环境生态学导论

第一章绪论
1、生态圈：包括地球上一切有生命的机体和维持他们生存的各种系统，即生态圈是生物圈与生命支持系统的统一体，是地球上全部生物和与之发生相互作用的环境的总和。

生态圈包括生物圈和生命支持系统两大部分。

生态圈中，有生命的部分共同构成生命系统，地球上有生命存在的空间称作生物圈。

生态圈中的生命支持系统是指地球上生命系统生存所需要的某些必要的条件，主要包括大气圈、水圈、岩石圈和能量。

2、环境生态学定义：
是研究认为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统修复、重建和保育对策的科学，即运用生态学的理论，阐明人与环境间相互作用的机制和效应以及解决环境问题的生态途径的科学。

3、关于生态学发展的三本书
《增长的极限》《人类环境宣言》《我们共同的未来》
4、生态学的定义是研究生物与其生活环境之间相互关系的科学。

5、环境科学：从广义上说是研究人类周围大气、土地、水、能源、矿物资源、生物和辐射等各种环境因素及其与人类的关系，以及人类活动对这些环境要素影响的科学。

从狭义上将讲它是研究由人类活动所引起的环境质量的变化以及保护和改进环境质量的科学。

6、全球性环境问题
资源枯竭、全球气候变化、自然生态系统功能退化、突发性环境和生态灾害频发等。

第二章、生物与环境
1、种的性状可分两类：基因型与表型。

（前者是种的遗传本质，即生物性状表现所必须具备的内在因素；
后者是与环境结合后实际表现出的性状。

）
2、什么叫生物的协同进化：一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发
生变化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。

这种两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化过程即为协同进化。

3、生物多样性的概念、包括哪几个方面、各方面定义：生物多样性就是生物类群层次结构和功能的多样
性。

一般包括四个层次，即遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。

①遗传多样性：又称为基因多样性，指种内不同种群之间或同一种群内不同个体的遗传变异总和。

主要包括分子、细胞和个体三个方面的遗传变异的多样性
②物种多样性：指物种水平的生物多样性。

一个地区内物种的多样性，可以从分类学、生物地理学
等角度进行研究，包括物种多样性的形成、演化，物种多样性受威胁的现状以及保持物种的永续性等。

③生态系统多样性：指生境的多样性、生物群落的多样性和生态过程的多样性。

④景观多样性：指不同类型的景观在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样化和变异性。

4、影响生物多样性的因素：（七个方面）物种生物量，物种属性，物种库，输入环境的总能量，维度、栖
息地异质性和生产力，生物地化循环，系统稳定性。

5、地球自我调节理论（Gaia假说）主要论点：①地球上所有生物都起着调控作用②地球生态系统具有稳
定性③地球本身是进化系统④地球系统是有机整体⑤地球生理学是地球进化的方式
6、环境的概念：环境是一个相对的概念，它是指某一特定生物个体或生物群体意外的空间，以及直接或
间接影响该生物体或生物群体生存的一切要素的总和。

在现代生态学中，环境既包括自然环境，也包括人类作用于自然界后发生变化了的环境（半自然环境），以及社会环境（如聚落环境、生产环境，交通环境及文化环境等）。

7、植物的光周期：根据对日照长度的反应，可把植物分为长日照植物和短日照植物。

长日照植物通常是在日照时间超过一定数值才开花，否则只进行营养生长，不能形成花芽。

短日照植物通常是在日照时间短于一定数值才开花，否则就只进行营养生长而不开花，这类植物多数是在早春或深秋开花。

8、温度与生物生长中生物的三基点：每一种酶的活性都有它的最低温度、最适温度和最高温度，与之相
应的则是生物生长的最低温度、最适温度和最高温度，即“三基点”。

9、温度与生物发育：生物要完成整个生命周期，不仅要生长还要完成个体的发育过程。

最明显的是某些
植物一定要经过一个低温“春化”阶段，才能开花结果，它就像信号开关一样，不经历这个阶段，就不能完成生命周期。

（记住春化）
10、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。

11、阿伦（Allen）规律：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中有变小变短的趋
势，这也是减少散热的一种形态适应，这一适应现象被称为阿伦规律。

