生态学复习笔记

第一章绪论生命：恩格斯在《自然辩证法》中指出:“生命是蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本因素在于它和周围外部自然界的不断新陈代谢”。

生命的起源：46亿年前：地球约形成。

35亿年以前：在还原性大气形成的各种有机物随着时间的推移越聚越多，有的会形成较为复杂的化合物，最后形成蛋白质和能够自我复制的核酸分子，这就是生命的开始；最初的生命是靠化学反应得到发生和发展，故称为化学进化阶段。

约在30亿年之前：就已形成光合自养生物。

约在4亿年前：绿色植物登陆成功。

生态学(ecology)：1866年E.Haeckel认为生态学是研究生物及环境间相互关系的科学。

生态学研究的对象：从分子到生物圈。

分别从组织水平、分类学类群、生境类别和性质划分以及边缘学科。

生态学的形成与发展：生态学的形成和发展经历了一个漫长的历史过程，而且是多元起源的，大致可分出4个时期：生态学的萌芽时期、生态学的建立时期、生态学的巩固时期和现代生态学时期。

生态学的萌芽时期(公元16世纪以前)：从远古时代起，人们实际就已在从事生态学工作。

早在公元前1200年，我国《尔雅》一书中就有草、木两章，记载了176种木本植物和50多种草本植物的形态与生态环境。

没发展成为独立的科学。

生态学的建立时期(公元17世纪至19世纪末)：随着人类社会经济的发展，生态学作为一门科学开始成长。

生态学的巩固时期(20世纪初至20世纪50年代)：形成了几个著名的生态学派，主要有北欧学派，以注重群落分析为特点；法瑞学派常被称为植物区系学派1935年后，北欧学派与本学派合流，被称为西欧学派或大陆学派；英美学派以研究植物群落的演替和创建顶极学说而著名，有人称之为动态学派；苏联学派作以植物群落和植被为主，统称为“地植物学”。

20世纪50- 60年代，是传统生态学向现代生态学过渡时期。

现代生态学时期(20世纪60年代至现在)：20世纪60年代以来，由于工.业的高度发展和人口的大量增长，带来了许多全球性的问题(例如，人口问题、环境问题、资源问题和能源问题等)，涉及到人类的生死存亡，这些问题的控制和解决，都要以生态学原理为基础，从而使生态学成为举世瞩目的科学。

研究层次上向宏观与微观两极发展：经典生态学以动植物种〔个体)、种群、群落为主要研究对象，学科上主要发展了生理生态学、动物行为学、种群生态学与群落生态学。

现代生态学的研究对象已在宏观方向上扩展到生态系统、景观与全球研究。

生态学的研究层次已囊括了分子、基因、个体直到整个生物圈与全球。

研究手段的更新。

研究范围的扩展：经典生态学以研究自然现象为主，很少涉及人类社会。

现代生态学则结合人类活动对生态过程的影响，从纯自然现象研究扩展到自然一经济一社会复合系统的研究。

第二章生物与环境物种是由内在因素(生殖、遗传、生理、生态、行为)联系起来的个体的集合，是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。

环境(environment )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牛物群体生存的一切事物的总和。

环境的类型：一般可按环境的主体、环境性质、环境的范围等进行分类。

按环境的性质可将环境分成自然环境、半自然环境(被人类破坏后的自然环境)和社会环境3类。

按环境的范围大小可将环境分为宇宙环境(或称星际环境space environment)、地球环境(global environment)、区域环境(regional environment)、微环境(micro- environment)和内环境(inner environment)。

环境因子分类：环境因子具有综合性和可凋剂性，它包括生物有机体以外所有的环境要素。

生态因子(ecological factors}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。

生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件，有时又称为生物的生存条件。

所有生态因子构成生物的生态环境(ecological environment)，其体的生物个体和群体生活地段上的生态环境称为生境(habitat )，其中包括生物本身对环境的影响。

生态因子和环境因子是两个既有联系，又有区别的概念。

生态因子作用的一般特征：综合作用-环境中各种生态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，都必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。

主导因子作用-有一个对生物起决定性作用的生态因子，称为主导因子。

主导因子发生变化会引起其他因子也发生变化。

直接作用和间接作用-区分生态因子的直接作用和间接作用对认识生物的生长、发育、繁殖及分布都很重要。

阶段性作用-由于生物生长发育不同阶段对生态因子的需求不同，生态因子对生物的作用也具阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。

不可代替性和补偿作用-从总体上说生态因子是不可代替的，但是局部是能补偿的。

生态因子的补偿作用只能在一定范围内作部分补偿，而不能以一个因子代替另一个因子，且因子之间的补偿作用也不是经常存在的。

生态因子的限制性作用：限制因子-限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。

主要有以下两个定律：Leibig最小因子定律-生物的生长取决于处在最小量食物的量；不少学者对此作了两补充：这一定律只适用于稳定状态；要考虑各生态因子之间的相互作用。

Shelford耐性定律-生物的生存与繁殖要依赖于某种综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量(或质)不足或过多，超出了某种生物的耐性限度，则使该物种不能生存，甚至灭绝。

