中科院研究生高级生态学考试要点

绪论1、生态学的定义生态学是研究生物与环境之间相互关系的科学。

生物的组织层次：基因、细胞、器官、个体、种群、群落、生态系统、景观、生物圈2、生态学的发展过程生态学的发展过程大致可分为4个时期：生态学的萌芽时期、建立时期、巩固时期、现代生态学时期。

①萌芽时期（公元16世纪以前）：古代思想家、农学家对生物与环境关系的朴素整体观。

②建立时期（17世纪至19世纪）：当时的科学活动强调科学调查和科学研究，生态理论开始形成，并有了明确的生态学定义。

③巩固时期（20世纪初至20世纪50年代）：生态学理论形成，种群和群落由定性向定量描述及生态学验方法发展的辉煌时期，“四大学派”出现（英美、法瑞、苏联、北欧）④现代生态学时期（20世纪60年代至今）：研究层次向微观和宏观发展，研究手段不断更新，研究范围从纯自然现象研究拓展到自然——经济——社会复合系统。

3、生态学的研究对象：生物类群、生态系统类型、研究性质和方法、应用领域①生态学研究对象复杂多样，范围广，从分子、细胞到生物圈，从微生物到动植物。

②生态学研究对象尽管向宏观和微观两个方向发展，但其研究中心为种群、群落和生态系统，属宏观生物学范畴。

③生态学研究的重点，在于生态系统和生物圈中各组分之间的相互作用。

4、生态学的分支学科①根据研究对象的组织水平划分：分子生态学、进化生态学、个体生态学（生理生态学）、种群生态学、群落生态学、生态系统生态学、景观生态学、全球生态学。

②根据研究对象的分类学类群划分：微生物生态学、植物生态学、动物生态学、人类生态学、陆地植物生态学、哺乳动物生态学、昆虫生态学、地衣生态学，以及各个主要物种的生态学。

③根据研究对象的生境类别划分：陆地生态学、海洋生态学、淡水生态学、岛屿生态学。

④根据研究性质划分：理论生态学、应用生态学（农业生态学、森林生态学、草地生态学、家畜生态学、自然资源生态学、城市生态学、保育生态学、恢复生态学、生态工程学、人类生态学、生态伦理学）。

⑤边缘学科：数量生态学、化学生态学、物理生态学、经济生态学。

5、生态学的研究方法①野外观察和定位站②试验方法：原地实验和人工控制实验③数学模型与数量分析方法6、现代生态学的发展趋势①生态学的研究有越来越向宏观发展的趋势。

②系统生态学的产生和发展，是现代生态学在方法论上的突破，是划时代的认识论的提高，被称为“生态学领域的革命”。

③一些新兴的生态学分支如进化生态学、行为生态学、化学生态学等的相继出现。

④分子生态学的兴起是20世纪末生态学发展的最重要特征之一。

⑤强调生态学的机理、过程与功能研究，重视地上生态学与地下生态学的耦合。

从描述、解释走向机理的研究是现代生态学的重要标志之一。

⑥应用生态学的迅速发展也是现代生态学的重要特色之一。

7、生态学研究的热点全球变化、生物多样性、可持续发展2、论述生态研究的热点问题及发展趋势（04年生态中心）答：目前生态学研究的热点问题主要有：全球变化、生物多样性和可持续发展。

①全球变化：气候、大气、土壤和水化学的变化，以及土地种林利用所引起的生态学原理及后果。

包括量化和模拟生物圈与全球变化的各种关系，确定全球变化的生态学原因和后果；应用描述生态学系统调节生物圈大气化学变化的模型及生态学后果；确定人类活动和其他环境变化对物种进化的影响等。

