概念，因此，自然等级组织理论有助于研究自然界的数量思维，对于景观生态学研究的尺度选择和景观生态分类具有重要的意义。

尺度是研究客体或过程的空间维和时间维，可用分辨率与范围来描述，它标志着对所研究对象细节了解的水平。

在景观学研究中，空间尺度是指所研究景观单元的面积大小或最小信息单元的空间分辨率水平，而时间尺度是其动态变化的时间间隔。

景观生态学的研究基本上对应于中尺度范围，即从几平方公里到几百平方公里、从几年到几百年.格局与过程的时空尺度化是景观生态学的研究热点，尺度分析和尺度效应受到格外重视和发展。

尺度分析一般是将小尺度上的斑块格局经过重新组合而在较大尺度上形成空间格局的过程，与之相伴的是斑块形状趋向规则化以及景观类型的减少。

尺度效应表现为：最小斑块面积和随尺度增大而增大，其类型则有所转换，景观多样性减小。

通过建立景观模型和应用GIS技术，可以根据研究目的选择最佳尺度，并对不同尺度的研究成果进行转换。

由于景观尺度上进行控制性实验代价高昂，因此尺度的转换技术愈显重要。

尺度外推涉及到如何穿越不同尺度约束体系的限制，至今仍是一难点。

时空尺度的对应性、协调性和规律性是一重要特征，通常研究地区越大、相关的时间尺度越长，生态平衡即自然界在动荡中表现出的与尺度有关的协调性。

生态系统在小尺度上常表现出非平衡特征，而大尺度上仍可体现出与平衡模型相似的结果，景观系统常常可以克服其中局部生物反馈的不稳定性。

尺度性与持续性有着重要联系，细尺度生态过程可能会导致个别生态系统出现激烈波动，而粗尺度的自然调节过程可提供较大的稳定性。

在较高尺度上，作为非线性耗散系统演化中一种普遍现象的混沌可提高景观生态系统的持续性而避免碎裂种群（Metapopulation）灭绝。

大尺度空间过程包括土地利用和土地覆盖变化、生境破碎化、引入种的散布、区域性气候波动和流域水文变化等。

在更大尺度的区域中，景观是互不重复、对比性强、粗粒格局的基本结构单元。

景观和区域都在“人类尺度”上即在人类可辨识的尺度上来分析景观结构，把生态功能置于人类可感受的范围内进行表述，这尤其有利于了解景观建设和管理对生态过程的影响。

在时间尺度上，人类世代即几十年的尺度是景观生态学关注的焦点。

Carpenter与Kitchell[10]用了一个水生生态系统模型来研究生态系统组分的关系结构时发现，当每三天一次测定藻类生产力和浮游动物生物量时，它们的关系显示为负关联；然而如果每六天测定一次的话（此时营养素的季节变化变的非常重要），它们的关系显示为正关联。

在这个例子中湖水的取样频度影响了观察到的浮游植物丰盛度与浮游动物丰盛度之间的关系，这两个表面看来矛盾的结果表明了尺度的不同会导致结论的差异。

2、哪些生活史特别容易引致物种灭绝？为什么？（15分）答：生物的生活史：是指一个生物其从出生到死亡所经历的全部过程。

称为生活史（life history）或生活周期（life cycle）。

包括出生、生长、分化、繁殖和衰老等过程。

不同种类的生物生活史类型存在巨大差异。

生活史的关键组分包括身体大小、生长率、繁殖和寿命。

1物种个体体型大小与其寿命有很强的正相关关系，并与内禀增长率有同样强的负相关关系。

从生存角度来看：体型大、寿命长的个体在异质环境中更有可能保持它的遗传功能不变，种内和种间竞争力更强，捕食成功率高等，利于较大个体的存活。

小个体物种由于寿命短，世代更新快，可产生更多的遗传异质性后代，增大生态适应幅度，使进化幅度更快。

从生存角度看，体形大、寿命长的个体在异质环境中更有可能保持它的调节功能不变，种内和种间竞争力会更强。

就好像自然界体形庞大的怪兽,随时可以威胁其他生物,而自身的面临的危险却微乎其微的道理。

2迁移的影响，迁移(migration) 有两方面的意思，第一，是指迁入和迁出联合效应, 第二，周期性的离开和返回。

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，防止长期近亲繁殖而产生的不良后果。

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。

交换个体，增大基因流，防止近亲繁殖补充或维持暂时性分布区内的种群规模3繁殖在自然选择压力下的进化速度，一次繁殖和多次繁殖：一次繁殖生物(semelparity)：在生活史中，只繁殖一次即死亡的生物称为一次繁殖生物如一年生植物、昆虫等。

特点： a、个体发育各阶段只进行一次 b、在不利于生物生长或生存的恶劣条件下，一次繁殖不占优势。

多次繁殖(iteroparity)：而一生中能够繁殖多次的生物称为多次繁殖生物。

如：大多数多年生草本植物、全部乔木和灌木树种、高等动物如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类，以及鱼类的绝大多数种类。