应作几点补充：生物能够对一个因子耐受范围很广，而对另一个因子耐受范围很窄；对所有因子耐受范围很宽的生物一般分布较广；在一个因子处于不适状态时，对另一个因子耐受性会受影响；生物不同生长阶段对生态因子的耐受范围不同，繁殖往往是敏感期；生物实际并不是在某一特定环境因子最适范围内生活，可能有其它更重要的因子在起作用。

生态幅：每一个种对环境因子适应范围的大小即生态幅，这主要决定于各个种的遗传特性。

内稳态及其保持机制：内稳态(homeostasis)-即生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制，它能减少生物对外界条件的依赖性，从而大大提高生物对外界环境的适应能力。

机制-内稳态是通过生理过程或行为的调整而实现的。

恒温动物通过控制体内产热过程以调节体温；变温动物靠减少散热或利用环境热源使身体增温。

生态意义-维持体内环境稳定是生物扩大耐性限度的一种重要机制，但内稳态机制不能完全摆脱环境的限制，它只能扩大自己的生.态幅度与适应范围，成为一个广适种(eurytopic species)。

根据生物体内状态对外界环境变化的反应，区分出内稳态生物(homeostatic organisms)与非内稳态生物(non-homeostatic organisms)。

耐性限度的驯化：除内稳态机制可调整生物的耐性限度外，还可通过人为驯化的方法改变生物的耐性范围。

这一驯化过程是通过酶系统的调整而实现的，因为酶只能在特定的环境范围内起作用，并决定着生物的代谢速率与耐性限度，所以驯化过程是生物体内酶系统的改变过程。

指示生物：生物在与环境相互作用、协同进化的过程中，每个种都留下了深刻的环境烙印。

因此，常用生物作为指示者，反映环境的某些特征。

生物的指示作用是普遍存在的，但指示生物决不能滥用，因为每个种的指不作用都是相对的，仅在一定的时空范围内起作用，而在另一时空条件下将失去指示意义。

光因子的生态作用及生物的适应：光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉，地球上生物生活所必需的全部能量，都直接或间接地源于太阳光。

生态系统内部的平衡状态是建立在能量基础上的，绿色植物的光合系统是太阳能以化学能的形式进入生态系统的唯一通路，也是食物链的起点。

光本身又是一个十分复杂的环境因子，太阳辐射的强度、质量及其周期性变化对生物的生长发育和地理分布都产生着深刻的影响，而生物本身对这些变化的光因子也有着极其多样的反应。

光强的生态作用与生物的适应：光强对生物的生长发育和形态建成有重要的作用-光照强度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影响；光还促进组织和器官的分化，制约着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，如黄化现象(eitiolation phenolmenon)。

光照强度与水生植物-光的穿透性限制着植物在海洋中的分布，只有在海洋表层的透光带(euphotic zone)内，植物的光合作用量才能大于呼吸量。

在透光带的下部，植物的光合作用量刚好与植物的呼吸消耗相平衡之处，就是所谓的补偿点。

植物对光照强度的适应类型-光强在地球表面的分布是不均匀的。

同样，不同的植物对光强的反应也是不一样的。

在一定范围内，光合作用的效率与光强成正比，但是到达一定强度，倘若继续增加光强，光合作用的效率不仅不会提高，反而下降，这点称之为光饱和点。

另外，植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用;当影响植物光合作用和呼吸作用的其他生态因子都保持恒定时，生产和呼吸这两个过程之间的平衡就主要决定于光照强度了。

光质的生态作用与生物的适应：植物的生长发育是在日光的全光着照射下进行的，但是，不同光质对植物的光合作用、色素形成、向光性、形态建成的诱导等影响是不同的。

光合作用的光谱范围只是可见光区(380-760nm)，其中红、橙光主要被叶绿素吸收对叶绿素的形成有捉进作用；蓝紫光也能被叶绿素和类胡萝卜素所吸收，我们将这部分辐射称为生理有效辐射。

而绿光则很少被吸收利用，称为生理无效辐射。

实脸表明，红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。

可见光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长、发育等都有影响。

生物对光周期的适应：由于地球的自转和公转所造成的太阳高度角的变化，使能量输入成为一种周期性变化，从而使地球上的自然现象都具周期性。

生物的节律与周期性就是对这种周期现象的适应。

昼夜节律-大多数生物活动表现出昼夜节律，即24 h循环一次的现象。

生物的这种昼夜节律存在内部控制机制。

光周期现象-由于太阳高度角变化所造成的昼夜长短在各地是不同的，它在一定地区和一定季节是固定不变的，属原初周期性因子。

生物和许多周期现象是受日照长短控制的，光周期是生命活动的定时器和启动器。

每天日照不足10 h 称短日照。

日照长度的变化对动植物都具有重要的生态作用，由于分布在地球各地的动植物长期生活在具有一定昼夜变化格局的环境中，借助于自然选择和进化而形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，这就是在生物中普遍存在的光周期现象。

(1)植物的光周期: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，否则便只进行营养生长，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，这类植物通常是在早春或深秋开花。