12、什么叫盐土，什么叫碱土
盐碱土所含的盐类，最常见的是氯化钠、硫酸钠、碳酸钠以及可溶性的钙盐和镁盐。

其中，盐土所含的盐类主要为氯化钠和硫酸钠，这两种盐类都是中性盐，所以一般盐土的pH是中性的，土壤结构尚未被破坏。

土壤的简化过程是指土壤交替中吸附有相当数量的交换性钠。

通常把交换性钠占交换性阳离子总量20%以上的土壤称为碱土。

13、盐土对植物的影响：①引起植物的生理干旱②伤害植物组织
③引起细胞中毒④影响植物的正常营养
14、碱土对植物的影响：①土壤的碱性能毒害植物根系
②土壤物理性质恶化，土壤结构受到破坏，质地变劣，尤其是形成了一个透水性
极差的碱化层次（B层），湿时膨胀黏重，平时坚硬板结，使水分不能正常渗滤，
根系不能透过，种子不易出土，即使出土后也不能很好地生长。

15、植物对盐碱土的适应：①聚盐性植物：通过积累盐分，提高细胞内的渗透压来维持体内水平衡的
②泌盐性植物：通过茎、叶表面的盐腺来排出体内的过多盐分
③透盐性植物：通过体内高浓度的可溶性有机物而提高渗透压。

16、环境因子作用的一般特征：
①环境因子的综合作用：环境中各种因子不是孤立存在的，而是彼此联系、互相促进、互相制约，任何
一个单因子的变化，必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。

环境因子对生物的作用具有综合性、非等价性、阶段性、不可替代性和互补性等基本特征。

②主导因子及特点：在诸多环境因子中往往会有一个或两个因子，在一定条件下，对生物起决定性作用，
被称为主导因子。

主导因子发生变化时会引起其他因子发生变化或使生物的生长发育发生明显变化。

③直接作用和间接作用：区分环境因子的直接作用和间接作用，对正确认识生物的生长、发育、繁殖及
分布很有意义。

④环境因子作用的阶段性：生物生长发育的不同阶段对环境因子的需求是不同的
⑤环境因子的不可替代性和补偿作用：环境中各种因子的存在都有其必要性，尤其是作为主导作用的因
子，如果缺少便会影响生物的正常生长发育，甚至使生物发生疾病或死亡。

17、什么叫限制因子：生物的生存和繁殖依赖于各种环境因子的综合作用，但是其中必有一种或少数几种
因子是限制其生存和繁殖的关键性因子，称为限制性因子。

18、Shelford耐受性定律：生物不仅受环境因子最低量的限制，而且也受环境因子最高量的限制。

这就是
说，生物对每一种环境因子都有其耐受的上限和下限，上限与下限之间就是生物对这种环境因子的耐受范围。

图见P67
19、生态幅：生物对每一种环境因子都有其耐受的上限和下限，上限与下限之间就是生物对这种环境因子
的耐受范围，称生态幅。

第三章生物圈中的生命系统
1、基因：是所有生物表现生命活动的基本结构，也是所有生物用来维持其种属遗传性的关键。

一切生物的所有遗传信息都存在于组成基因或基因组的核苷酸序列，即核酸中。

2、细胞：构成生物体的基本单位。

有机体除了少数类型（病毒等）外，都是由细胞构成的。

单细胞有机体的个体就是一个细胞，一切生命活动都是由这个细胞来承担；多细胞有机体是由许多形态和功能不同的细胞组成，共同保证整个有机体正常生命活动的进行。

3、组织和器官：人们把在个体发育中具有相同来源的（即由同一个或同一群分生细胞生长、分化而来的）同一类型，或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位，称为组织。

组织是具有功能分工的细胞集合体，不同的相互联系的组织构成了器官。

高等生物个体是由各种组织和器官组成的。

4、个体：是种群的基本组成单位。

有生命的个体具有新陈代谢、生长发育、自我复制和繁殖、遗传变异、感应性和适应性等生命现象。

5、种群：是指在一定空间中生活、相互影响、彼此能交配繁殖的同种个体的集合。

种群是由具有共同基因库的同种个体所组成的，是种系生存的前提和基本单位。

6、生物群落：群落是不同种群的集合体。

集合在一起的各类生物种群，彼此相互作用，形成不同于种群的独特的成分、结构和功能。

生物群落是动物、植物和微生物的有机结合。

7、种群是物种在自然界中存在的基本单位。

从进化论的观点看，种群是一个演化单位。

从生态学观点看，种群又是生物群落的基本组成单位。

8、种群基本特征（1）数量特征（2）空间分布特征，包括内分布格局和地理分布格局，前者是指种群内部的个体是聚群分布、随机分布还是均匀分布。

P77图（3）遗传特征。

9、种群的群体特征，分为三类：（1）种群密度（2）初级种群参数，包括出生率、死亡率、迁入率和迁出率。

（3）次级种群参数，包括性比、年龄分布和种群增长率等。

10、年龄椎体的三种基本类型：增长型种群，稳定性种群、下降型种群P78图
11、性比：性比是种群中雄性个体和雌性个体的数目比例，称第一性比；幼体成长到性成熟阶段，由于各种原因，熊性与雌性比持续变化，到个体成熟为止，雄性与雌性的比例叫第二性比；个体成熟后的性比，叫第三性比。

