高级生态学复习思考题

复习思考题

1.何谓生态因子？生态因子的作用规律有哪些？生物如何适应多变的生态环境？

答：（1）生态因子是指: 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。是环境因子的一部分。

所有生态因子构成生态环境。

特定的生物对应特定的生态因子组合。

（2）生态因子的作用规律如下：

1）综合作用。生态环境是一个统一的整体，生态环境中各种生态因子都是在其他因子的相互联系、相互制约中发挥作用，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。

2）主导因子作用。在对生物起作用的诸多因子中，其中必有一个或两个是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。

3）直接作用和间接作用。环境中的一些生态因子对生物产生间接作用，如地形因子；另外一些因子如光照、温度、水分状况则对生物起直接的作用。

4）阶段性作用。生态因子对生物的作用具有阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。

5）生态因子不可代替性和补偿作用。环境中各种生态因子对生物的作用虽然不尽相同，但都各具有重要性，不可缺少；但是某一个因子的数量不足，有时可以靠另外一个因子的加强而得到调剂和补偿。6）生态因子限制性作用。生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。

（3）生物适应多变的生态环境主要依赖内稳态以及耐性限度的驯化

内稳态：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。内稳态通过生理或行为的调整来实现的。

耐性限度的驯化：内稳态机制外另一种调整生物耐性限度的方法。驯化过程是通过酶系统的调整来实现的，因为酶系统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，驯化即体内酶系统的改变过程。

2. 简述植被对水环境状况的影响机制，植树造林对于改善区域水文条件有何影响。

答：生物对环境的影响：在生物与环境的相互关系中，由于环境的复杂多变，生物似乎总是处于从属、被支配的地位，只能被动地去适应、逃避。事实上，这只是二者关系的一个方面。生命作为一个整体，不仅能够被动地适应环境，而且还能主动地影响环境，改造环境，使环境保持相对稳定，向有利于生物生存的方向发展。

水生植物（沉水、浮水、挺水）陆生植物（湿生、中生、旱生）。水生植物和陆生植物具有很大不同的特征。一是具有发达的通气组织，以保证各器官组织对氧的需要。二是机械组织不发达甚至退化，以增强植物的弹性和抗扭曲能力，适应于水体流动。

森林有重要的涵养水源、保持水土作用

（1）减少地表径流；

（2）减少洪枯比；

（3）减少雨水冲击力；

（4）改善土壤结构，提高蓄水力。

3. 试述光因子的生态作用及生物的适应性。

答:光是最基本的能量来源。光强、光质、周期性对生物的生长发育、地理分布有深刻的影响，生物对光也有极其多样的适应性。光照度的生态作用与生物的适应：

（1）光照度对生物的生长发育和形态建成有重要的作用，光照度对植物细胞的增长和分化、体积的增长和质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比例。

（2）光照度与水生植物：补偿点—透光带~动植物的垂直分布。

（3）植物对光强的适应：光照度在地球表面的分布式不均匀的，同样，不同的植物对光照度的反应也是不一样的。阳性植物、阴性植物、耐荫植物。β

（4）光质的生态作用及生物的适应：植物的生长发育是在日光的全光谱照射下进行的，但是，不同的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。

（5）生物对光周期的适应：光周期：在陆地上不同地理区域和季节里，昼夜长短的周期性变化即为光周期。光周期反应：生物的生长发育对于不同昼夜长短交替的反应。

4. 试比较几种关于种群调节的理论，分析各理论在解释种群调节时的适用性。答：（1）密度和非密度制约因素：密度制约因子是种群动态平衡的重要调节因子。（2）密度调节：通过密度因子对种群大小的调节过程。密度调节一般分为种内调节和种间调节：