②生物多样性：自然和人类活动引起遗传、物种和生境多样性的改变；决定多样性的生态因子和生态后果；保护珍稀濒危物种；全球及区域变化对生物多样性的影响。

研究内容包括自然界不同时空尺度生物多样性的类型和格局、决定生物多样性进化的生态学因子，以及进化与生态学过程；生物体形态、生理和行为特征的相互作用；在环境胁迫条件下，生物体形态、生理和行为的遗传类型可塑性及其限度；决定物种散布与休眠的生态条件，以及对种群和群落的效益；个体生活史对策为何影响种群对环境干扰的反应方式等。

③可持续发展的生态系统：探索自然和经营生态系统的压力；受害生态系统的重建；可持续发展生态系统的经营；病、虫害的危害；生态学进程与人类社会系统间的相互作用；加速对稀有濒危物种生物学的研究，为其发展提供必要的信息；建立监测生态系统健康状况，以及评价预测胁迫的方法和手段；建立、检查并应用重建生态学的原则，加速受损和退化生态系统的基础研究；建立和发展可持续人工生态系统设计和管理的生态学原理等。

现代生态学发展特点：①研究层次向宏观和微观两极发展②研究手段更新③研究范围扩展④提供解决问题的科学思想与技术手段生物与环境生态因子是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。

利比希的最小因子定律：在各种生态因子中,总是有一种或两种起者主导性的作用，当这个主导因子的量低到最小时,就成为成为限制性因素。

土壤吸热：土壤白天受热后，热从土表向深层运动光形态建成：植物依赖光进行生长、发育和分化的过程生物学零度：植物需要在一定的温度以上，才能开始生长和发育。

有效积温法则：植物在生长发育过程中必须从环境中摄取一定的热量，才能完成某一阶段的发育。

各个发育阶段所需的总热量是个常数干化耐性：对植物来说，干旱抗性是植物抵抗干旱时期的一种能力，并且是一个综合特性。

一种植物在极度干旱胁迫下存活的前景愈好，原生质水势的一种有害降低能被延迟的愈长(逃避干旱)，则更多的原生质能度过干旱而未受损伤(干化耐性)。

光合作用：自养生物绿色细胞中发生的极其重要的代谢过程，是将太阳能转换为有机分子化学键能的过程。

光合磷酸化：质子穿过类囊体膜上ATP合成酶复合体上的管道从类囊体腔流向叶绿体基质，将能量通过磷酸化而贮存在ATP中。

这一磷酸化过程是在光合作用过程中发生的，所以称为光合磷酸化(photophosphorylation)，以区别于在线粒体中发生的氧化磷酸化。

植物功能型：具有确定植物功能特征的一系列植物的组合，是研究植被随环境动态变化的基本单元5.1.1光的生态作用①生物生活所需要的全部能量，都直接或间接地来源于太阳能；②植物利用太阳光进行光合作用，制造有机物，动物直接或间接从植物中获得营养；③光是生物的昼夜周期、季节周期的信号；④光污染对生物和人类带来危害。

5.2.1温度的生态作用①地球上的温度变化在时间、空间上表现出温度的节律性，使生物的生长发育与温度昼夜、季节性变化同步（也称为温周期现象）；②每种生物都有其忍受的温度，极端温度限制了生物的生存和分布；③温度的变化直接影响生物的生长发育，每一种生物都有其生长的最高、最低、最适温度；④生物可从温度中获得能量，进行生物的热能代谢；⑤热污染对生物和人类带来危害。

5.3.1 水的生态作用①水是生物体的重要组成部分，占体重的50%-98%；②水是很好的溶剂，直接参与各种新陈代谢过程，影响生物的生理活性；③水会影响生物的生长发育，对植物而言，水量有一个最高、最适和最低三个基点，高于或低于一定的水量，植物生长发育都会受到影响；④水是生物生存的重要条件，水影响着生物数量和分布，如湿润区、干旱区、荒漠区内生物种类不同；⑤水还影响生物产品的品质。