12、生命表：生命表是研究种群动态的一种有用的工具。

它实质上是系统描述同期出生的一生物种群在各发育阶段存活过程的一览表。

简单的生命表是根据各年龄组的存活或死亡数据编制，综合生命表则包括出生数据，从而能估计种群的增长。

13、与密度有关的种群增长模型：逻辑斯谛方程
逻辑斯谛曲线五个时期：
（1）开始期：也称潜伏期，由于种群个体数很少，密度增长缓慢。

（2）加速期，随个体数增加，密度增长逐渐加快。

（3）转折期，当个体数达到饱和密度一半（K/2），密度增长最快。

（4）减速期，个体数超过Ｋ／２以后，密度增长逐渐变慢。

（５）饱和期，种群个体数达到Ｋ值而饱和。

Ｐ８４图
14、赤潮：是指水体中一些浮游生物暴发性增殖引起水色异常和水质变劣的现象。

发生在近海的赤潮又称红潮。

是由于有机污染，即水中氮、磷等营养物过多形成富营养化所致。

15、外源性种群调节理论：
(１)气候学派：以昆虫为研究对象，认为,种群参数受天气条件强烈影响。

强调种群数量的变动，否定稳定性。

(２)生物学派：主张捕食、寄生、竞争等生物学过程对种群调节起决定作用，认为只有密度制约因子才能调节种群的密度。

(３）食物因素
16、内源性自动调节假说：认为种群调节是动物种群内部物种的一种适应性反应，包括行为调节、内分泌调节和遗传调节。

（１）行为调节：动物社群行为是调节种群的一种常见且有效的途径。

（２）内分泌调节：是种群增长会因生理反馈而得到抑制或停止，从而降低社群压力的一种调节方式。

（３）遗传调节：Ｐ９１理解，解释
17、集群的生态学意义
（1）集群有利于提高捕食效率
（2）集群可以共同防御敌害
（3）集群有利于改变小生境
（4）集群有利于某些动物种类提高学习效率
（5）集群能够促进繁殖。

18、阿利定律：在一定条件下，当种群密度（数量）处于适度的情况时，种群的增长最快，密度太低或太高都会对种群的增长起到限制作用，这被称为阿利规律。

19、高斯假说:当两个物种利用同一种资源和空间时，产生了种间竞争，而且两个物种的生态越相似，竞争也就越激烈。

这种现象后来被英国生态学家称为高斯假说。

见95页图3-16
20、生态位的定义：主要是指生物在生物群落或生态系统中的作用和地位，以及与栖息地、食物、天敌等多环境因子的关系。

A基础生态位：在生物群落中，能够为某一物种所栖息的、理论上的最大空间为基础生态位
B实际生态位：一个种实际占有的生态位空间为实际生态位。

还有一个很重要的图：P100 3-22三个共存物种的资源利用曲线。

21、捕食：生物种群之前还有一种直接的对抗性关系，即一种生物吃掉另一种生物的捕食作用。

生态学中常用捕食者与猎物或被食者的概念来描述。

22、生物间的共生关系可概括为以下两种形式。

（1）偏利共生两个物种生活在一起，对一方有利，对另一方无利也无害的共生现象
（2）互利共生两个物种长期共同生活在一起，彼此相互依赖，双方获利且达到了彼此离开后不能独立生存程度的一种共生现象。

23、种群的生活史对策
（1）生活史的定义从一个世代的合子形成到下一个世代合子形成所经历的时段中，个体所经历的生长、发育、繁殖等过程称为生活史。

（2）种群生活史对策有哪些(P106)
①r选择
r对策者多适用于严酷易变的环境，具有能够使种群增长最大化的各种生物学特性，即高生育力，快速发育，早熟，成年个体小，寿命短而且单次生殖多而小的后代。