①种内调节：种内成员间，因行为、生理、遗传上的差异而产生的密度制约性调节方式。即所谓“自动调节学说”。

②行为调节：V.C认为动物的社群行为是调节种群的一种机制，如社群等级、领域性行为等。

③生理调节：内分泌调节，种群增加社群压力增加，生长激素下降，发生代谢障碍，导致死亡。

④遗传调节：自然选择，遗传多态、双态等机制调节种的数量，同时也可适应环境的变化。

⑤种间调节：主张捕食、寄生、竞争等生物过程对种群调节起决定性作用。即生物学派。

（3）非密度调节：非生物因子对生物的影响—气候学派。气候学派多以昆虫为研究对象，他们认为种群参数受气候条件强烈影响，强调种群数量的变动，否定稳定性。

5.如何理解生物间的相互作用与协同进化现象？

答:（1）从理论上讲，任何物种对其它物种的影响只可能有三种形式，即有利、有害或无利无害的中间态，由此衍生出几种常见的种间关系，可用+、－、○表示：

①－、－：竞争：包括直接干扰型和资源利用型；

②+、－：包括寄生关系和捕食关系；

③+、+：包括原始合作和互利共生；

④○、○：中性作用，即互不影响；

⑤－、○：偏害作用，种群1受抑制，种群2无影响；

⑥+、○：偏利作用，种群1偏利者，而宿主2无影响。

（2）协同进化：指在进化过程中，一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化，而后一物种的性状本身又作为前一物种性状的反应而进化的现象。协同进化包括的内容：

①竞争与协同进化；

②捕食者与被捕食者协同进化；

③食草动物与植物的协同进化；

④寄生物与宿主的协同进化。

6. 如何认识生态对策的多样性，有没有“完美的”生态对策？

答：生态对策（Ecological Strategy）是指任何生物在某一特定的生态压力下，都可能采用有利于种生存和发展的对策。在生态对策上，生物种对生态环境总的适应对策，必然表现在各个方面。表现方面主要有：

（1）生殖对策：不同类型的生物采取不同的生殖对策。有些生物把较多的能量用于营养生长，而用于生殖的能量较少，因此这些生物的生殖能力就比较低。而另一些生物则把更多的能量用于生殖，以便产生大量的种子，这些植物所占有的生境往往是不太稳定的。

（2）生活史对策：分R对策和K对策。R对策的种群通常是短命的，其生殖率很高，要以产生大量的后代，但后代存活率低，发育快；早熟，成年个体小及寿命短且单次生殖多而小的后代,一旦环境条件转好就会以其高增长率R迅速恢复种群,使物种得以生存。而K对策的种群通常是寿命长，种群数量稳定，竞争能力强；生物个体大，但生殖力弱，只能产生很少的种；亲代对子代提供良好的庇护；该对策适应于可预测的稳定环境，一旦受损很难恢复甚至可能灭绝。K对策和r对策是相对的，实际上存在一系列过渡类型。总的来说，没有“完美的”生态对策。

7. 试述干扰对群落生物多样性有何影响？

答：（1）干扰的定义：相对离散的,对生态系统组成与结构造成破坏性影响的事件。分自然干扰、人为干扰等；

（2）干扰与层盖度：随着干扰时间的推移，杂草最先灭绝，然后是禾草受到影响，最终云杉等乔木胜出，大量生长；

（3）干扰与林窗、群落缺口：对缺口的抽彩式竞争：优势者取决于随机因素。条件：1、存在许多入侵缺口及生存力相等的物种；2、其中任何一种在其生活史过程中能阻止其他物种再入侵；

（4）中等干扰假说：干扰频率/干扰强度中等程度时生物多样性最大；

（5）干扰理论与生态管理：利用干扰管理生物群落,如利用火进行干扰管理. －－小火不止，大火不至；

8. 群落动态的“驱动力”是什么？试从资源利用效率进行分析。

答：群落动态是指：群落发生、形成、发育、更新、波动、演替及演化的变化过程。生物群落的动态包括三个方面的内容，即群落的内部动态（包括季节变化与年际间变化）、群落的演替和地球上生物群落的进化。从资源利用效率分析，群落动态的“驱动力”有以下几个方面：

（1）植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性。迁移：植物繁殖体的迁移和散布是群落演替的先决条件。迁移由繁殖体的构造和数量决定的。定居：发芽、生长和繁殖

（2）群落内部环境的变化。群落内部环境的变化是由群落本身的生命活动造成的，与外界环境条件的改变没有直接关系；有些情况下，使群落内物种生命活动的结果，为自己创造了不良的居住环境，使原来的群落解体，为其他植物的生存提供了有利条件，从而引起演替。