生态因子的几个基本观点：①生物的本性与生态因子辨证统一的观点，在长期的历史发育和进化过程中, 不同生物对生态因子的要求不同②生态因子综合性的观点，影响生物生长的各种生态因子是同等重要的，任何生态因子都不是孤立地对生物发生作用③生态因子主导性的观点，在各种生态因子中,总是有一种或两种起者主导性的作用④生态因子联系性的观点，在自然界中, 没有一种生态因子是孤立存在的,而是永远地处于相互依赖的关系之中⑤生态因子变动性的观点，一年四季或昼夜之间, 日光、温度、水分、土壤肥力等是不断变化着的土壤矿质元素：土壤矿质元素，土壤中含有大量植物必须的矿质元素，如C、H、O、N、P、K、S、Mg、Ca、Fe、Cl、Mn、Zn、B、Cu、Mo等16种元素。

其中7种元素(Fe、Cl、Mn、Zn、B、Cu、Mo)植物需要量极微，稍多即发生毒害，故称为微量元素(minor element，microelement或trace element)。

另外9种元素(C、H、O、N、P、K、S、Mg、Ca)植物需要量相对较大，称为大量元素(major element或macroelement)。

光合作用的基本构件：①光合色素，光合色素存在于叶绿体中。

②光系统I③光系统II光合作用过程中的光反应和暗反应及其两者之间联系：光合作用分为光反应(light reaction)和暗反应(dark reaction)两个部分在光反应中发生水的光解、O2的释放和ATP及还原辅酶II (NADPH)的生成；暗反应则是利用光反应形成的ATP和NADPH，将CO2还原为糖。

光反应发生在叶绿体的类囊体膜中，需要光的参与；暗反应发生在叶绿体基质中，不需光。

光反应中生成的ATP和NADPH在CO2的还原中分别被用作能源和还原物质。

提高农业产量的植物光合作用改良途径：①农作物几乎都是喜光的阳性植物，要求充足的光照，这一点在考虑密植问题时很重要。

②在光照充足时，植物可以说是经常处于CO2“饥饿”的状态。

施用有机肥，可以增加CO2浓度③一般在氮肥不够的情况下，施用速效氮肥，数日之内光合速率就会有显著提高，土壤N和土壤C含量对植物的光合作用也有明显的作用。

此外，许多微量元素，如锰、钼、锌等对光合作用也会起一定的促进作用，有时在喷施后也可能使光合速率提高。

④只有源-库关系协调才能提高光合生产和产量。

在栽培措施上，必须考虑到这种相辅相成的作用，例如植株不可过密，要施肥适当等等。

环境因子对生物的影响：5.1.2光对动植物的具体影响光对动植物的影响体现在光质、光强和光照时间上。

①对动物的影响：1）光的波长影响动物的趋光性，如夜蛾扑灯；2）光的强度影响动物昼夜节律、交配产卵、取食和栖息，可分为长日照动物和短日照动物；3）光的周期影响动物的生活史，如动物的越冬滞育、世代交替等。

②对植物的影响：1）影响植物的光合作用效率；2）影响植物的开花、结实。

根据不同植物对光照强度的反应可分为长日照植物、短日照植物、中日照植物和中间型植物。

5.2.2对于大部分植物来说，适当的变温是有利的，但变温过大就会有害。

变温对植物的作用主要表现在：a) 对种子萌发有利；b) 对植物生长有促进作用，但夜间过低则抑制；c) 在夜温低则抑制高生长；d)对开花结实有促进；e) 对产品品质有促进作用，如温差越大，新疆葡萄(Vitis vinifera)、甜瓜(Cucumis melo)的品质越好生物对环境因子的适应:5.1.3 生物对光的适应性①对光照的适应：植物的生态型就是对光照适应的一种。

根据不同植物对光照的适应，可分为：1）阳性植物：对光照要求比较高，只有在足够光照条件下才能正常生长，如蒲公英等；2）阴性植物：对光照要求远比阳性植物低，可低于全光照的1/50，如翠云草等；3）耐阴之物：对光照具有较广的适应能力，对光的需求介于以上二者之间，如麦冬、玉竹等。