多次繁殖有利于物种大面积繁殖，保持物种数量。

观察了大量生物化石类群之后人们发现在正常地质年代形态性状单一的类群容易灭绝而那些形态性状多样的类群则具有较高的生存率 Anstey 1978 1986 两个种数相同的属在形态性状多样性方面可能相差极大生物体的每一个外部形态都和它特定的生理功能相关联形态性状多样的类群往往具有多样化的生理功能以及较完善的生态适应性形态性状单一的类群似乎缺乏比较多样化的生理功能尽管它们可能在某些生理功能方面具有一定优势缺乏对外界干扰的应变能力这可能是形态性状单一的类群易灭绝的主要原因3、试举2例在中国成功入侵的外来物种。

它们属于何种生活史对策。

为什么？认清其生活史是否有利于应对这些入侵种？（15分）中国成功入侵的外来物种例如有1.稻水象甲学名：Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel 别名：稻水象我国首先于1988 年在河北唐海发现此虫，接着先后在天津、辽宁、山东、吉林、浙江、福建、北京、安徽、湖南、山西、陕西和云南（2007）发现。

入侵危害：主要危害水稻。

成虫沿稻叶叶脉啃食叶肉，留下长短不等的白色长条斑。

幼虫咬食稻根，造成断根，使稻株生长矮小，分蘖数减少，稻谷千粒重下降，从而影响产量。

2．马缨丹学名：Lantana camara L. 别名：五色梅、如意草马鞭草科，直立或蔓性灌木，高 1-2 米，枝长可达 4 米。

明末由西班牙人引入台湾，由于花比较美丽而被广泛栽培引种，后逃逸。

现在主要分布于台湾、福建、广东、海南、香港、广西、云南、四川南部等热带及南亚热带地区。

入侵危害：常以蔓生枝着地生根进行无性繁殖。

适应性强，常形成密集的单优群落，严重妨碍并排挤其他植物生存，是我国南方牧场、林场、茶园和橘园的恶性竞争者，其全株或残体可产生强烈的化感物质，严重破坏森林资源和生态系统。

有毒植物，误食叶、花、果等均可引起牛、马、羊等牲畜以及人中毒。

外来入侵物种,是指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下的分类单元,包括其所有可能存活、继而繁殖的部分、配子或繁殖体。

地理分布：目前分布在河北、辽宁、吉林、山东、山西、陕西、浙江、安徽、福建、湖南、云南、台湾等省市。

国外主要分布在美国、日本、韩国、朝鲜等国家。

分类地位：鞘翅目Coleoptera，象甲科Curculionidae形态特征：成虫体长2.5－3.8毫米，头部延长成象鼻状。

前胸背板中部、鞘翅中部黑色，身体其余部分褐色。

卵长约 0.8 毫米，圆柱形，刚产下时白色。

老龄幼虫体长约10 毫米，白色，无足，头部褐色，腹部背面有几对呼吸管。

老熟幼虫在寄主根上作茧，茧大小和形状似绿豆，幼虫在茧内化蛹，蛹白色。

生物学特征：在我国双季稻区一年发生 2 代，但主要以第一代产生危害，第二代发生轻。

成虫主要在田边坡地、田埂上、沟渠边等场所的土表、土缝中越冬，越冬场所一般有茅草等禾本科植物。

越冬成虫第二年春末夏初先取食幼嫩寄主植物，等秧田揭膜或稻秧移栽后再迁移到稻苗上取食。

卵产在浸水的叶鞘内，幼虫孵化后不久就转移到稻根取食。

在稻根上结茧化蛹，成虫羽化后大部分飞离稻田（少数留在田埂上）越夏并接着越冬。

成虫有趋光性，假死性。

防治方法：稻水象甲一旦传入后就很难根除，因此加强检疫是防止其扩散蔓延的关键。

禁止从疫区调运秧苗、稻草、稻谷和其他寄主植物，禁止将疫区的稻草或其他寄主植物用于填充材料。

在 4－5 月份越冬后成虫开始取食期间，可通过察看水稻秧苗等寄主植物上有无条状取食斑，以便及早发现。

防治方法上，可通过调整水稻移栽期、合理排灌水来避害，或者通过物理诱捕来杀灭成虫，也可通过施用农药来防治。

现在还没有切实有效的生物防治方法。

分类地位：英文名：Common lantana 形态特征：直立或蔓性灌木，高 1-2 米，枝长可达 4 米。

茎枝均呈四棱形，有短柔毛，通常有短的倒钩状刺。

叶对生，卵形至卵状长圆形，先端急尖或渐尖，基部心形或楔形，边缘有钝齿，表面有粗糙的皱纹和短柔毛，背面有小刚毛，揉烂后有强烈的臭味。