（3）种内和种间关系的改变：组成一个群落的物种在其种群内部以及物种之间都存在特定的相互关系。这种关系随着外界环境条件和群落内环境的改变而不断进行调整。

（4）外界环境条件的变化：群落之外的环境条件如气候、地貌、土壤和火等成为引起演替的重要条件。

（5）人类的活动：人类活动对自然环境中的生态关系起着促进、抑制、改造和重建的作用。

9. 生态系统营养级只有5-6级？

答：（1）营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和。

（2）生态系统中营养级数目与以下因素有关：

①各营养级消费者不可能100%利用前一营养级的生物量；

②各营养级同化率也不是100%，总有一部分排泄出去；

③各营养级生物要维持自身的活动，消耗一部分热量。

综上，由于能流在通过各营养级时会急剧减少，所以食物链就不可能太长，生态系统中的营养级一般只有四、五级，很少超过六级。

10. 概括出生态系统次级生产过程一般模式。

答：净初级生产量是生产者以上各营养级所需能源的唯一来源，从理论上，净初级生产量可以被全部异样生物所利用，转化为次级生产量，但实际上，任何一个系统中的净初级生产量都可能流失到镇生态系统以外的地方去。还有很多植物生长在动物达不到的地方，因此也无法被利用。

总之对动物来说，初级生产量或因得不到，或因不可食，或因动物种群密度低等原因，总有一部分为被利用，即使被动物吃进体内的植物，也有一部分通过动物的消化道排出体外。被同化的能量中，有一部分用于动物的呼吸代谢和生命维持，这部分能量最终将以热的形式消散掉，剩下的那部分才能用于动物的生长和繁殖，这就是次级生产量。

11. 你是怎样理解生命的起源和进化的？

答：（1）生命的起源是从非生物物质演化成原始生命的过程。有两种学说：

1)陆相起源。他们认为聚合反应是发生在火山的局部高温地区，聚合生成的生物大分子经雨水冲刷汇集到海洋，并在一定的条件作用下，继续发展成为复杂的有机物质。

2)海相起源。认为在原始的海洋中的氨基酸和核苷酸等小分子有机物可以被吸附于粘土一类的物质的活性表面，而在适当缩合剂（如羟胺类化合物）存在时，可以发生聚合反应。生物大分子并不能独立表现生命现象，只有形成了众多的、乃至成百万的已蛋白质、核酸为基础的多分子体系时，才能表现生命萌芽。而生物大分子在溶液中自动聚集，从而形成各种独立的多分子体系，出现团聚体或微球体。由于多分子体系可以起到有机表面的催化作用，而反过来作用于各类单体的聚合，促使产生更高级的蛋白质和核酸，然后通过有序性逐渐提高的长期过程，其结构、机能便愈益复杂和完善，由此产生出原始生命。

3)现代科学认为，生命的诞生是物质不断运动变化的结果。这一变化分为两个阶段，一是在生命系统诞生之前的“化学进化”阶段，为生命的诞生准备有机材料。二是生命诞生之后，由低级到高级、由简单到复杂的漫长“生物进化”过程。在地球形成之初，原本没有生命，只存在无机物。通过长时间的地球演化，含有甲烷、氨、氢等小分子无机物气体在紫外光、电离辐射、雷电等能量的作用下，逐步生成了有机小分子物质，如核苷酸、氨基酸，使原始的海洋成为一种“原始生命汤”。这个过程，是生命形成漫长历史的第一步，今天已经被科学家用放电实验室重现出来。此后，“原始生命汤”中的这些有机小分子，历经长期的相互作用，在有硫、磷、金属等土壤的适当条件下进行缩合或聚合反应，逐步形成有机高分子物质，如蛋白质、核酸等分子。这是生命诞生历程的第二步。随着海洋中的蛋白质、核酸分子越积越多，浓度增加，在某种情况下，又被分离、凝聚成小滴，并脱离原来的海洋环境，构成可与外界进行简单物质交换的多分子体系。由多分子体系逐步演变，特别是由于蛋白质和核酸的相互作用，最终出现了有原始新陈代谢功能，并且可以进行自我复制的原始微生物细菌。这一阶段是生命形成过程中最关键、最复杂的一个环节，但是至今科学家们尚未通过科学实验获得验证。

12. 从物质循环角度分析污染形成机制及治理途径。

答：物质循环包括以下几个主要方面：

（1）生物地球化学循环：各种化学元素在不同层次、不同大小的生态系统内，乃至生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，又从生物体再回归到环境，不断地进行着流动和循环的过程。

（2）地质大循环：物质或元素经生物体的吸收作用，从环境进入生物有机体内，然后生物体以死体、残体或排泄物形式将物质或元素返回环境，进入五大自然圈（气圈，水圈，岩石圈，土壤圈，生物圈）的循环的过程。这是一种闭合式循环。（3）生物小循环：环境中元素经生物吸收，在生态系统中被相继利用，然后经过分解者的作用再为生产者吸收、利用。这是一种开放式循环。