一旦环境条件好转，就能以其高增长率r 迅速回复种群，使物种能得以生存。

②K选择
K对策者适应于可预测的稳定的环境。

在一定意义上，他们是保守主义者，当生存环境发生灾变，种群很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。

在稳定的环境中，由于种群数量经常保持在环境容纳量K水平上，因而竞争较为激烈。

K对策者具有成年个体大、发育慢、迟生殖、产仔（卵）少而大但多次生殖、寿命长、存活率高的生物学特性，以高竞争力使其得以生存。

24、生物群落：指在特定时间内聚集在一定地域或生境中各种生物种群的集合
25、生物群落的基本特征：
（1）具有一定的物种组成（2）具有一定的外貌及内部结构
（3）形成群落环境（4）不同物种之间的相互影响
（5）具有一定的动态特征（6）具有一定的分布范围
（7）群落的边界特征
26、生物群落可以从植物群落、动物群落、微生物群落这三个不同角度来研究
27、植物群落成员型的分类
（1）优势种和建群种（定义）（2）亚优势种（3）伴生种（4）偶见种或罕见种
28、种群的数量特征
（1）密度（2）多度（3）盖度（4）频度（5）高度或长度（6）质量(7)体积
29、综合优势比：缩写为SDR，由日本学者提出的一种综合数量指标。

包括两因素，三因素，四因素和五
因素等四类。

常用的为两因素的总优势比SDR2，即在密度比，概度比，频度比，高度比和质量比这五
项指标中取任意两项求其平均值再乘以100%（P114）
30、生物群落的结构（掌握以下各个定义）
（1）生活型，生态型和生长型（2）垂直结构（3）水平结构
（4）时间结构（5）群落交错带与边缘效应
31、生物群落演替：在一定地段上，群落由一个类型转变为另一个类型的有顺序的演变过程。

32、生物群落演替理论（掌握以下各个定义）
（1）单元顶级论
（2）多元顶级论
（3）顶级-格局假说
33、生物群落演替的制约因素
（1）植物繁殖体的迁移，散布和动物的活动性（2）群落内部环境的变化（3）种内和种间关系的改变（4）外界环境条件的变化（5）人类对生物群落演替的影响
第四章生态系统生态学
1、生态系统定义：是一定空间范围内，植物、动物、真菌、微生物群落与其非生命环境，通过能量流动
和物质循环而形成的相互作用、相互依存的动态复合体。

生态系统均可概括为非生物和生物两大部分，或者分为非生物环境、生产者、消费者、分解者四种基本成分。

P139
2、生产者：是能利用简单的无机物制造有机物的自养生物，包括所有的绿色植物和某些细菌，它们是生
态系统中最基础的成分。

消费者：是不能利用无机物制造有机物而是直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物而生存的异养生物。

分解者：都属于异养生物，这些异养生物在生态系统中承担着复杂的有机物逐步分解为无机物并最终以简单无机物形式回归到环境中的功能，故又称为还原
3、生态系统物种结构：
（1）关键种：对群落结构和功能有重要影响的物种成为关键种，它们若从群落中消失会使群落结构发生严重改变，甚至能导致其他物种的灭绝和群落的剧烈变化。