还有：生物积累、生物浓缩、生物放大。

其污染形成机制及治理途径主要包括：

（1）C循环：工业革命、光合作用、臭氧层、温室效应；

（2）氮循环：固氮菌、工业固氮、大气固氮、土地贫瘠；

（3）水循环：酸雨、建筑腐蚀、蒸腾作用、土壤吸收少；

（4）磷循环：磷肥、土壤污染、水体富营养化、含磷洗衣粉；

（5）硫循环：硫是原生质体的重要组分，它的主要蓄库是岩石圈。硫循环包括长期的沉积阶段（有机或无机沉积物中）和短期的气体阶段。酸雨

（6）有毒物质的循环：有毒物质进入生态系统后，就会沿着食物链在生物体内富集浓缩，愈是上面的营养级，生物体内有毒物质的残留浓度愈高。

（7）放射性核素的循环：放射性物质由食物链进入人体，随血液遍布全身，有的放射性物质在体内可存留14年之久。

13. 怎么理解可持续发展？怎么样才能实现可持续发展？

答：（1）可持续发展：既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。

（2）基本原则为：

1）公平性原则：即代际公平、代内公平；

2）持续性原则：调整人类的生活方式和对资源的要求，在生态系统可以保持相

对稳定的范围内确定自己的消费标准。

3）系统性原则：从全局着眼，从系统的关系进行综合分析和宏观调控。

（3）实现可持续发展我们要做到：

1）人与自然协调、经济、社会、自然环境多因素共同发展,开放的社会，公民有社会整体观和地球责任感。

2）保护自然资源，大力开发可再生能源，倡导绿色无污染工业，提倡持续农业，保护生物多样性。

3）在不同时期合理配置有限的资源，合理使用可更新资源代替可耗竭资源。

14. 什么是生物安全？怎样才能维护生物安全？

答：

（1）生物安全的定义：

狭义：现代生物技术的研究、开发、应用以及转基因生物可能对生物多样性、生态环境和人类健康产生的潜在危害。

广义：与生物有关的各种因素（转基因产品、生物技术、天然生物因子等）对社会、经济、人类健康及生态环境所产生的危害或潜在风险。

（2）生物安全控制与维护主要包括以下几个方面：

1）人净：操作人员进入强毒区应严格按照人员进入强毒区的标准规程进入强毒区，做好个人防护；退出强毒区必须淋浴，当淋浴装置故障时应及时通知设备人员修复，在修复前暂停使用，悬挂“禁止使用”，人员暂停退出强毒区；强毒区和弱毒区的人员禁止交叉。

2）物净：物流通道联锁装置故障时，关闭联锁装置电源，悬挂“禁止两门对开”标识，物料传递后及时关门；强毒区的物料在未灭活或灭菌前不得出强毒区。3）环境（净化、压差）：强毒区应保持绝对负压，生产过程中应检查压差是否符合要求，如无负压时应关闭通风系统，车间内暂停作业，百级层流罩勿关，保持台面洁净度，通知设备人员维修；高效过滤器定期检测，每年更换一次高效过滤器。

4）三废”处理：

①废弃物：活毒废弃物经灭菌柜121℃蒸汽灭菌15min后传出；灭菌柜异常时及时通知设备人员维修，同时对活毒废弃物初步清洗后用2%甲醛溶液浸泡12h以上后传出；可重复使用的经清洗灭菌后使用，不可重复使用的经具有医疗废弃物处理资质的单位统一回收后处理。

②活毒废水：活毒废水收集于专用储存罐内，100℃蒸汽灭菌30min后排放；活毒废水系统的蒸汽系统发生异常时，应对活毒废水储存罐内的储存废水量按2%甲醛浸泡12h以上后排放；质保部每月对处理后的活毒废水取样检测。

③废气：有毒区排放的气体应经双高效过滤器过滤后排放，过滤器应定期检测密闭性，出现泄漏应关闭该区域通风系统及时更换高效过滤器。

5）菌毒种管理：生产、检验用菌毒种严禁私自给予他人，若有需要必须经质管部经理签字，技术总工审批后方可实施；生产、检验用一、二类菌毒种、三、四类弱毒种、三、四类强毒种需分柜存放管理；菌毒种管理实行双人双锁制度，菌毒种的领用必须经主管批准后才能领用。