（2）冗余种：冗余意味着相对于需求有过多的剩余。

在一些群落中有些种是冗余的，这些种的去除不会引起生态系统内其他物种的丢失，同时，对整个群落和生态系统的结构和功能不会造成太大的影响。

4、关于物种在系统中所起的作用，提出的两种假说
（1）铆钉假说：将生态系统中的每个物种比作一架精致飞机上的每颗铆钉。

任何一个物种的丢失，同样会使生态过程发生改变。

该假说认为生态系统中每个物种都具有同样重要的功能，任何一个物种的丢失或灭绝都会导致系统的变故。

（2）冗余假说：生态系统中物种作用有显著的不同，某些物种在生态功能上有相当程度的重叠。

从物种的角度看，一个生态系统中各物种的作用是不同的：一种是主导作用，“司机”，另一种称为“乘客”。

若丢失前者，将引起生态系统的灾变或停摆；若丢失后者，对生态系统造成的影响就可能很小。

从保护生物学的角度看，那些高冗余的物种则有较低的优选权。

但这不意味着冗余种是不必要的，关键是评价的时间尺度。

短时间看，冗余种似乎是多余的，但经过在变化环境中长期发展，那些次要种和冗余种有可能在新的环境下变为优势种或关键种，从而改变和充实了原来的整个生态系统。

从这个意义上讲，冗余恰似对生态系统功能可能丧失的一种保险。

5、生态系统的营养结构：
（1）食物链：生态系统中的各种成分之间最本质的联系是通过营养关系实现的。

食物链是指由生产者由生产者和各级消费者组成的能量运转序列，是生物之间食物关系的体现，即生物因捕食而形成的链状顺序关系，是生态系统中物质循环和能量传递的基本载体。

（2）食物网：不同食物链之间常常是相互交叉而形成的复杂的网络式结构，即食物网。

形象的反映了生态系统内各类生物间的营养关系和相互关系。

食物网的控制机制：分为“自上而下”和“自下而上”。

（3）生态金字塔
（4）生态效率：林德曼效率（是指n+1营养级所获得的能力占n营养级获得能量之比，它们相当于同化效率、生产效率和消费效率的乘积），又称“生态效率”，他认为，在生态系统中，一个营养级到另一个营养级的能量转化效率通常为10%左右。

6、生态系统的基本功能：生物生产、能量流动、物质循环和信息传递。

（1）能量流动
①耗散结构理论：一个远离平衡态的非线性的开放系统（无论是物理的、化学的、生物的或是社会的、经济的系统）通过不断地与外界交换物质和能量，在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时，通常涨落，系统可能发生突变即非平衡相变，由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。

这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构，由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持，因此称之为“耗散机构”。

②能量在生态系统中流动的特点：1能量流是变化的；2能量流是单向的；3能量在生态系统内流动的过程是不断递减的过程；4能量在流动中质量逐渐提高。

（2）物质循环
定义：生态系统从大气、水体和土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收进入生态系统，被其他生物重复利用，最后，再归入环境中，这个过程称为物质循环或生物地球化学循环。

类型：三大类：水循环、气体型循环和沉积型循环。

①水循环（理解）：物质循环的核心。

水的主要蓄库是海洋，在太阳能的作用下通过蒸发使海水转化为水汽后进入大气。

在大气中，水汽遇冷凝结、迁移，又以雨雪等形式降落到地面或海洋。

P158
②碳循环：碳的主要循环形式是从大气的二氧化碳蓄库开始，经过生产者的光合作用，把碳固定，生成糖类，然后经过消费者和分解者，在呼吸和残体腐败分解后，再回到大气蓄库中。

③温室效应：由于二氧化碳对来自太阳的短波辐射有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射有高度的吸收性，这就有可能导致大气层低处的对流层变暖，而高处的平流层变冷，这一现象称为温室效应。

④汞的生物甲基化作用：在生物的作用下，金属汞的二价离子汞等无机汞能转化成更高的甲基汞（比无机汞毒性高50-100倍），这种转化被称为汞的生物甲基化作用。

（3）信息传递：生态系统中的信息，大致可以分为物理、化学、行为和营养等四大类信息。

（4）生态系统的自我调节：
生态系统的反馈调节：反馈分为正反馈和负反馈，负反馈控制可使系统保持稳定，正反馈则使偏离加剧。

生态系统平衡：生态系统发育和调节所达到的一种动态的稳定状况，包括结构上、功能上的稳定和能力输入、输出上的稳定。

具有负反馈的自我调节机制。

6、生态系统生态学的基本原理：
（1）系统开放原理（2）相生相克原理（3）物质循环与能量流动原理
（4）生态平衡与耐受极限原理（5）生态位原理（6）等级系统原理
7、陆地生态系统分布的水平地带性：地球表面的水热条件等环境要素，沿纬度和经度方向发生递变，从而引起植被也沿纬度或经度方向呈水平更替的现象，或称为植被分布的水平地带性，它是地球表面植被分布的基本规律之一。

（1）纬向地带性：沿纬度方向有规律地更替的植被分布，称为植被分布的纬向地带性。

（2）经向地带性：以水分条件为主导因素，引起植物分布由沿海向内陆发生更替，这种分布格式被称为经向地带性。

8、森林生态系统的共同特征：
（1）物种繁多，结构复杂
（2）生态系统类型多样
（3）系统的稳定性高
（4）生产力高、现存量大、对环境影响大
9、河流生态系统主要特征：
（1）水的流动性是河流生态系统的基本特征
（2）河流与周围的陆地有联系，陆-水交换。

而且河流、溪涧等形成了一个较为开放的生态系统，成为联系陆地和海洋生态系统的纽带。

（3）含有丰富的氧，河流生物对氧的需求也较高。